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Comment éviter les microorganismes dans l'air comprimé ?

Les applications sensibles à l'hygiène comme celles utilisées dans l'industrie agroalimentaire essaient de réduire le risque de croissance de microorganismes dans le produit fini et donc également d'éliminer les sources potentielles de contamination par des outils tels que l'air comprimé.
De nos jours, les entreprises agroalimentaires sont à juste titre préoccupées par la sécurité alimentaire.
Pour arrêter la croissance des microorganismes, il est nécessaire d'éliminer les conditions qui permettent la reproduction de l'organisme.
Tous les microorganismes ont besoin des cinq facteurs suivants pour rester viables et se reproduire.
• Des nutriments
• Un pH approprié
• Des gaz
• Une température appropriée
• De l'humidité

Les nutriments, le pH et les gaz ne sont pas affectés par l'air dans le processus de compression, à condition qu'un compresseur sans huile avec refroidisseur final soit utilisé.
Les deux derniers facteurs, la température et l'humidité, peuvent être directement liés ou influencés par la compression de l'air atmosphérique.

Température appropriée

La chaleur est mortelle pour les microorganismes, mais chaque espèce présente sa propre tolérance à la chaleur. Les bactéries mésophiles et les champignons préfèrent des températures modérées, entre 25 et 40 °C. Les microorganismes thermophiles (attirés par la chaleur) se développent à des températures comprises entre 45 °C et 90 °C. Dans un processus de destruction thermique, comme la pasteurisation, le taux de destruction est logarithmique, comme le taux de croissance. Cela signifie que les bactéries soumises à la chaleur sont tuées à un taux qui est proportionnel au nombre d'organismes présents.
Le processus de destruction dépend à la fois de la température et du temps nécessaires. La haute température dans les éléments à compression sans huile (>180 °C) est suffisante pour réduire considérablement la présence de microorganismes, bien que la durée de cette température ne soit pas assez longue pour être considéré comme une stérilisation.

Humidité

La quantité d'eau (vapeur) nécessaire à la croissance dépend du type de champignon ou de bactérie, mais ils ont tous besoin d'eau pour se reproduire. En général, ils ont besoin d'une humidité relative (HR) de 75 % ou plus. Certains peuvent survivre et se multiplier dans une humidité relative comprise entre 50 % et 75 %. Dans une humidité relative de moins de 50 %, il n'y a normalement pas de prolifération microbienne.
En d'autres termes, la baisse à la fois des températures et de l'humidité relative (RH) réduit la possibilité de création d'une atmosphère viable pour les microorganismes.

Point de rosée sous pression (PDP)

Le point de rosée est la température à laquelle l'air doit être refroidi pour atteindre la saturation. Cela signifie qu'une concentration donnée de vapeur d'eau dans l'air forme de la rosée. Il s'agit tout simplement d'une mesure de l'humidité de l'air. Un point de rosée est exprimé par une température sur l'échelle °C ou °F, et peut également être vu comme la teneur maximale en eau, en grammes ou en onces, pour un volume standard d'air à cette température.

Quand on parle d'air comprimé, ce terme est défini comme le point de rosée sous pression ou PDP. C'est important car la modification de la pression d'un gaz change également son point de rosée. Le PDP est la teneur maximale en eau dans l'air comprimé dans des conditions sous pression. Si l'air entre en contact avec le produit après expansion, ce qui se produit dans la plupart des cas, le point de rosée ou la teneur en eau est beaucoup plus basse. Dans ce cas, le point de rosée de l'atmosphère (ADP) est plus pertinent.

Pour les exigences de faible point de rosée, différentes technologies peuvent être utilisées comme des sécheurs déshydratants Twin Tower sans chaleur, des sécheurs de type souffleur à chaleur régénérée, des Twin Tower à chaleur de compression, des tambours rotatifs à chaleur de compression, des sécheurs réfrigérants, etc.
Certaines technologies de séchage, conçues pour atteindre un point de rosée fixe très bas, peuvent consommer de 10 à 20 % de la puissance du compresseur connecté.
Le coût annuel d'énergie nécessaire pour ces technologies de séchage peut représenter jusqu'à 13 000 euros par 100 kW de puissance de compresseur installé.
Une humidité relative de 10 à 20 % maximum est dans la plupart des cas suffisamment basse pour éviter la croissance des organismes. Utiliser une spécification d'humidité relative dans l'air comprimé au lieu d'un PDP sur l'échelle de température peut contribuer à des installations hygiéniques et économiques.

En résumé

Les microorganismes ont besoin d'un milieu humide pour se développer. Le contrôle de l'humidité contenue dans les aliments est l'une des plus anciennes stratégies de préservation exploitées. Les microbiologistes alimentaires décrivent généralement les besoins en eau des microorganismes en termes d'activité de l'eau (aw) de l'aliment ou de l'environnement.
Il est important de faire une distinction entre les bactéries et les moisissures. Pour les bactéries, un aw minimum de 0,75 (humidité relative de 75 %) est généralement accepté. Pour les moisissures, un aw minimum de 0,6 (humidité relative de 60 %) est considéré comme sécuritaire.
Une spécification de point de rosée sous pression avec une humidité relative de moins de 10 %, ou même de moins de 20 % peut être considérée comme sûre en matière de sécurité alimentaire et d'hygiène. D'importantes économies d'énergie peuvent être obtenues lorsque le point de rosée adapté dans les technologies de séchage disponibles est sélectionné et ce sans compromettre la sécurité alimentaire ou créer des conditions hygiéniques dangereuses.

Enfin, grâce au graphique ci-dessous, il est possible de calculer le point de rosée sous pression spécifique pour atteindre un taux d'humidité relative spécifique (aw) dans l'air comprimé à une température ambiante donnée.

Graphique des microorganismes du point de rosée sous pression dans l'industrie alimentaire

Whitepaper compressed air and microorganisms

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