Kako izbjeći mikroorganizme u komprimiranom zraku?

Primjene osjetljive na higijenu koje se upotrebljavaju u tvrtkama za proizvodnju hrane i pića nastoje smanjiti rizik od rasta mikroorganizama u konačnom proizvodu te stoga i ukloniti potencijalne izvore kontaminacije komunalnim uslugama kao što je komprimirani zrak. Današnje prehrambene tvrtke s pravom su zabrinute za sigurnost hrane. Kako bi se zaustavio rast mikroorganizama, potrebno je ukloniti uvjete koji omogućuju razmnožavanje organizma.

Svi mikroorganizmi trebaju sljedećih pet čimbenika kako bi ostali održivi i razmnožavali se:
 

• Hranjive tvari 
• Ispravna pH vrijednost 
• Plinovi 
• Odgovarajuća temperatura 
• Zrak u procesu kompresije ne utječe na hranjive tvari, ispravnu pH vrijednost i plinove, pod uvjetom da se upotrebljava kompresor bez ulja s naknadnim hladnjakom. Posljednja dva, odgovarajuća temperatura i vlažnost, mogu se izravno povezati s atmosferskim zrakom ili na njih utjecati stlačivanjem atmosferskog zraka.

Toplina je smrtonosna za mikroorganizme, ali svaka vrsta ima vlastitu toleranciju na toplinu.

• Mezofilne bakterije i gljivice preferiraju umjerene temperature, između 25 i 40 °C.
• Termofilni mikroorganizmi (koji vole toplinu) rastu na temperaturi između 45 i 90 °C.
  
  Tijekom procesa toplinskog uništavanja, kao što je pasterizacija, brzina uništavanja je logaritamska, kao i njihova brzina rasta. To znači da se bakterije izložene toplini uništavaju brzinom koja je proporcionalna broju prisutnih organizama. Postupak uništavanja ovisi o temperaturi i potrebnom vremenu.
  
  Visoka temperatura u kompresijskim elementima bez ulja (> 180 °C) dovoljno je visoka da značajno smanji prisutnost mikroorganizama. Iako trajanje ove temperature nije dovoljno dugo da bi se moglo smatrati sterilizacijom.

Ovisi o specifičnoj vrsti bakterija ili gljivica koliko im je vode (pare) potrebno za rast. Međutim, svi trebaju neki oblik vode za razmnožavanje.

Općenito, potrebna im je relativna vlažnost (RH) od 75 % ili više.
Neki mogu preživjeti i razmnožavati se u relativnoj vlažnosti između 50 % i 75 %.
Ispod relativne vlažnosti od 50 % obično nema proliferacije mikroba.

Drugim riječima, smanjenje temperature i vlažnosti (RH) smanjuju mogućnost stvaranja održive atmosfere za mikroorganizme.  

Rosište je temperatura na koju se zrak mora ohladiti da bi postigao zasićenje. To znači da će određena koncentracija vodene pare u zraku stvoriti rosu. To je jednostavno mjera vlažnosti zraka. Rosište se izražava kao temperatura na ljestvici °C ili °F. Može se vidjeti kao maksimalni sadržaj vode, u gramima ili uncama, za standardni volumen zraka na toj danoj temperaturi. Kada govorimo o komprimiranom zraku, ovaj se pojam navodi kao tlačna rosišta ili PDP.

To je važno jer promjena tlaka plina mijenja i njegovu rosnu točku. PDP je maksimalni udio vode u komprimiranom zraku pod tlakom. Ako zrak dođe u dodir s proizvodom nakon ekspanzije, što je u većini slučajeva slučaj, rosište ili udio vode bit će znatno niži. U tom je slučaju važnija atmosferska rosišta ili ADP.

Za zahtjeve niske rosne točke mogu se upotrijebiti različite tehnologije kao što su adsorpcijski sušač s dvostrukim tornjem bez topline, sušač s regeneracijom toplinom pomoću puhala, toplina kompresijskog dvostrukog tornja, toplina kompresijskog rotacijskog bubnja, rashladni sušač itd.

Neke tehnologije sušenja, osmišljene za postizanje fiksne i vrlo niske rosišta, mogu potrošiti 10 do 20 % priključene snage kompresora. Godišnji trošak energije potreban za ove tehnologije sušenja može iznositi do 13.000 EUR po 100 kW instalirane snage kompresora. Relativna vlažnost od najviše 10 do 20 % u većini je slučajeva dovoljno niska da bi se izbjegli rastući organizmi. Uporaba relativne vlažnosti u specifikaciji komprimiranog zraka umjesto PDP-a na temperaturnoj ljestvici može pridonijeti higijenski sigurnoj i energetski učinkovitoj instalaciji.

Mikroorganizmi trebaju vlažno okruženje za rast. Kontrola vlage u hrani jedna je od najstarijih iskorištenih strategija konzerviranja. Mikrobiolozi hrane općenito opisuju potrebe mikroorganizama za vodom u smislu aktivnosti vode (aw) hrane ili okoliša.

Važno je razlikovati bakterije i plijesan. Za bakterije općenito se prihvaća minimalna vrijednost od 0,75 (relativna vlažnost od 75 %). Za kalupe se minimalna aw od 0,6 (relativna vlažnost od 60 %) smatra sigurnom granicom.

Specifikacija točke rosišta pod tlakom s relativnom vlažnošću manjom od 10 % ili čak manjom od 20 % može se smatrati sigurnom za hranu i higijenu. Značajne uštede energije mogu se postići kada se odabere ispravna točka rosišta unutar dostupnih tehnologija sušenja i to bez ugrožavanja sigurnosti hrane ili stvaranja higijenski opasnog stanja.

Naposljetku, na temelju grafikona u nastavku moguće je izračunati specifičnu točku rosišta tlaka kako bi se postigla specifična relativna vlažnost (aw) u komprimiranom zraku pri danoj temperaturi okoline.