A sűrített levegő és a mikroorganizmusok szaporodása

A higiénia szempontjából érzékeny alkalmazásokban, például az élelmiszer- és italgyártásban, megpróbálják csökkenteni a mikroorganizmusok növekedésének kockázatát a végtermékben, és így kiküszöbölni a lehetséges szennyeződés forrásait is, pl. olyan eszközökkel, mint sűrített levegő. Az élelmiszergyártók aggódnak az élelmiszerbiztonság miatt. A mikroorganizmusok szaporodásának megállításához meg kell szüntetni azokat a feltételeket, amelyek lehetővé teszik a szaporodásukat. Minden mikroorganizmusnak öt tényezőre van szüksége életképességének megőrzéséhez és szaporodásához: • tápanyagok • megfelelő pH • gázok • megfelelő hőmérséklet • nedvesség A tápanyagokat, a megfelelő pH-értéket és a gázokat a sűrítés során a levegő nem befolyásolja, ha olajmentes kompresszort használnak utóhűtéssel. Az utolsó két tényező - a megfelelő hőmérséklet és páratartalom - közvetlenül összefüggenek és közvetlenül befolyásolhatók a légköri levegő sűrítésével.

A hő halálos a mikroorganizmusokra, de minden fajnak megvan a saját hőtűrése. A mezofil baktériumok és gombák közepes hőmérsékleteket részesítenek előnyben, 25 és 40 ° C között. A termofil (hőt szerető) mikroorganizmusok 45 és 90 ° C közötti hőmérsékleten nőnek. A termikus megsemmisítés során, például pasztörizáláskor, a pusztulási sebesség logaritmikus, ahogy a növekedés üteme is. Ez azt jelenti, hogy a hőnek kitett baktériumok elpusztulnak a jelenlévő organizmusok számával arányos sebességgel. A pusztítás folyamata mind a hőmérséklettől, mind a szükséges időtől függ. Az olajmentes kompressziós elemek magas hőmérséklete (> 180 ° C) elég magas ahhoz, hogy jelentősen csökkentsék a jelen lévő mikroorganizmusokat. Bár ennek a hőmérsékletnek az időtartama nem elég hosszú ahhoz, hogy sterilizálásnak lehessen tekinteni.

A baktériumok vagy a gomba típusától függ, mennyi víz (gőz) szükséges a növekedéshez. Mindazonáltal mindegyiknek valamilyen formájú vízre van szüksége a szaporodáshoz. Általában legalább 75% relatív páratartalomra (RH) van szükségük. Néhányuk 50% és 75% közötti relatív páratartalomban képes túlélni és szaporodni. 50% relatív páratartalom alatt általában nincs mikrobiális proliferáció. Más szavakkal: a csökkenő hőmérséklet és a nedvesség (RH) egyaránt csökkenti a mikroorganizmusok számára életképes légkör kialakulásának lehetőségét.

A harmatpont az a hőmérséklet, ameddig a levegőt ki kell hűteni, hogy elérje a telítettséget. Ez azt jelenti, hogy a vízgőz adott koncentrációja a levegőben harmatot képez. Ez egyszerűen a levegő nedvességének mértéke. A harmatpontot hőmérsékleten fejezik ki a ° C vagy ° F skálán. Ez úgy tekinthető, mint a maximális víztartalom, grammban vagy unciában, egy adott levegőmennyiségnél az adott hőmérsékleten. Sűrített levegőről beszélve ezt a kifejezést nyomásharmatpontnak vagy PDP-nek kell megadni. Ez azért fontos, mert a gáz nyomásának megváltoztatása megváltoztatja annak harmatpontját is. A PDP a sűrített levegő maximális víztartalma nyomás alatt. Ha a levegő a termékkel érintkezésbe kerül a tágulás után, ami a legtöbb esetben a helyzet, akkor a harmatpont vagy a víztartalom jelentősen alacsonyabb lesz. Ebben az esetben a légköri harmatpont vagy az ADP relevánsabb. Az alacsony harmatpont-követelményekhez különféle technológiákat lehet használni, például hideg regenerálású ikertornyos szárítókat, meleg regenerálású ikertornyos adszorpciós szárítókat, száraz sűrített levegővel regeneráló ikertornyos adszorpciós szárító, meleg sűrített levegővel regeneráló forgódobos adszorpciós szárító, hűtveszárítókat, stb. Néhány fixen nagyon alacsony harmatpont elérésére szolgáló szárítási technológia a csatlakoztatott kompresszorteljesítmény 10-20% -át képes felhasználni. Ezeknek a szárítási technológiáknak az éves igényelt energiaköltsége akár 13 000 EUR lehet, minden 100 kW teljesítményű kompresszor esetén. A legfeljebb 10-20% relatív páratartalom a legtöbb esetben elég alacsony, hogy elkerüljék a mikroorganizmusok növekedését. A sűrített levegő specifikációban a páratartalom használata a hőmérsékleti skálán jelölt PDP helyett nagyban hozzájárulhat a biztonságos és energiatakarékos gépkiválasztáshoz.

A mikroorganizmusoknak nedves környezetre van szükségük a növekedéshez. Az élelmiszerek nedvességtartalmának szabályozása az egyik legrégebben kiaknázott tartósítási stratégia. Az élelmiszer-mikrobiológusok általában a mikroorganizmusok vízigényét írják le az élelmiszer vagy a környezet vízaktivitásának (aw) alapján. Fontos különbséget tenni a baktériumok és a penészgombák között. Baktériumok esetén általánosan elfogadott minimális aw 0,75 (relatív páratartalom 75%). Öntőformák esetén a minimális aw (0,6) (relatív páratartalom 60%) biztonságos határértéknek tekinthető. 10% -nál kevesebb, vagy akár 20% -nál kisebb relatív páratartalommal rendelkező nyomás harmatpont megadása élelmiszer- és higiéniai szempontból biztonságosnak tekinthető. Jelentős energiamegtakarítást lehet elérni, ha a rendelkezésre álló szárítási technológiákban a megfelelő harmatpontot választják, miközben ez nem veszélyezteti az élelmiszerbiztonságot és nem kreál a higiénia szempontjából veszélyes körülményeket. Végül, az alábbi ábra alapján kiszámítható a fajlagos nyomás harmatpontja, hogy elérjük a sűrített levegő fajlagos relatív páratartalmát (aw) egy adott környezeti hőmérsékleten.