Hogyan kerülhető el a mikroorganizmusok jelenléte a sűrített levegőben?

Az élelmiszer- és italgyártó vállalatok az általuk alkalmazott, higiéniára érzékeny alkalmazásokban igyekeznek csökkenteni a mikroorganizmusok elszaporodásának kockázatát a végtermékben, és ennek érdekében többek között meg kell akadályozniuk, hogy az olyan alkalmazott eszközök, mint például a sűrített levegő, potenciális szennyeződési forrássá váljanak. Az élelmiszeripari vállalatok napjainkban komoly gondot fordítanak az élelmiszerek biztonságosságának biztosítására, teljes joggal.A mikroorganizmusok elszaporodásának megakadályozása érdekében meg kell szüntetni az organizmusok szaporodását lehetővé tévő körülményeket. Minden mikroorganizmusnak az alábbi öt tényezőre van szüksége az életben maradáshoz és a szaporodáshoz. • Tápanyagok• Megfelelő pH• Gázok• Megfelelő hőmérséklet• NedvességA tápanyagokra, a megfelelő pH-ra és a gázokra nincs hatással sűrítési folyamatban résztvevő levegő, feltéve hogy utóhűtővel rendelkező olajmentes kompresszort használunk. Az utolsó két tényező, vagyis a megfelelő hőmérséklet és a nedvesség azonban közvetlenül összekapcsolható a légköri levegő sűrítésének folyamatával.

A hő halálos a mikroorganizmusokra nézve, de minden faj saját hőtűrési jellemzőkkel rendelkezik. A mezofil baktériumok és a gombák a mérséklet, 25 és 40 °C közötti hőmérsékletet kedvelik. A termofil (hőkedvelő) mikroorganizmusok 45 és 90 °C közötti hőmérsékleten szaporodnak. A mikroorganizmusok hővel történő pusztításával járó folyamatok, például a pasztőrözés során a mikroorganizmusok elpusztításának mértéke logaritmikus, ahogyan a szaporodásuk mértéke is. Ez azt jelenti, hogy a hőnek kitett baktériumok a jelenlévő organizmusok számával arányos mértékben pusztulnak el. A mikroorganizmusok elpusztítási folyamata a hőmérséklettől és a szükséges időtől egyaránt függ. Az olajmentes kompressziós elemek belső hőmérséklete (>180 °C) kellően magas ahhoz, hogy jelentős mértékben csökkentse a mikroorganizmusok számát. Az ezen hőmérsékletnek való kitettség ideje azonban nem elegendően hosszú ahhoz, hogy ezt a folyamatot sterilizálásnak nevezhessük.

Az adott baktérium vagy gomba típusától függ, hogy mennyi vízre (párára) van szüksége a szaporodáshoz. Azonban mindegyik szaporodásához valamilyen formában szükség van vízre. Általánosságban 75%-os vagy nagyobb relatív páratartalomra (RH) van szükségük. Vannak azonban, amelyek képesek 50% és 75% közötti relatív páratartalom mellett is életben maradni és szaporodni. 50% alatti relatív páratartalom mellett normál esetben nem történik mikrobiális osztódás. Más szavakkal, a hőmérséklet és a nedvesség (RH) csökkentésével csökkenthető a mikroorganizmusok életben maradását elősegítő környezet kialakulásának valószínűsége.  

A harmatpont az a hőmérséklet, amelyre a levegőt le kell hűteni a telítettség eléréséhez. Ez azt jelenti, hogy a levegőben jelenlévő vízpára egy adott koncentrációja harmattá alakul. Egyszerűen kifejezve, ez a levegő nedvességtartalmának mérőszáma. A harmatpont egy hőmérsékleti értékként kifejezett szám, a °C vagy °F skálán. Amikor sűrített levegőről beszélünk, akkor a nyomásharmatpont vagy PDP kifejezés használatos. Ez fontos különbség, mivel egy gáz nyomásának a változásával annak harmatpontja is megváltozik. A PDP a nyomás alatt lévő sűrített levegő maximális víztartalmát jelenti. Ha a levegő kitágulás után lép érintkezésbe a termékkel – a legtöbb esetben ez a helyzet –, akkor a harmatpont vagy víztartalom jelentősen alacsonyabb lesz. Ebben az esetben a légköri harmatpont vagy ADP relevánsabb érték. Ha alacsony harmatpontra van szükség, akkor olyan különféle technológiák használhatók, mint a hideg regenerálású kéttornyos páramentesítő szárítók, a hővel regenerált fúvótípusú szárítók, a kompressziós hőt használó kéttornyos szárítók, a kompressziós hőt használó forgódobos szárítók, a hűtveszárítók stb.Bizonyos szárítók, amelyeket egy állandó, nagyobb alacsony harmatpont elérésére terveztek, akár a hozzájuk csatlakoztatott kompresszor energiájának 10-20%-át is felhasználhatják.Az ilyen szárítási technológiák éves energiaköltségei akár a 13 000 eurót is elérhetik a telepített kompresszor energiájából elfogyasztott 100 kW-onként.A legfeljebb 10-20%-os relatív páratartalom a legtöbb esetben kellően alacsony az organizmusok elszaporodásának megakadályozása érdekében. Ha a sűrített levegővel kapcsolatos specifikációkban a relatív páratartalmat alkalmazzuk a hőmérsékleti skálán meghatározott PDP helyett, azzal hozzájárulhatunk, hogy rendszerünk a higiénia szempontjából biztonságos, valamint környezetbarát legyen.

A mikroorganizmusoknak nedves környezetre van szükségük a szaporodáshoz. Az élelmiszerekben jelenlévő nedvesség szabályozása az egyik legrégebben alkalmazott tartósítási eljárás. Az élelmiszerekkel foglalkozó mikrobiológusok jellemzően az élelmiszer vagy a környezet vízaktivitásával (aw) határozzák meg a mikroorganizmusok vízigényét.Fontos különbséget tenni a baktériumok és a penészfélék között. A baktériumok esetében a 0,75-os minimális aw-érték (75%-os relatív páratartalom) jellemzően elfogadott. A penészfélék esetében a 0,6-es minimális aw-érték (60%-os relatív páratartalom) tekintendő biztonságos határértéknek.A nyomásharmatpont 10% alatti vagy akár 20% alatti relatív páratartalommal való meghatározása az élelmiszerek és a higiénia szempontjából biztonságosnak tekinthető. Jelentős mértékű energiamegtakarítások érhetők el, ha az elérhető szárítási technológiákon belül a megfelelő harmatpontot választjuk ki, az élelmiszerek biztonságának veszélyeztetése vagy a higiénia szempontjából veszélyes körülmények teremtése nélkül.Végezetül, az alábbi grafikon segítségével kiszámolható a sűrített levegő adott relatív páratartalmának (aw) eléréséhez szükséges nyomásharmatpont, adott környezeti hőmérséklet mellett.