Come evitare la formazione di microrganismi nell'aria compressa?

Per le applicazioni sensibili dal punto di vista dell'igiene, nelle aziende del settore alimentare e delle bevande si sta cercando di ridurre il rischio di crescita dei microrganismi nel prodotto finale e quindi di eliminare anche potenziali fonti di contaminazione da utenze come l'aria compressa. È legittimo che le aziende alimentari di oggi siano preoccupate per la sicurezza alimentare.Per arrestare la crescita dei microrganismi, è necessario eliminare le condizioni che consentono la riproduzione dell'organismo. Per poter rimanere in vita e crescere sui mezzi di coltura, tutti i microrganismi necessitano dei fattori seguenti. • Sostanze nutritive• pH adatto• Gas• Temperatura adeguata• UmiditàSostanze nutritive, pH adatto e gas non vengono compromessi dal processo di compressione dell'aria, purché venga utilizzato un compressore oil-free con refrigeratore finale. Le ultime due voci, temperatura adatta e umidità, possono essere legate alla compressione dell'aria atmosferica o influenzate da essa.

Il calore è letale per i microrganismi, ma ogni specie ha una propria tolleranza termica. I batteri e i funghi mesofili preferiscono temperature moderate, comprese tra 25 °C e 40 °C. I microrganismi termofili (che prediligono il calore) crescono a una temperatura compresa tra 45 °C e 90 °C. Durante un processo di distruzione termica, come la pastorizzazione, la velocità di distruzione è logaritmica, così come la velocità con cui i microrganismi sono in grado di replicarsi. Ciò significa che i batteri sottoposti a distruzione termica vengono eliminati a una velocità proporzionale al numero di organismi presenti. Il processo di distruzione dipende sia dalla temperatura sia dal tempo richiesto. La temperatura elevata negli elementi di compressione oil-free (>180 °C) è abbastanza elevata da ridurre significativamente la presenza dei microrganismi, anche se la durata di questa temperatura non è abbastanza lunga da essere considerata come sterilizzante.

Anche se la quantità d'acqua (vapore) di cui hanno bisogno per riprodursi o crescere dipende dalla tipologia specifica del fungo o del batterio, è comunque necessaria una qualche forma d'acqua affinché i microrganismi possano riprodursi. In generale, hanno bisogno di un'umidità relativa (UR) di almeno il 75%. Alcuni possono sopravvivere e moltiplicarsi in un'umidità relativa compresa tra il 50% e il 75%. Al di sotto di un'umidità relativa del 50% non vi è normalmente proliferazione microbica. In altre parole, la riduzione delle temperature e dell'umidità (UR) diminuisce la possibilità di creare un'atmosfera favorevole per i microrganismi.

Il punto di rugiada è la temperatura alla quale l'aria deve essere raffreddata per raggiungere la saturazione: ciò significa che una determinata concentrazione di vapore acqueo nell'aria formerà rugiada. Si tratta semplicemente di una misura dell'umidità nell'aria. Un punto di rugiada viene espresso come temperatura sulla scala °C o °F. Può essere visto come il massimo contenuto d'acqua, in once o grammi, per un volume standard di aria a una determinata temperatura. Quando si parla di aria compressa, questo termine viene specificato come punto di rugiada in pressione o PDP, e ciò è importante perché cambiando la pressione di un gas cambia anche il suo punto di rugiada. Il punto di rugiada in pressione è il contenuto massimo di acqua nell'aria compressa in condizioni di pressione. Se l'aria entra in contatto con il prodotto dopo l'espansione, situazione che si verifica nella maggior parte dei casi, il punto di rugiada o il contenuto d'acqua sarà sensibilmente inferiore. In questo caso il punto di rugiada atmosferico o ADP è più rilevante. Per ottenere un punto di rugiada basso, è possibile utilizzare diverse tecnologie, come ad esempio: essiccatori a sostanza igroscopica con doppia torre, essiccatori con rigenerazione a caldo con soffiante, doppia torre con calore di compressione, tamburo rotante con calore di compressione, essiccatori a refrigerazione, ecc.Alcune tecnologie di essiccazione, progettate per raggiungere un punto di rugiada fisso e molto basso, possono consumare dal 10% al 20% della potenza del compressore collegato.Il costo energetico annuale richiesto per queste tecnologie di essiccazione può rappresentare fino a 13.000 € per 100 kW di potenza del compressore installato.Nella maggior parte dei casi, un'umidità relativa massima del 10-20% è sufficientemente bassa da evitare la crescita di organismi. L'uso dell'umidità relativa nelle specifiche dell'aria compressa al posto del punto di rugiada in pressione sulla scala di temperatura può contribuire a un'installazione igienicamente sicura e a consumo energetico ridotto.

I microrganismi hanno bisogno di umidità per crescere nei prodotti alimentari. Il controllo dell'umidità negli alimenti è una delle più antiche strategie di conservazione impiegate. I microbiologi alimentari descrivono generalmente i requisiti dell'acqua dei microrganismi in termini di attività dell'acqua (water activity - aw) del cibo o dell'ambiente.È importante fare una distinzione tra batteri e muffe. Per i batteri è generalmente accettato un valore minimo di aw di 0,75 (umidità relativa del 75%). Per le muffe, un valore minimo di aw di 0,6 (umidità relativa del 60%) è considerato come limite di sicurezza.Una specifica del punto di rugiada in pressione con umidità relativa inferiore al 10% o addirittura del 20% può essere considerata come sicura per l'igiene e per l'industria alimentare. È possibile ottenere un notevole risparmio energetico selezionando il punto di rugiada corretto nelle tecnologie di essiccazione disponibili, senza compromettere la sicurezza alimentare o creare condizioni igieniche pericolose.Infine, in base al grafico sottostante è possibile calcolare il punto di rugiada in pressione specifico per ottenere una specifica umidità relativa (aw) nell'aria compressa a una determinata temperatura ambiente.