Kako se izogniti mikroorganizmom v stisnjenem zraku?

Pri higiensko občutljivih načinih uporabe, ki se uporabljajo v podjetjih za proizvodnjo živil in pijač, se poskuša zmanjšati tveganje za razvoj mikroorganizmov v končnem izdelku in zato tudi odpraviti morebitne vire onesnaževanja s sredstvi, kot je stisnjen zrak. Živilska podjetja danes upravičeno skrbijo za varnost hrane. Za zaustavitev razvoja mikroorganizmov je treba odpraviti pogoje, ki omogočajo razmnoževanje organizmov.

Vsi mikroorganizmi potrebujejo naslednjih pet dejavnikov, da ostanejo živi in se razmnožujejo:
 

• Hranila 
• Ustrezen pH 
• Pline 
• Ustrezno temperaturo 
• Zrak na vlago, hranila, ustrezen pH in pline v postopku stiskanja ne vpliva, če se uporablja brezoljni kompresor s končnim hladilnikom. Zadnja dva, ustrezna temperatura in vlaga, sta lahko neposredno povezana s stisnjenim atmosferskim zrakom ali nanj vplivata.

Vročina je za mikroorganizme smrtonosna, vendar ima vsaka vrsta svojo toplotno toleranco.

• Mezofilne bakterije in glive imajo raje zmerne temperature med 25 in 40 °C.
• Termofilni mikroorganizmi, ki ljubijo toploto, rastejo pri temperaturi med 45 in 90 °C.
  
  Med postopkom toplotnega uničevanja, kot je pasterizacija, je hitrost uničevanja logaritemska, prav tako kot hitrost njihove rasti. To pomeni, da se bakterije, ki so izpostavljene vročini, uničujejo s hitrostjo, ki je sorazmerna s številom prisotnih organizmov. Postopek uničenja je odvisen od temperature in potrebnega časa.
  
  Visoka temperatura v brezoljnih kompresijskih elementih (> 180 °C) je dovolj visoka, da znatno zmanjša število prisotnih mikroorganizmov. Čeprav trajanje te temperature ni dovolj dolgo, da bi to lahko šteli za sterilizacijo.

Od določene vrste bakterij ali gliv je odvisno, koliko vode (pare) potrebujejo za razvoj. Vendar pa vse potrebujejo določeno obliko vode za razmnoževanje.

Na splošno potrebujejo relativno vlažnost (RH) 75 % ali več.
Nekatere lahko preživijo in se razmnožujejo pri relativni vlažnosti med 50 in 75 %.
Pod relativno vlažnostjo 50 % se mikrobi običajno ne razmnožujejo.

Z drugimi besedami zniževanje temperature in vlage (RH) zmanjšuje možnost ustvarjanja primernega ozračja za mikroorganizme.  

Točka rosišča je temperatura, na katero se mora zrak ohladiti, da doseže nasičenost. To pomeni, da se pri dani koncentraciji vodne pare v zraku tvori rosa. To je preprosto merilo vlage v zraku. Točka rosišča je izražena kot temperatura na stopinjski lestvici °C ali °F. Lahko jo razumemo kot največjo vsebnost vode v gramih ali unčah za standardno prostornino zraka pri dani temperaturi. Ko govorimo o stisnjenem zraku, je ta izraz opredeljen kot tlačno rosišče ali PDP.

To je pomembno, ker se s spreminjanjem tlaka plina spreminja tudi njegovo rosišče. PDP je največja vsebnost vode v stisnjenem zraku pod tlakom. Če pride zrak po ekspanziji v stik z izdelkom, kar se v večini primerov zgodi, bo rosišče ali vsebnost vode bistveno nižja. V tem primeru je pomembnejša atmosfersko rosišče ali ADP.

Za zahteve glede nizkega rosišča se lahko uporabljajo različne tehnologije, kot so breztoplotni dvojni sušilni stolpi s sušilnim sredstvom, sušilniki s puhalom, ki za regeneracijo sušilnega sredstva uporabljajo toploto, dvojni sušilni stolpi za toplotno stiskanje, rotacijski bobnasti sušilniki za toplotno stiskanje, sušilniki s hladilnim sredstvom ipd.

Nekatere tehnologije sušenja, zasnovane za doseganje fiksnega in zelo nizkega rosišča, lahko porabijo od 10 do 20 % moči priključenega kompresorja. Letni stroški potrebne energije za te tehnologije sušenja lahko znašajo do 13.000 EUR na 100 kW moči nameščenega kompresorja. Relativna vlažnost od 10 do 20 % je v večini primerov dovolj nizka, da se prepreči rast organizmov. Uporaba relativne vlažnosti v specifikaciji stisnjenega zraka namesto PDP na temperaturni lestvici lahko prispeva k higiensko varni in energijsko prijazni namestitvi.

Mikroorganizmi za razvoj potrebujejo vlažno okolje. Nadzor vlage v živilih je ena najstarejših uporabljenih strategij konzerviranja. Prehrambeni mikrobiologi običajno opisujejo potrebe mikroorganizmov po vodi z vodno aktivnostjo (aw) živila ali okolja.

Pomembno je razlikovati med bakterijami in plesnimi. Za bakterije je splošno sprejeta najmanjša aw 0,75 (relativna vlažnost 75 %). Za plesni je varna meja najmanjša aw 0,6 (relativna vlažnost 60 %).

Specifikacija tlačnega rosišča z relativno vlažnostjo manj kot 10 % ali celo manj kot 20 % se lahko šteje za varno za živila in higieno. Z izbiro pravega rosišča v okviru razpoložljivih tehnologij sušenja je mogoče doseči znatne prihranke energije brez ogrožanja varnosti živil ali ustvarjanja higiensko nevarnega stanja.

Na podlagi spodnjega grafikona je mogoče izračunati specifično tlačno rosišče za doseganje določene relativne vlažnosti (aw) v stisnjenem zraku pri dani temperaturi okolja.