Igiena aerului in spatiile de productie din industria alimentara

Igiena aerului in spatiile de productie din industria alimentara

Contaminarea aerului se poate evidentia prin doua aspecte fizice de poluare atmosferica:

- particole biologice sau chimice active, solide sau lichide (aerosol);

- molecule, vehiculate de poluarea chimica pe cale gazoasa. Aceste contaminari care prezinta o mare varietate de forme, natura, comportamente si efecte, au o caracteristica comuna : ele sunt toate invizibile cu ochiul liber (exceptie particulele in concentratii enorme sub forma de colonii sau fumuri ). Aceasta invizibilitate este cauza perceptiei necorespunzatoare a pericolelor care pot sa apara datorita acestor contaminari. Prin acest lucru, de mai multe ori nu sunt respectate regulile elementare de igiena ( spalarea mainilor, utilizarea mastilor cand este cazul) sau utilizarea unor masuri mult mai complexe (filtrarea, salile albe, spatiile izolate.)

Masurile de igiena sunt utilizate de o maniera complet heterogena, putand conduce la consecinte foarte grave cum ar fi contaminarea aerului cu noxe industriale , infectii masoconiale la spitale, etc.   

1.1 Poluanti atmosferici

Aerosoli atmosferici.

Aerul contine numeroase substante care provin din procese naturale, de eroziune , eoliene, evaporarea marilor, seisme, eruptii vulcanice. La acestea se adauga particule de origine atropica, care provin din produsi de combustie industriala, pulberi din exploatatiii nucleare, focuri din paduri, esapamentele motoarelor, etc. Prin interactiunea la altitudini mari intre aceste particule cu moleculele gazoase si a moleculelor intre ele se formeaza particule extrem de mici (nucleare). De asemenea se intalnesc particule mai mari la inaltimi mici care sunt puse in atmosfera datorita curentilor. Fiintele vii sunt importante generatoare de particule. La om descumarea constanta a pielii, respiratia, agitarea imbracamintei pot sa genereze un numar foarte mare de particule ( aprox 1000.000. part >0,1micrometrii /s) de o persoana in miscare activa.

Tofan 2001

Natura particulelor

Praful atmosferic este un amestec de particule inerte (gaze arse, fum, cuart, fibre, microvezicule, fragmente metalice) si de particule viabile. Insa datorita conditiilor pe care il prezinta aerul nu favorizeaza dezvoltarea si multiplicarea microorganismelor.

Miclofora aerului cuprinde : 

- microorganisme patogene capabile sa produca imbolnaviri;

- microorganisme saprofite sau comensale (de alterare);

- microorganisme oportuniste, atunci cand riscul actiunilor patogene depinde de starea de receptivitate a organismului respectiv. Intre pariculele inerte din aer si cele biologice exista asemanari dar si deosebiri esentiale. Cele inerte pot produce contaminari in special de natura chimica, iar cele de natura biologica pot produce alterari si sa declanseze stari de boala. Filtrarea aerului nu face diferenta intre natura viabila sau neviabila a particulelor transportate de aer,iar  factorul de baza il reprezinta dimensiunea acestora.

1.2 Biocontaminarea in industria alimentara prin intermediul aerului si al suprafetelor.

Efectul de bariera sau efectul de indepartare. Un perete reprezinta un obstacol mai mult sau mai putin eficient pentru microorganisme . Acesta poate avea doua efecte, unul de bariera si celalalt efect de indepartare. Fenomenul de depunere si de contaminare prin dispersie sau prin sedimentare are loc atunci cand microorganismul se afla in imediata apropiere a unor suprafete.

Fenomenele de adeziune a microorganismelor pe suprafete inerte au loc in functie de interactiunile fizico-chimice intre materialul care constituie suprafata si constituentii peretelui celulelor microbiene. Fenomenul de diseminare sau de dispersare a microorganismelor se realizeaza datorita greutatii mici, microorganismele pot fi antrenate de curentii de aer sau de lichide. Aceste fenomene esentiale pot sa apara in orice etapa a productiei, marind riscul de contaminare a produselor in curs de fabricatie prin aer, personal si suprafete.

Proprietatea principala a microorganismelor este puterea lor de proliferare. Produsul in curs de fabricatie poate sa constituie mediul de cultura pentru multiplicarea microorganismelor, daca urmatoarele conditii de temperatura, pH , umiditatea sunt favorabile. In general trebuie sa se evite pe cat posibil fenomenul de stagnare a produselor in contact cu suprafetele si cu aerul. Pentru produsele alimentare in curs de fabricatie exista mai multe niveluri de risc, in functie de natura procesului tehnologic, de la nivelul de risc 1 care este cel mai slab pana la nivelul de risc 4, unde trebuie luate masuri deosebite de igiena a aerului, suprafetelor si personalului.

Determinarea diferitelor particule prezente in aer urmareste doua aspecte: analiza calitativa si analiza cantitativa. Analiza calitativa se refera la natura si dimensiunile particulelor, utilizand diferite metode( microscopie electronica, spectroscopie de difractie cu raze X), iar analiza cantitativa se refera la concentratiile si reparatiile granulometrice ale particulelor.

1.3 Rolul filtrarii aerului

In industria alimentara, cele mai mari riscuri de contaminare prin intermediul aerului sunt contaminarile microbiologice ( cu bacterii, drojdii, mucegaiuri si virusuri ) care pot avea repercusiuni pe plan sanitar (intoxicatii) sau pe plan industrial ( modificarea proprietatilor organoleptice ale produselor, rebuturi de fabricatie, probleme de conservare) . Rolul principal al filtrarii aerului in industria alimentara consta in protectia proceselor si ameliorarea calitatii microbiologice a aerului prin eliminarea particolelor fine. Neplacerile cauzate de particulele continute in aer se materializeaza prin murdarirea instalatiilor de tratare a aerului si diminuarea progresiva a performantelor tehnice ale acestora. Rolul filtrarii aerului este simplu si se rezuma intr-un singur cuvant : protectie, protectie contra contaminarii aerului si murdaririi prin reducerea concentratiei particulelor fine din aer.

1.4 MECANISMUL FILTRARII AERULUI

1.4.1 Legile fizice ale filtrarii aerului

Materialele filtrante utilizate la ventilarea si conditionarea aerului sunt constituite din tesatura de fibre. Eficacitatea captarii particulelor la filtrarea aerului se bazeaza pe : retinerea prin inertie, prin interceptie si prin difuzie.

Tofan 2001

Captarea prin inertie apare atunci cand particulele caracterizate de o masa si o viteza bine determinate, urmand traiectoria aerului, sunt deviate de fibrele elementului filtrant si prin inertie intra in coliziune cu fibrele si sunt retinute.

Captarea prin interceptie se produce atunci cand particulele trec foarte aproape de fibra, altfel spus la o distanta mai mica decat raza lor.Acest fenomen este independent de viteza, dar legat de diametrul particulelor si a fibrelor ce compun elementul filtrant ( mai fin mai bun).

Captarea prin difuzie browniana se explica prin particulele aflate in suspensie in aer si sunt in permanenta ciocnite de moleculele de gaz intr-o miscare perpetua. La fiecare ciocnire ele merg spre alta directie, deci nu vor fi in aceeasi directie cu cea a curentului de aer. Particulele fine raspund mai repede la socurile suferite, miscarea lor ia amploare si astfel vor fi mai usor de captat. Contrar captarii prin inertie , in acest caz, cu cat viteza aerului este mai mica, eficacitatea de captare este mai mare.

1.4.2 Eficacitatea minima a filtrelor de aer

Eficacitatea globala a unui filtru de aer rezulta din combinarea acestor fenomene , iar curba eficacitatii unui filtru de aer capata o alura caracteristica in forma de V, prezentand un minim de eficacitate. La minimum de eficacitate corespund particule cu dimensiuni denumite MPPS (Most Penetraiting Particle Size )- dimensiuni de particule mai penetrante. MPPS este dimensiunea de particula cel mai dificil de retinut.

Tofan 2001

1.4.3 Conceptii de filtrare a aerului

Pentru obtinerea unei eficacitati semnificative pentru aerosolii atmosferici , constituiti in proportie de 99,9% din particule mici,filtrele trebuie sa fie confectionate din fibre fine si suprafetele utilizate sa fie astfel calculate incat sa se obtina viteze mici ale aerului. Filtrele de tip gravimetric nu dau rezultate interesante , deoarece eficacitatea lor se bazaeaza in principal pe inertie.Se pot atinge performante ridicate in cazul tesaturilor grosiere.

Tofan 2001

1.4.4 Norme internationale pentru definirea eficacitatii filtrelor de aer

Mai multe organisme internationale au stabilit pentru filtrele de aer, metode de incercare si clasamente standardizate in functie de performantele realizate.Cele mai reprezentative si mai reputate organisme sunt: ANFOR (Franta), ASHRAE (U.S.A) EUROVENT, CEN (Comitetul European de Normalizare).

Normalizarea europeana - CEN  In tarile U.E vastul domeniu de filtrare a aerului este divizat din punct de vedere administrativ in 17 clase de eficacite.

Fibrele de ventilatie generala divizate in 2 grupe: filtre grosiere (G), filtre fine (F).

Fibrele de aer de eficacitate foarte inalta subdivizate in 2 grupe :filtre HEPA, filtre ULPA.

Toate metodele se bazeaza pe o schema foarte simpla : plasarea filtrelor ce urmeaza a fi testate intr-un flux aerodinamic la debitul de utilizare; injectarea unui aerosol de incercare in amonte; efectuarea masuratorilor in amonte si in aval; deducerea pe baza diferentei a aerosolului retinut de filtre .In practica se folosesc 2 tipuri de incercari: gravimetrica si opacimetrica.

Tofan 2001

1.4.5 Filtre pentru ventilatia generala

Pentru filtrele de ventilatie generala, valorile eficacitatii obtinute prin metoda CEN nu permit nici o extrapolare cu eficacitati particulare. Pe baza masuratorilor asupra a 6 tipuri de filtre reprezentative cu gama de eficacitate uzuala pentru industria alimentara, se pot trage urmatoarele concluzii:

pentru ca mai mult de 99,9 % din particolele in suspensie au dimensiuni inferioare, apare clar ca un filtru cu eficacitatea gravimetrica de 90% ,nu are practic rol purificator al aerului atmosferic  ( 10% eficace, 90% ineficace)

un filtru cu eficacitate de 50% opacimetrica (F5) este departe de a diviza prin 2 contaminarea initiala ( el nu retine in fapt decat 1/3 din particolele de 1 micrometru)

filtrele incep sa aiba o putere de epurare semnificativa asupra aerosolilor din aerul atmosferic incepand cu o eficacitate opacimetrica de 85% (F7)

filtrele au o eficacitate opacimetrica cuprinsa intre 65 si  85% (F6 si F7) aparent apropiate pe scara opacimetrica, diferenta fiind in eficacitate.

Un filtru cu eficacitatea opacimetrica de 95% cu  un coeficient de epurare de 20 % pentru particole de 1 si 10 va avea un aport la purificarea aerului superioara celei obtinute cu un filtru cu eficacitate opacimetrica de 85%.

Eficacitate opacimetrica de 95% este recomandata la filtrarea finala a aerului in instalatiile de conditionarea aerului.

Tofan 2001

1.4.6 Componenta unui lant de filtrare optimizat din industria alimentara

Recomandarile ce urmeaza au drept scop crearea unui lant de filtrare capabil sa asigure un aer cu calitati igienice fara riscuri de contaminare, cu un cost de exploatare economic, consum de energie redus. Lantul de filtrare include pentru aerul introdus 2 etaje de filtrare pentru localuri curente climatizate si 3 etaje de filtrare pentru sectoarele sensibile, iar pentru aerul evacuat un etaj de filtrare de inalta eficacitate, completat la nevoie de un etaj de absortie pe carbon active pentru retinerea gazelor, mirosurilor sau altor noxe.

Tofan 2001

Tofan 2001