Przyczyny powstawania skroplin w zakładach przetwórstwa spożywczego i sposoby ich eliminacji
Wprowadzenie
W zakładach przetwórstwa spożywczego, w których produkcja odbywa się z niskich temperaturach, np. branży mięsnej czy mlecznej jednym z głównych wyzwań są skropliny. Mogą one prowadzić do zanieczyszczeń i poważnych zagrożeń higienicznych i mikrobiologicznych. Problem ten jest istotny szczególnie latem, gdy powietrze zewnętrzne zawiera więcej pary wodnej. Aby utrzymać odpowiedni standard higieny oraz wydajność procesów produkcyjnych, kluczowe jest zrozumienie, jaki jest mechanizm powstawania skroplin, jakie są główne przyczyny tego zjawiska oraz jak temu przeciwdziałać.
W tym artykule omówimy trzy najczęstsze powody, dla których dochodzi do skraplania się wody w strefach produkcyjnych, oraz przedstawimy praktyczne sposoby na ich eliminację.
Mechanizm powstawania skroplin
Woda w temperaturze poniżej 100 ᵒC zasadniczo pozostaje w stanie ciekłym jednak pewna jej ilość może się w powietrzu rozpuścić i pozostawać w nim jako para wodna. Dlatego w naturze w powietrzu zawsze i w każdych warunkach zawarta będzie pewna ilość pary wodnej. Zależność pomiędzy ilością pary wodnej i temperaturą określa diagram Molliera.
Wynika z niego, że im niższa temperatura, tym mniej pary wodnej powietrze może utrzymać, zatem chłodząc powietrze – jego wilgotność względna rośnie, pomimo, że pary wodnej jest w powietrzu wciąż tyle samo. W pewnym momencie dochodzi zatem do sytuacji, gdy osiągamy maksymalne nasycenie powietrza parą wodną i dalszemu chłodzeniu będzie towarzyszyła kondensacja pary wodnej. Kondensacja pary wodnej wynika zatem wprost własności fizycznych powietrza i jest zjawiskiem naturalnym. Temperatura od której rozpoczyna się wykraplanie wody z powietrza jest zwana temperaturą punktu rosy.
Szczegółowe przyczyny powstawania skroplin i sposoby radzenia sobie z nimi
Powstawanie skroplin jest zatem procesem naturalnym ściśle związanym z chłodzeniem powietrza, jednak jeśli przebiega w sposób niekontrolowany i w miejscach niepożądanych – może stanowić poważny problem i zagrożenie, gdyż tworzy warunki sprzyjające do rozwoju życia biologicznego. Poniżej opiszemy 3 najczęstsze powody powstawania skroplin i sposób zapobiegania i eliminacji tego zjawiska.
Niewłaściwe ciśnienia wynikające z systemów wentylacji i napływ zewnętrznego powietrza przez nieszczelności
Jedną z najczęstszych przyczyn powstawania skroplin jest wnikanie ciepłego, wilgotnego powietrza do stref o niskiej temperaturze. W miejscach takich jak doki załadunkowe, jeśli nie posiadają one odpowiednich uszczelnień powietrze z zewnątrz może dostawać się do chłodniejszych obszarów zakładu. Gdy cieplejsze powietrze przedostaje się do zimnych stref, jego temperatura spada, a nadmiar pary wodnej kondensuje się na zimnych powierzchniach, takich jak ściany, sufity, czy systemy wentylacyjne.
Aby uniknąć tego problemu, należy:
Zapewnić kontrolowany rozkład ciśnień powietrza wewnątrz zakładu wynikający z systemów wentylacyjnych.
Istotne jest, aby powietrze ze stref o wyższej temperaturze nie przedostawało się do stref o niższej temperaturze. W strefach najczystszych gdzie panuje najniższa temperatura powinno panować także najwyższe nadciśnienie, wówczas kondensacja w tych strefach nie będzie następować.
Bardzo istotne jest także, aby w skali całego zakłady panowało nadciśnienie, gdyż wówczas w momencie otwierania przegród zewnętrznych, np. podczas załadunku powietrze będzie płynąć w jednym kierunku – od wewnątrz do zewnątrz i zapobiegnie to kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu zewnętrznym.
Istotne jest także uszczelnienie np. doków i bram załadunkowych, gdyż zbyt duże nieszczelność mogą powodować wnikanie zewnętrznego powietrza do wewnątrz zakładu także jeśli rozkład ciśnień jest prawidłowy.
Ważne jest również kontrolowanie czasu załadunku i rozładunku, aby minimalizować wnikanie ciepłego powietrza.
Wentylacja powietrza o zbyt wysokiej temperaturze
Drugim częstym problemem jest wentylowanie pomieszczeń produkcyjnych powietrzem o temperaturze wyższej niż ta panująca w danej strefie produkcyjnej, a następnie jego schładzanie przez chłodnice obiegowe.
Proces ten prowadzi do podobnego efektu jak w przypadku opisanego wcześniej wnikania ciepłego powietrza — para wodna, która nie może być utrzymana w cieplejszym powietrzu po jego ochłodzeniu na chłodnicach obiegowych wykrapla się w sposób niekontrolowany w niepożądanych miejscach.
Zatem jeśli w pomieszczeniu panuje na stałe temperatura np. 4 stopni, to należy poprzez wentylację doprowadzać powietrze zewnętrze schłodzone także do co najmniej 4 stopni, wówczas kondensacja i powstanie skroplin nastąpi w kontrolowany sposób na powierzchni chłodnicy centrali wentylacyjnej, skąd zostaną one odprowadzone do kanalizacji, a nie wewnątrz pomieszczeń produkcyjnych gdzie staną się one poważnym problemem.
Dodatkowo w strefach o najniższej temperaturze wraz wentylacją powinno być stosowane osuszanie.
Osuszanie kondensacyjne, o którym możesz poczytać tutaj , przestaje być skuteczne, lub jest bardzo mało skuteczne w pomieszczeniach, gdzie temperatura spada poniżej 8 stopni.
Wówczas należy wraz w wentylacją stosować inny sposób osuszania, np. osuszanie adsorpcyjne, w którym także wkrótce napiszemy artykuł.
Przenikanie pary wodnej ze strefy mycia
Najwyższa temperatura i największa wilgotność panuje w strefach mycia pojemników produkcyjnych. Zatem należy dokładnie kontrolować szczelność i rozkład ciśnień pomieszczeń w których odbywa się mycie.
Jeśli para wodna przeniknie ze strefy mycia do chłodniejszych stref komunikacji, czy produkcji, prowadzi to do wykroplenia nadmiaru wody. To zjawisko może nie tylko tworzyć wilgoć na powierzchniach, ale również przyczyniać się do rozwoju pleśni i grzybów jeśli , co stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności.
W pomieszczeniach mycia należy zatem zapewnić odpowiednio wysoką ilość wymian powietrza, aby para wodna powstała w procesach mycia nie wydostawała się poza myjnię.
Stosuj zatem w strefach mycia wentylację mechaniczną o odpowiednim natężeniu, aby skutecznie usunąć nadmiar pary, zanim zdąży przeniknąć do innych obszarów zakładu.
Zainstaluj systemy odprowadzania wilgoci, które efektywnie odprowadzają skropliny z powierzchni, minimalizując ryzyko ich przedostania się do stref produkcji.
Dobrze zaprojektowane systemy wentylacyjne i separacja stref z wysoką wilgotnością od produkcji to kluczowe rozwiązania, które znacząco obniżają ryzyko wystąpienia skroplin i poprawiają standardy higieny.
Podsumowanie
Zarządzanie problemem skroplin w zakładach przetwórstwa spożywczego to przede wszystkim kwestia higieny, ale także optymalizacji procesów produkcyjnych.
Dbałość o właściwy rozkład ciśnień zapewni kontrolowany przepływ powietrza, ścisła kontrola temperatury i wilgotności powietrza oraz odpowiednie oddzielenie poszczególnych stref produkcji są elementami kluczowymi dla zapobiegania kondensacji pary wodnej.
Nowoczesne i innowacyjne systemy wentylacyjne, które będą w stanie zapewnić ścisłą kontrolę mikroklimatu wewnątrz zakładu, wpływają zasadniczo na bezpieczeństwo zakładu, a także ograniczają koszty operacyjne związane z nadmiernym zużyciem energii.