Miten voidaan välttää mikro-organismien pääsy paineilmaan?

Hygienian osalta herkät sovellukset, joita käytetään elintarvike- ja juomateollisuudessa, pyrkivät pienentämään mikro-organismien kasvua lopputuotteessa ja siten myös poistamaan laitteiden mahdolliset kontaminaatiolähteet esimerkiksi paineilmasta.Nykyään elintarvikeyhtiöt ovat huolissaan elintarviketurvallisuudesta.Mikro-organismien kasvun pysäyttäminen edellyttää, että organismin syntymistä sallivat olosuhteet poistetaan.Kaikki mikro-organismit tarvitsevat viittä tekijää pysyäkseen elossa ja voidakseen lisääntyä:• ravintoaineet• sopiva pH-arvo• kaasut• sopiva lämpötila• kosteus.Puristusprosessin ilma ei vaikuta ravintoaineisiin, sopivaan pH-arvoon tai kaasuihin, jos käytetään jälkijäähdyttimellä varustettua öljytöntä kompressoria.Sen sijaan sopiva lämpötila ja kosteus voidaan yhdistää suoraan ilman puristukseen.

Lämpö tappaa mikro-organismit, mutta jokaisella lajilla on oma lämmönsietokykynsä. Mesofiiliset bakteerit ja sienet suosivat keskilämpötiloja välillä 25–40 °C, ja termofiiliset (lämpöä rakastavat) mikrobit kasvavat 45–90 °C:n lämpötilassa. Kun mikrobeja tuhotaan lämmöllä esimerkiksi pastöroinnin avulla, tuhoutumisnopeus on kasvuvauhdin tavoin logaritminen. Tämä tarkoittaa sitä, että kuumuudelle altistuvat bakteerit kuolevat nopeudella, joka on verrannollinen läsnä olevien organismien määrään.Tuhoamisteho vaihtelee lämpötilan ja tarvittavan ajan mukaan. Öljyttömien puristuselementtien korkea lämpötila (> 180 °C) on riittävän korkea vähentämään mikro-organismeja merkittävästi, mutta lämpötila ei pysy tällä tasolla tarpeeksi kauan sterilointia varten.

Bakteerien ja sienten tyyppi määrää, kuinka paljon vettä (höyryä) ne tarvitsevat kasvamiseen. Kaikki eri tyypit tarvitsevat kuitenkin jonkin verran vettä lisääntyäkseen. Yleensä suhteellisen kosteuden on oltava vähintään 75 prosenttia, mutta osa mikro-organismeista voi selviytyä ja lisääntyä 50–75 prosentin suhteellisessa kosteudessa. Kun suhteellinen kosteus on alle 50 prosenttia, mikrobit eivät yleensä lisäänny.Jos siis lämpötilaa ja kosteutta pienennetään, elinkelpoisen ilmapiirin luominen mikro-organismeille on epätodennäköisempää.

Kastepiste on lämpötila, johon ilma on jäähdytettävä kyllästyksen saavuttamiseksi. Tietty ilman vesihöyrypitoisuus muodostaa kasteen, ja tämä arvo mittaa ilman kosteuden. Kastepiste ilmaistaan lämpötilana (°C tai °F), ja sitä voidaan pitää veden enimmäispitoisuutena grammoina tai unsseina, kun vakiomäärä ilmaa on tietyssä lämpötilassa.Kun puhutaan paineilmasta, tämä termi määritetään paineenalaiseksi kastepisteeksi eli PDP:ksi. Tämä on tärkeää, koska kaasun paineen muuttuessa myös sen kastepiste muuttuu. PDP on paineilman suurin vesipitoisuus paineistetuissa olosuhteissa. Jos ilma pääsee kosketuksiin tuotteen kanssa laajentumisen jälkeen, kuten useimmissa tilanteissa käy, kastepiste tai veden määrä on huomattavasti alhaisempi. Tässä tapauksessa ympäristön kastepiste eli ADP on merkityksellisempi.Alhaisen kastepisteen saavuttamiseen voidaan käyttää erilaisia tekniikoita, kuten kylmäelvytteisiä kaksitornisia adsorptiokuivaimia, lämpöelvytteisiä puhallinkuivaimia, kaksitornisia puristuslämpökuivaimia, rumputyyppisiä puristuslämpökuivaimia ja jäähdytyskuivaimia.Jotkin kuivaustekniikat on suunniteltu siten, että saavutetaan kiinteä ja erittäin alhainen kastepiste, ja nämä voivat kuluttaa 10–20 prosenttia liitetyn kompressorin tehosta.Näiden kuivaustekniikoiden vuosittaiset energiakustannukset voivat olla jopa 13 000 euroa 100 kW:n asennettua kompressoritehoa kohti.Enintään 10–20 prosentin suhteellinen kosteus on useimmissa tapauksissa riittävän alhainen, jotta organismit eivät voi kasvaa. Paineilman suhteellisen kosteuden käyttö lämpöasteikon PDP:n sijaan voi parantaa kokoonpanon hygieniaa ja säästää energiaa.

Mikro-organismit tarvitsevat kasvaakseen kosteaa ympäristöä, ja ruoan kosteuden hallinta onkin yksi vanhimmista säilytysstrategioista. Elintarvikemikrobiologit kuvailevat mikro-organismien vesivaatimuksia yleensä elintarvikkeiden tai ympäristön vesiaktiivisuutena (aw).Bakteerit ja homeet on tärkeää erottaa toisistaan. Bakteerien kohdalla alin hyväksyttävä aw-arvo on yleensä 0,75 (suhteellinen kosteus 75 %), kun taas homeissa turvallisen aw-arvon raja on 0,6 (suhteellinen kosteus 60 %).Elintarvikekäyttöön ja hygieniaan voi määrittää kastepisteen, jonka suhteellinen kosteus on alle 10 prosenttia tai jopa alle 20 prosenttia. Merkittäviä energiasäästöjä voidaan saavuttaa, kun valitaan oikea kastepiste käytettävissä olevien kuivaustekniikoiden avulla ja tavalla, joka ei vaaranna elintarviketurvallisuutta tai hygieniaa.Alla olevan kaavion perusteella on mahdollista laskea paineenalainen kastepiste, jolla saavutetaan tietty paineilman suhteellinen kosteus (aw) tietyssä lämpötilassa.