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Sicurezza alimentare e aria compressa: Raggiungere gli obiettivi di sicurezza senza sprecare capitali e risorse

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Per i produttori di generi alimentari, i costi di esercizio degli impianti sono una delle principali preoccupazioni. Per mantenere bassi i costi, si vuole essere sicuri di non utilizzare una tecnologia più costosa - in termini di acquisto, funzionamento, componenti necessari e manutenzione - di quanto necessario. Quando si seleziona un impianto di aria compressa, si vuole essere sicuri di acquistare un'apparecchiatura che sia di dimensioni adeguate per l'impianto, che sia di facile manutenzione e che offra il ROI e i benefici attesi.

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Allo stesso tempo, la sicurezza alimentare è una priorità per i produttori alimentari. L'utilizzo di aria compressa nei processi di produzione e confezionamento aggiunge uno strato di complessità per ottenere prodotti alimentari privi di contaminanti. Purtroppo, gli organismi di regolamentazione e i programmi standard, come FDA, USDA, SQF, SQF, ecc. non sono specifici nelle loro linee guida per l'utilizzo dell'aria compressa nella produzione alimentare. Questo lascia al produttore alimentare molte ambiguità nei processi decisionali su come bilanciare al meglio la sicurezza alimentare con la scelta del giusto compressore d'aria, la progettazione del sistema di aria compressa e il contenimento dei prezzi delle attrezzature e dei costi operativi.

Compressori d'aria senza olio o a bagno d'olio

I trasformatori di alimenti e bevande si trovano di fronte a diverse scelte nella scelta delle apparecchiature ad aria compressa. Il tipo di compressore e i processi che verranno utilizzati per svolgere un ruolo importante nella scelta del compressore. La stragrande maggioranza dei produttori alimentari sceglie tra due tipi: compressori a bagno d'olio e compressori senza olio. La comprensione delle differenze tra compressori ad olio e compressori oil-free aiuterà i responsabili degli impianti e gli ingegneri a progettare un sistema di aria compressa che soddisferà le esigenze di qualità dell'aria riducendo al contempo i costi operativi, di manutenzione e del ciclo di vita.

Storicamente, la selezione di compressori oil-free era limitata e pochissimi produttori di compressori offrivano compressori. Negli ultimi anni, tuttavia, sempre più costruttori di compressori stanno sviluppando modelli senza olio, offrendo agli utenti finali una maggiore scelta nella valutazione della tecnologia dei compressori oil-free e nella progettazione di nuovi sistemi con compressori oil-free.

Nei compressori a bagno d'olio, l'olio viene iniettato appositamente per svolgere quattro funzioni. Sigilla i giochi tra i rotori e gli alloggiamenti per garantire una compressione efficiente, rimuove il calore di compressione, lubrifica i cuscinetti e rimuove i contaminanti particellari. Le temperature di scarico sono relativamente vicine alle temperature ambiente, quindi l'umidità può essere facilmente rimossa tramite serbatoi, separatori di umidità e essiccatori refrigerati.

Nei compressori senza olio, non viene utilizzato olio all'interno della camera o delle camere di compressione per la lubrificazione, il raffreddamento o la tenuta. I compressori oil-free non aggiungono olio all'aria compressa. Questa "assicurazione" che il compressore non aggiunge più olio all'aria può fornire una preziosa tranquillità nelle camere bianche e nelle applicazioni di produzione alimentare. E, come per i compressori a olio, l'ubicazione fisica del compressore dell'aria ha un impatto sul funzionamento, l'efficienza e la capacità di ridurre i rischi. I compressori a vite senza olio, tuttavia, contengono olio. C'è olio nelle scatole del cambio e nei cuscinetti, che, sebbene isolato dal flusso d'aria compressa, può creare tracce di aerosol nell'aria ambiente. Allo stesso modo, l'aria ambiente può già contenere idrocarburi. Ad esempio, un compressore d'aria installato in prossimità di una banchina di carico sarà soggetto a un elevato rischio di contaminazione da parte dello scarico dei camion di mandata. Gli idrocarburi presenti nell'aria ambiente possono essere convogliati nell'ingresso del compressore. Ciò evidenzia l'importanza di un'ubicazione corretta per ridurre al minimo le possibilità che i compressori aspirino i contaminanti

La progettazione di compressori a iniezione d'olio e di compressori oil-free comporta due differenze fondamentali: costo ed efficienza. Un compressore senza olio può costare il 20% o più dell'olio iniettato - a volte dal 40 al 50%, a seconda delle dimensioni, della potenza e della tecnologia. Un'ulteriore differenziazione dei due compressori è l'efficienza energetica. In genere, i compressori a bagno d'olio sono dal 10 al 16 per cento più efficienti rispetto ai compressori oil-free. Alcuni ritengono che vi sia un compromesso tra l'aumento del prezzo di acquisto, i costi energetici e i costi di manutenzione, con una riduzione della necessità di apparecchiature per il trattamento dell'aria. Non e' questo il caso, come discuteremo qui di seguito. L'unica compensazione è la riduzione del rischio percepito

Trattamento dell'aria pulita

Indipendentemente dal tipo di compressore, il trattamento dell'aria pulita è necessario per rimuovere l'umidità, il particolato e gli idrocarburi (compresi gli oli). In molte applicazioni, compresa la produzione alimentare, l'olio è considerato un contaminante, per cui i produttori spesso credono che la scelta di un compressore senza olio sia un modo comune e semplice per ridurre il rischio di contaminazione. Tuttavia, i problemi di contaminazione non vengono completamente risolti scegliendo un compressore oil-free piuttosto che uno a bagno d'olio. Per questo motivo, gli operatori dell'impianto devono selezionare la giusta miscela di essiccatori, filtri, scarichi e altre apparecchiature per mitigare le fonti ambientali di contaminazione, indipendentemente dal tipo di compressore scelto per l'applicazione. In genere, il processo è il seguente:

Rimozione del liquido - L'aria ambiente compressa, che include l'olio da 0,1 a 0,5 parti per milione (o superiore a seconda dell'ubicazione del compressore, come detto in precedenza), quindi il raffreddamento crea acqua di condensa che deve essere rimossa. Ciò avviene attraverso separatori di liquidi e serbatoi di raccolta.

Rimozione di particelle - Dopo la rimozione di liquidi sfusi, le particelle solide - sporco, polvere, polvere, etc. - devono essere rimosse anche con filtri antiparticolato. Un po 'di particolato sarà rimosso insieme a liquidi sfusi e aerosol.

Rimozione degli aerosol - Gli aerosol sono nebbie liquide fini sospese nell'aria, compresi acqua e idrocarburi/oli. A seconda del tipo di aria compressa utilizzata, è possibile utilizzare essiccanti, essiccanti refrigerati o essiccatori a membrana per rimuovere l'acqua e abbassare il punto di rugiada dell'aria dell'impianto per soddisfare i requisiti specifici dell'impianto. Gli oli e altre nebbie di idrocarburi possono essere efficacemente rimossi con filtri a coalescenza. Inoltre, è possibile aggiungere filtri a vapore o torri a carbone per eliminare l'odore e il sapore degli idrocarburi e degli olii, se necessario.

Anche l'applicazione specifica del sistema di aria compressa, insieme ai suoi componenti di filtrazione e di essiccazione, gioca un ruolo importante nel determinare il tipo di compressore necessario. Molti produttori di alimenti vedono come un compressore senza olio possa ridurre la possibilità di contaminazione da olio nel loro impianto. Tuttavia, quel compressore oil-free potrebbe non essere la scelta migliore per la loro applicazione. Ad esempio, un produttore può utilizzare l'aria compressa per produrre lattine per imballaggi alimentari. Queste lattine vengono create, imballate, spedite e arrivano in un contenitore ampio e aperto che consente la raccolta della polvere e di altri contaminanti presenti nell'aria, compreso il petrolio. Le lattine devono poi essere lavate nello stabilimento di riempimento prima di poter aggiungere prodotti alimentari. A causa delle fasi di lavaggio necessarie per mitigare la contaminazione prima del riempimento, un compressore senza olio non ha senso per la produzione di lattine, ma può essere consigliato per il riempimento e la sigillatura delle lattine.

Gestione dei costi operativi del compressore

Anche i costi operativi sono un fattore determinante nella scelta di un sistema ad aria compressa, il cui costo primario è la fonte di alimentazione della macchina: l'elettricità. Quando si scelgono i compressori, si consiglia di confrontare le prestazioni specifiche per ottenere un quadro fedele dell'efficienza elettrica. Ciò è facilmente realizzabile con l'utilizzo delle schede tecniche del CAGI (Compressed Air and Gas Institute). La maggior parte dei produttori li fornisce su richiesta e alcuni li pubblicano sui loro siti web.

Tenete presente che la progettazione e i controlli dell'impianto giocano un ruolo importante nell'efficienza dell'impianto, a volte più dell'efficienza del compressore. Operazioni più grandi possono richiedere compressori d'aria più grandi, ma indipendentemente dal tipo di compressore, è saggio evitare l'atteggiamento "più grande è meglio". Questo è molto comune e comporta che molti sistemi sono grossolanamente sovradimensionati. Questo spreca energia, aumenta i costi di manutenzione e può ridurre la durata di vita delle apparecchiature.

Ulteriori risparmi sui costi possono essere ottenuti attraverso piccole iniziative operative, come il semplice spegnimento del compressore quando non è in uso. Anche se gli impianti sono progettati per funzionare 24/7, altri mezzi di risparmio energetico - eliminando perdite e altre inefficienze, riducendo la pressione dell'aria in base alle necessità e la manutenzione ordinaria (per saperne di più su questo punto) - possono essere pianificati ed eseguiti.

Alcuni operatori scelgono lubrificanti alimentari nei loro compressori a iniezione d'olio. Questa è una buona strada per la prevenzione della contaminazione, ma presenta costi aggiuntivi per il funzionamento delle attrezzature. I lubrificanti alimentari sono più costosi dei fluidi standard e hanno una durata limitata (in genere del 50%), il che significa che devono essere sostituiti più spesso.

I costi di manutenzione dei compressori oil-free sono generalmente inferiori a quelli delle macchine ad olio fino a quando gli elementi del compressore (fine corsa dell'aria) devono essere sostituiti o ricostruiti. A quel punto, i costi dei due tipi si compensano. Tuttavia, in termini di aspettativa di vita della macchina, i compressori a bagno d'olio in genere durano più a lungo di quelli senza olio quando si utilizza una lubrificazione sintetica completa accompagnata da una regolare manutenzione.

Manutenzione dei compressori d'aria

Le buone pratiche di manutenzione, indipendentemente dal tipo di compressore, sono il modo migliore per massimizzare l'aspettativa di vita di un compressore. Un buon primo passo è quello di seguire il programma di manutenzione e le raccomandazioni del produttore dell'apparecchiatura. Inoltre, alcuni modelli sono dotati di sensori nei loro componenti che permettono agli utenti di sapere quando è il momento della manutenzione. Un equilibrio tra le due pratiche è l'approccio ottimale per prolungare la vita del compressore. Ad esempio, la raccomandazione del produttore potrebbe essere quella di cambiare l'olio del compressore ogni 4.000 ore di utilizzo. Se il componente di monitoraggio elettronico indica che è necessario cambiare l'olio prima di raggiungere le 4.000 ore, la migliore pratica è quella di cambiare l'olio come manutenzione preventiva di routine.

Un controllo di manutenzione del compressore d'aria include, ma non si limita a questo:

Ispezioni del livello dell'olio

Ispezioni delle perdite d'olio

Sostituzione dell'olio e del filtro dell'olio ad intervalli appropriati

Ispezioni acustiche/vibrazioni

Indirizzare i bulloni, i dadi, le viti, le viti, ecc.

Ispezione delle perdite d'aria

Ispezioni del nastro/accoppiamento

Ispezioni dei filtri

Pulire/sostituire i filtri dell'armadio e di ingresso

Ispezioni delle valvole di sicurezza

I reparti responsabili del funzionamento efficiente dei compressori e della massimizzazione della loro durata di vita sono focalizzati sull'affidabilità e sul contenimento dei costi di manutenzione. E mentre tutti i punti di cui sopra sono parti necessarie per la manutenzione del compressore, la preoccupazione maggiore è rappresentata dai filtri del compressore, anche se il personale addetto alla manutenzione non è a diretto contatto con i prodotti alimentari o responsabile della sicurezza alimentare.

Una corretta manutenzione dei filtri è una componente fondamentale per attenuare la contaminazione, mantenere i consumatori sicuri e mantenere l'azienda conforme alle norme di sicurezza alimentare e di qualità. Se i filtri dell'aria compressa non vengono sostituiti di routine, diventano suscettibili a guasti che vanno da una minore efficienza di separazione fino alla rottura, nei casi peggiori. Questo aumenta drasticamente i rischi per la sicurezza alimentare e la possibilità di un richiamo, che costa in media circa 10 milioni di dollari per un'azienda alimentare.

In definitiva, una persona o un reparto di un impianto alimentare che utilizza aria compressa è responsabile della sicurezza dei propri prodotti. Come minimo, l'utilizzo di quei sensori digitali/elettronici precedentemente menzionati (come i pressostati differenziali/sensori sui filtri per guidare gli intervalli di manutenzione/sostituzione) è un'ulteriore assicurazione per produrre prodotti alimentari di altissima qualità e sicuri per i consumatori.

Infine, i tempi di inattività del compressore sono un problema. Quando i compressori non sono in funzione, i prodotti non vengono realizzati e la vostra azienda sta perdendo denaro a causa della perdita di vendite, dei costi dei pezzi di ricambio, della manodopera e dei tempi di fermo macchina. Le regolari pratiche di manutenzione preventiva aiutano ad inibire queste perdite e contemporaneamente a proteggere il vostro investimento di capitale.