Introduzione
Ridurre al minimo la possibilità di contaminazione batterica progettando un’attrezzatura per una facile pulizia dovrebbe essere l’obiettivo di tutti i progettisti di apparecchiature di elaborazione. Questo obiettivo è facilmente raggiungibile utilizzando buone pratiche di fabbricazione e un’adeguata selezione dei materiali.
In un certo senso, la pulizia e la sanificazione delle attrezzature per la lavorazione degli alimenti dovrebbe iniziare prima che l’attrezzatura sia costruita, poiché molti problemi di pulizia e sanificazione sono il risultato di attrezzature progettate o prodotte in modo improprio.
Selezione dei Materiali
Mentre cammini attraverso un tipico impianto di trasformazione alimentare puoi vedere attrezzature di varie età, costruite con una miriade di materiali, tra cui acciaio al carbonio, alluminio, acciaio inossidabile e plastica.
La corrosione può essere un nemico di molti di questi materiali. La corrosione è un attacco a un materiale dovuto a una reazione chimica o elettrochimica con un mezzo circostante. I metalli, come alluminio, ferro, acciaio, cromo e titanio formano un sottile film di ossido in condizioni ossidanti. Questo film ossidante aumenta la resistenza del metallo alla corrosione.
Se questo film di ossido viene danneggiato da un’azione chimica o meccanica, può verificarsi corrosione locale nelle aree danneggiate mentre il resto della superficie rimane protetto. Se la superficie è contaminata da residui di incrostazioni o residui di saldatura, viene impedita la formazione di questo film protettivo di ossido e aumenta il rischio di corrosione.
L’alluminio è un materiale ampiamente utilizzato per le apparecchiature di lavorazione. Ha un ottimo rapporto resistenza/peso ed è altamente resistente alla corrosione. L’alluminio è anche resistente a molti acidi, ma il contatto con gli alcali attacca la pelle di ossido e provoca corrosione. Sebbene il metallo possa essere tranquillamente utilizzato in presenza di alcuni alcali blandi, con l’ausilio di inibitori, dovrebbe essere evitato il contatto diretto con sostanze alcaline.
L’alluminio è facilmente formabile e saldabile e, grazie alla sua relativa leggerezza, è considerato più economico dell’acciaio inossidabile.
Possono sorgere problemi sanitari con l’uso dell’alluminio a causa di una manipolazione impropria durante la fabbricazione. L’alluminio ha una durezza superficiale relativamente bassa e quindi è suscettibile ai graffi. L’uso di acidi fosforici per pulire le saldature e talvolta l’intera attrezzatura rimuove lo strato di ossido di alluminio e di solito provoca corrosione. Un altro problema può verificarsi quando il nastro trasportatore scorre direttamente su letti in alluminio. Il film di ossido si trasferisce al nastro e lo fa scurire.
L’acciaio è il materiale più comunemente utilizzato nella produzione. Tuttavia, l’acciaio normale ha una passività relativamente debole e, non protetto, continuerà ad arrugginirsi e corrodersi. L’acciaio al carbonio normale può essere aumentato legando con il cromo che ha una tendenza molto elevata a passivare. Quando il contenuto di cromo dell’acciaio raggiunge il 12-13 percento, la passività è così buona che il materiale non si corrode nelle normali atmosfere o nell’acqua dolce. Tali leghe sono generalmente chiamate acciaio inossidabile. Tuttavia, l’acciaio inossidabile non è resistente alle macchie o alla ruggine. Alcuni acciai inossidabili prodotti hanno il cromo come unico elemento di lega, ma la maggior parte degli acciai inossidabili contiene anche quantità significative di altri elementi di lega. Lo scopo di questi additivi è migliorare la resistenza alla corrosione dell’acciaio o aumentarne la resistenza.
I due tipi più comuni di acciaio inossidabile utilizzati nelle apparecchiature di lavorazione sono:
- Tipo 304 – acciaio inossidabile più comune e versatile. Ha eccellenti caratteristiche di formatura e saldatura. È prontamente frenato o formato a rullo in una varietà di parti per apparecchiature. Il tipo 304 ha caratteristiche di saldatura eccezionali. La ricottura post saldatura non è necessaria per ripristinare le eccellenti prestazioni di questo grado.
- Tipo 316 – contiene leggermente più nichel e ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto al tipo 304, specialmente in ambienti con cloruri che tendono a causare vaiolatura. Il tipo 316 è generalmente più costoso del tipo 304.
Sono queste proprietà che rendono l’acciaio inossidabile il metallo preferito per la fabbricazione di apparecchiature di lavorazione.
Gli acciai inossidabili sono anche identificati dalle loro finiture superficiali che sono prodotte con tre metodi fondamentali:
- Rotolamento tra rulli lucidi o testurizzati
- Lucidatura o lucidatura con ruote o nastri abrasivi
- Sabbiatura con perle di vetro, che produce una superficie uniforme
Le finiture comuni in acciaio inossidabile che si trovano nelle apparecchiature per la lavorazione degli alimenti sono #2B, che è una finitura liscia e opaca e #4, che è una finitura lucida per uso generale. Entrambe queste finiture sono considerate lisce. La levigatezza è importante: le fessure forniscono luoghi per la crescita dei batteri.
La Fabbricazione
I problemi di pulizia con l’acciaio inossidabile che si verificano a causa di cattive pratiche di fabbricazione includono:
- Contaminazione da acciaio dolce:
a) Le particelle metalliche degli stampi in acciaio possono inserirsi nella superficie nei punti di pressione. Questo può essere risolto coprendo l’acciaio inossidabile con un rivestimento in plastica o gli stampi della pressa.
b) Gli strumenti di molatura precedentemente utilizzati su acciaio al carbonio possono lasciare particelle incastonate nell’acciaio inossidabile che in seguito arrugginiranno e si macchieranno. Questo è un grosso problema negli impianti che producono acciaio inossidabile e acciaio dolce.
La contaminazione da acciaio dolce può essere rimossa mediante passivazione chimica. La pulizia del materiale con soluzioni come acido nitrico e acqua dissolve le particelle di acciaio al carbonio fornendo così le condizioni superficiali adeguate necessarie per la riformazione del film passivo di ossido di cromo.
- Saldatura:
a) Tecniche di saldatura e finitura della saldatura non corrette possono lasciare fessure e crepe. Queste aree lasciano luoghi ideali per la crescita batterica. L’uso di materiali di riempimento adeguati, saldature di levigatura e lucidatura e sabbiatura con perle di vetro possono eliminare questo problema.
- Formazione:
a) Le curve a raggio corto possono causare fessurazioni da sollecitazione nell’acciaio inossidabile che lasciano anche aree per la crescita batterica. L’uso corretto degli stampi può eliminare questo problema.
- Manipolazione impropria durante la fabbricazione (graffi – ammaccature):
a) Occorre prestare attenzione per ridurre graffi e ammaccature durante la fabbricazione.
5. Considerazioni sul design:
a) Dovrebbe essere evitato l’uso di metalli dissimili, come alluminio e acciaio inossidabile, a diretto contatto tra loro. Può verificarsi una reazione galvanica che porta alla corrosione. Quando questo non può essere evitato, l’uso di un isolante è d’obbligo.
b) Per gli elementi strutturali, i tubi tondi o quadrati sono preferiti rispetto alle sezioni angolari o a canale. L’utilizzo di tubi tondi saldati in modo continuo e completamente sigillati o di tubi quadrati “sul bordo”, riduce le aree in cui il prodotto o lo sporco possono accumularsi su un’attrezzatura. Tuttavia, una saldatura incompleta o un dispositivo di fissaggio posizionato con noncuranza possono aprire il tubo a infiltrazioni d’acqua.
c) Le aree dell’attrezzatura potenzialmente difficili da pulire da considerare sono doppie pieghe strette nelle lamiere, sovrapposizione di lamiere e elementi strutturali, strisce di plastica antiusura, giunti saldati intermittenti e sezioni bullonate. L’attrezzatura dovrebbe essere progettata per eliminare queste aree problematiche o renderle accessibili per la pulizia.
Conclusione
Sebbene sia la scelta dei progettisti, le opinioni degli autori sono che tutte le apparecchiature di lavorazione dovrebbero essere costruite con una percentuale di acciaio inossidabile la più alta possibile, utilizzando i metodi qui menzionati. Ci sarà una maggiore spesa in conto capitale iniziale, ma che sarà compensata da risparmi a lungo termine dovuti alle proprietà dell’acciaio inossidabile di cui abbiamo parlato.
Le attrezzature per la lavorazione degli alimenti che possono essere facilmente rese igieniche possono essere progettate e fabbricate utilizzando buone pratiche di fabbricazione e selezionando materiali appropriati.