Higiene memainkan peran yang sangat penting dalam desain mesin dan peralatan untuk industri makanan, industri pakan ternak, atau industri farmasi.

Artikel ini membahas aspek-aspek penting dalam desain higienis berikut:

  • Pentingnya desain higienis
  • Daftar persyaratan dan keinginan versus persyaratan higiene
  • Penggunaan berbagai bahan konstruksi dalam desain higienis
  • Baja tahan karat (SS)
  • Plastik
  • Elastomer
  • Konstruksi higienis
  • Kriteria desain

Para ahli Dinnissen Process Technology siap menjawab semua pertanyaan Anda:

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555


Pentingnya desain higienis

Salah satu aspek penting dalam desain mesin dan peralatan adalah higiene. Hal ini terutama berlaku untuk mesin yang digunakan di perusahaan yang memproduksi makanan, pakan ternak, dan dalam industri farmasi. Tujuan dari desain higienis suatu mesin adalah untuk mencegah kontaminasi pada produk yang diproduksi atau diproses, terutama kontaminasi oleh bakteri dan virus. Kontaminasi ini disebut sebagai kontaminasi mikroba. Oleh karena itu, mesin dan peralatan yang digunakan dalam sektor-sektor tersebut harus dirancang dan diproduksi sedemikian rupa sehingga kontaminasi mikroba pada produk yang dihasilkan dapat dicegah.

Feeder valve Dinnissen

Desain higienis

Daftar persyaratan dan keinginan versus persyaratan higiene

Titik awal dalam desain mesin adalah daftar persyaratan. Program ini merupakan kombinasi dari persyaratan dan keinginan fungsional serta persyaratan higiene. Persyaratan fungsional berfokus pada tujuan utama mesin, sementara persyaratan higiene bukanlah tujuan akhir, tetapi merupakan prasyarat yang diperlukan dan diwajibkan secara hukum.

Dalam tahap desain, terkadang persyaratan dan keinginan fungsional dapat bertentangan dengan persyaratan higiene. Dalam hal ini, desainer harus menemukan kompromi yang dapat diterima antara kepentingan yang berbeda ini. Persyaratan utama yang tidak boleh dikompromikan adalah keamanan pangan.

Sangat penting bahwa persyaratan higiene dimasukkan sejak awal proses desain. Jika persyaratan higiene mengharuskan adanya perubahan pada desain atau prototipe di tahap akhir, hal ini dapat menyebabkan upaya dan biaya yang tidak proporsional.

Desain higienis umumnya memperpanjang umur pakai peralatan, mengurangi biaya produksi, dan menurunkan kebutuhan perawatan.

Sensitivitas produk terhadap aktivitas mikroba merupakan faktor penting dalam menentukan persyaratan untuk mesin yang dikembangkan. Aktivitas mikroba terjadi lebih lambat pada produk kering dibandingkan dengan produk yang mengandung kadar air tinggi.

Persyaratan higiene juga akan ditentukan oleh pengguna akhir produk. Persyaratan untuk produk yang dikonsumsi oleh individu dengan kondisi rentan atau sakit akan lebih ketat dibandingkan dengan produk yang ditujukan untuk atlet yang sangat sehat. Oleh karena itu, penting bagi desainer untuk menggunakan pedoman yang benar dan memiliki pemahaman yang memadai tentang standar yang berlaku.

 

Geslepen_food-grade plaat.jpg

Pelat food-grade yang digosok halus

Bahan konstruksi

Mesin dan peralatan yang diproduksi untuk industri makanan dan pakan ternak harus memenuhi standar berikut terkait persyaratan higiene:

  • Food processing machinery - Basic concepts - Part 2: Hygiene requirement
  • Safety of machinery - Hygiene requirement for the design of machinery

Material yang bersentuhan langsung dengan produk harus memenuhi persyaratan tertinggi. Bahan tersebut tidak boleh terpengaruh oleh produk selama penggunaan normal, serta tidak boleh mengalami kerusakan akibat agen pembersih dan desinfeksi yang digunakan.

Jika pembersihan dilakukan sesuai prosedur yang ditentukan, permukaan yang bersentuhan dengan produk tidak boleh mengalami kerusakan.

Selain itu, bahan konstruksi tidak boleh mengandung zat beracun, terutama pada bagian yang dapat bersentuhan dengan produk.

Roest-vast staal_01 (1).jpg

Baja tahan karat

Bahan konstruksi

Mesin dan peralatan yang diproduksi untuk industri makanan dan pakan ternak harus memenuhi standar berikut terkait persyaratan higiene:

  • Food processing machinery - Basic concepts - Part 2: Hygiene requirement
  • Safety of machinery - Hygiene requirement for the design of machinery

Material yang bersentuhan langsung dengan produk harus memenuhi persyaratan tertinggi. Bahan ini tidak boleh terpengaruh oleh produk selama penggunaan normal, serta tidak boleh mengalami kerusakan akibat agen pembersih dan desinfeksi yang digunakan. Jika pembersihan dilakukan sesuai prosedur yang ditentukan, permukaan yang bersentuhan dengan produk tidak boleh mengalami kerusakan. Selain itu, bahan konstruksi tidak boleh mengandung zat beracun, terutama pada bagian yang dapat bersentuhan dengan produk.

Penggunaan baja sebagai bahan konstruksi

Secara umum, mesin untuk industri pengolahan makanan dibuat dari baja tahan karat (SS). Baja tahan karat mencegah korosi dan sering kali menjadi solusi yang baik untuk memenuhi persyaratan higienis. Saat ini, plastik semakin banyak digunakan sesuai dengan pedoman yang berlaku. Penggunaan plastik menawarkan beberapa keuntungan, seperti lebih banyak opsi desain, solusi konstruksi yang lebih baik, bobot yang lebih ringan, ketahanan lebih baik terhadap agen pembersih dan bahan kimia, serta dalam beberapa kasus biaya yang lebih rendah.

Material yang digunakan harus memenuhi persyaratan berikut:

  • Ketahanan yang baik terhadap korosi atmosfer normal,
  • Dapat digunakan dalam kondisi lingkungan berikut:
  • Larutan dengan pH antara 6,5 dan 8,
  • Kandungan klorin rendah (maks. 50 mg/l),
  • Suhu lebih rendah dari 25°C.

Jika kondisi ini terpenuhi, salah satu jenis baja tahan karat austenitik AISI-304 atau AISI-304L adalah pilihan yang baik. Perbedaan antara AISI-304 dan AISI-304L adalah bahwa AISI-304L lebih mudah dilas. Austenit adalah struktur dalam baja di mana atom-atomnya tersusun dalam kisi atom kubik berpusat di bidang. AISI-304 mengandung 18% kromium dan 10% nikel, sedangkan AISI-304L mengandung lebih banyak kromium dan nikel serta lebih sedikit karbon, sehingga lebih mudah dilas.

Jika selama penggunaan mesin terdapat area dengan kandungan klorin hingga dua kali lebih tinggi dan suhu meningkat hingga 50°C, maka AISI-316 atau AISI-316L sering digunakan. Baja ini lebih tahan terhadap retak dan korosi pitting. AISI-316 dibuat dengan menambahkan molibdenum ke AISI-304, sedangkan AISI-316L mengandung lebih sedikit karbon, sehingga lebih mudah dilas.

Jika suhu dalam mesin meningkat lebih tinggi (hingga 150°C), maka AISI-410, AISI-409, AISI-329, atau Incoloy 825 adalah material yang cocok. Namun, harga baja jenis ini lebih tinggi.

Penggunaan plastik sebagai bahan konstruksi

Penggunaan plastik dalam konstruksi mesin untuk industri makanan menawarkan sejumlah keuntungan dibandingkan penggunaan baja tahan karat. Namun, tentu saja, semua persyaratan hukum harus dipenuhi dan, jika memungkinkan, rekomendasi yang terkait dengannya juga harus diikuti. Hal ini terutama berkaitan dengan:

  • Commission Directive 2002, yang mengatur bahan dan produk plastik yang akan bersentuhan dengan makanan,
  • Code of Federal Regulations, Title 21, Part 170-199, dari Food and Drug Administration (FDA).

Selain itu, plastik yang digunakan harus memenuhi kriteria berikut:

Tahan terhadap:

  • Makanan dan bahan penyusun,
  • Agen pembersih dan disinfektan,
  • Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah,
  • Retak akibat tegangan,
  • Pelepasan zat (leaching),
  • Air (bersifat hidrofobik).

Tidak mengalami:

  • Adsorpsi (adhesi lapisan molekul ke permukaan),
  • Desorpsi (pelepasan zat dari permukaan).

Memiliki sifat mekanis yang baik:

  • Kekerasan,
  • Ketahanan,
  • Ketahanan terhadap keausan,
  • Kemudahan dalam proses produksi dan pengerjaan

Plastik yang sering digunakan:

  • POM: Polyoxymethylene Acetal Polymer atau Polyacetal,
  • PTFE: Polytetrafluoroethylene (lebih dikenal dengan nama dagang Teflon),
  • PP: Polypropylene,
  • PVC: Polyvinyl Chloride.

Tidak semua jenis PTFE cocok untuk digunakan dalam industri makanan, karena beberapa jenis PTFE bersifat berpori dan sulit dibersihkan. Namun, beberapa jenis PTFE yang dimodifikasi serta kopolimer yang sepenuhnya difluorinasi seperti PFA (Perfluoroalkoxy resin) memenuhi persyaratan higiene dan dapat digunakan.

PTFE_Plastics.jpg

PTFE

PVC_pipes.png

PVC

Titik awal dalam desain mesin adalah jadwal persyaratan. Program ini merupakan kombinasi antara persyaratan dan keinginan fungsional serta persyaratan higienis.

Konstruksi higienis

Tujuan utama perancang mesin atau peralatan adalah memastikan bahwa mesin memenuhi persyaratan fungsional. Target yang ditetapkan dapat dicapai dengan memenuhi persyaratan fungsional tersebut. Selain itu, desain juga harus memenuhi prasyarat yang diperlukan dan diwajibkan secara hukum dalam hal higiene. Tidak boleh ada masalah mikrobiologis, terutama saat mesin beroperasi.

Dari sudut pandang higienis, perancang harus memperhatikan hal-hal berikut:

  • Kemudahan pembersihan dan desinfeksi: mesin harus semudah mungkin dibersihkan.
  • Mencegah masuknya mikroorganisme ke dalam produk: mesin harus kedap terhadap mikroorganisme.
  • Mencegah pertumbuhan mikroorganisme: terutama titik buta, celah, dan lubang harus dihindari.
  • Koordinasi antara persyaratan higienis dan persyaratan fungsional: dalam beberapa kasus, persyaratan higiene dapat bertentangan dengan persyaratan fungsional, sehingga perlu dilakukan kompromi. Kompromi ini hampir selalu mengakibatkan pembersihan dan desinfeksi mesin menjadi lebih sulit. Oleh karena itu, kompromi yang dibuat harus didokumentasikan dengan baik dan didiskusikan dengan pengguna.
  • Validasi apakah persyaratan higiene benar-benar telah terpenuhi: sangat penting untuk memverifikasi apakah persyaratan higiene benar-benar terpenuhi. Jika tidak, tingkat higiene yang diperlukan terkadang dapat dicapai dengan penyesuaian yang relatif sederhana. Jika masih ada keraguan, pengujian atau inspeksi mesin dapat dimasukkan sebagai bagian dari prosedur pemeliharaan rutin.

Kriteria desain

Kriteria dasar berikut merupakan bagian dari desain higienis:

  • Tidak ada ketidaksempurnaan pada permukaan produk.
  • Tidak ada sambungan langsung logam-ke-logam yang tidak dilas.
  • Penyelarasan pipa dan peralatan harus baik, tanpa ketidaksempurnaan.
  • Tidak ada o-ring yang bersentuhan langsung dengan produk. Jika hal ini tetap diperlukan, gunakan segel statis datar.
  • Tidak ada kontak langsung produk dengan ulir sekrup.
  • Hindari sudut tajam (<90°). Radius sudut harus antara minimal 3 mm dan maksimal 6 mm.
  • Tidak ada tepi tajam akibat proses pemotongan atau pembentukan.
  • Penyelesaian permukaan harus halus dengan tingkat kekasaran permukaan yang dapat diterima.
  • Permukaan produk harus memiliki kekasaran permukaan Ra yang dapat diterima. Kekasaran maksimum untuk area kontak yang luas adalah 0,8 μm.
  • Hindari permukaan horizontal, baik di dalam maupun di luar peralatan, termasuk pada sistem perpipaan.
  • Cairan harus dapat mengalir dengan bebas, selalu ke satu arah.
  • Cegah kondensasi pada peralatan dan pipa. Jika ini tidak dapat dihindari, kondensasi harus dapat mengalir keluar.
  • Pastikan jahitan las yang baik dan halus, termasuk untuk permukaan yang tidak bersentuhan langsung dengan produk. Jika ini tidak terpenuhi, diperlukan pemrosesan lanjutan, seperti penggilingan atau pemolesan material.
  • Air atau kotoran tidak boleh mengendap pada penyangga (misalnya di depan pipa).
  • Jika sistem perpipaan atau komponen perlu diisolasi, ini dapat dilakukan dengan jaket baja tahan karat yang tertutup rapat. Jaket ini mencegah udara dan/atau kelembaban masuk. Dalam pipa berdinding ganda, isolasi dapat dilakukan dengan menciptakan vakum di antara dinding pipa.

Pada akhirnya, semua permukaan yang bersentuhan dengan produk harus mudah dibersihkan secara manual dan mudah diperiksa secara visual. Jika ini tidak memungkinkan, harus dapat dibuktikan bagaimana semua kontaminan dapat dihilangkan.

Juul Jenneskens

Nama: Juul Jenneskens
Penasihat

Jangan ragu untuk menghubungi kami jika Anda memiliki pertanyaan mengenai topik ini. Saya dan rekan-rekan saya siap membantu Anda!

Hubungi Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Apakah Anda ingin meminta konsultasi langsung?