In dit artikel wordt ingegaan op:

  • Hygiënische ontwerpcriteria voor machines die droge stoffen verwerken
  • De eigenschappen van droge stoffen
  • De verschillende manieren om machines te reinigen na het verwerken van droge stoffen
  • Constructiematerialen in de apparatuur die het hygiënisch verwerken beïnvloeden

De experts van Dinnissen Process Technology staan klaar voor al uw vragen:

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555


Hygiënische ontwerpcriteria voor machines die droge stoffen verwerken

Elk materiaal dat wordt verwerkt in de voedingsindustrie vereist specifieke veiligheidseisen. Dit geldt dus ook voor droge stoffen. De machines moeten voldoen aan verschillende hygiënische ontwerpcriteria. Apparatuur die vaak wordt gebruikt bij het verwerken van droge stoffen zijn: malers, mengers, zeven, poederkleppen, drogers, doseersystemen, opslagcontainers, silo’s, agglomeraten en granulators. Bij al deze apparatuur moet het mogelijk zijn om ze te reinigen zodat het droge voedselproduct niet vervuild kan raken. Wanneer er poeders, zoals agglomeraten en korrelige materialen, verwerkt worden, bestaat de kans op samenklontering. Er is ook het risico van product afzettingen en microbiële groei bij een te hoog vochtgehalte. Hier dient rekening mee gehouden te worden in het ontwerpproces van de apparatuur. Daarnaast is er het risico op stofvorming. Wanneer er te veel stofvorming ontstaat tijdens de verwerking, neemt de kans op stofexplosies toe. Hier moet ook rekening mee worden gehouden in de ontwerpfase. Het uiteindelijke ontwerp van de machine hangt vooral af van de manier van reinigen en van de vochtigheidsgraad van het droge materiaal.

De eigenschappen van droge stoffen

Over het algemeen worden poeders gedefinieerd als individuele deeltjes met een diameter kleiner dan 150 μm. Afhankelijk van het soort poeder kan deze diameter afwijken. Zo hebben de ultrafijne deeltjes, zoals anti-klontermiddelen, een gemiddelde diameter van 10 μm. De agglomeraten en granulaten, zoals bij soep en koffie, kunnen een diameter van enkele millimeters hebben. Droge stoffen kunnen dus nogal van elkaar verschillen. Een exacte definitie rondom de microbiële stabiliteit is daarom lastig te formuleren. De volgende vuistregel wordt gebruikt in de industrie: als de wateractiviteit lager is dan 60%, zal er weinig tot helemaal geen microbiële groei optreden. Een allesomvattende definitie van stof deeltjes is moeilijk te formuleren. Stofdeeltjes kunnen wel worden gekenmerkt op basis van de eigenschappen van de afzonderlijke deeltjes en op basis van de bulkeigenschappen. Bulkeigenschappen geven aan hoe de stof zich gedraagt in de totale stofmassa, zoals slijtweerstand, stortgewicht, stromingseigenschappen, deeltjesgrootteverdeling en stoffigheid. Eigenschappen van de deeltjes afzonderlijk geven daarentegen aan hoe een stofdeeltje zich individueel gedraagt. Typische eigenschappen van de afzonderlijke deeltjes zijn: dichtheid, hardheid, vochtgehalte, vorm en kleverigheid. Beide soort eigenschappen zijn belangrijk en variëren van stof tot stof, waardoor ook de verwerkingstijd van een stof varieert.

Een belangrijke bulk eigenschap van poeder is het stromingsgedrag. Wanneer poeder niet goed stroomt, kan er namelijk een deel achterblijven in de machine. Dit komt de hygiëne niet ten goede. Deze stromingseigenschap kan op een aantal manieren verbeterd worden:

  • Het vochtgehalte te verminderen, met als gevolg minder kleverigheid,
  • de hoeveelheid fijne stof te verminderen,
  • de neutralisatie van de oppervlakteladingen te verminderen,
  • de deeltjesgrootte en bolvorming te vergroten.

De verschillende manieren om machines te reinigen na het verwerken van droge stoffen

Wanneer droge materialen, zoals poeder op een hygiënische manier verwerkt worden, beïnvloedt dat de aroma’s, kleuren, smaken en chemische, fysische en biologische activiteiten. Om deze gewenste eigenschappen niet verloren te laten gaan, is een goede reiniging dus cruciaal. De reiniging kan droog of nat plaatsvinden. Daarnaast kan de reinigingsprocedure handmatig, semi-automatisch of volledig automatisch plaatsvinden. Wanneer er met water gereinigd wordt, moeten de contactoppervlakken in een lichte helling staan, zodat de reinigingsmiddelen eenvoudig kunnen wegspoelen. Om er daarnaast ook voor te zorgen dat materiaal niet gaat ophopen, moeten scherpe hoeken (radius ≤ 6mm) en holtes in de machine zoveel mogelijk vermeden worden. 

Droog reinigen kan toegepast worden op plaatsen waar:

  • één of meerdere stoflagen van het droge materiaal achterblijven en deze geen risico vormen voor het materiaal dat daarna in dezelfde machine wordt verwerkt,
  • een eventuele kruisbesmetting van achterblijvend en nieuw materiaal geen probleem vormt,
  • het achterblijvend materiaal niet kan zorgen voor microbiële groei door vocht en temperatuur,
  • het droge materiaal niet hygroscopisch of kleverig is.

Bij handmatig droog reinigen worden de grootste afzettingen en stoflagen verwijderd met een stofzuiger. Overige resten worden handmatig opgeveegd of afgekrabd met borstels of krabbers. Daarbij mag niet te veel stofvorming ontstaan. Om die reden is reinigen met perslucht ook geen goede optie, want daarbij ontstaan stofwolken die het stof en het vuil verspreiden.

Bij semi-automatisch droog reinigen worden ingebouwde luchtblazers en terugtrekbare spuitstukken ingezet. Luchtblazers blazen het achtergebleven materiaal naar een opvangruimte, zodat het alsnog verwerkt kan worden. Voorwaarde daarbij is dat de oppervlakken niet vervuild mogen zijn en de lucht van proceskwaliteit en gefilterd is. Daarnaast kunnen er ook stofzuigers worden ingezet en dienen harde deeltjes zoals rijst of kunststof bolletjes als schuurmiddel van het leidingsysteem. 

Nat reinigen kan toegepast worden op plaatsen waar:

  • het droge achterblijvende materiaal een risico vormt voor het droge materiaal dat daarna verwerkt wordt,
  • er geen kruisbesmetting tussen achterblijvend en nieuw materiaal mag optreden,
  • het achterblijvend materiaal kan zorgen voor microbiële groei door vocht en temperatuur,
  • het droge materiaal hygroscopisch is of een laag verwekingspunt heeft, waardoor afzettingen kunnen ontstaan en achterblijven in de machine.

De handmatig nat reinigen procedure begint met het weghalen van de afzettingen door een droge reinigingsprocedure. Vervolgens worden de contactoppervlakken ingeweekt met water en schoongemaakt met borstels, krabbers of waterslangen. Na het handmatig reinigen moet de machine direct en grondig gedroogd worden met warme lucht, voordat er een nieuw product verwerkt kan worden. 

De semi-automatische natte reinigingsmethode wordt Washing-In-Place (WIP) genoemd. Hierbij worden sproeiers neergelaten in het leidingsysteem of in de silo’s die de vuile oppervlakken reinigen met water en reinigingsmiddelen. Vervolgens wordt de machine nog nagespoeld met water en moet hij meteen grondig gedroogd worden met warme lucht. De reinigingsvloeistoffen worden opgevangen en gerecirculeerd via het reinigingssysteem. Voor reinigingswater, -middelen of speciale vloeistoffen worden aparte opslagreservoirs gebruikt. 

De automatisch natte reinigingsmethode wordt Cleaning-In-Place (CIP) genoemd. Dit is een volledig geautomatiseerde reinigingsprocedure waarbij het niet nodig is om onderdelen te demonteren voor het plaatsen van sproeiers. Deze reinigingssystemen bevatten namelijk vast gemonteerde sproeikoppen die in verbinding staan met de recirculatie pompen en opslagtanks van reinigingsvloeistof. Na afloop wordt de apparatuur direct automatisch gedroogd met warme lucht.

Bij het reinigen van de machines staat hygiëne voorop, maar de veiligheid mag ook niet vergeten worden. Bij sommige reinigingsmethodes, zoals bij handmatig nat en droog reinigen, moeten de machines soms uit elkaar gehaald worden. Dat moet op een veilige manier gebeuren. Daar dienen dan ook geen speciale gereedschappen of takels voor nodig te zijn. Daarnaast mag het reinigingsapparatuur niet gebruikt worden op andere materialen of voor andere doeleinden. De reinigingsapparatuur moet regelmatig schoongemaakt en onderhouden worden. De apparatuur moet opgeslagen worden in een schone omgeving. Kapot gereedschap mag niet worden gebruikt, want daarvan kunnen kapotte delen achterblijven in de machine en besmetting veroorzaken.

Hygiene tijdens verwerken droge stoffen_Droog reinigen.jpg

Droog reinigen

Nat reinigen.jpg

Nat reinigen

Hygiene tijdens verwerken droge stoffen_CIP-reinigen.jpg

CIP-reinigen

In 2050 telt de aarde maar liefst bijna 10 miljard mensen. Dit vraagt om een efficiënte en betrouwbare voedselketen

Wouter Kuijpers - Operationeel directeur Dinnissen Process Technology

Constructiematerialen in de apparatuur die het hygiënisch verwerken beïnvloeden

Bij het hygiënisch verwerken van stoffen hebben de constructiematerialen in de apparatuur ook een belangrijke invloed. De constructiematerialen die in contact komen met het voedsel moeten food-grade zijn. Dat wil zeggen dat deze materialen zonder risico’s in contact kunnen komen met de droge stof. Welke constructiematerialen er precies gebruikt kunnen worden, hangt af van de droge materialen, de reinigingsmethode en de reinigingsmiddelen.

Het beste kan men contactoppervlakten van roestvrij staal gebruiken of andere metalen die niet corroderen. Andere materialen kunnen alleen gebruikt worden onder bepaalde voorwaarden. Aluminium en aluminium-legeringen zijn alleen geschikt bij droge reiniging. Bij natte reiniging kan aluminium namelijk wel voor corrosieproblemen zorgen. Daarnaast mogen ook kunststoffen gebruikt worden bij het verwerken van droge materialen. Ze moeten minimale contactoppervlakken hebben wanneer het droge materiaal een schurende werking heeft. Als kunststoffen in contact komen met het droge materiaal, moeten ze ook tijdens productieomstandigheden de originele oppervlakte-eigenschappen en vorm behouden. Wanneer er wordt gekozen voor niet-metalen oppervlakken, kan dat resulteren in elektrostatische lading op het droge materiaal. Kleine deeltjes gaan dan aan het niet-metalen oppervlak kleven en dat kan voor problemen zorgen, ook in pneumatische transportsystemen. 

Ongeacht welk soort materiaal er wordt gebruikt, moeten productoppervlakken altijd helemaal glad zijn zodat er geen materiaal kan binnendringen. Een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 0.8 μm wordt geadviseerd als er een risico is op microbiële groei in verband met een hoge vochtigheidsgraad of als er nat gereinigd wordt. Dan is er verder ook geen behandeling voor koud gewalst staal meer nodig en voldoet de ruwheid van de oppervlakten aan de algemene roestvrij staal procedures. Echter, de oppervlakteruwheid van gegoten materialen en koolstofstaal voldoet hier niet aan. De hygiëne van onderdelen van dit materiaal in combinatie met de droge stof, dient dan ook onderzocht te worden. 

Ook de oppervlakken van laswerk moeten hygiënisch zijn. Op die plaatsen mogen geen problemen met corrosie en ophopingen van materiaal ontstaan. Daarbij is het belangrijk dat er geen onderbroken lassen voorkomen, want die voldoen niet aan de hygiënische voorwaarden. Bovendien moeten de metallurgische eigenschappen van het lasmateriaal zo veel mogelijk overeenkomen met het te lassen metaal. Echter, in de meeste gevallen kunnen gelaste oppervlakken niet voldoen aan de standaard van Ra ≤ 0.8 μm en daarom moet de reinigbaarheid van deze delen eerst getoetst worden.

Juul Jenneskens

Naam: Juul Jenneskens
Adviseur

Neem gerust contact op als u vragen heeft over dit onderwerp. Samen met mijn collega's sta ik klaar om u te helpen!

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Liever direct een adviesgesprek aanvragen?