Προβλήματα στον εξοπλισμό – Οι επιμολυντές που μεταφέρονται μέσω του νερού – Μέθοδοι επεξεργασίας και φιλτραρίσματος στις μονάδες παραγωγής
Του Γιώργου Μορφονιού*
Το νερό είναι βασικός «πόρος» για τη βιομηχανία τροφίμων με πολλές χρήσεις και εφαρμογές. Με μια πολύ ευρεία έννοια, υπάρχουν τέσσερις κύριες χρήσεις του νερού στην παραγωγή τροφίμων:
- πρωτογενής παραγωγή,
- καθαρισμός και απολύμανση,
- διαδικασίες επεξεργασίας (όπως θέρμανση, ψύξη, κλπ.)
- και ως συστατικό τροφίμων.
Η σημασία της ποιότητας του νερού στην παραγωγή τροφίμων συχνά υποτιμάται με αποτέλεσμα να δημιουργούνται αρκετά προβλήματα σχετικά με τη λειτουργία του εξοπλισμού, την αποτελεσματικότητα του καθαρισμού απολύμανσης, τη συντήρηση υποδομών και εξοπλισμού και κυρίως την ασφάλεια των τροφίμων και την ποιότητα αυτών.
Ποιότητα νερού
Το ασφαλές και άμεσα διαθέσιμο νερό, για κάθε χρήση αυτού, είναι απαραίτητο για τη δημόσια υγεία. Από τη δεκαετία του 1990, η ρύπανση των υδάτων έχει αυξηθεί σχεδόν σε όλους τους ποταμούς στην Αφρική, την Ασία και τη Λατινική Αμερική. Η υποβάθμιση της ποιότητας του νερού αναμένεται να κλιμακωθεί τις επόμενες δεκαετίες και αυτό θα θέσει σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία, το περιβάλλον και τη βιώσιμη ανάπτυξη. Υπολογίζεται ότι το 80% όλων των βιομηχανικών και αστικών λυμάτων απελευθερώνεται στο περιβάλλον χωρίς καμία επεξεργασία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αυξανόμενη υποβάθμιση της συνολικής ποιότητας του νερού, η οποία έχει αρνητικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και τα οικοσυστήματα.
Η ποιότητα του νερού που χρησιμοποιείται στην παραγωγή και επεξεργασία τροφίμων καθορίζει την ποιότητα και την ασφάλεια αυτών. Είναι πολύ σημαντικό να ακολουθείται ανάλυση του νερού με αυστηρά κριτήρια ποιοτικού ελέγχου σε κάθε σημείο της επεξεργασίας, της συσκευασίας και της αποθήκευσης των τροφίμων. Το πόσιμο νερό σημαίνει ότι είναι κατάλληλο όχι μόνο ως πόσιμο, αλλά και κατάλληλο για μαγείρεμα καθώς και για προετοιμασία τροφίμων αλλά και καθαρισμό απολύμανση. Το νερό πρέπει να στερείται μικροοργανισμών και άλλων μολυσματικών ουσιών που μπορεί να θέσουν σε κίνδυνο τη δημόσια υγεία.
Επιμολυντές Τροφίμων μεταφερόμενοι μέσω του νερού και κίνδυνοι για την υγεία
Οι φυσικοί ρύποι προέρχονται από το εισερχόμενο νερό που συνήθως δεν υπόκειται με φιλτράρισμα.
Μικροσωματίδια όπως γυαλιού και μετάλλου είναι επικίνδυνα και μπορεί να προκαλέσουν σοβαρό τραυματισμό στους καταναλωτές.
Οι χημικοί κίνδυνοι περιλαμβάνουν οργανικές ενώσεις, ανόργανα στοιχεία (π.χ. βαρέα μέταλλα) και σύνθετες χημικές ουσίες (π.χ. φυτοφάρμακα). Οι χημικοί ρυπαντές εμφανίζονται από διάφορους λόγους, όπως μόλυνση του περιβάλλοντος ή από χημική διαρροή, ή λόγω εσφαλμένης χρήσης φυτοφαρμάκων ή λόγω διασταυρούμενης μόλυνσης της παροχής νερού με λύματα ή/και βιομηχανικά απόβλητα.
Οι βιολογικοί κίνδυνοι δεν περιλαμβάνουν μόνο τους μικροοργανισμούς που προκαλούν ανησυχία αλλά και τις συνέπειες της παρουσίας τους (π.χ. σχηματισμός τοξινών). Οι μικροοργανισμοί που δυνητικά προκαλούν ασθένειες περιλαμβάνουν βακτήρια, ιούς, πρωτόζωα και έλμινθους. Τα περισσότερα από τα παθογόνα δεν αναπτύσσονται στο νερό. Αυτά τα παθογόνα εισάγονται στο νερό από ζωικά ή/και ανθρώπινα λύματα. Ωστόσο, ορισμένα είναι περιβαλλοντικά παθογόνα που μπορούν να αναπτυχθούν στο νερό, όπως η Legionella.
Η πλειονότητα των ασθενειών που προκαλούνται από το νερό μεταδίδονται από παθογόνους μικροοργανισμούς και μπορούν να μεταδοθούν κατά το μπάνιο, το πλύσιμο, την πόση νερού ή με την κατανάλωση τροφής που έχει επεξεργαστεί με μολυσμένο νερό. Διάφορες μορφές διαρροϊκών ασθενειών που προκαλούνται από μολυσμένο νερό είναι τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα και επηρεάζουν κυρίως παιδιά στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, τέτοιες ασθένειες προκαλούν περίπου 1,8 εκατομμύρια θανάτους ετησίως.
Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά ότι το 58% αυτής της επιβάρυνσης, ή 842.000 θάνατοι ετησίως, οφείλονται στην έλλειψη παροχής ασφαλούς πόσιμου νερού και συνθηκών υγιεινής. Όσον αφορά τη δημοτικότητα και με βάση τη συχνότητα εμφάνισης, η κορυφαία ασθένεια που μεταδίδεται με το νερό είναι η διάρροια των ταξιδιωτών, που προκαλείται από το Escherichia coli μαζί με μια ποικιλία ιικών και παρασιτικών εντερικών παθογόνων. Κάθε χρόνο, μεταξύ 20% και 50% των διεθνών ταξιδιωτών και περίπου 10 εκατομμύρια άτομα εμφανίζουν διάρροιες. Στις αναπτυσσόμενες χώρες, τα τέσσερα πέμπτα όλων των ασθενειών είναι ασθένειες που μεταδίδονται από το νερό.
Επεξεργασία νερού
Η επιλογή της καταλληλότερης τεχνικής επεξεργασίας του νερού εξαρτάται από την πηγή νερού και την προβλεπόμενη χρήση του. Εξαρτάται επίσης από τις πτυχές σχεδιασμού της αποθήκευσης και της διανομής του σε μια μονάδα παραγωγής τροφίμων. Ο υγειονομικός σχεδιασμός των συστημάτων διανομής και αποθήκευσης νερού είναι απαραίτητος. Πρέπει να αποφεύγονται τα «αδιέξοδα» και περιοχές με στάσιμα νερά ώστε να διασφαλίζεται η πρόληψη δημιουργίας βιοφίλμ και καθαλατώσεων. Πρέπει επίσης να εξασφαλίζεται ότι ολόκληρο το σύστημα μπορεί να καθαρίζεται και να απολυμαίνεται όταν χρειάζεται. Όλο το υλικό που χρησιμοποιείται για εξαρτήματα, σωλήνες και δεξαμενές θα πρέπει να είναι συμβατό με τις συνθήκες του συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει την αντίσταση του υλικού που χρησιμοποιείται σε παράγοντες καθαρισμού και απολύμανσης και φυσικά κατάλληλο για πόσιμο νερό. Θα πρέπει να ληφθεί μεγάλη προσοχή για να αποτραπεί οποιαδήποτε αντίστροφη ροή. Οι δεξαμενές αποθήκευσης πρέπει να είναι κλειστές για να αποφευχθεί τυχόν μόλυνση από παράσιτα ή ξένα σώματα. Όλοι οι αεραγωγοί θα πρέπει κατά προτίμηση να είναι εξοπλισμένοι με φίλτρο αέρα. Ο σχεδιασμός της δεξαμενής θα πρέπει να ευνοεί την πλήρη αποστράγγιση κατά το άδειασμα. Ολόκληρο το σύστημα θα πρέπει να είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε ο μέγιστος χρόνος παραμονής του νερού να μην υπερβαίνει τις 24 ώρες. Ο σχεδιασμός του συστήματος αποθήκευσης και διανομής νερού θα πρέπει να επιτρέπει τον εύκολο καθαρισμό και την απολύμανση. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτό είναι αρκετά συχνά ένα ζήτημα και ο καθαρισμός είναι σχεδόν αδύνατος. Έτσι, τυπικά, το νερό επεξεργάζεται στο σημείο εισόδου στις μονάδες παραγωγής τροφίμων και η ποιότητα διατηρείται και παρακολουθείται εντός του εργοστασίου. Η μικροβιολογική ποιότητα του νερού παρακολουθείται σε διάφορα σημεία της εγκατάστασης, συμπεριλαμβανομένων των απολήξεων των σωλήνων ενώ παράλληλα εφαρμόζονται οι κατάλληλες επεξεργασίες. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων, ένας συνδυασμός τεχνικών είναι απαραίτητος για την κάλυψη των απαιτήσεων. Οι διαδικασίες επεξεργασίας του νερού ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με την πηγή του νερού.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η επεξεργασία του νερού που χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων είναι ευθύνη της επιχείρησης τροφίμων με χρήση ιδιωτικής παροχής νερού. Συνήθως, οι ιδιωτικές παροχές νερού απαιτούν επεξεργασία και συνεχή παρακολούθηση της ποιότητας του νερού μετά την επεξεργασία. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί με εργαστηριακές δοκιμές για να διασφαλιστεί ότι είναι κατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση και ότι μπορούν να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή.
Φιλτράρισμα
Ανάλογα με τον κίνδυνο μόλυνσης, το εισερχόμενο νερό μπορεί να χρειαστεί να περάσει μέσα από ένα φίλτρο που συγκρατεί στερεά. Οι μέθοδοι φιλτραρίσματος ποικίλλουν από πορώδη φίλτρα για μεγαλύτερα σωματίδια έως χρήση μεμβρανών για τη συγκράτηση μικρότερων αιωρούμενων σωματιδίων ακόμη και μικροοργανισμών (αντίστροφη ώσμωση). Ο κίνδυνος μικροβιολογικής ανάπτυξης στα φίλτρα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν τα αυτά δεν χρησιμοποιούνται συνεχώς. Επομένως, συνιστάται η συνεχής ανακυκλοφορία του νερού, εάν δεν καταναλώνεται νερό.
Χλωρίωση
Η πιο κοινή μέθοδος που χρησιμοποιείται για την απολύμανση των συστημάτων νερού είναι η χλωρίωση. Χρησιμοποιείται διάλυμα υποχλωριώδους και διοξείδιο του χλωρίου. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι το χλώριο είναι σχετικά φθηνό και ότι τα αυτοματοποιημένα συστήματα δεν απαιτούν μεγάλη επένδυση κεφαλαίου. Για αποτελεσματική απολύμανση, θα πρέπει να διατηρείται μια υπολειμματική συγκέντρωση 0,5 mg/L ελεύθερου χλωρίου για τουλάχιστον 30 λεπτά. Το υποχλωριώδες άλας αντιδρά με το αζωτούχο συστατικό των οργανικών ουσιών. Αυτό σημαίνει ότι θα εξαντληθεί κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης. Διατίθενται αυτοματοποιημένα συστήματα συνεχούς χλωρίωσης νερού. Τα κύρια μειονεκτήματα του υποχλωριώδους είναι ότι είναι εξαιρετικά διαβρωτικό στην αδιάλυτη μορφή του και ότι μπορεί να σχηματίσει ανεπιθύμητα υποπροϊόντα (χλωραμίνες, χλωροφαινόλη). Το διοξείδιο του χλωρίου είναι ένα πολύ ασταθές αέριο και πρέπει να παράγεται στο σημείο χρήσης. Έχει ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι του υποχλωριώδους άλατος, όπως ότι είναι λιγότερο διαβρωτικό. Η αποτελεσματικότητα στην αντιμετώπιση των βιοφίλμ είναι υψηλότερη σε σύγκριση με το υποχλωριώδες και επομένως αυτή είναι η προτιμώμενη μέθοδος για τη χλωρίωση.
Ηλεκτροχημικά Ενεργοποιημένο Νερό (ECA)
Χρησιμοποιείται ένα αλατούχο διάλυμα σε μια εξαιρετικά εξειδικευμένη ηλεκτρολυτική διαδικασία για την παραγωγή ενός όξινου διαλύματος (ανολύτης) με εξαιρετικές ιδιότητες για απολύμανση καθώς και για την παραγωγή ενός αλκαλικού διαλύματος (καθολύτης). Εξαιτίας αυτής της ηλεκτροχημικής ενεργοποίησης, αυτό το αλατούχο διάλυμα μεταβαίνει σε μια κατάσταση μετάστασης (= ενεργοποιημένη κατάσταση), η οποία χαρακτηρίζεται από εξαιρετικές χημικές και φυσικές παραμέτρους. Μετά από λίγο χρόνο (ο λεγόμενος Χρόνος Χαλάρωσης), τα διαλύματα ECA επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση. Έτσι, παραμένουν μόνο νερό και άλατα. Η αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα του διαλύματος ανολύτη βασίζεται στην αλληλεπίδραση των οξειδωτικών ιόντων, του υψηλού ORP (> 1100 mV) και του χαμηλού pH. Ως εκ τούτου, είναι ανώτερα από τα κοινά χημικά απολυμαντικά προϊόντα. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα διαλύματα ECA σκοτώνουν το 99,99% όλων των μικροβίων και είναι 120 φορές πιο αποτελεσματικά από το κοινό υποχλωριώδες νάτριο.
Επεξεργασία με Όζον
Όπως το διοξείδιο του χλωρίου, δεν είναι σταθερό και πρέπει να παράγεται επιτόπου. Έχει πολύ υψηλό ORP πάνω από +2 βολτ και επομένως υψηλή ικανότητα απολύμανσης με ευρύ φάσμα δράσης, συμπεριλαμβανομένων των ιών. Λόγω της καλής υδατοδιαλυτότητάς του, είναι πολύ κατάλληλο για την απολύμανση συστημάτων νερού διατηρώντας συγκέντρωση 0,4 mg/L για 5 λεπτά (σε περίπτωση παρουσίας σπορίων 2 mg/L). Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι πρώτον ότι το όζον καταναλώνεται εύκολα από την οργανική ύλη και δεύτερον ότι το ενεργειακό κόστος για την παραγωγή όζοντος είναι αρκετά υψηλό. Πρέπει να σημειωθεί ότι το όζον δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε συστήματα ψύξης με εξάτμιση λόγω της υψηλής πτητικότητάς του.
Υπεριώδης Ακτινοβολία (UV)
Οι μικροοργανισμοί αδρανοποιούνται από το φως UV βραχέων κυμάτων (UV-C, μήκη κύματος 100–280 νανόμετρα). Το DNA των κυττάρων των μικροοργανισμών καταστρέφεται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Η πηγή υπεριώδους φωτός συνήθως περικλείεται σε ένα διαφανές προστατευτικό περίβλημα και εγκαθίσταται με τρόπο ώστε το νερό να μπορεί να περάσει μέσα από έναν «θάλαμο ροής». Τα αιωρούμενα σωματίδια μπορεί να προστατεύουν τους μικροοργανισμούς, επομένως η αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θολότητα, την προσρόφηση και τη συγκέντρωση σωματιδίων ή/και οργανικού υλικού. Η επεξεργασία με υπεριώδη ακτινοβολία θα μπορούσε να εξασφαλίσει μείωση έως και 4 log. Ωστόσο, δεν θα οδηγήσει ποτέ στη λήψη αποστειρωμένου νερού. Καθώς η επεξεργασία γίνεται μόνο στην πηγή υπεριώδους φωτός, και όχι σε όλο το σύστημα, η αφαίρεση των βιοφίλμ δεν είναι δυνατή. Αυτή η μέθοδος επεξεργασίας είναι απαλλαγμένη από χημικά και έχει ευρύ φάσμα δράσης. Αυτά είναι τα πλεονεκτήματα της μεθόδου.
Πηγές:
Safety of Water Used in Food Production, Vinod R. Bhagwat
Uses of Water in Food Production and Processing, EUFIC
Safety and Quality of Water Used in Food Production and Processing, MEETING REPORT – Food and Agriculture Organization of the United Nations, World Health Organization
*Ο Γιώργος Μορφονιός είναι Γεωπόνος – Επιστήμονας Τροφίμων, MSc Συστήματα διαχείρισης ποιότητας & διασφάλισης υγιεινής τροφίμων, senior consultant AG ADVENT AE
Ακολουθήστε το Cibum 
