Processi termici
La validazione dei processi termici dell’industria alimentare
Processi termici nell’industria alimentare. La dimostrazione dell’evidenza della sicurezza microbiologica dei propri prodotti è, per le aziende alimentari, una necessità prioritaria. Questa condizione è fondamentale per poter rispettare i requisiti di norme cogenti/volontarie, e le richieste di clienti (GDO) e mercati di esportazione (USA).
La maggior parte dei prodotti alimentari confezionati, per poter essere conservati nel tempo, sono trattati termicamente. Ciò significa che tali prodotti subiscono un processo di pastorizzazione o di sterilizzazione. Il processo scelto varia a seconda delle caratteristiche chimico fisiche del prodotto (pH, aw, acidità ecc.) e della loro vita commerciale.
Affinché un processo termico e dunque il prodotto da esso ottenuto siano considerati sicuri, si effettuano dei test di validazione, considerando le condizioni peggiori che si sono osservate durante il normale processo produttivo.
Per i prodotti confezionati in scatola la validazione prevede le seguenti fasi:
Validazione dell’impianto
mediante determinazione della distribuzione del calore (“Temperature Distribution”), per valutare se le condizioni termiche di sicurezza siano raggiunte nel “punto più freddo” dell’impianto.
Validazione del prodotto
attraverso la determinazione della penetrazione del calore (“Heat Penetration”), per valutare se il trattamento termico di sicurezza si stato ottenuto nel “punto più freddo” del prodotto all’interno della confezione.
Validazione Impianto: “Temperature Distribution”
Il test di Temperature Distribution all’interno di un impianto di trattamento termico (autoclave a vapore, a pioggia d’acqua, a immersione ad aria-vapore o tunnel di pastorizzazione) ha i seguenti obbiettivi:
- Individua la zona termicamente sfavorita dell’impianto (PUNTO FREDDO)
- Controlla il raggiungimento e l’uniformità della temperatura prefissata all’interno dell’impianto
- Determina il Come-Up-Time (CUT) e il Tempo di Sfiato (Autoclave a Vapore).
I test di Temperature Distribution vanno ripetuti quando si verificano le seguenti nuove condizioni:
- L’autoclave viene spostata o ne viene installata una nuova che utilizza le stesse linee dei servizi (vapore, acqua, aria).
- Avviene una modifica sulle tubazioni dei servizi (vapore, acqua, aria).
- Viene sostituita la pompa di circolazione dell’acqua o la valvola del vapore.
- Cambia il tipo di carico all’interno dell’autoclave (nuova dimensione e forma del contenitore, nuovo materiale del contenitore, nuova disposizione dei contenitori all’interno dei cestoni, nuovo design dei cestoni).
Validazione Prodotto: “Heat Penetration”
Il test di Heat Penetration prevede l’esecuzione di prove preliminari di penetrazione del calore per individuare il punto più freddo all’interno del contenitore.
- Prodotti che si riscaldano per conduzione: il centro geometrico del contenitore rappresenta il punto più freddo.
- Per i prodotti che si riscaldano per convezione: il punto freddo si trova tra il centro geometrico e il fondo della scatola (processo statico), oppure ancora al centro del contenitore (processo a scatola rotante).
Una volta individuato il punto Freddo del contenitore, sono effettuate le vere e proprie prove di Heat Penetration. L’obbiettivo è quello di individuare i parametri Tempo/Temperatura in grado di ottenere un valore di effetto sterilizzante sufficiente a garantire la sicurezza commerciale del prodotto.
I test di Heat Penetration sono effettuati misurando la temperatura nel punto più freddo del contenitore e posizionandolo nella zona più critica dell’impianto. Questa, è individuata con i test di distribuzione della temperatura. Inoltre, bisogna considerare tutti i fattori critici che possono influenzare il riscaldamento del prodotto, in modo da essere sicuri che i parametri di processo determinati possano garantire, nelle condizioni peggiori (worst case), un buon margine di sicurezza.
Fattori Critici (Worst Case)
I test per la validazione dei processi termici sono influenzati da una serie di fattori critici:
- Prodotto: formulazione, contenuto di amido, peso, dimensioni e forma degli ingredienti solidi, viscosità degli ingredienti liquidi, processi di pretrattamenti (blanching) reidratazione degli ingredienti essiccati.
- Contenitore/confezionamento (Tipo di contenitore – scatola metallica, vetro, plastica), disposizione dei contenitori nei cestoni, vuoto e spazio di testa, rapporto gas/aria residuo all’interno (per imballaggi flessibili), modalità e temperatura del riempimento dei contenitori.
- Impianto (Mezzo di riscaldamento usato – vapore, pioggia d’acqua, aria vapore, immersione in acqua), tempo di sfiato (autoclave a vapore), contropressione (autoclave ad acqua e aria-vapore), tempo di salita dell’autoclave (CUT), area libera dei cestoni e delle interfalde e rotazione (tipo e numero di giri).
Il Laboratorio di Metrologia fornisce un servizio di validazione dei processi e degli impianti di trattamento termico degli alimenti (pastorizzazione, sterilizzazione), utilizzando attrezzature specifiche (datalogger e registratori di temperatura con termocoppie) e seguendo le tecniche e le procedure previste e riconosciute dai principali organismi internazionali fra cui la FDA.