Технология «чистой фасовки»: как оборудование влияет на микробиологическую безопасность продукта

Опытные технологи пищевых производств утверждают, что им приходилось несколько раз менять рецептуру, пока они не приходили к пониманию, что дело в разливочной машине. Речь зачастую идет о застойной зоне в клапане, которую невозможно промыть обычным способом. Продукт контаминировался прямо в момент фасовки, что приводило к его порче.

По данным Роспотребнадзора, около 34% случаев микробиологического несоответствия готовой продукции связаны не с сырьем и не с рецептурой, а с оборудованием на этапе упаковки. Поэтому нужно менять логику контроля качества.

Что такое «чистая фасовка» и почему это не просто мойка машины

Термин «чистая фасовка» у профессионалов ассоциируется с комплексом решений в конструктивной, материальной, технологической сфере. Их главная цель – минимизировать контакт продукта с потенциально контаминированными поверхностями, воздухом и персоналом.

Это не то же самое, что асептическая упаковка. Асептика – это стерильность. Чистая фасовка – это управляемая микробиологическая нагрузка, которая находится в пределах норм. Второй подход применим к большинству продуктов с коротким сроком хранения без избыточных инвестиций в стерильные камеры.

Вот 3 кита чистой фасовки:

1. Конструкция машины без мертвых зон.
2. Материалы, устойчивые к дезинфектантам и не сорбирующие продукт.
3. Контролируемая среда в зоне фасовки.

Но это только начало внедрение чистой фасовки.

Конструктивные зоны риска: где живут бактерии

Любая машина – это набор поверхностей. Поэтому важно понимать, какие из них влияют на микробиологические показатели продукта:

1. Мертвые зоны – участки с нулевым или минимальным потоком продукта. Углы, резьбовые соединения, внутренние полости клапанов. Именно здесь при температуре от +20 до +35°C и влажности выше 60% микроорганизмы удваивают популяцию каждые 20–30 минут. Поэтому профессиональное оборудование для фасовки в ведра проектируется с уклонами не менее 3° для самослива и радиусами скругления внутренних углов от 6 мм. Это стандарт EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group).
2. Уплотнения и прокладки – места постоянного риска. Износ резиновых манжет создает микропоры, в которых накапливается продукт. Замена прокладок раз в 3–6 месяцев снижает риск контаминации в этой точке на 70–80%.
3. Дозирующие головки – самое нагруженное место в любом фасовочном аппарате для жидких продуктов. Здесь продукт замедляется, меняет направление, контактирует с воздухом. Конструкция с короткими продуктовыми каналами и прямым сливом существенно лучше многоходовых схем с промежуточными резервуарами.

Рассмотренные моменты нужно учитывать при выборе оборудования для фасовки в ведра.

Что нужно знать о материалах контактных поверхностей

Сталь 316L – минимальный стандарт для производства пищевого оборудования. Она отличается от 304-й повышенным содержанием молибдена (2–3%), что обеспечивает стойкость к хлорсодержащим дезинфектантам. Но многие производители оборудования экономят и используют 304-ю там, где должна быть 316L, например, в зонах постоянного контакта с кислыми продуктами.

Шероховатость поверхности Ra ≤ 0,8 мкм – гигиенический минимум. При Ra > 1,6 мкм биопленки образуются в 4–5 раз быстрее. Соответствие этому параметру легко проверяется профилометром при приемке оборудования.

Полимерные детали – отдельная тема. PTFE (тефлон) и UHMWPE (сверхвысокомолекулярный полиэтилен) химически инертны и легко моются. А вот POM (полиацеталь, делрин) и PA (полиамид) сорбируют продукт и запахи, постепенно увеличивают микробную нагрузку.

При выборе оборудования для фасовки жидких продуктов нужно запрашивать сертификаты на материалы, из которых изготовлены контактные поверхности. Соответствие FDA 21 CFR или EU Regulation 10/2011 – обязательный минимум.

Системы CIP/SIP: мойка как технологический процесс

CIP (Cleaning-in-Place) – мойка без разборки оборудования. SIP (Sterilization-in-Place) – стерилизация паром или горячей водой без демонтажа. Большинству производителей фасованных продуктов достаточно CIP.

Типичная программа CIP для автоматов фасовки в пластиковые стаканы включает:

1. Предварительный смыв водой – 2–3 минуты при 40°C.
2. Щелочную мойку (NaOH 1–2%) – 15–20 минут при 75–80°C.
3. Промежуточный смыв – 3–5 минут.
4. Кислотную мойку (азотная или фосфорная кислота, 0,5–1%) – 10–15 минут.
5. Финальный смыв – 5 минут.
6. Дезинфекция (при необходимости) – PAA 0,1–0,2% или горячая вода 95°C.

Скорость потока моющего раствора – важный параметр. Для эффективного смыва биопленок скорость в трубопроводах должна быть не менее 1,5 м/с. Если она будет ниже, то не создастся достаточная турбуленция.

Часто CIP программируют под «идеальные» условия лаборатории, не учитывают реальный объем загрязнений, которые накапливаются к концу смены. Лучше настраивать программы под максимальную, а не среднюю нагрузку.

Оборудование под конкретный продукт, почему вязкость решает

Жидкие и пастообразные продукты предъявляют принципиально разные требования к фасовочному оборудованию. Для низковязких продуктов (вода, соки, молоко, маринады) турбулентный поток в CIP работает хорошо, мертвые зоны вымываются. Риски здесь минимальны при детально проработанной конструкции.

Пастообразные продукты (соусы, джемы, паштеты, плавленые сыры) требуют другого подхода. Автомат для пастообразных продуктов должен обеспечивать полное вытеснение остатков без застойных зон. Для этого используются роторно-поршневые или шнековые дозаторы с увеличенными сечениями каналов и специальными головками для высоковязких масс.

При фасовке в крупную тару (ведра 3–10 литров), помимо гигиены машины важна гигиена самой тары. Современное оборудование для фасовки в ведра комплектуется встроенными системами ионизации воздуха или УФ-обработки тары непосредственно перед наполнением. Это снижает начальную микробную обсемененность тары с 10³–10⁴ КОЕ/см² до уровня ≤10 КОЕ/см².

Среда в зоне фасовки: воздух как фактор риска

О воздухе думают меньше, чем о поверхностях. И это ошибка. Концентрация микроорганизмов в производственном воздухе напрямую зависит от эффективности вентиляции. В зоне открытой фасовки без специальных мер она варьируется в пределах 500–2000 КОЕ/м³. При установке ламинарного воздушного экрана над зоной наполнения снижается до 50 КОЕ/м³.

Вот простые решения, которые работают:

• создание избыточного давления воздуха в зоне фасовки (препятствует проникновению загрязненного воздуха извне);
• HEPA-фильтрация приточного воздуха класса H13–H14;
• регулярный мониторинг воздуха методом осаждения (агаровые чашки, экспозиция 15–30 минут).

Фасовочный аппарат для жидких продуктов высокого класса комплектуется локальной защитой зоны наполнения. Зачастую это камера с принудительной подачей отфильтрованного воздуха. Такое решение уже стало стандартом в производстве молочной продукции и соков, постепенно приходит в другие сегменты.

Какие ошибки допускаются при выборе оборудования

На предприятие, которое производит 10 тонн сметаны в сутки установили бюджетный автомат для пастообразных продуктов с резьбовыми разборными соединениями в продуктовом тракте. Через 3 месяца рост дрожжей и плесени в готовом продукте превысил нормы в 6–8 раз.

Расследование показало, что резьбовые соединения невозможно промыть штатным CIP. Бактерии размножались в резьбе. Решением стала замена соединений на безрезьбовые клиновые зажимы типа Tri-Clamp.

При покупке автоматов фасовки в пластиковые стаканы для линии десертов сэкономили на системе CIP, так как планировали ручную разборку и мойку. Но оказалось, что этот процесс занимает 2,5 часа. И мойку пришлось проводить раз в смену вместо каждых 4 часов. Итогом стало превышение по БГКП через 5–6 часов работы. При этом подсчеты показали, что полноценная CIP-система окупается за 4 месяца только за счет экономии рабочего времени.

Почему мониторинг играет важную роль

Оборудование само по себе ничего не гарантирует. Для обеспечения соответствия внутренним регламентам, отраслевым стандартам нужна система мониторинга.

Вот минимальный набор для оборудования для фасовки жидких продуктов:

1. АТП-мониторинг (биолюминесценция) – быстрый экспресс-контроль чистоты поверхностей после CIP, результат выдается через 30–60 секунд.
2. Смывы с контактных поверхностей на КМАФАнМ делаются не реже 2 раз в неделю.
3. мониторинг готового продукта. Берутся образцы в начале, середине и конце каждой смены.
4. Визуальный аудит оборудования проводится ежедневно, по чек-листу.

АТП-порог для пищевого оборудования: RLU ≤ 100 – чисто, 100–300 – сомнительно, еслт больше 300, то обязательно проводится повторная мойка.

Инвестиции в гигиеничное оборудование

Стандартная ошибка, которая совершается при закупке оборудования – сравнение цен машин. Но нужно оценивать совокупную стоимость владения за 5 лет с учетом:

• расхода моющих средств (у профессионально спроектированных машин он на 25–40% ниже);
• времени на мойку (экономия 1–2 часов в смену – это реальные деньги);
• потерь продукции из-за несоответствий санитарным нормам;
• стоимости отзывов и претензий.

Машина, которая стоит дороже на 15–20%, но с полноценным CIP и с проработанной конструкцией, как правило, окупается в первые 1,5–2 года за счет снижения брака и затрат на мойку.

Качество фасовки – не финальный контроль. Это проектное решение, принятое задолго до запуска линии. И его пересмотр после начала эксплуатации оборудования стоит дорого.