ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 1 από 15. ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Παραδόσεις του µαθήµατος Συσκευασία Τροφίµων

Transcript

1 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 1 από 15 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Παραδόσεις του µαθήµατος Συσκευασία Τροφίµων ρ. ΣΠΥΡΙ ΩΝ Ε. ΠΑΠΑ ΑΚΗΣ ΟΡΙΣΜΟΣ Ασηπτική επεξεργασία & συσκευασία = Τεχνική συντήρησης των τροφίµων στην οποίαν χρησιµοποιούνται σχετικά ήπιες διεργασίες αποστείρωσης σε σχέση µε την κλασσική κονσερβοποίηση και παράγονται τρόφιµα υψηλής ποιότητας. Αποτελείται από δυο ξεχωριστά συστήµατα, που λειτουργούν όµως ενιαία: το σύστηµα ασηπτικής επεξεργασίας και το σύστηµα ασηπτικής συσκευασίας. Στο πρώτο γίνεται σε συνεχή λειτουργία η αποστείρωση του τροφίµου σε µεγάλες ποσότητες (in bulk). Στο δεύτερο επιτελείται η αποστείρωση της άδειας συσκευασίας, το γέµισµα της συσκευασίας µε το προ-αποστειρωµένο τρόφιµο και το ερµητικό κλείσιµό της. Οι δυο τελευταίες διεργασίες εκτελούνται µέσα σε ασηπτική περιοχή προς αποφυγή µικροβιακής επιµόλυνσης. ΟΡΙΣΜΟΙ «Ασηπτικός» σηµαίνει απουσία µικροοργανισµών, συµπεριλαµβανοµένων των βακτηριακών σπόρων που δύνανται να εκβλαστήσουν. Στη Τεχνολογία Τροφίµων οι όροι «ασηπτικός» (aseptic), «στείρος» (sterile), «εµπορικά στείρος» (commercially sterile) χρησιµοποιούνται πολύ συχνά αδιακρίτως ο ένας αντί του άλλου. Ένας περιέκτης είναι «ερµητικά» σφραγισµένος εάν είναι σχεδιασµένος και κατασκευασµένος κατά τέτοιο τρόπο ώστε να µην επιτρέπει την είσοδο µικροοργανισµών και εποµένως να διατηρεί το περιεχόµενό του εµπορικά στείρο είτε αυτό ήταν προ-αποστειρωµένο ή αποστειρώθηκε µαζί µε τη συσκευασία του. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Παστεριωµένα ή αποστειρωµένα προϊόντα όπως γάλα και γαλακτοκοµικά, κρέµες, γλυκίσµατα, χυµοί φρούτων & λαχανικών, σούπες, σάλτσες, και τρόφιµα µε µικρά στερεά κοµµάτια (π.χ. κοµµάτια πατάτας ή άλλων λαχανικών). Μη-αποστειρωµένα τρόφιµα, όπως το γιαούρτι, συνδυαζόµενη συνήθως µε συντήρηση υπό ψύξη, µε σκοπό την παράταση της διάρκειας ζωής τους µέσω αποφυγής µικροβιακής επιµόλυνσής τους. Αρχικά ο όρος «ασηπτική επεξεργασία & συσκευασία» αναφερόταν αποκλειστικά σε εµπορικά στείρα τρόφιµα, τα οποία κατά συνέπεια αποθηκεύονταν σε θερµοκρασία περιβάλλοντος. Σήµερα όµως η κατάσταση έχει εξελιχθεί πολύ πέραν αυτού του σηµείου. Τα τελευταία χρόνια εισάγονται συνέχεια στην αγορά όλο και περισσότερα Αυξηµένης ιάρκειας Ζωής Τρόφιµα. Τρόφιµα Αυξηµένης ιάρκειας Ζωής (ESL Extended Shelf Life) = Τρόφιµα, τα οποία χωρίς να είναι εµπορικά στείρα έχουν διάρκεια ζωής υπό ψύξη πολύ µεγαλύτερη από τα κλασσικά παστεριωµένα τρόφιµα. Για πολλά ESL προϊόντα (κυρίως ρευστά προϊόντα γάλακτος και χυµούς φρούτων) επιτυγχάνεται διάρκεια ζωής υπό ψύξη από 60 έως 90 µέρες. Στο τρόφιµο γίνεται επεξεργασία µείωσης του αρχικού µικροβιακού φορτίου, εντονότερη της παστερίωσης γι αυτό και µερικές φορές τα ESL τρόφιµα αναφέρονται ως υπερ-παστεριωµένα (ultrapasteurized). Ακολούθως εφαρµόζεται περίπου ασηπτική συσκευασία και αποθήκευση και διανοµή υπό ψύξη. Η διαφορά από την ασηπτική συσκευασία είναι ότι οι συσκευασίες δεν είναι αναγκαστικά στείρες και ούτε διατηρούνται οπωσδήποτε στείρες κατά τους χειρισµούς των. ΕΝ ΘΕΡΜΩ ΠΛΗΡΩΣΗ (Hot Filling) Μια άλλη µέθοδος θερµικής επεξεργασίας, που ανταγωνίζεται εµπορικά την ασηπτική επεξεργασία και συσκευασία καθώς και την κλασσική κονσερβοποίηση. Για υγρά τρόφιµα υψηλής οξύτητας (ph<4,6), όπως οι χυµοί φρούτων, σάλτσες, µαρµελάδες και ζελέδες φρούτων, σάλτσες τοµάτας, κέτσαπ και σάλτσα µπάρµπεκιου. Το υγρό τρόφιµο θερµαίνεται στους C σε εναλλάκτη και παραµένει σ αυτή τη θερµοκρασία για s ώστε να επιτευχθεί η εµπορική στειρότητά του.

2 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 2 από 15 Οι περιέκτες γεµίζονται µε το θερµό προϊόν, κλείνονται ερµητικά και αναστρέφονται ώστε να αποστειρωθεί και το πώµα. Η αποστείρωση της συσκευασίας πραγµατοποιείται από το θερµό προϊόν που παραµένει στους C για 1-3 min. Μετά, ανάλογα µε το πόσο θερµοευαίσθητο είναι το τρόφιµο, ψύχεται µε ψεκασµό νερού ή µε εµβάπτιση σε ψυχρό υδρόλουτρο ή απλώς αφήνοντας τα δοχεία να κρυώσουν µόνα τους στον αέρα. Χρησιµοποιούνται λευκοσιδηρά και αλουµινένια κουτιά, γυάλινα βάζα και φιάλες καθώς και πλαστικές φιάλες από PP/EVOH/PP και από hot-fillable PET/EVOH/ hot-fillable PET. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΣΗΠΤΙΚΗΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Επιτρέπει τη χρήση δοχείων από υλικά (π.χ. χαρτί, πλαστικά) που δεν µπορούν να αποστειρωθούν µαζί µε το τρόφιµο στις συνθήκες που είναι απαραίτητες για την αποστείρωση του τροφίµου. Επιτρέπει τη χρήση HTST (High-Temperature-Short-Time) θερµικών επεξεργασιών, οι οποίες έχουν µεγαλύτερη θερµική απόδοση και παράγουν προϊόντα ανώτερης ποιότητας από εκείνα που παράγονται από τις συµβατικές επεξεργασίες αποστείρωσης που χρησιµοποιούν χαµηλότερες θερµοκρασίες και µεγαλύτερους χρόνους. Παρατείνει τη διάρκεια ζωής µη-στείρων προϊόντων απλώς και µόνον λόγω της συσκευασίας τους υπό άσηπτες συνθήκες ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΑΣΗΠΤΙΚΗΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Πολύ κρίσιµη η διασφάλιση της ακεραιότητας των συσκευασιών και των ραφών τους (αποφυγή διαρροών). Οι πλαστικές και χαρτονένιες συσκευασίες έχουν µικρότερη µηχανική αντοχή από τα µεταλλικά κουτιά και τα γυάλινα βάζα και εποµένως είναι πιο ευάλωτες στις µηχανικές καταπονήσεις και επιµολύνσεις. Ανεπαρκής αδρανοποίηση µερικών ενζύµων Πολύ πιο πολύπλοκη διαδικασία και µε υψηλότερο κόστος εγκατάστασης απ ότι η συµβατική κονσερβοποίηση. Λόγω της πολυπλοκότητάς τους οι µηχανές ασηπτικής συσκευασίας είναι πιθανότερο να παρουσιάσουν προβλήµατα κατά τη λειτουργία τους µε κίνδυνο µικροβιακής επιµόλυνσης απ ότι τα συµβατικά µηχανήµατα γεµίσµατος και κλεισίµατος µεταλλικών κονσερβών και γυάλινων βάζων. Η συσκευασία είναι το ασθενέστερο και το πιθανότερο να δυσλειτουργήσει κοµµάτι της όλης διεργασίας. Ένα πολύ σηµαντικό πρόβληµα της ασηπτικής επεξεργασίας για πάρα πολλά χρόνια ήταν ότι το FDA στις ΗΠΑ δεν ενέκρινε ασηπτική επεξεργασία υγρών τροφίµων χαµηλής οξύτητας τα οποία περιείχαν στερεά κοµµάτια µε διάµετρο µεγαλύτερη των 6 mm. Από την άλλη πλευρά, ασηπτική επεξεργασία τέτοιων τροφίµων πραγµατοποιείτο για αρκετά χρόνια στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αγγλία) χωρίς να έχουν εµφανιστεί σηµαντικά προβλήµατα δηµόσιας υγείας. Πρόσφατα και µετά την επιτυχή κατάληξη ενός µεγάλου ερευνητικού προγράµµατος που διεξήχθη από µια κοινοπραξία βιοµηχανιών, κυβερνητικών υπηρεσιών και πανεπιστηµίων, το FDA ενέκρινε µια µέθοδο ασηπτικής επεξεργασίας υγρών τροφίµων χαµηλής οξύτητας που περιέχουν µεγάλα στερεά κοµµάτια. Η πρώτη εµπορική εφαρµογή της µεθόδου έγινε το 2005 από την Campbell Soup Co. που άρχισε να επεξεργάζεται και να συσκευάζει τη σειρά Select από τις σούπες της που περιέχουν κοµµάτια λαχανικών σε χαρτονένια κουτιά ασηπτικής συσκευασίας και σε µηχανήµατα από την εταιρία SIG Combibloc. ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΣΗΠΤΙΚΗΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Το 1918 ο Dunkley στις ΗΠΑ κατοχύρωσε µε πατέντα µια διεργασία η οποία θεωρείται ως ο σπουδαιότερος πρόδροµος της µοντέρνας ασηπτικής κονσερβοποίησης. Το προϊόν αποστειρωνόταν σε δοχεία υπό πίεση µε ζωντανό ατµό. Με ατµό γινόταν και η αποστείρωση των κουτιών και των καπακιών. Το γέµισµα και κλείσιµο των κουτιών γινόταν σε περιβάλλον ατµού υπό ατµοσφαιρική πίεση. Στη δεκαετία του 1940 ο William Martin ανέπτυξε µια βελτιωµένη διεργασία ασηπτικής κονσερβοποίησης που έγινε αργότερα γνωστή ως διεργασία Martin-Dole και εφαρµόστηκε σχετικά ευρέως. Το προϊόν αποστειρωνόταν µε µια HTST επεξεργασία ενώ η αποστείρωση των κουτιών και των καπακιών γινόταν µε υπέρθερµο ατµό ( F).Το 1981 το FDA (ΗΠΑ) έκανε αποδεκτή τη χρήση του H2O2 για την αποστείρωση χαρτονένιων κουτιών που έχουν ένα στρώµα PE σ επαφή µε το τρόφιµο. Η επακόλουθη έγκριση και άλλων πλαστικών

3 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 3 από 15 και άλλων χηµικών µέσων αποστείρωσης έδωσε σηµαντική ώθηση στην ανάπτυξη της βιοµηχανίας ασηπτικής επεξεργασίας & συσκευασίας. Κατά το IFT η ασηπτική επεξεργασία & συσκευασία είναι η σηµαντικότερη καινοτοµία στην Επιστήµη Τροφίµων στην πεντηκονταετία ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΦΙΜΟΥ ΙΕΡΓΑΣΙΕΣ HTST (High Temperature Short Time, Υψηλής Θερµοκρασίας Βραχέος Χρόνου) Όταν η αποστείρωση γίνεται για χρόνους από µερικά sec µέχρι 6 min. Επεξεργασία UHT (Ultra-High-Temperature, Υπερυψηλής Θερµοκρασίας) Συνεχούς ροής διεργασία αποστείρωσης στην οποία χρησιµοποιούνται θερµοκρασίες C και χρόνοι παραµονής 2 µε 8 sec. Οι υψηλότερες θερµοκρασίες χρησιµοποιούνται για µικρού ιξώδους προϊόντα, όπως το γάλα, ενώ οι χαµηλότερες για τα µεγαλύτερου ιξώδους τρόφιµα. Στις HTST επεξεργασίες οι χρόνοι θέρµανσης είναι πολύ µικρότεροι εκείνων που χρησιµοποιούνται στην αποστείρωση του προσυσκευασµένου τροφίµου µαζί µε τη συσκευασία του. Οι διάφορες βιοχηµικές µεταβολές, που συµβαίνουν σ ένα τρόφιµο κατά τη θερµική επεξεργασία, επηρεάζονται σε διαφορετικό βαθµό από τη θερµοκρασία. D121,1C = χρόνος σε σταθερή θερµοκρασία 121,1 C που απαιτείται για τη µείωση κατά 90% της συγκέντρωσης των θρεπτικών και οργανοληπτικών παραγόντων, ενζύµων, µικροοργανισµών, σπορίων. z = µεταβολή της θερµοκρασίας σε C που απαιτείται ώστε να επέλθει µεταβολή στην τιµή του D κατά 10 φορές. Η τιµή Q10 εκφράζει το πόσες φορές αυξάνεται η ταχύτητα της αντίδρασης θερµικής καταστροφής αν η θερµοκρασία αυξηθεί κατά 10 C. H ενέργεια ενεργοποίησης ΕΑ είναι παράµετρος στη σχέση του Arrhenius και είναι ένα µέτρο του πόσο ευαίσθητη στην επίδραση της θερµοκρασία είναι η ταχύτητα της αντίδρασης θερµικής καταστροφής. Όσο µεγαλύτερη είναι η ΕΑ τόσο ταχύτερα προχωράει η αντίδραση µε αύξηση της θερµοκρασίας. Ο θερµικός θάνατος των βλαστικών κυττάρων των µικροοργανισµών και των σπόρων των βακτηρίων χαρακτηρίζεται από πολύ µικρότερες τιµές z απ ότι οι χηµικές αντιδράσεις καταστροφής θρεπτικών συστατικών και ποιοτικής υποβάθµισης (χρώµα, υφή, γεύση, οσµή κλπ). Αυξανοµένης της θερµοκρασίας, η ταχύτητα καταστροφής των µικροοργανισµών αυξάνεται πολύ περισσότερο από την ταχύτητα καταστροφής των θρεπτικών και ποιοτικών παραγόντων του τροφίµου. Μ άλλα λόγια οι τιµές D για την πρώτη καταστροφή µειώνονται δραµατικά µε αύξηση της θερµοκρασίας ενώ η µείωση του D είναι πολύ µικρότερη για τη δεύτερη. Το τελικό αποτέλεσµα είναι ότι οι HTST επεξεργασίες δίδουν ανώτερης ποιότητας προϊόντα απ ότι οι συµβατικές επεξεργασίες.

4 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 4 από 15 ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΩΝ HTST ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΤΕΛΗΣ Α ΡΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΡΙΚΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ Πρόκειται κυρίως για ένζυµα των λαχανικών (υπεροξιδάσες) και για βακτηριακές πρωτεάσες και λιπάσες που παράγονται από ψυχρότροφα βακτήρια, συνήθως του είδους Pseudomonas. Η θερµοανθεκτικότητα αυτών των ενζύµων είναι πολύ µεγάλη. Οι τιµές z της θερµικής καταστροφής αυτών των ενζύµων κυµαίνονται µεταξύ 20 και 60 C. Έτσι αυξανοµένης της θερµοκρασίας της επεξεργασίας αυξάνεται το ποσοστό των ενζύµων που δεν αδρανοποιούνται όπως ακριβώς γίνεται και µε τη διατήρηση θρεπτικών συστατικών και παραγόντων ποιότητας. Εποµένως η πιθανότητα ενζυµατικής αλλοίωσης κατά την αποθήκευση αυξάνεται, αυξανοµένης της θερµοκρασίας της επεξεργασίας. Είναι γνωστό το πρόβληµα του UHT γάλακτος στο οποίο οι πρωτεάσες που παραµένουν ενεργές µπορεί να δηµιουργήσουν ουσίες πικρής γεύσης και ζελατινώδη υφή (age gelation). ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΗΠΤΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Κοινά χαρακτηριστικά συστηµάτων ασηπτικής επεξεργασίας: Προϊόν που να µπορεί να αντληθεί Μέθοδος ρύθµισης και καταγραφής της ροής του προϊόντος δια µέσου του συστήµατος Μέθοδος θέρµανσης του προϊόντος στη θερµοκρασία αποστείρωσης Μέθοδος παραµονής του προϊόντος στην υψηλή θερµοκρασία για τον χρόνο τον απαραίτητο για αποστείρωση Μέθοδος ψύξης του προϊόντος στη θερµοκρασία γεµίσµατος των δοχείων Μέθοδος αποστείρωσης του όλου συστήµατος πριν να ξεκινήσει η παραγωγή και διατήρησης της στειρότητας κατά την παραγωγή Ύπαρξη µηχανισµών που εγγυώνται ότι µη-στείρο προϊόν δεν θα φτάσει στη συσκευασία. Αποστείρωση πριν αρχίσει η παραγωγή Πριν αρχίσει η παραγωγή το σύστηµα επεξεργασίας και συσκευασίας πρέπει να καθαρισθούν επιµελώς και να αποστειρωθούν. Στα περισσότερα ασηπτικά συστήµατα αυτό επιτυγχάνεται κυκλοφορώντας ζεστό νερό στο όλο σύστηµα ώστε να καταστεί εµπορικά στείρο. Το νερό θερµαίνεται στο θερµαντήρα του προϊόντος και κατόπιν διαβιβάζεται σ όλα τα µηχανήµατα της παραγωγικής διαδικασίας µέχρι τη βάνα του γεµιστικού. Οι δεξαµενές προσωρινής αποθήκευσης στείρου προϊόντος αποστειρώνονται µε ατµό. Πρέπει να υπάρχει ένα θερµόµετρο ή θερµοστοιχείο στο πιο αποµακρυσµένο από τους εναλλάκτες θερµότητος σηµείο (ψυχρότερο σηµείο του συστήµατος) ώστε να εξασφαλίζεται ότι διατηρείται η κατάλληλη θερµοκρασία σ όλο το σύστηµα. Ρύθµιση της ροής του προϊόντος Πρέπει να διασφαλίζεται ότι το προϊόν ρέει δια µέσου του συστήµατος µε οµοιόµορφη και σταθερή παροχή έτσι ώστε το ταχύτερα κινούµενο σωµατίδιο του τροφίµου να έχει αρκετό χρόνο παραµονής ώστε να δέχεται τουλάχιστον το ελάχιστο ποσό θερµότητας για τον ελάχιστο χρόνο που καθορίζεται από την προγραµµατισµένη θερµική επεξεργασία. Η σταθερή παροχή επιτυγχάνεται συνήθως µε δοσιµετρική αντλία. Θέρµανση του προϊόντος Άµεση θέρµανση: απ ευθείας επαφή του θερµαντικού µέσου (ατµός) και του προϊόντος. Για οµογενή και χαµηλού ιξώδους προϊόντα χρησιµοποιείται είτε έγχυση ατµού (steam injection, διαβίβαση ατµού στο προϊόν) ή έγχυση προϊόντος (steam infusion, το προϊόν στον ατµό). Το πλεονέκτηµα της άµεσης θέρµανσης είναι η πολύ ταχεία θέρµανση που δίδει προϊόντα ανώτερης ποιότητας (µικρότερες αλλαγές των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών, λιγότερο κάψιµο του προϊόντος). Το κυριότερο µειονέκτηµα είναι ότι το νερό που ως ατµός προστέθηκε στο προϊόν ίσως χρειαστεί να αφαιρεθεί αργότερα. Αυτό γίνεται συνήθως στο στάδιο ψύξης του τροφίµου. Ο ατµός, επειδή προστίθεται στο τρόφιµο, πρέπει να είναι κατάλληλης ποιότητας και να µην περιέχει µησυµπυκνώσιµα αέρια.

5 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 5 από 15 Έµµεση θέρµανση: Χρησιµοποιούνται εναλλάκτες µε πλάκες, κελύφους-σωλήνων και αποξεοµένης επιφανείας. Οι δυο πρώτοι είναι κατάλληλοι για προϊόντα χαµηλού ιξώδους ενώ ο τελευταίος χρησιµοποιείται για υψηλού ιξώδους τρόφιµα. Με τα συστήµατα έµµεσης θέρµανσης επιτυγχάνεται καλύτερη ανάκτηση της θερµότητας και πιο σταθερές θερµοκρασίες εξόδου. Σωλήνας Παραµονής του Προϊόντος Ο χρόνος που απαιτείται από το ταχύτερα κινούµενο σωµατίδιο του τροφίµου να διανύσει το µήκος του σωλήνα παραµονής ορίζεται ως χρόνος παραµονής που πρέπει να είναι ίσος ή µεγαλύτερος από το χρόνο επεξεργασίας στη συγκεκριµένη σταθερή θερµοκρασία για την εµπορική αποστείρωση του προϊόντος. Ο σωλήνας παραµονής πρέπει να έχει κλίση προς τα πάνω, προς την κατεύθυνση της ροής ώστε να µην δηµιουργούνται στον σωλήνα νεκροί χώροι µε αέρα και να µην αδειάζει από µόνος του ο σωλήνας. Η πίεση στο σωλήνα παραµονής πρέπει να διατηρείται µεγαλύτερη από την τάση ατµών του προϊόντος στη συγκεκριµένη θερµοκρασία ώστε να αποφεύγεται ο βρασµός και η εξάτµιση του προϊόντος, που µπορούν να µειώσουν το χρόνο παραµονής στον σωλήνα. Η αποφυγή της εξάτµισης επιτυγχάνεται µε τη χρήση ενός µηχανισµού διατήρησης της υψηλής πίεσης (back-pressure device). Ένα άλλο πλεονέκτηµα της διατήρησης όλου του συστήµατος υπό υψηλή πίεση είναι ότι αν υπάρξουν διαρροές θα γίνουν από µέσα προς τα έξω και έτσι αποφεύγεται µικροβιακή επιµόλυνση. Η θερµοκρασία του τροφίµου στην είσοδο και την έξοδο του σωλήνα πρέπει να ελέγχεται και να καταγράφεται. Ψύξη του Προϊόντος Το στείρο προϊόν ψύχεται στην κατάλληλη θερµοκρασία, που είναι συνήθως 20 C για τα χαµηλού ιξώδους τρόφιµα (π.χ. γάλα, χυµοί) και 40 C για τα υψηλότερου ιξώδους (κρέµες, επιδόρπια). Στα συστήµατα που χρησιµοποιούν έµµεση θέρµανση, η ψύξη γίνεται σε εναλλάκτη θερµότητας όπου αφ ενός προθερµαίνεται το µη-στείρο προϊόν αφ ετέρου ψύχεται το στείρο. Μ αυτό τον τρόπο εξοικονοµείται ενέργεια. Σ ένα τέτοιο σύστηµα η πίεση στην πλευρά του στείρου προϊόντος πρέπει να είναι τουλάχιστον 1 psi µεγαλύτερη από την πίεση στην πλευρά του µη-στείρου προϊόντος ώστε αν υπάρξει διαρροή να είναι από το στείρο προς το µη-στείρο προϊόν και όχι ανάποδα. Αυτή η διαφορά πίεσης πρέπει να ελέγχεται συνέχεια και να καταγράφεται. Στα συστήµατα που χρησιµοποιούν άµεση θέρµανση, το προϊόν οδηγείται σε θάλαµο κενού όπου εξατµίζεται στιγµιαία και διαχωρίζεται σε υγρό και ατµό. Η θερµοκρασία του µειώνεται καθώς ένα ποσοστό του νερού, που προστέθηκε κατά την άµεση θέρµανση, αφαιρείται τώρα ως ατµός. εξαµενή προσωρινής αποθήκευσης στείρου προϊόντος εξαµενές προσωρινής αποθήκευσης στείρου προϊόντος χρησιµοποιούνται σε ασηπτικά συστήµατα γιατί προσφέρουν ευελιξία ιδιαίτερα στα συστήµατα όπου η δυναµικότητα του τµήµατος αποστείρωσης δεν συµβαδίζει µε την δυναµικότητα του τµήµατος συσκευασίας. Στείρος αέρας διαβιβάζεται στον ελεύθερο χώρο της δεξαµενής ώστε να διατηρείται υπερπίεση στη δεξαµενή και να διευκολύνει το γρήγορο άδειασµά της. Η υπερπίεση προστατεύει τη δεξαµενή από µικροβιακή επιµόλυνση και γι αυτό πρέπει να παρακολουθείται και να ρυθµίζεται συνέχεια. Εκτροπή της ροής του προϊόντος Αυτόµατες βάνες εκτροπής της ροής χρησιµοποιούνται σε συστήµατα ασηπτικής επεξεργασίας για να αποτραπεί η πιθανότητα να φτάσει στο στείρο περιβάλλον της συσκευασίας προϊόν που πιθανόν να είναι µη-στείρο. Το προϊόν αυτόµατα εκτρέπεται και επιστρέφει πίσω στη δεξαµενή τροφοδοσίας του αποστειρωτήρα αν συµβεί κάποια απόκλιση στην επεξεργασία. Για παράδειγµα αν η θερµοκρασία στον σωλήνα παραµονής πέσει κάτω από το επιτρεπτό ελάχιστο ή αν η διαφορά πιέσεως στον ψύκτη του στείρου προϊόντος µειωθεί σηµαντικά.

6 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 6 από 15 ιασφάλιση της στειρότητας Σ όλα τα σηµεία όπου µπορεί να γίνει µικροβιακή επιµόλυνση (π.χ. σε περιστρεφόµενους ή παλινδροµούντες άξονες και σε στελέχη βανών) πρέπει να υπάρχουν φραγές ατµού (steam seals). ΑΛΛΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗΣ ΤΟΥ ΤΡΟΦΙΜΟΥ (τα περισσότερα δεν έχουν βιοµηχανική εφαρµογή) Θερµικές Μέθοδοι Υπέρυθρη ακτινοβολία, Μικροκύµατα, Ακτινοβολία µε ραδιοκύµατα, Ωµική ή θέρµανση ηλεκτρικής αντίστασης Μη-Θερµικές Μέθοδοι Υπέρηχοι, Επεξεργασία µε µεµβράνες, Παλµοί φωτός Παλλόµενο ηλεκτρικό πεδίο, Υψηλές πιέσεις ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗ ΤΩΝ ΜΕΣΩΝ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Ανεξάρτητα από τη µέθοδο αποστείρωσης, η καταστροφή των µικροοργανισµών που προσκολλώνται στις επιφάνειες των µέσων συσκευασίας ακολουθεί στις περισσότερες περιπτώσεις κινητική 1ης τάξεως, που πολύ συχνά χαρακτηρίζεται από την τιµή D. Για συγκεκριµένη µέθοδο αποστείρωσης, η τιµή D είναι ο απαιτούµενος χρόνος για την καταστροφή του 90% του αρχικού αριθµού ενός συγκεκριµένου είδους µικροοργανισµού, σε σταθερή θερµοκρασία και υπό συγκεκριµένες συνθήκες περιβάλλοντος. Οι τιµές D χρησιµοποιούνται αφ ενός για τη σύγκριση της αντίστασης διαφορών ειδών µικροοργανισµών σε µια συγκεκριµένη διαδικασία αποστείρωσης και αφ ετέρου για τη σύγκριση της αποτελεσµατικότητας διαφόρων µεθόδων αποστείρωσης σχετικά µ ένα συγκεκριµένο είδος µικροοργανισµού. Μικρές τιµές D υποδεικνύουν είτε ότι ο συγκεκριµένος µικροοργανισµός είναι πολύ ευαίσθητος είτε ότι η µέθοδος αποστείρωσης είναι πολύ αποτελεσµατική για το συγκεκριµένο µικροοργανισµό. Μια µέθοδος αποστείρωσης αξίζει να χρησιµοποιηθεί όταν έχει τιµή D µικρότερη από 1 s για το πιο ανθεκτικό είδος µικροοργανισµού που είναι πιθανόν να βρεθεί στην επιφάνεια του υλικού συσκευασίας. (Με Θέρµανση) Οι βακτηριακοί σπόροι στην επιφάνεια των συσκευασιών είναι πολύ πιο ανθεκτικοί στη ξηρή θέρµανση απ ότι στην υγρή. Στην υγρή θέρµανση στο περιβάλλον του σπόρου υπάρχει υγρό νερό, ενώ στη ξηρή θέρµανση το υγρό νερό απουσιάζει. Η διαφορά στην αντίσταση των σπόρων οφείλεται στο ότι ο µηχανισµός καταστροφής τους είναι διαφορετικός στα δυο περιβάλλοντα. Επίσης η ταχύτητα καταστροφής των σπόρων εξαρτάται και από το πόσο γρήγορα µεταφέρεται η θερµότητα από το θερµαντικό µέσο στα κύτταρα. Ο συντελεστής µεταφοράς θερµότητας στην επιφάνεια της συσκευασίας είναι ο µέγιστος προκειµένου για κορεσµένο ατµό (υγρή θέρµανση), πολύ µικρότερος για υπέρθερµο ατµό (ξηρή θέρµανση) και ακόµα µικρότερος για θερµό αέρα. Κορεσµένος ατµός Το πλέον αξιόπιστο µέσο αποστείρωσης. Εν τούτοις υπάρχουν τρία σηµαντικά προβλήµατα στη χρήση του. Απαιτείται η χρήση θαλάµου πιέσεως. Ο αέρας που θα εισέλθει στο θάλαµο πιέσεως µαζί µε το υλικό συσκευασίας πρέπει να αφαιρεθεί ώστε να µην επηρεάζει την µεταφορά θερµότητας από τον ατµό στη συσκευασία. Ατµοσυµπύκνωµα µπορεί να παραµείνει µέσα στο δοχείο και τελικά να αραιώσει το προϊόν. Παρ όλα αυτά τα προβλήµατα κορεσµένος ατµός στους C χρησιµοποιείται για την αποστείρωση κυπέλλων από ΡΡ σε θάλαµο πιέσεως και για χρόνους από 4-6 s Υπέρθερµος ατµός Στη διεργασία ασηπτικής κονσερβοποίησης Martin-Dole τα µεταλλικά κουτιά περνούν από θάλαµο σε ατµοσφαιρική πίεση, όπου διαβιβάζεται υπέρθερµος ατµός C, και παραµένουν εκεί για 36 µε 45 sec, ανάλογα µε το υλικό κατασκευής τους. Θερµός αέρας Θερµός αέρας θερµοκρασίας 315 C και υπό ατµοσφαιρική πίεση έχει χρησιµοποιηθεί για την αποστείρωση ασηπτικών χαρτονένιων κουτιών από laminate χαρτονιού/φύλλου αλουµινίου/πλαστικού. Αυτή η µέθοδος είναι κατάλληλη µόνο για όξινα προϊόντα µε ph<4.5.

7 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 7 από 15 Θερµός αέρας και ατµός Μίγµατα θερµού αέρα και ατµού έχουν χρησιµοποιηθεί για την αποστείρωση κυπέλλων και καπακιών από πολυπροπυλένιο που είναι σταθερό σε θερµοκρασίες µέχρι 150 C Εξώθηση Κατά την εξώθηση των κόκκων του πλαστικού, πριν την µε εµφύσηση µορφοποίηση των δοχείων, αναπτύσσονται θερµοκρασίες µεταξύ 180 και 230 C για χρόνους µέχρι και 3 min. Εν τούτοις, επειδή η κατανοµή της θερµοκρασίας στον εξωθητή δεν είναι οµοιόµορφη, δεν είναι σίγουρο ότι έχει επιτευχθεί εµπορική στειρότητα. Για το λόγο αυτό, αυτά τα δοχεία χρησιµοποιούνται µόνον για όξινα προϊόντα µε ph<4.5. Για προϊόντα µε ph>4.5 συνιστάται να γίνεται και δεύτερη αποστείρωση των δοχείων µε H2O2 (Επεξεργασία µε χηµικά µέσα αποστείρωσης) Υπεροξείδιο του Υδρογόνου Η µικροβιοκτόνος δράσις του H2O2 ήταν γνωστή εδώ και πολλά χρόνια χωρίς να είναι όµως ο µηχανισµός θανάτωσης απόλυτα κατανοητός. Απαιτείται µια ελάχιστη θερµοκρασία 80 C και µια ελάχιστη συγκέντρωση H2O2 30% ώστε να επιτευχθεί καταστροφή µέσα σε λίγα s και των πλέον ανθεκτικών σπόρων που µπορούν να υπάρχουν στα υλικά συσκευασίας. Κατεργασία µε ψυχρά διαλύµατα H2O2 είναι αποτελεσµατική µόνον αν συνδυαστεί µε ξήρανση µε θερµό αέρα ή µε υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτό καθεαυτό το H2O2 προκαλεί µετρίας εκτάσεως βλάβες στα κύτταρα. Η µεγάλη καταστροφική του ισχύς οφείλεται στη µετατροπή του στις εξαιρετικά οξειδωτικές ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου ΗΟ, οι οποίες αντιδρούν µε οργανικές ενώσεις των κυττάρων και προκαλούν υπεροξείδωση των λιπών, αδρανοποίηση των πρωτεϊνών και µεταλλάξεις στο DNA. Η αντιβακτηριακή δράση του H2O2 αποδίδεται κυρίως στην καταστροφή του DNA, αναστέλλεται δε από τη δράση της καταλάσης στα κύτταρα των βακτηρίων. Στις περισσότερες περιπτώσεις χρήσης του H2O2 για αποστείρωση υλικών συσκευασίας οι συνθήκες αποστείρωσης έχουν προσδιορισθεί τελείως εµπειρικά. Στις παραµέτρους αυτές περιλαµβάνονται η συγκέντρωση του διαλύµατος του H2O2, η ποσότητα του H2O2 ανά µονάδα επιφανείας του υλικού συσκευασίας, η θερµοκρασία, η ποσότητα του αέρα ξήρανσης και ο χρόνος ξήρανσης. \ Σύµφωνα µε τους κανονισµούς του FDA η µέγιστη συγκέντρωση του H2O2 στα διαλύµατα που έρχονται σε επαφή µε επιφάνειες συσκευασιών τροφίµων δεν επιτρέπεται να υπερβαίνει το 35%, η δε συγκέντρωση του H2O2 στα τρόφιµα που συσκευάζονται σε συσκευασίες οι οποίες αποστειρώθηκαν µε H2O2 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5 ppm. Η δε συγκέντρωση του H2O2 στο περιβάλλον εργασίας στο εργοστάσιο πρέπει να µην υπερβαίνει το 1 ppm. Οπότε ο αέρας που εξέρχεται από τα µηχανήµατα ασηπτικής συσκευασίας περνάει από συσκευές καταλυτικής διάσπασης του υπεροξειδίου του υδρογόνου προς νερό και οξυγόνο. Συστήµατα αποστείρωσης που συνδυάζουν κατεργασία µε υπεροξείδιο και θέρµανση και/ή υπεριώδη ακτινοβολία. Στη διεργασία εµβάπτισης (dipping process) το υπό µορφή φύλλου υλικό συσκευασίας ξεδιπλώνεται από ένα κύλινδρο και περνά από λουτρό διαλύµατος 30-33% υπεροξειδίου. Ένα υποβοηθητικό µέσο διαβροχής προστίθεται συνήθως στο διάλυµα ώστε να διαβραχούν οµοιόµορφα οι επιφάνειες του πλαστικού που συνήθως είναι υδρόφοβες. Το φύλλο περνάει ακολούθως από κυλίνδρους συµπίεσης που αποµακρύνουν τη µεγαλύτερη ποσότητα υπεροξειδίου. Το φιλµ υπεροξειδίου που παραµένει εξατµίζεται από θερµό αέρα. Στη διεργασία ψεκασµού (spraying process) το υπεροξείδιο ψεκάζεται από ακροφύσια πάνω στα προσχηµατισµένα δοχεία. Το υπεροξείδιο αποµακρύνεται στη συνέχεια µε θερµό αέρα. Η τάση που επικρατεί τελευταία είναι να αποφεύγεται ο ψεκασµός σταγονιδίων και προτιµάται η χρήση µίγµατος θερµού αέρα (130 C) και ατµών υπεροξειδίου.

8 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 8 από 15 Όταν το σχήµα των προσχηµατισµένων δοχείων είναι πολύπλοκο τότε ο ψεκασµός δεν αποδίδει και χρησιµοποιείται η διεργασία έκπλυσης (rinsing process). Αφού ξεπλυθεί µε υπεροξείδιο ή µε µίγµα υπεροξειδίου και υπεροξικού οξέος το δοχείο στραγγίζεται και ξηραίνεται µε θερµό αέρα. Η διεργασία έχει χρησιµοποιηθεί για την αποστείρωση γυάλινων δοχείων, µεταλλικών κουτιών και πλαστικών φιαλών Όταν η κατεργασία µε το υπεροξείδιο συνδυαστεί µε UV ακτινοβολία το ολικό θανατηφόρο αποτέλεσµα σε βακτήρια και σπόρους είναι µεγαλύτερο από το άθροισµα των αποτελεσµάτων κάθε µιας επεξεργασίας ξεχωριστά. Η UV ακτινοβολία υποβοηθά την διάσπαση του υπεροξειδίου. Το µέγιστο αποτέλεσµα εµφανίζεται σε σχετικά χαµηλές συγκεντρώσεις υπεροξειδίου µεταξύ 0.5 and 5%. Σε µεγαλύτερες συγκεντρώσεις το υπεροξείδιο φαίνεται να δρα προστατευτικά και όσο µεγαλύτερη είναι η ένταση της ακτινοβολίας τόσο µεγαλύτερη είναι και η βέλτιστη συγκέντρωση του υπεροξειδίου. Υπεροξικό οξύ CH 3 -COO-OH Παράγεται µε οξείδωση του οξικού οξέος µε υπεροξείδιο του υδρογόνου και το διάλυµα που περιέχει υπεροξικό οξύ και υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ιδιαίτερα αποτελεσµατικό εναντίον των σπόρων των βακτηρίων ακόµα και στους 20 C. Αιθυλενοξείδιο Τοξικό αέρα που εισχωρεί εύκολα σε πορώδη υλικά όπως τα υλικά συσκευασίας που περιέχουν χαρτόνι. Χρησιµοποιείται για την προαποστείρωση προσχηµατισµένων χαρτονένιων κουτιών τα οποία θα συναρµολογηθούν στην τελική τους µορφή στο ασηπτικό γεµιστικό. Τα κουτιά αποστειρώνονται σε ειδικές εγκαταστάσεις, αφήνεται να φύγει τελείως το τοξικό αιθυλενοξείδιο και κατόπιν αποστέλλονται µέσα σε σφραγισµένα κουτιά στο εργοστάσιο πλήρωσης. (Ακτινοβόληση) Υπεριώδης ακτινοβολία (UV radiation) Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει µήκος κύµατος µεταξύ 200 και 315 nm. Όσον αφορά τη θανάτωση µικροοργανισµών πλέον αποτελεσµατική είναι η περιοχή µεταξύ 250 και 280 nm (η ονοµαζόµενη περιοχή UV-C), µε µεγαλύτερη αποτελεσµατικότητα στα 253,7 nm. Απαίτηση για λείες επιφάνειες και απουσία σκόνης. Βρίσκει βιοµηχανική εφαρµογή µόνο σε συνδυασµό µε υπεροξείδιο του υδρογόνου. Ιοντίζουσα ακτινοβολία Ακτίνες γ από Κοβάλτιο 60 και Καίσιο 139 έχουν χρησιµοποιηθεί για την αποστείρωση θερµοευαίσθητων πλαστικών δοχείων που δεν µπορούν να αποστειρωθούν µε θέρµανση ή λόγω σχήµατος δεν µπορούν να αποστειρωθούν ευχερώς µε χηµικά µέσα. Οι πλαστικές σακούλες από laminates που χρησιµοποιούνται σε συστήµατα bag-in-box αποστειρώνονται µ αυτό τον τρόπο. Υπέρυθρη ακτινοβολία εν χρησιµοποιείται Παλµοί Ευρέος Φάσµατος «Λευκού» Φωτός H χρήση έντονων και µικρής διάρκειας παλµών ευρέος-φάσµατος «λευκού» φωτός είναι µια από τις µη-θερµικές µεθόδους αποστείρωσης µέσων συσκευασίας, µηχανηµάτων, τροφίµων και ιατρικών εργαλείων που αναπτύχθηκαν τελευταία]. Η διεργασία PureBright που αναπτύχθηκε από την εταιρία PurePulse Technologies Inc., χρησιµοποιεί µια τεχνική που ονοµάζεται επεξεργασία µε παλµούς ενέργειας. Ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται σ ένα πυκνωτή και απελευθερώνεται από λαµπτήρες υπό τη µορφή παλµών φωτός µικρής διάρκειας αλλά µεγάλης έντασης. Αυτές οι λάµψεις διαρκούν από 1 µs µέχρι 0,1 s και πραγµατοποιούνται µ ένα ρυθµό 1-20 λάµψεις το δευτερόλεπτο. Το φως είναι φορές εντονότερο από το ηλιακό φως στην επιφάνεια της γης και είναι 25% υπεριώδες, 45% ορατό και 30% υπέρυθρο. Η απενεργοποίηση των µικροβίων επιτυγχάνεται µέσω της τοπικής θέρµανσης της επιφάνειας του µέσου συσκευασίας και από το υπεριώδες φως. Η τεχνολογία δεν έχει ακόµα εφαρµοστεί σε βιοµηχανική κλίµακα. Απαιτούµενη Μείωση Αριθµού Βακτηριακών Σπόρων Ο απαιτούµενος αριθµός δεκαδικών µειώσεων (αριθµός τιµών D) των βακτηριακών σπόρων στο υλικό συσκευασίας εξαρτάται από τον τύπο του προϊόντος, την επιθυµητή διάρκεια ζωής του και την πιθανότερη θερµοκρασία αποθήκευσης.

9 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 9 από 15 Συνήθως για τα µη-αποστειρωµένα όξινα προϊόντα µε ph<4,5, για τα οποία η επιθυµητή διάρκεια ζωής υπό ψύξη είναι λίγες εβδοµάδες, απαιτούνται 4 δεκαδικές µειώσεις για έναν συγκεκριµένο καθοριστικό µικροοργανισµό (π.χ. Aspergillus niger). Για αποστειρωµένα χαµηλής οξύτητας προϊόντα µε ph>4,5, για τα οποία η επιθυµητή διάρκεια ζωής είναι µερικοί µήνες σε θερµοκρασία περιβάλλοντος, απαιτούνται 6 δεκαδικές µειώσεις για έναν συγκεκριµένο καθοριστικό µικροοργανισµό (π.χ. Bacillus subtilis). Εν τούτοις αν υπάρχει η πιθανότητα να αναπτυχθεί στο προϊόν το Clostridium Botulinum τότε πρέπει να γίνουν 12 δεκαδικές µειώσεις. Για θερµική επεξεργασία και για κατεργασία µε υπεροξείδιο του υδρογόνου οι 6 δεκαδικές µειώσεις για τον Bacillus subtilis είναι περισσότερες από 12 δεκαδικές µειώσεις για το Clostridium Botulinum. Το ποσοστό Er των µη-στείρων συσκευασιών σε µια παρτίδα συσκευασιών µπορεί να υπολογιστεί από: N A E r = R 10 όπου: N = αριθµός βακτηριακών σπόρων ανά m2 επιφανείας του υλικού συσκευασίας A = επιφάνεια σε επαφή µε το τρόφιµο για µια συσκευασία R = αριθµός δεκαδικών µειώσεων των σπόρων που επιτυγχάνεται µε την ακολουθούµενη µέθοδο αποστείρωσης του υλικού συσκευασίας Συνηθισµένες Παραδοχές Αρχικός αριθµός µικροοργανισµών στην επιφάνεια της συσκευασίας 1000 µικροοργανισµοί ανά m2 για πλαστικά φιλµς και laminates σε κυλίνδρους 3000 µικροοργανισµοί ανά m2 για προσχηµατισµένα κύπελλα. Μόνο το 3% του ολικού αριθµού των µικροοργανισµών στην επιφάνεια της συσκευασίας είναι σπόροι Αριθµητικό Παράδειγµα Για την επίτευξη ενός ποσοστού µη-στειρότητας της τάξεως της 1 συσκευασίας στις συσκευασίες (Er=10-6) σε προσχηµατισµένα κύπελλα από PP µε συνολική επιφάνεια για κάθε κύπελλο 400 cm 2 και µε υποτιθέµενο αρχικό φορτίο N=90 σπόροι ανά m 2 ο απαιτούµενος αριθµός R δεκαδικών µειώσεων των σπόρων είναι: N A 90 0, R = log ( ) = log ( ) = log (3,6 x 10 ) = 6,6-6 E 10 r Επιβεβαίωση της Επεξεργασίας Αποστείρωσης ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ Η επιφάνεια του ρολού µε το εύκαµπτο υλικό συσκευασίας ή τα προσχηµατισµένα κουτιά ή κεσεδάκια και τα καπάκια εµβολιάζονται µε την κατάλληλη συγκέντρωση του επιλεγµένου µικροοργανισµού και αφήνονται να στεγνώσουν. Στη γραµµή ασηπτικής συσκευασίας παράγεται µε την κανονική διαδικασία µια παρτίδα προϊόντος όπου οι εµβολιασµένες συσκευασίες αποστειρώνονται κανονικά, γεµίζονται µε το κατάλληλο θρεπτικό υλικό και σφραγίζονται. Τοποθετούνται για επώαση και κατόπιν εξετάζονται για µικροβιακή ανάπτυξη. Τουλάχιστον 100 δοχεία πρέπει να ελεγχθούν για κάθε συνδυασµό χρόνου θερµοκρασίας αποστείρωσης ή για κάθε συγκέντρωση του χηµικού µέσου αποστείρωσης. Είναι πολύ σηµαντικό να επιλεγεί για τη δοκιµασία ο κατάλληλος µικροοργανισµός.

10 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 10 από 15 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΖΩΝΗ Ασηπτική ζώνη είναι η περιοχή όπου ο στείρος περιέκτης γεµίζεται µε το στείρο προϊόν και σφραγίζεται. Ξεκινά στο σηµείο όπου αποστειρώνεται το υλικό συσκευασίας ή στο σηµείο όπου η προ-αποστειρωµένη συσκευασία εισέρχεται στη µηχανή πληρώσεως. Τελειώνει µετά το σφράγισµα του περιέκτη. Πριν αρχίσει η παραγωγή, η ασηπτική ζώνη πρέπει να αποστειρωθεί και η στειρότητά της να διατηρηθεί σ όλη τη διάρκεια της παραγωγής. Πρέπει δε να υπάρχουν φυσικοί φραγµοί που να διαχωρίζουν στείρες από µη στείρες περιοχές και οι ίδιοι οι φραγµοί να µπορούν να αποστειρώνονται. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχουν µηχανισµοί που να επιτρέπουν την είσοδο στην ασηπτική ζώνη της συσκευασίας και την έξοδο των σφραγισµένων συσκευασιών, χωρίς να διακινδυνεύεται η στειρότητα της ασηπτικής ζώνης. Η ασηπτική ζώνη προστατεύεται από επιµόλυνση µε ατµό ή µε στείρο αέρα ή άλλα στείρα αέρια. Ατµός χρησιµοποιείται στη µηχανή ασηπτικής κονσερβοποίησης Dole και στη περιοχή πληρώσεως των περισσότερων συστηµάτων bag-in-box. Για την προστασία της ασηπτικής ζώνης µε στείρο αέρα ή αέρια χρησιµοποιούνται συνήθως οι ακόλουθοι τρεις µέθοδοι: 1. Τροφοδοσία στείρου αέρα µε µεγάλη παροχή στο άνοιγµα του περιέκτη κατά τη διάρκεια του γεµίσµατος και του κλεισίµατος. Αυτή η µέθοδος χρησιµοποιείται στο σύστηµα Bottlepak. 2. Κατακόρυφη στρωτή ροή στείρου αέρα. Καθώς οι σφραγισµένες συσκευασίες εξέρχονται της ασηπτικής ζώνης, ο στείρος αέρας ρέει προς τα έξω και παρεµποδίζει την είσοδο επιµολυντών. 3. Εξαερισµός µε τυρβώδη ροή αέρα και ελαφρά υπερπίεση στον κλειστό από παντού χώρο που βρίσκεται η µηχανή Πριν αρχίσει η παραγωγή, οι µηχανές συσκευασίας, οι γραµµές των γεµιστικών, τα γεµιστικά και το σύστηµα αέρα/αερίων πρέπει να αποστειρωθούν. Για τις µηχανές συσκευασίας χρησιµοποιούνται ως µέσα αποστείρωσης θερµός αέρας, ατµός, διάλυµα Η2Ο2 ή άλλα χηµικά και απαιτείται η επίτευξη 4 δεκαδικών µειώσεων για τον Bacillus subtilis globigii. Οι γραµµές των γεµιστικών και τα γεµιστικά καθαρίζονται πρώτα αυτόµατα µε το σύστηµα CIP (cleaning-in-place) και κατόπιν αποστειρώνονται µε κορεσµένο ατµό ή υπέρθερµο νερό υπό πίεση σε θερµοκρασίες C. Ο στείρος αέρας παράγεται είτε φιλτράροντας τον αέρα µε φίλτρα υψηλής απόδοσης στη συγκράτηση σωµατιδίων (HEPA, High Efficiency Particulate Air Filters) ή µε καύση (θέρµανση του αέρα στους C και ψύξη). Ο έλεγχος επιβεβαίωσης της αποστείρωσης των µηχανηµάτων πραγµατοποιείται µε µικροβιολογικά πειράµατα. Πρέπει επίσης κατά καιρούς να επιβεβαιώνεται ότι η ποιότητα του στείρου αέρα στη στείρα ζώνη είναι Class 100 ή καλύτερη. Αυτό σηµαίνει ότι δεν υπάρχουν περισσότερα από 100 σωµατίδια µεγέθους 0,5 µm ή µεγαλύτερα ανά ft3 αέρα. Επίσης ο αέρας Class 100 πρέπει να περιέχει λιγότερους από 100 µικροοργανισµούς ανά m3 αέρα. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΣΗΠΤΙΚΗΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑΣ Έξι κύριες κατηγορίες µε βάση το χρησιµοποιούµενο τύπο συσκευασίας: Συστήµατα µεταλλικών κουτιών Συστήµατα φιαλών Συστήµατα σακιδίων Συστήµατα κυπέλλων Συστήµατα χαρτονένιων κουτιών Συστήµατα χονδρικής συσκευασίας Το 1999 λειτουργούσαν στις ΗΠΑ 540 εγκαταστάσεις ασηπτικής συσκευασίας από τις οποίες:42% συσκεύαζαν σε bag-in-box, 34% συσκεύαζαν σε χαρτονένια κουτιά 8% συσκεύαζαν σε µεταλλικά κουτιά 8% συσκεύαζαν σε πλαστικά κύπελλα 8% συσκεύαζαν σε σακίδια και φιάλες Σηµαντική ανάπτυξη αναµενόταν στο µέλλον στις φιάλες

11 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 11 από 15 ΑΣΗΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΟΥΤΙΩΝ Στο σύστηµα Martin-Dole χρησιµοποιείται για την αποστείρωση των µεταλλικών κουτιών και καπακιών υπέρθερµος ατµός θερµοκρασίας µέχρι 225 C για µέχρι 40 sec. Η θερµοκρασία δεν πρέπει να ξεπεράσει τους 232 C, διότι σ αυτή τη θερµοκρασία τήκεται ο κασσίτερος. Η διπλή ραφή γίνεται σε συµβατικό κλειστικό που έχει µετατραπεί για λειτουργία υπό άσηπτες συνθήκες. Για τη διατήρηση ασηψίας κατά το γέµισµα χρησιµοποιείται υπέρθερµος ατµός ο οποίος όµως έχει σαν αποτέλεσµα τη δηµιουργία πολύ υψηλού κενού στις κονσέρβες ( mm Hg). Για να αποφευχθεί αυτό διαβιβάζεται στείρος αέρας ή άζωτο στο headspace της κονσέρβας πριν το κλείσιµο και το επιτυγχανόµενο κενό είναι γύρω στα 275 mm Hg. Για τα σύνθετα δοχεία (composite cans) που αποτελούνται από ελικοειδώς περιτυλιγµένο κορµό από laminate φύλλου Al, πλαστικών και χαρτονιού και από µεταλλικά άκρα, χρησιµοποιείται για την αποστείρωσή τους θερµός αέρας 143 C για 3 min. Αυτός ο τύπος δοχείου χρησιµοποιείται µόνον για όξινα προϊόντα όπως χυµούς φρούτων και άλλα αναψυκτικά. ΑΣΗΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΙΑΛΩΝ Γυάλινες Φιάλες Παρατηρήθηκε τελευταία αναζωογόνηση του ενδιαφέροντος για ασηπτική συσκευασία σε γυάλινα δοχεία και αναπτύχθηκαν πολλά σχετικά συστήµατα. Στα περισσότερα για την αποστείρωση χρησιµοποιείται εµβάπτιση ή ψεκασµός υπεροξειδίου του υδρογόνου και ξήρανση µε θερµό αέρα.πλαστικές Φιάλες Οι πλαστικές φιάλες συνήθως κατασκευάζονται από PE, PP ή PET. Ανάλογα µε το προϊόν, χρησιµοποιούνται επίσης φιάλες πολλαπλών στρωµάτων για καλύτερη προστασία. Τα ασηπτικά συστήµατα πλαστικών φιαλών διακρίνονται σε : Συστήµατα µη-στείρων πλαστικών φιαλών Συστήµατα στείρων πλαστικών φιαλών Συστήµατα εν σειρά µορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατος Συστήµατα µη-στείρων πλαστικών φιαλών Οι φιάλες µεταφέρονται σε στείρο θάλαµο, που διατηρείται σε πίεση λίγο µεγαλύτερη της ατµοσφαιρικής µε στείρο αέρα. Αναστρέφονται και ψεκάζονται εσωτερικά και εξωτερικά µε διάλυµα H2O2. Κατόπιν περνούν από σήραγγα θερµού αέρα οπότε και αποµακρύνεται το εναποµένον υπεροξείδιο. Ξεπλένονται µε στείρο νερό και γεµίζονται µε προϊόν. Πώµα που έχει ήδη αποστειρωθεί µε χηµικό µέσο αποστείρωσης τοποθετείται και θερµοσυγκολλάται στο στόµιο της φιάλης. Συστήµατα στείρων πλαστικών φιαλών Η µορφοποίηση των φιαλών γίνεται µε εξώθηση και εµφύσηση µε στείρο αέρα. Όταν ευρίσκονται ακόµα στο καλούπι σφραγίζεται το στόµιο των φιαλών ώστε να µην επιµολυνθεί η εσωτερική τους επιφάνεια. Οδηγούνται σε στείρο θάλαµο που διατηρείται σε πίεση λίγο µεγαλύτερη της ατµοσφαιρικής µε στείρο αέρα Ψεκάζεται η εξωτερική τους επιφάνεια µε διάλυµα H2O2, ανοίγονται οι φιάλες και γεµίζονται Τέλος σφραγίζονται µε πώµα από φύλλο Al ή άλλο πώµα που θερµοσυγκολλάται στο στόµιο και που έχει ήδη αποστειρωθεί εκτός του θαλάµου. Συστήµατα εν σειρά µορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατος Το σύστηµα είναι αρκετά πολύπλοκο. Ο σχηµατισµός της φιάλης το γέµισµά της και το κλείσιµό της γίνονται σ ένα καλούπι. Η αποστείρωση της φιάλης γίνεται µε την υψηλή θερµοκρασία κατά την εξώθηση (164 µε 234 C) και χρησιµοποιώντας στείρο αέρα για την εµφύσηση. Τα πολυµερή που χρησιµοποιούνται είναι συνήθως PE, PP και PETG. Μετά το γέµισµα το σωληνάκι από πλαστικό που προεξέχει από το καλούπι µορφοποιείται σε πώµα και έτσι σφραγίζεται η φιάλη. ΑΣΗΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΑΚΙ ΙΩΝ Το υλικό συσκευασίας που είναι φύλλο πολυαιθυλενίου ή laminate περνά από λουτρό υπεροξειδίου του υδρογόνου, στραγγίζει, ξηραίνεται και ακτινοβολείται µε UV. Κατόπιν τροφοδοτείται σε κατακόρυφη form-fill-seal µηχανή που λειτουργεί σε στείρο θάλαµο. Το γέµισµα του σακιδίου γίνεται µέσα στο στείρο θάλαµο. Τρόφιµα που συνήθως συσκευάζονται σ αυτές τις µηχανές είναι προϊόντα τοµάτας και σάλτσες.

12 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 12 από 15 ΑΣΗΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΥΠΕΛΛΩΝ Προσχηµατισµένα πλαστικά κύπελλατα κύπελλα κατασκευάζονται από HIPS ή PP ή κάποιο laminate αν απαιτούνται καλύτερες ιδιότητες φραγµού. Η αποστείρωση των κυπέλλων γίνεται είτε µε ψεκασµό της εσωτερικής επιφάνειας µε H2O2 και θέρµανση µε αέρα υπό πίεση στους 400 C ή µ εµβάπτιση σε λουτρό 35% υπεροξείδιο στους C. Το πώµα, που είναι συνήθως φύλλο Al µε µια λεπτή επίστρωση από θερµοπλαστικό υλικό για τη θερµοσυγκόλληση, αποστειρώνεται µε 35% διάλυµα υπεροξειδίου. Συστήµατα εν σειρά µορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατοςτο χρησιµοποιούµενο πολυµερές είναι φύλλο σε ρολό και είναι συνήθως πολυστυρόλιο, διότι το πολυστυρόλιο θερµοµορφοποιείται εύκολα. Μπορούν επίσης να θερµοµορφοποιηθούν και laminates από πλαστικές ύλες που να περιλαµβάνουν και ένα στρώµα από υλικό φραγµού όπως το PVdC ή το EVOH. Εάν όµως υπάρχει και στρώµα αλουµινίου στο laminate τότε γίνεται µηχανική µορφοποίηση των κυπέλλων. Η αποστείρωση του φύλλου του πολυµερούς γίνεται µε εµβάπτισή του σε λουτρό διαλύµατος 35% H2O2 σε θερµοκρασία περιβάλλοντος. Ο χρόνος παραµονής του φύλλου στο λουτρό είναι της τάξεως των 15 s. Ρεύµα αέρας υψηλής ταχύτητας αφαιρεί την πλεονάζουσα ποσότητα υπεροξειδίου από το φύλλο, το οποίο στη συνέχεια περνάει σε στείρα σήραγγα όπου θερµαίνεται στους C για να αποµακρυνθεί το εναποµένον υπεροξείδιο και να προετοιµαστεί για θερµοµορφοποίηση. Η αποστείρωση του φύλλου του πολυµερούς, που χρησιµοποιείται για το κάλυµµα των κυπέλλων, γίνεται µε τον ίδιο τρόπο. Ένα άλλο σύστηµα εν σειρά θερµοµορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατος κυπέλλων είναι το NAS ( Neutral Aseptic System ) των εταιρειών ERCA και Conoffast, το οποίο όµως δεν είχε εµπορική επιτυχία. Εκµεταλλεύεται τις υψηλές θερµοκρασίες κατά την εξώθηση για να διασφαλίσει τη στειρότητα του υλικού συσκευασίας. Το φιλµ από το οποίο γίνονται τα κύπελλα αποτελείται από: PP/PE/PVdC/PS. Σε στείρο θάλαµο πρώτα αφαιρείται το εξωτερικό στρώµα του PP αποκαλύπτοντας το στείρο στρώµα ΡΕ και κατόπιν θερµοµορφοποιούνται τα κύπελλα. Το φιλµ από το οποίο γίνεται το κάλυµµα αποτελείται από: Πολυβουτυλένιο/ΡΕ/φύλλο Al. Σε στείρο θάλαµο πρώτα αφαιρείται το στρώµα του πολυβουτυλενίου και το υπόλοιπο θερµοσυγκολλάται πάνω στα κύπελλα. ΑΣΗΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΧΑΡΤΟΝΕΝΙΩΝ ΚΟΥΤΙΩΝ Τα χαρτονένια κουτιά ασηπτικής συσκευασίας χυµών φρούτων, γάλακτος µακράς διαρκείας, σούπας, σάλτσας και γενικά προϊόντων µε ελάχιστη διάρκεια ζωής τους 6 µήνες κατασκευάζονται συνήθως από laminate που αποτελείται από έξω προς τα µέσα από τα στρώµατα: εξωτερικό πολυαιθυλένιο (15 g m-2) χαρτόνι από λευκανθέντα χαρτοπολτό και χαρτόνι από µη λευκανθέντα χαρτοπολτό (τυπικό πάχος και για τα δυο µαζί στρώµατα χαρτονιού: 186 g m-2), ενδιάµεσο πολυαιθυλένιο (25 g m-2) φύλλο αλουµινίου (6,3 µm) δυο εσωτερικά στρώµατα πολυαιθυλενίου (15 g m-2 και 25 g m-2) Οι λειτουργίες καθενός εκ των στρωµάτων είναι: το εξωτερικό πολυαιθυλένιο προστατεύει το στρώµα της µελάνης και του χαρτονιού από την υγρασία και παρέχει τη δυνατότητα να κολληθούν τα πτερύγια πάνω στο παραλληλεπίπεδο κουτί, το χαρτόνι από λευκανθέντα χαρτοπολτό χρησιµεύει ως υπόστρωµα για τη µελάνη και το ντεκόρ ενώ το χαρτόνι από µη λευκανθέντα χαρτοπολτό παρέχει στο κουτί την απαραίτητη µηχανική αντοχή το ενδιάµεσο πολυαιθυλένιο χρησιµεύει για τη συγκόλληση του φύλλου αλουµινίου στο χαρτόνι, το φύλλο αλουµινίου δρα ως φραγµός για τα αέρια και παρέχει προστασία από το φως στο προϊόν, τα δυο εσωτερικά στρώµατα πολυαιθυλενίου αποτελούν φραγµό στα υγρά και παρέχουν τη δυνατότητα δηµιουργίας µε θερµοσυγκόλληση των δυο εγκάρσιων ραφών στο κουτί.

13 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 13 από 15 Επειδή µερικά συστατικά των χυµών φρούτων µπορούν να επιφέρουν µείωση στην προσκόλληση του εσωτερικού στρώµατος PE στο Al χρησιµοποιούνται δυο στρώµατα ΡΕ. Πρώτα ένα λεπτό στρώµα συµπολυµερούς του αιθυλενίου µε πολύ καλές ιδιότητες προσκόλλησης στο αλουµίνιο και κατόπιν ένα δεύτερο στρώµα κοινού ΡΕ. Το σηµαντικότερο πλεονέκτηµα που προσφέρει η χρήση των χαρτονένιων κουτιών για ασηπτική συσκευασία τροφίµων έναντι των γυάλινων και µεταλλικών δοχείων είναι το χαµηλότερο κόστος. Τα χαρτονένια κουτιά συγκρινόµενα µε άλλες συσκευασίες έχουν τη µικρότερη αναλογία µάζα συσκευασίας/µάζα περιεχοµένου χυµού και αυτό µεταφράζεται σε µικρότερο κόστος µεταφοράς και µικρότερο όγκο απορριµµάτων. Σύµφωνα µ' έρευνα που έγινε στις ΗΠΑ το συνολικό κόστος συσκευασίας σε χαρτονένια κουτιά είναι περίπου το µισό εκείνου για συσκευασία σε γυάλινα ή µεταλλικά δοχεία. Σύστηµα εν σειρά µορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατος χαρτονένιων κουτιών Το υλικό συσκευασίας παραλαµβάνεται σε ρολό που είναι ήδη τυπωµένο και έχουν γίνει οι αυλακώσεις. Αρχικά επικολλάται µια λωρίδα από πολυαιθυλένιο στη µια άκρη του φύλλου του laminate. Αυτή η πλαστική λωρίδα θα χρησιµεύσει για τη θερµοσυγκόλληση της διαµήκους ραφής. Το laminate περνά για αποστείρωση από λουτρό διαλύµατος 35% υπεροξειδίου του υδρογόνου θερµοκρασίας 78 C. Ο χρόνος παραµονής του είναι περίπου 6 s. Το laminate περνά ανάµεσα από δυο περιστρεφόµενους κυλίνδρους που το συµπιέζουν και έτσι αποµακρύνουν τη µεγαλύτερη ποσότητα του υγρού που επιστρέφει στο λουτρό. Στη συνέχεια ρεύµα αέρα θερµοκρασίας 125 C υψηλής ταχύτητας κατευθύνεται και στις δυο πλευρές του laminate για την αποστείρωσή του αλλά και την εξάτµιση της εναποµένουσας ποσότητας υπεροξειδίου. Από το στείρο και ξηρό πλέον laminate σχηµατίζεται ένας σωλήνας και µε θερµοσυγκόλληση δηµιουργείται η εσωτερική διαµήκης ραφή. Ο σωλήνας τροφοδοσίας του προϊόντος εκτείνεται σ' όλο το µήκος του άξονα του σωλήνα από το laminate. Το προ-αποστειρωµένο προϊόν τροφοδοτείται στη στείρα ζώνη κοντά στο κατώτατο σηµείο του σωλήνα από το laminate ο οποίος στη συνέχεια θερµοσυγκολλάται και κατά την εγκάρσια διεύθυνση. Η εγκάρσια θερµοσυγκόλληση βασίζεται στη θέρµανση λόγω επαγωγής υψηλής συχνότητας. Η θερµοσυγκόλληση µπορεί να γίνει κάτω από το επίπεδο του τροφίµου στο σωλήνα ώστε η συσκευασία να είναι τελείως γεµάτη. Μπορεί επίσης να δηµιουργηθεί και headspace µέχρι του 30% του ολικού όγκου, αν αυτό είναι επιθυµητό, και τούτο γίνεται µε εισαγωγή στείρου αέρα ή αζώτου. Τα σφραγισµένα σακίδια πιέζονται σε ειδικά καλούπια και παίρνουν το σχήµα ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου διπλώνοντας τις άκρες τους. Τα πτερύγια του πάνω µέρους και της βάσης που δηµιουργούνται διπλώνονται προς τα κάτω και θερµοσυγκολλούνται στον κορµό του κουτιού. Η αποστείρωση, µορφοποίηση, γέµισµα και σφράγισµα γίνονται όλες σε κλειστό θάλαµο ο οποίος διατηρείται στείρος µε τη διαβίβαση στείρου αέρα υπό πίεση 0,5 atm. Σύστηµα προσχηµατισµένων χαρτονένιων κουτιών Τυπικό σύστηµα συσκευασίας αυτού του τύπου είναι αυτό της SIG Combibloc. Ο συσκευαστής χρησιµοποιεί κουτιά µε προσχηµατισµένο κορµό (sleeve ή blank). Στο εργοστάσιο κατασκευής τους τα κουτιά κόβονται, πτυχώνονται και γίνεται η διαµήκης ραφή. Παραδίδονται στο εργοστάσιο ασηπτικής επεξεργασίας και συσκευασίας του τροφίµου διπλωµένα και σε επίπεδη µορφή. Oι στοίβες των διπλωµένων και σε επίπεδη µορφή κουτιών φορτώνονται στο γεµιστικό µηχάνηµα. Τα κουτιά αφαιρούνται ένα-ένα, ανοίγονται σε σχήµα ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου και τοποθετούνται πάνω σε ειδική υποδοχή του µηχανήµατος. Μαλακώνει µε ριπές θερµού αέρα το ΡΕ στην επιφάνεια θερµοσυγκόλλησης στη βάση κάθε κουτιού. Η βάση διπλώνεται και συγκολλάται µε πίεση πάνω στη βάση της υποδοχής όπου βρίσκεται στερεωµένο το κουτί. Το κουτί, αφού προδιπλωθεί το πάνω µέρος του, τοποθετείται σε µεταφορική ταινία και µεταφέρεται στο στείρο θάλαµο. Όλες οι προηγούµενες διεργασίες γίνονται υπό µη-στείρες συνθήκες.

14 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 14 από 15 Η ασηπτική περιοχή διατηρείται στείρα µε διαβίβαση στείρου αέρα υπό πίεση. Εκεί αποστειρώνεται η εσωτερική επιφάνεια του κουτιού µε διάλυµα 35% H2O2, το οποίο χρησιµοποιείται είτε ως σπρέι ή ως ατµός υπεροξειδίου µαζί µε θερµό αέρα ώστε να συµπυκνωθεί πάνω στην επιφάνεια του κουτιού. Εναλλακτικά το κουτί µπορεί να ψεκαστεί µε διάλυµα 1-2% H2O2 και µετά να ακτινοβοληθεί για περίπου 10 s µε UV-C. Το εναποµένον υπεροξείδιο αποµακρύνεται µε ρεύµα θερµού αέρα στους C. Ακολουθεί το γέµισµα µε προϊόν και αν αυτό έχει την τάση να αφρίζει είναι απαραίτητη η ύπαρξη µονάδας απαφρισµού µετά το γεµιστικό. Τις περισσότερες φορές είναι απαραίτητο να υπάρχει headspace στη συσκευασία για τους ακόλουθους λόγους: Για να µπορεί να ανοιχτεί το κουτί από τον καταναλωτή και να σερβιριστεί χωρίς να χυθεί. Για να µπορεί, αν απαιτείται, να αναµιχθεί το προϊόν (π.χ. διάφορα ποτά µε βάση το γάλα, χυµοί φρούτων µε πούλπα) πριν το σερβίρισµα µε ανακίνηση της συσκευασίας. Μπορεί να µην είναι δυνατόν να γίνει η θερµοσυγκόλληση δια µέσου του προϊόντος, όπως στην περίπτωση που το προϊόν περιέχει στερεά κοµµάτια, τα οποία θα ήταν δυνατόν να παγιδευτούν στη ραφή µε αποτέλεσµα να είναι η ραφή ελαττωµατική και τελικά να υπάρξει διαρροή και επιµόλυνση του τροφίµου. Το headspace µπορεί να γεµιστεί µε ατµό ή άζωτο, αν αυτό είναι απαραίτητο για το προϊόν. Μετά το γέµισµα το πάνω µέρος του κουτιού διπλώνεται και σφραγίζεται. Η ραφή γίνεται µε θέρµανση ή µε συγκόλληση µε υπέρηχους. Τα πτερύγια του πάνω µέρους διπλώνονται προς τα κάτω και θερµοσυγκολλούνται στον κορµό του κουτιού.τα πλεονεκτήµατα που αναφέρεται ότι έχουν τα συστήµατα των προσχηµατισµένων κουτιών έναντι των συστηµάτων της εν σειρά µορφοποίησης, γεµίσµατος, κλεισίµατος είναι ότι η κρίσιµη διαµήκης ραφή γίνεται στο εργοστάσιο κατασκευής των κουτιών και όχι στο συσκευαστήριο. Εποµένως λόγω της πολύ µεγαλύτερης πείρας του κατασκευαστή των κουτιών η ραφή είναι καλύτερη και διασφαλίζεται η ακεραιότητά της. Ένα άλλο πλεονέκτηµα είναι η ευελιξία των γεµιστικών µηχανών. Η ίδια µηχανή µπορεί να συσκευάζει σε κουτιά διαφορετικών χωρητικοτήτων αρκεί να έχουν τα κουτιά την ίδια διατοµή και να διαφέρουν µόνον στο ύψος. Μεταλλικά Βαρέλια Εφαρµόζονται εµπορικά δυο συστήµατα ασηπτικής συσκευασίας σε µεταλλικά βαρέλια. Και τα δυο χρησιµοποιούν βαρέλια 208 L (55 US gallons) από χάλυβα µε εσωτερική επένδυση από κασσίτερο. Τα άκρα ενώνονται µε διπλή ραφή µε τον κορµό και το γέµισµα γίνεται από τρύπα στο καπάκι που κλείνεται µε πώµα. Τα βαρέλια χρησιµοποιούνται για αποθήκευση συµπυκνωµάτων χυµών φρούτων και χυµού τοµάτας. Η αποστείρωσή τους γίνεται µε ατµό. Bag-in-box Το προϊόν τοποθετείται σε πλαστική σακούλα, η οποία µε τη σειρά της, όταν γεµίσει, τοποθετείται σε χαρτονένιο κουτί, µεταλλικό βαρέλι ή ξύλινο κιβώτιο. Στη περίπτωση σακούλας µεγάλου µεγέθους το γέµισµά της γίνεται αφού πρώτα τοποθετηθεί αυτή µέσα στο βαρέλι ή το κουτί. Ο συσκευαστής του τροφίµου προµηθεύεται τις σακούλες έτοιµες, αποστειρωµένες συνήθως µε γ-ακτινοβολία, και διπλωµένες σε επίπεδη µορφή. εδοµένου ότι οι σακούλες παραµένουν σφραγισµένες µέχρι να γεµιστούν, η εσωτερική τους επιφάνεια που θα έλθει σ επαφή µε το τρόφιµο παραµένει στείρα. Κατασκευάζονται από µια ποικιλία laminates ανάλογα µε το προϊόν που θα συσκευαστεί και την επιθυµητή διάρκεια ζωής του. Ένα από τα στρώµατα του laminate είναι υλικό φραγµού όπως φύλλο αλουµινίου, PVdC, EVOH ή επιµεταλλωµένο PET. Τα εξωτερικά στρώµατα είναι συνήθως LDPE για καλύτερη θερµοσυγκόλληση Υπάρχουν πάρα πολλοί τύποι βαλβίδων γεµίσµατος και συνδετικών σωλήνων. Πριν από το γέµισµα είναι απαραίτητο να αποστειρωθούν µόνον οι επιφάνειες των βαλβίδων γεµίσµατος και συνδετικών σωλήνων που θα έρθουν σε επαφή µε το προϊόν. Οµοίως από την όλη συσκευασία µόνον η βαλβίδα γεµίσµατος και ο συνδετικός σωλήνας πρέπει να βρίσκονται µέσα σε στείρο θάλαµο. Οι βαλβίδες και τα καπάκια τους είναι συνήθως κατασκευασµένα από HDPE ή PP.

15 ΑΣΗΠΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ & ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Σελίδα 15 από 15 ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΣΗΠΤΙΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΩΝ ΕΛΑTΤΩΜΑΤΑ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΩΝ Κρίσιµο είναι το ελάττωµα όταν υπάρχει ένδειξη ότι η συσκευασία έχει χάσει το ερµητικό της κλείσιµο ή όταν υπάρχει ένδειξη µικροβιακής ανάπτυξης στο περιεχόµενο. Στην περίπτωση αυτή υφίσταται ενδεχοµένως πρόβληµα δηµόσιας υγείας και όταν διαπιστωθεί τέτοιο ελάττωµα η παρτίδα πρέπει να αποµονωθεί και να ελεγχθεί επιµελώς ώστε να διασφαλιστεί ότι συσκευασίες που έχουν χάσει το ερµητικό τους κλείσιµο δεν θα φτάσουν στον καταναλωτή. Σηµαντικό είναι το ελάττωµα όταν δεν υπάρχουν µεν ορατά σηµάδια ότι η συσκευασία έχει χάσει το ερµητικό της κλείσιµο αλλά το ελάττωµα είναι τέτοιου µεγέθους που η συσκευασία µπορεί να έχει εξασθενήσει και υπάρχει σηµαντική πιθανότητα να έχει χάσει το ερµητικό της κλείσιµο. Ένα σηµαντικό ελάττωµα µπορεί τελικώς να έχει ως αποτέλεσµα απώλεια του ερµητικού κλεισίµατος, µικροβιακή επιµόλυνση και αλλοίωση του τροφίµου. Αν βρεθεί µεγάλος αριθµός περιεκτών µε σηµαντικό ελάττωµα, απαιτείται ο έλεγχος περισσοτέρων δειγµάτων από την παρτίδα πριν αυτή προωθηθεί για κατανάλωση. Ένα ασήµαντο ελάττωµα ενώ δεν έχει δυσµενείς επιπτώσεις στο ερµητικό κλείσιµο της συσκευασίας και δεν δηµιουργεί πρόβληµα ασφάλειας του τροφίµου, µπορεί να επηρεάσει δυσµενώς την εµφάνιση και τη δυνατότητα πώλησης του προϊόντος. ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΩΝ Αναζήτηση σηµείων διαρροής ή εκτίµηση της δοµικής ακεραιότητας. Ως σηµείο διαρροής µπορεί να ορισθεί οποιοδήποτε φυσικό άνοιγµα στην επιφάνεια της συσκευασίας ή στις ραφές που επιτρέπει είσοδο ή/και έξοδο υγρών, µικροοργανισµών, αερίων. Συνηθισµένοι τύποι σηµείων διαρροής: µικροσκοπικές οπές σαν από καρφίτσα (pinholes) και ρωγµές τύπου καναλιού (channel leaks). Στην πράξη το σύστηµα επιθεώρησης συσκευασιών θα έχει αρκετό περιθώριο ασφαλείας αν είναι σε θέση να ανιχνεύει οπές διαµέτρου 10 µm και ρωγµές τύπου καναλιού διαµέτρου 50 µm αν και από διαίσθηση θα περίµενε κανείς το κρίσιµο µέγεθος να ισούται µε 0,5 µm, που είναι το τυπικό µέγεθος των βακτηρίων. Συχνότητα ελέγχου ακεραιότητας ασηπτικών συσκευασιών Για τα µεν χαρτονένια κουτιά ασηπτικής συσκευασίας η µακροσκοπική εξέταση για ελαττώµατα πρέπει να διεξάγεται στο ξεκίνηµα της παραγωγής και στη συνέχεια κάθε 30 min. Κάθε 4 ώρες: τουλάχιστον µια συσκευασία από κάθε κλειστική µηχανή πρέπει να ανοίγεται και να ελέγχονται οι ραφές της & τουλάχιστον δυο διαδοχικές συσκευασίες από κάθε κλειστική µηχανή πρέπει να ελέγχονται για σηµεία διαρροής µε τη δοκιµασία διείσδυσης της χρωστικής ή µε το ηλεκτρολυτικό τεστ ή και τα δυο. Τουλάχιστον ένα εύκαµπτο σακίδιο από κάθε κλειστική µηχανή πρέπει να ελέγχεται για αποδεκτές ραφές και για σηµεία διαρροής µε το τεστ της συµπίεσης µε το χέρι στο ξεκίνηµα της παραγωγής και κατόπιν κάθε 30 min. Άνοιγµα του σακιδίου πρέπει να γίνεται στο ξεκίνηµα της παραγωγής και µετά κάθε 4 ώρες. Συχνότητα ελέγχου ακεραιότητας ασηπτικών συσκευασιών Για τους ηµι-άκαµπτους περιέκτες η µακροσκοπική εξέταση για ελαττώµατα πρέπει να γίνεται τουλάχιστον κάθε 15 min και τα αποτελέσµατα να καταγράφονται. Πρέπει κάθε 30 min να ελέγχεται η θερµοσυγκόλληση του καλύµµατος αν είναι πλήρης σ όλη την περιφέρεια. Στο ξεκίνηµα της παραγωγής και κατόπιν κάθε 4 ώρες µια συσκευασία από κάθε κλειστική µηχανή πρέπει να υποβάλλεται στο τεστ της συµπίεσης µε τα χέρια και αφαίρεσης του καλύµµατος. Εάν υπάρχει υποψία ελαττωµατικής θερµοσυγκόλλησης ένας περιέκτης πρέπει να ελεγχθεί περαιτέρω µε τη δοκιµασία διείσδυσης της χρωστικής ή µε το ηλεκτρολυτικό τεστ.