食品の安全への投資がすべての人に役立つ理由

Jun 19, 2023

GEA の CookStar Turbo 600 オーブンは、回転ドラムからの裏返しスプレー システムを使用する内蔵 CIP システムを備えており、調理ゾーンの重要なエリアを確実に洗浄します。 各ゾーンには独立した CIP タンクと循環システムがあり、その結果洗浄サイクルが 10 ～ 15% 短縮され、最大 72 時間の連続生産が可能になります。 出典: GEA。

Formax PowerMax 4500 スライサーは、以前のモデルに比べて歩留まりが 2 ～ 3% 向上し、10 NAMI の衛生設計原則に従って設計されています。 ライトカーテンを使用して機械的ガードの数を最小限に抑え、清掃時間を短縮します。 上部のインフィードが下に傾いて、機械全体が露出して洗浄できます。 出典: Provisur Technologies。

KHS クラウナーは、ヘッドピースとキャッピング リングの接触面積を減らすなど、多くの革新によりビール瓶詰めの衛生と洗浄を改善します。 さらに、洗浄用開口部が 2 つ追加されており、すすぎ媒体が機械内部の汚れた領域にさらによくアクセスできるようになりました。 出典: KHS 充填および包装。

高度に装備された SPX フロー セパレーターは 316 および 304 SS 構造を特徴とし、3-A および EHEDG 仕様を満たしています。 表面仕上げは 32 マイクロインチ Ra 未満です。 出典: SPX フロー。

Dorner のサニタリーコンベアは、バクテリアの発生を排除し、洗浄に完全にアクセスできる設計を特徴としています。 出典: Dorner Manufacturing Company。

アルファ・ラバルの SRU シリーズ ロータリーローブポンプは、ギアボックスとポンプを含むオールステンレス製バージョンが用意されており、塗料の剥がれや錆による潜在的なプロセス環境汚染を軽減します。 出典: アルファ・ラバル。

SEEPEX BCSO プログレッシブキャビティポンプは、標準として 316L 金属部品を備えており、すべてのエラストマーは USP クラス III またはクラス VI、および CFR 21 §177.2600 に適合しています。 すべての内面は #4 仕上げ (Ra 32 以上) に研磨されています。 出典: シーペックス。

「自分の道具のせいにするのは、出来の悪い職人だ。」 この匿名のことわざは、今日の食品および飲料の製造機械やコンポーネントに適用すると、ある程度の真実を保持する可能性があります。 これらのツールのサプライヤーには、クリーンな設計に関して従うべき無数の規制と仕様があり、食品や飲料を運ぶパイプの「行き止まり」を「T」が表さない限り、T に至るまで衛生的な設計になっています。製品。

記事インデックス:

2008 年にリステリア菌が発生して以来、トロント地区にあるメープル リーフ フーズ工場の肉スライス機の手の届きにくい部分に細菌が蓄積したことが原因とされ、機械のサプライヤーは自社の機器やコンポーネントを綿密に検査するようになりました。必要に応じて再設計を行いました。 病原菌の滞留を減らし、清掃を容易にするためのこれらすべての工学的努力にもかかわらず、食品加工業者は依然としてその役割を果たし、設置されている機器と空間を清潔に保つ義務があります。

例えば、FDAは、不適切に洗浄された機器や、食品や食品と接触する表面の汚染に対する保護の怠りなど、度重なる安全違反を発見したため、サクラメントの大豆製造会社を閉鎖した。 最近のブルーベルアイスクリーム工場の閉鎖により、オクラホマ工場におけるリステリア汚染の潜在的な原因は、衛生的な生産エリアの外に保管されていた洗浄済みの機器に起因すると考えられており、床排水管に近いため汚染された可能性があります。 これは、清潔な調理器具を地下の排水ポンプの近くに保管し、再洗浄せずに再利用することに似ていますか?

1 年前 (FE、2015 年 10 月)、私たちは 3-A および欧州 EHEDG 規格の最新情報を取り上げ、2 年前 (FE、2014 年 4 月)、PMMI の OpX エンジニアリング ソリューション グループの「衛生機器のための One Voice」についても検討しました。 「低水分食品向けの設計」では、OEM 機械製造業者と食品加工業者が協力し、従うべき基準があまりない場合に、加工業者と供給業者が機器設計について互いのニーズを理解できるようにするための文書の作成に取り組みました。 完成したドキュメントは、PMMI の OpX Web サイトでご覧いただけます。

一方、ほとんどのプロセス機器プロバイダーは、ルールが白黒はっきりしているため、自分たちが何をしなければならないかを知っています。 マイク・ディロン社長によると、FDA、USDA、3-A、USP、EHEDG、NSF の要件を満たすロータリー容積式ポンプのメーカーである SEEPEX, Inc. では、材料に関する規則が詳しく規定されています。

「材料要件は非常に具体的であり、顧客が好む、または要求するコンプライアンス組織の基準によって設定されます。一部の基準では、第三者の研究所や検査官による認証が必要です。」と彼は言います。

NSF のように、特定の製品の機器の実際のテストを年に一度要求し、コンプライアンスを確保するために機器や部品の在庫をランダムに監査する企業もあります。 乳製品産業向けの設計は通常、食品と接触する領域に特定の半径と表面仕上げを備え、定位置洗浄 (CIP) が容易である必要があります。 過去 5 年間で、より集中的な監査が実施され、材料のトレーサビリティと材料の確実な識別の使用がより日常的になったと Dillon 氏は付け加えます。 規制の要求を満たすためには、特に CIP による徹底的な洗浄の必要性が重要になっています。

Control System Integrators Association の会員である ESE, Inc. のエンジニアリング ディレクター、Kevin Nowack 氏は次のように述べています。 「工場は、完了した洗浄サイクルと毎日洗浄される回路の可視性を高めることを求めています。」 混合防止バルブやバルブクラスターを使用することでプロセスフローがより複雑になっており、クラスターが正しく洗浄されていることを保証するために回路のパルスシーケンスを文書化することが重要です。

アルファ・ラバルは、食品および飲料業界にさまざまな衛生液体処理コンポーネントを供給しており、そのほとんどには CIP 機能が備わっています。 製品の接液部に組み込まれた具体的な設計ガイドラインには、洗浄性を確保するための衛生設計に関する EHEDG および 3-A 基準を満たすことが含まれている、とアルファ・ラバル USA 流体取り扱い製品マネージャーのクリスチャン・トーメン氏は述べています。

「過去 5 年間、製品の接液部品だけでなく、ギアボックスやモーターなどの補完コンポーネントにもオールステンレス鋼のソリューションを提供することに重点が置かれてきました。」と彼は言います。 「アルファ・ラバルは、SRU [製品ライン] 向けにオールステンレス製の容積式ポンプとギアボックスのソリューションを標準化しました。オールステンレスの SRU 製品は、エポキシ塗料の剥離の可能性を排除することで、プロセス環境における潜在的な汚染問題を軽減します」錆びに強いだけでなく、工場の床で使用される強力な洗浄/発泡化学薬品にも耐えられます。」

コルモーゲンのビジネス開発マネージャー、ビル・サットン氏は、コンポーネントの材料が食品の一部になりやすいものであってはいけないと示唆しています。 同氏によると、同社のモーターは316Lステンレス鋼（SS）で作られているため、耐腐食性があるという。

「食品グレードのサーボモーターの塗装は必ず剥がれ落ち、その下にあるアルミニウムが腐食して 2 つの問題が生じます。塗料は食品の一部になる可能性があり、腐食したアルミニウムの表面が粗いため、製品や病原体を除去するのが非常に困難になります。 」とサットンは付け加えた。 「食品ゾーンに隣接する地域であっても、塗料や病原体が食品ゾーンに移動する可能性があるため、これらの問題は問題を引き起こします。」

塗装を剥がすこと以上の話があります。 サットン氏は、コルモーゲン社は当初、標準モーターと同じように見えるが、より密閉性が高いだけの SS モーターを製造できると考えていたと説明します。 AKMH サーボ モーターの開発中に 100 社以上の食品加工業者と協議し、衛生手順中に何が起こったかを観察した後、Kollmorgen のビジョンは変わりました。

「モーターの設計には、より高いレベルの堅牢性が必要であることがわかりました」とサットン氏は言います。 「そこで、IP69K 定格をはるかに超える耐久性を保証するために、シール、ケーブル、ケーブル グランドを備えたモーターを設計しました。」

KHS は、食品、飲料および非食品業界向けの充填および包装技術の国際的なメーカーです。 飲料技術者のダイアナ・ウルフ氏は、最新のサーボドライブなどの新技術により、潤滑を必要としない可動部品を備えたまったく新しい機器の設計が可能になると考えています。

「掃除するのに最適な部分は、存在しない部分です。そのため、この設計により、表面や個々の部品が少なくなります。すべての材料が食品と接触することが認定されています。」と彼女は言います。 ただし、重要な基準は、適切な材料仕様 (FDA 準拠の材料) の使用と EHEDG の承認に加えて、適切なコンポーネントの選択です。

Bühler Aeroglide はコンベアの乾燥および冷却装置を製造しており、Bühler グループの乾燥センターです。 機械製造業者が装置を設計する前に、2 つの重要な情報が必要です。それは、装置が設置される衛生ゾーンと、使用される洗浄方法 (具体的には湿式または乾式洗浄) です。

「洗浄方法と設備の衛生ゾーンを理解すれば、設計の詳細を決めることができます」と、ビューラーの研究開発および食品安全担当ディレクターのスティーブ・ブラックオウィアック氏は述べています。 「ウェットクリーニングでもドライクリーニングでも、クリーニングのためのアクセスには細心の注意を払っています。」 たとえば、重要な詳細には、亀裂や隙間などの収集箇所を最小限に抑えることが含まれます。 湿式洗浄装置は水が溜まらないように自動排水する必要がある、と彼は付け加えた。

「食品産業向けのコンベヤを指定する場合、SS コンベヤとサニタリーコンベヤの違いを説明することから始める必要があります」と Dorner Manufacturing Corp. のシニア マーケティング マネージャーである Stacy Johnson 氏は述べています。 「それは、すべての SS コンベヤが衛生的であるという一般的な誤解があるためです。衛生的なコンベヤは、細菌やその他の汚染物質が集まり、最終的には食品製造プロセスに侵入する可能性がある温床領域を除去します。」 コンベアフレームの隠れた隙間が引っ掛かりポイントとなり、微生物の増殖を促進する可能性があるため、これは重要です。 真の衛生的なコンベア システムは、バクテリアの発生を排除し、洗浄に完全にアクセスできる設計になっているとジョンソン氏は言います。

ステンレス鋼は、軽い化学洗浄剤による定期的な洗浄が必要な用途に使用するのに最適な素材であることは確かです。 基本的な SS コンベヤは、その構造にもよりますが、必要に応じて 1 日中洗浄できますが、必ずしも消毒されているわけではありません。 それは、コンベヤーの消毒または洗浄には、単にコンベヤーを洗い流すこととはまったく異なるプロセスが含まれており、コンベヤーを消毒するかどうかの多くは、最初に設計された方法に依存するためです。

ジョンソン氏は、コンベアの衛生的な設計により、フレーム構造内の平らな水平面が排除され、その代わりに食品や水の蓄積を防ぐ丸いクロスメンバーが使用されると述べています。 また、フレーム全体の開口部は、製品がベルトから落ちた場合でも、下または床の受け皿に落ち、食品がフレーム内に閉じ込められるのを防ぐように設計する必要があります。 さらに重要な衛生的な設計により、隙間にバクテリアが溜まるボルトで固定されたプレート・オン・プレート構造が取り除かれ、滑らかで磨かれた溶接部に置き換えられ、バクテリアが付着しない連続した滑らかな表面が作成されます。

「過去 5 年間にわたり、衛生的な設計に基づいて、当社の機器の設計に多くの変更が加えられてきました」と Blackowiak 氏は言います。 これらには次のものが含まれます。

一部の OEM にとって今日の仕様を満たすことは困難な場合があり、機械メーカーは、OEM コンポーネントが仕様を満たしていない場合にギャップを埋めます。

「当社の一部の OEM 部品サプライヤーは、当社の食品安全仕様を満たす部品を提供するという素晴らしい仕事をしています」と Blackowiak 氏は言います。 「他の企業も苦戦しており、そのうちのいくつかのケースでは、当社は独自のソリューションを設計して製造しなければなりませんでした。当社は完全に食品に安全な[コンポーネント]を供給することを決意しており、必要に応じて改善するためにサプライヤーと協力し続けます。」

ヨーロッパには CE 指令と EHEDG ガ​​イドラインがありますが、それでも OEM が常に計画どおりに進んでいるわけではありません。 Vlemmings 氏によると、GEA は食品加工機器 (CookStar や Flowcook など) の国際サプライヤーであり、ヨーロッパの基準だけでなく、機器を販売する国の法律にも準拠して機器を設計および製造しています。

「OEM サプライヤーが、食品に安全な部品の提供に関して常に最新の状態にあるわけではないことに私たちは気づいています」と、GEA 食品加工製品開発責任者の Alex Vlemmings 氏は述べています。 「CE および EHEDG 指令に関して要求される法律に準拠する必要があります。」

この場合、304/304L SS と 316/316L SS について話しています。 2 つの合金の違いは何ですか? 一言で言えば、316 SS は 304 SS よりも腐食性や苛性の洗浄剤や成分に対する耐性が優れていますが、コスト面でのデメリットがあります。 304 SS と 316 SS の重要な違いは、316 SS には通常 2 ～ 3 パーセントのモリブデンが含まれているのに対し、304 SS にはモリブデンが含まれていないことです。 316 SS がさまざまな形の劣化に対して優れた耐性を備えているのは、モリブデンの含有量によるものです。 304 SS は、強力な化学物質で洗い流されない一部の建築要素には許容される場合がありますが、CIP 流体などのコンポーネントが強力な化学物質と直接接触する用途のニーズは満たせません。 これらの用途では、ポンプなどでより高価な 316 を使用することが絶対に必要です。

「当社の設備はすべて AISI (米国鉄鋼協会) 316 以上です」と SEEPEX の Dillon 氏は言います。 「AISI 304 は、CIP 流体に耐えられないか、汚れやすいため、めったに使用されません。通常の機械加工部品であっても、製造や特別な修正が頻繁に必要になるため、当社では AISI 316L を標準化しています。」

また、SEEPEX 装置で使用される追加の特性を提供するステンレス鋼のグレードもいくつかあります。 摩擦が生じる可能性のある金属同士の接触領域には、電気腐食や「かじり」を最小限に抑えるために、異なる冶金を施す必要があります。 多くの場合、主な摩耗部品は「二相」素材でできています。 最も一般的なのは AISI 630 で、AISI 316 よりも硬い析出硬化材料です。一般に 17-4 ph (17 パーセントのクロムと 4 パーセントのニッケルで析出硬化) とも呼ばれます。

「（酸洗いや塩漬けなどにより）塩化物が多く含まれる場合には、特別な基準で他の材料が使用されます」とディロン氏は言います。 「これらの二相材料には、22 パーセントのクロムと 5 パーセントのニッケルが含まれている場合があります。場合によっては、耐食性のために AISI 900 シリーズ、ハステロイ®、チタン部品などの珍しい金属が必要になることがあります。」

SPX FLOW Inc. は、バルブ、ポンプ、ホモジナイザー、ミキサー、分離器、熱交換器、乾燥機、蒸発器、フルプロセスシステムなど、食品および飲料業界で使用される幅広いプロセス技術を製造しています。 食品・飲料用バルブのグローバルプロダクトマネージャーであるクリストファー・シヌトコ氏によると、SPX FLOWは食品加工で使用するポンプやバルブなどの機器の接液部に316L SSを、非接触部に304 SSを使用する傾向があるという。

「特定の洗浄用化学薬品、一部のソース、トマトベースの製品を含むプロセスなどでは高い塩素含有量が検出され、これによりステンレス鋼が腐食される可能性があります」と彼は付け加えた。 「このような用途では、SPX Flow は、AL6XN、ハステロイ® 合金、二相 2205 SS など、この化学物質に対する耐性がはるかに優れた代替材料を提供します。ただし、これらにはコストがかかり、食品加工業者は腐食のリスクと環境を比較検討する必要があります。 」

「当社では装置に 304 SS と 316 SS の両方を提供しており、洗浄に腐食剤やその他の強力な化学薬品が使用されるプロジェクトには 316 SS を供給しています」と Blackowiak 氏は言います。 「316 材料の使用にはコストへの影響があるため、全面的に独占的に使用することは私たちにとって意味がありません。」

小型コンポーネントの場合、316 SS を使用すると、頻繁に洗浄またはドライクリーニングされない大規模な機械ハウジングに使用するよりもコストが低くなります。 「当社のモーターに使用するために 316L を選択しました」と Kollmorgen の Sutton 氏は言います。 「私たちは食品加工業者や洗浄液のプロバイダーと相談しました。[316 SS による] 耐腐食性の向上には、追加コストを払う価値がありました。」

「多くの機械部品、特にプロセス技術用の部品は 316 で作られています」と KHS の Wolf 氏は言います。 「機械部品と接触する液体の濃度と温度が常に問題になります。316 での製品接触部品の実行は、KHS 機械の選択可能なオプションです。[316 SS] のより高い価格が約 8 を占めます」マシン価格のパーセントです。」 KHS のすべての機械はその場で洗浄でき、大型タンクの場合はスプレー ノズルが使用されるため、洗浄薬品の濃度と温度に応じて、304 SS よりも 316 SS の選択が適切な場合があります。

CIP 用に設計される生産装置はますます増えており、回転ドラムを使用した「インサイドアウトスプレー」システムを備えた GEA の CookStar Turbo オーブン シリーズなど、候補としては考えにくいと思われる装置も含まれています。 オーブンのベルトは連続洗浄とレシチン浸漬を備えており、内部 CIP システムと組み合わせると、ユニットを最大 72 時間連続で動作させることができます。

もちろん、プロセスのすべての部分で CIP を実行できるとは限りません。場合によっては、CIP とクリーン アウト オブ プレイス (COP) が混在することになります。 では、CIPについてはどうでしょうか？

「これは実際には顧客の要件によって異なります」と SEEPEX の Dillon 氏は言います。 「乳製品の生産者は CIP に合わせて設計する必要があります。これは菓子には当てはまりません。製糖工場の多くのユーザーは鋳鉄と炭素鋼を使用しています。ほとんどのチョコレート加工業者は依然として鋳鉄のポンプ、炭素鋼のパイプ、銅製のタンクを使用しています。クッキーのアイシングは一般的に処理されています」 CIP を受けない SS 工業用ポンプを使用しています。

「CIP は工場とその食品科学者によって定義される必要があります」と Dillon 氏は付け加えます。 「使用される機器は、システム全体の一部にすぎません。ソフトドリンクに使用される機器の洗浄に使用される化学物質と速度は、たとえばヨーグルトとはまったく異なります。一般に、3-A によって設定された基準は乳製品業界に適用されますが、それぞれユーザーは自分の製品に合わせてシステムを設計する必要があります。」 本当の課題は、綿棒検査を行って、一定時間後にペトリ皿内で増殖する可能性のある細菌を数えることだとディロン氏は付け加えた。 これは、政府の適切な検査官が到着する前に食品加工業者が行うべき仕事だ。

「CIP 用に設計された機器が増加する傾向にあります」と Sinutko 氏は言います。 「食肉加工などの一部の分野では、今でも毎日の分解、洗浄、検査を伴う COP が使用されています。どの COP 装置も、分解とメンテナンスが容易になるように設計する必要があります。」

たとえば、SPX Flow Universal 1 ポンプは、分解、洗浄、メンテナンスが容易になるように設計された COP デバイスです。 ただし、すべてのポンプが COP であるわけではありません。

「CIP システム内で使用できるポンプとバルブは、分解せずに洗浄できるため、洗浄時間、手作業、および再組み立て時の潜在的なエラーが削減されます」と Sinutko 氏は付け加えます。 「ポンプを設置する場合、CIP システム設計では、ポンプ全体の正しいデルタ圧力を維持しながら適切な流量で配管を洗浄できるようにするために、ポンプ バイパス バルブが必要かどうかを考慮する必要があります。」

CIP 機器は、3-A および/または EHEDG 規格に従って設計、認証、テストされる必要があります。 これは洗浄可能であることを示していますが、これは正しく設計された CIP プロセスでのみ発生すると、Sinutko 氏は付け加えています。

Bühler が新たに開発した CIP を使用した高衛生なウェット洗浄ソリューションやベルト洗浄ソリューションなど、新しく創造的な CIP 設計が進行中です。 このシステムには、床の設計に統合された水管理システムが含まれています。 また、新しい直接駆動の衛生的な再循環ファン、衛生的なダンパー、衛生的なドアおよびラッチ設計、および新しい TIG (タングステン不活性ガス) 溶接技術も備えています。

「私たちは現在、年末までに利用可能になる、高衛生のドライクリーニング装置の開発に取り組んでいます」と Blackowiak 氏は付け加えました。

最後に、クリーンなデザインは食品の安全性とブランド、そして時間への投資です。 これは、食品および飲料の加工業者とサプライヤーが（OpX グループと同様に）協力して、食品に安全な製品を製造するための機器の安全でクリーンな設計を作成するためにチームで費やす時間です。

マイケル・ディロン、シーペックス株式会社、937-864-7150、[email protected]、www.seepex.com

ケビン・ノワック、ESE, Inc.、800-236-4778、[email protected]、www.eseautomation.com

クリスチャン・トンメン、アルファ・ラバル、262-605-2600、[email protected]、www.alfalaval.us

ビル・サットン、コルモーゲン、630-423-1056、[email protected]、www.kollmorgen.com

ダイアナ・ウルフ、KHS、0651/852-0、[email protected]、www.khs.com

スティーブ・ブラックオウィアック、Bühler Aeroglide、919-851-2000、[email protected]、www.buhleraeroglide.com

ステイシー・ジョンソン、Dorner Manufacturing Co.、800-397-8664、[email protected]、www.dornerconveyors.com

クリストファー・シヌトコ、SPX Flow, Inc.、262-728-4684、[email protected]、www.spxflow.com

アレックス・ブレミングス 、GEA、+49 211 9136-1503、[email protected]; www.gea.com

「衛生機器のステンレス鋼仕上げの活用」ホワイトペーパー、Apacheステンレス機器株式会社、www.apachestainless.com/Leveraging-stainless-finishes.pdf

「衛生的なデザインは、食品の安全性、ブランド保護、規制遵守…そして最終的な利益を強化します。」ホワイトペーパー、コルモーゲン、2016 年。

「低水分食品向けの衛生機器設計に関する One Voice」、OpX、PMMI、2014 年、PMMI ウェブサイト。