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Sterilizzazione

Uno sterilizzatore a colonna indica qualsiasi serbatoio chiuso o altra apparecchiatura utilizzata per la lavorazione termica degli alimenti. Di norma, le temperature di sterilizzazione variano da 110 a 135 °C.

Sterilizzatori a colonna statici a vapore: orizzontali e verticali
Gli sterilizzatori a colonna statici a vapore sono stati una delle prime tipologie di sistema a colonna per la lavorazione di alimenti in scatola a basso contenuto di acidi, in quanto il vapore saturo rappresenta un mezzo eccellente per il trasferimento del calore. Nell’ambito del funzionamento degli sterilizzatori a colonna statici a vapore, è importante rimuovere l’aria prima di iniziare il processo, in quanto le sacche d’aria possono creare “punti freddi”: questo processo è denominato sfiato.

Sterilizzatori a colonna a vapore e ad aria, statici e a rotazione: orizzontali
Per la lavorazione di prodotti confezionati in imballaggi flessibili, ad esempio vaschette o buste di plastica e alluminio, occorre applicare una sovrapressione in eccesso rispetto alla pressione del vapore saturo alla temperatura di sterilizzazione al fine di prevenire l’espansione dell’imballaggio flessibile. Gli sterilizzatori ad aria e a vapore ottengono tale risultato mediante l’introduzione di aria compressa, che viene miscelata con il vapore grazie a una grande ventola a un’estremità dello sterilizzatore per prevenire i “punti freddi”.

Sterilizzatori a colonna statici a immersione: orizzontali e verticali
Si tratta di un altro sterilizzatore a colonna a sovrapressione in cui il mezzo del processo è l’acqua surriscaldata. Il livello dell’acqua nello sterilizzatore deve risultare sempre sufficiente a coprire i contenitori in cima, che in caso contrario potrebbero non essere lavorati a sufficienza.

Sterilizzatori a colonna statici a cascata e a spruzzo
Si tratta di altri sterilizzatori a sovrapressione che, ancora una volta, utilizzano acqua surriscaldata. Entrambe le tipologie sono definite come sterilizzatori a colonna in cui una certa quantità di acqua di lavorazione viene prelevata dal fondo da una pompa a capacità elevata e distribuita tramite piastre o collettori metallici oppure tramite ugelli a spruzzo collocati in cima e ai lati dello sterilizzatore.

Sterilizzatori a colonna verticali

Sono identificati come unità in cui le griglie vengono calate nella camera manualmente o dall’alto mediante carroponte e possono variare da una piccola griglia a sterilizzatori a colonna con quattro o più gabbie.

Sterilizzatori a colonna orizzontali
Sono identificati come unità in cui le griglie vengono spinte o trasportate all’interno della camera. Possono variare da una piccola griglia a grandi sterilizzatori a colonna con 12 o più griglie per i prodotti.

Sterilizzatori a colonna per lotti a rotazione
Sono unità orizzontali in cui le griglie vengono spinte o trasportate all’interno della camera. Al fine di migliorare la penetrazione del calore, le griglie con i prodotti possono essere ruotate durante il processo di sterilizzazione.

I tipi di contenitore normalmente sterilizzati negli sterilizzatori a colonna statici o a rotazione comprendono:

  • Scatole con chiusura normale e sottovuoto
  • Barattoli di vetro
  • Vaschette di plastica e alluminio
  • Buste di plastica e alluminio
  • Bottiglie di plastica e vetro
  • Contenitori di cartone sterilizzabili
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Processo

Test di distribuzione della temperatura

Lo scopo di questo test è quello di individuare l’area della camera che presenta la temperatura minima (più fredda) durante il ciclo normale. Qualsiasi prodotto collocato in tale area raggiungerà per ultimo la temperatura di sterilizzazione. In futuro, i test di penetrazione del calore dovranno essere eseguiti in questo “punto freddo” dello sterilizzatore a colonna.
Il test di distribuzione della temperatura viene eseguito posizionando una serie di termocoppie E-Val Pro o loggers senza fili TrackSense nella camera vuota dello sterilizzatore a colonna. Durante il ciclo, vengono misurate le temperature delle diverse aree della camera. L’area che presenta la lettura di temperatura più bassa viene definita e documentata come “punto freddo” ai fini dei test futuri.

Gli sterilizzatori a colonna selezionati devono corrispondere a quelli che presentano il maggior potenziale di prestazioni ridotte per il processo previsto. I fattori che possono contribuire a identificare gli sterilizzatori da sottoporre a test includono: la posizione dello sterilizzatore a colonna (all’inizio o alla fine di una linea di sterilizzatori), la configurazione dei contenitori, lo stile dei divisori e i carichi parziali. Risulta spesso necessario convalidare ogni sterilizzatore a colonna nell’area di produzione.

 

Test di penetrazione del calore

Uno studio di penetrazione del calore serve a determinare il comportamento di riscaldamento e raffreddamento della combinazione di prodotto e imballaggio in uno specifico sterilizzatore a colonna per stabilire processi termici sicuri e valutarne le deviazioni, individuare il “punto freddo” nel prodotto e nel contenitore e garantire che tutti i prodotti siano sottoposti al processo termico minimo per risultare sicuri.

Occorre completare un test di distribuzione della temperatura prima di iniziare un test di penetrazione del calore. Questi studi si prefiggono l’obiettivo di identificare la risposta peggiore in relazione alla temperatura che potrebbe verificarsi nella produzione commerciale in base al prodotto, all’imballaggio e al processo.

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Sfide

Apparecchiatura per test in base alle raccomandazioni dell’IFTPS
Il sistema tarato deve essere dotato di canali sufficienti per monitorare e registrare accuratamente la temperatura e la pressione all’interno del sistema di distribuzione del processo. È possibile utilizzare i sistemi E-Val Pro, TrackSense Pro e TrackSense Pro SKY qualora sia necessario un numero elevato di canali di temperatura. Con i pacchetti software ValSuite, è possibile visualizzare altre variabili, tra cui la pressione, la deflessione dell’imballaggio, l’umidità relativa e i valori di letalità.

Utilizza termocoppie o sensori di temperatura in quantità e con accuratezza sufficienti per monitorare adeguatamente le temperature del processo all’interno dello sterilizzatore a colonna. I sensori a termocoppia e i data loggers senza fili di Ellab sono progettati per eseguire misurazioni molto accurate durante la sterilizzazione negli sterilizzatori a colonna.

Gli sterilizzatori MIG o ETI devono essere conformi alle norme applicabili e necessitano di taratura annuale rispetto a uno standard di temperatura certificato a livello nazionale nel corso dell’ultimo anno. In assenza di apparecchiatura di taratura accurata, è possibile verificare i sensori nello sterilizzatore a colonna di prova. Un metodo di taratura prevede il raggruppamento di tutti i sensori e il loro posizionamento nelle immediate vicinanze dello strumento MIG/ETI noto.

Occorre verificare l’accuratezza dei sensori rispetto allo strumento di riferimento (ETI). La variazione di ogni sensore non deve superare 0,3 °C rispetto al riferimento. La deviazione massima per qualsiasi sensore non deve superare 0,6 °C. Le termocoppie e i sensori dei data loggers di ELLAB possono essere tarati con un’accuratezza di ±0,05 °C, garantendo calcoli dei valori di letalità precisi. È importante ricordare che un errore di 1 °C delle misurazioni della temperatura corrisponde a un’imprecisione del 26% nel valore F0 a 121,1 °C.

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Servizio in loco

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Linee guida riconosciute a livello internazionale

Prima di effettuare qualsiasi misurazione, è una buona idea utilizzare apparecchiatura conforme a:

  • Titolo 21, parte 113, del CFR (Alimenti a basso contenuto di acidi sottoposti a lavorazione termica)
  • Titolo 21, parte 114, del CFR (Alimenti acidificati)
  • Titolo 21, parte 11, del CFR (Firme elettroniche)
  • Approvazioni CE e UL
  • ISO/IEC 12207 (Processi del ciclo di vita del software)
  • Linee guida IFTPS

Linee guida dell’IFTPS per il posizionamento di sonde e sensori

  • Una sonda fissata alla sonda di temperatura MIG/ETI (se l’inserimento e il collocamento nello sterilizzatore risultano effettivamente possibili).
  • Una sonda fissata alla sonda del controller o nelle immediate vicinanze.
  • Almeno due sonde nei contenitori riempiti con il mezzo di prova per ottenere la temperatura iniziale.
  • Almeno tre sonde, ciascuna collocata in aree separate di ogni cesto o griglia negli sterilizzatori a colonna a vapore o a immersione.
  • Almeno cinque sonde, ciascuna collocata in aree separate di ogni cesto o griglia negli sterilizzatori a colonna a cascata o spruzzo.
  • È consigliato un sensore di pressione.
  • A seconda del sistema di lavorazione, potrebbe essere necessario posizionare termocoppie aggiuntive nel serbatoio per monitorare adeguatamente il punto freddo nello sterilizzatore a colonna.
  • Occorre ripetere i test di distribuzione della temperatura per verificare la validità dei dati.
  • In caso di differenze tra il primo e il secondo test, è necessario eseguirne un terzo.
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Scelta del sistema

Un sistema a termocoppia E-Val Pro presenta il vantaggio di essere un sistema in tempo reale, ma l’installazione delle sonde delle termocoppie può richiedere tempo. Inoltre, potrebbe essere difficile evitare il danneggiamento delle termocoppie durante il carico e lo scarico, soprattutto negli sterilizzatori a colonna con carico e scarico automatici.

È possibile utilizzare un sistema senza fili in cui i data loggers registrino i dati del processo, scaricati sul computer al termine dello stesso. L’installazione di questa soluzione negli sterilizzatori a colonna risulta più semplice e facile. Il sistema di data loggers TrackSense Pro è adeguato a questa applicazione. Per ottenere misurazioni in tempo reale, è possibile utilizzare il sistema di data loggers TrackSense Pro SKY. Un altro vantaggio del sistema TrackSense Pro è l’utilizzo di sensori doppi, in modo da poter eseguire contemporaneamente i test di distribuzione e penetrazione della temperatura.

Documentazione: report standard di ValSuite

  • Commenti: specifiche e apparecchiature per test
  • Report dei limiti: temperatura, pressione, valori F0
  • Marcatori temporali: CUT, equilibration, holding, raffreddamento
  • Report di convalida avanzato: temperatura, pressione, valutazione del valore F0 dei criteri dell’intero processo con indicazione di superamento o meno
  • Report statistici: valore minimo, massimo, media, delta di tutti i parametri
  • Penetrazione del calore: valori di Ball
  • Documenti Word
  • Unità: grafici o foto che mostrano la posizione delle sonde
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Report del software ValSuite®

Sterilizzatore a colonna

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Grafico del processo
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Statistiche
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Report dei limiti
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Commenti
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Convalida avanzata
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Report Unità
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Penetrazione del calore
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