Elintarviketuotannon tuottavuuden parantaminen kosteuden avulla

Elintarvikkeiden vesipitoisuuden hallinta on keskeinen strategia tuotoksen maksimoimiseksi ja laadun ylläpitämiseksi. Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat veden liikkumisen määrään ja nopeuteen elintarvikkeista ulos ja niihin sisään, ovat ympäröivän ilman suhteellinen kosteus sekä altistumisen kesto. Tämän vuoksi kosteuden hallinta on elintärkeää.

Elintarviketuotantolaitoksissa kosteuden hallintaan – sekä kostutukseen että kuivattamiseen – liittyvät yleisimmät vaatimukset ovat seuraavat.

Pinnan kuivumisen estäminen: Elintarvikkeiden pinnalta tapahtuva kosteuden menetys voi aiheuttaa kuoren tai kuorikerroksen muodostumisen, mikä voi heikentää tuotteen ulkonäköä. Lisäksi, jos tuotteen mitat muuttuvat myöhemmin, tämä ulkokerros voi halkeilla, jolloin tuote näyttää säröiltyneeltä.

Haihtumisen estäminen: Tuotteesta haihtuva kosteus voi aiheuttaa monia haitallisia vaikutuksia – jos tuotetta myydään painon mukaan, se johtaa välittömään saannon pienenemiseen. Tämän lisäksi kosteuden menetys voi heikentää tuotteen laatua, ulkonäköä ja säilyvyyttä.

Ilmassa leviävien epäpuhtauksien hillitseminen: Elintarviketuotantotiloissa voi olla huomattavia määriä ilmassa leviäviä epäpuhtauksia – esimerkiksi jauhoja tai sokeria.

Keskitason tai korkean kosteustason ylläpitäminen saa ilmassa leviävät epäpuhtaudet tarttumaan toisiinsa ja saostumaan ilmasta helpommin, mikä pitää ilman puhtaampana ja ympäristön turvallisempana henkilöstölle.

Staattisen sähkön ehkäisy: Ilma, jonka suhteellinen kosteus on vähintään 55 %, toimii luonnollisena sähkövarauksen johtimena. Tämä on tehokas tapa ehkäistä staattista sähköä elintarviketuotantoympäristöissä. Staattinen sähkö voi aiheuttaa ongelmia herkille tuotteille, kuten vohveleille, tai niihin liittyville osille, kuten pakkauksille.

Ilman jäähdytys: Kylmävesikostuttimet tuottavat 680 W haihdutusjäähdytystä ilmaan jokaista haihdutettua vesikiloa kohti. Koska kostutusjärjestelmä voi tuottaa satoja kiloja kosteutta tunnissa alhaisilla käyttö- ja energiakustannuksilla, se tarjoaa taloudellisen tavan jäähdyttää laaja tuotantotila.

Kondensaation hallinta: Oikean ilmankosteuden ylläpitäminen kosteissa elintarviketuotantotiloissa vähentää kattoihin, seiniin ja huoneen esineisiin muodostuvaa kondensaatiota. Tämä on tärkeää HACCP-määräysten noudattamisen sekä turvallisen ja terveellisen työympäristön varmistamisen kannalta.

Pinnoituksen ja kuivauksen tehostaminen: Ilman kosteus voi vaikuttaa kaikkiin tuotantoprosesseihin, joihin liittyy tuotteiden kuivaus, jäähdytys tai pinnoitus. Optimaalisen ympäristön ylläpitäminen nopeuttaa näitä prosesseja ja vähentää hävikkiä.

Kun ihanteellinen ilman kosteustaso on määritetty, on laskettava, pitääkö kosteutta lisätä (kostuttaa) vai poistaa (kuivata) tämän tason ylläpitämiseksi. Psykrometrinen laskelma voi määrittää ilman suhteellisen kosteuden eron haluttuun tilaan nähden. Tässä otetaan huomioon kyseessä oleva ilmamäärä, ilman lähtö- ja lopputilat sekä kaikki ilmaan vaikuttavat ulkoiset tekijät. Näitä ulkoisia tekijöitä voivat olla esimerkiksi tilan ilmanvaihtokertojen määrä, ulkoilman lämpötila ja kosteus sekä tilassa mahdollisesti olevat kosteuslähteet.

Tämän laskelman tulisi suorittaa kosteudenhallinnan ammattilainen. Sen tuloksena saadaan ilmakehästä tunnissa lisättävä tai poistettava kosteusmäärä, joka puolestaan määrittää tarvittavan ilmankostuttimen tai -kuivaimen koon. On tärkeää muistaa, että vaikka tuotantotilan kosteustaso olisi oletettavasti optimaalisessa tilassa, tuotteiden ja ilman välinen lämpötilaero voi aiheuttaa tuotanto-ongelmia joko haihtumistappioiden tai kosteuden kertymisen muodossa. Mitä suurempi lämpötilaero on, sitä suurempi on tämä kielteinen vaikutus.

Ilmankostuttimien vaihtoehdot

Ilmankostutusjärjestelmät voivat tuoda kosteutta suoraan huoneeseen tai keskusilmanvaihtoyksikköön (AHU). Veden tuominen ilmaan voidaan toteuttaa keittämällä se ja vapauttamalla höyrynä, haihduttamalla sitä märältä pinnalta tai muuttamalla se aerosoliksi.

Höyrykostutit käytetään usein pienissä tai keskisuurissa tiloissa, jos vaaditaan erityisen tarkkaa kosteuden säätöä, tai erityissovelluksissa, kuten uuneissa, joissa höyryputki tarjoaa käytännöllisemmän ratkaisun.

Haihdutuskostutit käytetään tyypillisesti ilmankäsittelykoneissa, ja ne tarjoavat suuren tehon ja energiatehokkaan toiminnan. Ilmankäsittelykoneen läpi kulkeva ilma kulkee kostean haihdutuskasetin läpi ja imee vettä samalla.

Suihkukostuttimia käytetään usein suuremmissa kaupallisissa tiloissa tai kylmätiloissa. Suihkujärjestelmissä vesi voidaan joko paineistaa pumpulla aerosolin muodostamiseksi, joka vapautuu sarjasta suuttimia, tai yhdistää paineilman syöttöön veden sumuttamiseksi.

Ultraäänikostuttimet käyttävät veteen upotettua nopeasti värähtelevää kalvoa sumun muodostamiseen. Tämä sumu levitetään ilmaan tuulettimen avulla. Tällaisia kostuttimia käytetään usein kylmävitriineissä tai kylmissä tiloissa, sillä sumun pisarat ovat hyvin pieniä ja imeytyvät helposti kylmään ilmaan.

Ilmankuivaimien vaihtoehdot

Ilman kosteuden poistamiseksi se voidaan joko kondensoida kylmälle pinnalle tai imeyttää kuivausaineeseen. Päätettäessä, mikä tekniikka sopii parhaiten elintarviketuotantoon, on tärkeää ottaa huomioon vaadittu kosteustaso ja huoneen lämpötila. Kondensoivat ilmankuivaimet ovat ihanteellisia tiloihin, joissa vaaditaan vähintään 50 %:n suhteellista kosteutta ja yli 15 °C:n ympäristön lämpötilaa. Näitä tasoja alemmilla lämpötiloilla adsorptio-ilmankuivaimet ovat usein tehokkaampia.

Suihku- ja ultraäänikostuttimet tulee aina kytkeä juomavesiverkkoon, ja niissä on oltava vedensuodattimet, jotka estävät epäpuhtauksien pääsyn järjestelmään. Suodatetun raikkaan veden syötön lisäksi kostuttimessa on oltava automaattiset huuhtelu- ja tyhjennyssyklit, jotta kostuttimeen tuleva vesi ei pääse seisomaan putkistossa laitteen ollessa pois käytöstä. Lisäksi vedenkäsittelyyn voidaan käyttää vedenkäsittelyjärjestelmiä – joko hopeaionien tai ultraviolettisäteilyn avulla. Tämä tappaa tai inaktivoi mahdolliset jäljellä olevat mikro-organismit.

Kaikki kaupallisissa tiloissa käytettävät kostutus- tai kuivausjärjestelmät on huollettava säännöllisesti valmistajan suositusten mukaisesti. Huoltoon tulisi sisältyä kaikkien kosteuden kanssa kosketuksissa olevien pintojen desinfiointi.

Takaisinmaksuaika!

Monet elintarvikkeiden valmistajat kärsivät taloudellisista tappioista, koska he eivät ymmärrä tehtaan kosteustasojen merkitystä. Tuotanto-ongelmista johtuvia tappioita pidetään yksinkertaisesti valmistusprosessin väistämättömänä osana. Investoiminen kosteudenhallintajärjestelmiin voi tuottaa nopean sijoitetun pääoman tuoton.

Taloudellinen hyöty syntyy kosteudenhallintajärjestelmän ensisijaisesta tavoitteesta. Jos tavoitteena on estää haihtuminen, laskelma voi olla suhteellisen yksinkertainen, ja se perustuu odotettuun tuotoksen parannukseen. On tärkeää pohtia, perustuuko tuotoksen parannus lopputuotteen myyntiarvoon vai tappion korvaamiseen tarvittavien pääraaka-aineiden arvoon.

Tuotoksen parantumisen lisäksi, onko tuottavuuden paranemisen seurauksena tapahtunut parannusta myös energia- tai työvoimakustannuksissa? Esimerkiksi koneen seisokit ongelman korjaamiseksi tai tuotantoerän osan hävittäminen voivat molemmat heikentää tuotantotoiminnan kokonaistehokkuutta.

Kosteudenhallintajärjestelmän kustannuksia arvioitaessa on tärkeää ottaa huomioon paitsi alkuperäinen hankintahinta myös energiankulutus, asennuskustannukset, käyttöönotto (tarvittaessa), säännöllinen huolto sekä se, tarvitaanko järjestelmään säännöllisesti kuluvia osia.