Термопеналы для сушки электродов: Печи для сушки электродов: купить термопенал для прокалки электродов — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Термопенал для электродов ТП 8-150-220

Термопенал для электродов приводит сварочные материалы в состояние готовности к работе. Подключется термопенал для сушки прокаленных электродов на 220 В.

Производство термопенала для электродов

Термпопенал для электродов производится на заводе с применением современного технологичного оборудования. Производитель термопенала для сушки сварочных электродов гарантирует высокое качество изделия.

Купить термопенал для электродов

Продажа термопенала для электродов возможна с доставкой во все регионы России. Чтобы купить термопенал для сварочных электродов высылайте заказ и реквизиты по электронной почте. Для выставления счета на продажу термопенала для сушки электродов от юридических лиц требуется карточка предприятия, а от физических лиц паспортные данные.

Назначение термопенала для электродов

Термопенал предназначен для хранения предварительно прокаленных сварочных электродов в стационарных и передвижных условиях с относительной влажностью окружающего воздуха 80%. Термопенал для электродов ТП 8-150-220 подключается к стандартной сети 220В/50Гц.

Комплектность электрических термопеналов для сушки электродов

Термопенал ТП 8-150-220 – 1 шт
Руководство по эксплуатации – 1 шт
Упаковка – 1 шт

Подключение термопеналов для электродов

Подключение и работа с термопенала ТП 8-150-220 допускается производить специально обученному персоналу (сварщику), имеющему II группу по электрической безопасности, знающему схему ее питания, а также правила безопасности при эксплуатации электроустановок при производстве сварочных работ.

Перед началом работы термопенала электрического необходимо убедиться в его исправности, правильном подключении ее к электросети и контуру заземления. Запрещается подсоединять термопеналы к источнику тока напряжением выше номинального.

При нарушении нормальной работы термопенала ТП 8-150-220 следует отключить его от напряжения и принять меры к устранению неисправностей. Работы по загрузке и разгрузке электродов производить в теплостойких рукавицах, учитывая высокую температуру внутри термопенала.

Ремонтные работы можно вести только после снятия напряжения с термопеналов ТП. Заземляющий проводник питающего кабеля должен быть надежно присоединен к заземляющему контакту сварочного аппарата или заземляющему контакту розетки. Заземление термопеналов электрических обязательно. Работать при ненадежном заземлении категорически запрещается.

Устройство термопенала для электродов

Термопенал представляет собой камеру для хранения сварочных электродов. Термопенал для электродов имеет прямоугольную форму. Основными узлами термопенала являются: корпус, рабочая камера с теплоизоляцией, дверка с защелкой, ручка. Рабочая камера обматывается теплоизоляцией и алюминиевой фольгой.

На боковой стороне электрических термопеналов установлена сигнальная лампа «сеть». Электроды укладываются равномерно на дно камеры. На рабочей камере термопеналов прикреплен один электронагреватель – снизу (вне камеры), для питания которых имеется 3-х жильный шнур и вилка с заземляющим контактом.

Подготовка и порядок работы термопеналов для электродов

Термопенал для сушки электродов устанавливается на рабочем месте сварщика и включается в розетку 220В с заземляющим контактом. При включении напряжения питания термопенала для электродов загорается сигнальная лампа и начинается нагрев. При использовании термопенала вне помещения необходимо обеспечить его защиту от атмосферных осадков.

Далее загрузить термопенал, распределив электроды равномерно по внутренней камере. Общий вес электродов в термопенале составляет 8 кг. Закрыть плотно крышку. Загрузку и разгрузку термопенала ТП 8-150-220 сварочными электродами следует производить без ударов и толчков, в рукавицах.

Обслуживание и правила хранения термопеналов

Работы по техническому обслуживанию производить только при отключенном от электрической сети термопеналом. Термопеналы для электродов должны храниться в помещении при температуре не ниже -45°С и не выше +40°С, относительной влажности воздуха не более 80% при 25°С и при более низких температурах без конденсации влаги.

Гарантии изготовителя термопеналов для хранения электродов

Изготовитель гарантирует нормальную работу термопенала и термоса при условии соблюдения правил эксплуатации и хранения согласно настоящего документа. Гарантийный срок эксплуатации 1 год со дня продажи потребителю.

bortek.ua — Термопенал для сушки электродов

Предназначен для сушки сварочных электродов с питанием от сети 220 В или от сварочного аппарата.

Комплектация: Термопенал на 5 кг электродов, паспорт и инструкция по эксплуатации, лоток для электродов (по согласованию с Заказчиком).
Условия поставки: Срок изготовления 15 рабочих дней с момента предоплаты 50%. Прием готового товара проходит на территории Исполнителя.

Отгрузка: после 100 % оплаты — самовывозом или перевозчиком. ООО «Бортек» обеспечивает погрузку и таможенное оформление груза на экспорт.
Гарантия: Обеспечивается гарантийное (в течении 12 месяцев) и послегарантийное обслуживание. Осуществляем техническую поддержку, поставку комплектующих, модернизацию и обновление технических характеристик оборудования, а также капитальный ремонт.

Цены на продукцию предоставляются по запросу:

телефон: +380504628219
e-mail: [email protected]

№	Технические характеристики	Термопенал на 10 кг	Термопенал на 10 кг с терморегулятором
1	Номинальная мощность, кВт	1,0	1,0
2	Параметры электропитания	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц
3	Максимальная температура в рабочем пространстве, ºС	250	400
4	Диапазон автоматического регулирования температуры, ºС	100…250	100…400
5	Размеры рабочего пространства, ширина × длина × высота, мм	100 × 500 × 100	100 × 500 × 100
6	Габаритные размеры, мм, не более, ширина × длина × высота	160 × 650 × 200	160 × 650 × 200
7	Среда в рабочем пространстве	Воздух	Воздух
8	Наличие лотка для электродов	по согласованию с Заказчиком	по согласованию с Заказчиком
9	Масса загружаемых электродов, кг	10	10
10	Масса термопенала, кг, не более	10	10

Технические параметры могут изменяться по согласованию с Заказчиком.

Техническое описание: Термопенал электрический предназначен для подогрева, сушки и прокалки сварочных электродов при температуре от 40°С до 400°С. Оборудован системой автоматического регулируемого поддержания температуры на основе, капиллярного терморегулятора. Температура в термопенале устанавливается при помощи ручки регулятора в пределах 100…400 ºС. В термопенале имеется регулируемый таймер – выключатель, позволяющий установку на 6 часов. Термопенал имеет крышку с пружинным зажимом, откидной упор и ручку для переноски. Серийная модель печи от производителя ООО «Бортек», г. Борисполь.

Отправляйте техническое задание на почту:
[email protected]

Получить консультацию и узнать цены по телефону:
+38 (050) 462-8219
+38 (04595) 7-12-16

ОФИС – МЕНЕДЖЕР:
Пушкарук Наталья Владимировна

Пенал-термосы, термопеналы для сушки и хранения сварочных электродов.

Продажа сварочного и вспомогательного оборудования со склада (СПб, Москва, Челябинск, Ростов-на-Дону, Казань) от производителя, производство на заводах-изготовителях и поставки.
Прайс-листы с ценами на термопеналы и пенал-термосы для сушки электродов запрашивайте в отделе сварочного оборудования.

Пенал-термосы ПТ-5, ПТ-10.

Пенал-термосы серии ПТ предназначены для хранения прокаленных сварочных электродов, применяемых для ручной дуговой сварки на рабочем месте сварщика.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕНАЛ ТЕРМОСОВ ПТ-5, ПТ-10.


	ПТ-5	ПТ-10
Масса загружаемых в пенал электродов	5 кг	10 кг
Габаритные размеры	120×590×135 мм	190×615×190 мм
Масса изделия	3 кг	7 кг

Термопеналы ТП-5/150, ТП-8/150, ТП-10/150.

Термопенал ТП-5/150, ТП-8/150, ТП-10/150 предназначен для хранения и подогрева с автоматическим поддержанием температуры прокаленных сварочных электродов, применяемых для ручной дуговой сварки на рабочем месте сварщика.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОПЕНАЛОВ ТП-5/150, ТП-8/150, ТП-10/150.


	ТП-5/150	ТП-8/150	ТП-10/150
Номинальное напряжение сети	220 В (на 36…60 по заявке)
Номинальная потребляемая мощность	0,3 кВт	0,2 кВт	0,2 кВт
Номинальная температура в рабочем пространстве	150ºС	150ºС	150ºС
Масса загружаемых в пенал электродов	5 кг	8 кг	10 кг
Габаритные размеры,	120×590×110 мм	190×615×230 мм	190×615×230 мм
Масса изделия, не более	3,2 кг	9 кг	9 кг
Установленный срок службы, не менее	10 лет	10 лет	10 лет

Термопенал ПЭ-6/150, ПЭ-10/150.

Термопенал ПЭ-6/150, ПЭ-10/150 предназначен для хранения и подогрева с автоматическим поддержанием температуры прокаленных сварочных электродов, применяемых для ручной дуговой сварки на рабочем месте сварщика.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОПЕНАЛОВ ПЭ-6/150, ПЭ-10/150.


	ПЭ-6/150	ПЭ-10/150
Номинальное напряжение сети	220 В (на 36…60 по заявке)
Номинальная потребляемая мощность	0,2 кВт	0,2 кВт
Номинальная температура в рабочем пространстве	150ºС	150ºС
Масса загружаемых в пенал электродов	6 кг	10 кг
Габаритные размеры	120×590×110 мм	190×615×230 мм
Масса изделия, не более	4 кг	8 кг
Установленный срок службы, не менее	10 лет	10 лет

Page not found — VDI-UA

Unfortunately the page you’re looking doesn’t exist (anymore) or there was an error in the link you followed or typed. This way to the home page.

Главная
Полуавтоматы
Инверторы MMA
Инверторы TIG
Газосварка
Плазменная резка
Система охлаждения
Патон
Днепровелдинг
Элсва (Запорожье)
Атом (Запорожье)
Техмик (Ровно)
ИИСТ (Херсон)
SSVA (Харьков)
GYSmi
DECA
Jasic
Welding Dragon
Modern Welding
Telwin
Днипро-М
Энергия-сварка
Тесты и видеоматериалы
Статьи
Фотогалерея
Маска Хамелеон
Расходные
- Электрододержатели, масса
- Горелки MIG/MAG
- Расходные MIG/MAG
- - 08-M6-25mm
  - 1,0-M6-25mm
  - Ролик 30х22х10 (0,8-1,0) — V
  - Ролик 30х22х10 (1,0-1,2) — V
  - Ролик 35х25х8 (0,8-1,0) — V
  - Ролик 35х25х8 (1,0-1,2) — V
  - Ролик 30х10х10 (0,6-0,8) — SSVA
  - Ролик 30х10х10 (0,8-1,0) — SSVA
  - Ролик 30х10х10 (1,0-1,2) — SSVA
  - KZ-2 евроразъем (мама)
  - Спрей Binzel NF
- Горелки TIG
- Головки TIG
- Комплектующие TIG
- - Цанга 1,0мм 50мм TIG
  - Цанга 1,6мм 50мм ТИГ
  - Цанга 2,0мм 50мм аргон
  - Цанга 2,4мм 50мм TIG
  - Цанга 3,0мм 50мм аргонная
  - Цанга 3,2мм 50мм (ТИГ)
  - Цанга 4,0мм 50мм (TIG)
  - Корпус цанги 1,0мм
  - Зажим цанги 1,6мм
  - Корпус цанги 2,0мм
  - Кнопка внешняя TIG
  - Капа короткая ТИГ
  - Капа длинная ТИГ
- Плазмотроны CUT
- Циркули CUT
- Редукторы
- Светофильтры
- PT-31 (CUT-40) расходные
- SG-55 (AG-60) расходник
- SG-51 (CUT-60)
- P-80 Panasonic
- A101/A141 Trafimet
- Powermax 45
- Термопенал
- Перчатки сварщика
Электроды сварочные
Контакты

Печи и термопеналы для прокалки и сушки электродов

Вряд ли сварочное оборудование можно будет считать современным, если оно не предусматривает предварительную сушку и прокалку электродов до температуры в 350-400° С. Это объясняется тем, что гигроскопичная влажная обмазка электрода, в которой содержится множество нужных для работы минералов, органических веществ и прочих химических элементов, при сварке теряет нужные свойства, то есть, электрод неравномерно горит, не плавится, да ещё и осыпается. По этой причине получающаяся дуга крайне нестабильна, а у швов качество выходит очень низким. Так что без предварительной сушки электродов в сварке – никак. Однако, если нужно совершить простейшую операцию, то для этого достаточно всего лишь просушить электроды в обычных бытовых условиях, а вот в промышленных масштабах такой ход невозможен. Чтобы электроды на ответственных объектах работали с максимальным качеством — применяют печь для сушки электродов или термопенал.

Разница между таким устройством как печь или термопенал для сушки электродов состоит в следующем. Печь – это устройство, оснащаемое программируемым микропроцессорным регулятором и таймером, с помощью которого можно визуально проконтролировать температуру, а также время на протяжении всё прокалки. У качественной печи есть улучшенная теплоизоляция, которая достигается благодаря тепловым экранам из базальтового волокна. При этом неравномерность нагрева электродов в печи колеблется всего в пределах /- 20°С, а время разогрева до номинальной температуры, которое затрачивает печь для сушки электродов, составляет не больше полутора часов. Помимо этого, чтобы сэкономить производственную площадь, печи, рассчитанные на сушку электродов общим весом более 40 кг, могут устанавливаться два-три яруса. Когда завершается процесс прокалки (сколько именно для этого требуется, можно узнать на упаковках электродов), то электроды оставляют внутри (режим сушки, температура 150°С). А если понадобиться их перенести к рабочему месту сварщика, то для этого как раз используют термопенал для сушки электродов. Фактически каждый пенал – это своеобразный термос, только от обычного он отличается не только размерами и назначением, но и, при возникновении необходимости, возможностью дополнительной сушки электродов посредством вторичной обмотки, которая есть у каждого трансформатора.

Широкие возможности регулировки температуры и большая точность её поддержания позволяют применять подобное оборудование практически во всех сферах человеческой деятельности.

4150/4140 Руководство по сварке стали | Associated Steel Corporation

Руководство по сварке Kromite® № 3 и Mirraloy® TGP

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО СВАРКЕ

Наша запатентованная химия, вопросы и ответы, сквозные закаленные продукты легко свариваются с использованием «стандартного метода с низким содержанием водорода». Использование стержней с низким содержанием водорода, таких как E7018 и E8018, обеспечивает большую пластичность. Эти стержни использовались с большим успехом. В случаях, когда предварительный нагрев невозможен, следует рассмотреть возможность использования стержня из нержавеющей стали 309.Если требуется более высокое растяжение, можно использовать стержень E10018 с уделением особого внимания пре- и посттермической обработке.

Предварительно нагрейте зону сварки. Обычно достаточно температуры предварительного нагрева и промежуточного прохода от 500 ° F до 700 ° F. Точная контролируемая температура печи не требуется, нагревательный мелок поможет вам в этом. При использовании горелки двигайтесь быстро и равномерно, чтобы обеспечить общее повышение температуры. Поддерживайте температуру предварительного нагрева во время сварки. Последующий нагрев в соответствии с той же процедурой позволит сборке медленно остыть, тем самым минимизируя усадку сварного шва.

Используйте электрод наименьшего диаметра, подходящий для работы. Путешествуйте быстро и используйте несколько маленьких бусинок для косичек. Чтобы свести к минимуму сварочные напряжения, выполняйте упрочнение валиков после каждого прохода, пока они еще горячие. Обратите внимание, что сварка палкой предпочтительна просто из-за тенденции полуавтоматического процесса к нанесению слишком большого количества отложений, что приводит к более высокому нагреву.

Сделайте все возможное для устранения напряжений в материале перед сваркой и убедитесь, что сварные поверхности чистые и не содержат загрязнений, таких как жир, пыль, масло и т. Д.

После сварки снимите напряжение при температуре от 1000 ° F до 1250 ° F, выдерживая при этой температуре один час на дюйм наибольшего поперечного сечения. Следите за тем, чтобы сваренный агрегат был быстро перенесен в печь. Не позволяйте температуре опускаться ниже температуры предварительного нагрева и промежуточного прохода при передаче в печь.

Соблюдение надлежащей практики сварки, устранение влаги, минимизация резких перепадов температуры и использование стандартного метода с низким содержанием водорода значительно повысит ваши шансы на получение исключительных сварных швов.

Полезный совет: Хранение и повторная сушка электродов
Все электроды должны быть полностью сухими, иначе они могут вызвать серьезные проблемы при сварке легированных сталей. Покупайте только электроды в герметичных контейнерах. Храните стержни в этих контейнерах. Открытые контейнеры следует хранить при температуре от 250 ° F до 300 ° F. Типичная температура повторной сушки составляет от 650 ° F до 700 ° F в течение одного часа. (Дольше при более низких температурах не то). Выбросьте электроды, которые после повторной сушки выглядят заметно иначе.При повторной сушке электродов выньте их из контейнера и разложите в печи. Не превышайте температуру 700 ° F.

Примечание: Эти данные предназначены только для информационных целей и не предназначены для использования в учебных целях. Его нельзя использовать вместо процедур сварки AWS, подходящих для сварки средносплавных материалов с закалкой и закалкой. Во всех случаях настоятельно рекомендуется наем обученных / квалифицированных сварщиков, соблюдение надлежащей практики сварки и соблюдение процедур AWS.Эта информация не относится к сплавам со свободной обработкой.

Критический обзор применения радиочастотного (RF) нагрева в пищевой промышленности | Качество и безопасность пищевых продуктов

Аннотация

Традиционная термическая обработка в пищевой промышленности основана на передаче тепла путем теплопроводности и конвекции. Альтернативой этой традиционной термической обработке является радиочастотный (RF) нагрев, при котором электромагнитная энергия передается непосредственно нагретому продукту.Более длинные волны RF по сравнению с микроволнами могут проникать дальше в пищевые продукты, что приводит к более равномерному нагреву. Здесь представлен обзор высокочастотного нагрева для пищевой промышленности с акцентом на научные принципы, а также преимущества и возможности применения радиочастотного излучения. Применение радиочастотного нагрева включает бланширование, размораживание, сушку и обработку пищевых продуктов. ВЧ-нагрев представляет собой значительный потенциал для дополнительных исследований и передачи технологий в пищевую промышленность.Компьютерное моделирование можно использовать для улучшения однородности высокочастотного нагрева. Более того, равномерность нагрева во вращающихся яйцах выше, чем в статических яйцах. RF также использовался для бланширования овощей, чтобы увеличить содержание аскорбиновой кислоты для достижения наивысшего уровня витамина C. Использование технологии размораживания позволило улучшить качество обработанных продуктов. Интерес к методу высокочастотной сушки возрос благодаря однородности нагрева, большей глубине проникновения и более стабильному контролю температуры продукта.Обработанное RF мясо имело улучшенное качество и коагуляцию с приемлемым вкусом и внешним видом. Кроме того, радиочастотное нагревание используется при пастеризации йогурта и уничтожении микроорганизмов в жидких и твердых пищевых продуктах.

Введение

Термическая обработка — очень распространенный метод в пищевой промышленности для уничтожения микроорганизмов и подавления активности вредных ферментов с целью обеспечения безопасности пищевых продуктов и продления срока их хранения. Термическая обработка включает передачу тепла за счет теплопроводности и конвекции, что может продлить время, необходимое для нагрева, в зависимости от пищевой матрицы.Эти ограничения могут привести к значительным физико-химическим изменениям в термически обработанных пищевых продуктах, что может привести к изменению сенсорных и текстильных свойств, а также может привести к снижению пищевой ценности (Siefarth et al., 2014).

Исследователи занимались поиском технологий, альтернативных традиционной термической обработке. За последние несколько десятилетий новые технологии были описаны в научных публикациях, но большинство из этих новых методов еще не использовались в пищевой промышленности.Использование радиочастоты (RF; от 10 до 50 МГц) является одним из наиболее важных и многообещающих современных методов обогрева. RF как источник тепла был впервые описан в середине 20-го века и использовался для плавления замороженных пищевых продуктов, а также для обработки и консервирования мясных продуктов (Sanders, 1966). Электромагнитный нагрев характеризуется своей способностью генерировать тепло внутри пищевого материала за счет поляризации направления полярных диодов, таких как вода или принудительное движение ионов. Таким образом преодолеваются ограничения, накладываемые обычным нагревом.Процесс электромагнитного нагрева относительно быстр и происходит за счет передачи электромагнитной энергии непосредственно на продукт. Тепло генерируется внутри продукта без необходимости теплопередачи, в отличие от обычного нагрева (Datta and Davidson, 2000).

Микроволновое нагревание также использовалось при производстве пищевых продуктов. Этот метод нагрева улучшает сенсорные, химические и физические свойства пищевого материала, подвергающегося воздействию электромагнитных волн, по сравнению с обычным нагревом.Однако исследователи обнаружили, что используемые в микроволновой технологии частоты около 2,45 кГц имеют ограниченную способность проникать в большие объемы пищи. Например, глубина проникновения была измерена на уровне 1 см для микроволн с частотой 2,35 кГц в молоке или йогуртовых продуктах, тогда как Felke et al. (2009) показали, что глубина проникновения составляла около 20 см при использовании РЧ на частоте 27,12 МГц, что привело к более равномерному нагреву пищевого материала и большему диаметру воздействия. Предыдущие исследования показали, что более длинные волны, используемые при радиочастотном нагреве (RF-H), не приводят к каким-либо помехам или отрицательным эффектам внутри продуктов питания, тогда как использование микроволн привело к образованию холодных и горячих точек внутри продуктов ( Piyasena et al., 2003). Таким образом, в этом обзоре будут представлены общие сведения о научном принципе RF-H и применении RF-H в пищевой промышленности.

Научный принцип RF-H

RF — это электромагнитные волны в диапазоне от 10 до 300 ГГц (Orfeuil, 1987), как показано на рисунке 1, но диапазон частот, используемых для промышленного обогрева, находится между 10 и 50 МГц (Tang et al., 2005). Кроме того, разрешенные частоты для медицинских, научных и промышленных приложений — 13.56, 27,12 и 40,68 МГц соответственно (Marra et al., 2008). Более короткие длины волн связаны с более высокими частотами, как показано в следующем уравнении (Awuah et al., 2015):

Рисунок 1.

где f — частота электромагнитной волны (Гц), λ — длина волны (м), а c — скорость света (м / с) ( c = 3 × 10 ⁸ м / с). РЧ имеет более низкую частоту и большую длину волны (рисунок 1) и включает диапазон радиолокатора.

RF также называют нагревом диэлектрических потерь и диэлектрическим нагревом. RF-H классифицируется как новый метод термической обработки в области пищевой инженерии (Jiao et al., 2011). Поскольку электрические изоляторы пищевых материалов ограничены, электрическая энергия рассеивается и накапливается пищей при помещении в электромагнитное поле. Для описания поглощения этой энергии используются волновые уравнения Максвелла. Связанная вода в пище играет важную роль в диэлектрическом нагреве в диапазоне частот от 20 до 30 000 МГц (Wang et al., 2003).

Относительная комплексная диэлектрическая проницаемость рассчитывается с использованием следующего уравнения:

где ε * — относительная комплексная диэлектрическая проницаемость, составная из диэлектрической проницаемости (ε), а εo — диэлектрическая проницаемость в свободном пространстве, равная 8,8542 × 10 ⁻¹² F / м.

Эти факторы ответственны за диэлектрический нагрев. Диэлектрическая проницаемость — важный фактор, который используется для измерения способности пищевых продуктов накапливать электромагнитную энергию и, таким образом, меры свойства пищевого материала рассеивать электромагнитную энергию.Уравнение (2) описывает взаимосвязь между относительной комплексной диэлектрической проницаемостью, коэффициентом диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью,

, где j = -1 и ε ′ ′ — коэффициент диэлектрических потерь.

Чтобы описать коэффициент рассеяния (мощность рассеяния) материала, тангенс угла потерь используется следующим образом (Piyasena et al., 2003):

Когда продукты (содержащие полярные молекулы, такие как вода) подвергаются воздействию переменного электрического поля. происходит диэлектрический нагрев. Полярные молекулы обладают электрическими дипольными моментами, а центры отрицательного и положительного заряда не выравниваются, когда пища помещается в электрическое поле, а полярные молекулы выравниваются по электрическому полю.Поляризация возникает из-за миграции положительных и отрицательных зарядов к разным концам молекул (рис. 2). Полярные молекулы также непрерывно вращаются, выравниваясь с изменяющимся полем в переменном электрическом поле. Этот процесс называется вращением диполя (Marra et al., 2008). Во время этого процесса трение между молекулами преобразует электромагнитную энергию в тепло, поэтому температура обрабатываемых материалов повышается. Однако движение диссоциативных ионов в пищевых продуктах, соответствующее приложенному переменному электрическому полю, имеет то же направление.Следовательно, колебательное движение ионов (вперед и назад) в материале генерирует тепло из-за трения (Buffler, 1993). Этот механизм известен как ионная проводимость. Дипольное вращение и ионная проводимость являются основными доминирующими методами в RF-H (Ryynanen, 1995). Температура и частота играют важную роль в обоих этих механизмах из-за увеличения движения молекул за счет увеличения частоты и температуры. Система RF-H состоит из источника переменного напряжения, конденсатора и двух электродов, каждый из которых соединен для образования электрической цепи для системы диэлектрического нагрева, как показано на рисунке 3.

Рис. 2.

Объемный заряд и диполярная поляризация в переменном электрическом поле на радиочастотах, адаптировано из (Orsat and Raghavan, 2005).

Рис. 2.

Рисунок 3.

Принципиальная схема системы радиочастотного обогрева (RF-H).

Рисунок 3.

Принципиальная схема системы радиочастотного обогрева (RF-H).

Емкость конденсатора можно рассчитать по следующему уравнению:

, где d — расстояние между электродами (м), а C — емкость (Фарады).

Скорость повышения температуры и рассеяния мощности при нагреве диэлектрика можно рассчитать по следующим уравнениям (Orsat and Raghavan, 2005):

где dTdt — скорость повышения температуры (° C / с) во времени, P — мощность (Вт / м ³), c — удельная теплоемкость диэлектрического материала (Дж / кг.K), ρ — плотность (кг / м ³), f — частота (Гц), а E — значение коэффициента диэлектрических потерь (В / м).

Глубина проникновения энергии (⁠dp) была рассчитана следующим образом (Buffler, 1993):

dp = c22πf {ε [1+ (ε ″ ε) 2−1]} 1/2.

(8)

Теплообмен происходит за счет теплопроводности внутри продукта, а конвекция на поверхности продукта и выделение тепла внутри продукта происходит за счет RF-H. Теплопередача в электромагнитном поле рассчитывается по следующему уравнению:

ρCp∂T∂t = ∇ (k∇T) + Q,

(9)

, где Q — плотность поглощения ВЧ-мощности, подаваемой в пищу при напряженность электрического поля.Q можно рассчитать как (Barber, 1983)

, где E — напряженность электрического поля, которая определяется электромагнитным полем и на которую влияют диэлектрические свойства пищи, εoεr ′ ′ = ε′′⁠, а r — относительная диэлектрическая проницаемость потерь энергии.

Уравнение (9) можно записать следующим образом:

ρCp∂T∂t = ∂∂x (k∂T∂x) + ∂∂y (k∂T∂y) + ∂∂z (k∂T∂ г) + Q.

(11)

Выделение тепла зависит от влажности и температуры в определенных местах x , y и z .

Математические модели играют важную роль в оптимизации продукта, параметров обработки и проектирования во время RF-H.

Время нагрева определяется следующим уравнением (Orfeuil, 1987):

, где Pv — максимальная мощность на единицу объема (Вт / м ²), ω — угловая частота (рад / с), ρ — среда. плотность (кг / м ³), Cp — удельная теплоемкость среды (Дж / кг. ° C), th — время нагрева.

Преимущества и недостатки RF-H

RF-H обладает множеством характеристик по сравнению с обычными теплообменниками и теплораспределителями.Очень важно, чтобы электроды не контактировали с пищей напрямую при использовании устройств RF-H, чтобы избежать образования джоулева нагрева (омического нагрева). Этот метод можно применять как к жидкой, так и к твердой пище. Кроме того, было показано, что длина волны RF (11 м при 27,12 МГц) больше, чем длина волны микроволнового излучения. Более того, из-за способности радиочастотной энергии проникать в продукты питания глубже, чем обычные микроволны, тепло генерируется внутри продукта и распределяется равномерно.Хорошо задокументировано, что строительство крупномасштабного RF-H проще и улучшает качество конечного продукта. Еще одним преимуществом этой экологически чистой технологии является ее более высокая эффективность использования энергии (Rowley, 2001).

Недостатки RF-H

Как и большинство современных технологий, RF-H имеет некоторые недостатки, которые, по существу, ограничиваются снижением плотности мощности, о чем сообщили Джонс и Роули (1997). Кроме того, из-за своей высокой эффективности и качества продукции оборудование RF-H дороже по сравнению с оборудованием, используемым в традиционных системах отопления (Jones and Rowley, 1997).

Улучшение однородности RF-H с помощью компьютерного моделирования

Объемный и быстрый нагрев происходит при использовании RF-H. Коммерческие применения RF ограничены из-за неравномерного нагрева (неравномерного распределения температуры) в продукте при использовании RF-H (Fu, 2004). Есть много других факторов, которые оказывают важное влияние на однородность RF-H, такие как физические свойства, диэлектрические свойства, тепловые свойства, расстояние между обрабатываемым продуктом и электродами, химические свойства среды и инженерная конструкция устройств RF-H. (Фу, 2004).Неоднородность RF-H может привести к повреждению продукта и упаковки. Чтобы решить эту проблему, существует множество методов, используемых для улучшения однородности RF-H, таких как помещение продукта в горячий воздух, горячую воду или соленую воду (Harraz, 2007). Birla et al. (2008) использовали вращение для улучшения однородности RF-H. Wang et al. (2010) и Ling et al. (2016) использовали перемешивание и перемешивание контейнеров с продуктами между электродами. Существует еще один метод, используемый для улучшения однородности RF-H, который называется импульсным режимом (Hansen et al., 2006). Компьютерное моделирование можно использовать для повышения однородности RF-H путем разработки нескольких моделей для изучения различных факторов и методов для различных пищевых продуктов, таких как пшеничная мука (Gao et al., 2018), зерно пшеницы (Chen et al., 2015), соевые бобы ( Huang et al., 2015), мясо (Uyar et al., 2015) и сухой корм (Huang et al., 2016). Компьютерное моделирование используется для понимания новой стратегии тестирования, механизма, оптимизации параметров и определения наилучших условий обработки RF-H для конкретных пищевых продуктов (Huang et al., 2016).

Равномерность нагрева обработанной пищи можно рассчитать с помощью следующего уравнения (Alfaifi et al., 2016):

UI = 1Vvol∫Vvol (T − Tav) 2Tav − Tinitial,

(15)

где Vvol — объем пищевого материала (м ³), Tav — средняя температура (° C), T — местная температура (° C), а меньшее значение UI относится к наилучшей однородности RF-H. Когда значение UI равно нулю, распределение температуры в пищевом материале полностью равномерно.

Альфаифи и др. (2016) использовали модели компьютерного моделирования для улучшения однородности нагрева изюма, обработанного RF-H для борьбы с насекомыми. Равномерность нагрева была улучшена за счет закругления углов контейнеров и уменьшения острых краев на упаковках. Конфигурация электродов была изменена и после RF-H использовался нагнетательный воздух. Эти модификации позволили снизить разницу температур изюма примерно до 5 ° C. Кроме того, уменьшение длины электрода на 4 см меньше, чем горизонтальный размер прямоугольных контейнеров, улучшило равномерность нагрева.

Dev et al. (2012) использовали моделирование RF-H в яичной скорлупе на частоте 27,12 МГц для изучения равномерности нагрева обработанных яиц и определения мест горячих и холодных точек, образовавшихся из-за неравномерного нагрева. Из рисунка 4 видно, что нагрев является неравномерным из-за образования горячих и холодных точек внутри яичной скорлупы, поскольку яйцо, ближайшее к электродам, нагревается быстрее, чем яйцо, находящееся дальше от электродов. На рисунках 4 и 5 показано, что неоднородность RF-H увеличивалась, когда воздушный зазор между яйцами и параллельными электродами уменьшался с 5 до 0.5 мм. С другой стороны, однородность нагрева во вращающихся яйцах выше, чем у статических яиц, как показано на Рисунке 6.

Рис. 4.

Результаты моделирования распределения температуры (K) в статических яйцах в скорлупе (воздушный зазор между параллельными пластинчатыми электродами и яйцом составляет 5 мм) (Dev et al., 2012).

Рис. 4.

Рис. 5.

Результаты моделирования распределения температуры (K) в статических яйцах в скорлупе (воздушный зазор между параллельными пластинчатыми электродами и яйцом составляет 0,5 мм) (Dev et al., 2012).

Рис. 5.

Рисунок 6.

Моделирование распределения температуры во вращающихся яйцах (воздушный зазор между параллельными пластинчатыми электродами и яйцами составляет 5 мм) (Dev et al., 2012).

Рисунок 6.

Применение RF-H в пищевой промышленности

Нагревание хлеба.

Об одном из первых исследований процесса пастеризации в РФ было сообщено более 70 лет назад с использованием двух видов хлеба. Часть нарезанного белого хлеба и черный хлеб по-бостонски подвергались воздействию частот 14 и 17 МГц в ВЧ-блоке (Cathcart et al., 1947). Сорок семь секунд хватило, чтобы поднять температуру нарезанного хлеба до 60 ° C. Эта стерилизация оказала положительное влияние на сохранность как нарезанного белого хлеба, так и черного хлеба по-бостонски. Проверка качества продемонстрировала отсутствие плесени после 10 дней хранения при 24 ° C и 29 ° C. Что еще более важно, новая технология положительно повлияла на текстуру хлеба. Сообщалось, что ранее сухая кожистая текстура хлеба отсутствовала после RF-H, без изменения содержания тиамина.Через год после этого открытия в другом исследовании сообщалось о способности RF контролировать как Aspegillus , так и Penicillium в нарезанном хлебе при обработке на частоте 26 МГц (Bartholomew et al., 1948).

Бланширование

RF также используется для бланширования овощей и ограничения потери их питательной ценности. При использовании радиочастотного автогенератора на частоте 15 МГц температура овощей достигала 77 ° C (Moyer and Stotz, 1947). Было показано, что RF-H оказывает негативное влияние на активность каталазы обработанных овощей после нескольких дней хранения при -23 ° C.Кроме того, в овощах, бланшированных при 88 ° C, было повышено содержание аскорбиновой кислоты при самом высоком уровне витамина C. Витамин C необходим для поддержания здоровья соединительной ткани, а также может действовать как антиоксидант. Однако сообщалось, что RF-бланширование отрицательно влияет как на овощной вкус, так и на цвет по сравнению с традиционным методом бланширования с использованием воды и пара.

Размораживание

После использования RF для нагрева и бланширования пищевых продуктов в 1947 году были предприняты попытки использовать RF-энергию для размораживания замороженных продуктов.ВЧ на частоте 14–17 МГц было достаточно для размораживания 450–13,6 кг замороженных яиц, фруктов, овощей и рыбы за 2–15 мин. Использование этой технологии привело к лучшему качеству из-за минимального обесцвечивания и потери вкуса по сравнению с традиционным оттаиванием (Cathcart et al., 1947). Пятнадцать лет спустя Джейсон и Сандерс использовали радиочастоты в диапазоне от 36 до 40 МГц для размораживания белой рыбы, замороженной при -29 ° C (Jason and Sanders, 1962). RF успешно уменьшил время оттаивания с 3 и 16 часов при использовании воздуха и воды, соответственно, до 12 минут с RF.Используя тот же протокол, Сандерс смог уменьшить время оттаивания различных пищевых колбас, мяса, пирогов и бекона до 10–50 минут после нескольких проходов через блок RF (Sanders, 1966). Время оттаивания зависит от множества факторов, включая однородность используемых блоков, а также размер и диэлектрические свойства. В целом исследование показало, что время оттаивания с использованием RF было намного короче, чем при использовании традиционных методов.

В другом независимом исследовании использовалась замороженная нежирная говядина толщиной 4 см. Термическая обработка, производимая ВЧ-блоком на частоте 35 МГц, требовала двух проходов через ВЧ-блок и длилась 34 мин.Блоки говядины весом от 30 до 60 кг размораживали через 1,5 часа в ВЧ-установке мощностью 25 кВт.

Сушка

Сушка на основе RF-H имеет множество преимуществ по сравнению с традиционной сушкой и микроволновой сушкой (Mermelstein, 1998). Например, сушилка после выпечки Macrowave ^TM 7000 Series (например, для печенья и крекеров) была разработана Radio Frequency, Inc. (Миллис, Массачусетс) и продемонстрировала множество преимуществ, включая следующие: возможность увеличения скорости линии печи, однородность тепла, точный контроль мощности, отсутствие перепада температур, экономия места, формирование желаемой структуры мякиша и способность уравновешивать и контролировать влажность, что приводит к полностью однородному профилю влажности.RF-H также использовался для стерилизации фасованной муки и сухих пищевых продуктов с плохими термическими характеристиками, таких как кофе, орехи, бобы, какао, кукуруза, зерна и бобы. Вертикальный ВЧ-блок с частотой 60 МГц был способен повысить температуру обжарки какао-бобов до 130 ° C, что снизило содержание влаги с 6 до 1 процента (Cresko and Anantheswaran, 1998). Благодаря большему потенциалу проникновения излучаемой энергии в центр продукта, RF-H может сушить продукты равномерно. На рисунке 7 показано, что время сушки сушилки RF было меньше, чем у обычной сушилки, из-за более высокой скорости сушки сушилки RF по сравнению с обычной сушилкой.Время сушки с использованием обычной сушилки было на 150% больше, чем у сушилки RF (Awuah et al., 2015).

Рис. 7.

Типичная кривая сушки пищевых материалов с помощью радиочастоты (RF) и обычной сушилки (Awuah et al., 2015).

Рис. 7.

Типичная кривая сушки пищевых материалов с помощью радиочастоты (RF) и обычной сушилки (Awuah et al., 2015).

RF классифицируется как технология сушки четвертого поколения (Ramaswamy, 2015).Интерес к методу высокочастотной сушки возрос благодаря однородности нагрева, большей глубине проникновения и более стабильному контролю температуры продукта (Wang et al., 2014; Zhou et al., 2018). Метод высокочастотной сушки также известен как диэлектрический нагрев (Zemni et al., 2017). Нагревание пищи с помощью ВЧ и микроволн происходит быстрее и эффективнее с точки зрения объема благодаря внутреннему выделению тепла в обработанной пище, которое происходит из-за ионной проводимости и дипольного вращения молекул.Сушка пищевых продуктов с помощью RF требует меньшего времени сушки и имеет более равномерную скорость сушки, а высушенные продукты имеют приемлемое качество (Huang et al., 2018). RF считается потенциально передовым методом сушки, и многие исследователи использовали RF для сушки таких продуктов, как орехи макадамия (Wang et al., 2014) и ядра арахиса (Albanese et al., 2013). Чжоу и др. (2018) изучали влияние трех методов сушки (RF, вакуумная сушка и сушка горячим воздухом) на характеристики сушки грецких орехов, как показано на Рисунке 8. Время, необходимое для сушки грецких орехов с использованием RF, было меньше, чем время сушки в вакууме или сушка горячим воздухом.При сушке RF температура повышается быстро по сравнению с сушкой в вакууме или горячим воздухом, поскольку содержание влаги играет важную роль в повышении температуры пищевых продуктов, обработанных RF-H (9,8% сухой массы). Скорость RF-сушки была выше, чем скорость сушки в вакууме или горячим воздухом. Кроме того, наблюдались три стадии скорости сушки (стадии увеличения, постоянной и падающей скорости) при сушке RF, тогда как при сушке в вакууме и сушке горячим воздухом наблюдалась только стадия постоянной скорости.

Рисунок 8.

Характеристики сушки (соотношение влажности, температура и скорость сушки) грецких орехов с использованием сушилок RF, вакуума и горячего воздуха (Zhou et al., 2018).

Рис. 8.

Комбинированная сушка RF включает тандемную и параллельную сушку. Тандемная сушка (гибридная сушка) включает в себя различные методы сушки на разных этапах для повышения энергоэффективности, тепловых характеристик, однородности сушки и улучшения качества (Xu et al., 2004). Примером тандемной сушки является сушка после нанесения основы RF (Rice, 1993), которая, как было показано, предотвращает обесцвечивание и потерю вкуса (Koral, 2004).

Параллельно-комбинированный метод RF-сушки сочетает в себе RF-сушку с традиционным методом сушки (вакуум, псевдоожиженный слой). Целью параллельной комбинированной высокочастотной сушки является увеличение теплопередачи за счет конвекции и теплопроводности во время сушки. Примером этого метода является вакуумная сушилка RF производства Hebei Huashijiyuan Industrial 215 High Frequency Equipment, Ltd.Эта вакуумная сушилка RF состоит из двух электродов (регулируемое расстояние от 20 до 300 мм), вакуумной камеры, вакуумного насоса, водосборника, системы мониторинга и аппликатора RF-H (рис. 9a). Чтобы ускорить сушку за счет конвективной теплопередачи, RF-H комбинируется с горячим воздухом (рис. 9b). Эта система состоит из электродных пластин с параллельной перфорацией, конвейерной ленты, блока RF-H, пластикового контейнера и системы горячего воздуха. Сушку нута, зеленого горошка и чечевицы проводили на комбинированной сушилке с горячим воздухом RF.Сушилка RF сократила время нагрева и снизила скорость нагрева для всех трех овощей (Wang et al., 2010).

Рис. 9.

(а) вакуумная сушилка RF и (б) сушилка горячего воздуха RF (Wang et al., 2010).

Рис. 9.

(a) ВЧ-вакуумная сушилка и (б) ВЧ-сушилка с горячим воздухом (Wang et al., 2010).

Мясопереработка

Первые исследования пастеризации мяса в ВЧ проводились еще в 1953 году. ВЧ-блок, работающий на частоте 9 МГц, смог стерилизовать 2 человека.7 кг ветчины без костей, достигнув желаемой температуры 80 ° C примерно за 10 минут (Pircon et al., 1953). Семнадцать лет спустя Бенгтссон и Грин (1970) разработали непрерывную высокочастотную пастеризацию соленой ветчины, упакованной в оболочки Cryovac, которая была изменена с 35 на 60 МГц, достигая температуры 80 ° C в центре ветчины. По сравнению с традиционной обработкой горячей водой время обработки, качество мяса и потери сока значительно улучшились при использовании блока RF. Кроме того, блоку RF требуется только треть времени для обработки 0.91 кг постной ветчины нагревают в туннеле конденсатора на частоте 60 МГц. Результаты показали, что потери сока сократились, а качество улучшилось по сравнению с традиционной обработкой горячей водой (Bengtsson and Green, 1970). В 1991 году наблюдалась линейная зависимость между температурой и напряжением на электроде, используемым для пастеризации колбасной эмульсии. Двух минут было достаточно для обработки эмульсии колбасных изделий при массовом расходе 120 кг / ч. При воздействии на 27 МГц температура увеличилась с 15 ° C до 80 ° C.Хотя при обычном процессе нагрева скорость нагрева составляла 1 ° C / мин, RF-блок был способен обрабатывать центр (диаметром около 50 мм) колбасы со скоростью нагрева 40 ° C / мин (Houben et al., 1991 ). Радиочастотная термообработка показала летальный эффект на тестируемые организмы при тех же значениях пастеризации, что и обычная термообработка, тогда как обработанное RF мясо имело лучшее качество и лучше коагулировалось с приемлемым вкусом и внешним видом.

Молочные продукты

В недавнем исследовании было продемонстрировано, что электрическая проводимость йогурта прямо пропорциональна его температуре.Сообщенная проводимость была выше, чем у молока, что могло быть связано с проводимостью молочной кислоты в йогурте (Siefarth et al., 2014). При использовании RF-H (йогурт, начиная с 40 ° C) потребовалось 60, 90 и 120 секунд, чтобы достичь 58 ° C, 65 ° C и 72 ° C, соответственно, со скоростью нагрева 0,28 ± 0,02. К · с ^-1. Для перемешивания йогурта на водяной бане RF постоянно применялись температуры 58 ° C и 65 ° C. Однако нагревание банок с йогуртом при очень высоких температурах, таких как 72 ° C, может вызвать значительный перегрев с последующим сильным сжатием йогуртового творога и отделением сыворотки (Siefarth et al., 2014). Когда одинаковые температуры (58 ° C, 65 ° C и 72 ° C) применялись к перемешанному йогурту в конвекционной печи, наблюдались ограничения теплопередачи, в отличие от RF-H. Скорость нагрева конвекционной печи составляла 0,30, 0,41 и 0,55 К · мин ^-1, что было сравнительно ниже по сравнению со скоростью нагрева RF-H (0,28 ± 0,02 К · с ^-1). Кривая нагрева показала медленно восходящий сигмоидальный характер. Хотя нагревание успешно применялось при большинстве температур, сообщалось о некоторых проблемах с диэлектрическим нагревом йогуртовых гелей при 72 ° C (рис. 10).На сегодняшний день большинство текущих исследований направлено на продление срока хранения йогурта при сохранении высокого качества продукта, включая текстуру и сенсорные свойства.

Рисунок 10.

Влияние RF-H на инактивирующие микроорганизмы

RF-H можно использовать для борьбы с патогенами в пищевых продуктах из-за быстрого и объемного нагрева, а также для снижения потери качества пищевых продуктов (Hou et al., 2016). Использование RF-H приводит к снижению патогенных микроорганизмов в сельскохозяйственных материалах на 4 log (Jiao et al., 2016; Ли и др., 2017). В некоторых исследованиях упоминалось, что RF-H обладает способностью инактивировать Bacillus cereus и Clostridium perfringens в свинине для завтрака (Awuah et al., 2005; Byrne et al., 2006), Escherichia coli и Listeria innocua. в молоке (Awuah et al., 2005) и Clostridium sporogenes в яичнице-болтунье (Luechapattanaporn et al., 2005). Кроме того, сообщалось, что при использовании RF-H при 90 ° C в течение 5 минут были обнаружены термически разрушенные Cronobacter sakazakii и Salmonella spp.возбудители, вызывающие наибольшее беспокойство, содержатся в обезжиренном сухом молоке (Michael et al., 2014). Zheng et al. (2017) протестировали RF-H, чтобы контролировать противогрибковую эффективность в различных типах продуктов питания. Исследование было проведено с целью разработки экспериментальной установки с частотой 27,12 МГц и 6 кВт для быстрой пастеризации 3,0 кг образцов кукурузы. Результат этого исследования позволил обеспечить соответствие требуемому стандарту качества, используемому в зерновой промышленности, за счет уменьшения Aspergillus parasiticus на 5–6 log. Более того, некоторые исследования доказали, что ВЧ играет роль эффективной однородности нагрева.Zhao et al. (2017) указали, что не было ухудшения цвета порошка брокколи, когда RF-H применяли в течение разного времени, и результаты показали, что общее количество бактерий было значительно уменьшено на 4,2 log колониеобразующих единиц (КОЕ) / г с незначительно после RF-H в течение 5 мин. Таким образом, RF-обработка оказалась многообещающей технологией с потенциалом для снижения мощности применяемого RF и, таким образом, способствуя лучшему сохранению качества продуктов с низким содержанием влаги.

Будущие аспекты RF-H

Технология

RF имеет значительный потенциал для замены традиционного (водяного и парового) и микроволнового нагрева в пищевой промышленности.RF предлагает основные преимущества, включая возможность немедленно проникать в пищу на глубину до 20 см и более для более равномерного и эффективного нагрева и ограниченные негативные побочные эффекты, такие как снижение качества пищи или нежелательное сенсорное восприятие. Пищевые ученые и инженеры могут предвидеть определение оптимальных радиочастот, времени воздействия и конфигурации для нагрева одного продукта или группы аналогичных продуктов. В то же время относительное влияние РФ на качество пищи и сенсорное восприятие может быть изучено с целью разработки оптимальной единицы РФ для конкретного продукта питания или группы пищевых продуктов.Это нагревание пищевых продуктов может быть предназначено для пастеризации, обработки готовых пищевых продуктов или повторного нагрева потребителя, при этом в каждой ситуации есть свои требования. Поскольку ВЧ-блоки не имеют магнетронов, ВЧ-блоки обычно дешевле, чем микроволны, с точки зрения масштабирования от лаборатории до применения на перерабатывающем предприятии и, таким образом, требуют меньших затрат на техническое обслуживание.

Потенциальным ограничением для оптимального выбора RF является обозначение диапазона RF в стране эксплуатации. Например, текущие частоты, выделяемые для промышленных, научных и медицинских (ISM) приложений, обычно включают частоты с центром в 6.78, 13,56, 27,12 и 40,68 МГц. Любые телекоммуникационные устройства, использующие эти частоты, должны выдерживать радиочастотные помехи от других устройств. Следовательно, использование других частот, предназначенных для телекоммуникационного оборудования, потребует экранирования радиочастот для предотвращения помех. К счастью, радиочастотные волны с их более длинными волнами легче защищать, чем микроволны.

В будущем бытовые микроволновые печи также могут быть заменены радиочастотными устройствами, которые намного более эффективны при приготовлении или подогреве пищи.Современные микроволны имеют управление с помощью одной кнопки для различных продуктов, которые управляют цикличностью микроволн с течением времени. Однако представьте себе радиочастотную печь с аналогичными однокнопочными элементами управления, которые могут изменять частоту, продолжительность и цикличность радиочастотного излучения, чтобы максимизировать качество и пользу для здоровья от конкретной пищи. Результаты исследований RF-H за последние несколько десятилетий ясно показали, что в ближайшем будущем RF-H станет очень привлекательной технологией обработки, обеспечивающей безопасность и высокое качество пищевых продуктов, благодаря ее способности глубоко проникать в продукты быстрой однородности. обогрев.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить факультет пищевых наук, Сельскохозяйственный колледж Университета Басры.

Заявление о конфликте интересов

Не объявлено.

Список литературы

Albanese

Cinquanta

Cuccurullo

Di Matteo

. (

2013

Влияние методов сушки с помощью микроволн и горячего воздуха на цвет, бкаротин и активность абрикосов по улавливанию радикалов

Международный журнал пищевой науки и технологий

(

1327

—

1333

Alfaifi

Tang

Rasco

Wang

Sablani

. (

2016

Анализ компьютерного моделирования для улучшения однородности радиочастотного (РЧ) нагрева сухофруктов для борьбы с насекомыми

Innovative Food Science & Emerging Technologies

125

—

137

Awuah

Ramaswamy

Economides

Mallikarjunan

. (

2005

Инактивация Escherichia coli K-12 и Listeria innocua в молоке с помощью радиочастотного (RF) нагрева

Innovative Food Science & Emerging Technologies

(

396

—

402

Awuah

G. B.

Ramaswamy

H. S.

Tang

. (

2015

Принципы и приложения радиочастотного нагрева в пищевой промышленности

Флорида:

CRC Press

. п.

404

Парикмахерская

(

1983

Electroheat

(1-е изд.).

Лондон:

Granada Publishing Limited

Bartholomew

J. W.

;

Харрис

Р. Г.

;

Sussex

(

1948

Электронная консервация бостонского черного хлеба

Food Technology

—

Bengtsson

N. E.

Зеленый

1970

Радиочастотная пастеризация ветчины

Journal of Food Science

681

—

687

Бирла

S. L.

Wang

Tang

. (

2008

Компьютерное моделирование радиочастотного нагрева модельного фрукта, погруженного в воду

Журнал пищевой инженерии

(

270

—

280

Буфер

C. R

. (

1993

Приготовление и обработка в микроволновой печи: основы инженерии для пищевого специалиста

Нью-Йорк:

Ван Ностранд Рейнхольд

Бирн

Б.

Данн

Г.

Болтон

Д. Дж

. (

2006

Термическая инактивация вегетативных клеток и спор Bacillus cereus и clostridium perfringens в свиной булочке для завтрака

Пищевая микробиология

803

—

808

Cathcart

W. H.

Parker

J. J.

Beattie

H. G

. (

1947

Обработка фасованного хлеба высокочастотным нагревом

Food Technology

174

—

177

Chen

Wang

Ван

. (

2015

Стратегия моделирования радиочастотного нагрева в условиях перемешивания

Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве

118

100

—

110

Cresko

J. W.

Anantheswaran

R. C

. (

1998

Диэлектрическая сушка и обжиг для пищевой промышленности

Труды 33-го симпозиума по микроволновой энергии

Чикаго, Иллинойс

.п.

—

Datta

A. K.

Davidson

P. M

. (

2000

Обработка микроволн и радиочастот

Journal of Food Science

—

Дев

S. R. S.

;

Каннан

С.

;

Gariepy

Vijaya Raghavan

G. S

. (

2012

Оптимизация радиочастотного нагрева яиц в скорлупе посредством моделирования методом конечных элементов и экспериментальных испытаний

Прогресс в исследованиях в области электромагнетизма B

203

—

222

Felke

Pfeiffer

Eisner

. (

2009

Neues Verfahren zur schnellen und schonenden Erhitzung von verpackten Lebensmitteln: Hochfrequenzerhitzung im Wasserbad

Chemie Ingenieur Technik

(

1815

—

1821

Y. C

. (

2004

Основы и промышленные применения микроволн и радиочастот в пищевой промышленности.

In:

Пищевая промышленность: принципы 1695 и приложения

Smith

J. S.

Hui

Y. H.

, ред.

Блэквелл

Айова,

стр.

—

100

Гао

Liu

Zheng

. (

2018

Влияние термической обработки ржаной муки на качество ржано-пшеничного пропаренного хлеба

Международный журнал пищевой науки и технологий

(

1109

—

1119

Hansen

J. D.

Drake

S. R.

Watkins

M. A.

Heidt

M. L.

Anderson

P. A.

Tang

. (

2006

Применение радиочастотных импульсов для равномерного нагрева при послеуборочной борьбе с плодожоркой (Lepidoptera: Tortricidae) свежих яблок (Malus domestica Borkh)

Журнал качества пищевых продуктов

(

492

—

504

Харраз

2007

Радиочастотный нагрев для обезвоживания и борьбы с вредителями арахиса в скорлупе

. (Магистерская диссертация)

Обернский университет

Оберн, AL

Hou

Johnson

J. A.

Wang

(

2016

Радиочастотный обогреватель для послеуборочной борьбы с вредителями в сельскохозяйственной продукции: обзор

Послеуборочная биология и технология

113

106

—

118

Houben

Schoenmakers

van Putten

van Roon

Krol

. (

1991

Радиочастотная пастеризация колбасных эмульсий как непрерывный процесс

Журнал микроволновой энергии и электромагнитной энергии

(

202

—

205

Хуанг

Марра

Wang

. (

2016

Новая стратегия улучшения однородности радиочастотного нагрева сухих пищевых продуктов с использованием компьютерного моделирования

Инновационная наука о продуктах питания и новые технологии

100

—

111

Huang

Marra

Subbiah

Wang

2018

Компьютерное моделирование для улучшения однородности нагрева пищевых продуктов с помощью радиочастот (RF): обзор

Критические обзоры в области пищевой науки и питания

1033

—

1057

Хуанг

Чжу

Ян

Ван

. (

2015

Моделирование и прогноз радиочастотного нагрева сухой сои

Biosystems Engineering

129

—

Джейсон

A. C.

Sanders

H. R

. (

1962

Диэлектрическое оттаивание рыбы. Эксперименты с замороженной селедкой. Опыты с замороженной белой рыбой

Food Technology

(

101

—

112

Цзяо

С.

Джонсон

Дж.A.

Tang

Tiwari

Wang

. (

2011

Диэлектрические свойства вигнового долгоносика, черноглазого гороха и маша с учетом разработки методов радиочастотной термообработки

Biosystems Engineering

108

(

280

—

291

Jiao

Zhong

Deng

, (

2016

Воздействие горячего воздуха на семена пшеницы и кукурузы: изменение качества и подавление грибков

Журнал исследований хранимых продуктов

265

—

271

Джонс

П. Л.

Роули

. (

1997

Диэлектрические сушилки в промышленной сушке пищевых продуктов

Лондон

Blackie Academic and Professional

Корал

. (

2004

Радиочастотный нагрев и последующая выпечка

Biscuit World, выпуск

(

—

Kou

Cheng

Zheng

Wang

. (

2017

Проверка процесса радиочастотной пастеризации миндаля в скорлупе

Журнал пищевой инженерии

192

103

—

110

Ling

Hou

Wang

. (

2016

Стабильность при хранении фисташек под влиянием радиочастотной обработки для послеуборочной дезинсекции

Innovative Food Science & Emerging Technologies

357

—

364

Luechapattanaporn

Wang

Tang

Hallberg

, С. P

. (

2005

Стерилизация яичницы-болтуньи в военных полимерных лотках радиочастотной энергией

Journal of Food Science

(

E288

—

E294

Марра

Zhang

Lyng

J. G.

, (

2008

«Радиочастотная обработка пищевых продуктов: обзор последних достижений»

Журнал пищевой инженерии

497

—

508

Мермельштайн

N. H

. (

1998

СВЧ и радиочастотная сушка

Food Technology

(

—

Майкл

Phebus

Thippareddi

Subbiah

Birla

SL 9000midt

. (

2014

Валидация системы радиочастотного диэлектрического нагрева для уничтожения видов cronobacter sakazakii и сальмонелл в обезжиренном сухом молоке

Journal of Dairy Science

7316

—

7324

Мойер

Дж. К.

Stotz

. (

1947

Бланшировка овощей электроникой

Food Technology

252

—

257

Орфей

. (

1987

Технологическое электрическое отопление

Колумбус, Огайо:

Battelle Press

Орсат

В.

Рагхаван

г.С. В.

(

2005

Радиочастотная обработка.

In:

Sun

D. W.,

ed.

Новые технологии для пищевой промышленности

Нью-Йорк:

Elsevier Academic press

. п.

771

Pircon

L. J.

Loquercio

Doty

D. M

. (

1953

Высокочастотный нагрев как единая операция в мясопереработке

Сельскохозяйственная и пищевая химия

(

844

—

847

Piyasena

Dussault

Koutchma

Ramaswamy

H. S.

Awuah

G. (

2003

Радиочастотный нагрев пищевых продуктов: принципы, применение и связанные свойства — обзор

Критические обзоры в области пищевой науки и питания

587

—

606

Рамасвами

H. S

. (

2015

Радиочастотный нагрев в пищевой промышленности, принципы и применение

Бока-Ратон:

CRC Press

. п.

404

Рис

Дж

. (

1993

). Технология

RF повышает конкурентоспособность пекарни

Food Process

—

Роули

A. T

2001

Радиочастотный обогрев.

В:

Richardson

P. S.

, ed.

Тепловые технологии в пищевой промышленности

Woodhead Publishing

Cambridge, UK

, pp.

163

—

177

Ryynanen

. (

1995

Электромагнитные свойства пищевых материалов: обзор основных принципов

Журнал пищевой инженерии

409

—

429

Шлифовальные станки

H. R

. (

1966

Диэлектрическое оттаивание мяса и мясных продуктов

Международный журнал пищевой науки и технологий

(

183

—

192

Siefarth

Tran

T. B.

Mittermaier

Pfeiffer

Buettner

2014

Воздействие радиочастотного нагрева на йогурт II: микроструктура и текстура

Foods (Базель, Швейцария)

369

—

393

Tang

Cronin

D. A.

Brunton

N. P.

, (

2005

«Влияние радиочастотного нагрева на химические, физические и сенсорные аспекты качества рулетов из грудки индейки»

Пищевая химия

(

—

Uyar

Bedane

T. F.

Erdogdu

Palazoglu

T. K.

Farag

K. (

2015

Радиочастотное размораживание пищевых продуктов — вычислительное исследование

Журнал пищевой инженерии

146

163

—

171

Ван

и др. (

2003

Диэлектрические свойства фруктов и насекомых-вредителей в связи с обработкой радиочастотами и микроволнами

Biosystems Engineering

(

201

—

212

Wang

Tiwari

Jiao

Johnson

Tang

(

2010

Разработка обработок послеуборочной дезинсекции бобовых с использованием энергии радиочастоты

Biosystems Engineering

105

341

—

349

Ван

Ю.

и др. (

2014

Разработка высокочастотной сушки горячим воздухом для орехов макадамии в скорлупе

Food and Bioprocess Technology

(

278

—

288

Y. Y.

;

Чжан

м.

;

Mujumdar

A. S.

;

Zhou

L. Q.

;

Сан

Дж. К.

(

2004

Исследования по сушке дикорастущей капусты горячим воздухом и микроволновым излучением

Технология сушки

(

2201

—

2209

Земли

Х.,

и др. (

2017

)

Физико-химические, фитохимические и микологические характеристики итальянского мускатного изюма, полученные с использованием различных методов предварительной обработки и сушки

Food Bioprocess Technology

(

479

—

490

Zhao

Yang

Singh Sidhu

Kong

. (

2017

Радиочастотный нагрев для инактивации микроорганизмов в порошке брокколи

Качество и безопасность пищевых продуктов

(

—

100

Zheng

Zhang

Wang

. (

2017

Верификация радиочастотной пастеризации для борьбы с Aspergillus parasiticus на зернах кукурузы

Международный журнал пищевой микробиологии

, 249: 27–34.

Чжоу

Gao

Mitcham

E.J.

Wang

(

2018

Сравнительный анализ трех методов обезвоживания на характеристики сушки и качество масла грецких орехов в скорлупе

Сушильная техника

(

477

—

490

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http: // creativecommons.org / licenses / by-nc / 4.0 /), который разрешает некоммерческое повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. По вопросам коммерческого повторного использования обращайтесь по адресу [email protected].

продуктов питания | Определение, значение и методы

Бактерии и грибки (дрожжи и плесень) являются основными типами микроорганизмов, вызывающих порчу пищевых продуктов и пищевые болезни. Пищевые продукты могут быть заражены микроорганизмами в любое время во время сбора урожая, хранения, обработки, распределения, обработки или приготовления.Основными источниками микробного заражения являются почва, воздух, корм для животных, шкуры и кишечники животных, поверхности растений, сточные воды и оборудование или посуда для пищевой промышленности.

Бактерии — это одноклеточные организмы, которые имеют простую внутреннюю структуру по сравнению с клетками других организмов. Увеличение количества бактерий в популяции микробиологи обычно называют ростом бактерий. Этот рост является результатом деления одной бактериальной клетки на две идентичные бактериальные клетки, процесса, называемого бинарным делением.В оптимальных условиях роста бактериальная клетка может делиться примерно каждые 20 минут. Таким образом, одна клетка может произвести почти 70 миллиардов клеток за 12 часов. Факторы, влияющие на рост бактерий, включают доступность питательных веществ, влажность, pH, уровень кислорода, а также наличие или отсутствие ингибирующих веществ (например, антибиотиков).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Питательные потребности большинства бактерий — это химические элементы, такие как углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, магний, калий, натрий, кальций и железо.Бактерии получают эти элементы, используя газы из атмосферы и метаболизируя определенные компоненты пищи, такие как углеводы и белки.

Температура и pH играют важную роль в контроле скорости роста бактерий. Бактерии можно разделить на три группы в зависимости от их температурных требований для оптимального роста: термофилы (55–75 ° C или 130–170 ° F), мезофилы (20–45 ° C или 70–115 ° F) или психротрофы. (10–20 ° C или 50–70 ° F). Кроме того, большинство бактерий лучше всего растут в нейтральной среде (pH равен 7).

Бактериям также требуется определенное количество доступной воды для своего роста. Доступность воды выражается как активность воды и определяется отношением давления пара воды в пище к давлению пара чистой воды при определенной температуре. Следовательно, водная активность любого пищевого продукта всегда имеет значение от 0 до 1, где 0 означает отсутствие воды, а 1 — чистую воду. Большинство бактерий не размножаются в продуктах с активностью воды ниже 0.91, хотя некоторые галофильные бактерии (способные переносить высокие концентрации соли) могут расти в продуктах с активностью воды ниже 0,75. Рост можно контролировать, снижая активность воды — либо добавляя растворенные вещества, такие как сахар, глицерин и соль, либо удаляя воду путем обезвоживания.

Потребность в кислороде для оптимального роста у разных бактерий значительно различается. Некоторым бактериям для роста необходим свободный кислород, и они называются облигатными аэробами, тогда как другие бактерии отравляются кислородом и называются облигатными анаэробами.Факультативные анаэробы — это бактерии, которые могут расти как в присутствии кислорода, так и в его отсутствие. Помимо концентрации кислорода, потенциал восстановления кислорода в питательной среде влияет на рост бактерий. Потенциал восстановления кислорода является относительной мерой окислительной или восстановительной способности питательной среды.

Когда бактерии заражают пищевой субстрат, требуется некоторое время, прежде чем они начнут расти. Эта лаг-фаза — это период, когда бактерии приспосабливаются к окружающей среде.За фазой запаздывания следует логарифмическая фаза, в которой численность населения растет логарифмическим образом. По мере роста населения бактерии потребляют доступные питательные вещества и производят отходы. Когда запас питательных веществ истощается, скорость роста переходит в стационарную фазу, в которой количество жизнеспособных бактериальных клеток остается неизменным. Во время стационарной фазы скорость роста бактериальных клеток равна скорости их гибели. Когда скорость гибели клеток становится больше, чем скорость роста клеток, популяция входит в фазу убыли.

Бактериальная популяция выражается либо на грамм, либо на квадратный сантиметр площади поверхности. Общая бактериальная популяция редко превышает 10 ¹⁰ клеток на грамм. Популяция менее 10 ⁶ клеток на грамм не вызывает заметной порчи, за исключением сырого молока. Популяции, содержащие от 10 ⁶ до 10 ⁷ клеток на грамм, вызывают порчу некоторых пищевых продуктов; например, они могут создавать неприятный запах в мясе в вакуумной упаковке. Популяции, содержащие от 10 ⁷ до 10 ⁸ клеток на грамм, вызывают неприятный запах в мясе и некоторых овощах.При уровнях выше 5 × 10 ⁷ клеток на грамм большинство пищевых продуктов в той или иной форме подвержены порче.

Когда условия для роста бактериальных клеток неблагоприятны (например, низкие или высокие температуры или низкое содержание влаги), несколько видов бактерий могут продуцировать устойчивые клетки, называемые эндоспорами. Эндоспоры обладают высокой устойчивостью к нагреванию, химическим веществам, высыханию (высыханию) и ультрафиолетовому излучению. Эндоспоры могут оставаться бездействующими в течение длительного времени. Когда условия становятся благоприятными для роста (например,g., размораживание мяса), эндоспоры прорастают и производят жизнеспособные клетки, которые могут начать экспоненциальный рост.

Нижний электрод сушилки RF с отверстиями и положением тефлоновых контейнеров.

Контекст 1

… Обработка ломтиков стеблевого салата проводилась в специально изготовленной микроволновой камере (рис. 4), которая работала с максимальной частотой 2450 МГц и уровнем мощности микроволн 1200 Вт. регулируется от 100 до 1200 Вт с помощью СВЧ-регулятора мощности (Gospell Electric Technology Co., Ltd., Шэньчжэнь, Китай). СВЧ-резонатор имел размеры 327 Â 370 Â 207 мм и представлял собой вращающуюся стеклянную пластину диаметром 280 мм в основании печи. Стеклянная пластинка вращалась со скоростью 5 мин À 1. Микроволновая печь была снабжена внешним отверстием для впуска горячего воздуха, чтобы обеспечить приток воздуха с расходом 1 Æ 0,03 м = с. Вход горячего воздуха состоял из воздушного фильтра, измерителя температуры влажности (TES-1260, Тайбэй, Тайвань), нагревателя с регулятором температуры и нагнетательного вентилятора. Сзади был установлен вытяжной вентилятор для удаления влаги из сушильной камеры.Размеры микроволнового резонатора составляли 327 мм Â 370 мм Â 207 мм и он представлял собой вращающуюся стеклянную пластину диаметром 280 мм в основании печи. Стеклянная пластинка вращалась со скоростью 5 мин À 1. Ломтики стебля салата сушили в пилотной РЧ сушилке мощностью 6 кВт, 27 МГц (SO 6B, Monga Strayfield, Пуна, Махараштра, Индия). Аппликатор плоского типа с размерами верхнего электрода 83 см Â 40 см и нижнего электрода 99 см Â 59 см использовался в качестве аппликатора для высокочастотного нагрева.Осушитель имеет две встроенные системы обдува горячим воздухом и регулятор температуры и расхода воздуха (рис. 5). Образцы обезвоживались в стационарных условиях в тефлоновом контейнере (28 см Â 20 см Â 4 см) с перфорированным дном (рис. 6), и для всех экспериментов по сушке положение контейнера всегда было одинаковым. Система нагнетания горячего воздуха была имплантирована в РЧ-полость через впускные отверстия на нижнем электроде, и поток воздуха поддерживался со скоростью 1 м = с (скорость воздуха измерялась с помощью Prova AVM-03, ISR Instrumentation, Онтарио, Канада. ).Во время сушки образец располагался на 4 см выше поверхности нижнего электрода, а высота электрода от поверхности образца до верхнего электрода составляла 12 см. В этом эксперименте ломтики стеблевого салата, подлежащие сушке с использованием четырех методов сушки, имели одинаковую массу 300 Æ 0,1 г и были разложены на лотках (28 см Â 20 см Â 4 см). Было проведено три различных испытания сушки; результаты были усреднены для определения параметров сушки. Высушенные образцы вынимали из печи периодически (каждые 20 мин) во время испытаний на сушку; потерю влаги определяли путем взвешивания пластины с помощью цифровых весов.Процесс сушки продолжался до тех пор, пока влажность ломтика стеблевого салата не достигла 7% (wb). MC определяли термостатом. Через равные промежутки времени во время сушки образцы вынимали и сушили в печи в течение 5 часов при 105 ° C до достижения постоянного веса. Испытания проводились в …

Аккумуляторы | Безграничная химия

Сухая аккумуляторная батарея

В сухих батареях используется иммобилизованный электролит, который сводит к минимуму влажность и обеспечивает превосходную портативность.

Цели обучения

Обсудите рабочие компоненты сухой аккумуляторной батареи и их основные преимущества

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Батарея содержит электрохимические элементы, которые могут накапливать химическую энергию для преобразования в электрическую.
Сухая батарея аккумулирует энергию в виде иммобилизованной электролитной пасты, что сводит к минимуму потребность в воде.
Общие примеры батарей с сухими элементами включают угольно-цинковые батареи и щелочные батареи.

Ключевые термины

катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
электролит : Вещество, которое в растворе или расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
анод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит окисление.

Определение сухой ячейки

В электричестве аккумулятор — это устройство, состоящее из одной или нескольких электрохимических ячеек, которые преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую.Сухая ячейка — это один из многих общих типов электрохимических ячеек.

В сухом элементе электролит иммобилизован в виде пасты с достаточным количеством влаги для протекания тока. В отличие от влажного элемента, сухой элемент может работать в любой ориентации, не проливаясь, поскольку он не содержит свободной жидкости. Эта универсальность делает его пригодным для портативного оборудования. Для сравнения: первые батареи с жидкими элементами обычно представляли собой хрупкие стеклянные контейнеры со свинцовыми стержнями, свисающими с открытого верха. — \ rightarrow 2 \ text {NH} _3 (\ text {g}) + \ text {H} _2 (\ text {g}) [/ latex]

Оксид марганца (IV) в ячейке удаляет водород, производимый хлоридом аммония, в соответствии со следующей реакцией:

[латекс] 2 \ text {MnO} _2 (\ text {s}) + \ text {H} _2 (\ text {g}) \ rightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 (\ text { s}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l}) [/ latex]

Совместный результат этих двух реакций имеет место на катоде.- [/ латекс]

Следовательно, общее уравнение для ячейки:

[латекс] \ text {Zn} (\ text {s}) + 2 \ text {MnO} _2 (\ text {s}) + 2 \ text {NH} _4 (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 (\ text {s}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l}) + \ text {Zn} _2 + 2 \ text {NH} _3 (\ text {g}) [/ latex]

Потенциал указанной выше реакции составляет 1,50 В.

Еще одним примером сухих элементов питания является щелочная батарея. Щелочные батареи почти такие же, как угольно-цинковые батареи, за исключением того, что в качестве электролита используется гидроксид калия (КОН), а не хлорид аммония.В некоторых более современных типах так называемых «высокомощных» батарей, которые имеют гораздо меньшую емкость, чем стандартные щелочные батареи, хлорид аммония заменен хлоридом цинка.

Ртутный аккумулятор

Ртутные батареи были обычными электрохимическими батареями, которые были выведены из массового использования в США в соответствии с Законом о батареях 1996 года.

Цели обучения

Обсудить применение ртутно-оксидной батареи

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ртутные батареи были очень распространены в 20 веке и использовались во многих обычных малых и больших приборах.
Преимущества ртутной батареи включают длительный срок хранения и стабильное выходное напряжение.
В ртутных батареях в качестве катода с цинковым анодом используется соединение ртути.
Наряду с другими батареями, которые основаны на тяжелых металлах, ртутные батареи были выведены из обращения в соответствии с Законом о батареях, который направлен на уменьшение воздействия одноразовых батарей на окружающую среду.

Ключевые термины

анод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит окисление.
электролит : Вещество, которое в растворе или расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.

Ртутная батарея, также называемая батареей из оксида ртути или ртутным элементом, представляет собой неперезаряжаемую электрохимическую батарею. Эти батареи использовались в форме кнопочных элементов для часов, слуховых аппаратов и калькуляторов, а также в более крупных формах для других устройств, включая рации.

Батарейка для часов Mercury : Батарейки Mercury удобны из-за своего размера. Это маленькая ртутная батарейка для часов.

Батареи

Mercury имеют преимущества длительного срока хранения до 10 лет и стабильного выходного напряжения. Хотя эти батареи были очень распространены в середине 20-го века, Закон об управлении ртутьсодержащими и перезаряжаемыми батареями (Закон о батареях), принятый в 1996 году в Соединенных Штатах, в значительной степени отказался от ртутных батарей из-за экологических проблем.

В батареях

Mercury в качестве катода используется либо чистый оксид ртути, либо смесь оксида ртути с диоксидом марганца. Ячейки с оксидом ртути сконструированы с цинковым анодом, катодом из оксида ртути и гидроксидом калия или гидроксидом натрия в качестве электролита. Поскольку оксид ртути не является проводником, с ним примешивается немного графита. Это помогает предотвратить скопление ртути в крупные капли. Во время разряда цинк окисляется до оксида цинка, а оксид ртути восстанавливается до элементарной ртути.В элемент помещается немного дополнительного количества оксида ртути, чтобы предотвратить выделение газообразного водорода в конце срока его службы.

В ртутных батареях в качестве электролита используется гидроксид натрия или гидроксид калия. Ячейки с гидроксидом натрия имеют почти постоянное напряжение при низких токах разряда, что делает их идеальными для слуховых аппаратов, калькуляторов и электронных часов. Ячейки с гидроксидом калия, в свою очередь, обеспечивают постоянное напряжение при более высоких токах, что делает их пригодными для приложений, требующих скачков тока, таких как фотоаппараты со вспышкой и часы с подсветкой.Ячейки с гидроксидом калия также лучше работают при более низких температурах.

Закон о батареях

В 1996 году в США был принят Закон о ртутьсодержащих и аккумуляторных батареях (Закон о батареях; публичный закон 104-142). Предполагаемая цель закона заключалась в сокращении содержания тяжелых металлов в бытовых отходах, водотоках и грунтовых водах. Это произошло в результате утилизации ртути в одноразовых батареях, а также других токсичных металлов, таких как свинец из свинцово-кислотных батарей и кадмия в аккумуляторных батареях.Таким образом, закон стремился поэтапно отказаться от использования ртути в батареях из-за нанесенного ею ущерба окружающей среде.

Свинцовая аккумуляторная батарея

Свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают высокий ток и длительное время хранят заряд, что делает их незаменимыми для транспортных средств.

Цели обучения

Вспомните химическую реакцию, которая происходит в свинцовых аккумуляторных батареях

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Свинцово-кислотные батареи, также известные как свинцовые аккумуляторные батареи, могут накапливать большой заряд и обеспечивать высокий ток в течение коротких периодов времени.
Базовая конструкция свинцово-кислотных аккумуляторов не претерпела значительных изменений с 1859 года, когда их спроектировал Планте, хотя некоторые улучшения были внесены Фор.
Свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать, что важно при их использовании в автомобилях.
Разрядка накопленной энергии зависит от того, как положительная, так и отрицательная пластины превращаются в сульфат свинца (II), а электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты.

Ключевые термины

лигносульфонат : водорастворимые анионные полиэлектролитные полимеры; они являются побочными продуктами производства древесной массы с использованием сульфитной варки.

Свинцовые батареи

Свинцовая аккумуляторная батарея, также известная как свинцово-кислотная батарея, является самым старым типом аккумуляторных батарей и одним из наиболее распространенных устройств хранения энергии. Эти батареи были изобретены в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, и они до сих пор используются во множестве приложений. Большинство людей привыкло использовать их в транспортных средствах, где они могут обеспечивать высокие токи для запуска.

Хотя батареи надежны, у них ограниченный срок службы, они тяжелы при транспортировке и содержат токсичные материалы, которые требуют специальных методов удаления по окончании срока службы.Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют умеренную удельную мощность и хорошее время отклика. В зависимости от используемой технологии преобразования энергии батареи могут перейти от приема энергии к мгновенной подаче энергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы подвержены влиянию температуры и должны поддерживаться в надлежащем состоянии для достижения максимального срока службы.

Разработка свинцовой батареи

В конструкции свинцово-кислотного элемента Планте положительная и отрицательная пластины были сделаны из двух спиралей свинцовой фольги, разделенных листом ткани и скрученных.Ячейки изначально были малой вместимостью. Требовался медленный процесс «формования» для коррозии свинцовой фольги, образования диоксида свинца на пластинах и придания им шероховатости для увеличения площади поверхности. Пластины Планте все еще используются в некоторых стационарных приложениях, где пластины имеют механические канавки для увеличения площади поверхности.

Свинцовая аккумуляторная батарея : Схема, показывающая, как свинцовая аккумуляторная батарея состоит из шести последовательно соединенных двухвольтовых элементов. Также показан состав каждой ячейки.

Конструкция из клееных пластин Камиллы Альфонса Фор типична для современных автомобильных аккумуляторов. Каждая пластина состоит из прямоугольной свинцовой сетки. Отверстия решетки заполнены пастой из красного свинца и 33-процентной разбавленной серной кислоты. Эта пористая паста позволяет кислоте реагировать со свинцом внутри пластины, что увеличивает площадь поверхности. После высыхания пластины складываются с помощью подходящих разделителей и вставляются в аккумуляторный контейнер. Обычно используется нечетное количество пластин, на одну отрицательную пластину больше, чем положительной.Каждая альтернативная пластина подключается.

Паста содержит технический углерод, сульфат бария и лигносульфонат. Сульфат бария действует как затравочный кристалл для реакции сульфата свинца в свинец. Лигносульфонат предотвращает образование твердой массы отрицательной пластиной во время цикла разряда, а вместо этого позволяет формировать длинные игольчатые кристаллы. Технический углерод противодействует эффекту ингибирования образования, вызванному лигносульфонатами.

Разрядная химия

В разряженном состоянии как положительная, так и отрицательная пластины становятся сульфатом свинца (II) (PbSO ₄).Электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты и превращается в основном в воду. Процесс разряда управляется проводимостью электронов от отрицательной пластины обратно в ячейку на положительной пластине во внешней цепи.

Отрицательная реакция пластины: Pb (s) + HSO ₄ ^— (водн.) → PbSO ₄ (s) + H ⁺ (водн.) + 2e ^—

Положительная реакция на пластине: PbO ₂ (с) + HSO ₄ ^— (водн.) + 3H ⁺ (водн.) + 2e ^— → PbSO ₄ (с) + 2H ₂ O (л)

Комбинируя эти две реакции, можно определить общую реакцию:

Pb (s) + PbO ₂ (s) + 2H ⁺ (вод.) + 2HSO ₄ ^— (вод.) → 2PbSO ₄ (s) + 2H ₂ O (l)

Зарядная химия

Аккумулятор этого типа можно заряжать.В заряженном состоянии каждая ячейка содержит отрицательные пластины из элементарного свинца (Pb) и положительные пластины из оксида свинца (IV) (PbO ₂) в электролите примерно 4,2 М серной кислоты (H ₂ SO ₄). . Процесс зарядки осуществляется за счет принудительного удаления электронов с положительной пластины и принудительного введения их в отрицательную пластину источником заряда.

Отрицательная реакция пластины: PbSO ₄ (с) + H ⁺ (водн.) + 2e ^— → Pb (с) + HSO ₄ ^— (водн.)

Положительная реакция на пластине: PbSO ₄ (с) + 2H ₂ O (л) → PbO ₂ (с) + HSO ₄ ^— (водный) + 3H ⁺ (водный) + 2e ^–

Объединение этих двух реакций дает полную реакцию, обратную реакции разряда:

2PbSO ₄ (с) + 2H ₂ O (л) → Pb (с) + PbO ₂ (с) + 2H ⁺ (вод.) + 2HSO ₄ ^— (вод.)

Обратите внимание, что реакция зарядки прямо противоположна реакции разряда.

Другие аккумуляторные батареи

Спрос на многие разновидности аккумуляторных батарей обусловлен их более низкой стоимостью и меньшим воздействием на окружающую среду.

Цели обучения

Обсудить общие характеристики аккумуляторов

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Перезаряжаемые батареи накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, которая позволяет снова сохранять заряд после разрядки батареи.
Перезаряжаемые батареи имеют более низкую общую стоимость использования и меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые батареи, что может быть причиной того, что спрос на аккумуляторные батареи в США растет намного быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи.
Обычными типами аккумуляторных батарей являются свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.

Ключевые термины

вторичный элемент : электрический элемент, который является перезаряжаемым, поскольку он преобразует химическую энергию в электрическую с помощью обратимой химической реакции.
плотность энергии : количество энергии, которое может храниться относительно объема батареи.

Аккумуляторы

Аккумуляторная батарея — это тип электрической батареи, состоящей из одного или нескольких электрохимических элементов. Он известен как вторичный элемент, потому что его электрохимические реакции электрически обратимы. Другими словами, после того, как накопленный заряд был истощен, химические реакции батареи могут произойти снова, в обратном порядке, чтобы сохранить новый заряд.Спрос на аккумуляторные батареи в США растет вдвое быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи, отчасти потому, что аккумуляторные батареи оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и общую стоимость использования, чем одноразовые.

Сетевые накопители энергии используют перезаряжаемые батареи для выравнивания нагрузки. Выравнивание нагрузки включает в себя хранение электроэнергии для использования в период пиковой нагрузки. Заряжая батареи в периоды низкого потребления электроэнергии для использования в периоды высокого спроса, выравнивание нагрузки помогает устранить необходимость в дорогостоящих пиковых электростанциях и помогает снизить стоимость генераторов в течение большего количества часов работы.

Конструкция аккумуляторной батареи

Как и все батареи, аккумуляторные батареи состоят из анода, катода и электролита. Во время зарядки материал анода окисляется, образуя электроны, а катод восстанавливается, потребляя электроны.

Зарядка аккумулятора : Схема зарядки аккумулятора.

Эти электроны составляют ток во внешней цепи. Электролит может служить простым буфером для внутреннего потока ионов между электродами, как в литий-ионных и никель-кадмиевых элементах, или он может быть активным участником электрохимической реакции, как в свинцово-кислотных элементах.

Типы аккумуляторных батарей

В аккумуляторных батареях обычно используется несколько различных комбинаций химикатов. Различные типы включают свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи, изобретенные в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, являются старейшим типом аккумуляторных батарей. Их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу.Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, требующих больших токов.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридная батарея, сокращенно NiMH или Ni-MH, очень похожа на никель-кадмиевый элемент (NiCd). В NiMH батареях используются положительные электроды из оксигидроксида никеля (NiOOH), как и в NiCd, но в отрицательных электродах вместо кадмия используется сплав, поглощающий водород. Аккумулятор NiMH может иметь емкость в два-три раза больше, чем аккумулятор NiCd аналогичного размера, а его плотность энергии приближается к плотности литий-ионного элемента.

Литий-ионные батареи

Литий-ионный аккумулятор — это семейство аккумуляторных батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Отрицательный электрод обычного литий-ионного элемента сделан из углерода. Положительный электрод представляет собой оксид металла, а электролит представляет собой соль лития в органическом растворителе. Это один из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, с одной из лучших плотностей энергии и лишь медленной потерей заряда, когда они не используются.Литий-ионные батареи дороже, чем никель-кадмиевые батареи, но работают в более широком диапазоне температур, при этом они меньше и легче. Они хрупкие и поэтому нуждаются в схеме защиты для ограничения пикового напряжения.

Литий-ионные полимерные батареи

Литий-ионные полимерные (LiPo) батареи обычно состоят из нескольких идентичных вторичных ячеек, включенных параллельно, чтобы увеличить ток разряда. Они часто доступны в серии «упаковок» для увеличения общего доступного напряжения.Их основное отличие от литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что их электролит из литиевой соли не содержится в органическом растворителе. Вместо этого он находится в твердом полимерном композите, таком как полиэтиленоксид или полиакрилонитрил. Преимущества LiPo по сравнению с литий-ионной конструкцией включают потенциально более низкую стоимость производства, приспособляемость к большому разнообразию форм упаковки, надежность и прочность. Их главный недостаток — меньший заряд.

Щелочные батареи

Существуют также перезаряжаемые формы щелочных батарей, которые представляют собой тип первичных батарей, зависящих от реакции между цинком (Zn) и диоксидом марганца (MnO ₂).Они производятся полностью заряженными и способны сохранять заряд в течение многих лет, дольше, чем большинство никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые саморазряжаются. Перезаряжаемые щелочные батареи также могут иметь высокую эффективность перезарядки и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые элементы.

Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионные батареи — это перезаряжаемые батареи, обычно используемые в бытовой электронике; они полагаются на миграцию Li ⁺.

Цели обучения

Обсудить химические превращения, происходящие в литий-ионной батарее во время зарядки и разрядки

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Превосходная плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и только медленная потеря заряда, когда они не используются, делают литий-ионные батареи обычным явлением для использования в бытовой электронике, военных, электромобилях и аэрокосмической промышленности.
Анод обычно представляет собой литийсодержащее соединение, а катод обычно представляет собой углеродсодержащее соединение.
Реакция разрядки основана на том, что ион лития из электролита извлекается с катода и перемещается к аноду, в то время как в реакции зарядки верно обратное.

Ключевые термины

анод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит окисление.
катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
электролит : Вещество, которое в растворе или расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.

Литий-ионные батареи (литий-ионные батареи или LIB) — это семейство перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда. Ионы движутся по обратному пути, когда батарея заряжается. В литий-ионных батареях в качестве электродного материала используется соединение лития.

Применение литий-ионных батарей

Литий-ионные батареи широко используются в бытовой электронике.Они являются одними из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, потому что они имеют одну из лучших плотностей энергии и только медленную потерю заряда, когда они не используются.

Литий-ионный аккумулятор для ноутбука : Литий-ионный аккумулятор подходит для использования в портативной электронике, включая ноутбуки.

Помимо бытовой электроники, LIB также становятся все более популярными для военных, электромобилей и аэрокосмической отрасли. Исследования дают поток улучшений традиционной технологии LIB с упором на плотность энергии, долговечность, стоимость и безопасность.

Типы литий-ионных батарей

Химический состав, производительность, стоимость и характеристики безопасности зависят от типа LIB. В портативной электронике в основном используются LIB на основе оксида лития-кобальта (LCO), которые обладают высокой плотностью энергии, но имеют хорошо известные проблемы безопасности, особенно при повреждении. Литий-железо-фосфатные (LFP), литиево-марганцевые (LMO) и литий-никель-марганцевые-кобальтовые (LiNMC) батареи имеют более низкую плотность энергии, но более длительный срок службы и внутреннюю безопасность. Эти химические составы или химические составы широко используются для питания электрических инструментов и медицинского оборудования.

Зарядка и разрядка

Три участника электрохимических реакций в литий-ионной батарее — это анод, катод и электролит. И анод, который представляет собой литийсодержащее соединение, и катод, который представляет собой углеродсодержащее соединение, являются материалами, в которые ионы лития могут мигрировать. Электролит представляет собой соль лития в органическом растворителе. Когда литиевая ячейка разряжается, положительный ион лития извлекается из катода и вставляется в анод, высвобождая накопленную энергию в процессе.Когда аккумулятор заряжается, происходит обратное.

Материалы для катодов и анодов

Самый популярный катодный материал — графит. Анод обычно представляет собой один из трех материалов: слоистый оксид (например, оксид лития-кобальта), полианион (например, фосфат лития-железа) или шпинель (например, оксид лития-марганца). Электролит обычно представляет собой смесь органических карбонатов, таких как этиленкарбонат или диэтилкарбонат, содержащих комплексы ионов лития.

В литий-ионной батарее ионы лития транспортируются к катоду или аноду и от них. Переходный металл, кобальт (Co), окисляется с Co ³⁺ до Co ⁴⁺ во время зарядки и восстанавливается с Co ⁴⁺ до Co ³⁺ во время разряда.

Топливные элементы

Топливные элементы — отличная альтернатива батареям, но они все еще находятся на ранней стадии разработки.

Цели обучения

Обсудить работу типичного топливного элемента

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Топливный элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.
Батареи работают в замкнутой системе, а топливные элементы требуют пополнения своих реагентов.
Использование водорода в качестве основного источника топлива в топливных элементах имеет несколько плюсов и минусов, которые делают его спорным для массового использования.
Топливные элементы состоят из трех смежных сегментов: анода, электролита и катода.

Ключевые термины

анод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит окисление.
топливный элемент : Устройство, преобразующее химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.
катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
аккумулятор : Устройство, вырабатывающее электричество в результате химической реакции между двумя веществами.

Введение и история

Топливный элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.Наиболее распространенным топливом является водород, но иногда используются углеводороды, такие как природный газ и спирты. Топливные элементы отличаются от батарей тем, что для работы им требуется постоянный источник топлива и кислорода, но они могут производить электричество непрерывно, пока есть эти входы. Разработка миниатюрных топливных элементов может стать дешевой, эффективной и многоразовой альтернативой батареям.

Уильям Гроув разработал первые сырые топливные элементы в 1839 году. Первое коммерческое использование топливных элементов было в космических программах НАСА для выработки энергии для зондов, спутников и космических капсул.В настоящее время топливные элементы используются для основного и резервного питания коммерческих, промышленных и жилых зданий, а также в удаленных или труднодоступных районах. Они используются для привода транспортных средств на топливных элементах, включая автомобили, автобусы, вилочные погрузчики, самолеты, лодки, мотоциклы и подводные лодки.

Конструкция и функции топливного элемента

Существует много типов топливных элементов, но все они состоят из анода, который является отрицательной стороной, катода, который является положительной стороной, и электролита, который позволяет зарядам перемещаться между двумя сторонами топливного элемента.

Топливный элемент : Топливные элементы преобразуют химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем. Однако использование водорода в качестве основного источника топлива в топливных элементах имеет несколько плюсов и минусов, которые делают его спорным для массового использования.

Электроны проходят от анода к катоду через внешнюю цепь, производя электричество постоянного тока. Топливные элементы классифицируются по используемому электролиту, что является основным отличием различных типов топливных элементов.Отдельные топливные элементы создают относительно небольшие электрические потенциалы, около 0,7 вольт, поэтому элементы «уложены друг на друга» или размещены последовательно для увеличения напряжения. Помимо электроэнергии, топливные элементы производят воду, тепло и, в зависимости от источника топлива, очень небольшие количества диоксида азота и другие выбросы. Энергоэффективность топливного элемента обычно составляет 40-60 процентов; он может достигать 85 процентов, если отходящее тепло улавливается для использования.

Несмотря на разнообразие типов топливных элементов, все они работают одинаково.На границах трех разных сегментов происходят две химические реакции. Конечным результатом двух реакций является потребление топлива, образование воды или углекислого газа и создание электрического тока, который можно использовать для питания электрических устройств, обычно называемых «нагрузкой».

На аноде катализатор окисляет топливо, обычно водород, превращая топливо в положительно заряженный ион и отрицательно заряженный электрон. Электролит — это вещество, специально разработанное таким образом, чтобы ионы могли проходить через него, а электроны — нет.Освободившиеся электроны проходят по проводу, создавая электрический ток. Ионы проходят через электролит к катоду. Там ионы воссоединяются с электронами, и два реагируют с третьим химическим веществом, обычно кислородом, с образованием воды или углекислого газа.

Плюсы и минусы топливных элементов

Использование водородных топливных элементов в некоторых приложениях вызывает споры. Прежде всего, поскольку энергия, используемая для производства водорода, сопоставима с энергией в водороде, это неэффективно и, следовательно, дорого.Если бы для производства водорода использовались обычные электростанции, в лучшем случае не было бы положительных изменений в текущих уровнях загрязнения. Другие типы топливных элементов не сталкиваются с этой проблемой. Например, биологические топливные элементы берут глюкозу и метанол из пищевых отходов и превращают их в водород и пищу для бактерий, которые его расщепляют.

Однако у водородных топливных элементов есть несколько преимуществ. Если электричество, произведенное из чистых возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, используется для производства водорода, энергию можно будет хранить легче, чем в больших аккумуляторных комплексах.

Есть и практические проблемы, которые необходимо преодолеть. Хотя использование топливных элементов в потребительских товарах возможно в ближайшем будущем, большинство современных конструкций не будут работать, если их перевернуть. Кроме того, существующие топливные элементы нельзя масштабировать до небольшого размера, необходимого для портативных устройств, таких как сотовые телефоны. Современные конструкции также требуют вентиляции и поэтому не могут работать под водой. Их нельзя использовать в самолетах из-за риска утечки топлива через вентиляционные отверстия. Наконец, еще не созданы технологии для безопасной заправки потребительских топливных элементов.

Топливный элемент в автомобиле : Топливный элемент является потенциальным источником энергии для автомобилей, которые не работают на бензине. Однако, хотя топливные элементы предлагают чистую возобновляемую энергию, есть несколько препятствий на пути их широкого распространения.

% PDF-1.4 % 19 0 объект > / Метаданные 724 0 R / Страницы 1 0 R / StructTreeRoot 559 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 724 0 объект > поток 2008-02-19T11: 40: 22-05: 00 МФУ Dell Laser 1600n2008-02-19T11: 49: 15-05: 002008-02-19T11: 49: 15-05: 00Adobe Acrobat 8.0 Приложение для захвата бумаги / pdfuuid: 0fd741ed-e654-4d8a-8aff-0025dfc566f5uuid: 98fed629-a1ce-483a-a28b-1e851cc406d7 конечный поток эндобдж 1 0 obj > эндобдж 559 0 объект > эндобдж 121 0 объект > эндобдж 151 0 объект > эндобдж 150 0 объект > / CM11> / CM12> / CM13> / CM14> / CM15> / CM16> / CM17> / CM18> / CM1> / CM2> / CM3> / CM4> / CM5> / CM6> / CM7> / CM8> / CM9 >>> эндобдж 122 0 объект [560 0 R 561 0 R 562 0 R 562 0 R 563 0 R 564 0 R 565 0 R 566 0 R 567 0 R 568 0 R 569 0 R 570 0 R 571 0 R 572 0 R 573 0 R 574 0 R 575 0 576 р. \ ׫ V? _ʗ la $] f \ T? ‘8.8AN7S | i # ;? 7? Bп> nWWR _>} VN ޯ Tm w? e + // 3y [Xha

Асептическая обработка и упаковка для пищевой промышленности

Обновлено: 14.07.2005

РУКОВОДСТВО

¹ ПО ПРОВЕРКАМ АСПЕКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И УПАКОВКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

¹ Этот документ является справочными материалами для исследователей и другого персонала FDA.Этот документ не связывает FDA и не предоставляет никаких прав, привилегий, льгот или иммунитетов любому лицу (лицам).

Этот документ также доступен в

Формат PDF (1,144 КБ)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПРОВЕРКА

Схема технологического процесса

Запланированный процесс

ОБРАБОТКА

Продукция Системы отопления

ОБОРУДОВАНИЕ И ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

Сырье и составы

Насос-дозатор

Стерилизатор

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Ввод в эксплуатацию

Записи

Отклонения от процесса

Очистка и повторная стерилизация после отклонения процесса

Запланированный процесс переработки продуктов

Системы стерилизации упаковки

ОПЕРАЦИИ ПО СТЕРИЛИЗАЦИИ, НАПОЛНЕНИЮ И ЗАКРЫТИИ КОНТЕЙНЕРОВ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНТЕЙНЕРЫ И УКРЫТИЯ

Оборудование и средства управления

Эксплуатация

Отклонения от процесса

КОНТЕЙНЕРЫ ИЗ КАРТОНА ИЛИ ПЛАЗИТА

Оборудование и средства управления

Эксплуатация

КОНАТИНЕРЫ С ТЕРМОФОРМОВЫМ УПЛОТНЕНИЕМ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОЙ ИЛИ СОЭКСТРУЗИЕЙ

Оборудование и средства управления

Обработка

Эксплуатация

Отклонения от процесса

СУМКА В КОРОБКЕ СИСТЕМЫ УПАКОВКИ

Оборудование и средства управления

ЗАПИСИ

ОЦЕНКА ЗАКРЫТИЯ КОНТЕЙНЕРА

ОБРАБОТКА ПОСЛЕ ПРОЦЕССА

ОБУЧЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

СБОР ОБРАЗЦОВ

ТАБЛИЦА 1: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

ЦИФРЫ

Рисунок №1: Впрыск пара

Рисунок № 2: Паровая инфузия

Рисунок № 3: От продукта к продукту

Рисунок № 4: Трубчатый теплообменник

Рисунок № 5: Скребковый теплообменник

Рисунок № 6: Система металлических контейнеров для перегретого пара

Рисунок № 7: Картонная система Webfed I

Рис. 8: Система картона Webfed Paperboard II

Рисунок № 9: Система предварительно отформованных чашек……… стр. # 20

Рисунок № 10: Система термоформования-заполнения-уплотнения

Рисунок № 11: Асептическая система

ВВЕДЕНИЕ

Инспекции систем асептической обработки и упаковки консервированных пищевых продуктов с низким содержанием кислоты (LACF) — одни из самых сложных инспекций операций по производству пищевых продуктов. Основное различие между асептической обработкой и более «традиционными» типами обработки LACF заключается в том, что уполномоченные органы должны разработать процесс, который обеспечивает коммерческую стерильность не только продукта, но и:

система стерилизации продукта (удерживающая трубка) и все оборудование после удерживающей трубки, включая наполнитель;
упаковочное оборудование; и
упаковочный материал.

Фирма должна вести документацию по производственным операциям, показывающую, что коммерчески стерильные условия достигаются и поддерживаются во всех этих областях. Любое нарушение запланированного процесса для системы обработки или упаковки означает, что затронутый продукт должен быть уничтожен, переработан или отделен и сохранен для дальнейшей оценки. Кроме того, перед возобновлением операций по переработке и / или упаковке необходимо очистить и повторно стерилизовать систему обработки и упаковки.

При стерилизации оборудования для асептической обработки часто используется пар или горячая вода под давлением. Упаковочное оборудование и упаковочные материалы стерилизуются различными средами или комбинациями сред (например, насыщенным паром, перегретым паром, перекисью водорода и теплом и другими видами обработки). Процедуры стерилизации часто подтверждаются размещением устойчивых микробных спор на липких полосках в стратегических местах оборудования или на материалах контейнеров. Результаты микробиологических проверочных исследований отправляются в CFSAN для подтверждения запланированной регистрации процесса.

В дополнение к инструкциям и информации, приведенным в Руководстве по проверкам производителей консервов с низким содержанием кислоты (Части 1, 2 и 3, далее именуемые Руководством по проверкам LACF), обратите внимание на следующие моменты при проверке фирм, использующих асептическую обработку и упаковка. Перед проведением проверки просмотрите оболочку файла компании на предмет предыдущих отчетов о проверке предприятия (EIR) и другой соответствующей информации. Предыдущие EIR могут содержать историю установки нового или модификаций оборудования и контрольно-измерительных приборов.Изучите предыдущую документацию, касающуюся инцидентов, таких как отзыв, проблемы целостности контейнеров (включая утечки, раздутые контейнеры и визуальные внешние дефекты).

ПРОВЕРКА

Схема технологического процесса

Перед тем, как пытаться оценить систему на соответствие 21 CFR 108 и 113, важно тщательно ознакомиться с каждым этапом процесса. Это включает в себя те компоненты, которые отвечают за управление критическими элементами в процессе.

В начале проверки получите схему или план всей системы обработки и упаковки и проведите пошаговый обзор системы, отметив различные компоненты на схеме. В некоторых случаях у фирмы может быть схема или план только части линии стерилизации продукта, то есть той части от резервуара для сырого продукта к разливочному устройству. Если диаграмма предназначена только для части линии, дополните ее своей собственной диаграммой (ами).

Если схема или чертеж недоступны, подготовьте блок-схему процесса — от поступления сырья до складского хранения готовой продукции.Критические контрольные точки — те точки, где отсутствие контроля может вызвать, допустить или способствовать микробиологической опасности в конечном продукте — должны быть обозначены на схеме технологического процесса.

Фирма должна иметь письменные инструкции по эксплуатации продукта и системы упаковки, включая процедуры предварительной стерилизации, чтобы довести стерилизатор продукта (удерживающая трубка) и оборудование ниже по потоку до наполнителя и упаковочной системы до коммерческой стерильности до начала стерилизации продукта. и / или упаковка.Получите копии этих процедур и отправьте вместе со схемой, планом или схемой процесса в EIR.

Если компания использует более одной системы асептической обработки, то есть одну установку стерилизации продукта в сочетании с одним типом единицы упаковки (например, Dole, Tetra-Pak или Conofast), выберите систему, которая, по-видимому, предлагает наибольший потенциал для заражения, если критические контрольные точки не контролируются.

Сосредоточьтесь на проверке одной полной асептической технологической и упаковочной системы.Если после оценки выбранной вами системы будет сочтено необходимым или выгодным охватить другую во время той же проверки, сделайте это; но только если вы можете посвятить достаточно времени тщательной оценке второй системы.

Плановые процессы

Запланированные процессы должны быть зарегистрированы в FDA с перечислением критических факторов, необходимых для достижения состояния коммерческой стерильности для:

товар,
«стерильные зоны» системы стерилизации продукта (удерживающая трубка и оборудование после удерживающей трубки),
упаковочная система и,
упаковочный материал.

Фирма должна указать такую информацию в форме FDA-2541c и приложениях к ней. Ознакомьтесь с этой формой и «Дополнением к системе асептической упаковки» к инструкциям по регистрации предприятия и регистрации процесса для подкисленных и малокислотных консервов. Копии каждого из них должны быть доступны в вашем округе или их можно получить у координатора регистрации LACF по телефону (202) 205-5282.

Просмотрите и сравните копии текущих запланированных процессов фирмы с теми, которые поданы в FDA.Зарегистрированные процессы могли быть получены во время предыдущей проверки; или они могут быть получены с использованием процедур, изложенных в Руководстве по инспекции LACF — Часть 1. Дополнительную информацию о предстерилизации и поддержании стерильности обработки, упаковочного оборудования и стерилизации упаковочного материала можно получить в Центре безопасности пищевых продуктов и прикладного питания (HFS -617 — Регулирующая отрасль пищевой промышленности и технологий).

Изучите запланированные процессы, используемые фирмой, чтобы убедиться, что они были рекомендованы органом управления процессами (письмо, руководство по стандартным операционным процедурам, пересылка, бюллетень и т. Д.)). Не запрашивайте информацию о фактическом учреждении процесса, если это не указано в вашем округе или HFS-617 (см. Руководство по проверке LACF — Часть 1). Сравните критические факторы в зарегистрированном запланированном процессе, чтобы убедиться, что они соответствуют факторам в передаче от органа управления процессом. Сравните зарегистрированный процесс с письменной документацией от ответственного за процесс до обхода для более эффективной оценки критических компонентов в линии.

Ознакомьтесь с разделом приложения «Требуемая дополнительная информация для систем асептической упаковки», в котором подробно описываются процедуры, необходимые для приведения обработки и упаковки в состояние коммерческой стерильности и поддержания коммерческой стерильности на протяжении всех операций обработки.

ОБРАБОТКА

Системы обогрева продуктов

Существует три основных типа нагрева продукта: прямой, косвенный и омический. О каждом типе речь пойдет отдельно. У использования каждого типа системы отопления есть свои преимущества и недостатки, достоинства и недостатки перечислены в Таблице I на странице 14.

Системы прямого нагрева — предусматривают конденсацию пара в продукте. Это можно сделать двумя способами:

Впрыск пара (Рис. 1): пар впрыскивается непосредственно в продукт, проходящий через камеру впрыска.
Паровая инфузия (рис. 2): продукт распыляется в большую паровую камеру под давлением и стерилизуется при падении в виде пленки или капель через камеру. В большинстве случаев испарительная камера используется после удерживающей трубки для испарения добавленной воды, что приводит к быстрому охлаждению коммерчески стерилизованного продукта.

Системы косвенного нагрева — Использование оборудования для обмена теплом между нагреваемой поверхностью и продуктом. Есть три основных способа использования косвенного тепла в асептической обработке.Их:

Пластинчатые теплообменники — (Рисунок 3), где пластины в системе служат теплообменной поверхностью и барьером с циркулирующей горячей водой (для предварительного нагревателя) с одной стороны и продуктом с другой. Эта система аналогична системам, используемым в индустрии пастеризованного молока, чаще всего используется для однородных жидкостей, таких как молоко и другие молочные продукты.
Трубчатые теплообменники (рис. 4), как правило, используют концентрические трубы в качестве поверхности барьера / теплообмена.Продукт протекает через внутреннюю трубу в двухтрубных системах и среднюю трубу в трехтрубных системах, при этом теплоноситель течет в противоположном направлении через другие трубы. В кожухотрубных теплообменниках, как показано на рисунке 4, трубка может быть свернута в спираль внутри большого кожуха, при этом продукт также течет через трубку в направлении, противоположном потоку теплоносителя. Как и в случае пластинчатых теплообменников, в этих системах обычно обрабатываются однородные продукты, такие как молоко.
Скребковые теплообменники — (Рис. 5), состоят из вала мутатора с лопастями скребка, обычно концентрически расположенных внутри изолированной трубы теплообменника с рубашкой. Продукт прижимается к внутренней теплообменной / барьерной стенке с помощью насоса, который перемещает продукт через нагреватель. Лопасти, которые имеют небольшую степень независимого движения, затем «соскребают» скопившийся продукт с поверхности теплообмена. Нагревательная среда представляет собой циркулирующую воду или пар, который течет на противоположной стороне внутренней теплообменной / барьерной стенки.
Эти теплообменные системы обычно используются для обработки вязких продуктов, таких как пудинги, или продуктов, содержащих твердые частицы, таких как определенные супы.

Омический нагрев — это относительно новый метод нагрева продукта, при котором электрический ток пропускается через подходящий проводящий продукт, вызывая нагрев продукта. Система работает в условиях непрерывного потока, когда продукт проходит через электроды в одной или нескольких нагревательных трубках с последующим охлаждением продукта на очищаемой поверхности, трубе в кожухе или пластинчатых теплообменниках.Электропроводность и электрическое сопротивление продукта влияют на скорость нагрева. Из-за этого состав продукта становится критически важным для процесса. Пищевые продукты, которые плохо проводят электрический ток, не подходят для омического нагрева.

Оборудование и органы управления

Сырье и рецептура

Опишите методы фирмы по обеспечению микробиологического качества сырья.

Определите, изменились ли какие-либо формулировки (например,g., изменение типа или количества крахмала) может отрицательно повлиять на адекватность термического процесса.

Определите, как фирма контролирует рецептуру и партии продукта, чтобы гарантировать соответствие продукта желаемым характеристикам.

Если продукт содержит твердые частицы в своей рецептуре (пудинг из тапиоки, некоторые соусы и супы и т. Д.), Проверьте запланированную передачу процесса от обрабатывающей организации, чтобы определить критические факторы, связанные с твердыми частицами.Задокументируйте, что процедуры фирмы достаточны для достижения соответствующих уровней для этих критических факторов. Например, если размер частиц является критическим фактором в соответствии с полномочиями по переработке, определите, как фирма гарантирует, что размер используемых частиц соответствует указанному размеру или меньше, или требуется ли период регидратации для сухих частиц. Задокументируйте процедуры фирмы для соответствия требованиям, установленным обрабатывающим органом.

Дозирующий (синхронизирующий) насос

Асептические процессы основаны на непрерывном потоке продукта через приёмную трубу.Этот непрерывный поток зависит от насосов, и поэтому эти насосы имеют решающее значение в конструкции системы. 21CFR 113.40 (g) (i) (f) гласит: «Дозирующий насос должен быть расположен перед сборной трубой и должен работать для поддержания требуемой скорости потока продукта». В качестве дозирующего (иногда называемого синхронизирующим) насоса используется поршневой насос прямого действия, поскольку он менее чувствителен к перепадам давления и проскальзыванию, чем центробежные насосы. Характеристики продукта могут определять тип используемого поршневого насоса.Когда падение давления в системе невелико (менее 150 фунтов) и продукт содержит только мелкие частицы или является однородным, можно использовать роторный поршневой насос. При более высоких перепадах давления и для крупных твердых частиц обычно выбирают поршневой насос с возвратно-поступательным движением.

Дозирующие (синхронизирующие) насосы могут быть регулируемыми или фиксированными. В последнем нельзя изменить скорость откачки без демонтажа насоса. Если насос является устройством с регулируемой скоростью (например, имеет привод типа Ривза), должны быть предусмотрены средства предотвращения несанкционированного изменения скорости.Это может быть блокировка устройства или уведомление руководства, размещенное на нем или рядом с ним, с соответствующим предупреждением.

Расходомеры

В некоторых новых системах может использоваться расходомер для контроля потока продукта через систему. Расходомер может использоваться вместе с насосом с фиксированной скоростью и клапаном управления потоком или с насосом с регулируемой скоростью, управляемым расходомером. Когда используются эти системы управления потоком, чрезвычайно важно определить, как работает система управления потоком, процедуры, используемые для проверки скорости потока, и как система поддерживается.

Скорость потока продукта через удерживающую трубку влияет на время пребывания отдельного элемента в удерживающей трубке. Каждый жидкий элемент может иметь разную степень стерильности в зависимости от продолжительности времени, в течение которого конкретный элемент находится в удерживающей трубке (время пребывания). Конструкция системы, скорость откачки и характеристики продукта могут влиять на скорость потока через участки нагрева и удержания в системе. Вот почему состав продукта имеет решающее значение.

Время пребывания самого быстро движущегося элемента определяется и рассчитывается органом по обработке продукта, подвергаемого тепловой обработке.Затем обработчик документирует, что скорость потока и характеристики потока продукта не отличаются от тех, которые установлены ответственным за процесс. Указанная скорость потока продукта должна контролироваться или проверяться переработчиком в качестве рутинной части работы системы. Один из способов сделать это — сопоставить скорость потока в условиях холостого хода со скоростью насоса. Посредством подсчета ходов насоса за установленный период времени или путем оснащения насоса записывающим тахометром можно задокументировать косвенную запись расхода продукта.На эффективность некоторых насосов может влиять вязкость продукта и отсутствие давления или противодавления в системе. Таким образом, скорость откачки, установленная для воды, может не отражать истинную скорость потока пищевого продукта. Были разработаны различные типы устройств для измерения расхода, которые косвенно указывают на поток продукта. Использование расходомера для индикации расхода продукта должно быть подтверждено фирмой, и должна быть доступна документация, подтверждающая использование расходомера в качестве точного индикатора фактического расхода продукта.Физическое измерение потока продукта (например, 3 галлона в минуту, количество контейнеров за установленный интервал времени) может быть приемлемым методом для определения скорости потока продукта. Необходимо указать места отбора проб и температуру продукта, поскольку температура продукта может влиять на объем продукта. Если продукт направляется непосредственно на линию розлива, скорость заполнения продукта может быть определена в течение установленного периода времени и соотнесена со скоростью потока продукта. Существуют средства, при которых в поток продукта вводятся химические или радиологические индикаторы для измерения потока продукта.Однако эти методы обычно не используются на повседневной основе для проверки скорости потока продукта.

Задокументируйте процедуры проверки фирмы для обеспечения того, чтобы скорость откачки, определенная органом обработки, соблюдалась системой.

Стерилизатор (удерживающая трубка)

Устройство индикации температуры

Стерилизаторы или пробирки

должны быть оборудованы по крайней мере одним TID: Во время проверки убедитесь, что устройство соответствует спецификациям, перечисленным в 21 CFR 113.40 (g) (l) (i) (a). который дает параметры TID и частоту его проверки на точность.

Если система оборудована только одним устройством индикации температуры, датчик для этого устройства обычно располагается рядом с устройством регистрации температуры. Стеклянные ртутные термометры и другие устройства для индикации температуры являются эталонным прибором и, как указано в правилах, «должны проверяться на точность в соответствии с известным стандартом при установке и не реже одного раза в год в дальнейшем.«Правила не требуют ведения протоколов калибровки, однако, поскольку в качестве эталонного прибора для индикации температуры обработки важно, чтобы фирма могла задокументировать, что требуемые испытания на точность были выполнены. Если возможно, получите копии отчетов о тестировании на предмет точности, а также копии использованного метода и название фирмы или лиц, проводящих тесты.

Устройство регистрации температуры

21 CFR 113.40 (g) (l) (i) (b), в частности, говорится: «Устройство регистрации температуры должно быть установлено в потоке продукта на выходе из удерживающей трубы между удерживающей трубой и входом в охладитель.Далее говорится: «График температуры должен быть скорректирован так, чтобы он максимально соответствовал, но ни в коем случае не должен быть выше, чем у известного точного ртутного стеклянного термометра. «

Фирма также должна иметь средства для предотвращения несанкционированных изменений в настройке записывающего устройства.

Регистратор-контроллер температуры

21 CFR 113.40 (g) (l) (i) (c). Описывает, где должен находиться контроллер точного регистратора температуры, в соответствии со спецификациями таблицы регистрации.

Опишите работу регистратора-контроллера и назовите производителя. Далее говорится, что если он приводится в действие воздухом, фирме необходимо обеспечить подачу чистого сухого воздуха к контроллеру. Проверьте, есть ли фильтр на воздушной линии, и если да, то как часто его меняют или контролируют, чтобы обеспечить качество воздуха, подаваемого в контроллер.

В некоторых случаях у фирмы может быть регистратор-контроллер с двумя или более ручками, одна из которых обозначает температуру регистратора-регулятора на выходе из последнего нагревателя; и один, регистрирующий температуру на выходном конце удерживающей трубки.Опишите, как фирма регулирует контроллер записывающего устройства, как часто и какой эталонный прибор используется для настройки контроллера записывающего устройства. Ручки регулируются путем считывания показаний термометра и с помощью колесика на ручке для внесения корректировок, присущих конкретной конструкции.

Регенераторы продукта в продукт

21 CFR, часть 113.40 (g) (1) (i) (d), гласит: «Когда регенератор преобразования продукта в продукт используется для нагрева холодного нестерилизованного продукта… он должен быть спроектирован, работать и регулироваться таким образом, чтобы давление Количество стерилизованного продукта в регенераторе больше, чем давление любого нестерилизованного продукта в регенераторе, чтобы гарантировать, что любая утечка в регенераторе происходит из стерилизованного продукта в нестерилизованный продукт.”

Регистратор-регулятор перепада давления

21 CFR 113.40 (g) (1) (i) (e). Это средство контроля давления в регенераторе продукта к продукту. Устройство должно соответствовать спецификациям, указанным в нормах, и характеру управляющих воздействий, предпринимаемых устройством в случае ненадлежащего давления. Необходимо, чтобы один датчик давления располагался на выходе из регенератора стерилизованного продукта (точка самого низкого давления), а один — на входе в регенератор нестерилизованного продукта (точка самого высокого давления).

Во время проверки отметьте, где расположены датчики, и запишите их на технологической схеме. Кроме того, контроллер должен «проверяться на точность с помощью известного точного индикатора давления при установке и, по крайней мере, каждые три месяца работы после этого, или чаще, если необходимо …» Эта часть правил не касается ведения учета требование или рекомендация относительно этого графика тестирования, однако важно, чтобы фирма вела такие записи.Просмотрите копии отчетов о тестировании, а также копию использованной методологии и определите название фирмы или лиц, проводящих тесты. Эта информация должна быть включена в ОДП.

Трубка для удержания продукта

21 CFR 113.40 (g) (1) (i) (f). Регламент гласит, что удерживающая трубка для стерилизации продукта должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать непрерывное удерживание каждой частицы пищи в течение, по крайней мере, минимального времени выдержки, указанного в запланированном процессе.

Для этого труба должна иметь наклон вверх не менее 0,25 дюйма на фут. Шаг удерживающей трубы можно определить с помощью Т-образного квадрата или с помощью линейного уровня. Убедитесь, что диаметр и длина удерживающей трубы соответствуют указанным в заявленном запланированном процессе и что наклон адекватен. Если удерживающая труба может быть разобрана (для очистки, ремонта и т. Д.), Запишите в EIR, как фирма гарантирует, что при повторной сборке она соответствует запланированным параметрам процесса.

Кроме того, удерживающая трубка должна быть спроектирована так, чтобы никакая часть трубки между входом для продукта и выходом для продукта не могла нагреваться.Удерживающие трубы могут быть изолированы для защиты удерживающей трубы от внешних экстремальных температур. Это допустимо, если к удерживающей трубе не применяется внешний источник тепла.

Система отвода потока —

21 CFR 113.40 (g) (1) (i) (h). Подробно опишите применяемый фирмой метод отвода потока нестерильного продукта от наполнителя или асептического расширительного бака, включая любую документацию от производственного органа, в которой могут быть перечислены конкретные рекомендации по конструкции и эксплуатации системы.Некоторые фирмы могут выбрать установку системы отвода потока. Регламент описывает, где должно быть установлено устройство, но не требует размещения устройства в линии. Если он имеет устройство или систему автоматического отклонения потока, задокументируйте переменные (например, потерю температуры, потерю давления в регенераторе преобразования продукта в продукт и т. Д.), Которые будут активировать его для переключения потока. Задокументируйте, какая система используется, чтобы уведомить оператора о необходимости переключения систем с ручным управлением. Запишите, как регистрируются инциденты, связанные с утечкой, включая корректирующие действия и утилизацию переадресованного продукта.Убедитесь, что первый отводной дренаж стерилизуется после каждого использования и что устройство отклонения потока самотечного слива не используется.

Оборудование после удерживающей трубы

21 CFR 113.40 (g) (1) (i) (i). Попадание микроорганизмов в продукт может происходить через охладители продукта, асептические уравнительные резервуары, клапаны переключения потока, гомогенизаторы, асептические насосы или любое другое оборудование, расположенное ниже по потоку от удерживающей трубы. Вращающиеся или совершающие возвратно-поступательное движение валы и штоки клапанов должны быть оборудованы паровыми уплотнениями или другими эффективными барьерами в потенциальных точках доступа.Фирме необходимо контролировать эффективность этих уплотнений или барьеров для правильного функционирования во время операций.

Асептический расширительный бак — иногда используются фирмой как средство временного хранения стерильного продукта. Это делается для обеспечения непрерывной подачи продукта к разливочному устройству или для отвода стерильного продукта в случае остановки упаковочной машины. Расширительные баки стерилизуются перед запуском потока продукта паром или водой до любого воздушного фильтра в линии или до наполнительного клапана.Как правило, из асептических расширительных баков необходимо вентилировать, аналогично стерилизующим ретортам, чтобы не было оставшихся воздушных карманов, которые не позволили бы определенным участкам внутри расширительного бачка достичь температуры стерилизации.

Как правило, обрабатывающий орган устанавливает этот график «вентиляции» или продувки воздухом, и у фирмы есть документация от этого органа, определяющая процедуру стерилизации. Во время инспекции проверьте данные фирмы, чтобы убедиться, что график чистки указан.В асептических уравнительных резервуарах должно поддерживаться избыточное давление стерильного воздуха для обеспечения надлежащей работы (т. Е. Потока продукта к наполнителю). Стерильный воздух или газ получают путем сжигания и / или фильтрации. Определите, как фирма контролирует избыточное давление стерильного воздуха или газа и метод достижения стерильности. В случае сжигания, система контроля термопары, вероятно, является самым простым средством. Если используется стерильный фильтр, определите характеристики фильтра, расположение фильтра и количество фильтров. Определите, меняет ли фирма фильтр с интервалами, рекомендованными производителем или технологическим органом для их метода использования.Изменения фильтров должны быть задокументированы в протоколах обработки. Определите, учла ли компания какие-либо возможные неблагоприятные эффекты, которые могут повлиять на срок службы фильтра, например, повторяющийся контакт с сожженным воздухом.

Если используется система фильтрации и выходная сторона стерилизуется паром во время цикла продувки или продувки, определите, учли ли технологические органы или производитель влияние пара на фильтр. Фирма должна иметь процедуру для определения целостности фильтров.

Существует несколько коммерческих методов проверки целостности фильтров, но в основном фирма должна использовать метод, рекомендованный поставщиком фильтров или их органом, отвечающим за процесс. Нарушение целостности фильтра является отклонением от процесса и ставит под сомнение коммерческую стерильность всего производимого продукта.

Газы, такие как стерильный азот или двуокись углерода, по отдельности или в комбинации, могут использоваться для создания избыточного давления и создания стерильного барьера. Определите процедуру фирмы для обеспечения стерильности этих газов и любых фильтров, используемых для фильтрации стерильных газов, включая линии / трубопроводы ниже по потоку до точки, где газы доставляются в асептическую систему.

Обратное давление — Обратные клапаны или отверстия могут использоваться в асептических системах, чтобы гарантировать, что давление в системе предотвращает мигание продукта в удерживающей трубке. Мигание в удерживающей трубке может вызвать увеличение скорости продукта, тем самым уменьшая время пребывания, указанное в графике процесса. Определите, как фирма контролирует правильную работу обратного клапана (ов). Например, в системах прямого нагрева (например, нагнетание пара или инфузия) добавленная вода из конденсированного пара должна удаляться для стандартизированных продуктов, таких как молоко.Обычно это делается в стерильной «вспышке» или камере расширения. Фирма должна иметь клапан обратного давления для отделения удерживающей трубы от испарительной камеры, чтобы предотвратить «мигание» (т.е. расширение водяного пара в виде пара) в удерживающей трубе.

Система управления — Системы нагрева и стерилизации продуктов включают весь спектр, от систем с ручным управлением до высокоавтоматизированных систем с компьютерным управлением. Для систем с ручным управлением просмотр журналов производства и диаграмм записи руководством представляет собой основной метод проверки того, что продукт получил запланированный процесс.Для высокоавтоматизированных систем существуют средства управления, которые при правильной работе автоматически исключают упаковку нестерильного продукта в стерильные контейнеры. Следовательно, рутинная проверка и калибровка автоматических средств управления представляют собой дополнительный метод проверки того, что продукт получил запланированный процесс. Во время проверки получите у фирмы копию последней записи о проверке и калибровке для автоматических средств управления. В него должны быть включены использованная методология, частота тестирования и лица, проводившие тесты.Компьютеризированные системы управления должны пройти валидацию при установке, чтобы гарантировать, что они будут работать, как задумано.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Ввод в эксплуатацию

21 CFR 113.40 (g) (l) (i) (ii) (a): Фирма должна следовать зарегистрированному запланированному процессу для приведения оборудования в состояние коммерческой стерильности (т. Е. Как указано в «Требуемой дополнительной информации для Системы асептической упаковки ») перед« переходом »на стерилизацию продукции.Определите, расположен ли датчик температуры, который контролирует температуру стерилизации оборудования, в определенной самой холодной точке на линии, ниже по потоку от приемной трубы. Этот датчик обычно расположен за клапаном, который соединяет трюмную трубку с разливочным оборудованием. Если, например, фирма использует устройство индикации температуры (например, стеклянный ртутный термометр) на выходном конце удерживающей трубки для индикации стерилизации оборудования, задокументируйте, как фирма гарантирует, что оборудование после удерживающей трубки достигает нужной температуры.

И определите, как фирма обеспечивает надлежащий переход с воды на продукт, не вызывая отклонений в процессе стерилизации оборудования или цикла стерилизации продукта. Например, температура стерилизации для приведения оборудования в состояние коммерческой стерильности может быть на несколько градусов по Фаренгейту больше или меньше температуры, предусмотренной для продукта.

Записи

21 CFR 113.40 (g) (l) (i) (ii) (e).Записи мониторинга для асептической обработки должны, при необходимости, включать показания для следующих

Устройство (а) индикации температуры на выходе из удерживающей трубки.
Регистратор температуры на выходе из приемной трубы.
Регистратор-контроллер температуры на выходе из конечного нагревателя.
Регистратор-контроллер перепада давления, если используется регенератор продукта в продукт.
Расход продукта (в галлонах в минуту, банках в минуту и т. Д.).
Асептический расширительный бак избыточного давления стерильного воздуха или другие средства защиты.
Правильная работа паровых уплотнений.
Стерилизация оборудования или цикл «предстерилизационный». Записи должны указывать, когда оборудование находится в предстерилизационном цикле, когда происходит отклонение потока и когда продукт проходит через систему.

Отклонения от процесса

Ниже приводится список возможных отклонений от процесса:

Падение температуры в выдерживающей трубке.
Потеря перепада давления в регенераторе продукта к продукту.
Потеря давления стерильного воздуха или газа или другого уровня защиты в асептическом расширительном баке.
Нарушение стерильности подачи воздуха или газа в стерильные зоны.
Критические факторы запланированного процесса за пределами спецификаций.
Увеличение скорости насоса-дозатора с регулируемой скоростью.

Если происходит отклонение процесса и потенциально нестерильный продукт заполняется в контейнер, фирма должна выполнить корректирующие действия в отношении затронутого продукта.Это может включать повторную обработку или уничтожение продукта или оценку процесса органом, занимающимся обработкой. Во время проверки проанализируйте все отклонения от процесса и, если фирма решила, чтобы отклонение оценивалось уполномоченным по процессу, соберите эти записи и ответы и отправьте их в качестве доказательства в EIR.

Очистка и повторная стерилизация после отклонений процесса

Фирма должна иметь письменные процедуры для обеспечения эффективной очистки и повторной стерилизации стерильной части продукта на линии после отклонения от процесса.Определите цикл повторной стерилизации оборудования. Если он отличается, определите, рекомендовал ли технологический орган цикл повторной стерилизации, и есть ли у фирмы письмо или другая форма документации, устанавливающая параметры цикла повторной стерилизации.

При просмотре записей об отклонениях от процесса убедитесь, что они документируют:

Очистка системы после отклонения от процесса.
Возвращение стерилизатора продуктов и всего последующего оборудования в состояние коммерческой стерильности.
Удаление любого подозрительного продукта, разлитого в контейнеры.

Если фирма не ведет соответствующие записи, это должно быть предметом обсуждения на FD483.

Запланированный процесс переработки продуктов

Если фирма решает переработать продукт, который был связан с отклонением, необходимо принять во внимание несколько факторов, поскольку не все продукты будут течь одинаково. Если исходный продукт имеет характеристики турбулентного потока, продукт может демонстрировать характеристики ламинарного потока после первого процесса.Особенно это касается продуктов, содержащих крахмал или другие связующие. Кроме того, такие факторы, как переработка пораженных партий по отдельности или вместе; или смешанный с новым продуктом может повлиять на процесс. Во время проверки определите, учтены ли все факторы, которые могут повлиять на переработку, были учтены фирмой.

Системы стерилизации упаковки

В настоящее время в США используются различные системы асептического розлива и упаковки кислых и малокислотных пищевых продуктов.Как правило, их можно описать включением в одну из шести категорий:

Металлические контейнеры и крышки. На рисунке 6 показана система, в которой контейнеры стерилизуются и наполняются с использованием перегретого пара в качестве стерилизующей среды. (например, система перегретого пара).
Webfed: Рисунки 7 и 8 стерилизованы перекисью водорода и нагреванием.
Предварительно сформованный или частично сформированный картон стерилизуют перекисью водорода и нагреванием.
Предварительно формованные пластиковые стаканчики: Рис. 9 также стерилизуют перекисью водорода и нагреванием.
Термоформ-заполнение-уплотнение: на рисунке 10 показана система, в которой для стерилизации используется перекись водорода и тепло или тепло совместной экструзии.
Bag-in-Box используются контейнеры, предварительно стерилизованные гамма-излучением.

Фирма должна зарегистрировать запланированный процесс для своей системы упаковки, включая дополнительную информацию о критических факторах, влияющих на приведение системы в состояние коммерческой стерильности до запуска. Это делается в форме FDA 2541c — «Подача заявок на производство пищевых консервов для систем асептической упаковки».«Кроме того, у фирмы должно быть в досье, письмо или другая документация от органа управления процессами, который поддерживает зарегистрированный запланированный процесс. Получите копию документа, сравните ее с зарегистрированным запланированным процессом и тщательно ознакомьтесь с критическими факторами, участвующими в процессе. . Отклонение от любого из этих указанных критических факторов представляет собой отклонение от процесса, с которым необходимо обращаться в соответствии с 21 CFR 113.89.

ОПЕРАЦИИ ПО СТЕРИЛИЗАЦИИ, НАПОЛНЕНИЮ И ЗАКРЫТИИ КОНТЕЙНЕРОВ

Металлические контейнеры и крышки

Оборудование и органы управления

Регистрирующие устройства — Чтобы продемонстрировать, что требуемая стерилизация выполнена, фирмы используют автоматические записывающие устройства.Во время проверки важно задокументировать количество, расположение и тип используемых датчиков. В системе паровой стерилизации, такой как установка Dole, основными компонентами системы являются:

секция стерилизации контейнеров,
наливная секция,
крышка или крышка стерилизационного устройства и
секция закрытия контейнера.

Вы также должны знать, какие критические факторы отслеживаются, например, температура, скорость потока стерилизационной среды и т. Д…И определите, точно ли они записываются. Определив, где находятся записывающие устройства, убедитесь, что оборудование соответствует по количеству и расположению оборудованию, включенному в запланированный процесс.

Фирма также должна гарантировать точность своих записывающих устройств.

Если используются термометры показывающего типа, они должны соответствовать регистрирующим термометрам. Для TID (устройств индикации температуры) определите, калибрует ли их, как и когда фирмы
, и выполняется ли калибровка в запланированных условиях процесса.

Получите копию последней калибровки, использованной методики и того, кто проводил испытание. Важно, чтобы оборудование для мониторинга было откалибровано в рабочем диапазоне (например, если температура составляет 200 ° C (400 ° F) для горячего воздуха, используемого для стерилизации контейнеров, то оборудование для мониторинга следует откалибровать в соответствии с этой температурой).

Стерильная вода — В асептических системах с использованием металлических контейнеров и укупорочных средств, если холодная стерильная вода направляется на дно контейнеров после наполнения (или на крышки до закрытия), определите меры контроля компании для обеспечения стерильности воды. на постоянной основе.Попадание нестерильной воды в зону розлива приведет к отклонению процесса.

Метод определения времени — Опишите меры контроля компании для обеспечения надлежащего времени пребывания контейнеров и крышек в стерилизующей среде. Проверьте скорость потока в контейнере / крышке с помощью откалиброванного секундомера. Если компания использует автоматическое устройство для контроля скорости потока контейнера / укупорочного средства, определите, как фирма обеспечивает точность этих устройств. Опишите метод предотвращения несанкционированного изменения скорости.

Для стерилизатора консервных банок Dole крайне важно, чтобы стерилизатор всегда работал на полной скорости, поскольку любые перерывы в потоке контейнеров через стерилизатор могут привести к тому, что некоторые банки будут удерживаться меньше запланированного времени. Это связано с тем, что конвейер или цепь, проходящая через стерилизатор, может попытаться «догнать» ведомые банки к ведущим банкам, где возникает разрыв в контейнерах.

Эксплуатация

Start-Up- Фирма должна следовать зарегистрированному графику процесса для приведения оборудования в состояние коммерческой стерильности.Отсутствие надлежащей стерилизации оборудования по времени / температуре является отклонением от процесса и должно обрабатываться в соответствии с 21 CFR 113.89. Термопара, показывающая температуру стерилизации для оборудования, вероятно, будет той же, что используется для определения температуры во время операций, и должна быть расположена в наиболее трудной для стерилизации зоне.

Пригодность контейнеров и крышек для стерилизации —
Определите, как фирма гарантирует, что контейнеры и крышки чистые и сухие до входа в паровые камеры.Мокрые емкости или крышки вызывают конденсацию пара на поверхности емкости. Поскольку стерилизация происходит в атмосферных условиях, это означает, что температура корпуса и / или крышек банок будет подниматься не выше 100 ° C (212 ° F), тогда как температуры, используемые в блоке перегретого пара, предназначены для обеспечения температуры банок. примерно 215,6–218,3 ° C (420–425 ° F), а температура покрытия — примерно 210–212,8 ° C (410–415 ° F).

Отклонения процесса

Потеря температуры — Во время запуска неспособность достичь температуры и времени, указанной в запланированном процессе для контейнеров, укупорочных средств и оборудования, является отклонением от процесса и должна обрабатываться в соответствии с 21 CFR 113.89.

В случае потери температуры во время розлива определите, какие корректирующие действия предпримет фирма. Корректирующее действие должно включать такие вещи, как автоматическая или ручная остановка линии, изменение направления продукта и устранение проблемы. Если продукт был разлит в контейнеры, часть корректирующих действий будет заключаться в том, чтобы убедиться, что затронутый продукт отделен.

Уменьшение времени пребывания — Если есть уменьшение времени пребывания, определите, есть ли система сигнализации или автоматическая остановка линии.В противном случае определите, перенаправлен ли продукт или заполненные контейнеры правильно разделены. Фирма также должна гарантировать, что устройство должным образом повторно стерилизовано после отклонения.

Потеря стерильности охлаждающей воды — Определите, какова вероятность того, что произойдет потеря стерильности охлаждающей воды, и каковы процедуры фирмы для распознавания отклонения и какие корректирующие действия будут предприняты.

Устранение замятий контейнера — Если оператору необходимо войти в стерильную зону (например,g., закаточная машина) с инструментами для устранения застревания банок; определить процедуры фирмы по повторной стерилизации зоны.

КОНТЕЙНЕРЫ ИЗ КАРТОНА ИЛИ ПЛАСТИКА

(Webfed, Preform или Thermofformed заполняются / герметизируются с использованием перекиси водорода в качестве стерилизующей среды)

Оборудование и средства управления — Подробно опишите процедуру компании по мониторингу следующего (если они указаны как критические факторы для запланированного процесса):

Норма расхода перекиси
Концентрация пероксида
Уровень перекиси (если используется метод погружения) или осаждение (если используется роликовый аппликатор или туманообразователь)
Температура согревающего воздуха, используемого для транспортировки химических стерилизаторов
Температура воздуха или нагревательного элемента (для удаления h3O2 и завершения стерилизации)
Примечание: Обычно нагревание осуществляется одним из четырех основных методов:
1. Трубчатый нагреватель, расположенный в центре картона с подачей полотна, когда он формируется в трубку.
2. Нагревательный элемент, расположенный горизонтально над емкостями, в которые распылен h3O2.
3. Воздушные ножи, которые продувают горячим стерильным воздухом картон или пластик после выхода из погружного резервуара для h3O2 и перед формованием.
4. Барабан из нержавеющей стали с водяным нагревом.
Температура стерильного воздуха (для сжигаемого воздуха, впоследствии охлаждаемого и используемого для создания избыточного давления в стерильной зоне)
Стерильные воздушные фильтры
Стерильный воздух избыточного давления
Газовая промывка — азот или другие стерильные газы, используемые для промывки оборудования или свободного пространства контейнера, необходимо стерилизовать и поддерживать в стерильном состоянии.Определите, как фирма гарантирует, что стерильность газа не нарушена. Определите график технического обслуживания фильтров, используемых для стерильных газов.

Определите, расположены ли датчики для контроля вышеуказанных факторов, чтобы гарантировать, что фактор контролируется в самом холодном или самом слабом месте. Кроме того, узнайте, обслуживает ли фирма форсунки, которые используются для распыления химических стерилизаторов, или используются ли насосы, такие как перистальтические насосы, для контроля объемов распыляемого стерилизующего средства.

Операции

Start-Up- Фирма должна следовать запланированному процессу подачи документов в отношении приведения оборудования в состояние коммерческой стерильности перед наполнением. Фирмы обычно используют комбинацию пара или горячей воды (для разливочного устройства) и тумана или спрея h3O2 для стерильного формования (при необходимости), заполнения и закрытия или герметизации зон, которые вместе часто называют «стерильным туннелем» или стерильная зона ». Нагревание воздуха для транспортировки туманных стерилизаторов и температура воздуха для сушки часто являются критическими факторами, поскольку они способствуют стерилизации.

Упаковочные материалы, процедуры обращения — Определите процедуры фирмы для обеспечения высокого микробиологического качества получаемого и используемого упаковочного материала.

Отклонения от процесса — Многие из этих упаковочных систем или устройств оснащены элементами управления, которые при правильном функционировании автоматически останавливают машину и предотвращают упаковку стерильного продукта в недостаточно стерилизованные контейнеры. Решающее значение имеет определение того, что эти средства управления или «охранники» будут работать, как задумано (т.е., в случае несоблюдения фактора, определенного как критический для запланированного процесса, машина фактически отключится автоматически). Определить:

Кто калибрует или проверяет автоматические элементы управления или ограждения на предмет правильной работы, а также частоту этих проверок и получает копию последней методологии калибровки и результатов.
Как фирма оспаривает систему контроля и, если возможно, получить копию процедуры, а также копию самых последних результатов.

Хотя эти системы обычно работают в автоматическом режиме, большинство, если не все, похоже, оснащены возможностью ручного обхода автоматических средств управления. Определите, при каких обстоятельствах машина будет работать в ручном режиме, будет ли продукт упаковываться в этом режиме, и кто имеет право заказывать такую операцию. Также определите, не будет ли обнаружено непреднамеренное ручное управление во время обычного просмотра записей обработки.

В отношении любых средств управления или средств защиты, которые не контролируются автоматически и имеют решающее значение для запланированного процесса, определить, как будет обнаруживаться отклонение процесса и как фирма будет справляться с такой ситуацией?

Контроль остаточного содержания h3O2

Опишите фирменную процедуру тестирования остатков h3O2 на упаковочном материале.Соответствует ли остаточный уровень требованиям 21 CFR Part 178.1005 (d)?

КОНТЕЙНЕРЫ С ТЕРМОФОРМОМ С ЗАПОЛНЕНИЕМ УПЛОТНЕНИЯ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОМ ИЛИ СОЭКСТРУЗИЕЙ

Оборудование и средства управления — Опишите процедуру компании по мониторингу следующего (если указано как критическое для запланированного процесса):

Предварительная стерилизация (доведение оборудования до состояния коммерческой стерильности перед термоформованием и наполнением)
Температура поверхности в различных компонентах стерильной зоны.
Время выдержки после того, как температура достигла значения, указанного в запланированном процессе.
Превышение давления воздуха в стерильной зоне.

Обработка —

Фильтры для стерильного воздуха, обеспечивающие избыточное давление воздуха во время операций обработки, должны быть заменены после определенного количества использований, поскольку они находятся в контакте со сгоревшим воздухом во время цикла предстерилизации. Определите, как часто меняются фильтры, чтобы соответствовать требованиям, указанным в запланированном процессе, и как компания это документирует.

Опишите меры, применяемые фирмой для обеспечения защиты стерильного внутреннего слоя материала чашки и крышки при получении и использовании. Описать процедуры стерилизации сращиванием рулонов материала чашек и крышек.

Эксплуатация — Определите процедуру фирмы для обеспечения того, чтобы оборудование было приведено в состояние коммерческой стерильности, и что воздействие стерильного внутреннего слоя на стерильную зону в начале цикла предстерилизации выполняется в таком состоянии. способ поддержания стерильности как упаковочного материала, так и стерильной зоны заполнения-запечатывания формы (стерильный туннель).

Отклонения процесса — Получите тот же тип информации, который обсуждался ранее в разделе отклонения процесса, связанные с системами, использующими химические стерилизаторы (например, h3O2).

СУМКА В КОРОБКЕ СИСТЕМЫ УПАКОВКИ

Несколько фирм-производителей предлагают большие мешки, способные вместить несколько сотен галлонов продукта для асептического розлива. Эти пакеты обычно предварительно стерилизуются радиацией. Пакеты стабилизируются внешней картонной коробкой во время наполнения и транспортировки.Внешнюю картонную коробку можно использовать повторно несколько раз, однако пакеты и наполнительные клапаны используются только один раз. Каждый мешок оснащен приспособлением или клапаном, который при использовании подходящего наполнителя позволяет производить асептическое наполнение и опорожнение мешка. В зависимости от системы наливное сопло можно стерилизовать с помощью химикатов (например, перекиси водорода) или пара.

Оборудование и средства управления — Подробно опишите процедуры для мониторинга следующего:

Работа фурнитуры.
Если для стерилизации фурнитуры используется пар, то как контролируется процесс стерилизации.
Если для стерилизации оборудования используются химические вещества, то как контролируется их концентрация.
Какие процедуры использует фирма, чтобы гарантировать получение и поддержание стерильных упаковочных материалов в стерильном состоянии.

Примечание. Процедуры, используемые для стерилизации приспособления, устанавливаются уполномоченным по технологическому процессу.

ЗАПИСИ

Наблюдения и измерения рабочих условий или факторов, критических для запланированного процесса, должны производиться и регистрироваться с интервалами, достаточными для того, чтобы гарантировать поддержание продукта в состоянии коммерческой стерильности.Эти измерения следует проводить с интервалами, не превышающими одного часа. Опишите процедуры ведения документации фирмы для мониторинга критических контрольных точек на упаковочных системах или единицах. При первоначальных проверках соберите пустые копии использованных регистрационных форм и опишите тип записанной информации.

ОЦЕНКА ЗАКРЫТИЯ КОНТЕЙНЕРА

Подробно опишите систему оценки закрытия тары фирмы. Для металлических контейнеров и крышек проверьте соответствие требованиям 21 CFR 113.60 (а) и (а) (1). Определите источник и получите копии любых инструкций по закрытию контейнеров.

ОБРАБОТКА ПОСЛЕ ПРОЦЕССА

Опишите процедуры постобработки, применяемые в фирме. Проверить соответствие спецификациям, установленным производителем тары. Подробно опишите любые отклонения от рекомендаций поставщика контейнеров по постобработке.

ОБУЧЕНИЕ

Опишите программу обучения, проводимую фирмой для операторов систем или установок стерилизации продукции и упаковки.Фирма должна поддерживать задокументированную программу обучения операторов систем стерилизации и упаковки. Определите, предлагают ли производители оборудования дополнительную техническую поддержку.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Оценить системы упаковки процедур обслуживания фирмы. Обратите особое внимание на ту часть системы стерилизации продукта, которая находится за приемной трубкой. Например, пластинчатые теплообменники подвержены образованию отверстий под штифты, трещинам изгиба и утечкам через прокладки.Это будет критически важная зона обслуживания для такого теплообменника (такого как регенератор продукта к продукту или охладителя продукта), расположенного после удерживающей трубы. Правильное обслуживание линейных статических уплотнений или прокладок в трубопроводе системы после удерживающей трубы, особенно от выходного конца конечного охладителя до наполнителя, также имеет решающее значение. Фирма должна поддерживать задокументированную программу технического обслуживания всего оборудования. Техническое обслуживание следует проводить по минимальному графику, рекомендованному производителем оборудования.

СБОР ОБРАЗЦОВ

См. Примерную таблицу 2 IOM.

Инкубационные тесты. Инкубация не является обязательным требованием правил. При выполнении фирмой определить:

, если из контейнеров отбираются статистические пробы.
, сколько контейнеров инкубируется.
время и температура инкубации.
на приемку лота.
, если фирмы обнаруживают порчу, проводят ли они диагностику порчи для определения причины.Укажите метод и опишите порядок размещения партии.

Процедуры оценки различных контейнеров, используемых для асептической упаковки LACF, содержатся в Руководстве по проверке LACF, часть 3.

ТАБЛИЦА I: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ:

ПРЯМОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Преимущества:

Быстрое нагревание и охлаждение, приводящее к меньшему органолептическому повреждению продукта при нагревании.
Меньше обрастания или «пригорания» продукта в нагревателе.

Недостатки:

Из-за больших объемов пара, который необходимо конденсировать, управление системами прямого нагрева может быть затруднено.
Добавление воды (из-за конденсации пара) увеличивает объем продукта примерно на 1% на каждые 10 ° F повышения температуры выше начальной температуры продукта, когда он поступает в стерилизатор продуктов. Это увеличение объема продукта должно быть компенсировано органом управления технологическим процессом, устанавливающим тепловые процессы, если скорость потока контролируется до прямого нагрева.В таком случае необходимо контролировать и регистрировать начальную температуру (объем увеличивается с температурой). Для этих систем расход не требует компенсации увеличения объема.
Пар, используемый для прямого нагрева продукта, должен быть кулинарного качества (подходить для контакта с пищевыми продуктами). Кулинарный пар должен производиться в условиях, отвечающих требованиям безопасности котловой воды. Убедитесь, что маркировка составов для очистки котловой воды соответствует требованиям 21 CFR 173.