استانداردهای صنایع لبنی برای لوله‌های تمیز

GMP (روش‌های خوب تولید برای محصولات لبنی، روش خوب تولید برای محصولات لبنی) مخفف Dairy Production Quality Management Practice است و یک روش مدیریت پیشرفته و علمی برای تولید لبنیات است. در فصل GMP، الزاماتی برای مواد و طراحی لوله‌های تمیز مطرح شده است، یعنی «تجهیزاتی که در تماس مستقیم با محصولات لبنی هستند باید صاف و بدون فرورفتگی یا ترک باشند تا تجمع بقایای مواد غذایی، خاک و مواد آلی کاهش یابد»، «تمام تجهیزات تولید باید طوری طراحی و ساخته شوند که به راحتی تمیز و ضدعفونی شوند و به راحتی بازرسی شوند». خطوط لوله تمیز دارای ویژگی‌های سیستم‌های مستقل و حرفه‌ای‌گری قوی هستند. بنابراین، این مقاله به بررسی انتخاب مواد خط لوله تمیز، الزامات سطح برای تماس با محصولات لبنی، الزامات جوشکاری سیستم خط لوله، طراحی خود تخلیه و غیره می‌پردازد و هدف آن بهبود درک واحدهای تولیدی و ساخت و ساز از اهمیت نصب و تصفیه خط لوله تمیز است.

 اگرچه GMP الزامات سختگیرانه‌ای را برای مواد و طراحی خطوط لوله تمیز مطرح می‌کند، اما پدیده تجهیزات سنگین و خطوط لوله سبک هنوز در صنعت لبنیات چین رایج است. سیستم‌های خط لوله تمیز به عنوان بخش مهمی از فرآیند تولید لبنیات، هنوز توجه کمی را به خود جلب می‌کنند. هنوز هم کمبود آن، حلقه ضعیفی است که بهبود کیفیت محصولات لبنی را محدود می‌کند. در مقایسه با استانداردهای مربوطه در صنعت لبنیات خارجی، هنوز جای زیادی برای بهبود وجود دارد. در حال حاضر، استانداردهای بهداشتی 3-A آمریکا و استانداردهای سازمان طراحی مهندسی بهداشتی اروپا (EHEDG) به طور گسترده در صنعت لبنیات خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در عین حال، کارخانه‌های لبنی تحت نظر گروه Wyeth در ایالات متحده که بر طراحی کارخانه لبنیات مطابق با استانداردهای دارویی اصرار دارند، استاندارد ASME BPE را به عنوان مشخصات راهنما برای طراحی و نصب تجهیزات و خطوط لوله کارخانه لبنیات اتخاذ کرده‌اند که در ادامه نیز معرفی خواهد شد.

01

استانداردهای بهداشتی ایالات متحده 3-A

استاندارد آمریکایی 3-A یک استاندارد بهداشتی بین‌المللی شناخته شده و مهم است که توسط شرکت استانداردهای بهداشتی آمریکایی 3-A آغاز شده است. شرکت استانداردهای بهداشتی آمریکایی 3A یک سازمان تعاونی غیرانتفاعی است که به ترویج طراحی بهداشتی تجهیزات تولید مواد غذایی، تجهیزات تولید نوشیدنی، تجهیزات لبنی و تجهیزات صنعت داروسازی اختصاص دارد و عمدتاً ایمنی مواد غذایی و ایمنی عمومی را ارتقا می‌دهد.

شرکت استانداردهای بهداشتی 3-A به طور مشترک توسط پنج سازمان مختلف در ایالات متحده سازماندهی شد: انجمن تولیدکنندگان لبنیات آمریکا (ADPI)، فدراسیون بین‌المللی تأمین‌کنندگان صنایع غذایی (IAFIS) و فدراسیون بین‌المللی حفاظت از بهداشت مواد غذایی (IAFP)، فدراسیون بین‌المللی محصولات لبنی (IDFA) و شورای علامت‌گذاری استانداردهای بهداشتی 3-A. رهبری 3A شامل سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) و کمیته راهبری 3-A است.

استاندارد بهداشتی 3-A ایالات متحده، مقررات بسیار سختگیرانه‌ای در مورد سیستم‌های خط لوله تمیز دارد، مانند استاندارد 63-03 برای اتصالات لوله‌های بهداشتی:

(1) بخش C1.1، اتصالات لوله در تماس با محصولات لبنی باید از جنس فولاد ضد زنگ سری AISI300 باشند که مقاوم در برابر خوردگی، غیر سمی است و مواد را به محصولات لبنی منتقل نمی‌کند.

(2) بخش D1.1، مقدار زبری سطح Ra اتصالات لوله فولادی ضد زنگ در تماس با محصولات لبنی نباید بیشتر از 0.8um باشد و باید از گوشه‌های کور، سوراخ‌ها، شکاف‌ها و غیره اجتناب شود.

(3) بخش D2.1، سطح جوشکاری فولاد ضد زنگ در تماس با محصولات لبنی باید بدون درز جوش داده شود و مقدار زبری Ra سطح جوشکاری نباید بیشتر از 0.8um باشد.

(4) بخش D4.1، اتصالات لوله و سطوح تماس با لبنیات باید در صورت نصب صحیح، خود تخلیه شوند.

02

استاندارد طراحی بهداشتی EHEDG برای ماشین آلات مواد غذایی

گروه طراحی و مهندسی بهداشت اروپا گروه طراحی مهندسی بهداشت اروپا (EHEDG). EHEDG که در سال ۱۹۸۹ تأسیس شد، اتحادی از تولیدکنندگان تجهیزات، شرکت‌های صنایع غذایی و مؤسسات بهداشت عمومی است. هدف اصلی آن تعیین استانداردهای بالای پاکیزگی برای صنعت غذا و بسته‌بندی است.

EHEDG تجهیزات فرآوری مواد غذایی را هدف قرار می‌دهد که باید طراحی بهداشتی خوبی داشته باشند و تمیز کردن آنها برای جلوگیری از آلودگی میکروبی آسان باشد. بنابراین، تجهیزات باید به راحتی تمیز شوند و محصول را از آلودگی محافظت کنند.

در «دستورالعمل‌های طراحی تجهیزات بهداشتی ۲۰۰۴ ویرایش دوم» EHEDG، سیستم لوله‌کشی به شرح زیر توصیف شده است:

(1) بخش 4.1 به طور کلی باید از فولاد ضد زنگ با مقاومت در برابر خوردگی خوب استفاده کند.

(2) هنگامی که مقدار pH محصول در بخش 4.3 بین 6.5 تا 8 باشد، غلظت کلرید از 50ppm تجاوز نکند و دما از 25 درجه سانتیگراد تجاوز نکند، معمولاً فولاد ضد زنگ AISI304 یا فولاد کم کربن AISI304L که جوشکاری آن آسان است انتخاب می‌شود. اگر غلظت کلرید از 100ppm بیشتر باشد و دمای کار بالاتر از 50 درجه سانتیگراد باشد، باید از موادی با مقاومت خوردگی قوی‌تر برای مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی ناشی از یون‌های کلرید استفاده شود و از این طریق از باقی ماندن کلر جلوگیری شود، مانند فولاد ضد زنگ AISI316 و فولاد کم کربن. AISI316L عملکرد جوشکاری خوبی دارد و برای سیستم‌های لوله‌کشی مناسب است.

(3) سطح داخلی سیستم لوله‌کشی در بخش 6.4 باید خود تخلیه شونده و به راحتی تمیز شوند. از سطوح افقی باید اجتناب شود و زاویه شیب باید طوری طراحی شود که از تجمع آب باقیمانده جلوگیری شود.

(4) در سطح تماس محصول در بخش 6.6، اتصال جوش باید بدون درز و صاف و هموار باشد. در طول فرآیند جوشکاری، باید از محافظ گاز بی‌اثر در داخل و خارج اتصال استفاده شود تا از اکسیداسیون فلز به دلیل دمای بالا جلوگیری شود. برای سیستم‌های لوله‌کشی، در صورت امکان شرایط ساخت (مانند اندازه فضا یا محیط کار) توصیه می‌شود تا حد امکان از جوشکاری اوربیتال اتوماتیک استفاده شود که می‌تواند پارامترهای جوشکاری و کیفیت جوش را به طور پایدار کنترل کند.

03

استاندارد ASME BPE آمریکا

ASME BPE (انجمن مهندسان مکانیک آمریکا، تجهیزات زیست‌پردازش) استانداردی است که توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا برای تنظیم طراحی، مواد، ساخت، بازرسی و آزمایش تجهیزات و خطوط لوله زیست‌پردازش و اجزای جانبی آنها تدوین شده است.

این استاندارد برای اولین بار در سال ۱۹۹۷ منتشر شد تا به استانداردهای یکسان و سطوح کیفی قابل قبول برای تجهیزات تولیدی مورد استفاده در محصولات صنعت زیست‌دارو دست یابد. ASME BPE به عنوان یک استاندارد بین‌المللی، کاملاً با قوانین و مقررات مربوطه GMP کشور من و FDA ایالات متحده مطابقت دارد. این یک مشخصات مهم است که توسط FDA برای تضمین تولید استفاده می‌شود. این یک استاندارد مهم برای تولیدکنندگان مواد و تجهیزات، تأمین‌کنندگان، شرکت‌های مهندسی و کاربران تجهیزات است. یک استاندارد غیر اجباری که به طور مشترک حمایت و به صورت دوره‌ای توسعه و اصلاح می‌شود.

علائم استاندارد گواهی سلامت 3-A، EHEDG، ASME BPE

به منظور اطمینان از تولید محصولات بسیار تمیز و کاهش خطر آلودگی محصول، استاندارد ASME BPE شرح خاصی از فناوری جوشکاری خودکار دارد. به عنوان مثال، نسخه ۲۰۱۶ دارای مفاد زیر است:

(1) SD-4.3.1(b) هنگام استفاده از لوله‌های فولادی ضد زنگ، معمولاً جنس 304L یا 316L انتخاب می‌شود. جوشکاری اوربیتال اتوماتیک روش ترجیحی برای اتصال لوله است. در اتاق تمیز، اجزای لوله از جنس 304L یا 316L ساخته می‌شوند. مالک، سازنده و سازنده باید قبل از نصب، در مورد روش اتصال لوله، سطح بازرسی و استانداردهای پذیرش به توافق برسند.

(2) در ساخت جوشکاری خط لوله MJ-3.4 باید از جوشکاری اتوماتیک اوربیتال استفاده شود، مگر اینکه اندازه یا فضا اجازه این کار را ندهد. در این حالت، جوشکاری دستی می‌تواند انجام شود، اما فقط با رضایت مالک یا پیمانکار.

(3) MJ-9.6.3.2 پس از جوشکاری خودکار، حداقل 20٪ از مهره‌های جوش داخلی باید به صورت تصادفی با آندوسکوپ بررسی شوند. اگر در حین بازرسی جوش، مهره جوش نامعتبری مشاهده شود، باید بازرسی‌های اضافی طبق الزامات مشخصات انجام شود تا زمانی که قابل قبول شود.

04

بکارگیری استانداردهای بین‌المللی صنایع لبنی

استاندارد بهداشت 3-A در دهه 1920 میلادی ابداع شد و یک استاندارد بین‌المللی است که برای استانداردسازی طراحی بهداشتی تجهیزات در صنعت لبنیات استفاده می‌شود. از زمان توسعه آن، تقریباً همه شرکت‌های لبنی، شرکت‌های مهندسی، تولیدکنندگان تجهیزات و نمایندگان در آمریکای شمالی از آن استفاده کرده‌اند. همچنین به طور کلی در سایر نقاط جهان پذیرفته شده است. شرکت‌ها می‌توانند برای لوله‌ها، اتصالات لوله، شیرآلات، پمپ‌ها و سایر تجهیزات بهداشتی درخواست گواهینامه 3-A دهند. 3-A ارزیابانی را برای انجام آزمایش محصول در محل و ارزیابی شرکت ترتیب می‌دهد و پس از قبولی در بررسی، گواهی سلامت 3A را صادر می‌کند.

اگرچه استاندارد سلامت EHEDG اروپا دیرتر از استاندارد 3-A ایالات متحده آغاز شد، اما به سرعت توسعه یافته است. فرآیند صدور گواهینامه آن سختگیرانه‌تر از استاندارد 3-A ایالات متحده است. شرکت متقاضی باید تجهیزات صدور گواهینامه را برای آزمایش به یک آزمایشگاه تخصصی در اروپا ارسال کند. به عنوان مثال، در آزمایش یک پمپ گریز از مرکز، تنها زمانی که نتیجه گرفته شود که توانایی خود تمیز شوندگی پمپ حداقل از توانایی خود تمیز شوندگی خط لوله مستقیم متصل کمتر نیست، می‌توان علامت گواهینامه EHEDG را برای مدت زمان مشخصی دریافت کرد.

استاندارد ASME BPE از زمان تأسیس در سال ۱۹۹۷، سابقه‌ای نزدیک به ۲۰ سال دارد. این استاندارد تقریباً در تمام صنایع بزرگ زیست‌دارویی و شرکت‌های مهندسی، تولیدکنندگان تجهیزات و نمایندگی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنعت لبنیات، شرکت Wyeth، به عنوان یکی از شرکت‌های فهرست Fortune 500، کارخانه‌های لبنیاتی آن، استانداردهای ASME BPE را به عنوان مشخصات راهنما برای طراحی و نصب تجهیزات و خطوط لوله کارخانه‌های لبنی اتخاذ کرده‌اند. آنها مفاهیم مدیریت تولید کارخانه‌های داروسازی را به ارث برده‌اند و فناوری جوشکاری خودکار را برای ساخت خط تولید پیشرفته فرآوری لبنیات به کار گرفته‌اند.

فناوری جوشکاری خودکار، کیفیت لبنیات را بهبود می‌بخشد

امروزه، با توجه روزافزون کشور به ایمنی مواد غذایی، ایمنی محصولات لبنی به اولویت اصلی تبدیل شده است. به عنوان تأمین کننده تجهیزات کارخانه لبنیات، مسئولیت و تعهد ما ارائه مواد و تجهیزات با کیفیت بالا است که به تضمین کیفیت محصولات لبنی کمک می‌کند.

فناوری جوشکاری خودکار می‌تواند ثبات جوشکاری را بدون تأثیر عوامل انسانی تضمین کند و پارامترهای فرآیند جوشکاری مانند فاصله میله تنگستن، جریان و سرعت چرخش پایدار هستند. پارامترهای قابل برنامه‌ریزی و ثبت خودکار پارامترهای جوشکاری به راحتی الزامات استاندارد را برآورده می‌کنند و راندمان تولید جوشکاری بالا است. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، رندرهای خط لوله پس از جوشکاری خودکار.

سودآوری یکی از عواملی است که هر کارآفرین کارخانه لبنیاتی باید در نظر بگیرد. از طریق تجزیه و تحلیل هزینه، مشخص شده است که استفاده از فناوری جوشکاری خودکار فقط نیاز به تجهیز شرکت ساختمانی به دستگاه جوشکاری خودکار دارد، اما هزینه کلی شرکت لبنیاتی به میزان زیادی کاهش خواهد یافت:

۱. کاهش هزینه‌های نیروی کار برای جوشکاری خط لوله؛

۲. از آنجا که دانه‌های جوش یکنواخت و مرتب هستند و ایجاد گوشه‌های مرده آسان نیست، هزینه تمیز کردن روزانه CIP خط لوله کاهش می‌یابد.

۳. خطرات ایمنی جوشکاری سیستم خط لوله تا حد زیادی کاهش می‌یابد و هزینه‌های ریسک ایمنی لبنیات شرکت تا حد زیادی کاهش می‌یابد.

۴. کیفیت جوشکاری سیستم خط لوله قابل اعتماد است، کیفیت محصولات لبنی تضمین شده و هزینه آزمایش محصول و آزمایش خط لوله کاهش می یابد.