技术如何智胜微生物以保护所有人的安全食品

30 May 2022

食品安全

我们很多人都认为食品的安全性是理所当然的,但根据世界卫生组织¹的数据,全球每年有将近十分之一的人 - 估计有 6 亿人 - 将会在食用受污染的食物后生病,导致惊人的 42 万人死亡。事实上,含有有害细菌、病毒、寄生虫或化学污染物的不安全食品,在短期或长期内会导致 200 多种不同的疾病。这些疾病的范围从(最常见的)腹泻到脑膜炎,甚至癌症。

全球化、食物链和消费者的期望

为了满足快速增长的全球人口的需求,对农场运营实践进行工业化使食品安全的维护面临新的挑战。  增加的出行和全球化的其他方面也导致消费者对日益多样化的食品的需求增加。然后,这种情况会产生跨越多个边界的长食品供应和运输链,对确保从农场到餐桌的食品安全的努力带来了额外的压力。 

我们都可以对食品安全负责

食品在处理、加工或运输过程中随时都有可能受到污染。从包含不同原材料和配料的复杂配方制造中间和最终产品可能涉及多个阶段的加工和工厂之间的运输,然后将成品、包装好的产品转移到商店和餐馆等消费场所以及我们的家中,所有这些过程也存在潜在的污染源。正如世卫组织进一步指出,虽然防止污染的主要责任在于食品生产商,但每个人都可以为食品安全做出贡献,政府、生产商和消费者之间的良好合作有助于确保食品安全”。

微生物控制

从工业角度来看,要在制造乳品和食品配料粉末等产品时确保安全主要涉及微生物的控制。制造商必须遵守安全食品处理和加工的严格法规和指南,帮助防止微生物或其他可能使我们生病或可能影响产品特性和属性(如味道、浓度或保质期)的物理污染物对产品的污染。 

卫生设备和智能解决方案

GEA 的专家数十年来一直致力于设计和配置卫生组件、设备和智能技术,以帮助在乳粉加工和处理的关键阶段将污染风险减到最低。从快速将温度升高到高于细菌最有可能繁殖的温度的加热系统,到监控工厂安全运行并提供建议的专业服务,我们的产品和专业知识正在帮助我们遍布世界各地的乳粉客户,确保他们的工艺结果 为每个人提供优质、安全和营养丰富的食品。

例如,制造婴儿或成人营养配方奶粉将涉及多个工艺阶段(如下所示),因此也涉及了潜在污染的多个风险点。 

GEA 营养配方工艺生产线示例
营养配方工艺生产线

卫生、现代化的工厂设计和彻底的自动化在线清洗 (CIP) 系统对于帮助防止任何阶段的微生物污染非常重要。在 GEA,我们还率先开发了用于确保过程安全的创新概念,可以进一步帮助将加工过程中一些最常见危险点的污染风险减到最低。

温度很重要

例如,蒸发是乳粉加工流程中的一个阶段,液体产品在此阶段通过去除水进行浓缩,以增加固体含量。该过程通常在产品储存或转移到喷雾干燥器之前进行。蒸发过程通常包括预处理加热步骤,然后是热处理、蒸发、分离和后处理阶段。但是,虽然高温会杀死细菌,但较低的热量会促进有害或破坏产品的细菌生长。在当今用于乳品蒸发器的板式热交换系统中,可能存在一些保持适当温度的区域,会促进细菌生长和孢子形成。这些孢子可能会在随后的巴氏杀菌中存活下来。 

避免直接接触

为了避免这种细菌定植的潜在风险,GEA 开发了一种直接接触预热 (DCP) 系统,可以将温度快速升高到高于最有可能促进不同类型微生物生长和细菌孢子形成的温度范围。GEA 系统还设计用于尽可能减少产品与表面之间的接触,从而进一步降低生物膜形成和微生物生长的风险。例如,使用我们的直接接触预热系统,在加热阶段完全没有产品表面接触,因此微生物在有问题的温度范围内生长的风险应该是最小的。 

直接蒸汽喷射

我们还开发并提供了一系列巴氏杀菌和高温加热解决方案,这些解决方案可以进行配置,为生产商提供适合其工艺和产品的最佳选择,并有助于将污染风险减到最低。例如,我们的切向涡流加热器技术,可以使用直接把蒸汽注入液体来加热产品。直接蒸汽喷射可实现快速、一致的加热而不会烧焦产品,并且还意味着没有可能促进细菌生长的表面。 

GEA乳制品蒸发解决方案
放手

流程中涉及手动拆卸和重新组装设备以进行清洁或检查的任何环节都可能被视为引入污染的风险。因此,GEA 还致力于开发通过减少手动任务来提高安全性的解决方案。我们用于食品和乳品喷雾干燥器的无干预细粉回收系统 (FRS) 使用专利阀门,可以有效消除在在线清洗 (CIP) 前后进行手动配置的需要,否则可能存在泄漏和污染风险。 

GEA无干预细粉回收系统

GEA 专家还开发了一种我们认为是突破性的创新技术,即喷雾干燥器的可拆卸保温板,这使得彻底检查喷雾干燥器室是否存在可能藏有细菌和其他微生物的微小裂缝变得更加容易。该 GEA 技术的广泛采用证明了它对于帮助确保食品和乳品喷雾干燥工厂的微生物安全性有多么重要。 

采用物理方式

GEA 提供最先进的分离系统,可以采用物理方式去除产品中的细菌、孢子和其他污染物,并且在乳粉加工过程中常规使用这些分离系统。我们的离心系统利用重力沉淀出细菌和孢子,而 GEA 陶瓷微滤设备通过专门设计的过滤器根据大小分离出微生物和其他污染物。

离心和陶瓷微滤非常适合牛奶处理以去除微生物 - 包括耐热细菌和孢子- 它们可以在巴氏杀菌中存活下来。 将这些机械技术配置到工艺中可以消除对高温热处理的需要,从而有助于保留产品的营养价值。

机器人和自动化

在工厂的其他地方,产品加工上游和下游的机器人系统,可以在接收原材料和配料时以及在灌装和包装阶段再次消除人工处理和干预的需要。在许多工业流程中,必须手动升起和操纵粉末袋,然后用刀切开以取出粉末。使用这种方法所产生的相关潜在问题,无论是关于操作员的安全,还是潜在的粉末污染,都可能很严重。为了降低这些风险,GEA 开发了自动化的机器人 HYGiTip 袋分切和清空系统,它可以代替人工操作员来执行此功能。

GEA HYGiTip 袋清空系统
GEA 的新型 HYGiTip 配有适用于 25 公斤袋的全自动卫生卸料系统(图片:GEA)

GEA 的新型 HYGiTip 配有适用于 25 公斤袋的全自动卫生卸料系统(图片:GEA)

对于包装阶段的袋子灌装,我们开发了有限干预 (LI) 粉末灌装技术,可以在整个袋子灌装和封口过程中实现完全自动化的袋子处理。使用 LI 系统意味着操作员在灌装过程中无法接触袋子,再次降低了产品污染的风险。对于小批量灌装,我们开发了 SmartFil M1 半自动粉末灌装系统,可以在该系统中配置一个密封的灌装头,用于帮助防止产品污染,并确保操作员的安全。 

微生物专业知识

GEA 安全系统设计用于适应我们客户的流程,帮助支持食品安全、效率和可重复性。我们与每位客户合作,为其流程和产品量身定制最佳安全解决方案。重要的是,我们从端到端考虑整个流程,使生产的每个部分都可以解决食品安全方面的问题。我们的内部微生物学专家与技术专家合作,根据具体情况为客户制定最佳解决方案。

专业、专注的服务

一旦安装了 GEA 系统,我们与客户的合作关系就不会结束。我们将 GEA SAFEXPERT® 开发为一套诊断和咨询服务,让客户能够全面监督他们的所有流程,从而帮助监控和优化生产,尤其是实现每天的食品安全。

通过 GEA SAFEXPERT® 服务,客户可以获得完整的 360 度运行状况检查以及呈报有关他们工厂的事项,并提供维护和 CIP 优化建议,这将有助于防止污染。GEA SAFEXPERT® 环境微生物监测和验证服务还可以帮助诊断任何现有污染的原因,并提出消除和预防未来污染的方法。 

产品召回的螺旋效应

奶粉厂怀疑或已确定的微生物污染是一个严重的问题,会导致工厂停产,并可能导致漫长而昂贵的调查和修复。在涉及地点生产的产品可能会从超市货架上召回以确保消费者的安全,从而导致公众焦虑。在某些情况下,召回甚至可能导致全国性的产品短缺,直到污染问题得到纠正并且监管机构认为制造厂可以安全地重新开始生产。

此外,如果受影响的产品(例如奶粉)作为第三方制造商使用的配料以散装方式配销,那么情况会进一步恶化。含有受污染配料的最终产品也需要召回。因此,污染风险不仅会影响消费者和受影响的工厂,还可能对在自己的配方中使用受污染产品的制造商产生严重的经济影响。

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