Woda w produkcji spożywczej

Podczas produkcji żywności lub napojów niezwykle istotnym jest dołożenie najwyższych starań, aby zminimalizować ryzyko mikrobiologiczne oraz uczynić przeznaczone do spożycia przez ludzi produkty tak bezpiecznymi, jak to tylko możliwe. Każde skażenie mikrobiologiczne jest traktowane bardzo poważnie i może spowodować nie tylko utratę zaufania do marki, ale również dotkliwe w kosztach wycofanie produktu w odpowiedzi na obawy o ludzkie zdrowie.

Oprócz spowodowanych przez niektóre gatunki bakterii, poważnych zagrożeń zdrowotnych, zanieczyszczenie mniej szkodliwymi drobnoustrojami może przyczynić się do psucia się napojów oraz zmiany ich jakości i smaku. Producenci muszą zatem mieć na uwadze możliwość skażenia, pochodzącego z różnych źródeł – powietrza, wody, surowców oraz instalacji procesowych i w miarę dostępnych możliwości, próbować im przeciwdziałać.

Źródło używanej w produkcji napojów wody pitnej może mieć wpływ na walory produktów - ich smak, wygląd i ogólną jakość. Twarda woda zawiera na przykład istotnie wysokie stężenia soli wapniowych i magnezowych. Są one szczególnie szkodliwe dla produkcji napojów bezalkoholowych, powodując zmianę pH i wpływając na stabilność mikrobiologiczną oraz smak.

Do napojów bezalkoholowych zaleca się stosowanie miękkiej wody. Istnieją techniki, które mogą usuwać twardość wody, a tym samym działanie związków wapniowych i magnezowych. Pośród najczęściej stosowanych w przemyśle spożywczym, jest technika odwróconej osmozy (RO), która ze względu na łatwą dostępność, powinna być pierwszym krokiem we wdrożeniu szczegółowego programu uzdatniania wody przy produkcji napojów bezalkoholowych.

Kolejnym ważnym etapem procesu uzdatniania wody jest usuwanie pozostałości wolnego chloru. Jego obecność w wodzie jest nieunikniona, bowiem stosowany jest jako środek dezynfekujący. Równocześnie jednak, jego obecność powoduje defekty smakowe wody. Skuteczną metodą w takiej sytuacji jest zastosowanie filtra z węglem aktywowanym. Mając jednak na uwadze dezynfekujące działanie chloru, po jego usunięciu należy uwzględnić czynniki, związane z zanieczyszczeniem mikrobiologicznym. W tym celu trzeba sięgnąć po kolejne etapy filtracji, z pomocą których usunięte zostaną wszelkie cząstki stałe i zanieczyszczenia resztkowe. Dobrany więc do prowadzenia uzdatniania wody sprzęt, musi dopełniać konieczność minimalizowania ryzyka mikrobiologicznego.

Ze względu na zróżnicowaną specyfikę używanej technologii, ale także wykorzystywany sprzęt, produkt końcowy czy proces produkcyjny, zakłady spożywcze potrzebują wody w różnych ilościach i o różnych parametrach, trudno tu o rozwiązania uniwersalne. Bez względu na to jednak, jest kilka kryteriów, które muszą być dopełnione, niezależnie od wymienionych czynników.

Woda do produkcji napojów nie powinna zawierać:

• Substancji oddziałujących na właściwości organoleptyczne,
• cząstek stałych oraz zawiesin,
• substancji zaburzających w jakikolwiek sposób procesy produkcyjne,
• substancji sprzyjających powstawaniu osadów na odcinkach linii produkcyjnych.

Rozporządzenie nr 178/2002, które reguluje ogólne zasady i wymagania prawa żywnościowego, definiuje wodę, jako środek spożywczy. W związku z tym, musi ona być w pełni bezpieczna dla zdrowia.

W Polsce musi również spełniać kryteria, ustalone w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody, przeznaczonej do spożycia przez ludzi z dnia 7 grudnia 2017r. Dokument określa stawiane wodzie przeznaczonej na cele spożywcze wymagania pod względem fizykochemicznym, bakteriologicznym oraz organoleptycznym. Rozporządzenie jest zgodne z Dyrektywą Rady 98/83/WE w sprawie jakości wody, przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Obowiązujący w Polsce dokument wyraźnie określa, że „(…) Woda jest bezpieczna dla zdrowia ludzkiego, jeżeli jest wolna od mikroorganizmów chorobotwórczych i pasożytów w liczbie, stanowiącej potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego oraz nie ma agresywnych właściwości korozyjnych”.

W przemyśle żywieniowym wykorzystywane są jednak także technologie, które wymagają wody o jeszcze lepszych parametrach, niż ma posiadać ta przeznaczona na cele spożywcze. Jakość wody stosowanej w przemyśle spożywczym musi być utrzymana na niezmiennie wysokim poziomie. Z tego właśnie względu, podlega stałym kontrolom sanepidu oraz kontrolom wewnętrznym w przedsiębiorstwie.

Normy i obostrzenia dotyczą również wody, wykorzystywanej w celach technicznych, w tym także do obsługi urządzeń. Z uwagi na prawidłowe działanie sprzętu oraz potrzebę zachowania jego sprawności technicznej, należy brać pod uwagę zalecenia producentów urządzeń i określone przez nich wymagania w zakresie jakości stosowanej wody.

I tak na przykład, wykorzystywana w zakładach woda kotłowa, nie powinna zawierać substancji sprzyjających pienieniu się, powstawaniu osadów oraz korozji. Dokumentem, który zawiera szczegółowe wytyczne w tym zakresie jest norma PN-EN 12952- 12:2006: Kotły wodnorurkowe i urządzenia pomocnicze. Część 12: Wymagania dotyczące jakości wody zasilającej i wody kotłowej oraz norma PN-EN 12953-10, Kotły płomienicowo-płomieniówkowe. Część 10. Woda przeznaczona do wykorzystania w procesach energetycznych nie może zawierać żadnych zanieczyszczeń mechanicznych, substancji organicznych. Nie powinna też posiadać związków, odpowiedzialnych za tworzenie korozji oraz osadów. W przypadku wody przeznaczonej na cele przeciwpożarowe, nie ma żadnych konkretnych wytycznych, określających właściwości wody.

W wielu sektorach przemysłu spożywczego powszechnie wykorzystywana jest para wodna. Podobnie jak woda technologiczna, para często wchodzi w bezpośredni kontakt z produkowaną żywnością. Z tego względu, bardzo istotne jest restrykcyjne podejście do jej parametrów.

Nie powinna zawierać żadnych substancji zanieczyszczających żywność, ani tym bardziej stanowiących zagrożenie dla zdrowia lub życia ludzkiego. Jakość pary wodnej w dużej mierze zależy natomiast od parametrów dostarczanej do jej produkcji wody, wykorzystywanych w procesach jej uzdatniania środków chemicznych i rodzaju urządzeń, potrzebnych do jej wytwarzania. Para wodna w przemyśle spożywczym jest wykorzystywana jako para: energetyczna, do technologii ogólnych, do żywności oraz do sterylizacji.

Dwa podstawowe typy pary wodnej, to:

• Para techniczna – nie ma kontaktu z żywnością, a więc może zawierać substancje, wykazujące szkodliwość dla zdrowia.
• Czysta para – nie może zawierać żadnych substancji szkodliwych dla zdrowia, ponieważ jest wykorzystywana w procesach produkcji żywności i ma z nią bezpośrednią styczność. Para wodna powinna spełniać normy, zgodne z obowiązującym rozporządzeniem, dotyczącym jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Wytwornice pary stosowane do wytwarzania pary czystej, powinny posiadać odpowiednie certyfikaty zgodności, dotyczące bezpieczeństwa technicznego oraz certyfikaty higieniczne. Materiały zastosowane w urządzeniach ciśnieniowych, służących wytwarzaniu pary czystej, muszą spełniać wymagania w zakresie bezpieczeństwa higienicznego (Rozporządzenie WE 178/2002, Rozporządzenia WE 852/2004, Rozporządzenia WE 1935/2004, Rozporządzenia WE 2023/2006 oraz Normie PN-EN 1672- 2+A1:2009) oraz wymagania w zakresie bezpieczeństwa technicznego, które obejmuje Dyrektywa Ciśnieniowa 97/23/WE. Wymagania dotyczące samych wytwornic pary zostały zapisane w normach DIN58946. Część 7. Woda zasilająca wytwornice pary.

Znacząca ilość wykorzystywanych w przemyśle żywieniowym wód wymaga uzdatniania, czyli dostosowania parametrów do wymagań, zgodnych z jej przeznaczeniem. Wpływ na dobór metod ma także rodzaj ujęcia, z którego czerpana jest woda. Woda wodociągowa przeważnie wymaga zastosowania mniej rozbudowanych systemów uzdatniania, niż woda z ujęć własnych.

Projektowane stacje są wyposażone w filtry do oczyszczania wody z zanieczyszczeń mechanicznych. W tym celu wykorzystuje się filtry narurowe, filtry multicartridgowe czy kolumny filtracyjne. Ponadto, w przedsiębiorstwach, które korzystają z wody z sieci, do regulacji parametrów wody wybierane są: kolumny węglowe do usuwania chloru, zmiękczacze wody do redukcji stopnia twardości, systemy demineralizacji do obniżenia zasolenia wody oraz lampy bakteriobójcze, stosowane w celu zabezpieczenia mikrobiologicznego.

W przypadku wody z własnego ujęcia, dodatkowo niezbędna jest redukcja żelaza, manganu, związków amonowych, siarkowodoru oraz innych zanieczyszczeń. Z tego względu, oprócz urządzeń stosowanych przy wodzie wodociągowej, uzdatnianie wody wymaga również doboru odżelaziaczy i odmanganiaczy wody oraz innych urządzeń, których rolą jest usuwanie występujących w wodzie, szkodliwych związków. Wielkość i wydajność urządzeń, wchodzących w skład stacji uzdatniania wody, uzależniona jest od występujących rodzajów i stężeń zanieczyszczeń oraz wymagań zakładu oraz zużycia wody.

Odpowiednie zabezpieczenie wody, szczególnie pod kątem mikrobiologicznym, to w produkcji napojów absolutny priorytet.

Woda powinna być chroniona przed możliwością skażenia, zwłaszcza w przypadku przedsiębiorstw, które magazynują wodę. Optymalnym rozwiązaniem jest wdrożenie odpowiedniego systemu dezynfekcji, który umożliwia eliminację lub znaczną redukcję mikroorganizmów.

Często wybieraną metodą są przemysłowe lampy bakteriobójcze, które opierają swoje działanie na promieniowaniu ultrafioletowym. To metoda, która nie ma wpływu na skład chemiczny wody, nie powoduje powstawania produktów ubocznych dezynfekcji i nie generuje konieczności dozowania środków chemicznych.

Zastosowanie do dezynfekcji środków chemicznych opartych o chlor, wymusza regularne kontrole jakości wody. Mają one na celu oczyszczanie instalacji i zabezpieczanie jej przed skażeniem wtórnym, również w przypadku zbiorników magazynujących wodę.

Dobrze sprawdzą się stacje dozowania środków chemicznych, takich jak podchloryn lub dwutlenek chloru. Światowa Organizacja Zdrowia podkreśla, jak bardzo istotne jest odpowiednie zabezpieczenie wody pod kątem mikrobiologicznym, zwłaszcza tej wykorzystywanej w branży spożywczej.

W celu osiągniecia jak najlepszych efektów ochrony przed mikroorganizmami, w tym także przed rozwojem biofilmu w instalacjach, rozsądnym wyborem będzie system dezynfekcji, składający się z lampy bakteriobójczej oraz systemu stałego, bądź okresowego dozowania właściwie dobranych dawek środków chemicznych.

Dość popularnym rozwiązaniem w przemyśle spożywczym jest zastosowanie filtrów, działających w oparciu o węgiel aktywny. To metoda stosowana zwłaszcza w zakładach, w których niezbędne jest usuwanie chloru z wody, ale nie tylko. Złoże doskonale radzi sobie między innymi z metalami ciężkimi, pestycydami czy węglowodorami aromatycznymi. Filtry węglowe są wykorzystywane na przykład w przedsiębiorstwach produkujących napoje czy rozlewniach wody w celu zapewnienia odpowiednich właściwości organoleptycznych produktu docelowego.

Do przygotowania wody technologicznej często wybierane są urządzenia, działające w oparciu o procesy membranowe: ultrafiltracja, nanofiltracja czy odwrócona osmoza. W ten sposób można oczyścić wodę z substancji o wielkości cząstek, cząsteczek, i jonów, co w niektórych sektorach przemysłu spożywczego jest absolutną koniecznością.