Im Jahr 2009 starben neun Menschen an den Folgen des Verzehrs von mit Salmonellen verunreinigter Erdnussbutter. Drei Führungskräfte der Peanut Corporation of America wurden anschließend wegen ihrer Rolle bei dem Ausbruch zu langen Haftstrafen verurteilt. Die Lehre daraus sollte klar sein: Lebensmittelhersteller und -verarbeiter müssen die Sicherheit der von ihnen verkauften Produkte gewährleisten.
Die Vorschriften der FDA verlangen die Überprüfung von Prozessen, die Lebensmittel für den menschlichen Verzehr sicher machen sollen. Im Falle der Konservierung (ein Konservierungs- und Verpackungsprozess unter Einsatz von Hitze und Druck) ist es wichtig, die Prozessleistung zu überprüfen, um sicherzustellen, dass eine angemessene Behandlung durchgeführt wird. Darüber hinaus sollten Aufzeichnungen über solche Überprüfungen als Nachweis dafür aufbewahrt werden.
Dieses Whitepaper von OMEGA Engineering befasst sich mit dem Einsatz von Temperatur- und Druckdatenloggern in der Konservenindustrie. Die einzelnen Abschnitte behandeln folgende Themen:
- Hintergrundinformationen zur Lebensmittelkonservierung
- Prozessüberprüfung
- Temperaturverteilung
- Druckdaten
- Kalibrierung und Rückverfolgbarkeit
- Temperatur- und Druckdatenlogger
Hintergrundinformationen zur Lebensmittelkonservierung
Abgesehen von frischem Fleisch und Obst und Gemüse werden viele der heute verkauften Lebensmittel durch Einfrieren konserviert. Ein neueres Verfahren, die Hochdruckbehandlung (HPP), findet zunehmend Verwendung als Alternative zum Einfrieren. Dabei werden Wärme und Druck kombiniert, um Krankheitserreger und mikrobielle Verunreinigungen zu zerstören. In dieser Hinsicht ähnelt es dem viel älteren Verfahren der Konservierung in Dosen.
Die Konservierung von Lebensmitteln in Dosen zum Zwecke der Lagerung und des Transports wurde bereits zu Beginn des 19. Jahrhunderts entwickelt (der Dosenöffner wurde erst 40 Jahre später erfunden). Bei der Konservierung von frischem Fleisch, Meeresfrüchten, Obst oder Gemüse werden die Lebensmittel gereinigt, vorbereitet und in einen Metallbehälter (daher der Name „Dose”) mit Wasser oder Sirup verpackt. Die Dose wird verschlossen und zum Garen in einen Ofen gegeben. Durch die Hitze verdampft die Flüssigkeit, wodurch der Druck im Inneren der Dose steigt. Die Hitze in Kombination mit dem Druck zerstört oder inaktiviert Krankheitserreger und mikrobielle Verunreinigungen, wodurch die Lebensmittel nahezu unbegrenzt haltbar werden. Ein besonderes Anliegen ist die Zerstörung sporenbildender Bakterien wie Clostridium Botulinum, die bei Verzehr oft tödlich sind.
Konserven werden auf 116 bis 121 °C (240 bis 250 °F) erhitzt und bei dieser Temperatur für eine bestimmte Zeit gehalten, die von der Säure, der Dichte und den Wärmeübertragungseigenschaften der Lebensmittel abhängt. Insbesondere Mais benötigt eine längere Zeit, um sicherzustellen, dass alle Verunreinigungen beseitigt werden.
Prozessüberprüfung
Lebensmittelverarbeiter müssen die Anforderungen von 9 CFR 417.2 – Gefahrenanalyse und HACCP-Plan (HACCP ist die Abkürzung für Hazard Analysis and Critical Control Point, zu Deutsch: Gefahrenanalyse und kritische Kontrollpunkte) erfüllen. Zusammenfassend bedeutet dies, dass sie:
Taschen-Infrarot-Thermometer - Dokumentieren Sie die Schritte der für jedes Produkt angewandten Verfahren.
- Identifizieren Sie Bereiche mit potenzieller Verunreinigung.
- Entwickeln und implementieren Sie einen Plan zur Verhinderung oder Beseitigung von Verunreinigungen
- Implementieren Sie Verfahren zur Überprüfung der Angemessenheit des Plans
Temperaturverteilung
Es gibt Geräte, die sowohl Temperatur als auch Druck zeitbasiert protokollieren. Diese Daten können anschließend zur Speicherung und Analyse auf einen PC heruntergeladen werden. Die Erfassung eines einzelnen Datensatzes gibt jedoch nur Auskunft über die Bedingungen an dem Ort, an dem der Datenlogger platziert wurde. Da viele Öfen eine ungleichmäßige Temperaturverteilung aufweisen, ist es ratsam, mehrere Logger zu verwenden, die über die gesamte Kammer verteilt sind. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, die Bedingungen an den acht Ecken sowie am Mittelpunkt zu protokollieren. Alternativ, und insbesondere wenn eine bestimmte Verteilung zu erwarten ist, kann eine Reihe von Protokollierern eingesetzt werden, um eine thermische Kartierung der Kammer zu ermöglichen.
Druckdaten
Die Erfassung nützlicher Druckinformationen ist wesentlich komplexer als die Aufzeichnung der Temperatur. Zunächst wird ein tauchfähiger Datenlogger benötigt. Zweitens hängt der Druck im Inneren einer Dose von der enthaltenen Flüssigkeitsmenge sowie dem für die Ausdehnung verfügbaren Volumen ab. Daher kann zwar ein Logger in eine Dose eingesetzt werden, jedoch muss der Inhalt angepasst werden, um den Unterschied zwischen dem Logger und dem typischen Inhalt zu berücksichtigen. Außerdem darf nicht übersehen werden, wie wichtig es ist, die Dose deutlich vom restlichen Ofeninhalt zu unterscheiden, damit sie vor dem Versand wieder herausgenommen werden kann.
Kalibrierung und Rückverfolgbarkeit
Wie bei allen Messgeräten werden Kalibrierung und Rückverfolgbarkeit gemäß nationalen Standards empfohlen, um die Gültigkeit der Daten sicherzustellen. Organisationen mit eigenen Laboreinrichtungen können dies selbst durchführen. Alternativ können Temperatur- und Drucklogger mit Zertifikaten zur Rückverfolgbarkeit nach NIST erworben werden.
Druckmessumformer mit USB-Ausgang und hygienischer Anschlusstechnik Temperatur- und Druckdatenlogger
Autoklav-Temperaturdatenlogger Die Hochtemperatur- und Hochdruck-Datenlogger der Serie OM-CP-PRTEMP140 von OMEGA Engineering machen den Einsatz von Tauchthermoelementen überflüssig und sind für Anwendungen wie die Überprüfung thermischer Sterilisationsprozesse in der Konservenindustrie vorgesehen. Dieses kompakte, nach IP68 zertifizierte Gerät aus Edelstahl 316 ist mit einem NIST-Zertifikat für die Kalibrierung erhältlich und zeichnet sowohl Temperatur als auch Druck auf.
Im Gegensatz zu Geräten mit einem Tauchthermoelement verfügt dieser Datenlogger über einen RTD mit einem Messbereich von -20 bis 140 °C (-4 bis 284 °F) und einer Auflösung von 0,01 °C (da die Spitzentemperaturen unter 200 °C liegen, ist kein Datenlogger für sehr hohe Temperaturen erforderlich). Der Druck wird mit einem Dehnungsmessstreifen mit einem Messbereich von 0 bis 5 bar und einer Auflösung von 0,0001 bar gemessen. Es können über 32.000 Datenpunkte mit einer Rate von einem pro Sekunde bis zu einem pro 24 Stunden aufgezeichnet werden. Der Beginn der Aufzeichnung ist programmierbar oder kann manuell ausgelöst werden. Nach der Entnahme aus dem Ofen werden die Daten durch Anschließen des Datenloggers an einen PC heruntergeladen. Alternativ kann der Datenlogger während des Betriebs an einen PC angeschlossen werden, um Daten in Echtzeit zu erfassen.
Zusammenfassung
Der Verbraucherschutz hat in der gesamten Lebensmittelindustrie höchste Priorität. Die FDA-Verfahren schreiben einen HACCP-Ansatz vor, der von Unternehmen verlangt, Risikopunkte zu identifizieren, Kontrollmaßnahmen zu implementieren und die Wirksamkeit dieser Maßnahmen zu überprüfen.
Das Einmachen ist ein Verfahren zur Konservierung und Verpackung von Lebensmitteln, bei dem durch Hitze und Druck Krankheitserreger und mikrobielle Verunreinigungen zerstört werden. Diese Verfahren sind jedoch unwirksam, wenn die Mindesttemperaturen und -zeiten nicht erreicht werden. Ein kombinierter Temperatur- und Druckdatenlogger wie die OMEGA® OM-CP-PRTEMP140-Serie erfasst diese Prozessdaten mit einer vom Benutzer festgelegten Frequenz und ermöglicht das Herunterladen auf einen PC zur späteren Verwendung. Solche Datenlogger sind daher ein wesentlicher Bestandteil zur Gewährleistung der Sicherheit in der gesamten Lebensmittelkette.
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