Tecnología y funcionamiento del sistema Airocide en la Industria cárnica.
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1. Tecnología y funcionamiento del Sistema Airocide AiroCide es un sistema de purificación de aire interior, que se emplea para eliminar todo compuesto y partícula orgánica, viva o inerte, que se encuentre disuelta en el aire de un recinto interior de un edificio. El sistema de purificación empleado por AiroCide está fundamentado en un avanzado proceso de fotocatálisis oxidativa que tiene lugar en la cámara de reacción del interior del equipo. El aire que deseamos tratar en un recinto cerrado, es forzado a pasar a través del Fotocatalizador del AiroCide, donde es fotooxidado completamente hasta CO2 H2O .
El mecanismo de acción del Catalizador interno del sistema AiroCide está diseñado para eliminar cualquier Compuesto Orgánico disuelto en el aire que atraviesa la cámara de Fotocatálisis: desde compuestos orgánicos volátiles (COVs), hasta células eucariotas provistas de paredes celulares (mohos, levaduras,) pasando por toda la gama de microorganismos presentes en el aire: virus, bacterias, hongos y sus productos (micotoxinas, alérgenos, etc).
Figura 1. Representación esquemática de una partícula de TiO2 durante el proceso fotocatalítico de destrucción de contaminantes.
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Cuando el fotocatalizador de dióxido de titanio (TiO2) absorbe la luz ultravioleta (UV) procedente de las lámparas, esto produce un par electrón-hueco. El electrón de la banda de valencia del dióxido de titanio es excitado cuando incide un rayo de luz UV de longitud de onda adecuada. La energía asociada a la luz hace ascender al electrón hasta la banda de conducción del dióxido de titanio, creando un par hueco positivo y un electrón-negativo en el catalizador. Esta etapa de la acción del fotocatalizador se denomina “estado de fotoexcitación” del semiconductor. El hueco positivo del dióxido de titanio rompe la molécula de agua para formar gas hidrógeno y radicales hidroxilo. El electrón-negativo reacciona con la molécula de oxígeno para formar anión superóxido. Este ciclo continúa indefinidamente mientras haya luz disponible. Las moléculas orgánicas se acoplan de la misma forma con los sitios activos del catalizador (hueco positivo y electrón negativo) y con los radicales libres generados en la superficie del dióxido de titanio. El resultado es una compleja serie de reacciones en cascada cuyos productos finales son CO2 y H2O en cantidades traza. El aire que sale del catalizador está limpio de materia orgánica. El flujo de aire que pasa por el catalizador está calculado para que el rendimiento del catalizador sea mayor de un 99.99 % . Dada la naturaleza del proceso de fotocatálisis, conviene recordar que no sólo mata las células bacterianas, sino que las descompone por completo hasta CO2 y H2O. Este hecho confiere al catalizador una vida indefinida, convirtiéndolo en un elemento autolimpiable que no requiere ni recambio ni mantenimiento. El TiO2 no se deteriora, demostrando un efecto antimicrobiano prolongado. Airocide trabaja en continuo las 24 horas del día, no genera subproductos nocivos, no genera ozono, y actúa durante el desarrollo de cualquier actividad.
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Promoción del electrón a la banda de conducción
TiO2 + h→e-bc + Reacciones a nivel de huecos electrónicos
h+bv + H2O → OH· + H+ h+bv + OH - → OH· Reacciones de los electrones de la banda de conducción
O2 + e–bc →
O2· –
CASO PRÁCTICO Veamos un caso sencillo: Acido acético. El conjunto de las reacciones de fotooxidación que tienen lugar en el catalizador, rinden en último término CO2 y H2O. En el interior del Fotocatalizador no queda ningún resto de materia orgánica. Vías de transformación molecular por la oxidación fotocatalítica de acetato:
CH3COO - ·CH2COO- + H2O · CH2COO - + O2 ·OOCH2COO· OOCH2 COO - … CHO COO - ; CH2OHCOO CH2O h+bv + CH3COO - OH3COO · CH3COO · ·CH3 + CO2 CH3 · + O2 ·OOCH3 · OOCH3 … HCOO - ; CH3OH; CH2O
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APLICACIÓN DE AIROCIDE EN SECTOR CÁRNICO Se trata de un sector muy diverso en productos elaborados y manufacturados. Los puntos críticos a tener en cuenta, en lo referente a riesgos de contaminación microbiológica vehiculada por el aire se sitúan fundamentalmente en los siguientes procesos generales: a) Almacenamiento de las carnes El almacenamiento de la carne fresca, ya sea en el matadero, en la industria o en la carnicería, debe hacerse en perfectas condiciones de higiene y por supuesto, sin romper en ningún momento la cadena de frío. La maduración de la carne tiene lugar durante 10 a 21 días con la finalidad de mejorar significativamente la suavidad y el sabor, atributos muy valorados por el consumidor. Posteriormente al sacrificio del animal comienza un proceso de endurecimiento o de contracción natural (rigor mortis), que tiene su máxima expresión en las primeras 24 a 36 horas. Durante el proceso de maduración se producen reacciones enzimáticas proteolíticas y lipolíticas tanto en la carne como en la flora microbiana por las que la carne se suaviza y gana en sabor. En la maduración tradicional en seco la carne se coloca en un ambiente controlado refrigerado, mantenido entre -1 y 2 °C de forma estricta, ya que por bajo de -1 ºC la carne se congelará, deteniéndose la maduración y por encima de 2º la maduración se acelera a la par que siguen paralelamente los procesos de descomposición. La humedad relativa del área debe mantenerse alrededor de 85% para reducir la pérdida de agua, pero a su vez constituye un riesgo para la proliferación bacteriana. En cuanto a la maduración de la carne con envase al vacío, aunque tiene igualmente el beneficio de la suavidad, la retención de líquidos aumenta ( no se da la pérdida de agua de la maduración en seco). Este sistema aumenta el rendimiento, con una razón añadida: no hay que cortar una corteza de carne antes de venderla. Sin embargo, el sabor de la carne adquiere un sabor más intenso y extraño, de tipo metálico, sanguinolento y algo agrio. Estas variaciones del sabor suele terminar, en muchos casos, en quejas y devoluciones. Los métodos que se han venido usando tradicionalmente son la generación de una ventilación adecuada alrededor de todas las piezas dentro de la cámara y el examen visual. Todo lo referido hasta ahora lo podemos aplicar a la carne de vacuno, siendo muy diferente el comportamiento en los diferentes tipos de carne.
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En general, las pautas seguidas en un correcto almacenamiento refrigerado de la carne se resumen en los siguientes puntos: - Evitar que los productos estén en contacto directo con el suelo. - No almacenar las carnes frescas junto con otros productos ( por ejemplo, productos curados). - Riguroso control de la temperatura - Permitir una circulación de aire adecuada en las cámaras. - No superar los tiempos de almacenamiento recomendados. - Aplicar un programa de limpieza y desinfección de las cámaras y locales. - Vigilar que las cámaras mantengan la temperatura exigida. E Estas medidas muchas veces no son suficientes para evitar contaminaciones cruzadas con las consiguientes mermas de producto por colonización bacteriana, así como de mohos filamentosos y levaduras, por el contacto con el aire durante el almacenamiento lo cual se traduce en un incremento apreciable de los costos del producto:
Riesgo de extensión de esporas a otras piezas almacenadas sin alterar. Mantenimiento de una humedad relativa elevada para evitar una excesiva pérdida de agua. Riesgos de alteraciones organolépticas por microorganismos no patógenos como Pseudomonas, Psicrobacter, Aeromonas y Levaduras. Riesgo por contaminación grave de patógenos: Clostridium botulinum y Listeria monocytogenes, ambos presentes en agua y tierra pero transmisibles por el aire. Riesgo por contaminación moderada de patógenos: E. Coli, Salmonella, Campylobacter yeyuni, Yersinia enterocolítica, etc.
En general, en este sector este Punto de Control Crítico, PCC, se controla visualmente por personal experimentado y mediante métodos rápidos de control de las condiciones ambientales (Temperatura, Humedad Relativa y Tiempo); prácticamente no se efectúan recuentos microbianos del ambiente interior ni de las piezas de carne, porque requieren mucho tiempo de análisis y las tomas de decisiones tienen un carácter inmediato. La aplicación del sistema Airocide para purificación del aire interior de las cámaras, elimina los microorganismos y sus esporas presentes en el aire interior, evitando la aparición de los signos de alteración descritos, minimizando las mermas, prolongando el tiempo de almacenado, manteniendo mejor el peso y el color de la carne madurada. Airocide elimina por el mismo principio, la fotocatálisis heterogénea, los compuestos orgánicos presentes en el aire de la cámara, evitando la transmisión de olores entre los productos almacenados.
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El olor que se detecta es el propio emitido por la carne en proceso de maduración, permitiendo al personal experimentado determinar el tiempo de almacenamiento del producto en la cámara. Otra ventaja del Sistema Airocide es que no emite ningún subproducto al aire interior, ni tampoco genera ozono. CARNE CON AIROCIDE
CARNE SIN AIROCIDE
Ausencia de hongos y sus esporas
Presencia de hongos, esporas y COVs
Carne suavizada, limpia, fresca, madura (dependiendo del tiempo de maduración)
Carne con mal aspecto
Color característico de la carne fresca Estabilidad de color, olor y textura durante la maduración de la carne
Manchas de coloración pardo-azulada y pardo- negruzca Variaciones de pH Presencia de olor de diferentes carnes
Ausencia de olores impropios de la carne y de mezclas de olores entre piezas Disminución del riesgo de contaminaciones cruzadas Mayor tiempo de conservación
Contaminaciones cruzadas a través del aire de la cámara. Menor tiempo de conservación Crecimiento bacteriano y fúngico incrementado.
Caída del crecimiento bacteriano y fúngico. Mermas por recortes importantes Menor merma por recortes mayor pérdida de agua Menor pérdida de peso por deshidratación Permite mantener la cámara con HR>85%
Requiere disminuir la HR de la cámara para evitar contaminación microbiana
Disminución de costes por mermas, deterioro y gastos de mantenimiento
Riesgo de pérdidas de beneficio por mermas, deterioro y empleo de productos químicos.
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Los resultados obtenidos con AiroCide son superiores a los obtenidos con otros sistemas, que como el ozono, precisan de concentraciones muy altas (100 a 500 p.p.m e incluso superiores), con el consiguiente riesgo para la salud humana , además de producir cambios de color y de olor en la carne, amen de generar en la cámara microorganismos resistentes con el tiempo. b) Acondicionamiento para el procesado En esta fase, la carne se acondiciona para utilizarla posteriormente, bien en la venta directa al consumidor, bien como materia prima para distintos derivados cárnicos. Entre las operaciones de acondicionamiento se encuentran el despiece, deshuesado, troceado, triturado, picado, descongelación, pelado... El riesgo fundamental en esta fase es que se pueda producir la contaminación microbiana de las carnes o que se puedan multiplicar los microbios que ya contienen. Calidad e Higiene en la Manipulación de Alimentos c) Elaboración o procesado de las carnes Existen distintos tipos de industrias cárnicas; así hay industrias dedicadas a la elaboración de productos frescos, productos cocidos, productos curados o conservas, por lo que se trata de un sector muy amplio. Cada empresa debe valorar los puntos críticos de riesgo de contaminación microbiana a través del aire de acuerdo con los diagramas de flujo de los procesos particulares. Son comunes a todos ellos una serie de procesos o etapas que, como la de almacenamiento, envasado, el transporte o la distribución de productos donde existe un mayor riesgo potencial de contaminación microbiana y química, y donde el sistema Airocide va a actuar con mayor eficacia como medio preventivo de purificación de aire. Además de vigilar el tiempo, la temperatura, la humedad y la circulación del aire durante el almacenamiento refrigerado, maduración o secado en productos curados, el aire debería ser tratado en continuo para evitar fermentaciones o crecimiento de microorganismos no deseados, a la par que se evite modificar física o químicamente el propio alimento almacenado o interfiera con la salud del personal que trabaja en las instalaciones. Y estas ventajas sólo las ofrece en el mercado el Sistema AiroCide de purificación del aire. d) Envasado Es la fase en la que más importancia cobra mantener un ambiente lo más aséptico posible. Sería un esfuerzo y gasto inútil mantener unas condiciones higiénicas idóneas a lo largo de todo el proceso de fabricación, si descuidamos al final las condiciones ambientales en el momento del envasado.
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IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO DEL AIRE INTERIOR EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA EN GENERAL Y EN EL SECTOR CÁRNICO EN PARTICULAR Tradicionalmente la Industria alimentaria en general y el sector cárnico en particular, han asumido que el grado de contaminación del medio aéreo apenas puede ser rectificado durante el curso de los procesos de fabricación, contrariamente a lo que sucede con la mayoría de materiales y utensilios empleados. La limpieza y desinfección del medio aéreo se asume que se realiza al finalizar la jornada de trabajo y dados los medios empleados tradicionalmente, más destinados a la desinfección de superficies a través del aire, que al tratamiento del propio aire. El control microbiológico del aire debe integrarse como una parte más del proceso de aseguramiento de la calidad, que tiene en cuenta un riesgo de naturaleza microbiana, cualquiera que sea el campo de actividad. Para tener completamente controlado el riesgo de contaminación microbiológica, la higiene de los alimentos debería fundamentarse en tres pilares básicos: -
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El riesgo microbiológico de origen endógeno de la carne, es decir, el riego inherente al producto en sí mismo. El control del medio ambiente próximo, los contaminantes microbianos y químicos potenciales por contacto con ingredientes, aditivos, superficies de contacto, maquinaria, manipuladores, etc El control del medio ambiente más alejado del alimento, en el que incluimos el propio ordenamiento, disposición y distribución de los locales y los equipamientos de los que están dotados.
En este último caso, el aire ambiente o aire interior representa el vector principal de contaminación tanto microbiana como de Compuestos Orgánicos Volátiles entre una fuente contaminante, la mayoría de las veces no detectada y el receptor del riesgo, el propio alimento. Los avances de la técnica nos han llevado a conseguir materias primas cada vez más frescas y en mejores condiciones sanitarias para la elaboración de productos alimenticios. Es precisamente esta la razón por la que la calidad microbiológica del aire se convierte, más que en un elemento de mejora, en una necesidad técnica. Un alimento fresco e higiénico es un territorio indefenso frente a los microorganismos del ambiente. Presenta un mayor riesgo microbiológico que otro que posea una carga microbiana inicial elevada.
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En el caso de un producto alimenticio ultra fresco o desprovisto tecnológicamente de carga microbiana solamente la preparación y el envasado aséptico van a garantizar la conservación.
De ahí la importancia creciente en la Industria Alimentaria de la calidad microbiológica del aire, una necesidad que ahora viene resuelta de la mano de la más avanzada tecnología en purificación del aire interior, el sistema AIROCIDE. Hasta ahora el interés de la industria alimentaria y de otros sectores, como el sanitario, se había centrado en la búsqueda de correlaciones entre la composición cualitativa y cuantitativa de la flora microbiana contenida en el aire, centrándose en factores tales como la localización geográfica, condiciones ambientales, focos de contaminación, etc. y la probabilidad de riesgo de contaminación por agentes patógenos o simplemente alteradores de los alimentos. La industria es consciente de la importancia que tiene la contaminación microbiana y por COVs del aire circundante al alimento, pero hasta ahora no disponía de herramientas prácticas y a un coste razonable para implementar medidas correctivas y preventivas en la calidad del aire. Existen las salas limpias o blancas para procesos puntuales de elaboración o costosas instalaciones con filtros HEPA, fuera del alcance de la mayoría de las empresas alimentarias. Aún en estos casos, a pesar de que el aire que proviene del exterior es filtrado y se impele al interior desprovisto de microorganismos, nada garantiza que no puedan darse contaminaciones cruzadas a través del aire por microorganismos generados en el propio interior de las instalaciones.
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