Doblando la calidad del empaque aséptico

El proceso peróxido enriquecido con rayos ultravioleta permite obtener resultados impresionantes en higiene y productividad

La última novedad en el mundo del empaque alimenticio está abriendo nuevos horizontes para la tecnología aséptica. Este nuevo acercamiento, conocido como el Proceso Peróxido Enriquecido con Rayos Ultravioleta, permite doblar la producción y capacidad de llenado de las máquinas llenadoras de un determinado alimento. Este proceso fue descubierto durante un experimento de laboratorio en las instalaciones de investigación y desarrollo de Tetra Pak, aumentando considerablemente la eficiencia en el empaque aséptico de alimentos en varios países.

El empaque aséptico se basa en el principio de garantizar que, tanto alimentos como materiales de empaque, están libres de bacterias en el momento que se envasan los alimentos. El resultado es un producto "comercialmente estéril". Esto significa que el empaque está libre de patógenos y toxinas. Además, se impide la proliferación de los microorganismos que causan el deterioro los alimentos. Una vez que han quedado satisfechas esas condiciones, el alimento se puede preservar con seguridad a temperatura ambiente durante un periodo de tiempo relativamente prolongado.

Proceso mejorado

El proceso de empaque aséptico utilizado para lograr este fin incluye el llenado y el sellado comercial de alimentos dentro de materiales de empaque estériles. El proceso tradicional utilizado por Tetra Pak para esterilizar los materiales de empaque incluye dos etapas fundamentales. En primer lugar, el material de empaque, por lo general el laminado a base de cartón, con capas de plástico fino y aluminio, recibe un baño profundo de peróxido hidrógeno. Un grado satisfactorio de esterilización puede variar dependiendo del tiempo y la temperatura. Por ejemplo, la exposición requerida para algunas llenadoras es de 6.5 segundos en concentraciones de peróxido hidrógeno del 30% a 65°C. Otros usan una concentración similar de operación a 76ºC durante cinco segundos. Después del baño, durante la segunda etapa del proceso, se seca el material con aire caliente comprimido para extraer los restos de peróxido hidrógeno.

Por mucho tiempo se ha conocido la sinergia entre el peróxido hidrógeno en soluciones diluidas y los rayos ultravioletas. Esta se utiliza más frecuentemente en preparaciones con vida de anaquel extendida, en vez de empaque aséptico. A diferencia de la preparación para envases asépticos, los productos con vida de anaquel prolongada necesitan refrigeración durante toda la vida de anaquel. El empaque de productos con vida de anaquel prolongada requiere de altos estándares de calidad, no tan rigurosos como aquellos para el empaque aséptico.

En el proceso tradicional usando la combinación de peróxido hidrógeno y rayos ultravioleta, por lo general se aplica el peróxido hidrógeno a los materiales de empaque en forma de spray o mediante la condensación de peróxido hidrógeno dentro de la superficie de los materiales. La concentración de peróxido hidrógeno debe ser mucho más baja que la usada en el proceso aséptico tradicional, por lo general 2% por debajo, mientras que los tiempos de exposición típicos son de 2 a 4 segundos. El material de empaque es expuesto a los rayos ultravioleta mientras están todavía húmedos con peróxido hidrógeno. Los rayos ultravioleta funcionan en sinergia con la relativamente baja concentración de peróxido hidrógeno para lograr el nivel conveniente de esterilización. Por último, se seca el material de empaque con aire caliente para extraer cualquier rasgo de peróxido hidrógeno.

El proceso de peróxido fortalecido con ultravioleta usado en Tetra Pak para aplicaciones de empaque aséptico, fue descubierto durante un experimento con el proceso tradicional. Una lámpara ultravioleta fue situada después del secado de aire caliente en lugar de antes del mismo. El resultado inesperado fue que alto porcentaje de esporas bacteriales fueron eliminadas. Con anterioridad, se pensaba que el material de empaque debía humedecerse con peróxido hidrógeno mediante la exposición de los rayos ultravioleta para funcionar de forma eficiente.

Aliado sanitario

Los científicos de Tetra Pak llegaron a la conclusión de que deberían tomar ventaja de la efectividad de la radiación ultravioleta en materiales con empaques secos para acelerar el proceso de tecnología aséptica tradicional. Esta es la forma en la que trabaja: El material de empaque pasa por un baño profundo de peróxido hidrógeno, para ser secado a continuación con aire caliente comprimido. Después del secado se agrega un nuevo paso de exposición ultravioleta. La radiación ultravioleta es considerablemente más efectiva a la hora de matar esporas en materiales de empaque secos que en materiales húmedos frescos recién salidos del baño. Esta eficiencia mejorada proviene de dos fenómenos anteriormente desconocidos. En primer lugar, las esporas bacteriales que están todavía vivas después de ser expuestas al baño son remojadas con peróxido hidrógeno. En segundo lugar, esas esporas cargadas con peróxido hidrógeno son más vulnerables a las radiaciones ultravioleta de lo que podrían ser de otra manera. El peróxido hidrógeno absorbido trabaja en sinergia con la radiación ultravioleta para destruir de forma más efectiva cualquier resto de esporas.

La investigación desarrollada por el microbiólogo Dr. R. E. Marquis de la Universidad de Rochester, Nueva York, EUA, demuestra que las esporas absorberán más peróxido hidrógeno que el agua corriente, hasta un 50% más que el peso en seco de las esporas. Además, la investigación muestra que el peróxido hidrógeno absorbido puede ser activado mediante irradiación ultravioleta por hasta 24 horas después de secarse las esporas.

Para el proceso de empaque aséptico, la aplicación de la irradiación ultravioleta después del secado se consigue en gran medida al reducir el tiempo que el material de empaque debe pasar en el baño, reduciéndose de 6.5 a 2.5 segundos o menos. Esto representa un aumento significativo en la producción, ya que se puede acelerar todo el proceso sin pérdida de la efectividad.

Mientras que el proceso peróxido fortalecido por rayos ultravioleta es relativamente sencillo, uno de los principales desafíos en su aplicación comercial es el control de proceso, particularmente la medición y garantía de su consistencia y la exposición regular a la luz ultravioleta. Para ayudar a resolver este problema, los especialistas de Tetra Pak instituyeron el uso de una lámpara monocromática ultravioleta. La medición resulta más fácil porque todas las emisiones de la lámpara son en longitud de onda ultravioleta.

El proceso peróxido fortalecido por rayos ultravioleta ha sido aplicado en las llenadoras Tetra Pak A3 con excelentes resultados. Usando bacilos subtilis como organismo de prueba, los científicos de Tetra Pak midieron la presencia de esporas después de una exposición de 1/10 de segundo en un baño del 30% de peróxido de hidrógeno. Los resultados mostraron que el proceso ultravioleta era 250 a 300% más efectivo al eliminar las esporas que mediante el proceso tradicional.

En teoría, la modificación de una llenadora para poner en práctica el proceso ultravioleta significaría que la velocidad de la máquina diseñada originalmente para manejar 8,000 empaques por hora podría aumentar a 16,000 empaques o incluso más. Además, la nueva tecnología podría facilitar el diseño de llenadoras modulares, proporcionando una flexibilidad sin precedentes al permitir que los procesadores de alimentos operen sus equipos a distintas velocidades, según sus propias necesidades.

Los expertos de Tetra Pak creen que conseguirán ganancias en velocidad y eficiencia una vez el proceso se va refinando mediante la perfección de ciertos parámetros como las especificaciones de las bombillas ultravioleta. Mientras tanto, varios clientes de Tetra Pak están usando comercialmente el proceso ultravioleta, que ha sido presentado a la Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos para ser evaluado. Si desean conocer más sobre esta novedosa tecnología, favor de visitar la página web: www.tetrapak.com

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