Voor verpakkingen dranken, zuivel en maaltijden
Het steriliseren van verpakkingen met pulserend licht trekt steeds meer de aandacht van dranken-, zuivel- en maaltijdfabrikanten. De technologie die met intense flitsen micro-organismen doodt, biedt producenten een eenvoudig en kosteneffectief alternatief voor chemisch steriliseren en bestralen.
Lag de focus van pulserend licht eerst op het steriliseren van doppen (caps) in de drankenindustrie – hier zijn wereldwijd ruim 100 units in bedrijf – de techniek wordt nu geadopteerd door producenten van lang houdbare drinkyoghurt. “Inmiddels worden ook bekers (cups) en preforms voor zuivelproducten behandeld en maaltijdverpakkingen zijn in opkomst”, verklaart Tom Kuipers van Food Assist, de vertegenwoordiging van Waldner en Claranor pulserend lichttechnologie.
“Preforms zijn halffabrikaat verpakkingen waarvan uiteindelijk een fles wordt geblazen. Tijdens dit blaasproces wordt het grootste deel van de fles door warmte steriel. De flessenhals (preform neck) bereikt echter niet de hoge temperatuur en vormt dan nog een mogelijke bron van besmetting. Dit terwijl het sluiten van verpakkingen tijdens het proces een kritiek punt vormt in het kader van voedselveiligheid, houdbaarheid en de logistieke keten. Met de pulserend lichtsterilisatie kan de preform neck in-lijn effectief worden ontsmet”.
Korte procestijd
Twee pulserend licht-units zijn operationeel bij een Nederlandse zuivelfabrikant. Kuipers: ”De sterilisatie-units zijn geïntegreerd in bestaande cup-fillers. Hiermee kan nu zonder conserveringsmiddel worden geproduceerd. De bekers worden dus ontsmet voordat ze met product worden gevuld. Om vervolgens nabesmetting door de lucht tegen te gaan is over de machine een “clean air flow” gecreëerd. Ook van belang zijn de energiebesparing en een korte procestijd zodat deze geen invloed heeft op de lijnsnelheid. Afhankelijk van de te ontsmetten verpakking – dop, beker, of folie – kan het aantal lampen en het te gebruiken aantal flitsen worden aangepast en een pulserend lichtoplossing “op maat” worden bepaald”.
De technologie operationeel bij onder meer het Franse zuivelbedrijf l’Armoricaine Laitière voor het steriliseren van flesdoppen voor drinkyoghurts op een Serac verpakkingslijn. De doppen gaan met een capaciteit van 22.000 stuks per uur op de 28 tot 35 dagen houdbare drinkyoghurts in 180 grams flessen. Het Duitse Weissenhorner Molkerei, producent van biologische zuivel, koos voor de 250 en 500 grams cups voor pulserend lichtsterilisatie in plaats van chemische H2O2-behandeling omdat er geen water en chemische middelen worden gebruikt en de unit veilig, compact en energiebesparend is. Leverancier Waldner installeerde een vierbaans lijn met daarboven 2 x 2 lampen met 1 tot 3 flashes per cup met een logreductie van ruim 4,2. De capaciteit ligt op 12.000 cups per uur. De houdbaarheid is 60 dagen voor zure producten en 50 dagen voor neutrale zuivel.
Nieuwe en bestaande proceslijnen
Een unit voor pulserend licht is inzetbaar op nieuwe machines. De ontsmetting van verpakkingen zoals bekers wordt in de lijn geplaatst voor het afvulproces, zodat het product in een schone verpakking wordt afgevuld. Caps (doppen) en lids (deksels) worden ontsmet voor het aanbrengen van de dop op de fles. Bij preforms (halffabrikaat verpakking) staat de unit voor het blaasproces. Omdat de unit weinig ruimte inneemt is hij ook in te bouwen als retrofit in bestaande machines en proceslijnen die hier in eerste instantie niet voor zijn ontworpen. “Een fabrikant kan op deze manier “preservative free” – met een geringe investering vergeleken met een nieuwe afvullijn – op een bestaande productielijn produceren”, aldus Tom Kuipers.
Voor ultra clean of high-acid aseptic
Pulserend lichtsterilisatie is geschikt voor ultra clean productielijnen of voor “high-acid aseptic” verpakkingsprocessen. “En in algemene zin voor alle processen waar het conventionele UV-licht wordt toegepast, met een duidelijke meerwaarde en wel zodanig dat chemisch ontsmetten tot log 3 tot soms log 5 wordt geëvenaard op de meest resistente bacteriën en schimmels”, aldus Kuipers. “De houdbaarheid van een product is zo sterk als de zwakste schakel”, stelt hij. ”Bij sommige producten is het wellicht ook zinvol om van hot-fill over te stappen naar cold-fill. Dat maakt de totale intensiteit van de hittebehandeling minder en dus de productkwaliteit beter”.
Extra productzekerheid
Enkele gebruikers van pulserend licht hebben de techniek gekozen uitsluitend als extra zekerheid vertelt Kuipers. “Het product vereist in die specifieke lijnen geen extra behandeling, maar merkreputatie is kostbaar en omdat de techniek relatief goedkoop is in gebruik is die extra productzekerheid de investering waard”. De aanschafkosten voor pulserend lichtontsmetting ten opzichte van de huidige sterilisatietechnieken zijn grofweg te vergelijken met de kosten voor de hardware voor chemisch ontsmetten. De gebruikskosten zijn echter lager. De kosten voor het behandelen van de cupjes bij de Nederlandse fabrikant zijn berekend op € 0,16 per 1000 cups – inclusief afschrijving van de investering in drie jaar.
Alternatief voor chemisch ontsmetten
Pulserend lichtsterilisatie van verpakkingen vormt als kosteneffectieve, droge en compacte ontsmettingstechniek een alternatief voor chemisch ontsmetten en UV-licht ontsmetting van cups, doppen, folie en preforms voor flessen. Het steriliseren verloopt zonder chemische middelen en hitte en is milieu- en energievriendelijk. Het piekvermogen is 1 Megawatt, maar omdat al dit vermogen gedurende een korte lichtflits wordt toegepast is het totale energieverbruik gering. Er komen geen residuen in het product bij deze oppervlaktebehandeling. Ondanks de hoge energieintensiteit van 1 Megawatt wordt het plastic niet aangetast. Testen hebben aangetoond dat er geen migratie van schadelijke stoffen plaatsvindt en eigenschappen als hittesealbaarheid niet worden aangetast. Ontsmetten met een koude techniek als pulserend licht is – in tegenstelling tot warm chemisch ontsmetten – ook geschikt voor verpakkingen van bioplastics die veelal slecht hittebestendig zijn.
Ontsmetten met pulserend licht: de technologie
Pulserend lichtsterilisatie is in feite het bacteriedodende effect van intense flitsen van licht van xenon lampen. De lampen geven gedurende 300 microseconden een zeer intense lichtflits (het gehele spectrum) met een hoog UV-gehalte. Dit doodt micro-organismen en ook sporen op oppervlakken. Dat komt door het effect van de UV-stralen. Deze hebben een denaturerend effect op enzymen, proteïne en DNA van micro-organismen. De korte intense flits zorgt voor een biochemische reactie met een hogere temperatuur en druk in de cellen. De energie van de lamp en de duur van de flits is 300 J/0.3 ms = 1 MW.
Claranor is leverancier in decontaminatie van – vooralsnog – verpakkingsmateriaal. Er zijn andere applicaties in onderzoek waaronder toepassing op voedingsmiddelen. Dit betreft zowel oppervlaktebehandeling als behandeling van UV-doorlaatbare vloeistoffen. Claranor en Waldner worden in Nederland vertegenwoordigd door Food Assist. Informatie: www.foodassist.nl
