Diseño higiénico en la industria alimentaria

Las instalaciones y equipos en la industria alimentaria deben estar diseñados y construidos de acuerdo a unos principios de diseño higiénico para garantizar la seguridad de los alimentos.

El objetivo del diseño higiénico es reducir o eliminar el riesgo de que pueda existir una fuente de contaminación física, química o microbiológica para los alimentos, tanto de forma directa como indirecta. Además, el diseño higiénico persigue otras dos finalidades como son el facilitar la limpieza y desinfección y contribuir a la conservación y mantenimiento del propio equipo o instalación.  Por tanto el concepto de diseño higiénico combina factores de tipo mecánico, de tecnología y de higiene alimentaria. Deben tenerse en cuenta infinidad de factores como los materiales de construcción, superficies de contacto, accesibilidad, drenabilidad, hermetismo, etc.

La susceptibilidad del alimento a la actividad microbiana determinará el equilibrio entre las exigencias técnicas y las higiénicas. Por ejemplo, en el caso de alimentos muy perecederos como la carne o el pescado las exigencias higiénicas de diseño de los equipos serán muy estrictas. Sin embargo, en el caso de productos secos, con baja actividad de agua que no contribuyen al crecimiento de microorganismos, los requisitos serán menos exigentes.

Legislación y organismos de referencia

La legislación europea establece en la Directiva 98/37/EC y el Reglamento 852/2004/CE algunos de los principios generales del diseño higiénico, como por ejemplo que el diseño de los equipos y locales permitirán un mantenimiento, limpieza y desinfección adecuados, su construcción, composición y estado de conservación deberán reducir al mínimo el riesgo de contaminación de los productos alimenticios, evitarán la acumulación de suciedad, el contacto con materiales tóxicos y el depósito de partículas en los productos alimenticios y la formación de condensación o moho indeseable en las superficies, etc. Sin embargo aunque la legislación no establece requisitos específicos para garantizar el diseño higiénico, existen varias agencias involucradas en el diseño higiénico y en la producción higiénica de alimentos, que publican documentos y guías de referencia, incluyendo requerimientos más específicos de diseño higiénico y facilitando el cumplimento de los requisitos legales. Las más reconocidas internacionalmente son el European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG), A-3 Sanitary Standards Inc. (A-3 SSI) y la National Sanitation Foundation International (NSF).

El EHEDG ofrece orientación práctica sobre los aspectos de diseño higiénico imprescindibles para la fabricación segura y con garantías de alimentos. Fundado en el año 1989, el grupo es un consorcio de fabricantes de equipos, empresas alimentarias, instituciones de investigación y enseñanza, así como de autoridades de salud pública, cuyo objetivo común es promover la higiene en el procesamiento y envasado de productos alimentarios. El EHEDG apoya activamente la legislación europea que exige que la manipulación, el procesado y el envasado de los alimentos se efectúen de forma higiénica, mediante maquinaria e instalaciones higiénicas.

La misión de la organización 3-A SSI es aumentar la seguridad de los alimentos, bebidas y productos farmacéuticos gracias al desarrollo y el empleo de las normas sanitarias 3-A y las prácticas aceptadas 3-A. Otros objetivos son desarrollar, mantener y publicar normas y prácticas homogéneas de diseño, fabricación, instalación y manejo higiénicos de equipo y maquinaria, y armonizar estas normas con las normas y directrices mundiales.

NSF_200X200NSF es una organización independiente y sin ánimo de lucro, NSF tiene un compromiso con la mejora y la protección de la salud. Su objetivo es el desarrollo de normas y programas de certificación de seguridad alimentaria e higienización.

Una norma internacional de referencia es la  UNE-EN ISO 1672 con el título Maquinaria para procesado de alimentos: conceptos básicos y requisitos de higiene, que especifica los requisitos de higiene comunes aplicables a la maquinaria para la preparación y el procesado de alimentos, con el fin de eliminar o minimizar el riesgo de contagio, infección, enfermedad o lesión causados por los alimentos.

Se recomienda integrar el diseño higiénico de las instalaciones y equipos, dentro de los sistemas de gestión de calidad y seguridad alimentaria como APPCC, Globalgap, protocolo BRC, protocolo IFS o UNE-EN ISO 22000.

Criterios de diseño higiénico

Facilidad de limpieza, “limpiabilidad”

Un diseño higiénico correcto garantiza que la instalación o el equipo se pueden limpiar de forma adecuada y que sus superficies y componentes resisten el contacto con los productos alimentarios y los productos químicos que se utilizan para la limpieza. Los protocolos de limpieza y desinfección se contemplarán en el proceso de diseño de las instalaciones y equipos.  Debe tenerse en cuenta que los equipos o instalaciones que sean difíciles de limpiar necesitarán procedimientos más intensos o productos químicos más agresivos o ciclos de limpieza y desinfección de más duración. Todo esto da lugar a un coste más elevado de las operaciones de limpieza y desinfección, y a una mayor duración de las mismas por lo que se reduce la disponibilidad de tiempo para producción, y se produce mayor deterioro de los equipos y por tanto menor vida útil, mayores consumos de agua, productos químicos y energía y mayores vertidos. Por tanto un adecuado diseño higiénico puede tener una importante repercusión medioambiental.

Actualmente está cobrando fuerza el concepto de limpiabilidad que se define como la facilidad de una superficie, equipo o instalación para ser limpiada. Los métodos para evaluar la limpiabilidad consisten en someter el equipo a evaluar y otro de referencia al mismo proceso de ensuciamiento y de limpieza. La limpiabilidad del equipo se determina evaluando el crecimiento de los microorganismos después del proceso de limpieza al que se ha sometido al equipo.

Los resultados que se obtienen en estos ensayos proporcionan a las industrias alimentarias y a los fabricantes de equipos, una información valiosa que puede demostrar que los equipos cumplen con los requisitos de seguridad alimentaria dispuestos en las normativas europeas. Este método también se utiliza para mejorar el diseño de equipos y sus distintos elementos. Hay un método acreditado por ENAC para la evaluación de la limpiabilidad de los equipos mediante limpiezas CIP.

Por ejemplo en el caso de conducciones y tuberías, para facilitar su limpiabilidad deben cumplir entre otros los siguientes requisitos: las juntas de unión deben estar realizadas con material sanitario autorizado; las conducciones deben carecer de soldaduras y rugosidades internas; las tuberías, conducciones y válvulas deben tener una pendiente mínima del 1% para facilitar el escurrido y no presentar zonas muertas; las válvulas deben ser autovaciantes, para que no se produzcan acumulaciones de suciedad al interrumpirse el flujo; los cierres y juntas deberán resistir los cambios de temperatura a los que son sometidos.

Superficies y geometría

Las superficies no deben presentar un riesgo toxicológico por lixiviación de componentes al alimento. Las superficies en contacto con el alimento deben ser resistentes a este, a los detergentes, desinfectantes y a todas las sustancias con las que tengan que entrar en contacto. Deben estar realizadas con materiales no absorbentes, algunas de las condiciones que deben cumplir son:

  • Evitar escalones debidos a la falta de alineación de distintas superficies.
  • En las juntas no deben existir fisuras en las que puedan quedar retenidos restos de suciedad.
  • Debe evitarse el uso de juntas tóricas en contacto con el alimento e impedir el contacto del producto con uniones roscadas.
  • Las esquinas deben tener, preferentemente, un radio igual o superior a 6 mm, el radio mínimo es de 3 mm. Se deben evitar las esquinas agudas, es decir, menores o iguales a 90º.
  • Las superficies en contacto con el producto deben tener baja rugosidad, sin imperfecciones como picaduras, repliegues y fisuras. La rugosidad es el conjunto de irregularidades que posee una superficie, Ra representa la rugosidad media. Las superficies en contacto con alimentos deben tener una rugosidad media Ra igual o inferior a 0,8 μm.
  • Las soldaduras deben estar enrasadas, ser continuas y sin imperfecciones.

Accesibilidad y facilidad de desmontaje

Las partes principales de los equipos deben ser fáciles de desmontar para que se pueda realizar su limpieza de forma relativamente rápida, seguida de su montaje. El acceso a todos los componentes debe ser libre y debe haber una buena separación entre el equipo y el suelo, de al menos 20 cm y un mínimo de 45 cm entre el equipo y las paredes. Todas las superficies en contacto con el alimento deben ser fácilmente accesibles además de para su limpieza y mantenimiento, para su inspección visual.

Los elementos del equipo, para facilitar la limpieza, se deben poder desmontar fácilmente a mano o con herramientas sencillas, sistemas fáciles de soltar son por ejemplo los tornillos de paso de rosca ancha o abrazaderas.

Un ejemplo sería el desmontaje y tensado de una cinta transportadora sin herramientas, puesto que facilita su higienización, mantenimiento y sustitución de forma rápida, en ocasiones es suficiente con destensar la cinta para realizar su limpieza adecuada, en otros casos se instalan sistemas automáticos para la higienización de cintas.

Biofilm_detectado_TBF
Biofilm detectado en el interior de un codo de una tubería, mediante el Test TBF® 300

En el caso de los sistemas CIP, se debe demostrar que los resultados conseguidos son correctos sin desmontar, aunque en ocasiones, si es posible, es conveniente desmontar codos de las tuberías para realizar una inspección visual y comprobar la ausencia de suciedad o biofilms. También se utilizan en ocasiones microcámaras para la inspección del interior de tuberías.

Drenaje

El diseño de los equipos utilizados en el procesado de alimentos debe facilitar el drenado de los líquidos procedentes de los alimentos, de la condensación o de los productos de limpieza y desinfección, que en caso de acumularse podrían suponer un peligro químico. Los sistemas de drenaje evitarán salpicaduras, se podrán limpiar fácilmente y tendrán la inclinación adecuada para facilitar la salida de efluentes.

Se deben evitar superficies horizontales, deben tener pendiente hacia un lado, de forma que el líquido fluya alejándose de la zona en contacto con el alimento. Las superficies diseñadas para evitar el estancamiento, son predominantemente convexas y redondeadas para propiciar la circulación de líquidos.

Es muy importante la integridad estructural de los materiales de construcción, de modo que las superficies no se alabeen o cambien de forma con las variaciones de temperatura y puedan causar el estancamiento de líquidos.

Los desagües deben permitir la limpieza del suelo, facilitando la evacuación rápida de desechos líquidos. Los desagües y canalones deber estar equipados con rejillas y sumideros para retener los restos sólidos.

Estanqueidad

Determinados equipos o elementos deben ser totalmente estancos para evitar la acumulación de suciedad, pero también para evitar otro tipo de problemas como son los contactos eléctricos o el mal funcionamiento de los equipos debido al mojado de piezas sensibles a la humedad.

En los equipos hay que proteger algunos mecanismos como por ejemplo el motor, que debe llevar una carcasa estanca y no oxidable. En general se recomienda el acero inoxidable como material de aislamiento.

Las zonas huecas del equipo, como los bastidores, se deben evitar en la medida de lo posible o deben sellarse herméticamente, siempre es prefiere la estructura maciza al tubo hueco y la estructura monobloque a la combinación de piezas, laminados, etc. Los elementos como placas de montaje, soportes, cajas de conexión, tapones terminales y cualquier otra pieza deberán estar soldados a la superficie y no unirse mediante orificios taladrados o roscados.

El aislamiento térmico del equipo se debe realizar de tal forma que el material aislante no pueda ser mojado por entrada de agua desde el exterior. La entrada de agua también puede dar lugar a una pérdida de rendimiento del aislante.

Las recomendaciones de clasificación internacional de protección que se deben satisfacer como mínimo al construir equipos para entornos sometidos a lavados intensos son las siguientes:

Normativa

Las instalaciones eléctricas e iluminación deben ser estancos para evitar el anidamiento de roedores e insectos o la acumulación de suciedad. Debe garantizarse la estanqueidad de todos los aparatos eléctricos en las zonas de manipulación de alimentos en las que se llevan a cabo operaciones de limpieza y desinfección. Los sistemas de iluminación también deben estar protegidos por compartimentos estancos, de forma que en caso de rotura no puedan caer sobre los alimentos y suponer un peligro físico. Además su diseño  debe permitir la limpieza fácil y evitar la acumulación de polvo.

Materiales

Los materiales de construcción en la industria alimentaria deben ser resistentes a la corrosión, no tóxicos, mecánicamente estables, de fácil limpieza y no deben contribuir a la proliferación de microorganismos. Además deben ser completamente compatibles con el producto, el entorno, y los productos y los métodos de limpieza y desinfección. Su acabado superficial no debe verse afectado por las condiciones del uso al que se destinan.

Acero inoxidable

En general, el acero inoxidable ofrece una gran resistencia a la corrosión, por ese motivo se usa mucho en la industria alimentaria. La gama de aceros inoxidables disponibles es grande y la selección de la calidad más apropiada depende de las propiedades corrosivas (no sólo por lo que respecta a los iones químicos involucrados, sino también al pH y la temperatura) del proceso y de los productos de limpieza y desinfección. La elección también estará determinada por otros factores como las tensiones a las que esté sometido el acero y a su soldabilidad, dureza, coste, etc.

Los aceros utilizados en la industria alimentaria son el AISI-304L (para procesos en que se ve sometido a bajos niveles de cloruro, bajas temperaturas y pH no ácido) y el AISI-316L, que se utiliza más comúnmente por su mayor resistencia a la corrosión. Si las temperaturas se acercan a 150º C, incluso los aceros AISI-316 pueden sufrir corrosión y puede que sea necesario el uso de aceros AISI-410, AISI-409, AISI-329.

Aluminio

El aluminio es un metal muy ligero y muy buen conductor eléctrico y térmico, presenta, una excelente resistencia a la corrosión ya que reacciona con el oxígeno para formar una capa muy delgada de óxido de aluminio, que le protege de los medios corrosivos. Pero tiene una baja dureza, pequeña resistencia al desgaste y su utilización a alta temperatura es muy limitada. Por este motivo únicamente se utiliza para la fabricación de algunos utensilios.

Materiales poliméricos

Los polímeros presentan propiedades que los hacen aptos para su uso en industria alimentaria, como son; baja densidad, amplio rango de utilización, su coste e incluso cierta resistencia a la corrosión. Sus propiedades varían mucho, en función de la materia prima utilizada, los aditivos incorporados y el procedimiento de fabricación.

Al igual que el resto de materiales utilizados en la industria alimentaria deben ser inocuos y se deben seleccionar en función de las condiciones del uso al que se destinan.

Los polímeros termoplásticos utilizados en alimentación suelen ser resistentes a los ácidos, álcalis y productos de limpieza y desinfección, soportan grandes variaciones de temperatura y suelen emplearse en la construcción de tuberías, accesorios y cintas transportadoras.

Los termoestables suelen pertenecer a las familias de los poliésteres, los poliuretanos y las resinas epoxídicas. El intervalo de temperaturas de uso es más amplio que para los termoplásticos, pero son más sensibles a ácidos y álcalis.

Los elastómeros o cauchos suelen emplearse para cierres, juntas, tuberías y cintas transportadoras. El más utilizado es el caucho natural, pero también se emplean otros sintéticos como el neopreno.

Materiales no aptos para uso en industria alimentaria

En algunos casos son materiales que han sido ampliamente utilizados, pero bien la experiencia o los nuevos requerimientos han hecho que se desaconseje su uso en industria alimentaria, un ejemplo es el acero galvanizado que se deteriora con gran facilidad.

Debe evitarse el uso del plomo en soldaduras y el del cadmio y antimonio en la construcción de equipos en contacto con los alimentos. Tampoco se debe utilizar la madera y otros materiales absorbentes. El uso de componentes pintados en zonas de producción de alimentos está totalmente desaconsejado, puesto que los revestimientos acaban por estropearse y podrían contaminar el producto.

Bibliografía

  • EHEDG, 2004. Criterios para el diseño higiénico de equipos.
  • EHEDG, 2007. Hygienic design of closed equipment for the processing of liquid food.
  • Ernesto Castañeda Martin, 2010. Aspectos higiénicos de los alimentos microbiológicamente seguros.
  • Mettler Toledo, 2014. White paper principles of hygienic design.
  • Reglamento (CE) nº 852/2004 del Parlamento Europeo y del consejo de 29 de abril de 2004, relativo a la higiene de los productos alimenticios.
  • Trends in Food Science & Technology 18 (2007) 48e58 Integration of hygienic and aseptic systems.
  • UNE-EN ISO 1672 Maquinaria para procesado de alimentos. Conceptos básicos. Parte 2, requisitos de higiene.

 

Sobre el Autor
Alma Milvaques
Alma Milvaques Responsable del Departamento de Servicios Técnicos de Betelgeux Ingeniera Técnica Agrícola y Licenciada en Ciencia y Tecnología de los Alimentos por la Universidad Politécnica de Valencia, ha llevado a cabo numerosos proyectos de formación para el personal de las industria alimentarias, así como la elaboración de material formativo y apoyo técnico.
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