Čistá věc

V Německu ročně plní přibližně 150 minerálních pramenů přes dvanáct miliard litrů minerální a léčivé vody. © Informační centrum německé minerální vody (IDM)

Na míru vyrobené zařízení z nerezové oceli jsou v průmyslu minerálních vod zavedeným standardem. © Informační centrum německé minerální vody (IDM)

Pro plnicí zařízení používaná ve výrobě se používá nerezová ocel.© Krones AG

Pro nabízenou procesní a produktovou integritu je systém z nerezových filtrů různých jemností pro kapaliny, stlačený vzduch, plyny a páru klíčový. © WZV / Pentair

Pro úplné vyprázdnění a důkladné čištění nádrží jsou většinou válcové nádoby z nerezové oceli navíc často vybaveny konvexním nebo kuželovým dnem. © WZV / Bolz Edel

V Německu se každoročně plní přibližně 150 minerálních pramenů přes dvanáct miliard litrů minerálních a léčivých vod. Vyšší požadavky na zabezpečenou hygienu, kvalitu a ekologickou šetrnost musí být v souladu s udržitelnou ekonomičností výroby. Navíc si odvětví stanovilo cíl do roku 2030 pracovat klimaticky neutrálně. Již dnes charakterizuje výrobu minerálních vod vysoce moderní integrované procesy s průběžným hygienickým designem od přívodu po plnění výrobků. Přizpůsobené specifickým podmínkám – vlastnostem vody, procesu, chemickým podmínkám a požadavkům na chuť konečného produktu – jsou osvědčené nerezové zařízení s nerezavějící ocelí standardem.

Voda není jako voda: původ, vlastnosti a způsob úpravy rozhodují, zda se jedná o minerální, léčivou, pramenitou nebo plněnou vodu. Minerální voda je v Evropě chráněným označením pro přirozenou podzemní vodu. Německá nařízení o minerálních a pitných vodách ji definuje jako „vodu původem z čistých podzemních zdrojů chráněných před znečištěním“. Přirozená minerální voda musí podle těchto požadavků mít vysoký a stálý obsah minerálů, být velmi čistá, pocházet ze zdroje a být přímo na místě plněna. Léčivá voda má navíc díky svému zvláštnímu složení minerálních látek a stopových prvků status léčivého přípravku. Pramenitá voda se vyznačuje kolísavým a navíc nižším obsahem minerálů. Plněná voda pochází z různých studní, jezer nebo řek a má pouze nízký přirozený obsah minerálů, který je při úpravě doplněn umělou mineralizací. Aby spotřebitel získal jasno o kvalitě vody, je v Německu zákonem předepsáno, že etiketa na lahvi uvádí místo pramene, složení a název pověřeného zkušebního ústavu.

V roce 2022 bylo v Německu prodáno 10,1 miliard litrů minerálních a léčivých vod – více než 500 různých minerálních vod a 35 léčivých vod. Třetina z nich byla obohacena oxidem uhličitým (CO2), přičemž 42 procent obsahovalo pouze malé množství. Oxid uhličitý vzniká reakcí oxidu uhličitého s vodou. Některé minerální vody jsou již obohaceny přirozeným pramenitým oxidem uhličitým.

Jde to: Od pramene po láhev

V závislosti na vlastnostech zdroje vody je voda po odběru nejprve odstraňována z minerálů, odstraňuje se uhličitan a případně se odstraňuje plyn, aby se odstranil obsah kyslíku. Kyslík snižuje trvanlivost vody. Navíc voda, která není dostatečně odplyněná, usazuje se a může změnit chuť v důsledku nepravidelné karbonizace. Pokud je voda obohacena přirozeným pramenitým oxidem uhličitým, nejprve se oddělí část CO2 vázaná a volná, zhušťuje se a zkapalňuje. Poté je skladována v tancích, znovu odpařována a při plnění přesně dávkována zpět do vody. Při plnění do PET lahví jsou následující zařízení pro plnění lahví. Skleněné lahve jsou nejprve tříděny podle barvy, čištěny za podmínek podobných čistým prostorám, zbavovány etiket a kontrolovány na praskliny nebo zbytky nečistot. Poté procházejí obě typy lahví etiketovacími stroji, u sycených také karbonátorem, který do vody přidává oxid uhličitý, než dorazí do linky na plnění. V závislosti na požadavcích, procesu úpravy a vlastnostech vody jsou pro zařízení používaná ve výrobě používány odpovídající vysoce legované nerezové slitiny.

Bezpečnost především: Nerezová ocel v průmyslu minerálních vod

Ve výrobě minerálních vod jsou zavedeny čtyři materiálové třídy: pro zařízení a stroje, které přicházejí pouze do kontaktu s mírně kyselými nebo zásaditými roztoky, často postačuje materiál třídy 1.4301. Výrazně vyšší odolnost proti korozi a erozi nabízí – díky přídavku 2 - 2,5 procenta molybdenu – austenitní materiál třídy 1.4404. Mnoho zařízení v potravinářském a nápojovém průmyslu je proto vyrobeno z tohoto nerezu. K tomu přispívají i jeho dobré zpracovatelské vlastnosti díky nižšímu obsahu uhlíku. Také odolný proti mnoha formám koroze, nerezavějící austenitní ocel 1.4435 spadá díky podobným vlastnostem jako třída 1.4404 pod americkou normu AISI 316L. Jeho vysoký lesk umožňuje vynikající povrchovou úpravu. Nerezavějící austenitní speciální ocel 1.4539 zajišťuje díky vysokému obsahu molybdenu a přídavku mědi při velmi nízkém obsahu uhlíku zvlášť dobrou odolnost proti děrám, napětí a mezikrystalové korozi.

Všechno čisté: Klíčová funkce filtru

Pro zachování procesu a produktové integrity je zásadní systém z nerezové oceli s filtry různých jemností pro kapaliny, stlačený vzduch, plyny a páru, který je sladěn napříč procesy. Přiváděná pramenitá voda je předfiltrována 25mikronovým filtrem, aby se odstranily usazeniny, nečistoty a větší mikroorganismy. Voda určená k zředění čisticích roztoků pro čištění na místě (CIP) prochází předtím hlubokým filtrem s pěti mikrony. Sterilní finální filtraci před plněním, která je zvlášť kritická pro bezvadný produkt, vyžadují membránové filtry s jemností 0,2 mikronu. Mikroorganismy z přívodního vzduchu jsou odstraňovány sterilní filtrací vzduchu, která je potřebná pro bublání lahví. V nádržích na zásobu nebo akumulaci zabraňují filtry na odvětrávání nádrží vniknutí nečistot z okolního vzduchu. I u spotřebního materiálu, jako jsou filtrační kazety, vložky, filtrační patrony nebo membrány, je u vysoké kvality nerezu, například materiálové třídy 1.4404, nezbytná. Kromě nezbytné pevnosti pro požadované průtokové množství zajišťují tyto materiály i trvalou odolnost proti chemickému a mechanickému čištění, teplotní odolnost, sterilizovatelnost a vysokou přesnost zachycení částic díky absolutním pórovým velikostem.

Bezpečné útočiště: Nádoby a nádrže

Procesní a skladovací nádoby, jako jsou zásobníky, akumulátory, plnící nádoby, CIP nádoby nebo parní kotle, vyžadují konstrukce z nerezové oceli nejvyšší kvality. Proto jsou zde nejčastěji používány materiálové třídy 1.4404 a 1.4435. Moderní výrobní technologie doplňují požadavky na hygienické, sterilní nádrže podle směrnic European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). Normy EHEDG stanovují pro každý díl i svarové spoje v potravinářském průmyslu povrchovou drsnost Ra ≤ 0,8 mikrometru. Nádoby nesmějí mít mrtvé prostory, spáry nebo ostré hrany, nesmějí obsahovat šrouby nebo pružiny uvnitř. Také ventily, těsnění a senzory používané v nádržích musí mít certifikaci EHEDG. Vyžadovaná výroba z nerezové, kyselinám odolné oceli zajišťuje požadovanou odolnost proti korozi, zabraňuje tvorbě bakterií ve skladovaném produktu a chrání obsah před vlivy prostředí. Pro úplné vyprázdnění a důkladné čištění nádrží jsou většinou válcové nádoby často vybaveny konvexním nebo kuželovým dnem. Podle požadavků zákazníka doplňují konstrukci nádrží topné a chladicí pláště, míchací zařízení a CIP připojení.

Také čerpadla a míchací zařízení používaná při výrobě minerálních vod mají nejvyšší hygienické požadavky. Ať už se jedná o šroubová čerpadla pro přenos, vypouštění, míchání, dávkování nebo plnění, o rotační vakua čerpadla pro plnění lahví nebo periferové čerpadla, která bez pulsací čerpají malé množství tekutiny pod vysokým tlakem: shoda se všemi platnými předpisy pro potravinářský průmysl prostřednictvím hygienických a vysoce čistých procesů je zde nezbytná. Tloušťková čerpadla z válcované a hluboce tažené nerezové oceli třídy 1.4404, 1.4435 nebo 1.4539 s bez mrtvých prostorů a spár, a s elektropolírovanými povrchy pro komponenty s kontaktem s médiem s drsností až Ra ≤ 0,4 mikrometru jsou zde standardem. Stejně tak je běžná schopnost CIP a sterilizace na místě (SIP) při sterilizační teplotě až 140 °C. Míchací zařízení s robustními a hygienickými motory, jejichž kritické součásti jsou vyrobeny z nerezové oceli třídy 1.4571, zajišťují úplné promíchání obsahu nádrží. I zde nerezavějící ocel, navzdory stálému kontaktu s vodou a použití agresivních čisticích chemikálií, zajišťuje vysokou odolnost proti korozi požadovanou normou EHEDG. Tím je spolehlivě předcházeno opotřebení a poruchám a zabráněno kontaminaci konečného produktu. Procesně přes všechny kroky – ať již při přepravě mezi jednotlivými agregáty nebo jako plnící trubky – hraje v odvětví minerálních vod klíčovou roli i potrubí a ventily z nerezové oceli třídy 1.4404, které přispívají ke hygieně a sterilitě při současném zlepšení tekutých vlastností.