Ozono para Embotelladoras
Revolución tecnológica OZONO
Es una tecnología de tratamiento del AGUA con acción rápida y eficaz, el OZONO se utiliza actualmente en una variedad de aplicaciones de tratamiento de agua potable y bebidas.
El tratamiento con OZONO se está convirtiendo en un sector de mercado de rápido crecimiento en América del Norte
| Aplicación de ozono en la industria de bebidas embotelladas |
Ventajas de la aplicación de ozono en la industria de bebidas embotelladas:
La no dependencia en la utilización de productos químicos tradicionales para las aguas de enjuagado de botellas, con lo que nos evitamos:
• • El coste económico que supone la utilización continua de productos químicos que aunque no supongan una inversión económica elevada, si es a la larga un coste obligado y excesivo.
La no dependencia de la utilización de una caldera para proporcionar una temperatura elevada que garantice la desinfección, con lo que nos evitamos:
• El gasto energético que supone.
• La aparición en la sala de una excesiva humedad que deteriora las condiciones de trabajo.
• Una proliferación de microorganismos debido a la humedad ambiental.
La posibilidad de aplicar el OZONO en cualquier punto en el cual haya que garantizar una desinfección ya sea por medio delOZONO en fase gas (desinfección de conductos, silos, tapones, botellas en sopladoras...), como en fase acuosa (desinfección del agua de lavado, agua a embotellar, depósitos, llenadoras...), haciendo su uso rentable en toda la embotelladora.
Con el OZONO sí eliminamos de una manera eficaz todo el espectro microbiano en el cual se incluyen las esporas, las pseudomonas y todas las bacterias gram positivas, que no son del todo eliminadas por los métodos tradicionales de desinfección. Por todo ello la "tecnología limpia" del OZONO es cada vez más importante en todo el sistema de embotellado para garantizar y asegurar la calidad sanitaria.
Un considerable ahorro en el consumo de agua destinada a la desinfección, repercutiendo en un aumento de volumen de agua para embotellar y en el coste económico, por pago de cánones de vertido.
La utilización del OZONO para eliminación de compuestos desagradables y que no dan al agua el carácter de potable, como son: hierro, manganeso, flúor, trazas de arsénico, sulfuro de hidrógeno, fosfatos, bromuro, ioduro, contaminación microbiana, etc. Mejorando el carácter organoléptico del agua (color, olor, sabor).
La tecnología de ozonización ha sido muy utilizada en la industria de las bebidas embotelladas durante el siglo 20. El OZONO puede reducir e incluso eliminar la necesidad de productos químicos o el uso de altas temperaturas durante los procesos de limpieza CIP (clean in place).
| OZONIZACION DEL AGUA EMBOTELLADA |
Incluso las más higiénicas y modernas técnicas de embotellado de agua tratada (los llamados procedimientos asépticos, membrana de filtración, etc.); no pueden impedir que algunos gérmenes viables queden en el agua, o sean arrastrados por el aire o el cierre. Aunque, el agua embotellada es óptima en su condición bacteriológica, la multiplicación de gérmenes secundarios conlleva grandes colonias en los mililitros, dependiendo de la duración y temperatura del almacenamiento.
Habrá una disminución, pasado algún tiempo, lo normal es que haya sido causado por el efecto inhibidor de los propios productos del metabolismo de los microorganismos.
A pesar de todo, es sabido que algunas autoridades han hecho objeciones por su alto contenido en colonias.
Esta segunda multiplicación de gérmenes, solamente puede evitarse vertiendo agua esterilizada en vasijas esterilizadas.
El embotellamiento bajo la protección del Ozono, ha sido empleado con éxito para éste propósito, por numerosas plantas embotelladoras. El Ozono oxida los posibles vestigios presentes de sustancias orgánicas, que pueden deteriorar el gusto, los productos de oxidación son retenidos en carbón activo. Así, por el tratamiento del OZONO, también resulta indiscutible la gran mejora en la calidad del gusto del agua.
En el caso de la eliminación de hierro y manganeso, la ozonización puede llevarse a cabo en una o dos fases, conforme al contenido del manganeso.
Los casos que se pueden presentar, son:
• Manganeso es inferior a 0,02 mg/L . Aquí con sólo 1 fase de tratamiento, el agua es tratada con unos 0,5 mg/L de Ozono. En conclusión, todo el hierro presente es oxidado a la forma trivalente y se puede eliminar, filtrándolo a través de un filtro de grava. Después de esto, el agua aún contiene suficientes residuos de Ozono para embotellarla.
• Manganeso es superior a 0,02 mg/L . Ahora el agua toma una coloración violeta por el ión permanganato y se debe emplear el procedimiento en 2 fases. Después de una primera ozonización, el agua se filtra a través de un filtro de grava para retirar el hierro y se pasa por carbón activado, donde el manganeso heptavalente es reducido a un estado tetravalente y es retenido. El filtro de carbón activado tampoco elimina, (sólo parcialmente), compuestos orgánicos oxidados. Después de esta filtración el agua está en una condición inobjetable bacteriológica y químicamente.
A pesar de todo, no puede evitarse una cierta infección en el filtro de carbón activado durante el proceso de embotellamiento, ya que el carbón activado descompone un exceso de Ozono. Por esta razón es necesaria una pre-ozonización.
Esto asegura que todo germen secundario que haya entrado, será destruido y que el espacio ente la superficie del agua y el cierre, estará esterilizado, por el leve escape de gas ozono que sale del agua. Conforme a toda experiencia, el agua embotellada de esta manera no requiere ninguna adición del dióxido de carbono, sino que se conserva libre de gérmenes, todo el tiempo que esté cerrada hermética.
El agua embotellada si el oxígeno está en equilibrio, tiene un potencial redox* (potencial redox es una medida de la actividad de los electrones y está relacionado con el pH y con el contenido de oxígeno); en el intervalo +700 mV a +900 mV y el pH 7, según el contenido de Ozono. El Ozono se descompone alrededor de una hora, en el paso de fase acuosa a la de oxígeno molecular. Por esto, el procedimiento no aporta ninguna sustancia extraña al agua, como por ejemplo ES en el caso del tratamiento de plata cloro.
Además, después de 8 o 10 horas no queda ningún vestigio de Ozono disuelto.
Aunque puede suceder que en algunas mediciones hay algunos potenciales redox más altos, y los reactivos de color parecen probar la presencia de Ozono residual, pero esto es debido a productos de oxidación como bromo o yodo y no al Ozono. Además, esto sólo se observa en los casos en que se ha embotellado sin haber utilizado el filtro de carbón activo.
El Ozono es más estable en la fase húmedo-gaseosa de la botella, pero incluso aquí se descompone del todo, después de algunos días y no puede percibirse su olor. Por este motivo, el agua embotellada bajo la protección de Ozono no debe ser entregada al consumidor hasta después de 3 días de haberse embotellado. Consumirla antes nos es dañino, pero se podría notar un ligero olor al abrir la botella.
Los envases para el agua tratada con ozono deben ser de: Cristal o Plástico, resistente al Ozono, hechas de PVC o polietileno.
Si se utilizan botellas de plástico no resistentes al Ozono, debe tenerse un cuidado especial para que ningún efecto secundario afecte al sabor de agua, por la causa de vestigios de sustancias orgánicas desprendidas del material de plástico. Lo comentado también se aplica a los materiales utilizados en los cierres de los envases.
Es necesario comentar que es recomendable realizar pruebas preliminares con los materiales seleccionados y con un almacenaje superior a las 12 semanas.
Cálculos de colonias por ml. Después de 48 horas de incubación en gelatina a 22ºC.
| TIEMPO ALMACEN |
SIN OZONO |
CON OZONO |
CONTENIDO | REDOX |
| 0,5 horas | 50 | 1 | 0,2 mg/l | +990 mV |
| 3 horas | 70 | 0 | 0,1 mg/l | +990 mV |
| 6 horas | 100 | 0 | 0,05 mg/l | +850 mV |
| 1 día | 150 | 0 | n.d. | +200 mV |
| 2 días | 500 | 0 | n.d. | +200 mV |
| 7 días | 1.500 | 0 | n.d. | n.d. |
| LA SOLUCIÓN MÁS RÁPIDA Y EFICAZ ES EL USO DEL OZONO |
| MICROORGANISMOS CONTAMINANTES en EMBOTELLADORAS |
En este tipo de aguas es recomendable la ozonización, ya que en el supuesto de que el agua de manantial esté totalmente esterilizada, existen una serie de agentes externos en el proceso de envasdo que la pueden contaminar.
El más conocido es el producido por Pseudomonas aeruginosa.
• CONTAMINACIÓN A PARTIR DEL AGUA
La contaminación puede proceder del agua para embotellar, de la empleada para lavado, de la fabricación del hielo, ... ; igualmente proceden de los filtros usados en fabricas de bebidas no alcohólicas.
Así tenemos diferentes tipos de microorganismos, siendo:
| • Alcaligenes | • Bacillus | • Clostridium |
| • Desulfotomaculum | • Enterobacter | • Flaviobacterium |
| • Micrococus | • Pseudomonas | • Salmonella |
| • Serratia | • Vibrio | • Streptococus |
• CONTAMINACIÓN A PARTIR DEL AIRE
Algunos organismos patógenos, en especial los causantes de infecciones respiratorias pueden llegar por medio del aire a los manipuladores de la industria y a los envases. El número total de microorganismos puede aumentar a causa del aire, sobre todo si se emplea como aireación del producto que necesita estar desinfectado.
El aire carece de flora microbiana propia y en general se hallan sobre partículas sólidas en suspensión o en pequeñas gotas de agua. Los microorganismos llegan al aire por medio del polvo,tierra seca, salpicaduras de las corrientes del agua, lagos o mares, gotitas expulsadas al toser,estornudar o hablar, hongos esporulados que crecen en paredes, techos, suelos, alimentos e ingredientes.
Tipos de microorganismos en el aire:
Los microorganismos presentes en el aire no tienen oportunidad de desarrollarse, únicamente se mantienen en el mismo, por lo que los tipos más resistentes a la desecación serán los que más persistirán. Las esporas de hongos debido a su tamaño, su resistencia a la desecación y el gran número en que se producen, se encuentran habitualmente en el aire. Muchas de estas esporas no absorben fácilmente la humedad y por ello, se sedimentan con más dificultad a partir del aire húmedo que otras partículas que se humedecen fácilmente. Cualquier tipo de bacterias tiene la posibilidad de hallarse en suspensión en el aire, en especial sobre las partículas de polvo o gotitas de agua. Los cocos son en general, más numerosos que las formas bacilares y las esporas bacterianas son relativamente poco frecuentes en el aire de polvo.
Tanto los microorganismos aislados como los suspendidos en el polvo y pequeñas gotitas se sedimentan cuando el aire está en calma, mientras que las corrientes de aire lo enriquecen en gérmenes. De aquí que el número de gérmenes de la atmósfera aumente con las corrientes de aire, al moverse el personal, por ventilación y por las brisas.
Una vez eliminados los microbios por medio de un tratamiento químico por Ozono conviene prevenir su recontaminación, para lo cual se mantendrá la sala de llenado de botellas preservada de posibles contaminaciones por medio de un residual de Ozono.
| Eliminación de BACTERIAS y VIRUS por OZONIZACIÓN en el AGUA |
De las bacterias vegetativas, Escherichia Coli es una de las más sensibles, mientras que Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus y la Mycobacteria son más resistentes. Por otra parte, ninguna diferencia significativa es encontrada entre los bacilos Gram negativo, los cuales incluyen E. Coli y patógenos como la Salmonella, que es muy sensible a la inactivación por el Ozono. Las formas esporuladas son siempres más resistentes al Ozono que las formas vegetativas.
Se estudiaron casos de inactivación de esporas con Ozono bajo condiciones de esterilización de un hospital. En fase líquida y a temperatura ambiente con una concentración de Ozono aproximadamente de 10 mg/l, esporas de Bacillus y Clostridium fueron anactivadas en 10 minutos.
Gráfico del cultivo de esporas a alta concentración, con tratamiento de agua ozonizada para su rápida eliminación
• VIRUS
Los virus son por lo general más resistentes al Ozono que las formas vegetativas, pero no más que las formas esporuladas de Mycobacteria. Los Phages son más sensibles mientras que pequeñas diferencias parecen existir entre el polio y el virus coxackie.
El Ozono en dosis residuales en 0,1 a 0,4 mg/l., efectúa la destrucción del 99,99% de los virus de la Hepatitis VHA y de la poliomelitis, en un tiempo que oscila entre 1 y 4 minutos.
Proceso de la Acción BACTERICIDA del OZONO
Los quistes protozoarios son mucho más resistentes que las formas vegetativas de bacterias y virus. El quiste de Giardia Lamblia tiene una sensibilidad al Ozono equivalente a las formas esporuladas de Mycobacteria. Referente a la Naegleria y Acanthamoeba son mucho más resistentes que la Giardia.
A 20-25ºC y pH de 6-8 a 0,4 mg/l de Ozono residual durante un periodo de 4 minutos se consigue una inactivación de algunos quistespatógenos y no patógenos de Naegleria y Acanthamoeba en un 99%. Los quistes de Naegleria son más sensibles al Ozono que los de Acanthamoeba.
• TABLA I : CT VALORES (MG.por MINUTO/L) PARA 99% DE INACTIVACIÓN
| TIEMPO MICROORGANISMOS |
CT : Ph = 6 – 7 |
| E.Coli | 0,02 |
| Polivirus 1 | 0,1 – 0,2 |
| Rotavirus | 0,006 – 0,06 |
| Giardia Lamblia | 0,5 – 0,6 |
| Giardia Muris | 1,8 – 2 |
Importante considerar que:
• El valor CT, el cual describe la eficiencia de un desinfectante frente a un organismo.
• El concepto CT envuelve una concentración de Ozono residual de desinfectante y un tiempo de contacto.
| Diferentes PARÁMETROS que INFLUYEN SOBRE la EFICACIA del TRATAMIENTO |
• PH : A ph alcalino, el Ozono se descompone más rápidamente. Sin embargo, se debe mantener un residual constante, la actividad bactericida y viricida permanece estable en la gama de pH de 5,6 a 9,8.
• TEMPERATURA : Las variaciones de temperatura comprendidas entre 0 y 37ºC, afectan relativamente poco a la eficacia desinfectante del Ozono. En los casos, más extremos una elevada temperatura aumenta la cinética de inactivación de los microorganismos, de acuerdo con la teoría de Van Of.-Arrhem.
• MATERIA EN SUSPENSIÓN : La materia en suspensión representa en muchos casos, un vehículo para los microorganismos que son absorbidos. Lo más frecuente es que esta absorción limite el efecto oxidante y disminuya el nivel de desinfección.
• OZONO RESIDUAL : La presencia de Ozono residual es la más frecuente consideración como parámetro clave en la finalización de la desinfección de las aguas.
La aparición de Ozono en el agua, a nivel de una dosis crítica inyectada, provoca que las curvas de supervivencia de los microorganismos, presenten una discontinuidad importante, traducido en un aumento de la cinética de inactivación de los gérmenes, esto puede conducir a hablar de un efecto total y absoluto.
En presencia de Ozono residual con concentraciones cercanas a 0,1 – 0,4 mg/L, excepto las limitaciones de los segregados o de las absorciones de los microorganismos. La cinética de inactivación de los microorganismos, en particular de los virus puede ser descrita por una reacción de primer orden.
Esta inactivación resulta de un aumento importante del potencial redox y se opera, según los microorganismos, relativamente rápido, entre 10 seg. Y 5 minutos.
Los mecanismos de la inactivación de los microorganismos (bacterias, virus, protozoos y formas de resistencia), son actualmente más o menos, bien conocidos.
La aplicación del Ozono, es sobre las bacterias constituyentes de membranas plasmáticas, sobre los sistemas enzimáticos y también, sobre los ácidos nucleicos. La lista de la flora bacteriana se producirá para grandes concentraciones de Ozono. Para los virus el Ozono atacaría las proteínas de la cápside como los ácidos nucleicos.
| ESTUDIO del TRATAMIENTO con OZONO en una EMBOTELLADORA |
Aunque la aplicación más importante del Ozono en una embotelladora es la desinfección, no deja de ser interesante, debido al ahorro económico que puede suponer, el tratamiento de aguas residuales (eliminación de tensoactivos), procedentes sobre todo del lavado de nevases, así como, el tratamiento del agua destinada a envasar, cuando dicho agua tiene carácter del agua químicamente tratada. Hay que señalar, no obstante, que sobre este último punto nos atenemos a la legislación.
Respecto a la desinfección hay que destacar la importancia fundamental de mantener:
• Los depósitos de agua,
• Conductos de llenado,
y
• La enjuagadora de botellas;
En las mejores condiciones de desinfección posible, para evitar en todo momento una contaminación microbiológica del agua a embotellar. Para ello, se ha estudiado tratar a través de un mismo sistema de ozonización el conjunto de estos elementos.
Esta desinfección se llevará a cabo a través del agua ozonizada, actuando tanto el Ozono disuelto en el agua como los radicales que se producen como poderosos agentes desinfectantes.
Esta agua ozonizada se utilizará en los diferentes lavados manteniendo para ello, tasa de Ozono adecuadas que proporcionen al agua ozonizada el carácter de desinfectante.
Uno de los puntos más importantes a la hora de garantizar la desinfección en la botella es precisamente el enjuagado.
Frente a otros sistemas, como pueden ser el cloro y el dióxido de sulfuro, el Ozono tiene muchas ventajas como desinfectante, siendo:
• Tiempos de contacto con la botella cortos para garantizar la destrucción total de bacterias, virus y levaduras (incluso de los microorganismos más resistentes a los sistemas tradicionales, como las pseudomonas).
• No provoca subproductos, como los tensioactivos, que tengan que ser posteriormente tratados por problemas medioambientales. Se trata de una tecnología limpia.
• No presenta problemas en el control de las concentraciones requeridas, de los tiempos de contacto y problemas organolépticos, que como el cloro, aparecen después del tratamiento de desinfección.
• No origina problemas de corrosión, como el dióxido de azufre y el cloro.
Existen otras líneas en una embotelladora que necesitan igualmente tener garantizada la desinfección, como son los conductos, silos, tapones, ... ; para ello se ha estudiado el tratamiento directamente con Ozono gas a través de unas conducciones, manteniendo unos residuales de Ozono que garanticen la desinfección y eviten la recontaminación del producto.
Otra aplicación relacionada con el personal de la planta, es mantener la sala de manipulación en condiciones, que evite la proliferación de microorganismos transmitidos por las personas.
Respecto a las aguas residuales mencionar que el principal problema de las mismas en una embotelladora es la eliminación de tensioactivos, ya que dichas aguas son en la mayoría de los casos vertidas directamente al cauce de un río o a la alcantarilla, para mezclarse con las aguas residuales urbanas.
En este caso, la aplicación del Ozono puede proporcionar beneficios disminuyendo la carga contaminante de vertido, como en algunos casos hacer posible su reutilización, para dependencias no relacionadas con la zona de embotellado.
| ESTUDIO del TRATAMIENTO con OZONO para desinfectar las LINEAS de CERVEZA, tubos y depósitos |
Una reducción en la calidad de la cerveza puede surgir en el proceso de producción en las mismas LINEAS de CERVEZA.
La limpieza regular es, por tanto, esencial.
Una comparación entre el limpiador químico tradicional y el agua ozonizada se realizó mediante un modelo de sistema de dispensación, es un desafió en la lucha de los microorganismos (enterobacter y levaduras) aislados de una fábrica de cerveza.
El efecto de cada tratamiento en la supervivencia y la formación de biopelículas en cuatro sitios en el modelo elegido en la investigación.
Ambos sistemas de reducción de biofilm de los niveles iniciales, con OZONO poder 3 y 2,7 productos químicos.
• El agua ozonizada dio una reducción significativamente mayor que el limpiador químico.
• El agua ozonizada también dio lugar a una reducción en los recuentos microbianos.
• Además, no deja residuos y también prevención en la descomposición de la cerveza final.
Problema / Antecedentes
En la industria cervecera el deseo de un producto de alta calidad, se puede ver afectada por las levaduras salvajes y bacterias que pueden acumularse en las superficies de la tubería por las que pasa la cerveza en el proceso de producción.
Estos organismos se acumulan en la superficie del tubo, conocido como un biofilm y son resistentes a muchos de los limpiadores comerciales, lo que resulta en una acumulación de bacterias en un nivel que daña el producto.
Pruebas y Método
En el estudio de dos modelos con condiciones idénticas y diseñado a partir de una línea estándar de cerveza.
En un modelo se utiliza un limpiador químico tradicional y en el otro un Generador de Ozono, los 2 fueron bombeados a través de las LINEAS de CERVEZA, con un compresor de aire y bombas.
El nivel de contaminación fue significativamente menor en las líneas que utilizan el OZONO como limpiador y que permite un mayor período de tiempo entre cada limpieza.
Conclusión / Resultados
El OZONO puede y debe ser utilizado como un sustituto de productos de limpieza, que se utilizan en la limpieza de las LINEAS de CERVEZA e incluso ha demostrado ser un medio más eficaz de la limpieza.
No deja residuos en el sistema para la composición de la cerveza y la cerveza tampoco se altera.
Un medio más eficaz de limpieza de las LINEAS de CERVEZA que lleva a una reducción en los organismos y los biofilms, puede dar lugar a productos de mejor calidad para los clientes.
El uso del OZONO da como resultado una cerveza de mejor sabor
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| LA SOLUCIÓN MÁS RÁPIDA Y EFICAZ ES EL USO DEL OZONO |
| Generadores de OZONO Serie OZ para el AGUA |
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Circuítos como en: Depósitos Domicilio Piscinas etc. |
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Circuítos como en: Depósitos Industria Laboratorio etc. |
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