كيفية تجنب الكائنات الحية الدقيقة في الهواء المضغوط

تسعى التطبيقات المُراعية للنظافة في شركات الأغذية والمشروبات إلى تقليل خطر نمو الميكروبات في المنتج النهائي، وبالتالي القضاء على مصادر التلوث المحتملة من المرافق العامة، مثل الهواء المضغوط. وتُولي شركات الأغذية اليوم اهتمامًا مُبررًا بسلامة الغذاء. 

لمنع نمو الكائنات الدقيقة، من الضروري إزالة الظروف التي تسمح لها بالتكاثر. تحتاج جميع الكائنات الدقيقة إلى العوامل الخمسة التالية للبقاء على قيد الحياة والتكاثر. 

• العناصر الغذائية
• درجة الحموضة المناسبة
• غازات
• درجة الحرارة المناسبة
• مغذيات الرطوبة

لا يتأثر الرقم الهيدروجيني والغازات المناسبة بالهواء أثناء الضغط، بشرط ضاغط خالي من الزيت يُستخدم مبرد لاحق. أما العاملان الأخيران، وهما درجة الحرارة والرطوبة المناسبتان، فيمكن أن يرتبطا مباشرةً بالهواء الجوي المضغوط أو يتأثرا به.

درجة الحرارة المناسبة

درجات الحرارة المرتفعة قاتلة للميكروبات، لكن لكل نوع منها قدرة تحمل خاصة. تفضل الفطريات والبكتيريا المحبة للحرارة المتوسطة درجات حرارة معتدلة، تتراوح بين 25 و40 درجة مئوية. تنمو الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة أو المحبة للحرارة عند درجات حرارة تتراوح بين 45 و90 درجة مئوية. خلال التدمير الحراري، مثل البسترة، يكون معدل التدمير لوغاريتميًا، وكذلك معدل النمو. هذا يعني أن البكتيريا المعرضة للحرارة تُقتل بمعدل يتناسب مع عدد الكائنات الحية الموجودة. تعتمد عملية التدمير على درجة الحرارة والوقت المطلوب. درجات الحرارة العالية (>180 درجة مئوية) في عناصر الضغط الخالية من الزيت كافية لـ تقليل الموجود الكائنات الحية الدقيقة على الرغم من أن هذه الحرارة لا تدوم طويلاً، إلا أنها لا تُعتبر تعقيمًا.

رُطُوبَة

يعتمد ذلك على كمية الماء التي يحتاجها نوع معين من البكتيريا أو الفطريات للنمو. ومع ذلك، تحتاج جميعها إلى نوع من الماء للتكاثر. عمومًا، تتطلب رطوبة نسبية (RH) تبلغ 75% أو أعلى. يمكن لبعضها البقاء والتكاثر في رطوبة نسبية تتراوح بين 50% و75%. الرطوبة النسبية التي تقل عن 50% لا تدعم نمو الميكروبات. بمعنى آخر، يُقلل خفض درجة الحرارة والرطوبة النسبية من احتمالية تهيئة بيئة مناسبة للميكروبات.

نقطة الندى للضغط (PDP)

نقطة الندى هي درجة الحرارة التي يجب أن يبرد عندها الهواء ليصل إلى درجة التشبع. هذا يعني أن تركيزًا معينًا لبخار الماء في الهواء سيُشكّل الندى. إنها ببساطة مقياس لرطوبة الهواء. تُعبّر نقطة الندى عن درجة الحرارة على مقياس مئوية أو فهرنهايت. ويمكن اعتبارها أقصى محتوى للماء بالغرامات أو الأونصات لحجم هواء قياسي عند درجة حرارة معينة. عند الحديث عن الهواء المضغوط، يُشار إلى هذا المصطلح بنقطة الندى الضغطية أو PDP. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن تغيير ضغط الغاز يُغيّر أيضًا نقطة ندىه. 

نقطة الندى الجوية (PDP) هي أقصى محتوى مائي للهواء المضغوط تحت الضغط. في حال ملامسة الهواء للمنتج بعد التمدد (وهو ما يحدث في معظم الحالات)، تنخفض نقطة الندى أو محتوى الرطوبة بشكل ملحوظ. في هذه الحالة، تُعدّ نقطة الندى الجوية (ADP) أكثر أهمية. يمكن استخدام تقنيات مختلفة لتلبية متطلبات نقطة الندى المنخفضة، مثل مجفف الامتزاز ثنائي البرج بدون حرارة، ومجفف البرج المزدوج بالضغط الحراري، ومجفف النفخ الحراري التجديدي، وأسطوانة الضغط الحراري، ومجفف التبريد، وغيرها. 

بعض تقنيات التجفيف مصممة لنقطة ندى ثابتة ومنخفضة جدًا، ويمكن أن تستهلك ما بين 10% و20% من طاقة الضاغط المتصل بها. قد تصل تكاليف الطاقة السنوية اللازمة لهذه التقنيات إلى 13,000 يورو لكل 100 كيلوواط من طاقة الضاغط المُركّب. في معظم الحالات، يُعدّ الحد الأقصى للرطوبة النسبية بين 10% و20% منخفضًا بما يكفي لمنع نمو الكائنات الحية. يساعد استخدام الرطوبة النسبية في أنظمة الهواء المضغوط بدلًا من استخدام PDP على مقاييس درجة الحرارة على تحقيق تركيبات آمنة صحيًا وموفرة للطاقة.

خطر الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا في الهواء المضغوط

تُشكل الكائنات الدقيقة والبكتيريا مجموعة فريدة من المخاطر. البكتيريا والفيروسات والبكتيريا هي كائنات دقيقة يُمكن أن تُلوث ضاغط الهواء. تُمثل البكتيريا المشكلة الرئيسية لأنها تحتاج إلى مضيف للتكاثر. من غير المُرجح أن تعيش الفيروسات طويلًا في نظام ضاغط الهواء، بينما ستعيش البكتيريا إذا توافرت الظروف المُناسبة.

قد يُسبب تناول بعض الميكروبات عبر الطعام أو الأدوية أو الهواء مشاكل خطيرة. فالبكتيريا المنقولة بالغذاء، مثل الإشريكية القولونية، قد تُسبب خللًا في الجهاز الهضمي، وفي الحالات القصوى، قد تُسبب الوفاة. كما أن السموم الموجودة في الهواء قد تُسبب أعراضًا تُشبه الحساسية ومشاكل تنفسية طويلة الأمد.

مر عبر المساحات الضيقة

الكائنات الدقيقة صغيرة الحجم، صغيرة بما يكفي لاجتياز العديد من المرشحات. يتراوح حجم البكتيريا بين ميكرون وثلاثة ميكرونات، وهي صغيرة بما يكفي لاختراق نظام ترشيح أساسي بسهولة. بالمقارنة، البكتيريا أصغر من العديد من الأشياء "الضئيلة"، بما في ذلك حبة رمل وملح وخلايا دم حمراء. لا يمكن رؤية البكتيريا إلا باستخدام مجهر ضوئي أو مجهر إلكتروني ماسح لأصغر أنواع البكتيريا.

نظرًا لحجمها، يصعب اصطيادها. تعيش في مساحات ضيقة يصعب الوصول إليها، مخفية عن الأنظار. لذا، من الضروري اتخاذ إجراءات وقائية للحد من انتشارها بشكل أكبر.

الضرب من داخل النظام 

لأنها كائنات حية، تتكاثر الميكروبات في ظل الظروف المناسبة. ورغم أن كل كائن حي مجهري، إلا أنه يمكن أن يتراكم ويصبح خطيرًا بشكل متزايد مع مرور الوقت. وتميل الميكروبات إلى الازدهار في البيئات الرطبة والدافئة - وهي بيئات رطبة ودافئة تسمح للميكروبات بالتكاثر بسرعة.

بعض الملوثات، وخاصةً الزيوت، تُعدّ غذاءً للميكروبات وتُشجّع على تكاثرها. تنظيف ضاغط الهواء من الزيت والماء والمواد الأخرى يُقلّل من فرص بقاء البكتيريا.

نشر الأمراض والسموم

إذا لامست بعض البكتيريا الطعام أو الأدوية، فقد تُسبب المرض أو الوفاة. وينطبق هذا بشكل خاص على السالمونيلا، والشيغيلا، والإشريكية القولونية، والقولونيات. قد يُسبب تناول هذه الميكروبات مجموعة من الأعراض المزعجة، بما في ذلك القيء، وتقلصات المعدة الشديدة، والإسهال، والحمى. قد تستمر هذه الأعراض لعدة أيام وقد تؤدي إلى الوفاة. تقتل الإشريكية القولونية حوالي 100 شخص سنويًا في الولايات المتحدة. يُعد القضاء على هذه الميكروبات أمرًا بالغ الأهمية لصحة الإنسان ورفاهيته.

علاوة على ذلك، يُسهم العفن والبكتيريا في تلوث الهواء، إذ يُمكنهما إنتاج سموم وإلحاق الضرر بأي شخص يتنفس الهواء. بعض الأشخاص أكثر حساسية من غيرهم لاستنشاق العفن، وخاصةً المصابين بالربو أو أمراض الرئة أو ضعف المناعة. قد يُسبب استنشاق العفن أعراضًا تُشبه الحساسية. كما يُمكن أن تُسبب العدوى الفطرية أزيزًا وسعالًا ومشاكل في الجهاز التنفسي العلوي لدى الأشخاص الأصحاء.

حتى مع استبعاد احتمال دخول الهواء المضغوط الملوث إلى الأغذية أو الأدوية، يبقى الحد من انتشار هذه الكائنات الدقيقة أمرًا بالغ الأهمية. فهي تُضعف جودة الهواء وتُسبب أعراضًا قصيرة وطويلة الأمد لمن يتنفسون الهواء.

العوامل البيئية المسببة للكائنات الحية الدقيقة في ضواغط الهواء

ككائنات حية، لا تستطيع الكائنات الدقيقة البقاء على قيد الحياة إلا في بيئات محددة. فهي تزدهر في البيئات الدافئة والرطبة، وخاصةً بوجود مواد أخرى، مثل الزيوت. تحتاج جميع البكتيريا والفطريات إلى كمية من الماء للبقاء على قيد الحياة، لكن مستوى الرطوبة المطلوب يعتمد على نوعها. تتكاثر الكائنات الدقيقة وتتكاثر عن طريق:

ماء

مع أن أنواع الكائنات الدقيقة المختلفة تحتاج إلى مستويات متفاوتة من الماء، إلا أن جميعها تحتاج إلى كمية معينة من الماء للبقاء على قيد الحياة. يجب أن يكون الهواء الذي يسحبه ضاغط الهواء جافًا، ويجب استخدام أدوات مثل مصفاة السوائل ومبرد لاحق.

الدفء

لنفس الأسباب التي تدفعك لوضع بقايا الطعام في الثلاجة، يُنصح بحفظ ضاغط الهواء في مكان بارد. فالبكتيريا تحتاج إلى درجات حرارة دافئة لتنمو.

طعام

عندما نفكر في البكتيريا، قد لا نعتبرها كائنات حية تحتاج إلى الغذاء، ولكنها كذلك! تحتاج البكتيريا إلى مغذيات كسائر الكائنات الحية. وتحتاج أنواع مختلفة من الكائنات الدقيقة إلى مغذيات إضافية. بعضها يقوم بعملية التمثيل الضوئي، وبعضها الآخر يتغذى على مركبات عضوية كالسكريات والدهون، بينما يتغذى بعضها الآخر على مركبات غير عضوية كثاني أكسيد الكربون. لذا، حدّ من مصادر الغذاء الميكروبية المحتملة في منشأتك.

لتقليل نمو الكائنات الدقيقة في نظام الهواء المضغوط، هيئ بيئةً غير مناسبة لنموها. تأكد من وضع ضاغط الهواء ومكوناته في مكان جاف وبارد، واتخذ الاحتياطات اللازمة بانتظام.

بعد تركيب ضاغط الهواء، عالج أي تسريبات في النظام. تذكر أن هذه التسريبات تسمح بدخول المواد الغريبة وتلويث النظام. عند حدوث تسريب، يصبح النظام عرضة لقطرات الماء والزيت والميكروبات، التي قد تتجمع وتتراكم مع مرور الوقت.

يجب عليك دائمًا فحص نظام الهواء المضغوط بحثًا عن أي تسريبات. معالجة التسريبات تساعد على الحد من التلوث وتحسين كفاءة النظام، مما يوفر الوقت والمال. عند وجود تسريب، يستهلك ضاغط الهواء طاقة أكبر من حاجته أثناء التشغيل.

منع نمو الميكروبات بالعوامل البيئية

لأن الميكروبات صغيرة الحجم، قد يكون من الصعب اكتشافها ومكافحتها. منعها من التراكم أساسًا هو أهم ما يمكنك فعله. هيئ بيئة مثالية للحد من نمو الميكروبات. لمنع نمو الميكروبات، عليك:

إصلاح التسريبات في نظام ضاغط الهواء الخاص بك

يمكنك اكتشاف التسريبات بالاستماع إلى صوت هسهسة أو باستخدام جهاز قياس الترددات فوق الصوتية. كما يمكنك رشّ الماء والصابون على مكان التسريب المشتبه به، فإذا كان هناك تسريب، ستتكوّن فقاعات هوائية.

تثبيت مرشحات متعددة

نفّذ عدة فلاتر في نظامك، بما في ذلك نماذج الجسيمات والماصات. من الضروري شراء فلاتر ضاغط الهواء وتثبيتها في المكان الذي يدخل فيه الهواء إلى النظام، يجب أن يكون لديك أيضًا مرشحات على الأنابيب.

قم بتنظيف واستبدال الفلتر بانتظام

يجب تنظيف الفلتر واستبداله بانتظام، خاصةً إذا أصبح مبللاً. نظّف الفلتر بنفخ الغبار والأوساخ والحطام. استبدل الفلاتر القديمة أو التالفة بانتظام.

تأكد من أن الهواء المحيط جاف وبارد

إذا كان الهواء الداخل إلى ضاغط الهواء دافئًا أو رطبًا، فقد تزدهر الميكروبات. ضع ضاغط الهواء في البيئة المناسبة.

اختبر الهواء المضغوط بشكل متكرر

قم بإجراء اختبارات روتينية لجودة الهواء للتحقق من الملوثات.

كيفية التعرف على البكتيريا في ضاغط الهواء

ما هي الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الهواء المضغوط؟

يمكن أن تعيش كائنات دقيقة متنوعة، بما في ذلك البكتيريا والعفن والخميرة، في أنظمة الهواء المضغوط. تزدهر هذه الكائنات في الأماكن الرطبة والمظلمة، مثل ملف ضاغط الهواء أو أنابيب الهواء المضغوط، ويمكنها النمو في أي مكان تتوفر فيه الظروف المناسبة.

للتحقق من وجود البكتيريا، عليك إجراء فحوصات دورية لجودة الهواء. بعض مناطق نظام الهواء المضغوط لديك أكثر عرضة لاحتواء الكائنات الدقيقة. هذه المناطق أكثر عرضة لتراكم التكثيف والجسيمات الغريبة. يُنصح بأخذ عينات من هذه المناطق واختبارها على فترات زمنية محددة مسبقًا. تشمل أكثر الأماكن شيوعًا لتواجد الميكروبات ما يلي:

• طريق مسدود
• ملفات الهواء المضغوط
• المصارف
• التسريبات
• المرشحات

قرر متى وأين يمكنك أخذ عينة من نظام الهواء المضغوط الخاص بك

اجمع عينات من المناطق عالية الخطورة للكشف عن الكائنات الدقيقة مثل البكتيريا والعفن والخميرة. عند تحديد مكان أخذ العينات، يمكنك استخدام نظام النسب المئوية. على سبيل المثال، إذا كان لديك 24 نقطة لأخذ العينات منها، فاختر ثماني نقاط مختلفة لاختبارها كل عام - بعد ثلاث سنوات، ستكون قد أخذت جميع العينات منها. يُنصح باختيار مواقع أخذ العينات على طول نظام الهواء المضغوط لمعرفة ما إذا كانت جودة الهواء تنخفض أثناء مروره. بهذه الطريقة، يمكنك تحديد مناطق المشاكل.

فيما يتعلق بالتكرار، يمكنك اختيار إجراء الاختبار سنويًا، أو نصف سنويًا، أو ربع سنويًا. تحقق من المتطلبات القياسية في قطاعك - فغالبًا ما يتعين على منشآت تصنيع الأغذية والمنشآت الطبية والصيدلانية إجراء اختبارات الحياة الميكروبية بوتيرة أعلى من المنشآت الأخرى. بالإضافة إلى الاختبارات المجدولة، يجب عليك إجراء الاختبارات قبل وبعد إجراء أي تغييرات على النظام. اختبر النظام بعد تنظيف أي مكونات، بما في ذلك المرشحات والصمامات والأنابيب.

عند إجراء هذه الاختبارات، يجب البحث عن أي ملوثات محتملة. وتشمل هذه الملوثات الصدأ، والأوساخ، وبخار الماء، والتكثف، وبخار الزيت، والزيت السائل. تحقق من التلوث الميكروبي باستخدام مجموعة اختبار عينة.

كيفية أخذ عينة باستخدام جهاز الاختبار الميكروبيولوجي بالهواء المضغوط

عند استخدام وحدة الاختبار الميكروبيولوجية بالهواء المضغوط (CAMTU)، تكون عملية أخذ العينات والاختبار على النحو التالي:

• ارتدِ القفازات والقناع للحفاظ على سلامتك والحد من التعرض للميكروبات.
• قم بتوصيل أنبوب المدخل بمنفذ العينة.
• الآن افتح صمام الهواء المضغوط لمنفذ العينة.
• افتح صمام الإغلاق.
• تطهير منفذ العينة.
• أغلق صمام الإغلاق.
• قم بتوصيل أنبوب المدخل بوحدة الاختبار.
• الآن ضع طبق بتري داخل وحدة الاختبار.
• ثم أغلق وحدة الاختبار.
• افتح صمام الإغلاق واتركه يعمل لمدة 20 ثانية.
• أغلق الغطاء، ثم قم بإزالة طبق بتري واحتضانه.
• بعد إكمال هذه الخطوات المهمة، ستصبح الكائنات الحية الميكروبية مرئية بمرور الوقت.

كيفية إزالة الملوثات من ضاغط الهواء

إذا وجدتَ ميكروبات في ضاغط الهواء، فاتخذ خطواتٍ لإزالتها ومنع نموها مجددًا. تُقلل تقنيات ضواغط الهواء الحديثة من الملوثات. هناك العديد من الأدوات التي تُساعد في تقليل احتمالية تراكم الميكروبات وإزالة الميكروبات من نظام ضاغط الهواء. تعرّف على وظيفة هذه الأقسام ودورك في الحفاظ على فعاليتها. اتبع الخطوات التالية لإزالة الملوثات.

استخدم المرشحات وقم بتغييرها بشكل متكرر

ركّب عدة فلاتر في نظام الهواء المضغوط لديك وحافظ على جودتها. قد لا يشير الفحص البصري للفلاتر إلى ضرورة استبدالها، فالميكروبات لا تُرى بالعين المجردة. بالإضافة إلى فحص الفلاتر، راقب فرق الضغط - فالانخفاض الكبير قد يُنذر بوجود مشكلة. افحص هذه المقاييس بانتظام واستبدل الفلتر في حال وجود مشكلة.

من المفيد أيضًا تغيير الفلاتر على فترات زمنية محددة مسبقًا، سواءً كانت فعّالة أم لا. استبدل الفلاتر مرة واحدة على الأقل سنويًا أو أكثر، حسب معدل استخدامك لها.

استخدم مبردًا لاحقًا لتقليل محتوى الماء

يُولّد ضغط الهواء حرارة. يُعدّ الحفاظ على درجة حرارة منخفضة للنظام أمرًا بالغ الأهمية، إذ تُساعد درجات الحرارة المرتفعة على نموّ الميكروبات. يُمكن تحقيق ذلك باستخدام مُبرّد لاحق يُوضع مباشرةً بعد الضاغط، حيث يلتقط المُكثّف الذي يتدفق عبر النظام.

استخدم مرشح إزالة الضباب

يُحدث استخدام مُزيل ضباب مزود بخزان كبير السعة ومقياس ضغط تفاضلي مدمج فرقًا كبيرًا في إزالة التلوث الميكروبي. تُزيل هذه المرشحات الزيت والماء والجزيئات الأخرى من الهواء المضغوط. مع أنها لن تقضي على أدنى أنواع الميكروبات، إلا أنها ستحد من ميكروبات الماء والزيت اللازمة للبقاء والتكاثر.

استخدم تصريف السوائل بدون خسارة مع أدوات التحكم الإلكترونية

قد تتراكم التكثفات في خطوط أنظمة الهواء المضغوط. ولأن الكائنات الدقيقة تحتاج إلى الماء للبقاء على قيد الحياة، فإن تصريف التكثف من النظام أمر بالغ الأهمية. تحتوي بعض ضواغط الهواء على صمام يدوي لإخراج التكثفات، مما يسمح للهواء المضغوط بالخروج والهدر. قد تتعطل المصارف العائمة الداخلية التي تُفتح عند تراكم الماء لإخراج الهواء، أو تتعطل فلا تتمكن من تصريف الماء.

الخيار الأمثل هو نظام تصريف إلكتروني خالٍ من الفقد. يستشعر هذا النظام مستوى المكثفات ويفتح الصمام عند الحاجة. يُغلق الصمام قبل هدر أي هواء مضغوط. قد يكون هذا النظام أغلى من الأنظمة اليدوية أو الداخلية العائمة، ولكنه أكثر كفاءة.

التخلص من المكثفات بشكل صحيح

تخلص دائمًا من المكثفات بشكل صحيح - لا تصبها في المجاري أبدًا. تُعتبر نفايات خطرة لاحتمالية احتوائها على زيوت ومواد ملوثة. استخدم وحدة تنظيف المكثفات. يفصل هذا الجهاز الزيت عن الماء، مما يسمح لك بالتخلص من الزيت كنفايات خطرة.