Wytwarzanie żywności wiąże się z koniecznością transportu i składowania ładunków szybko rotujących, powszechnie nazywanych FMCG (Fast Moving Consumer Goods). Rozwój cywilizacji spowodował, że obecnie podczas przemieszczania artykułów spożywczych i surowców związanych z ich przetwórstwem mamy do czynienia z mechanizacją prac oraz wykorzystaniem do składowania odpowiednich budowli i urządzeń magazynowych umożliwiających zachowanie prawidłowych warunków przechowywania. Warunki przechowywania poszczególnych surowców i towarów oraz ich własna, charakterystyczna flora bakteryjna, w głównej mierze decydują o rodzaju magazynu, jego oświetleniu, wyposażeniu w meble oraz urządzenia chłodnicze i wentylacyjne. Wśród pomieszczeń przeznaczonych do magazynowania wyróżnia się grupę magazynów nieżywnościowych oraz żywnościowych (niechłodzone i chłodzone). 

Podczas magazynowania i transportu muszą być zachowane dwa podstawowe czynniki: parametry techniczne warunków przechowywania oraz wymagania dotyczące warunków higieniczno-sanitarnych przy jednoczesnym zapewnieniu, że produkty żywnościowe będą dostarczone konsumentowi przed upływem daty minimalnej ich trwałości. Składowanie ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa zdrowotnego produkowanych wyrobów ze względu na konieczność zapewnienia stosownych warunków przechowywania. W łańcuchu chłodniczym mrożonej żywności od producenta do konsumenta funkcjonują różnego rodzaju obiekty nazywane chłodniami, służące do chłodzenia, zamrażania oraz przechowywania szybko psujących się artykułów spożywczych. Należy nie tylko pamiętać o samej strukturze pomieszczeń i ich wymaganiach technicznych, ale także o aspektach związanych z warunkami klimatycznymi. Zapewnienie wymaganego poziomu jakości produktów mrożonych w procesie magazynowania odnosi się do posiadania wdrożonego systemu HACCP i spełnienia podstawowych zasad Dobrej Praktyki Higienicznej, tj.: utrzymania dobrego stanu technicznego magazynu, maszyn, urządzeń, opakowań, zabezpieczenia zakładu przed owadami i gryzoniami, zapewnienia odpowiednich technicznych warunków przechowywania produktów, właściwego prowadzenia gospodarki wodno-ściekowej, zapewnienia właściwej wentylacji oraz oświetlenia we wszystkich pomieszczeniach magazynowych, przestrzegania procedur mycia i dezynfekcji, a także higieny osobistej pracowników. Pomieszczenia magazynowe powinny być usytuowane w takim miejscu zakładu, aby można było w sposób łatwy, szybki i niekolidujący z ogólnymi drogami transportowymi przemieścić wyroby z pomieszczeń produkcyjnych. Powinny one znajdować się w jak najbliższym sąsiedztwie pomieszczeń produkcyjnych, aby skrócić drogę transportowania produktów. Na ogólnym planie zakładu pomieszczenia magazynowe służące do składowania i magazynowania powinny być umiejscowione na „końcu”, ze względu na zasadę niekrzyżowania się dróg czystych z brudnymi. Przemysł mleczarski wymaga dla wszystkich produktów gotowych odpowiednio niskich lub obniżonych temperatur magazynowania. Za maksymalną temperaturę długookresowego przechowywania produktów mrożonych uważa się aktualnie temperaturę -18° C. Przy uwzględnieniu wszystkich czynników technologicznych i technicznych, obniżenie temperatur eksploatacyjnych z -18 do -28° C daje możliwość względnego przedłużenia dopuszczalnych czasów przechowywania. W nowoczesnych obiektach chłodniczych powszechnie stosuje się temperatury -30°C a nawet niższe. 

Wybór najkorzystniejszej technologii wydłużenia okresu przydatności do spożycia produktów zależy od wielu czynników, wśród których wymienić należy: rodzaj produktu, zmiany jakościowe zachodzące podczas przetwarzania i przechowywania, rodzaj opakowania, sposób przygotowania do konsumpcji, koszty. W praktyce przemysłowej żywność jest poddawana działaniu niskich temperatur w celu:

– zachowania początkowej jakości i późniejszej przydatności do konsumpcji;

– utworzenia specjalnej struktury i konsystencji produktu, która jest pożądana przy konsumpcji, np.: lody, sorbety, mrożone jogurty,

– jako etap pośredni niektórych procesów technologicznych, np.: kriokoncentracja (do zagęszczania soków owocowych przez wymrażanie wody).

Technologia utrwalania żywności z zastosowaniem niskich temperatur obejmuje: chłodnictwo z zakresem temperatur od +2° C do –2° C, ale nie poniżej tzw. punktu krioskopowego oraz zamrażalnictwo, w którym temperatura żywności jest obniżana do –18° C lub niżej i w tej temperaturze jest przechowywana.

Chłodnictwo nie jest w zasadzie zaliczane do technik utrwalania żywności, w dosłownym tego słowa znaczeniu. Stosuje się je jako działanie mające na celu przedłużenie jakości i ograniczenie strat w przypadku nietrwałych produktów żywnościowych. Schładzanie produktów stanowi zwykle etap wstępny lub pośredni w wielu procesach technologicznych. Przetwórstwo spożywcze wykorzystuje chłodnictwo technologiczne w procesach przetwórczych. Nowoczesne technologie pozwalają na zastosowanie ciekłego azotu lub dwutlenku węgla. Zapobiega to rozwojowi drobnoustrojów, pozwala uzyskać pożądaną konsystencje produktów, zachować aromat dodawanych przypraw. Zamrażanie żywności uważa się za najwłaściwszą metodę jej utrwalania. W wyniku tego procesu następuje maksymalne wydłużenie trwałości. Charakterystyczną cechą produktów zamrożonych jest występowanie zawartej w nich wody w przeważającym procencie w stanie krystalicznym (powyżej 80% jej zawartości). Pojęcie mrożonej żywności jest stosowane do ograniczonej grupy produktów, które w czasie przechowywania i sprzedaży przetrzymywane są w stałej temperaturze –10° C i niższej. Produkty, których temperatura wynosi –18° C lub niżej, z minimalnymi wahaniami, celem zachowania ich jakości podczas przechowywania, transportu i sprzedaży, są określane jako produkty głęboko mrożone.

Metody zamrażania

W światowej praktyce przemysłowej do najczęściej wykorzystywanych metod zamrażania można zaliczyć:

Zamrażanie owiewowe w tunelach, które jest wykorzystywane najpowszechniej ze względu na łatwą eksploatację urządzeń, uniwersalne zastosowanie i możliwość dostosowania do konkretnych warunków w zakładach. Metoda ta jest jednak energochłonna, a w przypadku produktów rozdrobnionych może podczas zamrażania następować ich zbrylanie.

Metoda fluidyzacyjna polega na przedmuchiwaniu strumieniem zimnego powietrza warstwy produktów sypkich transportowanych na taśmie. Proces zamrażania trwa krótko oraz eliminowana jest możliwość zbrylania produktów. Wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne stanowią wadę tej metody.

Zamrażanie kontaktowe należy do najstarszych technik zamrażania, w której produkty układane są na metalowych tacach i dociskane do płyt chłodzonych dawniej solanką, a obecnie innymi czynnikami. Mimo zalet tej metody, nie znalazła ona szerszego zastosowania, za wyjątkiem mrożenia ryb na statkach przetwórczych. Trudności w zamrażaniu tą metodą stanowią produkty o nieregularnych i niejednolitych kształtach. Obsługa tych urządzeń jest uciążliwa i trudna do mechanizacji.

Zamrażanie immersyjne (w cieczach nie wrzących), polega na mrożeniu opakowanych produktów w roztworach soli lub innych mediach. Główną zaletą jest krótki czas zamrażania przy temperaturze czynnika około –20° C. Obecnie metoda ta jest rzadko stosowana, głównie do zamrażania powierzchniowego.

Zamrażanie z zastosowaniem skroplonych gazów, zwane kriogenicznym, cieszy się w ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem producentów żywności. Technologia ta wykorzystuje ciekły azot, o temperaturze wrzenia –195,8° C lub dwutlenek węgla o temperaturze sublimacji rzędu –78,5° C.

Podstawowe urządzenia chłodnicze

Do grupy podstawowych urządzeń magazynowych zaliczają się szafy chłodnicze i mroźne, o różnych pojemnościach, konstrukcyjnych rozwiązaniach komór, zakresach temperatur dobranych do rodzaju przechowywanej żywności, o dużej wydajności i trwałości. Agregat chłodniczy w tych urządzeniach najczęściej zblokowany jest na przegrodzie sufitowej lub podłogowej. Temperatura panująca w komorze wskazywana jest na elektronicznym wyświetlaczu. Komory chłodnicze i mroźnicze wymagają instalacji chłodniczej z uwagi na zasilanie agregatami zewnętrznymi. Składowanie ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa zdrowotnego produkowanych wyrobów ze względu na konieczność zapewnienia stosownych warunków przechowywania. W łańcuchu chłodniczym od producenta do konsumenta funkcjonują różnego rodzaju obiekty nazywane chłodniami, służące do chłodzenia, zamrażania oraz przechowywania szybko psujących się artykułów. Należy nie tylko pamiętać o samej strukturze pomieszczeń i ich wymaganiach technicznych, ale także o aspektach związanych z warunkami klimatycznymi. Zapewnienie wymaganego poziomu jakości produktów mrożonych w procesie magazynowania odnosi się do posiadania wdrożonego systemu HACCP i spełnienia podstawowych zasad Dobrej Praktyki Higienicznej, tj.: utrzymania dobrego stanu technicznego magazynu, maszyn, urządzeń, opakowań, zabezpieczenia zakładu przed owadami i gryzoniami, zapewnienia odpowiednich technicznych warunków przechowywania produktów, właściwego prowadzenia gospodarki wodno-ściekowej, zapewnienia właściwej wentylacji oraz oświetlenia we wszystkich pomieszczeniach magazynowych, przestrzegania procedur mycia i dezynfekcji, a także higieny osobistej pracowników. Pomieszczenia magazynowe powinny być usytuowane w takim miejscu zakładu, aby można było w sposób łatwy, szybki i niekolidujący z ogólnymi drogami transportowymi przemieścić wyroby z pomieszczeń produkcyjnych. Powinny one znajdować się w jak najbliższym sąsiedztwie pomieszczeń produkcyjnych, aby skrócić drogę transportowania produktów. Na ogólnym planie zakładu pomieszczenia magazynowe służące do składowania i magazynowania powinny być umiejscowione na „końcu”, ze względu na zasadę niekrzyżowania się dróg czystych z brudnymi. Za maksymalną temperaturę długookresowego przechowywania produktów mrożonych uważa się aktualnie temperaturę -18° C. Przy uwzględnieniu wszystkich czynników technologicznych i technicznych, obniżenie temperatur eksploatacyjnych z -18 do -28° C daje możliwość względnego przedłużenia dopuszczalnych czasów przechowywania. W nowoczesnych obiektach chłodniczych powszechnie stosuje się temperatury -30° C a nawet niższe. 

Za obniżaniem temperatury magazynowania przemawia również światowa tendencja do systematycznego zwiększania budowanych chłodni. Komory chłodnicze są dużych gabarytów, co umożliwia załadowanie różnych grup towarów. Niższe temperatury magazynowania obok korzyści, pociągają jednak za sobą jednoczesny wzrost kosztów inwestycyjnych i kosztów utrzymania. Podczas projektowania chłodni istotne jest również, aby pomieszczenia te posiadały zmywalne, nietoksyczne i gładkie ściany, posadzki oraz sufity. Dodatkowo powinny być wykonane z materiałów w jasnych kolorach, z wymaganymi atestami dla branży spożywczej. W magazynach musi znajdować się także odpowiednie światło, które nie spowoduje zmiany barwy produktu. Natężenie oświetlenia w pomieszczeniach do składowania i magazynowania musi spełniać wymagania prawne określone przepisami europejskimi. Warunki techniczne przechowywania w przestrzeni magazynowej dotyczą zapewnienia odpowiedniej temperatury, wilgotności względnej oraz obiegu i wymiany powietrza (mikroklimatu przestrzeni magazynowej), a także odpowiedniego czasu przechowywania dostosowanych do wymagań składowanych produktów. Wszelkie procesy w zakładach spożywczych powinny odbywać się pod ścisłą kontrolą, z zachowaniem wymaganych parametrów temperatury i czasu. Systemy kontrolne czasowo-temperaturowe powinny uwzględniać: rodzaj żywności, przewidywany okres trwałości, rodzaj opakowania oraz przeznaczenie produktu. W czasie przechowywania produktów mrożonych należy dokładnie określić granice tolerancji czasu i temperatury uwzględniające ich zróżnicowanie w trakcie przebiegu cyklu zamrażania, a także częstotliwości pomiarów, rodzaje urządzeń pomiarowych oraz sposób zapisu i ewidencjonowania przebiegu temperatury podczas magazynowania. Monitorowanie warunków temperaturowo-wilgotnościowych w magazynach jest niezbędne, a same pomiary powinny być wykonywane codziennie, z określoną częstotliwością z zastosowaniem systemów komputerowych. Duże znaczenie podczas magazynowania żywności ma również odpowiednie oznakowanie, gdyż pozwala to na utrzymanie rotacji magazynowej oraz kontroli stanów magazynowych. Pomaga to również w planowaniu produkcji, minimalizuje straty związane ze skróceniem daty przydatności produktu do spożycia, a także ułatwia pracę przy bardzo różnorodnym asortymencie. Kolejnym aspektem jest ustawianie produktów zgodnie z datami przydatności do spożycia lub przyjęcia do magazynu. Należy wówczas stosować zasadę FIFO, czyli „pierwsze weszło - pierwsze wyszło”, która jest ściśle przestrzegana w chłodniach zakładowych. W chłodniach składowych może się odbywać schładzanie, zamrażanie oraz składowanie zamrożonego surowca do przetworzenia lub na eksport, a także inne procesy produkcyjne. Skład takiego obiektu to przede wszystkim komory składowe wyposażone w izolację zimnochronną oraz odpowiednie urządzenia chłodnicze, maszynownia, pomieszczenie przetwórczo-produkcyjne i pomocnicze. Często chłodnia oznacza również obiekt niesamodzielny, ściśle związany z określonym zakładem produkcyjnym. Nowoczesne zakłady branży spożywczej rzadko łączą kilka funkcji jednocześnie. Mimo to przemysł dąży do optymalizacji produkcji, poprzez dobór odpowiedniej instalacji i zabudowy chłodniczej, towaru oraz częstotliwości otwierania komory chłodniczej w cyklu pracy. Elementem decydującym o jakości zdrowotnej żywności mrożonej w procesie magazynowania są wymagania higieniczno-sanitarne. Na wymagania te składają się warunki techniczne, budowlane i organizacyjne, jakie musi spełnić budynek magazynowy oraz jego elementy, instalacje, wyposażenie, proces magazynowy i personel. Magazyny z punktu widzenia logistyki stają się coraz bardziej pożądanymi obiektami infrastruktury. Planując zagospodarowanie magazynu należy zapoznać się z różnymi systemami składowania jakie oferowane są na rynku. Szczególnie jest to ważne w przypadku wysokich kosztów eksploatacyjnych chłodni lub mroźni. W nowoczesnym systemie magazynowania istotne jest również uzyskanie ekonomicznej powierzchni magazynowej mrożonych produktów, które może być zrealizowane poprzez instalowanie systemu regałów paletowych ruchomych z pełną mechanizacją i automatyzacją przeładunków zamiast klasycznych regałów stacjonarnych. Wiele produktów zanim zostanie dostarczonych do miejsc sprzedaży (sklepów), transportowanych jest przez różne ogniwa w łańcuchu logistycznym, tj.: chłodnie, hurtownie czy specjalnie przystosowane magazyny, za pomocą pojazdów przeznaczonych do tego celu. Sprawne i skuteczne działanie transportu chłodniczego zapewnia utrzymanie właściwego poziomu jakości surowców i wyrobów gotowych w czasie drogi od producenta do konsumenta. W zakresie transportu żywności aktualnie obowiązują dwa przepisy: Ustawa o transporcie drogowym (Dz. U. 2001, Nr 125, poz.1371) oraz Umowa ATP dotycząca międzynarodowego przewozu szybko psujących się artykułów żywnościowych (Dz. U. 1984, Nr 49, poz. 254) . Wzrastający popyt na artykuły niemrożone o minimalnym stopniu przetworzenia, zmusza producentów do ciągłego doskonalenia metod chłodniczego przechowywania oraz odpowiedniego transportowania. Obecnie transport samochodowy stanowi około 90% transportu lądowego. W celu zapewnienia właściwych warunków przewozu żywności w obrocie handlowym środki transportu chłodniczego i kontenery chłodnicze muszą spełniać wymogi Umowy ATP (Accord, Transport, Perishables). Określają one minimalne parametry techniczne, gwarantujące bezpieczny i długotrwały przewóz żywności. Zgodnie z ustaleniami międzynarodowymi do transportu służą 4 rodzaje pojazdów:

– izotermiczne zwykłe, bez urządzeń chłodzących (oznaczone literą I, tzw. izotermy);

– izotermiczne chłodzone niemechanicznie (oznaczone literą R, tzw. lodownie);

– izotermiczne chłodzone mechanicznie za pomocą agregatów chłodniczych (oznaczone literą F, tzw. chłodnie);

– izotermiczne-ogrzewane (oznaczone literą C).

Pomimo zachowania odpowiednich warunków higieny na etapie produkcji, do zanieczyszczenia żywności może dojść w wyniku nieodpowiednio zorganizowanego transportu. Dlatego należy przestrzegać określonych wymagań dotyczących higieny transportu żywności. Zgodnie z Codex Alimentarius, podczas transportu artykuły żywnościowe muszą być odpowiednio zabezpieczone. Rodzaj pojemników transportowych winien być odpowiednio dobrany, w zależności od rodzaju żywności oraz środka transportu. Pojemniki i urządzenia transportowe powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby:

– nie zanieczyszczały żywności lub opakowań;

– umożliwiały dokładne czyszczenie i dezynfekcję; 

– pozwalały na oddzielenie od siebie, w czasie transportu, różnych rodzajów żywności oraz artykułów nieżywnościowych;

– zapewniały efektywną ochronę przed zanieczyszczeniami, w tym przed kurzem i spalinami;

– pozwalały na utrzymanie odpowiedniej temperatury, wilgotności i innych warunków niezbędnych do zapewnienia ochrony żywności przed szkodliwym rozwojem mikroorganizmów oraz obniżeniem jej jakości;

– pozwalały na kontrolę temperatury, wilgotności oraz innych czynników. 

Urządzenia i pojemniki do transportu żywności należy utrzymywać w odpowiednich warunkach, w dobrym stanie technicznym i w czystości. Pojazdy chłodnie są grupą specjalistycznych środków przewozu przystosowaną do utrzymywania wymaganej temperatury produktów. Często zdarza się, że moce chłodnicze pojazdów są zbyt małe aby produkty mogły być w nich schładzane lub zamrażane. Dlatego najważniejszą zasadą jest dobre wychłodzenie towaru przed jego załadowaniem do środka transportu, który wcześniej powinien być również wychłodzony. Wentylatory wymuszające obieg powietrza włącza termostat, który jednocześnie steruje pracą agregatu chłodniczego. Pojazdy te wykorzystywane są do dalekich transportów żywności głównie głęboko mrożonej. Cechą charakterystyczną pojazdów izotermicznych zwykłych jest izolowana przestrzeń załadowcza (termoizolujące ściany, drzwi, podłoga i dach). Zadaniem izolacji jest ograniczenie wymiany ciepła z otoczeniem, a więc zmniejszenie temperatury wnętrza pojazdu. Izotermiczny środek transportu może posiadać izolację normalną lub wzmocnioną. Lodownie natomiast są to pojazdy izolowane, w których utrzymuje się temperaturę poniżej -18° C, a wnętrze jest chłodzone za pomocą lodu wodnego, mieszanin oziębiających, lodu suchego, roztworu eutektycznego, ciekłego gazu itp. Wykorzystywane jest ciepło topnienia, sublimacji lub parowania. W samochodach tych wyposażenie wewnętrzne jest proste i tanie, jednakże masa materiałów chłodzących wpływa na znaczne zmniejszenie się wielkości przewożonego ładunku. Najnowocześniejszą obecnie formą transportu chłodniczego jest transport kontenerowy, który pomaga obniżyć cenę transportu żywności i jednocześnie jest jednym z bardziej dochodowych rodzajów działalności spedytorów. Jest on najbardziej bezpieczny dla jakości przewożonych produktów. Kontenery można traktować jako pewien rodzaj trwałego opakowania. Mogą one być izotermiczne, wówczas na dalszych trasach są dochładzane suchym lodem. Transport wielu różnych surowców w niskich temperaturach wymaga montowania w kontenerach urządzeń chłodniczych. Do chłodzenia stosowane są wówczas jednostkowe (własne) agregaty chłodnicze, centralne instalacje chłodnicze oraz ciekłe gazy i suchy lód. W rozwoju chłodnictwa obserwujemy poważną transformację od chłodzenia lodem wodnym po chłodzenie maszynowe do termoelektrycznego. W zależności od zastosowania i rozpowszechnienia, wyróżniamy następujące sposoby i czynniki chłodnicze:

– chłodzenie z wykorzystaniem bezwładności cieplnej ładunku w przewozach krótkotrwałych (przed transportem ładunek powinien być dobrze schłodzony w całej masie);

– chłodzenie lodem wodnym, polegające na wykorzystaniu ciepła topnienia lodu. Lód w postaci łuskowanej lub kostek o różnej granulacji jest wsypywany do pojemników umieszczonych w pobliżu ściany czołowej nadwozia;

– chłodzenie za pomocą płyt eutektycznych, które wywodzi się z metody chłodzenia lodem wodnym. W celu obniżenia temperatury topnienia lodu dodaje się chlorek sodu lub wapnia;

– chłodzenie suchym lodem, polega na wykorzystaniu zestalonego CO₂;

– chłodzenie obiegowe polega na zastosowaniu czynnika chłodniczego pośredniczącego w wymianie ciepła pomiędzy suchym lodem a przestrzenią ładunkową;

– chłodzenie z wykorzystaniem gazów skroplonych o niskiej temperaturze wrzenia;

– chłodzenie za pomocą sprężarkowych agregatów chłodniczych. Jest to najbardziej rozpowszechniony sposób chłodzenia nadwozi chłodniczych;

– chłodzenie za pomocą agregatów absorpcyjnych, które jest odmianą chłodzenia obiegowego. Czynnikiem chłodniczym jest np. wodny roztwór amoniaku.

Za najlepsze rozwiązanie dla przemysłowych instalacji chłodniczych uważa się zastosowanie amoniaku i ditlenku węgla w dwóch jednocześnie pracujących obiegach chłodniczych - system kaskadowy. Idealny czynnik chłodniczy, oprócz posiadania pożądanych właściwości termodynamicznych, powinien być nietoksyczny, niepalny, całkowicie stabilny wewnątrz instalacji oraz nieszkodliwy dla środowiska naturalnego. Ponadto musi on być łatwo dostępny, tani w produkcji oraz kompatybilny z materiałami zastosowanymi do budowy urządzenia i instalacji. Dobór czynnika chłodniczego jest bardzo istotny w przemyśle chłodniczym. Dlatego coraz większe znaczenie w technologii chłodniczej i transporcie artykułów żywnościowych ma zastosowanie suchego lodu. Utrzymanie idealnych warunków w całym łańcuchu chłodniczym aż do momentu sprzedaży („point-of sale”) pozwala na zachowanie świeżości produktu, wydłużenie okresu przydatności do spożycia oraz zapewnienie bezpieczeństwa zdrowotnego konsumentów żywności mrożonej. Zastosowanie nowych metod kontroli czasu i temperatury towarzyszących produktowi w trakcie obrotu stanowi uzupełnienie tradycyjnej kontroli. Obecnie pomiar temperatury w samochodach chłodniach oraz ladach chłodniczych prowadzi się za pomocą czujników i logerów danych. Dodatkowo stosowane są zintegrowane wskaźniki kontroli czasu-temperatury (TTI), które wprowadzane są do opakowań interaktywnych. 

Tomasz Borowy