บทความนี้เป็น แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort) ไม่รวมหม้อฆ่าเชื้อชนิด crateless
เรียบเรียงโดยสุรพล ขุมทรัพย์, ภัสราภา แก้วเนิน, นิศานาถ ตัณฑัยย์ และสุวิมล กีรติวิริยาภรณ์
กองตรวจสอบรับรองมาตรฐานคุณภาพสัตว์น้ำและผลิตภัณฑ์สัตว์น้ำ กรมประมง
จาก Temperature Distribution Protocol for Processing in Steam Still Retorts, Excluding Crateless Retorts ของ Institute forThermal Processing Specialists สหรัฐอเมริกา
การศึกษาการกระจายความร้อน สำคัญสำหรับการแปรรูปอาหารกระป๋อง (canning) ในหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ไอน้ำเป็นตัวกลางความร้อน (steam retort)
บทความที่เกี่ยวข้อง
การศึกษาและการทวนสอบสภาวะการกระจายความร้อนภายในหม้อฆ่าเชื้อ ต้องใช้วิธีการและอุปกรณ์ต่างๆ ที่เหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าหม้อฆ่าเชื้อสามารถฆ่าเชื้อได้ตามกระบวนการที่กำหนด (scheduled process) แนวทางในการปฏิบัติการทดสอบการกระจายความร้อนมีรายละเอียดดังนี้ | ||||
1. การเตรียมการ:การสำรวจอุปกรณ์ทั่วไป (General Processing Equipment Survey) 2. การเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่จะใช้ในการศึกษา (Selection of The Test Retort ) 3. การจัดทำเอกสารรายละเอียดหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา (Test Retort Documentation) 4. อุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Test Equipment) 5. การปรับเทียบมาตรฐานของอุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Standardization of Test Equipment) 7. การจัดเตรียมภาชนะบรรจุในตะกร้าทดสอบ (Preparing the Test Crates or Baskets with Container) 8. การทดสอบการกระจายความร้อน (The Temperature Distribution Test) | ||||
1. การเตรียมการ : การสำรวจอุปกรณ์ทั่วไป (General Processing Equipment Survey) | ||||
ก่อนการคัดเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่เหมาะสมสำหรับการศึกษา ควรมีการสำรวจและบันทึกรายละเอียด อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อ ดังนี้
1.1 การจ่ายไอน้ำไปยังหม้อฆ่าเชื้อ ( Steam Supply to the Retorts) 1.1.1 กำลังการผลิตและแรงดันของเครื่องกำเนิดไอน้ำ (boiler) 1.1.2 ท่อพักไอน้ำของหม้อฆ่าเชื้อ (retort header) ต้องมีแรงดันและปริมาณไอน้ำเพียงพอที่จะจ่ายให้กับหม้อฆ่าเชื้อทดสอบ 1.1.3 ขนาดและความยาวของท่อไอน้ำ รวมทั้งขนาดและชนิดของวาล์ว จากท่อไอน้ำหลัก (main steam line) ไปยังห้องฆ่าเชื้อ 1.1.4 ขนาดของท่อทั้งหมดที่เชื่อมต่อท่อไอน้ำหลัก (main line) ไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ไอน้ำ เช่น blancher, exhaust box ฯลฯ 1.2 ห้องฆ่าเชื้อ (Retort Room) 1.2.1 ชนิดและขนาดของหม้อฆ่าเชื้อทุกหม้อ 1.2.2 ลักษณะการติดตั้งท่อไอน้ำจากท่อไอน้ำหลักไปยังหม้อฆ่าเชื้อแต่ละหม้อ ขนาดท่อไอน้ำ ขนาดและ ชนิดของวาล์ว 1.2.3 ลักษณะการติดตั้งท่อไล่อากาศ ขนาดท่อ ขนาดวาล์วและชนิด และการเชื่อมต่อท่อไอน้ำ 1.3 อุปกรณ์ที่ใช้ลำเลียงผลิตภัณฑ์เพื่อฆ่าเชื้อ ( Loading Equipment) 1.3.1 ขนาดภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ์ รูปแบบการจัดเรียงและลักษณะการลำเลียงผลิตภัณฑ์ลงในตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อ 1.3.2 จำนวนที่มากที่สุดของภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ์ต่อชั้น และจำนวนที่มากที่สุดของตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อต่อหม้อฆ่าเชื้อ 1.3.3 ขนาดของรูและช่องว่างของแผ่นรองพื้นตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อ และแผ่นกั้นระหว่างชั้น 1.3.4 ถ้าใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้น ให้คำนวณหาเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เปิด (open area) | ||||
2. การเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่จะใช้ในการศึกษา (Selection of The Test Retort ) | ||||
หม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ทดสอบ ควรเป็นหม้อฆ่าเชื้อที่มีสภาวะการฆ่าเชื้อที่เลวร้ายที่สุด (worst condition) ทั้งนี้ ให้พิจารณาจากผลการสำรวจอุปกรณ์ทั่วไปในขั้นตอนการเตรียมการข้างต้น ตัวอย่างปัจจัยที่มีผลต่อสภาวะเลวร้ายที่สุดดังกล่าว เช่น หม้อฆ่าเชื้อที่อยู่ปลายสุดของท่อไอน้ำ การใช้ภาชนะบรรจุขนาดเล็กที่สุด ใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้นภาชนะบรรจุ เปรียบเทียบกับการไม่จัดเรียงในตะกร้า (jumble pack) | ||||
3. การจัดทำเอกสารรายละเอียดหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา (Test Retort Documentation) | ||||
ระบุรายการ แผนภูมิ รายละเอียดการปฏิบัติงานและสภาวะต่าง ๆ ดังต่อไปนี้ 3.1 ขนาดของหม้อฆ่าเชื้อ: ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และหมายเลข จำนวนตะกร้าที่ใช้ศึกษาในแต่ละครั้งสำหรับหม้อฆ่าเชื้อแนวตั้ง ต้องระบุถึง centering guide และ/หรือ baffle plate 3.2 ท่อไอน้ำจากท่อไอน้ำหลักไปยังหม้อฆ่าเชื้อ : ขนาดท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไอน้ำ และ steam by-pass 3.3 อุปกรณ์ควบคุมไอน้ำ : อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมอุณหภูมิและความดัน ชนิดและตำแหน่งที่ติดตั้ง 3.4 ระบบลม (ถ้ามี) : ขนาดของเครื่องอัดลม (air compressor) ประสิทธิภาพของ air dryer ตำแหน่งและชนิดของตัวกรองอากาศ 3.5 ระบบท่อ 3.5.1 ท่อกระจายไอน้ำ (steam spreader) - รูปร่าง ขนาด ตำแหน่ง และลักษณะการติดตั้ง (configuration) จำนวน ขนาด และตำแหน่งของรูในท่อไอน้ำ ขนาดของข้อต่อตัว T หรือข้อต่อแบบอื่นๆ 3.5.2 ท่อไล่อากาศ (vent) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ชนิดและขนาดของวาล์ว 3.5.3 ท่อไล่อากาศรวม (vent manifold หรือ manifold header) - ตำแหน่งและขนาดของท่อทั้งหมด รวมทั้งท่อที่ต่อเชื่อม 3.5.4 บรีดเดอร์ มัฟเฟลอร์ (bleeder, muffler) - ตำแหน่ง จำนวน ขนาด และการติดตั้ง 3.5.5 ท่อระบายน้ำ (drain) - ตำแหน่ง และขนาด 3.5.6 ท่อน้ำ (water supply) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว (ถ้ามี) 3.5.7 ท่อลม (air supply) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว (ถ้ามี) 3.5.8 เทอร์โมมิเตอร์ชนิดปรอทในหลอดแก้ว (MIG thermometer) - ตำแหน่งที่ติดตั้งบนหม้อฆ่าเชื้อ 3.5.9 มาตรวัดความดัน - ตำแหน่งที่ติดตั้งบนหม้อฆ่าเชื้อ 3.5.10 ท่อหรืออุปกรณ์อื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น ท่อระบายน้ำควบแน่น (condensate) ฯลฯ 3.6 เครื่องบันทึก (recording device) : ชนิดและรายละเอียดของเครื่องบันทึก หรือเครื่องบันทึก/ควบคุม (recorder/ controller) | ||||
4.1 Data Logger: ต้องมีจำนวนช่องเพียงพอในการตรวจวัดและบันทึกอุณหภูมิตลอดกระบวนการฆ่าเชื้อ 4.2 เทอร์โมคอปเปิ้ล: หรืออุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิชนิดอื่น ๆ ต้องมีขนาด ความยาว จำนวน และคุณภาพเหมาะสมในการวัดอุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อ 4.3 อุปกรณ์วัดความดัน (ถ้าจำเป็น) 4.4 เทอร์โมมิเตอร์ชนิดปรอทในหลอดแก้ว: ถ้าหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ศึกษาไม่มี 4.5 Stuffing Box (Packing Gland) : สำหรับสอดสายวัดอุณหภูมิเข้าไปในหม้อฆ่าเชื้อ | ||||
5. การปรับเทียบมาตรฐานของอุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Standardization of Test Equipment) | ||||
5.1 เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อ : เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อชนิดปรอท ควรสอดคล้องกับข้อกำหนด และได้รับการสอบเทียบความเที่ยงตรงกับเทอร์โมมิเตอร์มาตรฐานภายในปีที่ผ่านมา 5.2 ระบบการตรวจวัดอุณหภูมิ : ได้แก่ Data Logger, เทอร์โมมิเตอร์, Extension wire หรืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิอื่น ๆ ฯลฯ 5.2.1 ก่อนที่จะดำเนินการศึกษาการกระจายความร้อน ควรปรับเทียบอุปกรณ์ทดสอบ เช่น สายวัดอุณหภูมิ (lead) สายไฟต่อ (extension) และข้อต่อทั้งหมดที่จะใช้ในการทดสอบจริงกับหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา 5.2.2 มัดรวมสายวัดอุณหภูมิทั้งหมดให้อยู่ใกล้กับกระเปาะ MIG เทอร์โมมิเตอร์ และต้องระมัดระวังไม่ให้มีการปิดบังการไหลผ่านของไอน้ำไปยังกระเปาะ MIG หรือสายวัดอุณหภูมิ 5.2.3 เพิ่มความร้อนหม้อฆ่าเชื้อให้มีอุณหภูมิสูงเท่ากับอุณหภูมิที่ใช้ทดสอบการกระจายความร้อน และให้อุณหภูมิคงที่สม่ำเสมอ 5.2.4 ตรวจสอบความเที่ยงตรงของสายวัดอุณหภูมิ (TMD) กับ MIG เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อที่ผ่านการสอบเทียบแล้ว โดย TMD แต่ละตัวต้องอ่านค่าได้ไม่แตกต่างจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์มากกว่า 0.3 OC (0.5O F) และความคลาดเคลื่อนรวมของ TMD ทุกตัวต้องไม่เกิน 0.6 OC (1OF) ถ้าTMD ใดอ่านค่าได้แตกต่างจากมาตรฐานข้างต้น จะต้องได้รับการปรับแก้ก่อนนำมาใช้ TMD ที่อ่านได้ค่าใกล้เคียง MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด ควรจัดวางให้อยู่ใกล้ MIG และใช้เป็นตัวอ้างอิงในการประเมินข้อมูลต่อไป 5.2.5 เพื่อให้การสอบเทียบสอดคล้องตามเกณฑ์ที่กำหนดข้างต้น องค์ประกอบต่าง ๆ ของระบบการวัดอุณหภูมิต้องมีความผิดพลาดน้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น ใช้สายวัดอุณหภูมิคุณภาพสูงจากม้วนเดียวกันในการทำ thermocouple lead และสายต่อ | ||||
6. การวางตำแหน่งอุปกรณ์วัดอุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อ (Placement of the Temperature Measuring Device in Retort) | ||||
6.1 ตำแหน่งของ TMD ภายในหม้อฆ่าเชื้อ ควรวางในตำแหน่งดังต่อไปนี้ 6.1.1 ติดกัน หรือใกล้กับกระเปาะ MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด 6.1.2 ติดกัน หรือใกล้กับกระเปาะของเครื่องควบคุมไอน้ำ ในกรณีที่กระเปาะของ MIG เทอร์โมมิเตอร์และเครื่องควบคุมไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน 6.1.3 ในภาชนะบรรจุที่มีตัวกลางทดสอบ (testing medium) อย่างน้อย 2 ภาชนะ เพื่อวัดอุณหภูมิเริ่มต้น ในกรณีที่มีข้อมูลสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่ได้จากการวัดด้วย TMDที่แนบติดภายนอกภาชนะแล้วเป็นอุณหภูมิเริ่มต้นก่อนการทดสอบได้ อาจใช้วิธีการดังกล่าวในการวัดอุณหภูมิเริ่มต้นจริงได้เช่นเดียวกัน 6.1.4 วางอย่างน้อย 3 ตัว แยกกันในแต่ละตะกร้า 6.1.5 อาจจำเป็นต้องวาง Thermocouple ภายในหม้อฆ่าเชื้อในตำแหน่งอื่นๆ เพิ่มเติม เพื่อตรวจติดตามจุดที่ร้อนช้าที่สุดในหม้อฆ่าเชื้อ หรืออุณหภูมิเริ่มต้นของ testing medium 6.2 บันทึกตำแหน่งที่วาง TMD มีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยจัดทำเป็นแผนผังแสดงตำแหน่งการวาง TMDทั้งหมดภายในหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ในการทดสอบการกระจายความร้อน | ||||
7. การจัดเตรียมภาชนะบรรจุในตะกร้าทดสอบ (Preparing the Test Crates or Baskets with Container) | ||||
7.1 ขนาดของภาชนะบรรจุ: คัดเลือกขนาดภาชนะบรรจุที่ใช้ในการศึกษา โดยทั่วไปจะใช้ภาชนะบรรจุที่มี ขนาดเล็กที่สุด เนื่องจากจะให้สภาวะการกระจายความร้อนที่เลวร้ายที่สุด 7.2 ส่วนประกอบในภาชนะบรรจุ (container content) : โดยทั่วไปจะใช้ภาชนะที่ใส่น้ำ อย่างไรก็ตาม อาจใช้ตัวกลางอื่นที่ร้อนเร็วก็ได้ 7.3 การจัดเรียงภาชนะบรรจุในตะกร้า: ควรจัดเรียงในลักษณะที่ให้สภาวะเลวร้ายที่สุดภายใต้การฆ่าเชื้อปกติหากมีการใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้น ควรเลือกใช้แผ่นรองที่มีพื้นที่เปิดน้อยที่สุดในการศึกษานี้ | ||||
8. การทดสอบการกระจายความร้อน (The Temperature Distribution Test) | ||||
8.1 การจัดเตรียม 8.1.1 ทวนสอบผลการสำรวจหม้อฆ่าเชื้อ 8.1.2 อุณหภูมิเริ่มต้น (IT) : IT คืออุณหภูมิภายในภาชนะบรรจุที่ร้อนที่สุดของการทดสอบ ซึ่งวัดจากภาชนะบรรจุที่มีอุปกรณ์วัดติดตั้งอยู่ภายใน ในการกำหนดขั้นตอนการไล่อากาศ (venting schedule) ควรพิจารณาช่วงอุณหภูมิเริ่มต้นจากการผลิตในสภาวะปกติด้วย หากไม่ใช้อุปกรณ์วัดภายในภาชนะบรรจุต้องใช้วิธีวัด IT ของผลิตภัณฑ์วิธีอื่นที่เหมาะสม การวัด IT ต้องคำนึงถึงอุณหภูมิของหม้อฆ่าเชื้อและตะกร้าซึ่งอาจสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ และมีผลกระทบต่อปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ทั้งหมด (Total heat load) 8.2 จุดที่ต้องบันทึกอุณหภูมิ 8.2.1 จุดวิกฤตที่ต้องตรวจวัด และบันทึกในระหว่างการทดสอบ มีดังนี้ 8.2.1.1 อุณหภูมิที่เครื่องควบคุมตั้งค่าไว้ 8.2.1.2 อุณหภูมิเริ่มต้น 8.2.1.3 เวลาที่เปิดไอน้ำเข้าหม้อฆ่าเชื้อ หรือเวลาที่ 0 8.2.1.4 อุณหภูมิและเวลาเมื่อปิดท่อ drain ถ้ามีการเปิดไว้ในระหว่างไล่อากาศ 8.2.1.5 อุณหภูมิและเวลาเมื่อปิดท่อไล่อากาศ โดยดูจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์ และ TMD ค่าอ้างอิง 8.2.1.6 เวลาเมื่อ TMD อ้างอิง (อยู่ใกล้กับ MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด) มีอุณหภูมิถึงค่าที่ตั้งไว้ 8.2.1.7 เวลาเมื่อเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (ถ้ามี) เริ่มต้นการฆ่าเชื้อตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ 8.2.1.8 การอ่านค่าอุณหภูมิจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์: ให้อ่านตามช่วงเวลาที่เหมาะสม รวมทั้งเวลาที่อุณหภูมิถึงค่าที่ตั้งไว้ 8.2.2 นอกจากนี้ ยังมีจุดที่สำคัญที่จำเป็นต้องตรวจวัด และบันทึก ดังต่อไปนี้ 8.2.2.1 อุณหภูมิและความดันไอน้ำของท่อไอน้ำรวม (steam header) (ในกรณีที่ superheated steam เป็นประเด็น) และ/หรือความดันไอน้ำที่ปลายท่อกระจายไอนํ้า 8.2.2.2 เวลาที่เครื่องบันทึกอุณหภูมิ ถึงอุณหภูมิฆ่าเชื้อที่ตั้งไว้ 8.2.2.3 ความดันของหม้อฆ่าเชื้อ (เป็นทางเลือก) ที่อ่านในช่วงห่างที่เหมาะสม รวมทั้งเวลาที่อุณหภูมิฆ่าเชื้อถึงจุดที่กำหนด 8.3 การดำเนินการทดสอบ 8.3.1 data logger ต้องบันทึกค่าอุณหภูมิของ TMD แต่ละตัวก่อนที่จะเปิดไอน้ำเข้า และในช่วงห่างที่เหมาะสม ไม่เกินช่วงละ 1 นาทีตลอดการทดสอบ การบันทึกด้วย data logger ถือเป็นจุดวิกฤตของการทดสอบ 8.3.2 จุดวิกฤตต่างๆ ต้องมีการบันทึกไว้ตามช่วงเวลาและความถี่ที่เหมาะสม เพื่อทราบรายละเอียดและทวนสอบค่าการทำงานต่างๆ ของหม้อฆ่าเชื้อระหว่างทำการทดสอบ บันทึกเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของบันทึกการทดสอบ ซึ่งรวมถึงแผ่นบันทึกอุณหภูมิ (temperature record chart) 8.3.3 การทดสอบควรดำเนินต่อไปอีกอย่างน้อย 10 นาที หลังจากหม้อฆ่าเชื้ออยู่ในอุณหภูมิที่กำหนดและคงที่แล้ว หรืออุปกรณ์วัดค่าทั้งหมดแสดงค่าอุณหภูมิคงที่ 8.3.4 ตามหลักการ TMD ไม่ควรอ่านค่าอุณหภูมิได้มากกว่าหรือน้อยกว่า 0.6 OC (1 OF) จาก TMD อ้างอิง ในครั้งแรกที่อุณหภูมิหม้อฆ่าเชื้อถึงค่าที่ตั้งไว้ สถานการณ์หรือสภาวะที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ ต้องได้รับการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญการฆ่าเชื้อในอาหาร (Thermal processing specialist) |