Álvaro Pérez A, Subgerente Gestión Integral de Aguas, apereza@indura.net

Tabla de contenidos

• Introducción y problemática

• Ozono y sus características

• Importancia del medio

• Dosificaciones

• Estudio Indura – CECTA (USACH)

• Sistema Ozono

• Aplicaciones

• Conclusiones

Aplicaciones de Gases en Alimentos

• Cobertura, Difusión y Barrido con gases inertes.• Envasado en Atmósferas Modificadas.• Maduración y Desverdecimiento de frutas.• Manejo de temperaturas en Procesos de Enfriamiento

y Transporte.• Establecimientos de Atmósferas Controladas para

mantención de frutas.• Congelación Criogénica para productos de alto valor

agregado.• Aplicación de ozono en los procesos de sanitización

de alimentos.

• El crecimiento del negocio de los alimentos representa nuevas oportunidades de mercado, sin embargo, también conlleva riesgos para la industria.

Problemática Relacionada a la Inocuidad de los Alimentos

¿Cómo se genera el Ozono?

El Sistema mas común:• Incluye dos celdas separadas por electrodos y un gas que generan un potencial dieléctrico

• El oxígeno pasa a través de las celdas dieléctricas dentro del generador de ozono donde el alto voltaje es usado para separar el oxígeno diatómico, que al re combinarse genera O3 (ozono)

Ozono: Un alto potencial de oxidación

Agente Oxidante Potencial de Oxidación (eV)

Ozono 2.07

Peroxido de Hidrogeno 1.77

Permanganato 1.67

Dióxido de cloro 1.57

Acido hipocloroso 1.49

Gas Cloro 1.36

Acido Hipobromoso 1.33

Oxígeno 1.23

Bromina 1.09

Acido Hipoyodoso 0.99

Hipoclorito 0.94

Cloro 0.76

Yodo 0.54

• El ozono, es el agente oxidante más fuerte que se puede producir y que se encuentra disponible en forma comercial.

• El ozono es uno de los esterilizantes más poderosos en el mundo y tiene la propiedad bajo dosificaciones adecuadas de destruir bacterias, virus, olores en la naturaleza, disminuir sólidos suspendidos, entre otros.

Esto lo convierte en una alternativa de solución para procesos de sanitización.

El ozono un gas inestable y de fácil descomposición.

El ozono es muy inestable y se descompone fácilmente en oxígeno. La vida media del ozono en agua destilada a 20°C es de 20 a 30 min.

Temperatura (°C) Vida Media

15 30 minutos

20 20 minutos

25 15 minutos

30 12 minutos

35 8 minutos

Ozono Disuelto a pH 7.0 en Agua

En los compuestos orgánicosel ozono puede reaccionar de dos formas

Directa:• Ozono molecular reacciona con el compuesto en cuestión.

Indirecta:• A través de la autodescomposicion del O3 y formación de radicales libres altamente reactivos. Hidroxil (OH), Hidroperoxil (HO2)

¿Cómo actúa el ozono?

Imagen referencial de virus de la influenza de la familia Orthomyxoviridae

Los microorganismos son inactivados por el deterioro de constituyentes celulares (lípidos de la pared celular, enzimas intracelulares, lipopolisacaridos, material genético, etc)

Lisis celular

Los microorganismos no desarrollan resistencia

El ozono: un sanitizante de amplio espectro

• Potente agente antimicrobiano de amplio espectro, efectivo en bacterias, hongos, virus, protozoos, esporas de bacterias y hongos.

GRAM POSITIVAS GRAM NEGATIVASBacilo Neisseria

GonorrhoeaeClostridium Neisseria meningitidisCorynebacterium Moraxella catarrhalisLactobacillus Hemophilus influenzaeListeria Klebsiella pneumonaeStaphilococcus Legionella

pneumophilaStreptococcus Echerichia coli

Enterobacter cloacaeHelicobacter pyloriSalmonella entiritidis

El medio es muy relevante en la eficacia del ozono.

Disminución de la temperatura en el medio acuoso, aumenta la solubilidad y estabilidad del ozono, incrementando su disponibilidad en el medio y,por ende, su eficacia

Nivel optimo de Humedad relativa 90 a 95%, Si la HR baja de 50% el efecto bactericida desaparece.

El ozono residual depende de su inestabilidad y su demanda

La menor dda de O3 la tiene el agua pura. La impurezas reaccionan y consumen el O3 aplicado en mayor o menor grado dependiendo del tipo de producto.

Efecto bactericidaTemperatura

Humedad Relativa Efecto bactericida

Ozono Residual Efecto bactericida

Demanda de Ozono Efecto bactericida

Dosificación, las claves:Concentración y Tiempo de contacto

La dosificación de ozono para garantizar una sanitización adecuada va a depender de las variables concentración y tiempo.

A mayor tiempo de contacto será posible disminuir el tamaño del sistema de ozono a utilizar.

A menor tiempo de contacto, mayor cantidad de ozono habrá que aplicar.

FUENTE

EPA Guidance Manual

Alternative Disinfectants and Oxidats CT es el producto del nivel residual de Ozono “C” (mg/lt) multiplicado por el tiempo de contacto “T” (min)

Dosificación estimada O3 en sanitización de superficies

Aplicación Tratamiento Microorganismo Resultado

Limpieza de superficie de productos, equipos, paredes, suelos, sumideros, mesas, cintasPreviamente limpias.

Agua ozonizada 2 – 3 ppm

Trichophyton mentagrophytesSalmonella choleraesuisStaphylococcus aureusPseudomonas aeruginosaCampylobacter jejuniListeria monocytogenesAspergillus flavusBrettanomyces bruxellensisEscherichia coli

Reducción variable 2 a 3 unidades logarítmicas.

Agua ozonizada inoculada con Listeria Monocytogenes Estudio INDURA - CECTA USACH.

1 Litro1000

UFC/mLAgua

Ozonizada

0,5 mL de inóculo

INCUBACIÓN (36-48 H) a 37ºC

Conteo de colonias. Viabilidad respecto al

control (-)

Concentración de Células.

Este es el diseño experimental por cada

condición a ensayar. Las condiciones son:

- O3/0ppm -O3/0.5ppm-O3/1ppm-O3/2ppm-O3/3ppm

Muestreo

Ìtem Minutos

1 0,0

2 0,5

3 1,0

4 1,5

5 2,0

6 2,5

7 3,0

8 3,5

9 4,0

10 4,5

11 5,0

12 10,0

13 20,0

14 30,0

Disolución de O3

mediante difusores

Listeria monocytogenes

Resultados: Agua ozonizada inoculada con Listeria Monocytogenes.

Efecto del Ozono sobre Listeria monocytogenes en Agua

1

10

100

1000

10000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 10 20 30

Tiempo (min)

ufc

/ml

O3 (0ppm) O3 (0,5ppm) O3 (1 ppm) O3 (2 ppm) O3 (3 ppm)

Conclusiones estudio: Agua ozonizada inoculada con Listeria Monocytogenes.

• Listeria monocytogenes, pierde la capacidad de multiplicarse de forma inmediata al entrar en contacto con agua destilada en la que se burbujea ozono a razón de 10 g/h para todas las concentraciones ensayadas.

• Tanto en medio de cultivo líquido como el sólido no se observó crecimiento de L. monocytogenes.

• Por lo tanto, la bacteria muere en las condiciones ensayadas.

• Estudios futuros: Búsqueda de dosificaciones en limpieza de distintas superficies a escala laboratorio.

Más que un equipo, un sistema.

Ventajas medioambientales del ozono como agente de desinfección

Ahorro de agua

Mejora el tratamiento biológico de aguas residuales

Reduce olores

Mejora la calidad de aguas residuales

Disminuye riesgo medioambiental

Ahorro energético

No se necesita enjuague

Posible reutilización del agua

Oxigenación de aguas residuales

No se generan subproductos

Reducción de DBO5 y DQO

Reducción de sales en aguas residuales

El ozono no requiere almacenamiento

El ozono se utiliza a bajas temperaturas

Ozono en el mercado de los alimentos

A) PRINCIPALES APLICACIONES:

• Sanitización de superficies (2 ppm) Planta de proceso de filete de Salmones

• Sanitización de productos (2,5 - 3,5 ppm)Planta de Procesos de Salmones, Planta de Cecinas

• Sanitización de equipos (2 ppm) Planta de Cecinas

• Eliminación de olores y sabores para agua envasada. (0.4 ppm en pto de envasado) Planta Embotelladora

• Tratamiento de Riles• Tratamiento de aguas de proceso• Tratamiento de aguas de enfriamiento (torres de enfriamiento)• Lavado y desinfección de Barricas.• Lavado y desinfección de Estanques.• CIP (Cleaning in place).• Purificación de agua.• Tratamiento de aguas residuales/reutilización.

Conclusiones

• El ozono y el agua ozonificada se producen en el sitio, el ozono no se almacena.

• El ozono en unión con los radicales libres que forma, conforman uno de los agentes oxidantes mas potentes que existen en el mercado

• Los microorganismos no desarrollan resistencia.

• El agua ozonizada es un muy buen complemento para la inocuidad de su planta

• Para que sea efectivo debe haber un análisis serio de la necesidad cuantificando las características del medio, los microorganismos a eliminar y los CTs adecuados.

• El agua ozonificada como agente sanitizante esta ampliamente probada en la industria.

• El ozono es una tecnología ecológica.

Álvaro Pérez A, Subgerente Gestión Integral de Aguas, apereza@indura.net