Індикатори температури або температури / часу

індикатори

Вище моніторинг температури обговорювалося з точки зору відображення показань температури навколишнього повітря, харчових продуктів або їх моделей, але можна використовувати також зміна фізико-хімічних властивостей, що призводять до зміни показань індикатора, для відображення

 а) змінюється температури,

б) перетинання порога температури або ...

в) одночасно температури і часу її впливу після активації. Пристрої, засновані на цьому принципі, в перших двох випадках називають Термоіндикатори (індикаторами температури, ТI) або, в крайньому випадку, індикаторами часу і температури (TTI).

Індикатори зазвичай з'єднані з пакувальним матеріалом, який може бути прикріплений до упаковки продукту, або розташовуються зовні поруч з упакованим або упакованою продуктом. Таким чином, індикатор може супроводжувати продукт по всьому маршруту холодильного ланцюга і давати таку інформацію (один показник або кілька):

• відмова або прийом на основі зміни кольору;
• перехід температури через заданий поріг;
• часткова історія змін температури в часі при переході температури через заданий поріг;
• повна історія змін температури в часі, пов'язана з терміном зберігання.

Щоб пристрої могли комерційно використовуватися в моніторингу, вони повинні мати наступні характеристики і поставлятися з наступною інформацією від виробника [29]:

• способи кріплення до упаковки продукту;
• інструкції по активації TTI перед вживанням, включаючи температуру, при якій пристрій повинен зберігатися після випуску до використання при низьких температурах;
• порогова температура і допустимі межі її зміни (3 стандартних відхилення) в ° С і час інерційності в хв (для TI);
• максимальний і мінімальний межі температури в ° С, в яких пристрій буде функціонувати (для TTI), а також час досягнення температури в кінцевій точці з допусками при достатній кількості температур в діапазоні, зазначеному виробником (вище критичної крапки репера в разі TTI з частковою температурної історією ); кількість комбінацій температур і часу до кінцевої точки повинно бути не менше п'яти;
• допуск часу досягнення температури до кінцевої точки відповідно до BS 7908: 1999:
• категорія A (до ± 2,5%), категорія В (до ± 5%), категорія С (до ± 10%), категорія D (до ± 20%);
• для TTI з частковою температурної історією - критична реперна температура, тобто температура (° С), при якій активується фізико-хімічне зміна, що приводить до необоротної зміни;
• умови зберігання пристроїв повинні бути вказані так, щоб їх працездатність змінювалася; крім того, повинні бути вказані будь-які інші можливі впливи (крім температури), які можуть вплинути на роботу пристроїв (наприклад, ступінь освітленості);
• пристрої повинні виключати можливість фальсифікації.

Важливо розуміти, що дія TTI засноване на фізичних змінах, хімічних або біохімічних реакціях. Їх робота зазвичай імітує НЕ мікробіологічні зміни в харчовому продукті, а біохімічні або хімічні реакції, що викликають погіршення органолептичних властивостей харчового продукту. Зазвичай біохімічні реакції проходять швидше хімічних, але у кожного продукту своє поєднання реакцій, і, отже, різна швидкість псування. При конструюванні індикатора може виявитися важливим, щоб він володів такою ж енергією активації і швидкістю псування, як у харчового продукту [30,31].

На процеси, які можуть бути покладені в основу роботи індикаторів, видано понад 100 патентів, заснованих наточке плавлення, ферментативної реакції, полімеризації, електрохімічної корозії і т. П. Результатом зміни є зазвичай зміна кольору, яке може бути представлено як статичну зміну або рухається смужка . Промислово випускаються пристрої для контролю температури і зміни температури в часі описані в літературі [32-34]. За останні 10-15 років було розпочато серійний випуск багатьох температурних і тимчасово-температурних індикаторів, але продовжують випускатися досі далеко не всі. Тому нижче ми зупинимося лише на декількох найбільш вдалих пристроях.

Індикатори 3М MonitorMark ™

Ці TTI складаються з фільтрувального паперу і направляючого пристрою, відокремлених шаром поліефірної плівки. Папір просякнута реактивами з певною температурою плавлення і синьою фарбою. При досягненні заданої порогової температури реактиви плавляться, і тому такі індикатори є TTI з частковою температурної історією. Індикатор активується видаленням плівки. У пристрої є п'ять віконець, які, стаючи синіми, дозволяють оцінити вплив температури. Швидкість дифузії збільшується з ростом температури вище температури плавлення. Випускаються різні індикатори, відповідні різної температури плавлення (в діапазоні від-15 ° С до ± 31 ° С).

індикатори Lifelines

Компанія Lifelines розробила кілька індикаторів, які показують повну тимчасово-температурну історію. Індикаторна частина заснована на полімерних з'єднаннях, які змінюють колір в результаті сумарної дії температури. Зміна кольору засноване на полімеризації ацетиленових мономерів, які при більш високих температурах рухаються швидше, що веде до більш швидкого потемніння індикатора.

Перший тип індикаторів складається з двох частин - стандартного штрихового коду і індикаторного смуги. Для зчитування індикатора використовується портативний комп'ютер зі світловим олівцем, даючи показання відбивної здатності. Спочатку відбивна здатність висока (95-100%), а в ході експлуатації вона падає в міру протікання реакції, і колір стає більш темним (відбивна здатність 50%). Комп'ютер пов'язує зміна відбивної здатності з временнотемпературнимі характеристиками, які порівнюються з інформацією про продукт в штрихове коді, на основі чого можуть бути зроблені прогнози щодо терміну зберігання з належною якістю.

Розвиток технології Lifelines призвело до випуску індикатора Fresh-Check, призначеного для використання споживачами. Цей індикатор складається з двох кіл - маленького внутрішнього кола, що містить полімер, і надрукованого темного або чорного зовнішнього кільця. Внутрішній коло з часом темніє від впливу температури зі швидкістю, заданої в залежності від збереження харчового продукту. Споживачеві рекомендується не вживати в їжу продукт, коли внутрішнє коло стане темніше надпечатана зовнішнього кільця (рис. 5.11).

Мал. 5.11. Індикатор Fresh-Check компанії Lifelines - приклади стадій зміни

Щоб зв'язати індикацію як з погіршенням якості, так і з мікробіологічної безпекою, наступним кроком стало введення в центральне коло другої полімерної системи. Якщо індикатор залишається при температурі нижче заданого максимального рівня, полімер змінює колір, і ця зміна пов'язана з терміном придатності продукту. Якщо температура піднімається вище максимуму, починає полімеризуватися друга система, і центр по указаний час різко темніє. Етикетки компанії Lifelines фізично не активуються і після виготовлення реагують на будь-які температури, які діють вони піддаються, в зв'язку з чим до використання індикатори повинні завжди зберігатися при температурі -18 ° С або нижче.

індикатори Vitsab®

Ряд TTI випускає шведська компанія Visual Indicator Tab Systems. Ці тимчасово-температурні індикатори засновані на ферментному вивільненні протонів, яке змінює колір індикатора pH з зеленого на жовтий. Швидкість вивільнення, що залежить від температури, можна змінювати так, щоб вона відповідала терміну придатності при зберіганні і температурі охолоджених і заморожених продуктів. Індикатор може зберігатися при кімнатній температурі і активуватися за допомогою тиску, що руйнує внутрішній пакет, даючи можливість компонентів змішатися. Кільцевій індикатор може бути надрукований на гнучкій або полужесткой упаковці, включений в герметичний шов або поміщений на нього. Активація може проводитися при герметизації. Існують також TTI на картці, яка може бути поміщена між упаковок на піддоні або всередині насипного продукту.

Застосування тимчасово-температурних індикаторів (TTI)

У порівнянні з іншими методами моніторингу використання TTI пов'язане з деякими труднощами. Те, що більшість їх кріпиться до зовнішньої поверхні упаковки, означає, що зміни індикатора відбуваються під впливом температури зовнішньої поверхні. Коли упаковки з харчовими продуктами знаходяться в коробках, це, ймовірно, хороший показник температури продукту з певним допуском, але для продуктів, викладених на вітрині, він може дати помилкову індикацію терміну зберігання через поглинання інфрачервоного випромінювання (якщо його дію не виключено або НЕ скомпенсировано). Тому як засіб дотримання безперервності холодильної ланцюга від виробництва до вітрини TTI можуть мати практичну перевагу в порівнянні з деякими іншими видами моніторингу, так як вони дають просту і індивідуальну індикацію порушення температури.

Опитування 511 споживачів [35] показав, що майже всі респонденти (95%) вважають, що застосування TTI- це гарна ідея, але зрозуміли їх сенс вони тільки після деякого роз'яснення. Це свідчить про те, що необхідний значний обсяг реклами або особлива освітня кампанія. Використовуватися TTI повинні поряд із зазначенням дати закінчення терміну придатності і ясними вказівками, що робити, коли індикатор змінить свій колір.

Певну проблему представляло співвідношення і можливе протиріччя між показаннями TTI і терміном придатності, зазначеним на етикетці. У роздрібному продажі, якщо індикація не змінилася, а зазначений термін придатності продукту пройшов, майже половина опитаних довіряла б TTI. Якби індикація змінилася до закінчення терміну придатності при зберіганні в домашніх умовах, більшість респондентів (57%) самі судили б про безпеку вживання продукту, а щонайменше 25% покладало б якусь провину на постачальника продукту. Разом з тим визнавалася цінність TTI як засобу збільшення довіри роздрібної торгівлі та поліпшення гігієни і санітарії при транспортуванні її додому і зберіганні в холодильниках. Споживачами було висловлено занепокоєння технічним якістю (точністю і відтворюваністю), а також піднімалося питання про можливість фальсифікації або порушення роботи індикаторів. Ці прагнення розділяється харчовою промисловістю, і для роз'яснення цього питання технічні характеристики тимчасово-температурних індикаторів були опубліковані [29-36].

Небажання роздрібної торгівлі застосовувати на роздрібних упаковках індикатори для використання їх споживачем зрозуміло і обумовлено проблемами, які викликає використання індикаторів. В даний час у Великобританії індикатори TTI на роздрібних упаковках при серійному виробництві харчових продуктів не знайшли постійного застосування. У Франції та Іспанії мережі супермаркетів використовували індикатори Fresh-Check компанії Lifelines на деяких охолоджених продуктах протягом досить тривалого часу, але було прийнято рішення в подальшому їх не використовувати. TTI знайшли більш широке застосування в медицині для забезпечення правильного транспортування і зберігання вакцин і ліків. Крім того, використання індикаторів для забезпечення безперервності холодильної ланцюга до роздрібного продажу за допомогою індикаторів на зовнішній упаковці або на піддонах для додаткового контролю вивчається виробниками охолоджених і заморожених продуктів і роздрібною торгівлею. Перевага 777 в порівнянні з іншими видами апаратури для моніторингу полягає в тому, що вони дають прості і ясні відповіді на питання, чи мало місце порушення температурного режиму. Це робить такі індикатори привабливою додатковою гарантією безпеки і якості продукту для споживача.

Температурне моделювання та регулювання

Використання комп'ютерного моделювання як засобу комплексного прогнозування процесів широко застосовується при виробництві охолоджених продуктів. Це дозволило прогнозувати температуру продуктів при відомих умовах експлуатації холодильних систем.

Транспорт для доставки на короткі відстані

Проблеми моніторингу та підтримки температури харчових продуктів в фургонах для невеликих партій товару, що мають маршрут з багатьма зупинками у роздрібних магазинів, досліджувалися в Брістольському університеті [37]. Була розроблена комерційна комп'ютерна програма (Соо1Уап), яка допомагає конструювати і експлуатувати такі фургони. Ця програма аналізує зміни температури повітря всередині фургона з урахуванням надходження тепла через теплоізоляцію від зовнішнього повітря, сонячного випромінювання і надходження повітря через задні двері (коли фургон рухається і коли варто з відкритими дверима). Теплові властивості нової теплоізоляції фургона і його вік дозволяють прогнозувати зменшення коефіцієнт теплопередачі стін, причому кожна сторона фургона може розглядатися окремо. Надходження повітря при відкриванні дверей - один з основних чинників припливу теплоти, і для зниження надходження повітря рекомендовані прозорі завіси з пластмасових смужок. Заміри показали, що подача повітря від системи охолодження безпосередньо на завіси перешкоджало вступу теплого повітря в щілини у верхній частині завіси.

На всіх етапах розробки програми вона перевірялася за даними вимірів. Програма дозволяла прогнозувати в будь-який момент рейсу середню температуру продукту в фургоні з похибкою менш 1 ° С, однак температура в фургоні фактично змінювалася більш ніж на 5 ° С за рахунок відмінностей температури всередині фургона.

Вітрини для роздрібної торгівлі

Розроблено програми для комп'ютерного моделювання умов у вітринах для роздрібної торгівлі з метою поліпшення їх конструкції. Щоб побачити, які дії дають кращі результати перед перевіркою по натурних вимірів, обчислювальна газо- і гідродинаміка дозволяє змінювати комп'ютерну модель. Цей метод застосовувався для вивчення впливу охолоджуваних вітрин на навколишнє середовище в супермаркеті, зокрема, витоку холодного повітря з вітрин з замороженими продуктами в проходи [39]. За допомогою моделі був зроблений прогноз температури на рівні підлоги між 5 і 15 ° С, тоді як виміряні значення перебували в діапазоні від 13 до 22 ° С. Виявилося, що краще використовувати цю модель для вказівки напряму змін, ніж для прогнозування фактичної температури.

Очевидно, що для використання комп'ютерних моделей з метою поліпшення конструкції всього холодильного обладнання в ланцюзі руху продукту і підвищення ефективності енергоспоживання при підтримці належної температури харчових продуктів є прекрасні перспективи.

додаткова література

1. JABLONSKIJ, R., TQM implementation // Implementing Total Quality Management: an Overview. - San Diego (Ca): Pfeiffer and Co., 1991.
2. WEBB, NB and MARSDEN JL, Relationship of the HACCP system to Total Quality Management // HACCP in Meat, Poultry and Fish Processing / Ed. by Pearson AM and Dutson TR - Advances in Food Research, Vol. 10. - London: Blackie Academic and Professional; Chapman and Hall, 1995.
3. ДЖЕЙМС, SJ, контроль температури харчових продуктів в процесі виробництва, розподілу і роздрібної торгівлі // нова їжа, 1999,1 (3), стор. 35-45.
4. HRPERC Publication No. 584. MAFF Awareness Initiative: Computational Fluid Dynamics for the Food Industry. - University of Bristol, 1994. 
5.                                              література
6. Food Hygiene (Amendment) Regulations 1990, SI 1990 No. 1431. - London: HMSO.
7. Food Safety Act 1990, Chapter 16. - London: HMSO.
8. Food Hygiene (Amendment) Regulations 1991, SI 1991 No. 1343. - London HMSO.
9. Council Directive 93 / 43 / EEC on the hygiene of foodstuffs. - OJ No L 175, 19.7.93, pp. 1-11.
10. The Food Safety (General Food Hygiene) Regulations 1995, SI 1995 No. 1763. - London: HMSO.
11. The Food Safety (Temperature Control) Regulations 1995, SI 1995 No. 2200. - London: HMSO.
12. Директива Комісії 92 / 1 / EEC про моніторинг температур в засобах транспорту, складування і зберігання швидкозаморожених продуктів харчування для споживання людиною // OJ No.L 34, 11.2.92, стор. 28-29.
13. Угода про міжнародні перевезення швидкопсувних харчових продуктів та про спеціальні транспортні засоби, призначені для цих перевезень (СПС) 1970 Організації Об'єднаних Націй, Нью-Йорк. E / ECE 810 Rev. 1, Е / ECE / TRANS / 563 Rev. 1.
14. Industry Guides to Good Hygienic Practice: Baking Guide, Catering Guide, Markets and Fairs Guide, Retail Guide, Wholesale Distributors Guide, Fresh Produce Guide. - Chadwick House Group Ltd, 1997-1999.
15. ISO (International Standards Organisation) 9000 Series of Standards 1994. ISO 9000: Quality Management and Quality Assurance Standards, Part 1: Guidelines for Selection and Use; ISO 9001: Quality Systems - Model for Quality Assurance in Design / Development, Production, Installation and Servicing. ISO 9002: Quality Systems - Model for Quality Assurance in production and Installation.
16. International Institute of Refrigeration, Recommendations for chilled storage of perishable produce. - Paris, 1979.
17. Shipowners Refrigerated Cargo Research Association, The transport of perishable foodstuffs. - 2nd ed. - Cambridge, 1991.
18. Британська асоціація холодильного обладнання, тестування температури харчових продуктів в установах роздрібної торгівлі, 1986.
19. RFIC (Refrigerated Food Industry Confederation), Guide to the Storage & Handling of Frozen Foods. - Methyr Tydfil, Stephens & George Ltd, 1994.
20. Institute of Food Science & Technology, Guidelines for the Handling of Chilled Foods. - 2nd ed. - 1990.
21. Департамент охорони здоров'я, Методичні рекомендації з гігієни харчових продуктів (поправка) 1990, Лондон: HMSO, 1991.
22. BS EN 441-5: 1996 Refrigerated display cabinets: Part 5. Temperature test. - London, British Standards Institution.
23. BS EN 441-4: 1995 Refrigerated display cabinets: Part 4. General test conditions. - London: British Standards Institution.
24. JAMES, SJ, EVANS, JA and STANTON J., Performance of Domestic Refrigerators // Proceedings of 11th International Conference on Home Economics, 13-15 Sept., Middlesex Polytechnic, UK. - 1989.
25. TUCKER G., Guideline No. 1: Guidelines for the use of thermal simulation systems in the chilled food industry. - Campden and Chorleywood Food Research Association, 1995.
26. British Standard BS EN 12830: 1999, Temperature recorders for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen / quick frozen food and ice cream - tests, performance and suitability. - London: BSI, 1999.
27. Draft CEN Standard prEN 13485, Thermometers for measuring air and product temperature for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen / quick frozen food and ice cream - tests, performance and suitability. - Brussels: CEN, March 1999.
28. Draft CEN Standard prEN 13486, Temperature recorders and thermometers for the transport, storage and distribution of chilled, frozen and deep-frozen / quick frozen food and ice cream - periodic verification. - Brussels: CEN, March 1999.
29. BS 4937: Part 20. Specifications for thermocouple tolerances. - London: BSI, 1983.
30. BS 1904: 1984. Specification for industrial platinum resistance thermometer sensors. -London: BSI, 1984.
31. FAIRHURST, D., Temperature monitoring in the cold and chill chain: (A one-day Seminar sponsored by MAFF, 30.01.1990) // Food Science Division Report. - London: MAFF, 1990.
32. Kleer, J., PASTARI, А., WIEGNER, J. і SINELL, H., записи моделей температури з сучасними системами запису (на ньому. Яз.) // Fleisch-Wirtschaft, 1991, 71 (6), стор. 698 -704.
33. JAMES, SJ and EVANS, JA, The accuracy of non contact temperature measurement of chilled and frozen food // IChemE Food Engineering Symposium, University of Bath, 19-21 Sept. 1994. - Publication No. 106, FPERC, University of Bristol, 1994.
34. British Standard BS 7908: 1999 Packaging - temperature and time-temperature indicator- performance specification and reference testing. - London: BSI, 1999.
35. TAOUKIS, PS and LABUZA, TP, Application of time-temperature indicators as shelf-life monitors of food products // J. of Food Science, 1989, 54 (4), pp. 783-788.
36. TAOUKIS, PS і LABUZA, TP, надійності показників температури від часу, як якість продуктів харчування моніторів в неізотермічних умовах // J. харчової науки, 1989, 54 (4), стор. 789-792.
37. BALLANTYNE, A., An evaluation of time-temperature indicators: Technical Memorandum No. 473. - Campden and Chorleywood Food Research Association, 1988.
38. Зельман, JD і BALLANTYNE, А., показники температури від часу: Чи працюють вони? // Харчова Виробництво, 1988, 63 (12), стор. 36-38, 49.
39. Зельман, JD, показники температури від часу: як вони працюють // Харчова Виробництво, 1990, 65 (8), С. 30-31,33 ..
40. Time-temperature indicators: Research into consumer attitudes and behaviour. - Ministry of Agriculture, Fisheries and Food Publication, National Consumer Council, 1991.
41. GEORGE, RM and SHAW, RA, Food industry specification for defining the technical standards and procedures for the evaluation of temperature and time-temperature indicators. - Technical Manual No. 35, Campden and Chorleywood Food Research Association, 1992.
42. GIGIEL, AJ, JAMES, SJ and EVANS, JA, Controlling Temperature During Distribution and Retail // Proceeding of the 3rd Karlsruhe Nutrition Symposium, European Research towards Safer and Better Food, 18-20 October 1998 / Ed. by Gaukel V. and Speiss WEL - 1998, pp. 284-292.
43. Передбачення температури їжі в охолодженому транспорті // FRPERC Інформаційний бюлетень № 17 / Брістольський університет, травень 1997, стор. 4-5.
44. FOSTER, AM and QUARINI, GL, Using advanced modelling techniques to reduce the cold spillage from retail display cabinets into supermarket stores // FRPERC Publication No. 586, ICR / IIR Conference, Refrigerated Transport, Storage and Retail Display / University of Bristol. - Cambridge, 29 March - 1 April 1998.