ISO 8573-1 Guía de la calidad del aire comprimido para productos alimenticios

El aire comprimido es uno de los "ingredientes" menos visibles pero más importantes en la producción moderna de alimentos y bebidas. Se utiliza en Embalajes, productos y equipos de la industria láctea, agua embotellada y muchas otras aplicaciones, pero su calidad a menudo se desconoce o se considera "suficientemente buena".

ISO 8573-1 es la norma internacional que define lo que significa realmente aire comprimido "limpio". Clasifica la calidad del aire en función de las partículas, el agua y el aceite para que las empresas puedan demostrar que protegen la integridad de los productos, cumplen las normas de seguridad alimentaria y funcionan con eficiencia. Los filtros y secadores de aire comprimido son las herramientas que hacen realidad esta norma: Transforman el aire suministrado por un compresor en aire seguro para los alimentos y fiable para las auditorías, al tiempo que mantienen bajo control los costes energéticos y del ciclo de vida.

Este artículo ofrece una visión completa de la clasificación ISO 8573-1 para el aire comprimido y muestra cómo los responsables de calidad y de producción pueden garantizar la seguridad de los productos y procesos con una estrategia de filtración eficaz.

Qué cubre la norma (y qué no)

La norma ISO 8573-1 define las clases de limpieza del aire comprimido en función de tres tipos de contaminantes: Partículas sólidas, agua (como humedad, agua líquida o vapor) y aceite (como líquido, aerosol y vapor). No define por sí misma los límites microbianos, y los gases como el monóxido de carbono o el dióxido de azufre se tratan en otras partes de la serie ISO 8573 o en directrices independientes. En la práctica, la norma ISO 8573-1 se utiliza en la producción de alimentos y bebidas junto con sistemas de seguridad alimentaria como SQF, BRC o FSSC 22000.

Para los responsables de calidad, esto significa que la norma ISO 8573-1 constituye la base técnica de afirmaciones como "el aire comprimido debe estar limpio y no debe suponer un riesgo para la seguridad alimentaria". Proporciona límites numéricos específicos para cada dimensión de contaminación que usted puede probar, documentar y presentar a los auditores.

Cómo funcionan las clases de limpieza de la norma ISO 8573-1: el sistema [A:B:C]

La norma expresa la calidad del aire con una designación en tres partes [A:B:C]. La primera posición indica la clase de partículas, la segunda la clase de agua (normalmente a través del punto de rocío a presión) y la tercera la clase de aceite. Los números más bajos indican aire más limpio; la clase 0 indica un requisito específico del cliente que es más estricto que la clase 1 y debe definirse con un valor límite numérico.
Por ejemplo, la designación [2:2:1]:
- Clase de partículas 2: recuento de partículas limitado a un máximo definido en los rangos de tamaño pertinentes.
- Clase de agua 2: Punto de rocío a presión de -40 °C o superior, que es lo suficientemente frío como para limitar significativamente el riesgo de condensación y crecimiento microbiano.
- Clase de aceite 1: Contenido total de aceite (líquido, aerosol y vapor) igual o inferior a 0,01 mg/m³.

Descripción: Cuadro sinóptico en inglés de las clases de aire comprimido según la norma ISO 8573-1.

Estas designaciones son independientes del tipo de compresor. Describen la calidad del aire en un punto específico del sistema, por ejemplo, a la salida de un secador o en un filtro de uso final.

Los compresores producen aire comprimido, pero no determinan su calidad final. Incluso los compresores exentos de aceite aspiran polvo, humedad e hidrocarburos de la atmósfera, y el propio proceso de compresión concentra los contaminantes. Los elementos que realmente proporcionan una clase ISO específica son los componentes de tratamiento del aire: Los secadores, que controlan la humedad y el punto de rocío, y los filtros, que eliminan las partículas y el aceite.

Un secador de adsorción permite alcanzar la clase de agua 2 o superior al lograr constantemente un punto de rocío de -40 °C. Los filtros de coalescencia, filtros de partículas y filtros de carbón activado garantizan el cumplimiento de las clases de partículas y aceite al eliminar las impurezas sólidas, así como los aerosoles y vapores de aceite. Según el punto de medición de la norma ISO 8573, los filtros estériles de uso final forman una barrera final para los microorganismos y las partículas más finas en los puntos críticos. Al comprobar la conformidad con la norma ISO 8573-1, la pregunta decisiva no es "¿Qué compresor?", sino "¿Qué secador y qué cadena de filtros en qué puntos?".

Seguridad alimentaria, normativas y auditorías

Los reglamentos y normas de seguridad alimentaria tratan el aire comprimido como una fuente potencial de contaminación y aditivos alimentarios indirectos. En EE.UU., la norma 21 CFR 110.40 estipula que el aire comprimido en contacto directo con alimentos o superficies en contacto con alimentos debe manipularse de forma que no contamine los alimentos. Programas mundiales como SQF, BRC y FSSC 22000 exigen que las instalaciones incluyan el aire comprimido en sus programas de requisitos previos, incluida la definición de calidad aceptable, controles y verificación mediante pruebas.

Organismos del sector como la British Compressed Air Society (BCAS) y organizaciones que trabajan en la elaboración de directrices para el aire comprimido de calidad alimentaria han traducido esta exigencia en recomendaciones prácticas. Por ejemplo, una directriz común para aplicaciones de contacto directo es la ISO 8573-1 clase [2:2:1], mientras que para aplicaciones de contacto indirecto (en las que el aire se descarga cerca del producto) puede especificarse [2:4:2]. Las directrices alemanas de la VDMA sugieren clases similares o ligeramente más estrictas, dependiendo de si el producto es seco, húmedo o estéril. Los auditores y los clientes utilizan cada vez más estas recomendaciones como puntos de referencia.

Contacto directo frente a indirecto: dónde reside realmente el riesgo

Contacto directo significa que el aire comprimido entra en contacto con el producto o el envase primario de forma que pueda transferirse contaminación. Algunos ejemplos típicos son el soplado de botellas de PET antes de su llenado en una planta de agua o de productos lácteos, el transporte de polvos como leche en polvo o cacao, o el uso de cuchillas de aire para secar o limpiar superficies en contacto con el producto. En estos casos, el aire comprimido es esencialmente un medio en contacto con alimentos.

El contacto indirecto incluye aplicaciones en las que el aire no se dirige directamente al producto, sino que se expulsa en sus proximidades. Ejemplos de ello son el soplado de contaminantes del exterior de los Embalajes o el accionamiento de componentes neumáticos cuyo aire de escape entra en el entorno de producción. El contacto indirecto también entraña riesgos (los contaminantes pueden depositarse en las superficies), pero la probabilidad y la gravedad suelen ser menores que en el caso del contacto directo.

Los responsables de calidad deben diferenciar entre estas situaciones a la hora de determinar la clase ISO 8573-1 necesaria en cada punto. Las aplicaciones de contacto directo suelen requerir una clase más estricta y una combinación más robusta de secadores y filtros de aire comprimido, especialmente filtración estéril en el punto de uso.

Contaminantes ocultos: microbios, agua y aceite

El aire ambiente contiene de forma natural bacterias, esporas y hongos. Cuando este aire se comprime, aumenta la concentración de microorganismos y cualquier humedad presente en el sistema crea un entorno ideal para el crecimiento de biopelículas en tuberías, Depósitos y filtros. Las biopelículas pueden liberar regularmente grandes cantidades de microorganismos en el Flujo de aire, a menudo sin que esto sea reconocible visualmente. En el caso de productos listos para el consumo y categorías sensibles como la leche UHT o el agua embotellada, esto supone un grave riesgo para la seguridad y la vida útil.

El agua también es un problema mecánico. La condensación puede hacer que el polvo se aglomere y se pegue en tolvas y líneas de llenado. Los aerosoles y vapores de aceite procedentes de compresores lubricados o de fuentes de hidrocarburos en el entorno pueden causar un sabor y olor extraños e infringir tanto los límites legales como las especificaciones del cliente. Los filtros y secadores de aire comprimido son herramientas clave para eliminar el agua y el aceite y limitar el riesgo microbiano controlando el punto de rocío y garantizando una filtración fina y estéril cuando sea necesario.

Secadoras - control del agua y del riesgo microbiano

La clase de agua de la norma ISO 8573-1 se expresa como punto de rocío a presión. La clase 2 (correspondiente a un punto de rocío de -40 °C) es la referencia típica para el contacto directo con alimentos, ya que no puede producirse condensación en las tuberías a esta sequedad en condiciones normales de funcionamiento. Para alcanzar de forma fiable este punto de rocío se requiere una tecnología de secado adecuada.

Los secadores frigoríficos enfrían el aire comprimido hasta un punto de rocío de unos +3 °C (clase 4), que es suficiente para muchas aplicaciones industriales generales y algunas aplicaciones con contacto indirecto con alimentos. Para el contacto directo y las aplicaciones más críticas, se requieren secadores de adsorción. Estos sistemas utilizan materiales de adsorción para eliminar la humedad del aire y pueden ofrecer puntos de rocío de -40 °C (clase 2) o -70 °C (clase 1) según la configuración.

Desde la perspectiva de un responsable de calidad, la elección del secador no es sólo una cuestión técnica, sino una decisión de riesgo y coste. Un secador de adsorción que mantenga de forma fiable un punto de rocío de -40 °C en condiciones de carga máxima ofrece la garantía de que el riesgo de crecimiento microbiano y condensación está bajo control. Los secadores de adsorción modernos también ofrecen funciones de ahorro de energía. Esto permite a los sistemas mantener puntos de rocío estrictos al tiempo que se reducen las pérdidas innecesarias por lavado y el consumo de energía.

Filtros: determinación de las clases de partículas y aceite

Los filtros determinan las clases de partículas y aceite según la norma ISO 8573-1 en cada punto de muestreo. Una planta de tratamiento típica consta de varias Etapas de filtrado, cada una de las cuales cumple una tarea específica:

• Un Prefiltro para eliminar el agua líquida y las partículas grandes, que protege los equipos aguas abajo.
  Un filtro de coalescencia para eliminar las gotas finas de líquido y los aerosoles de aceite.
• Un filtro de partículas finas para capturar pequeñas partículas sólidas de un tamaño inferior a un micrómetro.
• Un Filtro de carbón activado si se requiere la eliminación de vapores y olores de aceite para clases de aceite muy bajas.
• Un filtro estéril o final en el punto de uso para el contacto directo con el producto o el Embalaje, con una eficacia de retención de alrededor de 0,01 µm y una elevada eficacia de retención microbiana.

En lugar de pensar en términos de micras, puede tener más sentido especificar los filtros en función de las clasificaciones ISO 8573-1 que alcanzan para las partículas y el aceite en una configuración determinada. Muchos filtros modernos se prueban y publican con un rendimiento expresado en estos términos. Esto facilita el diseño de un sistema que cumpla de forma fiable la clase 2 de partículas y la clase 1 de aceite en una máquina llenadora, por ejemplo, y la justificación de este diseño ante los auditores.

En la producción de alimentos o bebidas, el compresor puede ser exento de aceite o lubricado, existente o nuevo. Los componentes posteriores son decisivos para la calidad del aire. Una configuración típica para una aplicación de contacto directo podría ser la siguiente:

• Compresor y refrigerador posterior: suministran aire comprimido a una temperatura adecuada.
• Separador ciclónico y drenaje: eliminan las acumulaciones de líquido.
• Filtro de coalescencia: elimina el líquido residual y los aerosoles de aceite.
• Filtro de partículas finas: limpia el aire hasta la clase de partículas requerida.
• Secador: un secador frigorífico o un secador de adsorción para alcanzar el punto de rocío deseado.
• Filtro de carbón activado (si es necesario): Reduce los vapores de aceite y los olores.
• Filtro estéril en el punto de uso: se instala inmediatamente antes del punto de contacto crítico (por ejemplo, estación de moldeo por soplado o sistema de llenado).

Descripción: Ejemplo de un proceso de filtrado para aire comprimido en la producción de alimentos y bebidas conforme a la norma ISO 8573 con filtros de coalescencia y partículas, filtro de carbón activado y elementos filtrantes estériles.

CTP y energía: por qué son importantes la caída de presión y el secado

El aire comprimido es uno de los recursos operativos más caros de una planta, y la energía representa la mayor parte de los costes de su ciclo de vida. Cada milibar de caída de presión en filtros y secadores obliga a los compresores a trabajar más. Esto aumenta el consumo de energía y, en muchas regiones, las emisiones de CO₂ asociadas. A lo largo de los años, las pequeñas diferencias en la caída de presión y las pérdidas por lavado suman costes considerables.

Los filtros contribuyen a la caída de presión a lo largo del tiempo debido al diseño de su medio y carcasa, así como al aumento de la presión diferencial a medida que se cargan de contaminantes. Los secadores de adsorción pueden provocar caídas de presión internas y también consumir aire de purga. Por lo tanto, seleccionar filtros de baja caída de presión y secadores de energía optimizada y mantenerlos según un programa adecuado es clave tanto para cumplir la norma ISO 8573 como para controlar el coste total de propiedad.

Los secadores modernos con control del punto de rocío reducen el consumo de energía adaptando el funcionamiento a la carga real de humedad en lugar de funcionar continuamente a plena capacidad. Los filtros de alto rendimiento utilizan estructuras de medios avanzadas para combinar una alta eficacia de retención con una baja caída de presión inicial y un aumento más lento con el tiempo. Tiene sentido que un responsable de calidad considere el tratamiento del aire no sólo como un coste de cumplimiento, sino como una palanca controlable en la estrategia energética y de sostenibilidad de la planta.

La selección de filtros y secadores puede considerarse una decisión basada en la rentabilidad de la inversión. Una especificación insuficiente del tratamiento puede reducir el precio de compra, pero puede dar lugar a problemas más frecuentes de calidad del producto, un mayor riesgo durante las auditorías y un mayor consumo de energía debido a filtros de tamaño incorrecto o prematuramente obstruidos. Una especificación excesiva sin tener en cuenta la caída de presión también puede suponer un derroche de energía y dinero.

Un proceso de selección estructurado tiene esto en cuenta:

• Las clases ISO 8573-1 requeridas en cada punto de uso.
• La configuración existente del compresor y el perfil de demanda.
• El punto de rocío requerido a lo largo del año para mantener los márgenes de seguridad.
• Las opciones e intervalos de mantenimiento.

A partir de esta información, los especialistas en filtración pueden proponer una configuración que cumpla los objetivos de calidad minimizando los costes del ciclo de vida. Esto permite a los responsables de calidad justificar las inversiones desde el punto de vista del coste total de propiedad: menor riesgo de incumplimiento y retiradas de productos, menos tiempos de inactividad imprevistos y menores costes energéticos y de mantenimiento durante la vida útil del sistema.

Paso 1 - Registre los usos del aire comprimido y las clases necesarias

Empiece por identificar dónde y cómo se utiliza el aire comprimido en su proceso. Determine para cada punto

• Si el aire entra en contacto directo con el producto o el envase primario.
• Si es indirecto, pero lo suficientemente cercano como para ser una vía de contaminación.
• Si se utiliza exclusivamente con fines de suministro o para fines ajenos al contacto con el producto.

Utilice su estudio APPCC para registrar oficialmente cada uso del aire comprimido como un peligro potencial y asignarle una clase requerida según la norma ISO 8573-1. Por ejemplo, el soplado de botellas de PET en una planta lechera podría asignarse a la clase 1:2:1, mientras que la salida de un actuador neumático en una sala de suministros podría no requerir una clase específica de grado alimentario. Este paso convierte las directrices estándar y las expectativas del cliente en objetivos específicos por planta o máquina.

Paso 2 - Determinar la combinación correcta de filtro y secador

Una vez definidas las clases requeridas, trabaje hacia atrás hasta llegar a las combinaciones necesarias de filtros y secadores de aire comprimido. Aquí es donde entra en juego el valor añadido de los expertos en filtración de Hengst. Defina para cada ramal de aire comprimido o cada grupo de ramales

• Tipo de secador y capacidad: refrigerante o desecante; punto de rocío objetivo y capacidad.
• Etapas de filtrado y clases: Prefiltro, filtro coalescente, filtro fino, carbón activo si es necesario.
• Filtros estériles en el punto de uso en todos los puntos de contacto directo.
• Caídas de presión previstas y su impacto en los puntos de ajuste del compresor.

El resultado debe ser una estrategia clara que muestre el flujo del proceso para cada zona y las clases ISO 8573-1 para las que está diseñada. Este documento forma parte de sus pruebas de auditoría y sirve como referencia técnica interna.

Paso 3 - Medir, controlar y documentar

Una vez instalado el sistema de tratamiento, valídelo con una prueba básica de aire comprimido. Colabore con un socio cualificado utilizando métodos conformes con la serie ISO 8573 y asegúrese de que los puntos de muestreo reflejan las condiciones reales de uso (después de los filtros, en el punto real de uso). El informe del laboratorio debe indicar la clase alcanzada para cada dimensión en cada punto de muestreo.

Supervisar en el funcionamiento diario:

• Punto de rocío en lugares apropiados para verificar el rendimiento del secador.
  Presión diferencial a través de los filtros para detectar tensiones y posibles roturas.
  Señales de condensado en tuberías o Depósitos.

Establezca intervalos de inspección que se adapten a su sistema (a menudo, al menos una vez al año para los sistemas de certificación y con mayor frecuencia para la garantía de calidad interna). Conserve todos los informes de pruebas, registros de tendencias y registros de mantenimiento para poder recuperarlos rápidamente durante las auditorías.

Paso 4 - Optimización continua del TCO y el ROI

Los sistemas de aire comprimido y los requisitos de producción evolucionan con el tiempo. Las nuevas líneas de producción, los cambios de producto o las fluctuaciones estacionales pueden modificar tanto los riesgos como las estructuras de consumo. Compruébelo periódicamente:

• Si las clases actuales siguen siendo adecuadas para el uso respectivo.
• Si los filtros y secadores siguen teniendo las dimensiones óptimas.
• Si la vida útil y las curvas de caída de presión de los filtros sugieren medios o etapas alternativos.

Nuestros especialistas en filtración de Hengst pueden ayudarle a analizar los datos de sus pruebas y su historial de funcionamiento para sugerirle mejoras; por ejemplo, la actualización a Elementos filtrantes con menor Δp, la implementación de un control del secador dependiente del punto de rocío o la formulación de recomendaciones específicas para optimizar su proceso de filtrado. Nuestras recomendaciones le ayudarán a garantizar que tanto la conformidad como la eficiencia se ajustan a las condiciones actuales de la planta.

Un error común es creer que los compresores exentos de aceite garantizan por sí solos aire apto para uso alimentario. La tecnología exenta de aceite reduce considerablemente el riesgo de contaminación por el aceite del compresor, pero no ayuda a eliminar la humedad, las partículas del aire ambiente ni los hidrocarburos y microorganismos. Los secadores y filtros siguen siendo necesarios para cumplir las clases ISO 8573-1 y los requisitos de seguridad alimentaria.

Otro concepto erróneo es que una salida limpia del sistema significa que los filtros en el punto de uso son opcionales. En realidad, las tuberías y los equipos aguas abajo pueden generar partículas, humedad y crecimiento microbiano. Los filtros estériles de punto de uso sirven precisamente para proporcionar una barrera final en los puntos más críticos. Para las aplicaciones de contacto directo, muchas directrices y programas exigen que estos filtros estén instalados y validados.
Un tercer concepto erróneo es que más filtros siempre significan mejor calidad, independientemente de su impacto en la caída de presión. Una filtración excesiva o el uso de múltiples etapas sin tener en cuenta la caída de presión pueden aumentar significativamente el consumo de energía. El objetivo no es añadir filtros a ciegas, sino diseñar una planta de tratamiento optimizada que consiga la pureza requerida con la menor caída de presión y mantenimiento posibles.

La calidad del aire comprimido puede percibirse como una carga de cumplimiento, pero también es una oportunidad. Definiendo claramente las clases ISO 8573-1, diseñando las combinaciones de filtro y secador en consecuencia y supervisando sistemáticamente el rendimiento, puede reducir el riesgo de contaminación, mejorar la integridad del producto y reducir los costes energéticos al mismo tiempo.

Nuestros expertos en filtración pueden ayudarle a traducir la normativa y las expectativas de los clientes en un concepto de calidad del aire comprimido específico para sus instalaciones. Esto incluye asignar clases a las aplicaciones, seleccionar y dimensionar filtros y secadores, y apoyarle con documentación y orientación sobre pruebas para auditorías.

Si su empresa depende del aire comprimido en fases críticas -como ocurre en la mayoría de las empresas de productos lácteos, bebidas y alimentos-, el siguiente paso lógico es evaluar si sus filtros y secadores actuales ofrecen la calidad de aire que usted espera. Una evaluación centrada tanto en el cumplimiento de la norma ISO 8573-1 como en el coste total de propiedad puede mostrarle en qué punto se encuentra y qué puede ganar en términos de seguridad y eficiencia.