Il grano passa attraverso molti passaggi e processi per essere preparato per il consumo umano. Le fasi principali sono: raccolta, consolidamento e stoccaggio presso i silos; macinazione in un prodotto intermedio come amido o farina; e trasformazione in prodotti finiti come pane, cereali o snack.
Raccolta, consolidamento e stoccaggio del grano
I cereali vengono coltivati nelle fattorie e spostati negli elevatori per cereali. Vengono trasportati su camion, ferrovia, chiatta o nave a seconda dell'ubicazione dell'azienda agricola e delle dimensioni e del tipo di ascensore. Gli elevatori per cereali vengono utilizzati per raccogliere, classificare e conservare i prodotti agricoli. I chicchi vengono separati in base alla loro qualità, contenuto proteico, contenuto di umidità e così via. Gli elevatori per cereali sono costituiti da bins, serbatoi o silos con nastri continui verticali e orizzontali. I nastri verticali sono dotati di tazze per trasportare il grano fino alle bilance e nastri orizzontali per la distribuzione del grano nei silos. I bins hanno scarichi sul fondo che depositano il grano su un nastro orizzontale che convoglia il prodotto su un nastro verticale per la pesatura e il trasporto o il ritorno allo stoccaggio. Gli ascensori possono avere capacità che vanno da poche migliaia di bushel in un ascensore di campagna a milioni di bushel in un ascensore di terminal. Man mano che questi prodotti si spostano verso la lavorazione, possono essere movimentati molte volte attraverso ascensori di dimensioni e capacità crescenti. Quando sono pronti per essere trasportati in un altro ascensore o impianto di lavorazione, vengono caricati su camion, vagoni ferroviari, chiatte o navi.
Macinazione del grano
La macinazione è una serie di operazioni che comportano la macinazione di cereali per produrre amido o farina, più comunemente da grano, avena, mais, segale, orzo o riso. Il prodotto grezzo viene macinato e setacciato fino al raggiungimento della pezzatura desiderata. Tipicamente, la macinazione prevede le seguenti fasi: il grano grezzo viene consegnato a un elevatore del mulino; il grano viene pulito e preparato per la macinazione; il grano viene macinato e separato per grandezza e parte del grano; farina, amido e sottoprodotti vengono confezionati per la distribuzione al consumatore o trasportati alla rinfusa per essere utilizzati in varie applicazioni industriali.
Produzione di prodotti di consumo a base di cereali
Pane, cereali e altri prodotti da forno vengono prodotti utilizzando una serie di passaggi, tra cui: combinazione di materie prime, produzione e lavorazione della pastella, formatura del prodotto, cottura o tostatura, ricopertura o glassatura, confezionamento, inscatolamento, pallettizzazione e spedizione finale.
Le materie prime sono spesso immagazzinate in bidoni e cisterne. Alcuni sono gestiti in grandi sacchi o altri contenitori. I materiali vengono trasportati alle aree di lavorazione utilizzando trasportatori pneumatici, pompe o metodi di movimentazione manuale dei materiali.
La produzione dell'impasto è una fase in cui gli ingredienti grezzi, tra cui farina, zucchero e grassi o oli, e ingredienti minori, come aromi, spezie e vitamine, vengono combinati in un recipiente di cottura. Eventuali ingredienti particolati vengono aggiunti insieme a purea o polpa di frutta. Di solito le noci vengono sbucciate e tagliate a misura. Vengono utilizzati cuocitori (processo continuo o discontinuo). La lavorazione dell'impasto in fasi intermedie del prodotto può coinvolgere estrusori, formatrici, pellettizzatrici e sistemi di formatura. L'ulteriore lavorazione può coinvolgere sistemi di laminazione, formatori, riscaldatori, essiccatori e sistemi di fermentazione.
I sistemi di imballaggio prendono il prodotto finito e lo racchiudono in un involucro individuale di carta o plastica, posizionano i singoli prodotti in una scatola e quindi imballano le scatole su un pallet per prepararsi alla spedizione. L'accatastamento manuale dei pallet o la movimentazione dei prodotti viene utilizzato insieme ai carrelli elevatori.
Problemi di sicurezza meccanica
I rischi per la sicurezza delle apparecchiature includono punti operativi che possono provocare abrasione, taglio, contusione, schiacciamento, frattura e amputazione. I lavoratori possono essere protetti sorvegliando o isolando i pericoli, diseccitando tutte le fonti di alimentazione prima di eseguire qualsiasi intervento di manutenzione o regolazione sull'attrezzatura e addestrando i lavoratori sulle procedure adeguate da seguire quando si lavora sull'attrezzatura.
Le macchine utilizzate per la macinazione e il trasporto dei prodotti possono essere particolarmente pericolose. Il sistema pneumatico e le sue valvole rotative possono causare gravi amputazioni delle dita o delle mani. L'apparecchiatura deve essere bloccata durante la manutenzione o la pulizia. Tutte le attrezzature devono essere adeguatamente protette e tutti i lavoratori devono essere addestrati alle procedure operative adeguate.
I sistemi di lavorazione hanno parti meccaniche in movimento sotto controllo automatico che possono causare gravi lesioni, in particolare alle dita e alle mani. I fornelli sono caldi e rumorosi, di solito comportano il riscaldamento a vapore sotto pressione. Le matrici di estrusione possono avere parti mobili pericolose, comprese le lame che si muovono ad alta velocità. Frullatori e miscelatori possono causare gravi lesioni e sono particolarmente pericolosi durante la pulizia tra i lotti. Le procedure di lockout e tagout ridurranno al minimo i rischi per i lavoratori. I coltelli da taglio e i coltelli ad acqua possono causare gravi lacerazioni e sono particolarmente pericolosi durante le operazioni di cambio e regolazione. L'ulteriore lavorazione può coinvolgere sistemi di laminazione, formatori, riscaldatori, essiccatori e sistemi di fermentazione, che presentano ulteriori rischi per le estremità sotto forma di lesioni da schiacciamento e ustioni. La manipolazione e l'apertura manuale dei sacchetti può provocare tagli e contusioni.
I sistemi di imballaggio hanno parti mobili automatizzate e possono causare lesioni da schiacciamento o lacerazione. Le procedure di manutenzione e regolazione sono particolarmente pericolose. L'accatastamento manuale dei pallet o la movimentazione dei prodotti può causare lesioni da sforzo ripetuto. Anche i carrelli elevatori e i transpallet manuali sono pericolosi e i carichi impilati o fissati male possono cadere sul personale nelle vicinanze.
Fuoco ed esplosione
Il fuoco e l'esplosione possono distruggere le strutture per la movimentazione del grano e ferire o uccidere i lavoratori e altri che si trovano nella struttura o nelle vicinanze al momento dell'esplosione. Le esplosioni richiedono ossigeno (aria), carburante (polvere di grano), una fonte di accensione di energia e durata sufficienti (scintilla, fiamma o superficie calda) e confinamento (per consentire l'aumento della pressione). In genere, quando si verifica un'esplosione in un impianto di movimentazione del grano, non si tratta di una singola esplosione ma di una serie di esplosioni. L'esplosione primaria, che può essere piuttosto piccola e localizzata, può sospendere la polvere nell'aria in tutta la struttura in concentrazioni sufficienti a sostenere esplosioni secondarie di grande entità. Il limite inferiore di esplosione per la polvere di grano è di circa 20,000 mg/m3. La prevenzione dei rischi di incendio ed esplosione può essere ottenuta progettando impianti con confinamento minimo (ad eccezione di cassonetti, serbatoi e silos); controllare le emissioni di polvere nell'aria e gli accumuli su pavimenti e superfici delle apparecchiature (racchiudendo flussi di prodotti, LEV, additivi per la pulizia e cereali come olio minerale o acqua per uso alimentare); e controllo dell'esplosione (sistemi di soppressione di incendi ed esplosioni, sfogo di esplosioni). Dovrebbero esserci adeguate uscite antincendio o mezzi di fuga. Le attrezzature antincendio dovrebbero essere posizionate strategicamente e i lavoratori dovrebbero essere addestrati alla risposta alle emergenze; ma solo incendi molto piccoli dovrebbero essere combattuti a causa del potenziale di esplosione.
Salute e benessere Pericoli
La polvere può essere creata quando il grano viene spostato o disturbato. Sebbene la maggior parte delle polveri di grano siano semplici irritanti per le vie respiratorie, le polveri di grano non lavorato possono contenere muffe e altri contaminanti che possono causare febbre e reazioni allergiche di asma nelle persone sensibili. I dipendenti tendono a non lavorare per periodi prolungati in aree polverose. In genere, un respiratore viene indossato quando necessario. Le maggiori esposizioni alla polvere si verificano durante le operazioni di carico/scarico o durante le pulizie importanti. Alcune ricerche hanno indicato cambiamenti della funzione polmonare legati all'esposizione alla polvere. L'attuale TLV della Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH) per l'esposizione professionale alla polvere di grano è di 4 mg/m3 per avena, frumento e orzo e 10 mg/m3 per altre polveri di grani (particolati, non altrimenti classificati).
La protezione respiratoria viene spesso indossata per ridurre al minimo l'esposizione alla polvere. I respiratori antipolvere approvati possono essere molto efficaci se indossati correttamente. I lavoratori devono essere formati sul loro corretto utilizzo, manutenzione e limitazioni. Le pulizie sono essenziali.
I pesticidi sono utilizzati nelle industrie del grano e della lavorazione del grano per controllare insetti, roditori, uccelli, muffe e così via. Alcuni dei pesticidi più comuni sono la fosfina, gli organofosfati e le piretrine. I potenziali effetti sulla salute possono includere dermatiti, vertigini, nausea e problemi a lungo termine con le funzioni del fegato, dei reni e del sistema nervoso. Questi effetti si verificano solo se i dipendenti sono sovraesposti. L'uso corretto dei DPI e le seguenti procedure di sicurezza eviteranno la sovraesposizione.
La maggior parte degli impianti di lavorazione del grano applica pesticidi durante i periodi di chiusura, quando ci sono pochi dipendenti negli edifici. I lavoratori presenti dovrebbero far parte del team di applicazione dei pesticidi e ricevere una formazione specifica. È necessario seguire le regole di rientro per evitare la sovraesposizione. Molte località riscaldano l'intera struttura a circa 60 ºC per 24-48 ore invece di utilizzare pesticidi chimici. I lavoratori possono anche essere esposti a pesticidi sul grano trattato che viene portato all'impianto di carico su camion o vagoni ferroviari.
Il rumore è un problema comune nella maggior parte degli impianti di lavorazione del grano. I livelli di rumore predominanti vanno da 83 a 95 dBA, ma in alcune aree possono superare i 100 dBA. È possibile utilizzare un assorbimento acustico relativamente ridotto a causa della necessità di pulizia delle apparecchiature utilizzate in queste strutture. La maggior parte dei pavimenti e delle pareti sono in cemento, piastrelle e acciaio inossidabile per consentire una facile pulizia ed evitare che la struttura diventi un rifugio per gli insetti. Molti dipendenti si spostano da una zona all'altra e trascorrono poco tempo a lavorare nelle zone più rumorose. Ciò riduce considerevolmente l'esposizione personale, ma è necessario indossare protezioni acustiche per ridurre l'esposizione al rumore a livelli accettabili.
Lavorare in uno spazio ristretto come un bidone, un serbatoio o un silo può presentare ai lavoratori rischi fisici e per la salute. La preoccupazione maggiore è la carenza di ossigeno. Contenitori, serbatoi e silos ermeticamente sigillati possono diventare carenti di ossigeno a causa di gas inerti (azoto e anidride carbonica per prevenire l'infestazione da parassiti) e azione biologica (infestazione di insetti o grano ammuffito). Prima di entrare in un bidone, serbatoio, silo o altro spazio confinato, è necessario controllare le condizioni atmosferiche all'interno dello spazio confinato per verificare la presenza di ossigeno sufficiente. Se l'ossigeno è inferiore al 19.5%, lo spazio confinato deve essere ventilato. Gli spazi confinati dovrebbero anche essere controllati per l'applicazione recente di pesticidi o qualsiasi altro materiale tossico che possa essere presente. I pericoli fisici negli spazi confinati includono l'inghiottimento nella grana e l'intrappolamento nello spazio a causa della sua configurazione (pareti inclinate verso l'interno o intrappolamento in apparecchiature all'interno dello spazio). Nessun lavoratore dovrebbe trovarsi in uno spazio ristretto come un silo per cereali, un bidone o un serbatoio mentre il grano viene rimosso. Lesioni e morte possono essere prevenute diseccitando e bloccando tutte le apparecchiature associate allo spazio confinato, assicurando che i lavoratori indossino imbracature con cavi di sicurezza mentre si trovano all'interno dello spazio confinato e mantenendo una fornitura di aria respirabile. Prima dell'ingresso, l'atmosfera all'interno di un contenitore, silo o serbatoio deve essere testata per la presenza di gas combustibili, vapori o agenti tossici e per la presenza di ossigeno sufficiente. I dipendenti non devono entrare in bidoni, silos o serbatoi al di sotto di una condizione di ponte o dove l'accumulo di prodotti a base di grano sui lati potrebbe cadere e seppellirli.
Screening medico
I potenziali dipendenti dovrebbero sottoporsi a una visita medica incentrata su eventuali allergie preesistenti e sul controllo della funzionalità epatica, renale e polmonare. Possono essere richiesti esami speciali per gli applicatori di pesticidi e per i lavoratori che utilizzano protezioni respiratorie. Le valutazioni dell'udito devono essere fatte per valutare qualsiasi perdita dell'udito. Il follow-up periodico dovrebbe cercare di rilevare eventuali cambiamenti.