Использование азота и кислорода в пищевой промышленности

Азот – наравне с кислородом, очень важный элемент в функционировании естественных природных процессов на нашей планете. В последнее время он получил широкое применение во всех сферах промышленности и производства: добыча твердых полезных ископаемых, нефти и газа, металлургия, консервирование различных емкостей (о которых мы уже рассказывали в предыдущих статьях), а также пищевая промышленность.

Сегодня сложно представить, что свежие молочные продукты, хлеб, незамороженное свежее мясо когда-то хранилось не более суток. Потребителю нужно было быть крайне внимательным в выборе продуктов, а производителям – изготавливать ровно столько, сколько клиенты смогут купить за ближайшие сутки, ни больше ни меньше. Предприятиям было сложно масштабироваться, производя продукцию для более удалённых населенных пунктов, так как доставлять свежие продукты на большие расстояния было крайне сложно, а к перевозчикам предъявлялись очень высокие требования.

Все кардинально изменилось, когда стало известно, что для продления срока годности пищевых продуктов необходимо использовать специализированную пищевую упаковку (MAP-упаковку), в которой атмосферный воздух заменяется на инертный газ – азот и биогон (смесь азота и углекислого газа). Азотная среда служит надежной защитой пищевых продуктов от окисления.

Преимущества упаковки в модифицированной среде достигаются благодаря увеличению объемов продаж продуктов питания за счет растущего потребительского спроса на продукцию с более долгим сроком хранения и с сохранением их природных качеств (без использования искусственных консервантов).

Использование газообразного азота в пищевой промышленности регламентируется ГОСТом №9293 от 01.01.1976: «…в газообразном азоте, используемом для производства и хранения пищевых продуктов, не допускается наличие механических частей, примесей масел, органических соединений…». Для получения пищевого азота, соответствующего ГОСТу по качеству, мы разработали линейку адсорбционных генераторов азота серии АВС-А.

В следующих статьях мы коснемся вопроса использования маслонаполненных и безмасляных компрессоров для получения пищевого азота, медицинского кислорода, а также этих газов в других областях, качество которых регламентируются специальными ГОСТами. В этом вопросе очень много ложных утверждений, с помощью которых недоброжелатели манипулируют фактами, отрицая прогресс развития технологий в области отчистки сжатого воздуха, азота и кислорода и призывая к использованию старого, нетехнологического и дорогого оборудования.

Хранение овощей и фруктов

Для долгосрочного хранения свежих овощей и фруктов применяется технология замещения атмосферного воздуха на инертный газ. Азот, полученный на адсорбционной азотной станции, поступая в камеру хранения, снижает концентрацию остаточного кислорода в атмосферном воздухе. Недостаток кислорода приводит к гибели всех аэробных бактерий, которые способствуют протеканию процесса гниения овощей и фруктов.

На последующих этапах на производстве происходит упаковка овощей и фруктов в специализированную упаковку, внутри которой присутствует инертный газ, позволяющий долгое время поддерживать свежесть продуктов на прилавках магазинов.

Чипсы и снеки

Процесс упаковки такого типа продукции происходит прямо на конвейерной ленте, где в последний момент запаивания происходит впрыскивание инертной среды в упаковку.

Таким же образом происходит упаковка молока и мяса, а также большого количества разнообразных нарезок молочной и мясной продукции (сыры, колбасы, рыба).

Использование азота в виноделии

Влияние атмосферного воздуха, а именно кислорода, негативно влияет на цвет, вкус и аромат винных изделий. Для замещения кислорода в виноделии также активно используется азот, позволяющий избавиться от нежелательных процессов (размножения бактерий, окисления вина).

Для этого используются следующие технологические процессы:

Также газообразный азот активно используют в технологическом процессе по доставке жидкой фазы вина от больших емкостей (хранилищ) до установки по розливу в малую тару: в верхнюю часть хранилища подается азот под давлением, который позволяет продукту естественным образом перетекать по трубопроводам до установки по бутилированию вина. Продувка этих трубопроводов также производится с помощью газообразного пищевого азота из адсорбционной азотной установки.

На одном предприятии может использоваться несколько точек забора газообразного азота для совершенно разного технологического оборудования, с разными характеристиками по расходу и давлению. Для каждой точки совершенно не обязательно устанавливать отдельную азотную станцию: одна правильно подобранная и настроенная адсорбционная азотная станция серии АВС-А возьмет на себя обслуживание всего предприятия, а регулировку и настройку параметров подачи азота для каждой точки потребления можно производить на панели оператора, информацию с которой также можно вывести на экран персонального компьютера или ноутбука в пультовой.

Также газообразный азот активно используется для консервации заполненных продуктом емкостей: в процессе розлива газ закачивается в верхнюю часть сосуда (бутылок, пакетов), что позволяет защитить вино и другие напитки от окисления и утраты первоначальных вкусовых качеств во время долгой транспортировки и хранения на полках магазинов.

Еще одна сфера использования азота в виноделии – перемешивание продукта в емкостях с помощью подачи газообразного азота в нижнюю полость емкости. Это позволяет отказаться от использования механического перемешивания, которое оказывает отрицательное влияние на природные качества винного продукта.

Хранение масла и жиров

При хранении масла и жиров под атмосферным воздухом возникают те же процессы окисления, что и при хранении других продуктов. Только химические реакции для каждого продукта свои, но источником «всеобщего раздражения» все также является кислород. Хотя при понижении температуры хранения эти процессы можно и замедлить, но при замене атмосферного воздуха в емкостях на азот удается избежать наступление процесса окисления на очень долгое время.

Просим обратить внимание, что использование инертного газа никак не влияет на качество производимой продукции: азот не вступает в химические реакции ни с производимым продуктом, ни с организмом человека.

Также азот используют в процессе барботажа масла – инертный газ впрыскивают в масло, следствием чего является удаление из продукта водяных паров и остаточного кислорода, который мог попасть туда вовремя даже самого непродолжительного контакта масла с атмосферным воздухом.

Пивоваренная промышленность

Как и в виноделии, азот очень широко применяется в процессе изготовления хмельного напитка:

• Хранение ингредиентов
  Солод, кукуруза, хмель и другие зерновые при длительном хранении подвергаются воздействию кислорода из атмосферного воздуха.
• Очистка и наполнение пивных кег
  Как и в других отраслях, продувка и наполнение пивным продуктом емкостей происходит с помощью пищевого газообразного азота.
• Смешивание
  Азот подается на дно сосудов и образует пузырьки, которые запускают процесс перемешивания продукта в емкостях, заменяя сложное и дорогостоящее оборудование по механическому перемешиванию больших объемов.
• Вытеснение
  На линии розлива готового продукта азот впрыскивается в бутылки для длительного хранения пива на полках магазинов

Стоит обратить внимание, что углекислый газ отрицательно воздействует на вкусовые характеристики пива, поэтому использование пищевого газообразного азота в пивоварении более чем оправдано.

КАК ПРАВИЛЬНО ПОДОБРАТЬ АЗОТНУЮ СТАНЦИЮ ДЛЯ ПИЩЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА:

• Определитесь с концентрацией
  Для пищевого производства чаще всего используется азот, концентрацией от 99,9% до 99,999%, но для каждого продукта свои нюансы.
• Рассчитайте производительность станции
  Учитывая все параметры точек потребления, рассчитайте общее количество потребляемого азота. Обратите внимание на единицы измерения, расход должен быть приведен к нормальным условиям, м³/час при давлении 1 бар и температуре 20°С.
• Учитывайте условия эксплуатации
  Все параметры станции указаны при стандартных условиях эксплуатации 20°С, повышение температуры выше 35°С отрицательно влияет на производительность станции.
• Подбирайте компрессорное оборудование с запасом 10%
  Если вы планируете подбирать оборудование для азотной станции самостоятельно, советуем обратить внимание на следующие факторы: характер потребления, количество пиковых нагрузок, дополнительные потери сжатого воздуха на соединениях, объем ресиверов, длину воздушных и азотных трубопроводов и многое другое. В жарких регионах советуем рассчитывать оборудование с дополнительным запасом до 15%
• Запросите индивидуальный расчет
  Каждое пищевое производство уникально. Советуем Вам обратиться за подробным расчетом азотной станции в нашу компанию.

Биогон

Компонентная газовая смесь, получившая название биогон, также активно применяется в пищевой промышленности. Ее цель – увеличение сроков хранения продукции без потери качества. Получение газа биогона заключается в смешивании газов азота, кислорода и углекислого газа. Например, смесь азота и углекислого газа в соотношении 80/20 (80% N₂, 20% СО₂) используется для уменьшения образования пены при розливе пива. А смесь кислорода и углекислого газа в соотношении 80/20 (80 O₂, 20% СО₂) используется в упаковке некоторых типов молочной продукции.

Также бывают и трехкомпонентные смеси, состоящие из азота, кислорода и углекислого газа в разных пропорциях.

На рынке есть множество компаний, занимающихся поставкой готовых смесей в заданных пропорциях в баллонах и моноблоках под высоким давлением. Неудобство только в том, что такие баллоны очень быстро заканчиваются, а в стоимость газа включена и аренда баллонов/моноблоков. Это оправдано, когда потребление достаточно мало (10-20 баллонов в месяц), но если говорить о большом производстве, то стоит обратить внимание на нашу линейку адсорбционных азотно-кислородных станций, комплектующихся смесителем, позволяющих получать пищевой газообразный азот и кислород из атмосферного воздуха, ограничившись заказом нескольких баллонов углекислоты в месяц, которых более чем достаточно для создания пищевой смеси биогон. Установка на своем производстве адсорбционной азотно-кислородной станции позволит отказаться от 80% баллонного парка, значительно сэкономив средства и высвободить место. Более того, на собственной азотно-кислородной установке в любой момент можно изменить пропорции смеси и подстроить станцию под конкретные задачи.

Преимущества азотных установок АГС

1. Низкий удельный расход электроэнергии – 0,3 кВт/нм³ азота;
2. Возможность регулирования концентрации азота от 99,6% до 99,9999%
3. Быстрый выход на рабочий режим – от 10 до 30 минут с момента запуска;
4. Обвязка азотной станции выполнена из коррозионностойкой стали;
5. Система автоматического управления азотной станцией на базе программируемого контроллера с панелью оператора Siemens и собственным программным обеспечением на русском языке;
6. Широкая линейка азотных станций для получения пищевого азота, которая позволяет обеспечивать самые крупные производственные линии на предприятии (до 5000 нм³/ч).

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ