Применение азота в пищевой промышленности
Развитие сетей продуктовых магазинов, соответствие продукции ГОСТам, а также увеличение лояльности потребителя напрямую зависит от качества реализуемого товара. Современные технологии, которые применяются в пищевой промышленности, позволяют не только сохранить вкусовые и визуальные качества продуктов питания, но и предложить удобную и функциональную упаковку.
Упаковка продуктов в газовой среде (MAP-упаковка)
Газообразные азот имеет широкую сферу применения, в том числе – это и пищевая промышленность. Создание инертной среды позволяет не только увеличить сроки хранения пищевых продуктов во время упаковки и транспортировки, но также создать модифицированную атмосферу.
Благодаря инертным свойствам азот применяется в МАР-упаковке продуктов питания, замещая атмосферный воздух, что влияет на увеличение срока годности продуктов: мясные и рыбные продукты, фруктовые соки, вино, продуктов, которые находятся в жидком и твердом, порошкообразном состоянии; предохраняет жиры от окисления, тем самым защищая от разрушения продуктов питания.
Применение газообразного азота, получаемого из атмосферного воздуха, регламентируется Гостом 9293 (в России) и применяется при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов.
Объемная доля влаги, кислорода, водорода, углеродосодержащих соединений нормируется ГОСТом.
Основные требования - в азоте пищевого качества не допускаются:
- примеси масел,
- механических частиц,
- сернистой и азотистой кислот,
- органических соединений,
- аммиака,
- этаноламинов,
- тяжелых металлов.
Азотные Мембранные Установки (АМУ) – технология получения азота
АМУ – установки стационарного (цехового) исполнения для получения инертной газовой смеси (чистота азота от 97 %), применяется во многих технологиях пищевой промышленности:
- транспортировка и перегонка продуктов, предотвращает образование бактерий;
- хранение овощей и фруктов;
- создание модифицированной газовой среды для упаковывания широкого ассортимента продуктов (мясные деликатесы, молочная продукция, кофе, чай, орехи, сухофрукты, чипсы, суповые концентраты, специи, детские смеси и другие сухие продукты);
- обеспечение защиты без применения химических консервантов (производство напитков);
- барботирование, бланкетирование и промывка (в виноделие);
- использование системы смешанных газов (пивоваренная промышленность);
- предотвращение процесса окисления (масложировое производство).
Конструктивно Азотные Мембранные Установки представляют собой металлическую раму, на которой установлены мембранные модули, система фильтрации, модуль автоматического управления, выполнена трубная обвязка.
Основные технические характеристики АМУ
приведены к нормальным условиям (давление 1 атм, температура 20°C)
|
получаемый азот: |
|
|---|---|
|
чистота азота, % |
95-99,95 |
|
выход, нм³/ч |
5-5000 |
|
точка росы, °C |
-40 ... -60 |
|
условия эксплуатации: |
|
|
t эксплуатации, °C |
+5 ... +45 |
|
t хранения, °C |
-20 ... +50 |
|
время выхода на рабочий режим, не более |
10 минут |
|
гарантийный срок работы мембранных модулей |
180 тыс. часов
|
Масложировая продукция
Предотвращение окисления позволяет сохранить хорошее качество масла и жиров. Окисление – это химическая реакция цепочек жирных кислот молекул триглицеридов с кислородом воздуха.
Окисление может происходить при температуре окружающей среды или при более низких температурах, например, при нормальном хранении масел или готовых пищевых продуктов. Это также может происходить при более высоких температурах, например, при приготовлении или при обжаривании в жиру.
Если не допустить воздействия кислорода на масло с момента получения масла - срок его хранения увеличится в разы.
Использование азота в пищевой промышленности - эффективный и современный метод борьбы с окислением. Важность этого метода возрастает в связи с мировой тенденцией замены физико-химических методов консервации более мягкими, безвредными.
Азот - химически инертный газ, который непосредственно не взаимодействует с продуктом. Азот используется для вытеснения атмосферного воздуха. В частности, кислорода и паров воды. Это позволяет не допустить окисление.
Кислород заменяется азотом двумя способами:
- барботаж - удаляется растворенный кислород,
- заполнение - обеспечивается отсутствие кислорода в свободном пространстве.
Выбор метода зависит от типа продукта и стадии обработки. Например, заполнение азотом полезно для сборных баков, используемых для промежуточных фракций масел, а также для баков хранения неочищенного масла и готового масла.
Имеется еще один способ, который широко применяется при производстве жиров и майонеза - взбивание. Его основная цель - изменение консистенции продукта. Взбивание в основном применяется для жиров, используемых для хлебобулочных изделий, и позволяет получить требуемую плотность с помощью инертного газа и предотвратить воздействие воздуха.
"Барботаж" - термин, описывающий процесс впрыскивания газа в жидкость. Барботаж применяется для достижения двух основных целей: удаление кислорода из продукта, увеличение его объема или изменения консистенции (для эффективности использования жиры при производстве хлебобулочных изделий).
Азотные Мембранные Установки – опыт применения в пищевой промышленности
ТЕГАС предлагает Вам стационарные азотные установки АМУ. АМУ - это выгодная альтернатива покупке азота в баллонах. Срок окупаемости установки АМУ в сравнении с баллонным азотом - порядка года, далее - Ваша прибыль.
Каждая стационарная азотная установка АМУ производится индивидуально, исходя из индивидуальных задач клиента, с учетом его техпроцессов. Такой подход делает выбор установки простым и понятным, а внедрение АМУ в производство - предсказуемым.
|
Основные технические характеристики мембранных азотных установок приведены к нормальным условиям (давление 1 атм, температура 20°C) | |
|---|---|
|
получаемый азот: |
|
|
чистота азота, % |
95-99,95 |
|
выход, нм³/ч |
5-5000 |
|
точка росы, °C |
-40 ... -60 |
|
условия эксплуатации: |
|
|
t эксплуатации, °C |
+5 ... +45 |
|
t хранения, °C |
-20 ... +50 |
|
время выхода на рабочий режим, не более |
10 минут |
|
гарантийный срок работы мембранных модулей |
180 тыс. часов
|
Азот при хранении овощей и фруктов
На сегодня потери при хранении фруктов и овощей в России составляют более 30%. Это создает ситуацию, когда в зимне-весенний период более 50% фруктов и овощей поставляется из-за рубежа. Что негативно сказывается на их цене.
Главная причина таких потерь - устаревшая технология обычного холодильного хранения. Она не обеспечивает длительного сохранения продукции, а потери в отдельных случаях достигают 40%. Кроме этого, сохранившаяся часть продукции имеет низкие пищевые качества и нетоварный вид.
ТЕГАС предлагает генераторы азота на основе станций АМУ, предназначенные для снижения концентрации кислорода в камерах хранения.
Принцип положительного действия азота при хранении: азот вытесняет кислород, необходимый для жизнедеятельности аэробных бактерий. Нет кислорода - нет бактерий - нет и гниения. Срок хранения овощей и фруктов в инертной среде превышает срок хранения в обычной среде в разы.
Используя установки АМУ, вы снизите потери при хранении к минимуму, существенно увеличите срок хранения и овощей и фруктов. При этом товарный вид, вкусовые и прочие качества овощей и фруктов будут неизменны на протяжении всего срока хранения.
Каждая стационарная азотная установка АМУ производится индивидуально, под задачи клиента, с учетом его производственных процессов. Такой подход делает выбор установки простым и понятным, а внедрение азотной станции - предсказуемым.
|
Основные технические характеристики мембранных азотных установок приведены к нормальным условиям (давление 1 атм, температура 20°C) | |
|---|---|
|
получаемый азот: |
|
|
чистота азота, % |
95-99,95 |
|
выход, нм³/ч |
5-5000 |
|
точка росы, °C |
-40 ... -60 |
|
условия эксплуатации: |
|
|
t эксплуатации, °C |
+5 ... +45 |
|
t хранения, °C |
-20 ... +50 |
|
время выхода на рабочий режим, не более |
10 минут |
|
гарантийный срок работы мембранных модулей |
180 тыс. часов
|
Азот в виноделии
Избыток кислорода негативно отражается на цвете вина, на его вкусовых и ароматических качествах.
Начиная с 80-х годов прошлого века, азот эффективно используется в виноделии для замещения кислорода и устранения нежелательных кислородных процессов (ферментированное окисление, размножение бактерий).
|
Процесс |
Использование азота |
|---|---|
|
Брожение (ферментация) |
Перемешивание муста |
|
Деаэрация, выравнивание CO2 |
Барботаж |
|
Хранение |
Консервация емкостей |
|
Производство |
Осветление
|
|
Бутилировка/разливка |
Продувка бутылок и др. емкостей
|
|
Брожение (ферментация) |
Перемешивание муста |
Азотный пижаж
При производстве красных вин всегда требуется проводить пижаж, т.е. осаждение мякоти и кожуры винограда с верхней части емкости. Пижаж позволяет экстрагировать из твердой фракции танины, обогащающие вкусовой букет и цвет вина.
Ручное проведение пижажа не очень эффективно, поглощает массу времени и сил работников. Современной альтернативой ручному пижажу является использование вращающегося распределителя, подмешивающего пузырьки азота в жидкую фракцию сусла в нижней части чана. Пузырьки азота снижают удельную плотность сока - в результате, сок поднимается вверх, а мякоть и виноградная кожура оседают.
Барботаж
После завершения брожения, требуется удалить из вина кислород, который пагубно влияет на качество вина. Процесс барботажа служит для удаления растворенного в вине кислорода и одновременного изменения уровня углекислого газа.
В процессе движения пузырьков азота через слой вина, молекулы кислорода связываются с молекулами азота, и затем полученная газовая смесь выводится в атмосферу через стерильный вентиляционный фильтр.
Эффективность барботажа зависит от:
- размера пузырьков азота,
- времени контакта (от 5 до 30 секунд),
- температуры вина (от 15 до 20 °С),
- давления (от 1 до 2 бар),
- расхода азота,
- числа ступеней барботажа.
Обычно, расход азота составляет от 0,1 до 0,3 объема емкости хранения, однако, в некоторых случаях он выше, до 0,8 ... 1,2 объемов. Как правило, в бутилированном вине содержится порядка 7-10 см³/л. Одноступенчатый барботаж может снизить это содержание до 2-3 см³/л, а двухступенчатый - до 1-2 см³/л.
Консервация емкостей
Закачка азота в верхнее пространство производственных и накопительных емкостей предотвращает окисление вина и виноматериалов, защищает их от порчи дрожжевыми и другими бактериями.
Хранение муста
Обычной практикой является стабилизация муста с помощью двуокиси серы. SO2 эффективно подавляет размножение микроорганизмов и снижает концентрацию растворенного кислорода, однако, двуокись серы может негативно влиять на аромат вина. Уменьшить количество используемой SO2 можно с помощью азота.
Вытеснение давлением
Многие жидкости трудно поддаются перекачке насосами, или же изменяются, деградирует при перекачке традиционными методами. Для перекачки вин и виноматериалов можно использовать находящийся под давлением азот, который в этом случае подается в верхнюю часть подлежащей полному или частичному опустошению емкости. Разумеется, приемные емкости, как стационарные, так и автоцистерны, должны быть предварительно очищены от кислорода прокачкой через них азота.
Продувка трубопроводов
Производственное оборудование и трубопроводы могут быть подвержены как проникновению воздуха, так и микробиологическому загрязнению. Продувка трубопроводов и оборудования азотом снижает концентрацию кислорода и препятствует размножению бактерий.
Перемешивание виноматериалов
Подача азота в емкость через перфорированный диффузор, установленный в нижней ее части, является эффективной альтернативой механическим мешалкам, требующим тщательной и частой очистки и стерилизации.
Продувка и сушка бутылок
Продувка бутылок чистым и глубоко осушенным азотом в дополнение к стерилизации значительно эффективнее, чем просто стерилизация.
Бутилировка
При бутилировке большой проблемой может являться проникновение в бутылку воздуха, приводящее к росту содержания растворенного кислорода и окислительной деградации вина. Устранить эту проблему помогает предварительное заполнение бутылки азотом.
Азотные установки АМУ при производстве пива
Чем меньше пиво после приготовления контактирует с кислородом, тем лучше сохранены его качество и вкус.
ТЕГАС предлагает азотные установки на базе АМУ, производящие высококачественный азот из атмосферного воздуха.
- Чистота и давление азота легко настраиваются,
- получаемый нашими установками азот существенно дешевле покупки азота баллонами,
- отсутствует необходимость установки-перемещения баллонов,
- отсутствуют задержки поставок азота,
- процесс получения азота - под Вашим контролем.
Применение азота в пивоваренной промышленности
В пивоваренной промышленности азот находит разнообразные полезные применения.
Хранение ингредиентов
Хмель, кукуруза, солод и другие зерновые портятся при взаимодействии с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе. Инертный азот, не содержащий так же паров влаги, предотвращает размножение аэробных бактерий и порчу ингредиентов под воздействием атмосферной влаги. При обеспечении подачи азота низкого давления в хранилище ингредиентов - срок их хранения существенно увеличивается.
Предотвращение окисления пива
Контактируя с воздухом, пиво быстро окисляется, то есть снижается его качество. Для предотвращения попадания в резервуар воздуха, важно создать в его незаполненном объеме слой азота.
Очистка и наполнение емкостей, кег
Азот эффективно очищает емкости и кеги - вымещая прочие газы, выветривая остатки влаги. Это существенно снижает расход воды на промывку. Так же использование азота при наполнении кег увеличивает скорость процесса, тормозит окисление пива. То есть, обеспечивает существенно меньшие потери конечной продукции.
Обоснованность применения именно азота
При хранении ингредиентов часто используется двуокись углерода, ведь многие пивоваренные предприятия получают CO2 в процессах ферментации.
Этот диоксид углерода необходимо очищать, чтобы удалить различные пахучие примеси.
У азота же есть такие преимущества:
- меньшая растворимость,
- возможность подстраиваться под изменения потребления.
Применение азота в смежных технологических процедурах
Продувка
Как в производственное оборудование, так и в трубопроводы легко проникает кислород. Продувка азотом уменьшит содержание кислорода и ограничит размножение микроорганизмов.
Смешивание
Газообразный азот, обладающий очень низкой растворимостью, попав в жидкую среду, образует пузырьки, которые обеспечивают отличное перемешивание в резервуаре пива низового брожения и обычного пива.
Пузырьки быстро поднимаются на поверхность и рассеиваются, не оказывая влияния на вкус, внешний вид или запах пива. Этот способ является современной альтернативой механическим мешалкам.
Вытеснение
В современной пивоваренной промышленности, азот высокими темпами заменяет углекислый газ в качестве среды, используемой для вытеснения пива из резервуаров хранения на фильтрацию. Происходит это по той причине, что избыточные количества диоксида углерода пагубно влияют на вкус пива, а также могут привести к порче продукции в результате запенивания.
Тесты
Азот может использоваться для тестирования целостности мембранных фильтроэлементов - без опасности нарушения стерильности.
Разливка
Правильный подбор газовой смеси гарантирует, что каждый литр пива, наливаемый из кега, высокого качества. Продавцам разливного пива не приходится выливать часть его, а любители пива получают качественный и вкусный напиток.
Надлежащих пропорций углекислого газа и азота можно легко добиться с помощью компактной системы смешивания газов. Эта система, будучи присоединенной к источникам газов - азотной установке АМУ и баллонам с CO2, всегда производит газовую смесь нужного состава.
Бутилировка
Наполнение бутылок, банок и кегов с помощью азота позволяет уменьшить окисление и увеличить срок хранения пива. Кроме того, азот иногда используется и для просушки бутылок после мытья.
