Упаковка в модифицированной атмосфере в настоящее время является обязательным условием для многих пищевых продуктов, продлевая срок годности, сохраняя внешний вид и вкус за счет предотвращения или замедления механизмов порчи. Проще говоря, в упаковке с модифицированной атмосферой используются основные составляющие газы, из которых состоит атмосфера Земли - азот, кислород и углекислый газ. Изменяя смесь и/или соотношения получаем необходимые свойства, обеспечивающие расширенное сохранение продуктов питания.
Азот в пищевой промышленности
Пищевой азот в Европе имеет номер добавки E941, поскольку он классифицируется как пищевая добавка при использовании в упаковках с модифицированной атмосферой. Многие другие законодательные органы по всему миру также принимают европейский стандарт или имеют очень похожую спецификацию.
Пищевая добавка Е941 спецификация:
- Азот* ≥ 99%
- Кислород ≤ 1% в
- Вода ≤ 0,05% (500ppmV)
* 99%, включая другие инертные газы, такие как благородные газы (в основном, аргон)
Примеси:
- Угарный газ ≤10 ppmV
- Метан и другие углеводороды (в виде метана) ≤100 ppmV
- Окись азота и диоксид азота ≤ 10 ppmV
Приемлемый уровень максимального остаточного содержания кислорода (МОСК)
Основным загрязняющим веществом, которое следует учитывать в рамках спецификации, является кислород @ ≤1%, однако это касается самого газообразного азота, независимо от того, производится ли он на месте производства или подается с помощью традиционных методов, таких как баллоны высокого давления или в жидком виде. Одним из важных факторов для генерации газа является то, что чем выше допустимый уровень Максимального Остаточного Содержания Кислорода (МОСК) в выходном потоке N2, тем меньше сжатого воздуха требуется для производства газа и, следовательно, ниже общие затраты на единицу газа. Как правило, для получения азота из газогенератора при 10 ppm (МОСК) в 3 раза дороже, чем при 0,5%.
Часто содержание кислорода в готовой упакованной продуваемой газом упаковке составляет более 1%, и фактический приемлемый уровень указывается в зависимости от типа пищи, назначенного срока годности, условий хранения и возможных механизмов порчи.
Многие производители продуктов питания пользуются услугами независимых экспертных исследовательских учреждений, таких как Campden BRI, например, в Великобритании. На этих предприятиях можно оценить условия упаковки и хранения, а также микробную оценку, относящуюся к конкретному пищевому продукту, чтобы установить оптимальные характеристики модифицированной атмосферы, включая максимальное остаточное содержание кислорода в готовой упаковке.
Конкретным ассортиментом продуктов, которые имеют долгую историю использования упаковки В модифицированной атмосфере, являются сухие порошкообразные продукты, такие как кофе, молочные смеси и специи. Они обычно упаковываются с использованием оборудования для Вертикального Заполнения и Укупорки (ВЗУ), оснащенного специальной системой продувки азотом.
У Parker есть много генераторов газообразного азота, работающих по всему миру, которые используются для упаковки сухих порошкообразных пищевых продуктов в модифицированной атмосфере с помощью машин ВЗУ.
Генерация азота на месте: безопасная, недорогая альтернатива традиционным методам
Производители продуктов питания, использующие Упаковку в Модифицированной Атмосфере (УМА), быстро осознают преимущества производства на месте в качестве безопасной, удобной, устойчивой и недорогой альтернативы традиционным методам поставок. Некоторым может показаться, что переход от покупного газа к собственному производству может оказаться достаточно сложным и часто настаивают на том, что новый источник газа должен соответствовать спецификации в отношении содержания кислорода, т.е. генератор азота должен выдавать газ такой же чистоты, как и покупной.
МОСК в купленном газе против генератора азота
Иногда достигается тупик, когда производитель продуктов питания хочет перейти на газогенератор Parker, но настаивает на чистоте 99,999% (максимальное содержание остаточного кислорода 10 ppm), если не может быть доказано, что газ с немного более высоким содержанием кислорода достигнет точно таких же результатов. Несмотря на то, что приемлемый уровень кислорода в готовой упаковке обычно составляет около 2%
Паркер ценит эту позицию и полностью понимает, что для производителей продуктов питания многое поставлено на карту, чтобы сделать это правильно. Однако, принимая во внимание использование покупного газа с чистотой обычно 10-20 ppm, удастся ли добиться 2% МОСК в готовой упаковке при переходе на самостоятельное производство азота, скажем, 0,5% МОСК?
На самом деле это не так, и причина этого в том, что практически невозможно вывести весь воздух из упаковок, поскольку они быстро и непрерывно производятся в упаковочной машине, поэтому некоторое содержание кислорода из окружающего воздуха всегда остается. Во-вторых, когда продукт попадает в упаковку из дозатора через загрузочную воронку, он дополнительно втягивает окружающий воздух, тем самым вводя в упаковку немного больше кислорода.
Одним из возможных способов подтверждения пригодности подачи пищевого азота с различной чистотой для определения наиболее подходящей является установка небольшой генераторной системы азота для работы в экспериментальном режиме. Однако, в большинстве случаев не является логически или физически жизнеспособным.
Тематическое исследование
Недавно Parker UK столкнулся с дилеммой, когда производитель высококачественного кофе отчаянно хотел перейти от дорогостоящей и проблематичной поставки жидкого азота к решению NITROSource PSA на месте . Производитель полностью осознал огромную экономию, которой можно было бы добиться, применив азот чистотой 0,5%, а не 10 ppm, но хотел получить абсолютное доказательство того, что изменение чистоты не поставит под угрозу его репутацию и продукцию.
Чтобы преодолеть проблемы, связанные с установкой полномасштабной пробной установки, подразделение Parker, Великобритания, разработали решение для введения небольшого, изменяемого количества сжатого воздуха пищевого качества в подаваемый на упаковку азот высокого качества в 10ppm. Тем самым позволяя увеличить МОСК до любого желаемого уровня. На выходе устройства был установлен откалиброванный анализатор кислорода для постоянного контроля уровня O2.
Серия испытаний была проведена на одной упаковочной линии, где было установлено устройство, и отдел контроля качества производителя был готов обеспечить контроль за испытаниями и отбор проб готовых упаковок с использованием стационарного газоанализатора .
Машина работала со стандартными 36 пакетами в минуту, сначала только с подачей азота 10ppm, а затем с двумя уровнями повышенного содержания кислорода в 0,1% и 0,5%, что достигалось за счет добавления небольшого количества сжатого воздуха пищевого качества.
Как видно из таблицы результатов, практически не было разницы между чистотой газа в отношении МОСК в упаковке, и целевой уровень O2 поддерживался значительно ниже предела необходимого предела в 2%.
Тест был оценен производителем кофе и генератор азота NITROSource PSA был установлен для удовлетворения потребностей всего завода.
Интересно отметить, что в день перехода с существующего запаса жидкого азота на генератор Parker, сотрудники в цехе и отдел контроля качества не были от этом проинформированы. Мы рады сообщить, что система фактически работала в течение 3 недель без каких-либо обнаруженных различий, прежде чем заинтересованные стороны были в итоге проинформированы!
С учетом общей стоимости владения, включая затраты на электроэнергию, техническое обслуживание и капитальные затраты, ожидается, что вся система окупится в течение 2 лет и в дальнейшем сократит расходы до 75%.
