Упаковка продукції в модифікованій атмосфері в даний час є обов'язковою умовою для багатьох харчових продуктів, продовжуючи термін придатності та зберігаючи зовнішній вигляд і смак за рахунок запобігання або уповільнення процесів псування. Простіше кажучи, в упаковці з модифікованою атмосферою використовуються основні складові гази, з яких складається атмосфера Землі - азот, кисень і вуглекислий газ.
Змінюючи суміш або співвідношення отримуємо необхідні властивості, що забезпечують розширене збереження продуктів харчування.
Харчовий азот в Європі має номер добавки E941, оскільки він класифікується як харчова добавка при використанні в упаковках з модифікованою атмосферою. Багато інших законодавчих органів по всьому світу також приймають європейський стандарт або мають дуже схожу специфікацію.
Харчова добавка Е941 специфікація:
- Азот* ≥ 99%
- Кисень ≤ 1% в
- Вода ≤ 0,05% (500ppmV)
* 99%, включаючи інші інертні гази, такі як благородні гази (в основному, аргон)
Домішки:
-
Чадний газ ≤10 ppmV
-
Метан і інші вуглеводні (у вигляді метану) ≤100 ppmV
-
Окис азоту і діоксид азоту ≤ 10 ppmV
Прийнятний рівень максимального залишкового вмісту кисню (МОСК)
Основною забруднюючою речовиною, яку слід враховувати в рамках специфікації, є кисень ≤1%, однак це стосується самого газоподібного азоту, незалежно від того, чи виробляється він на місці виробництва або подається за допомогою традиційних методів, таких як балони високого тиску або в рідкому вигляді. Одним з важливих чинників для генерації газу є те, що чим вищий допустимий рівень Максимального Залишкового Вмісту Кисню (МЗВК) в вихідному потоці N 2, тим менше стисненого повітря потрібно для виробництва газу і, отже, нижчі загальні витрати на одиницю газу. Як правило, для отримання азоту з газогенератора при 10 ppm (МЗВК) в 3 рази дорожче, ніж при 0,5%.
Часто вміст кисню в готовій упаковці продукції видувається газом що складає більше 1%, це фактично прийнятний рівень, вказується в залежності від типу їжі, та призначеного терміну придатності, умов зберігання та можливих процесів псування.
Чагато виробників продуктів харчування користуються послугами незалежних експертних дослідних установ, наприклад таких як Campden BRI, у Великій Британії. На цих підприємствах можна оцінити умови упаковки і зберігання, а також мікробну оцінку, яка відноситься до конкретного харчового продукту, щоб встановити оптимальні характеристики модифікованої атмосфери, включаючи максимальний залишковий вміст кисню в готовій упаковці.
Конкретним асортиментом продуктів, які мають великий термін зберігання у модифікованій атмосфері, є сухі порошкоподібні продукти, такі як кава, молочні суміші та спеції. Вони зазвичай упаковуються з використанням обладнання для вертикального Заповнення і закупорювання (ВЗУ), оснащеного спеціальною системою продувки азотом. У Parker є багато генераторів газоподібного азоту, що працюють по всьому світу, які використовуються для упаковки сухих порошкоподібних харчових продуктів в модифікованій атмосфері за допомогою машин ВЗУ.
Генерація азоту на місці: безпечна, недорога альтернатива традиційним методам
Виробники продуктів харчування, що застосовують упаковку в Модифікованій Атмосфері (УМА), швидко усвідомлюють переваги виробництва азоту на місці в якості безпечної, зручної, стійкої і недорогій альтернативі традиційним методам поставок. Деяким може здатися, те що перехід від покупного газу до власного виробництва може виявитися досить складним і часто наполягають на тому, що нове джерело газу повинне відповідати специфікації щодо вмісту кисню, тобто генератор азоту повинен видавати газ такої же чистоти, як і покупної.
МЗВК в купленому газі проти генератора азоту
Іноді виникає ситуація коли виробник продуктів харчування хоче перейти на газогенератор Parker, але наполягає на чистоті 99,999% (максимальний вміст залишкового кисню 10 ppm), якщо не може бути доведено, що газ з трохи більш високим вмістом кисню досягне точно таких же результатів. Незважаючи на те, що прийнятний рівень кисню в готовій упаковці зазвичай становить близько 2%.
Паркер цінує цю позицію і повністю розуміє, що для виробників продуктів харчування багато поставлено на карту, щоб зробити це правильно. Однак, беручи до уваги використання покупного газу з чистотою зазвичай 10-20 ppm, чи вдасться домогтися 2% МЗВК в готовій упаковці при переході на самостійне виробництво азоту, скажімо, 0,5% МЗВК?
Насправді це не так, і причина цього в тому, що практично неможливо витіснити все повітря з упаковки, оскільки вона швидко і безперервно виробляються в пакувальних машині, тому деякий вміст кисню з навколишнього повітря завжди залишається. По-друге, коли продукт потрапляє в упаковку з дозатора через завантажувальну форсунку, він додатково втягує навколишнє повітря, тим самим вводячи в упаковку трохи більше кисню.
Одним із способів визначення найбільш підходящого допустимого залишку кисню, може бути монтаж невеликої генераторної системи азоту для роботи в експериментальному режимі. Однак в більшості випадків такий підхід не є логічним та фізично існуючим.
Тематичне дослідження
Нещодавно Parker UK зіткнувся з дилемою, коли виробник високоякісної кави відчайдушно хотів перейти від дорогої і проблематичною поставки рідкого азоту до рішенням NITROSource PSA на місці.
Виробник повністю усвідомив величезну економію, якої можна було б домогтися, застосувавши азот чистотою 0,5%, а не 10 ppm, але хотів отримати абсолютний доказ того, що зміна чистоти не поставить під загрозу його репутацію і продукцію.
Щоб подолати проблеми, пов'язані з установкою повномасштабної пробної установки, підрозділ Parker, Великобританія, розробили рішення для введення невеликої кількості стисненого повітря харчової якості, що подається на упаковку з азотом високої якості в 10ppm. Тим самим дозволяючи збільшити МЗВК до будь-якого бажаного рівня. На виході пристрою був встановлений відкалібрований аналізатор кисню для постійного контролю рівня O 2.
Серія випробувань була проведена на одній пакувальній лінії, де було встановлено пристрій, і відділ контролю якості виробника був готовий забезпечити контроль за випробуваннями і відбір проб готових упаковок з використанням стаціонарного газоаналізатора.
Машина працювала зі стандартними 36 пакетів на хвилину, спочатку тільки з подачею азоту 10ppm, а потім з двома рівнями підвищеного вмісту кисню в 0,1% і 0,5%, що досягалося за рахунок додавання невеликої кількості стисненого повітря харчової якості
Як видно з таблиці результатів, практично не було різниці між чистотою газу щодо МЗВК в упаковці, і цільовий рівень O 2 підтримувався значно нижче межі необхідної в 2%.
Тест був оцінений виробником кави і генератор азоту NITROSource PSA був встановлений для задоволення потреб усього заводу.
Цікаво відзначити, що в день переходу з наявних матеріальних запасів рідкого азоту на генератор Parker, співробітники в цеху і відділу контролю якості не були про це проінформовані. Ми раді повідомити, що система фактично працювала протягом 3 тижнів без будь-яких виявлених відмінностей, перш ніж зацікавлені сторони були в підсумку проінформовані!
З урахуванням загальної вартості володіння, включаючи витрати на електроенергію, технічне обслуговування та капітальні витрати, очікується, що вся система окупиться протягом 2 років і в подальшому скоротить витрати до 75%.
