CC BY
26
|УПАКОВКА И ЛОГИСТИКА
ТЕМА НОМЕРА
Мембранные генераторы азота
для упаковки
в модифицированной газовой атмосфере
С.Л. Мещанов
ЗАО «ГРАСИС»
В течение последних 25 лет интенсивно развивается промышленное применение мембранной технологи газоразделения для производства технических газов. В пищевой промышленности мембранная технология выделения азота применяется при фасовке и упаковке пищевых продуктов в модифицированной газовой атмосфере (МГА). Замещение содержащихся в атмосферном воздухе молекул кислорода и паров воды инертным азотом предотвращает окислительные процессы, сохраняет вкусовые и ароматические качества продуктов, продлевает срок хранения, существенно повышая конкурентоспособность продукции и эффективность производства. Применение мембранных генераторов обеспечивает предприятию независимость от поставщиков сжиженного азота и возможность самостоятельно вырабатывать азот в необходимом количестве в 10-20 раз дешевле, чем приобретаемый в баллонах.
В современной пищевой промышленности происходит активное вытеснение технологии вакуумной упаковки пищевых продуктов менее дорогостоящей, более производительной и надежной, значительно продлевающей срок годности - технологией упаковки в МГА с повышенным содержанием азота.
Фасовка и упаковка в защитной атмосфере азота ограничивают развитие аэробных бактерий на поверхности продуктов, предотвращают окисление
жиров и увеличивают срок хранения пищевых продуктов без применения химических консервантов. Азот не влияет на стабильность упакованного продукта и не оказывает ингибиторного воздействия.
Оптимальное объемное содержание азота в составе МГА зависит от вида пищевого продукта и стадии его переработки, однако в целом составляет 99,00-99,98 % (табл. 1). Длительное (до 8 мес) хранение порошкообразных продуктов, содержащих сухое молоко, возможно при их упаковке в МГА с содержанием азота не менее 99,95 %. Для продления срока хранения до года и более азота в МГА должно быть не менее 99,98 %. Заполненная азотом герметичная упаковка идеальна для фасовки жареных орехов, картофельных чипсов, мясных закусок и других продуктов с высоким содержанием непредельных жирных кислот и масел, способных вступать в окислительную реакцию с кислородом. Это относится и к пищевым маслам, приправам, майонезу. Окисление соков можно предотвратить, если при розливе и упаковке использовать в качестве барьерного антиокислителя азот чистотой 99,5 %.
Таблица 2
Сроки хранения продуктов питания
эмя до значительного изменения цвета, текстуры и содержания сахара в продукте, нед
Таблица 1 Оптимальное содержание N в составе МГА в различных пищевых продуктах
Продукт Содержание Ы2, об. %
Сухое молоко 99,95-99,98
Орехи, чипсы 99,5-99,9
Растительное 99,0-99,5
масло
Кофе 99,0
Соки 99,0-99,5
СЖАТИЕ ВОЗДУХА
Компрессор
II
ПОДГОТОВКА ВОЗДУХА
Ресивер
III
МЕМБРАННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ
Мембранный гаэора зде ли тел ь н ы й
блок
IV
НАКОПЛЕНИЕ АЗОТА
Ресивер
Азот
95-99,9% N2
V
АЗОТ ПОТРЕБИТЕЛЮ
Продувка
Пожаротушение
Рис. 1. Принципиальная схема мембранного генератора
Создание инертной атмосферы
Спи а конденсата
Обогащенный кислородом воздух
PACKAGING AND LOGISTICS ggg
Воздух
Рис. 2. Схема движения газовых потоков , 1 в мембранном модуле - ■■:.
Применение азота 99 % чистоты при измельчении и упаковке сухого кофе сводит к минимуму окисление ароматических масел, увеличивает срок годности продукта (табл. 2).
Российские компании, следуя мировым тенденциям, применяют технологию упаковки готовых продуктов в азотной МГА, используя для производства азота воздухоразделительные установки (мембранные генераторы). Среди них: ОАО «Эфирное» (г. Алексе-евка), ЗАО «Аликор - Трейд», ООО «Либойл», ООО «ЭФКО Пищевые Ингредиенты», ОАО «Жировой комбинат» (г. Саратов), ЗАО «Янтарное» (г. Ат-карск), ОАО «Орелрастмасло», ОАО ЭКЗ «Лебедянский», ОАО «Прогресс» (г. Липецк), Компания «Марс», ООО «Орехи и Ко», ОАО «Сибайский мо-лочно-консервный комбинат детских продуктов», ОАО «МПК «Падунский» (г. Братск) и др.
Конструктивно-мембранный генератор азота состоит из воздушного компрессора, блока подготовки сжатого воздуха, мембранного газораздели-
тельного блока, ресивера для конечного продукта (азота) системы дозировки и подачи азота потребителю (рис. 1).
Предназначенный для разделения воздух компримируется, тщательно фильтруется и под давлением подается в мембранный газоразделительный блок. В основе конструкции газоразделительного блока лежит модульность построения: набором соответствующего количества мембранных модулей обеспечивается требуемая производительность генератора.
В газоразделительном блоке воздух протягивается через тысячи полых волоконных мембран (рис. 2). Пористый материал волокон подобран таким образом, что относительно «быстрый» кислород (О2) легко проникает через материал половолоконных мембран и выносится в атмосферу. Более «медленный» азот (Ы2), практически не проникая через мембранные волокна, выделяется в качестве конечного продукта (концентрация азота 90-99,95 %).
Теоретически мембранные генераторы позволяют получать азот любой чистоты. Однако экономически эффективной предельной величиной считают чистоту 99,95 % при производительности генератора не более 1500 нм3/ч или азота с меньшей чистотой при производительности до 5000 нм3/ч (рис. 3). При использовании двухстадийной схемы с рециркуляцией можно получать азот с чистотой не менее 99,99 %.
При постоянном давлении воздушного потока производительность мембраны снижается с возрастанием желаемой чистоты азота, а чистота выделяемого азота растет с уменьшением доли его
Рис. 3. Области использования различного оборудования для получения азота
отбора. С увеличением давления воздушного потока возрастает доля отбора азота фиксированной чистоты.
Мембранные генераторы, производящие азот из сжатого воздуха, завоевали признание благодаря экологической чистоте, простоте эксплуатации, надежности, возможности регулировки технологических режимов, длительному сроку службы, автономности в работе. Получаемый попутно с генерацией азота поток обогащенного кислородом воздуха может быть использован для интенсификации различных окислительных процессов.
Опыт эксплуатации мембранного оборудования показывает, что при соблюдении требуемых условий эксплуатации ресурс мембранных газоразделительных блоков составляет 15-20 лет непрерывной работы.
Новости отрасли
ЖЕСТЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВНОЙ ТАРЫ
В настоящее время белая жесть производится Магнитогорским металлургическим комбинатом (ОАО «ММК») по ГОСТ 13345 «Жесть. Технические условия». По ГОСТ 13345 показатели для каждой степени твердости имеют колебания в пределах 7 ед. Роквелла. Такая жесть используется для производства сборных сварных банок на скоростях до 250 банок в минуту и для производства крышек типа I. Тем не менее при переработке указанной жести на современном жестяно-баночном оборудовании (линиях по производству сварных жестяных банок производительностью 400-1200 банок в минуту) ее применение весьма ограниченно. Это связано с тем, что резко возрастают потери времени на наладку оборудования и повышается брак продукции (замятие бланков) за счет большого разброса степени твердости
жести в пределах партии. Для производства тары на современном оборудовании необходима жесть с меньшим допуском по твердости, чем указано в ГОСТ. Это было отмечено в совместной научно-исследовательской работе ФГУП «ЦНИИчермет» им. И.П. Бардина и ГНУ ВНИИКОП.
ОАО «ММК» разработал технологию производства и научно-техническую документацию (ТС 14-101-650-2007) на новый вид жести степени твердости В с допуском по твердости в пределах 62 +/- 2 ед. Роквелла, а также изготовило опытные партии белой жести толщиной 0,20 и 0,22 мм. Предстояло определить, достаточен ли допуск по твердости в пределах 5 ед. Роквелла для качественного производства сварных банок и средств укупорки консервов на современном оборудовании.
Переработка опытно-промышленной партии жести происходила на УПП ВОС
(г. Вязьма, Смоленская обл.) «ЖЕСТЬ УПАК» (Чехов, Московская обл.).
Исследования показали, что в результате применения такой жести снижается процент потерь жести (на 13-15 %) по сравнению с рядовыми поставками жести производства ММК при порезке, штамповке донышек и крышек, сварке корпусов.
На основании исследований подготовлены и утверждены «Рекомендации по применению белой жести электролитического лужения непрерывного отжига степени твердости В, изготовленной по ТС 14-101-650-2007 Магнитогорским металлургическим комбинатом для производства сборной консервной тары».
Подготовленные рекомендации распространяются на предприятия, изготовляющие сварные корпуса, донышки и крышки на оборудовании, аналогичном оборудованию фирм «Блема», «Судроник», «Чеволани».
