مع التحديث المستمر لتكنولوجيا الأتمتة والتعبئة والتغليف في صناعة المواد الغذائية، يتم استخدام النيتروجين على نطاق واسع في تجهيز الأغذية والتخزين والنقل والتعبئة والتغليف. خاصة في صناعات مثل المكسرات والأطعمة المنتفخة ومنتجات الألبان والقهوة والشاي ومنتجات اللحوم والمنتجات المائية والأطعمة المجمدة، أصبحت مولدات النيتروجين الغذائي واحدة من المعدات المساعدة الأساسية.
مولد النيتروجين الغذائي
تنبع حاجة صناعة الأغذية إلى النيتروجين بشكل أساسي من قدرته على "عزل الأكسجين".
الأكسجين سوف يسبب:
تعاني طرق إمداد النيتروجين السائل التقليدية من ارتفاع تكاليف النقل والصيانة المعقدة للخزانات ومخاطر السلامة العالية. ونتيجة لذلك، بدأت المزيد والمزيد من الشركات في اعتماد أنظمة توليد النيتروجين في الموقع.
تشمل نقاط الألم الشائعة في صناعة الأغذية الحالية ما يلي:
1. نقاء النيتروجين غير مستقر.
لقد وجدت العديد من شركات الأغذية في الإنتاج الفعلي ما يلي:
السبب الجذري يأتي عادة من:
2. الاستهلاك المفرط للطاقة
تعمل صناعة المواد الغذائية غالبًا على مدار 24 ساعة يوميًا.
لو:
سيؤدي ذلك إلى زيادة كبيرة في استهلاك الطاقة لكل طن من المنتج.
3. متطلبات سلامة الأغذية الصارمة
النيتروجين الغذائي ليس مجرد "يحتوي على النيتروجين".
تشارك أيضا:
العديد من أنظمة توليد النيتروجين الصناعية الشائعة ليست مناسبة لصناعة الأغذية.
4. آلة التعبئة والتغليف غير متوافقة مع نظام توليد النيتروجين.
في المواقف الفعلية، غالبًا ما يحدث ما يلي:
وهذا يؤدي إلى جودة التعبئة والتغليف غير المستقرة.
ما هو مولد النيتروجين الغذاء الصف؟
مولد النيتروجين الغذائي هو جهاز توليد النيتروجين في الموقع المستخدم في صناعة تجهيز الأغذية والتغليف.
وظيفتها الأساسية هي:
يتم فصل النيتروجين عن الهواء وينتج بشكل مستمر نيتروجين عالي النقاء يلبي متطلبات صناعة المواد الغذائية.
التكنولوجيا السائدة الحالية هي:
مولد النيتروجين الغذائي PSA هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية.
تستخدم مولدات النيتروجين لتجهيز الأغذية عادة من أجل:
مبدأ عمل مولد النيتروجين الغذائي
مبدأ توليد النيتروجين لامتصاص الضغط المتأرجح PSA
تستخدم معظم مولدات النيتروجين الغذائي تقنية PSA (امتصاص الضغط المتأرجح).
المبدأ الأساسي هو:
فصل الهواءيتم تحقيق ذلك من خلال استخدام معدلات الانتشار المختلفة للأكسجين والنيتروجين من خلال المناخل الجزيئية الكربونية.
المكونات الرئيسية للهواء:
بعد دخول الهواء المضغوطبرج الامتزاز:
تعمل المناخل الجزيئية الكربونية على امتصاص الشوائب مثل الأكسجين والرطوبة وثاني أكسيد الكربون بشكل تفضيلي.
ثم يتم تمرير غاز النيتروجين من خلال المنخل الجزيئي والإخراج.
عندما يكون امتزاز المنخل الجزيئي مشبعًا:
النظام يخفض الضغط ويتجدد بسرعة.
يتناوب البرجان في دورة لتحقيق إمدادات مستمرة من النيتروجين.
العملية الأساسية لإنتاج النيتروجين PSA
مرحلة امتصاص الضغط
يدخل الهواء المضغوط إلى برج الامتزاز.
يتم امتصاص الأكسجين:
مرحلة المعادلة
يتم تحقيق توازن الضغط بين البرجين.
تقليل فقدان الهواء المضغوط.
مرحلة تجديد خفض الضغط
تم خفض ضغط برج الامتزاز بسرعة.
يتم إطلاق الأكسجين من المنخل الجزيئي.
مرحلة التطهير والتجديد
الارتداد الجزئي للنيتروجين.
مزيد من استعادة قدرة الامتزاز للمناخل الجزيئية.
تكوين نظام مولد النيتروجين الغذائي
نظام ضاغط الهواء
تأثير:
يوفر إمدادات مستقرة من الهواء المضغوط.
تتطلب صناعة المواد الغذائية عادة ما يلي:
التكوينات المشتركة:
مجفف مبرد أو مجفف مجفف
تأثير:
إزالة الرطوبة من الهواء.
إذا كان الهواء المضغوط يحتوي على نسبة رطوبة عالية جدًا:
سيؤدي هذا إلى:
المتطلبات العامة في صناعة المواد الغذائية:
نظام الترشيح الدقيق
يتضمن عادة:
الوظيفة الرئيسية:
مولد النيتروجين PSA
المعدات الأساسية.
تتكون بشكل رئيسي من:
تعبير.
خزان النيتروجين العازل
تأثير:
عادةً ما تتطلب آلات تغليف المواد الغذائية متطلبات معدل تدفق فوري مرتفع.
ولذلك، فإن الخزان العازل أمر بالغ الأهمية.
كاشف نقاء النيتروجين
للكشف في الوقت الحقيقي:
تدعم بعض الأنظمة:
مخطط تدفق عملية مولد النيتروجين
المعلمات التقنية الأساسية لمولد النيتروجين الغذائي
نقاء النيتروجين
شائع في صناعة المواد الغذائية:
|
طلب |
نقاء النيتروجين |
|
تغليف المواد الغذائية العادية |
95%~99.5% |
|
المكسرات |
99%~99.9% |
|
تغليف القهوة |
أكثر من 99.9% |
|
منتجات الألبان |
99.99% |
|
الأدوية والمواد الغذائية |
99.999% |
معدل تدفق النيتروجين
النطاق المشترك:
يمكن لمصانع الأغذية واسعة النطاق أن تصل إلى:
أعلى من 1000 نيوتن متر مكعب/ساعة.
ضغط التصدير
عمومًا:
بعض سيناريوهات الجهد العالي:
مطلوب نظام معزز.
نقطة الندى
المتطلبات العامة في الصناعات الغذائية:
-40 درجة مئوية أو أقل.
متطلبات التعبئة والتغليف الراقية:
-60 درجة مئوية أو أقل.
محتوى الأكسجين
تركز صناعة المواد الغذائية غالبًا على:
محتوى الأكسجين المتبقي في العبوة.
المتطلبات المشتركة:
سيناريوهات تطبيق مولد النيتروجين الغذائي
تغليف المواد الغذائية المملوءة بالنيتروجين
التطبيق الأكثر نموذجية.
يشمل:
دور النيتروجين:
صناعة القهوة
تتأكسد القهوة بسهولة شديدة.
يمكن للنيتروجين:
العديد من شركات القهوة المتخصصة:
مطلوب نقاء النيتروجين بنسبة 99.9٪ أو أعلى.
صناعة زيت الطعام
يمكن أن يقلل ختم النيتروجين من:
يشيع استخدامها في:
صناعة منتجات اللحوم
يمكن للنيتروجين:
يشيع استخدامها في:
صناعة الألبان
تستخدم ل:
يتطلب نظافة عالية للغاية.
صناعة الشاي والمواد الطبية الصينية
أوراق الشاي شديدة الحساسية لامتصاص الرطوبة والأكسدة.
يمكن لمولدات النيتروجين لتجهيز الأغذية:
دراسة حالة لصناعة مولدات النيتروجين في تصنيع الأغذية
الحالة 1: خط إنتاج تعبئة الجوز
مصنع الجوز:
في الأصل، تم استخدام النيتروجين المعبأ في زجاجات.
يخرج:
بعد التحول إلى نظام توليد النيتروجين الغذائي PSA:
دراسة الحالة الثانية: شركة تحميص القهوة
مصنع القهوة المتخصصة:
متطلبات نقاء النيتروجين هي 99.9%.
تكوين النظام:
ينجز:
المشاكل الشائعة مع مولدات النيتروجين الغذائي
لماذا تنخفض درجة نقاء مولدات النيتروجين المستخدمة في تصنيع الأغذية؟
الأسباب الشائعة:
ضاغط الهواء المحتوي على الزيت
بعد دخول الزيت إلى المنخل الجزيئي:
وسوف يسبب التلوث الدائم.
عطل في نظام التجفيف
ارتفاع نسبة رطوبة الهواء:
يتناقص أداء الامتزاز للمناخل الجزيئية.
شيخوخة المنخل الجزيئي
العمر الطبيعي:
من 5 إلى 8 سنوات تقريباً.
عطل صمام هوائي
التبديل في وقت غير مناسب:
هذا يمكن أن يسبب تسرب الغاز.
تجاوز استهلاك الغاز قيمة التصميم
معدل التدفق الفوري لآلة التغليف مرتفع جدًا:
وهذا يؤدي إلى تقلبات في النقاء.
كيفية اختيار مولد النيتروجين لتجهيز الأغذية
اختر على أساس نقاء النيتروجين
كلما زادت الطهارة:
لذلك، لا ينبغي للمرء أن يسعى بشكل أعمى إلى النقاء العالي.
اختر على أساس سرعة التعبئة والتغليف
سرعة ماكينة التغليف تحدد:
استهلاك الغاز لحظية.
يجب إجراء الحسابات:
اختر حسب نوع الطعام
الأطعمة المختلفة:
تختلف متطلبات مستويات الأكسجين المتبقية.
على سبيل المثال:
اختر على أساس طريقة الإنتاج
مؤسسات التصنيع المستمر:
اقتراح:
تحليل استهلاك الطاقة لمولد النيتروجين الغذائي
في أنظمة إنتاج النيتروجين الغذائي:
أكبر مصدر للطاقة ليس مولد النيتروجين.
بدلاً من:
ضاغط الهواء.
عمومًا:
يمثل استهلاك طاقة الهواء المضغوط أكثر من 80% من النظام بأكمله.
العوامل المؤثرة على استهلاك الطاقة
نقاء النيتروجين
كلما زادت الطهارة:
كلما زاد استهلاك الهواء.
كفاءة ضاغط الهواء
ضواغط الهواء غير الفعالة:
سيؤدي هذا إلى زيادة تكاليف التشغيل بشكل كبير.
معدل التسرب
العديد من المصانع:
يتجاوز تسرب خطوط الأنابيب 20٪.
إعداد الضغط
الإجهاد المفرط:
سيزيد من استهلاك الطاقة المضغوطة.
تدابير توفير الطاقة
استخدم ضاغط هواء متغير التردد
تقليل استهلاك الطاقة تحت الحمل الجزئي.
تحسين تصميم خطوط الأنابيب
تقليل هبوط الضغط.
إضافة خزان الغاز
تقليل وتيرة التحميل.
فحوصات تسرب منتظمة
تقليل هدر النيتروجين.
صيانة مولد النيتروجين الغذائي
التفتيش الروتيني
يشمل:
استبدل الفلتر بانتظام
يمكن أن يسبب الفلتر المسدود ما يلي:
فحص الصمامات
الصمامات الهوائية هي مكونات تشغيل عالية التردد.
يلبس بسهولة.
التحقق من حالة المنخل الجزيئي
لو:
قد يلزم استبدال المنخل الجزيئي.
صيانة نظام الصرف الصحي
استنزاف تلقائيعطل:
سيؤدي ذلك إلى دخول كمية كبيرة من الماء إلى النظام.
معيار صناعة مولد النيتروجين الغذائي
صناعة المواد الغذائية لديها متطلبات عالية لأنظمة النيتروجين.
تشارك عادة:
معايير سلامة الغذاء
على سبيل المثال:
معايير الهواء المضغوط
يشار إليها بشكل متكرر:
معيار جودة الهواء المضغوط ISO 8573.
مجالات السيطرة الرئيسية:
مواصفات أوعية الضغط
صهاريج تخزين الغاز وأوعية الضغط:
يجب أن تمتثل للوائح السلامة ذات الصلة.
اتجاه تطوير سوق مولدات النيتروجين الغذائي
درجة نقاء عالية
مع تزايد متطلبات حفظ الأغذية:
الطلب يتزايد تدريجيا بمعدل يزيد عن 99.99٪.
ذكي
ستتبنى الأنظمة المستقبلية المزيد مما يلي:
توفير الطاقة
تقليل استهلاك طاقة الهواء المضغوط:
لقد أصبح التركيز الرئيسي لهذه الصناعة.
وحدات
المزيد والمزيد من الشركات تتبنى:
مثبتة على الانزلاقنظام متكامل.
مريح:
خالي من الزيوت
تعمل صناعة المواد الغذائية على التخلص التدريجي من ضواغط الهواء التقليدية التي تعمل بحقن الزيت.
يتزايد الطلب على أنظمة الهواء الخالية من الزيت بسرعة.
التوجهات التكنولوجية المستقبلية لمولدات النيتروجين الغذائي
سوف يركز التطوير المستقبلي لتكنولوجيا توليد النيتروجين للأغذية على ما يلي:
في نفس الوقت:
صناعة المواد الغذائية ل:
وسوف تصبح المتطلبات أعلى على نحو متزايد.
تطورت مولدات النيتروجين المستخدمة في تصنيع الأغذية تدريجيًا من المعدات المساعدة التقليدية إلى نظام أساسي مهم في صناعة الأغذية الحديثة.
بالنسبة لشركات المواد الغذائية:
لا يرتبط نظام إمداد النيتروجين المستقر والآمن ومنخفض الطاقة بتأثير حفظ الأغذية فحسب، بل يؤثر أيضًا بشكل مباشر على:
في المستقبل، ومع تحديث تغليف المواد الغذائية وتطوير التصنيع الذكي، سيتم استخدام مولدات النيتروجين الغذائي في:
