Avec l'amélioration continue de l'automatisation et de la technologie d'emballage dans l'industrie alimentaire, l'azote est de plus en plus utilisé dans la transformation, le stockage, le transport et l'emballage des aliments.Surtout dans les industries comme les noix., les aliments soufflés, les produits laitiers, le café, le thé, les produits à base de viande, les produits aquatiques et les aliments congelés, les générateurs d'azote alimentaire sont devenus l'un des équipements auxiliaires de base.
Générateur d'azote alimentaire
Le besoin d'azote de l'industrie alimentaire découle essentiellement de sa capacité à "isoler l'oxygène".
L' oxygène provoquera:
- Oxydation et détérioration des aliments
- Rancidité des huiles
- Changements de couleur
- Réproduction microbienne
- Perte de l'arôme
- Durée de conservation réduite
Les méthodes traditionnelles d'approvisionnement en azote liquide souffrent de coûts de transport élevés, d'une maintenance complexe des réservoirs et de risques de sécurité élevés.De plus en plus d'entreprises commencent à adopter des systèmes de production d'azote sur place.
Parmi les problèmes courants dans l'industrie alimentaire actuelle, on peut citer:
1La pureté de l'azote est instable.
De nombreuses entreprises alimentaires ont constaté dans la production réelle que:
- La teneur en oxygène a dépassé la norme après emballage
- Fluctuation de la pureté de l'azote
- Faible effet de conservation
- Humidité du produit
La cause profonde provient généralement de:
- La conception du générateur d'azote est déraisonnable.
- Compresseur d'air avec une teneur excessive en huile et en eau
- tamis moléculaire au carbonevieillissement
- Fuite dans le pipeline
- Insuffisantecapacité du réservoir tampon
2Consommation excessive d'énergie
L'industrie alimentaire fonctionne souvent 24 heures sur 24.
si:
- Faible efficacitésystèmes d'air comprimé
- Non-conformité du compresseur d'air
- Les déchets d'azote sont graves.
Cela entraînera une augmentation significative de la consommation d'énergie par tonne de produit.
3- Des exigences strictes en matière de sécurité alimentaire
L'azote alimentaire n'est pas simplement "contenant de l'azote".
Il s'agit également:
- la propreté
- Ne contenant pas d'huile
- Aseptique
- Contrôle du point de rosée
- Matériau des tuyaux
- Sécurité au contact des aliments
Beaucoup de systèmes industriels de production d'azote ne conviennent pas à l'industrie alimentaire.
4La machine d'emballage est incompatible avec le système de production d'azote.
Dans des situations réelles, les phénomènes suivants se produisent souvent:
- Flux d'azote insuffisant
- Fluctuations importantes de la consommation instantanée de gaz lors de l'emballage
- La pression diminue lorsque plusieurs machines d'emballage travaillent simultanément
Cela conduit à une qualité de l'emballage instable.
Qu'est-ce qu'un générateur d'azote de qualité alimentaire?
Un générateur d'azote alimentaire est un dispositif de production d'azote sur site utilisé dans l'industrie de la transformation et de l'emballage des aliments.
Sa fonction principale est de:
L'azote est séparé de l'air et produit continuellement de l'azote de haute pureté qui répond aux exigences de l'industrie alimentaire.
La technologie dominante actuelle est la suivante:
- Production d'azote d'adsorption par oscillation de pression PSA
- Séparation par membrane pour la production d'azote
Le générateur d'azote alimentaire PSA est le plus utilisé dans l'industrie alimentaire.
Les générateurs d'azote destinés à la transformation alimentaire sont généralement utilisés pour:
- nourritureemballage
- Conservation des aliments
- Protection des réservoirs de stockage des aliments
- Antioxydant de l'huile de cuisson
- Protéger par transport de poudre
- Conservation de l'arôme du café
- Produits laitiers pour prévenir la détérioration
Principe de fonctionnement du générateur d'azote alimentaire
Principe de production d'azote par adsorption à bascule de pression PSA
La plupart des générateurs d'azote alimentaire utilisent la technologie PSA (Pressure Swing Adsorption).
Le principe de base est le suivant:
Séparation de l'airest obtenue en utilisant les différentes vitesses de diffusion de l'oxygène et de l'azote à travers des tamis moléculaires de carbone.
Principales composantes de l'air:
- Azot: environ 78%
- Contenu en oxygène: environ 21%
- Les autres gaz représentent environ 1%.
Après que l'air comprimé entrela tour d'adsorption:
Les tamis moléculaires de carbone adsorbent de préférence les impuretés telles que l'oxygène, l'humidité et le dioxyde de carbone.
Le gaz d'azote est ensuite passé à travers le tamis moléculaire et produit.
Lorsque l'adsorption du tamis moléculaire est saturée:
Le système dépresse et se régénère rapidement.
Les deux tours alternent dans un cycle pour obtenir un approvisionnement en azote continu.
Processus de base de la production d'azote PSA
Étape d'adsorption sous pression
L'air comprimé pénètre dans la tour d'adsorption.
L'oxygène est adsorbé:
- Production d'azote
- La pureté de l'azote augmente progressivement
phase de péréquation
L'équilibre de pression est atteint entre les deux tours.
Réduire les pertes d'air comprimé.
Étape de régénération de la réduction de pression
La tour d'adsorption a été dépressurisée rapidement.
L'oxygène est libéré par le tamis moléculaire.
Étape de purge et de régénération
Retour partiel de l'azote.
Restaurer la capacité d'adsorption des tamis moléculaires.
Composition du système de générateur d'azote alimentaire
système de compresseur d'air
effet:
Fournit un approvisionnement stable en air comprimé.
L'industrie alimentaire exige généralement:
- Air sans huile
- Pression stable
- Opération continue.
Configurations communes:
- un compresseur d'air à vis
- compresseur d'air sans huile
- Compresseur d'air à fréquence variable
Sécheuse réfrigérée ou sécheuse à séchage
effet:
Éliminez l'humidité de l'air.
Si la teneur en humidité de l'air comprimé est trop élevée:
Il en résultera:
- Empoisonnement par tamis moléculaire
- Purification de l'azote diminuée
- Défaillance de la vanne
Exigences communes dans l'industrie alimentaire:
- Points de rosée sous pression ≤ -40°C
- Scénarios haut de gamme ≤ -60°C
Système de filtration de précision
Il comprend généralement:
- Préfiltre
- Filtre de dégagement d'huile
- Filtre au charbon actif
Fonction principale:
- Retirer le brouillard d'huile
- Retirer les particules
- Élimine l' odeur
Générateur d'azote PSA
Le matériel de base.
Principalement composé de:
- Tour d'adsorption
- tamis moléculaire au carbone
- soupape pneumatique
- Système de commande PLC
la composition.
réservoir tampon d'azote
effet:
- Régulateur de tension
- Fluctuations du débit tampon
- Maintenir la stabilité de l'emballage
Les machines d'emballage alimentaire ont généralement un débit instantané élevé.
Par conséquent, le réservoir tampon est très critique.
Détecteur de pureté de l'azote
Pour la détection en temps réel:
- Contenu en oxygène
- Pureté de l'azote
Certains systèmes prennent en charge:
- Alarme en ligne
- Écoulement automatique
- Surveillance à distance
Diagramme de flux du processus du générateur d'azote
Paramètres techniques de base du générateur d'azote alimentaire
Pureté de l'azote
Générale dans l'industrie alimentaire:
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l'application
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Pureté de l'azote
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|
Emballages alimentaires ordinaires
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95% à 99,5%
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Noix
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99% à 99,9%
|
|
Emballages pour le café
|
Plus de 99,9%
|
|
produits laitiers
|
99.99%
|
|
produits pharmaceutiques et alimentaires
|
99999%
|
Débit d'azote
Région commune:
- 5Nm3/h
- 10Nm3/h
- 50 Nm3/h
- 100 Nm3/h
- 500 Nm3/h
Les grandes usines alimentaires peuvent atteindre:
Plus de 1000 Nm3/h.
Pression à l'exportation
généralement:
Quelques scénarios de haute tension:
Un système de rappel est nécessaire.
Point de rosée
Exigences générales dans l'industrie alimentaire:
-40°C ou moins.
Exigences relatives aux emballages haut de gamme:
-60°C ou moins.
Contenu en oxygène
L'industrie alimentaire se concentre souvent sur:
Contenu résiduel d'oxygène dans l'emballage.
Exigences communes:
- Jusqu'à 2%
- Jusqu'à 1%
- ≤ 0,5%
Scénarios d'application du générateur d'azote alimentaire
Emballages alimentaires remplis d'azote
L'application la plus commune.
sont les suivants:
- les chips de pommes de terre
- noix
- biscuits
- pâtisserie
- nourriture rapide
Le rôle de l'azote:
- Antioxydant
- Prévenir le broyage
- Prolonger la durée de conservation
l'industrie du café
Le café s'oxyde très facilement.
L'azote peut:
- Prévenir l'évaporation de l'arôme
- Étendre la stabilité de la saveur
Beaucoup de cafetières spécialisées:
Une pureté d'azote égale ou supérieure à 99,9% est requise.
Industrie des huiles comestibles
L'étanchéité à l'azote peut réduire:
- Oxydation des huiles
- Valeur acideaugmentations
Généralement utilisés dans:
- Protection des réservoirs
- Protection de remplissage
Industrie des produits carnés
L'azote peut:
- Inhibant la croissance bactérienne
- Maintenir la stabilité des couleurs
Généralement utilisés dans:
- Le jambon
- Délicatesse
- viande réfrigérée
l'industrie laitière
Utilisé pour:
- Emballages de lait en poudre
- Accouchement aseptique
- Protection des réservoirs
Il faut être très propre.
Industrie du thé et des médicaments chinois
Les feuilles de thé sont très sensibles à l'absorption et à l'oxydation de l'humidité.
Les générateurs d'azote destinés à la transformation des denrées alimentaires peuvent:
- Préserver l'arôme
- Prolonger le temps de stockage
Étude de cas de l'industrie des générateurs d'azote dans la transformation alimentaire
Cas 1: ligne de production d'emballages de noix
Une usine de noix:
À l'origine, on utilisait de l'azote embouteillé.
Il existe:
- Changement fréquent du flacon
- L'azote est cher.
- L'approvisionnement en gaz instable
Après le passage à un système de production d'azote alimentaire PSA:
- Les coûts de l'azote ont diminué d'environ 50%.
- La teneur en oxygène de l'emballage reste stable sous 1%.
- Durée de conservation prolongée d' environ 30%.
Étude de cas 2: entreprise de torréfaction de café
Une cafetière spécialisée:
La pureté de l'azote requise est de 99,9%.
Configuration du système:
- compresseur d'air sans huile
- Sécheuse à adsorption
- Générateur d'azote PSA de haute pureté
réaliser:
- L'arôme du café reste stable.
- Amélioration de la consistance des emballages
Problèmes courants avec les générateurs d'azote alimentaire
Pourquoi la pureté des générateurs d'azote utilisés dans la transformation des denrées alimentaires diminue-t-elle?
Causes fréquentes:
Compresseur d'air à huile
Une fois que l'huile est entrée dans le tamis moléculaire:
Il provoquera une pollution permanente.
Défaillance du système de séchage
Haute teneur en humidité de l'air:
La performance d'adsorption des tamis moléculaires diminue.
Vieillissement par tamis moléculaire
Durée de vie normale:
Environ 5 à 8 ans.
défaut de soupape pneumatique
Commutation prématurée:
Cela peut provoquer une fuite de gaz.
La consommation de gaz a dépassé la valeur de conception
Le débit instantané de la machine d'emballage est trop élevé:
Cela conduit à des fluctuations de pureté.
Comment choisir un générateur d'azote pour la transformation alimentaire
Sélection basée sur la pureté de l'azote
Plus la pureté est élevée:
- Plus la production d'azote est faible
- Plus la consommation d'énergie est élevée
Par conséquent, il ne faut pas poursuivre aveuglément une pureté élevée.
Choisir en fonction de la vitesse d'emballage
La vitesse de la machine à emballer détermine:
Consommation instantanée de gaz.
Les calculs doivent être effectués:
- Trafic de pointe
- Débit moyen
Choisissez selon le type d'aliment
Différents aliments:
Les exigences relatives aux niveaux d'oxygène résiduel diffèrent.
Par exemple:
- Les chips de pommes de terre: 95% à 99%
- Le café: 99,9%
- Lait en poudre: 99,99%
Sélection basée sur la méthode de production
Entreprises de fabrication continue:
Une suggestion:
- Récupération à deux machines
- Commutation automatique
- Surveillance à distance
Analyse de la consommation d'énergie du générateur d'azote alimentaire
Dans les systèmes de production d'azote alimentaire:
La source d'énergie la plus importante n'est pas le générateur d'azote.
Au lieu de cela:
Compresseur d'air.
généralement:
La consommation d'énergie de l'air comprimé représente plus de 80% de l'ensemble du système.
Facteurs affectant la consommation d'énergie
Pureté de l'azote
Plus la pureté est élevée:
Plus la consommation d'air est élevée.
Efficacité du compresseur d'air
Compresseurs d'air inefficaces:
Cela augmentera considérablement les coûts d'exploitation.
Taux de fuite
Beaucoup d'usines:
La fuite des pipelines dépasse 20%.
Réglage de la pression
Stress excessif:
Cela augmentera la consommation de compression.
Mesures d'économie d'énergie
Utiliser un compresseur d'air à fréquence variable
Réduire la consommation d'énergie sous charge partielle.
Optimiser la conception des pipelines
Réduisez la chute de pression.
Ajouter le réservoir de stockage de gaz
Réduisez la fréquence de chargement.
Vérification régulière des fuites
Réduire les déchets d'azote.
Maintenance du générateur d'azote alimentaire
Inspection de routine
sont les suivants:
- la pression
- débit
- la pureté
- Point de rosée
Remplacer régulièrement le filtre
Un filtre bouché peut provoquer:
- Une baisse de pression accrue
- Augmentation de la consommation d'énergie
Ventilateurs de contrôle
Les soupapes pneumatiques sont des composants de fonctionnement à haute fréquence.
Il s'use facilement.
Vérifiez l' état du tamis moléculaire.
si:
- La pureté diminue sur une longue période
- Augmentation de la consommation d'air
Le tamis moléculaire devra peut-être être remplacé.
Maintenance du système de drainage
Écoulement automatiquedéfaut de fonctionnement
Cela entraînera une grande quantité d'eau à pénétrer dans le système.
Norme de l'industrie des générateurs d'azote alimentaire
L'industrie alimentaire a des exigences élevées pour les systèmes d'azote.
Il s' agit généralement:
Normes en matière de sécurité alimentaire
Par exemple:
- HACCP
- Pratique générale de la santé
- La FDAexigences relatives au contact avec les aliments
Normes d'air comprimé
Références fréquentes:
Norme ISO 8573 relative à la qualité de l'air comprimé.
Principaux domaines de contrôle:
- teneur en huile
- Contenu en humidité
- Taille des particules
Spécifications des récipients sous pression
Les réservoirs de stockage de gaz et les récipients sous pression:
Il doit être conforme aux réglementations de sécurité applicables.
Évolution du marché des générateurs d'azote alimentaire
Haute pureté
Les exigences en matière de conservation des denrées alimentaires augmentant:
La demande augmente progressivement à un rythme supérieur à 99,99%.
Il est intelligent.
Les systèmes futurs adopteront davantage des éléments suivants:
- Contrôle intelligent par PLC
- Surveillance à distance
- L'IdO
- L'IA prédit la maintenance
Économies d'énergie
Réduire la consommation d'énergie de l'air comprimé:
Elle est devenue un élément clé de l'industrie.
Modulaire
De plus en plus d'entreprises adoptent:
autres appareils à rouleauxsystème intégré.
pratique:
- Installation rapide
- Élargissement et amélioration
Ne contenant pas d'huile
L'industrie alimentaire élimine progressivement les compresseurs d'air à injection d'huile conventionnels.
La demande de systèmes d'aération sans huile augmente rapidement.
Destinations technologiques futures pour les générateurs d'azote alimentaire
Le développement futur de la technologie de production d'azote pour les denrées alimentaires sera axé sur:
- Filtres moléculaires à faible consommation d'énergie au carbone
- Contrôle du débit d'air à haut rendement
- Réglage intelligent de la pureté à l'aide d'IA
- Diagnostic de défaut à distance
- Traitement de l'air à point de rosée ultra-faible
- Système d'approvisionnement en gaz intelligent intégré
en même temps:
L'industrie alimentaire pour:
- Purification
- l'automatisation
- la stabilité
- Sécurité alimentaire
Les exigences seront de plus en plus élevées.
Les générateurs d'azote destinés à la transformation des denrées alimentaires sont progressivement passés de l'équipement auxiliaire traditionnel à un système de base important dans l'industrie alimentaire moderne.
Pour les entreprises alimentaires:
Un système d'approvisionnement en azote stable, sûr et à faible consommation d'énergie est non seulement lié à l'effet de conservation des aliments, mais affecte également directement:
- Qualité du produit
- Efficacité de la production
- Coûts de l'énergie
- Sécurité alimentaire
- Compétitivité des entreprises
À l'avenir, avec l'amélioration de l'emballage alimentaire et le développement de la fabrication intelligente, les générateurs d'azote alimentaire seront utilisés dans:
- Conservation des aliments
- Emballage aseptique
- Une usine intelligente
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