Глобальная цепочка поставок пищевой продукции направлена на сохранение целостности продуктов питания с момента их изготовления до попадания к потребителю. Пищевые продукты могут подвергаться структурным повреждениям, существует значительный риск порчи продуктов в результате окисления и размножения микроорганизмов. Производителям продуктов питания также приходится защищаться от ущерба, наносимого репутации их бренда, и воздействия на окружающую среду пищевых отходов, вызванных этими неконтролируемыми процессами. Риски в вышеупомянутых областях привели к использованию азота (N₂) в стратегиях сохранения продуктов питания. Азот - это упаковочный газ, составляющий около 78% атмосферы Земли. В этой статье мы рассмотрим использование азота в переработке и консервировании продуктов питания, а также его важную роль в упаковке продуктов.

Что такое азот?

Газообразный азот - один из многих газов, составляющих нашу атмосферу. Он бесцветен, не имеет запаха и вкуса, что, в общем, означает его неактивность. Успех азота в упаковке продуктов питания объясняется тем, что он не вводит в пищу новые ингредиенты, а устраняет присутствие кислорода (O₂). Хотя кислород необходим для жизни человека, он запускает процессы, приводящие к порче продуктов. Он создает основу для роста аэробных бактерий, запускает окислительные реакции и разрушает такие компоненты пищи, как масла, жиры и другие ароматические соединения.

Азот - это природный, богатый и экономически эффективный ресурс. В отличие от химических консервантов, которые изменяют статус "чистой этикетки" продукта, азот действует как механический "внутренний защитник". Азот используется в самых разных условиях - от больших силосов до пакетов для разовой порции. Он удаляет кислород и сохраняет состояние пустоты, что биологически замораживает пищевой продукт. Азот также является безопасной пищевой поверхностью и не взаимодействует с продуктами, сохраняя высокое качество и срок хранения продуктов без искусственных добавок.

Основные функции азота в современном производстве продуктов питания

В пищевой промышленности азот используется для контроля атмосферы, чтобы обеспечить безопасность и сохранить качество продуктов питания. Манипулируя количеством газообразного азота, окружающего продукт, производитель может контролировать скорость и степень распада, а также физическую стабильность упаковки.

Почему азот необходим для обеспечения безопасности пищевых продуктов

• Антиоксидация (предотвращение прогоркания): Окислительное разрушение липидов - основная угроза для таких продуктов питания, как орехи, закуски и молочные порошки, содержащие масла и жиры. Это происходит под воздействием кислорода, который, вступая в реакцию с используемыми липидами, образует перекиси, приводящие к появлению неприятного запаха и привкуса (прогорклости). При использовании азотной системы упаковки для вытеснения атмосферного кислорода путь к окислению перекрывается, и питательные свойства и вкус продукта сохраняются в течение длительного периода времени.
• Ингибирование аэробных микроорганизмов: Большинство плесеней и бактерий, вызывающих порчу, являются аэробными и нуждаются в кислороде для выживания и размножения. Среда для этих микробов становится враждебной благодаря азоту в пищевых продуктах, который снижает уровень остаточного кислорода (RO) до менее чем 1-2%. Этот метод консервирования не требует применения химических антимикробных препаратов и соответствует стандартам надлежащей производственной практики для общественного здравоохранения.
• Структурная целостность и физическая защита: В гибкой упаковке азот выполняет двойную функцию. Помимо химических преимуществ, он действует как "газовая подушка". Создавая внутреннее положительное давление (эффект "подушки"), азот сжимает и защищает хрупкие продукты, такие как картофельные чипсы, крекеры и сухофрукты, от механических повреждений при укладке на поддоны, транспортировке и розничной торговле. Это гарантирует, что потребитель получит продукт в целости и сохранности, а не в виде мусора.

Обзор областей применения азота в промышленности

В таблице ниже представлены различные области использования азота в промышленном пищевом цикле:

Пищевая промышленность: Передовые тенденции в области инфузии азота

Применение азота вышло за рамки простого консервирования и привело к инновациям в продуктах. Последние тенденции в области переработки используют азот для положительного влияния на сенсорные свойства продуктов питания и напитков.

Использование азота в производстве напитков становится все более распространенным. Примеры включают Наполненный азотом кофе холодной заварки (так называемый нитро) и некоторые сорта пива. По сравнению с углекислым газом (CO₂), азот меньше растворяется в воде и не вызывает такого резкого ощущения на языке. В то время как CO₂ создает агрессивную карбонизацию, азот создает более мелкие пузырьки, которые смягчают напиток и придают ему более кремовую и бархатистую текстуру. В кофе использование азота помогает снизить горечь и кислотность кофе, а также сохранить кофейные масла, что позволяет дольше сохранять свежесть напитка.

Вторая тенденция - криогенная заморозка или измельчение. При измельчении черного перца, корицы или семян льна традиционными методами под воздействием тепла теряются некоторые эфирные масла, придающие специям вкус и аромат. При использовании жидкого азота в процессе измельчения масла сохраняются, а конечный продукт получается более мощным и качественным.

Сохранение продуктов питания: Обеспечение безопасности и чистоты при хранении сыпучих продуктов

Крупномасштабный процесс производства продуктов питания предполагает бережное и безопасное обращение с большими объемами сырья. Безопасность и целостность системы сыпучих материалов сохраняется благодаря использованию азота.

Хранение в контролируемой атмосфере (CA): Азот применяется при хранении свежих продуктов, таких как фрукты и овощи, для продления срока хранения. Благодаря увеличению количества азота и уменьшению количества кислорода дыхание продуктов эффективно "спячивается". Это позволяет хранить такие продукты, как яблоки и груши, в течение нескольких месяцев, сохраняя их хрусткость и питательные качества. Это значительно отдаляет сбор урожая от его доступности на рынке.

Предотвращение взрыва пыли: Пищевая промышленность уделяет большое внимание безопасности при использовании порошкообразных продуктов, таких как мука, сахар и какао, из-за возможности взрыва пыли. Органическая пыль может стать очень легковоспламеняющейся и взрывоопасной, если ее взвесить в воздухе и смешать с необходимым количеством кислорода. При использовании азотной атмосферы в системах пневмотранспорта транспортирующим газом является азот, а не сжатый воздух. Это создает инертную среду и устраняет часть окислителя в треугольнике огня, тем самым снижая риск статического электричества, искр или взрывов от трения, что обеспечивает безопасность объекта и персонала.

Упаковка пищевых продуктов: Технологии азотной упаковки и выбор оборудования

Производитель стремится максимально продлить срок хранения пищевых продуктов, поэтому выбор наиболее эффективных способов их упаковки приобретает решающее значение. Это зависит от чувствительности упаковки, типа контейнера и желаемого уровня остаточного кислорода.

Основные технологии для промывки азотом упаковки

Технология промышленной азотной упаковки обычно принимает одну из двух механических форм:

• Непрерывная промывка азотом (герметизация потока): Этот тип упаковки обычно используется в машинах с вертикальной или горизонтальной формой запечатывания (VFFS/HFFS). По мере заполнения пакетов продуктом в них непрерывно подается азот для замещения кислорода перед тем, как термозапаивающие планки закроют пленку. Этот процесс очень быстрый и идеально подходит для высокоскоростной упаковки снеков и различных продуктов питания.
• Вакуум Заправка газом (перед эвакуацией): Эта техника используется для высокоточной герметизации вакуумных банок или лотков. Сначала машина создает вакуум, чтобы удалить большую часть воздуха в контейнере, в том числе в порах продукта. Затем в контейнер снова подается азот, и машина запечатывает контейнер. Этот метод позволяет достичь более низкого уровня остаточного кислорода, чем непрерывная промывка, и является стандартом для более чувствительных продуктов, таких как детские смеси или мясные продукты, в которых может присутствовать влага.

Лучшие виды продуктов питания для упаковки в модифицированной атмосфере (MAP)

Чтобы обеспечить полное понимание технических требований к различным категориям продуктов, в следующей таблице приведены общие типы продуктов питания с указанием конкретных рисков их деградации и стратегической роли азота в снижении этих рисков. Эта матрица служит инструментом принятия решений для определения подходящей технологии герметизации и уровня точности газа.

Сравнение промывки азотом с альтернативными методами

В контексте контроля атмосферы производители должны оценивать механическое вытеснение газа по сравнению с химическими добавками.

• Азот против чистого Вакуум: Хотя вакуумная упаковка "высасывает" кислород, она также разрушает упаковку. Для хрупких продуктов это нежелательно. Азот сохраняет форму упаковки, обеспечивая низкое содержание кислорода, как и вакуум.
• Азот против кислорода: Пакеты с поглотителем кислорода - это постоянные эксплуатационные расходы. Установка для промывки азотом - это единовременные капитальные затраты, более низкие эксплуатационные расходы, и она больше подходит для высокоскоростной автоматизации, чем установка для удаления кислорода.

Критерии выбора высокопроизводительного упаковочного оборудования

Технические эксперты анализируют оборудование для герметизации азота по трем основным показателям, которые напрямую влияют на окупаемость инвестиций (ROI):

1. Эффективность использования газа: В высококачественных машинах используются прецизионные электромагнитные клапаны и датчики расхода газа. Неэффективные машины тратят значительное количество азота во время цикла промывки. Машина, способная достичь уровня RO <1% при минимальном потреблении газа, значительно снижает эксплуатационные расходы на пополнение азотного бака.
2. Уплотнение Последовательность и целостность: Уплотнение - это то, что делает атмосферу инертной. Лучшие системы могут полностью герметизировать камеры при разных температурах, а затем прикладывать давление и выдержку для герметизации. Если в уплотнении есть микроутечки, то азот будет выходить, а кислород поступать, делая процесс бессмысленным.
3. Газ Источник и танковая интеграция: Оборудование должно обеспечивать надежную интеграцию с газовыми баллонами или емкостями для сыпучих материалов. Это должно включать регуляторы давления и системы контроля, которые сигнализируют оператору о низком давлении газа, чтобы не допустить выпуска непромытых упаковок с производственной линии.

Выбор правильного партнера по герметизации азотом для достижения успеха

Встраивание азота в пищевую упаковку - сложная инженерная задача. Это нечто большее, чем просто использование одной запаечной машины. Она требует понимания того, как взаимодействуют источник газа, регулировка давления и механический уплотнительный элемент. С этой точки зрения партнерство с производителями оборудования является хорошей отправной точкой. Производитель должен понимать специфические требования продукта - будь то хрупкая закуска, требующая бережного промывания, или консервированный порошок, требующий глубокого вакуума при заполнении газом.

На сайте ЛевапакМы посвятили более 14 лет освоению этого баланса. С момента нашего основания в 2008 году мы превратились в ведущего производителя, специализирующегося на индивидуальной упаковочное оборудование-особенно в области консервной упаковки, что позволяет преодолеть разрыв между лабораторной свежестью и высокоскоростным промышленным производством.

Мы понимаем, что срок годности вашего продукта зависит от невидимых деталей, поэтому наши машины Используют высокоточную вакуумную камеру для снижения остаточного кислорода ниже 3% - стандарт сохранности, с которым не может сравниться простое использование азотной промывки. Чтобы гарантировать, что эта точность выдержит суровые условия вашего производства, мы изготавливаем каждую машину из пищевой нержавеющей стали #304/#316 и компонентов ПЛК мирового класса, гарантирующих надежную работу при температуре 0-45°C в соответствии со строгими стандартами CE и ISO9001. Независимо от того, требуется ли вам гибкое решение для ремесленных партий или высокоскоростная автоматизированная линия для больших объемов, наша команда разработчиков предлагает индивидуальные решения, ориентированные на окупаемость инвестиций.

Зачем рисковать свежестью? Сотрудничайте с экспертами, которые ставят во главу угла вашу прибыль. Давайте обсудим вашу производственную линию уже сегодня.