آلة إنتاج النيتروجين لصناعة المواد الغذائية

أنواع آلات صنع النيتروجين في صناعة الأغذية

النيتروجين غاز عديم اللون والرائحة.

لذلك يلعب النيتروجين دورًا هامًا في تعبئة المواد الغذائية. تشمل بعض فوائد استخدام النيتروجين في تعبئة المواد الغذائية زيادة العمر الافتراضي وتقليل الأكسدة والتلف. نظرًا لهذه المزايا، تحتاج الشركات إلى الاستثمار في آلات توليد النيتروجين.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من آلات صنع النيتروجين:

• مولدات النيتروجين بامتصاص التأرجح الضغطي (PSA)

  يعمل مولد النيتروجين PSA عن طريق فصل النيتروجين من تيار هواء مضغوط. يحتوي هذا المولد على عمودين مملوئين بماسك كربون. عندما يمر الهواء المضغوط عبر الأعمدة، يتم حجز الأكسجين بواسطة ماسك الكربون، بينما يمر النيتروجين ويتجمع. في بعض الأحيان، ينخفض الضغط في الأعمدة. عندما يحدث ذلك، يتم إطلاق الأكسجين الممتص. تُعرف هذه العملية باسم نزع الضغط أو "العمل". بينما يحدث هذا، يكون العمود الذي يحتوي على النيتروجين جاهزًا للدورة. بعبارة أخرى، سيكون جاهزًا لجمع المزيد من النيتروجين. ينتج مولد النيتروجين PSA النيتروجين عند الطلب. تستخدم صناعات الأغذية هذه الآلة لأنها توفر إمدادًا سريعًا بالنيتروجين. ينتج المولد أيضًا نيتروجينًا مناسبًا للطعام، وهو مثالي لصناعات الأغذية.

• مولدات النيتروجين الغشائية

  يعمل مولد النيتروجين الغشائي عن طريق فصل الغازات باستخدام أغشية منفذة انتقائية. ثم ينتج المولد النيتروجين عن طريق تمرير الهواء المضغوط عبر الأغشية. يمر الأكسجين الموجود في الهواء المضغوط بسرعة عبر الأغشية، بينما يتم جمع النيتروجين الذي يتحرك ببطء. تُعد مولدات النيتروجين الغشائية صغيرة الحجم وتوفر إمدادًا مستمرًا بالنيتروجين. تستخدمها صناعات الأغذية في تطبيقات مثل تعبئة الغلاف الجوي المعدل (MAP) والحفاظ على نضارة المنتج. مثل مولد النيتروجين PSA، ينتج مولد النيتروجين الغشائي أيضًا غاز نيتروجين مناسبًا للأغذية.

• مصانع إنتاج النيتروجين السائل

  مُصنع إنتاج النيتروجين السائل هو مُنشأة ضخمة لإنتاج النيتروجين. يعمل عن طريق عملية التقطير المُبردة. خلال هذه العملية، يتم فصل الأكسجين والغازات الأخرى في الهواء بعد أن يتم تحويلها إلى سائل وتقطيرها. يتضمن التقطير المُبرد تبريد الهواء حتى يتحول إلى سائل، ثم تسخينه حتى تغلي مكونات الغاز المختلفة عند درجات حرارة مختلفة. في الأساس، تحتوي مُصانع إنتاج النيتروجين السائل على أنظمة مُعقدة ومُعدات كبيرة. تُنتج هذه المُصانع النيتروجين بكميات كبيرة. تُفضل الشركات ذات الطلبات الكبيرة على النيتروجين مُصانع إنتاج النيتروجين السائل. ذلك لأنها يمكنها تلبية الطلبات العالية بسهولة.

المواصفات والصيانة

• معدل التدفق:

  يُشير معدل التدفق، الذي يُعرف أيضًا باسم سعة الإنتاج، إلى كمية النيتروجين التي يمكن للآلة إنتاجها في وقت معين، عادةً ما تُقاس بالأمتار المكعبة في الساعة (م3 / ساعة) أو في الدقيقة (م3 / دقيقة). يعتمد ذلك على تصميم الآلة وحجمها.

• النقاوة:

  تُعد نقاوة النيتروجين الذي تُنتجه الآلة مواصفة أساسية أيضًا. عادةً ما تتطلب صناعات الأغذية نيتروجينًا بحد أدنى من النقاوة لضمان قدرته على حفظ الطعام بشكل فعال. تُعبر عن نقاوة النيتروجين عادةً كنسبة مئوية، مثل 99% أو 99.5%.

• الضغط:

  تُرتبط بعض المواصفات بالضغط الذي يُنتج به النيتروجين ويتم توصيله به. يُعد هذا الضغط مهمًا لضمان عمل آلات تعبئة الطعام بشكل صحيح. عادةً ما يُسجل بالبار (1 بار = 0.1 ميجا باسكال) أو رطل لكل بوصة مربعة (psi).

• استهلاك الطاقة:

  يُشير استهلاك الطاقة إلى كمية الطاقة الكهربائية التي تستخدمها آلة إنتاج النيتروجين. عادةً ما تُقاس بالكيلووات (kW) أو كيلووات في الساعة (kWh).

• الأبعاد والوزن:

  تُعد الأبعاد والوزن الكلي لآلة صنع النيتروجين أيضًا مواصفات مهمة. تحدد حجم ووزن الآلة، مما يؤثر على تركيبها ووضعها.

الصيانة

تُعد صيانة مولد النيتروجين المُناسب للطعام ضرورية لضمان عمله المستمر ونوعية النيتروجين المُنتج. يمكن أن تُساعد الصيانة الدورية في منع الانهيار وإطالة عمر الآلة. فيما يلي بعض نصائح الصيانة العامة لمولدات النيتروجين المُناسبة للطعام:

• التفتيش المنتظم: اجري تفتيشًا شاملاً للآلة بانتظام. تحقق من أي علامات تلف، مثل الأجزاء المُفككة، أو المكونات المُتهالكة، أو التسريبات. تأكد من أن أنابيب الغاز والمُوصلات مُحكمة ومُقاومة للتسريبات.

• صيانة المرشحات: عادةً ما تأتي مولدات النيتروجين المُناسبة للطعام مع مرشحات لتنقية الهواء المُدخل. يجب على المُستخدمين اتباع تعليمات المُصنع والجدول الزمني لتنظيف أو استبدال المرشحات. يمكن أن يُضمن ذلك جودة الهواء المُدخل ويمنع انسداد الأجهزة.

• مراقبة الأداء: انتبه إلى ظروف تشغيل مولد النيتروجين. تحقق بانتظام من معلمات مثل الضغط، ومعدل التدفق، والنقاوة. إذا حدثت أي تغيرات غير طبيعية، فيجب التحقيق فيها ومعالجتها في الوقت المُناسب.

• التزييت: قم بتزييت الأجزاء المُتحركة لمولد النيتروجين وفقًا لتوصيات المُصنع. يمكن أن يُقلل التزييت من الاحتكاك، والاهتراء، والضوضاء، مما يُسهل التشغيل السلس.

• الصيانة الكهربائية: احتفظ بالمكونات والوصلات الكهربائية لمولد النيتروجين نظيفة ومُحكمة. قم بفحص الكابلات الكهربائية، والمُوصلات، والمُفاتيح بانتظام، وتأكد من خلوها من التآكل، أو الترخي، أو التلف.

سيناريوهات استخدام آلة صنع النيتروجين في صناعة الأغذية

تُعد تعبئة المواد الغذائية التطبيق الرئيسي لمولدات النيتروجين في صناعة الأغذية. كما ذكرنا سابقًا، يُعد النيتروجين غازًا خاملًا يُستخدم لحفظ الطعام. يتم ملء منتجات مثل رقائق البطاطس، والبسكويت، وزجاجات السوائل بالنيتروجين قبل إغلاقها. لا يُحافظ هذا على المنتج فحسب، بل يُضمن سلامته أثناء النقل وعلى رفوف العميل.

يُعد مُصنعو اللحوم والدواجن ثاني أكبر مُستخدمي مولدات غاز النيتروجين المُستخدمة في صناعة الأغذية. تُزيد التعبئة باستخدام غاز النيتروجين من العمر الافتراضي للحوم وتجعلها طازجة وحمراء زاهية لسنوات. مع استخدام مولد النيتروجين، يمكن تعبئة اللحوم والدواجن بشكل آمن، ويمكن زيادة العمر الافتراضي للمنتجات دون استخدام مواد حافظة غير طبيعية.

تحتوي مطاعم الوجبات السريعة على ثلاجات بطاطس وأفران تعمل بمولدات النيتروجين. تُخزن البطاطا المقلية في المجمدات لمنعها من التلف، لكن يجب إذابتها قبل الطهي. يمكن استخدام مولد النيتروجين لجعل البطاطا المقلية تذوب بسهولة، مما يلغي الحاجة إلى أي عملية إذابة. يُوفر ذلك الوقت والمال في المطبخ.

تستخدم صناعات معالجة الأغذية مولدات النيتروجين على نطاق واسع عندما يتم تعبئة الطعام في غلاف جوي مُعدل (MAP). بخلاف زيادة العمر الافتراضي للمنتج المُعبأ، يُعد النيتروجين ضروريًا عند إنشاء بيئة خالية من الأكسجين للحفاظ على لون ونكهة الأطعمة.

يمكن للمخابز الاستفادة من مولدات النيتروجين عندما تريد توسيع العمر الافتراضي لمنتجاتها. يُستخدم غاز N2→ للخبز أيضًا لتعبئة الخبز للحفاظ على طراوته لفترة أطول ومنع العفن.

تستخدم مختبرات مراقبة الجودة في صناعة الأغذية أيضًا مولدات النيتروجين. تتطلب بعض الأطعمة اختبارات تستخدم الكثير من غاز النيتروجين. في الماضي، اعتمدت منشآت اختبار الأغذية والمواد الكيميائية على النيتروجين المُعبأ في الأسطوانات، والذي كان مُكلفًا ومعقدًا من الناحية اللوجستية. توفر مولدات النيتروجين حلًا ذاتيًا الاكتفاء بتكلفة أقل لكل لتر.

كيفية اختيار آلات صنع النيتروجين لصناعة الأغذية

عند اختيار مولد النيتروجين لصناعة الأغذية، من المهم مراعاة العديد من العوامل الرئيسية لضمان تلبية المُعدات لاحتياجات العمل المحددة مع تقديم تشغيل فعّال من حيث التكلفة وعالي الأداء.

• مولد مُتوافق مع صناعة الأغذية: يجب أن يكون مُحلل تركيب الهواء مُتوافقًا مع صناعة الأغذية ومُجهزًا بمُحلل تركيب هواء.

• نقاوة النيتروجين: يجب تلبية متطلبات نقاوة النيتروجين المُستهدفة لوظائف حفظ الطعام المحددة. سيوفر المولد المثالي نيتروجينًا بمستوى نقاوة لا يقل عن 99.5% أو أعلى.

• معدل التدفق: يجب مراعاة متوسط ​​الاستهلاك اليومي للنيتروجين في عمل الأغذية، والذي يشمل حجم ومعدل تدفق النيتروجين المطلوب لتطبيقات الحفظ المحددة، وكذلك أوقات الاستخدام القصوى. من الضروري وجود مولد له معدل تدفق كافٍ لتلبية الاحتياجات الحالية مع السماح بالتوسع في المستقبل.

• تحكم الأكسجين: يجب مراعاة العمر الافتراضي لبعض المواد الغذائية ومعدلات تلفها. على سبيل المثال، تؤثر كمية الأكسجين في منطقة التخزين أو التعبئة على معدل تلف بعض المواد الغذائية. لذلك، قد تكون هناك حاجة إلى مولد لديه القدرة على ضبط كمية النيتروجين المُستخدم لخفض مستوى الأكسجين المطلوب لحفظ بعض المواد الغذائية.

• التوافق مع الموقع: يجب مراعاة التوافق مع الموقع الذي سيتم فيه تركيب المولد، أي الضغط، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وكمية المساحة المتاحة للتركيب. تُعد المعلومات المتعلقة بتوصيلات خطوط الأنابيب وأي مُعدات مساعدة ضرورية لضمان التشغيل الآمن والفعّال ضرورية أيضًا.

• الدعم الفني: تُعد خدمات الدعم الفني والصيانة المطلوبة للمولد طوال دورة حياته من الاعتبارات المهمة أيضًا عند اختيار مولد نيتروجين مُناسب للطعام.

• التكلفة وعائد الاستثمار: يجب مراعاة تكلفة الشراء الأولية للمولد، وتكاليف التركيب والتكليف، وتكاليف التشغيل والصيانة، وعائد الاستثمار (ROI) للمولد طوال دورة حياة المُعدات.

الأسئلة والأجوبة

س: كم لترًا في الدقيقة ينتج مولد النيتروجين المُناسب للطعام؟

ج: يعتمد ذلك على معدل تدفق المولد. تتمتع العديد من المولدات بمعدل تدفق يتراوح بين 5 و 50 لترًا في الدقيقة، وهو مقدار نموذجي للمرافق الصغيرة والمتوسطة الحجم. يمكن أن يكون لدى الأنظمة الأكبر معدل تدفق أعلى بكثير، يتراوح بين 100 و 300 لتر في الدقيقة أو حتى أعلى.

س: ما هي فوائد مولد النيتروجين المُناسب للطعام؟

ج: هناك العديد من الفوائد لوجود مولد نيتروجين مُناسب للطعام في الموقع. إنها ذاتية الاكتفاء، مما يعني أنها لا تحتاج إلى شراء غاز النيتروجين الخارجي بعد الآن. يتم توليد هذا الغاز داخل الموقع، مما يُقلل أيضًا من تكاليف النقل ويُوفر تحكمًا أفضل في نقاوة الغاز والضغط. يُحسن هذا النظام أيضًا حفظ الطعام، مما يُطيل العمر الافتراضي للمنتجات. بالإضافة إلى ذلك، فهي صديقة للبيئة لأنها تُقلل من انبعاثات الكربون التي تأتي من نقل الغاز.

س: هل يمكن استخدام مولد النيتروجين لتعبئة الطعام؟

ج: نعم، يمكن استخدام مولد النيتروجين لتعبئة الطعام لأن المولد ينتج نيتروجينًا لديه النقاوة المُوصى بها لتعبئة الطعام. ومع ذلك، من الضروري التأكد من أن النيتروجين المُنتج يلبي المعايير المطلوبة للمواد المُتصلة بالطعام.

س: ما هو عمر مولد النيتروجين في صناعة الأغذية؟

ج: يمكن أن يدوم مولد النيتروجين المُحافظ عليه جيدًا لمدة تصل إلى 10-15 عامًا أو أكثر، اعتمادًا على جودة الجهاز واستخدامه في صناعة الأغذية. تُعد الصيانة الدورية ضرورية لإطالة عمر المُعدات والحفاظ على عملها بشكل مثالي.