Технически газове в ХВП

Видове процеси и използвани газове

Развитието на съвременната хранително-вкусова промишленост до голяма степен е свързано с използването на различни технически газове. Те намират приложение в голяма част от процесите, съпътстващи обработката и подготовката на продуктите по пътя им към крайния потребител. Газове се използват за охлаждане и замразяване на хранителни продукти, за газиране на напитки, при пакетиране и стерилизация на храни. Сред газовете, намиращи широко приложение при обработката и съхранението на хранителни продукти, е въглеродният диоксид в неговата течна или твърда форма, използван за охлаждане и замразяване, за регулиране на температурата, за транспортиране на хранителни продукти. Една много голяма област на приложение на въглеродния диоксид включва газирането на напитки като минерална вода, сода, бира и др. Друг масово използван газ за охлаждане и замразяване е азотът, в неговата течна форма. Като газ той се използва за предотвратяване на окисляването на хранителните продукти. В хранително-вкусовата промишленост газове се използват и за унищожаване на микроорганизми и предпазване на продуктите от преждевременно разваляне. Газовете, използвани за хигиенизиране и стерилизация на храни, включват предимно азот и озон. Озонът често се използва и при развъждането на риба за аериране на водата и поддържане на доброто й качество.
Във всички тези приложения е изключително важно да се гарантира качеството на използваните газове. Необходимо е те да отговарят на съответните стандарти, да се използват по предназначение и да се произвеждат при строго спазване на хигиенните правила и норми. Обикновено газовете, използвани в хранително-вкусовата промишленост, се сертифицират като хранителни добавки. За тяхното съхраняване и транспортиране се използват съдове, направени от материали, подходящи за транспортиране на хранителни продукти.

Замразяване и охлаждане на хранителни продукти

Охлаждането и дълбокото замразяване са методи за консервиране на храни, които биват все по-често използвани за запазване на свежестта и качествата на хранителните продукти. Добре приготвените замразени продукти са с качества много близки до тези на пресните. Охлаждането и дълбокото замразяване са широко прилагани за продукти като месо, риба, сладкиши, зеленчуци, плодове, готови храни и т. н.
За замразяване и охлаждане на храни се използват криогенните свойства на течните газове. С тях могат да се достигнат по-ниски температури и да се осигури по-бързо охлаждане на продуктите в сравнение с използването на системи за механично охлаждане. Използваните криогенни газове обикновено са втечнен азот или втечнен въглероден диоксид, а също така приложение намира и сухият лед (СО2 в твърдо състояние).

Повърхностно замразяване

Повърхностното замразяване се състои в замразяването на повърхността на продукта, за да се увеличи твърдостта му преди нарязването, да се предотврати деформиране на продукта по време на обработка или транспортиране, да се намали загубата на вода по време на механично замразяване, за да се ускори процесът на механичното замразяване.

Охлаждане

В процеса на обработване на храните бързото охлаждане подпомага производителността и спазването на хигиенните изисквания и здравните норми. Подходящо е за охлаждане на прясно приготвени продукти, които трябва да бъдат охладени бързо след тяхното приготвяне. Постига се съкращаване на времето за охлаждане в сравнение с използването на въздушна вентилация, например. Гарантира се безопасността на хранителните продукти, намалявайки времето, което те престояват в рискова или непрепоръчителна температура. Дава възможност за преработка на продуктите директно върху конвейера или в специален криогенен тунел. Охлаждането може да протече в процеса на производство на храните, подпомага запазването на външния им вид и вкусовите качества и ускорява процеса на дълбоко замразяване. Газовете, които се използват, са втечнен въглероден диоксид или втечнен азот.

Контрол на температурата

Температурата е ключов параметър. При преработката на хранителните продукти повишаването на температурата може да се окаже критично за запазването на техните органолептични и хигиенни свойства. За контролирането на температурата на продуктите по време на смесване, рязане, оформяне и т. н. за много ефективен, поради което и често използван метод е инжектирането на втечнен въглероден диоксид, втечнен азот или сух лед. Твърди се, че директното инжектиране води до точно регулиране на температурата и се постига оптимална студена хомогенност.
Криогенното охлаждане, дълбокото замразяване, повърхностното замразяване и цялостният контрол на температурата по време на производство, складиране и транспортиране на храната, притежават редица предимства в сравнение с механичните методи. Като основни предимства на тези процеси обикновено се посочват: по-голяма скорост на охлаждане (в рамките на секунди или минути), което води до по-малки загуби на влага; еднородност; по-ниски инвестиционни разходи; по-малко заемано пространство; лесна и сравнително евтина поддръжка; възможност за пълна автоматизация на процеса.
За протичането на охладителните процеси се използват криогенни тунели, хладилни камери и други.
Необходимостта от осигуряване на по-дълъг срок на годност, подобряване на вкуса на продуктите и тяхното качество се счита за едни от предпоставките, определящи днешното развитие на криогенното замразяване.

Опаковане в модифицирана атмосфера

Опаковането в модифицирана атмосфера (Modified Atmosphere Packaging) е метод за удължаване на срока на годност и запазване на високото качество на хранителните продукти и техния добър външен вид, а също така дава възможност за подобряване на икономическата ефективност. В основата на тази технология за опаковане стои подтискането на жизнеността на микроорганизмите, които са попаднали в продукта или в опаковката и влияят върху неговото качество, водейки до разрушаването му по време на съхранение. При опаковането в модифицирана среда атмосферният въздух се отстранява от вътрешността на опаковката напълно или се заменя с газ или смес от газове, след което опаковката бива бързо запечатана. Изборът на определен газ или газова смес зависи от различни фактори като например дали продуктът е суров или обработен, вида на използвания материал за пакетиране и други. За създаването на защитна атмосфера се използват газове, съдържащи се в атмосферата като азот, кислород, въглероден диоксид. Те могат да бъдат използвани самостоятелно или в комбинация под формата на газови смеси (азот и въглероден диоксид или азот, въглероден диоксид и кислород). Използваните за тази цел азот (N2) и кислород (O2) обикновено са получени от въздуха, а въглеродният диоксид (CO2) от естествени източници или като страничен продукт от ферментационни процеси, например, или от производството на амоняк. В някои случаи може азотът да се произведе на място.
Опаковането в модифицирана атмосфера може де се прилага за различни видове продукти - както за пресни като месо, деликатеси, пица, продукти на пекарни и сладкарници, настърган кашкавал, готови зеленчуци и готови храни, така и за сухи продукти като фъстъци, сухо мляко, кафе.
Опаковането с модифицирана атмосфера се използва в световен мащаб. Счита се за природосъобразна технология и често е предпочитаното решение.

Контрол на въздушната среда в складове

Използването на газове за контрол на въздушната среда в помещенията за съхраняване на пресни плодове и зеленчуци е техника, целта на която е запазването им пресни за по-дълго време или подпомагане на зреенето им. В помещенията се създава въздушна среда, чийто състав е внимателно наблюдаван и прецизно контролиран за поддържане на желаното съотношение на газовете. Използваните газове са обикновено кислород, азот, въглероден диоксид, етилен.
Обеззаразяване на зърнени продукти
Газове се използват и за обеззаразяване на зърнени продукти. В случая се създава бедна на кислород среда, която се използва за убиване на различните вредители, заразяващи зърнените култури. В подобна среда се постига 100% унищожаване на вредителите във всички етапи на тяхното развитие (яйца, ларви, какавиди и възрастни). Технологията се използва за обеззаразяване на жито, брашно, овес, ориз, тютюн и др. култури, съхранявани в силози и складове. Използваните газове са предимно въглероден диоксид и азот. Условие за успешното обеззаразяване е продуктите да останат затворени в тази среда най-малко четири дни.

Рибовъдство

Консумацията на риба от развъдници расте с бързи темпове. Контролът върху концентрацията на кислород е един от начините за успешно отглеждане и развъждане на риба. Интензивното рибовъдство логично води до нуждата от адекватни концентрации на разтворен кислород, с който да се компенсира естественото понижаване на количеството кислород във водата. Като предимства на използването на чист кислород спрямо насищането с кислород чрез въздух, се посочват следните: по-добър трансфер на кислород във водата, подобрен растеж, по-добра устойчивост на патогенни организми, подобрено разграждане на отпадъците, допринасящо за намаляване на замърсяването на водите.

Напитки

Газове се използват при производството на бира, вино, газирани напитки или бутилирана вода. Въглеродният диоксид и азотните газове играят ключова роля в питейната индустрия по много начини. Намират приложение както при големи производства в заводи за бутилиране, така и в малки винарни или в ресторанти, където се консумират напитките. Сред най-широко използваните газове е въглеродният диоксид, използван предимно за газиране на напитки. Тъй като по този начин той бива консумиран, е необходимо да отговаря на съответните нормативни изисквания. При процеса на газиране на напитки въглеродният диоксид се разтваря във вода, образувайки слаб разтвор на въглеродна киселина. Известно е, че процесът на газиране протича по естествен път при редица ферментиращи продукти като бирата, например, но при производството на газирани напитки е необходимо той да бъде добавен допълнително.
Газове се използват и при производството на вино. За производство на висококачествено вино е необходимо да се ограничи достъпът на въздух по време на неговата обработка и съхранение. Течности и газове, както и газови смеси, се използват за инертизиране на резервоари, за съхраняване на вино и бутилки, за охлаждане на гроздето, за микрооксидация на виното, за разбъркване и хомогенизиране и други.

Транспорт и доставка на газовете

Най-добрият начин за доставяне на технически газове зависи от вида на хранителните продукти, произвежданото количество, пакетиращата линия, както и дали газът ще се използва и някъде другаде в производството. В определени случаи по-доброто решение може да се окаже да се доставят предварително смесени газове, ако продукцията или производството е сравнително ограничено или при стартиране на ново производство. Когато производството се увеличи или е необходимо пакетирането на различни продукти, по-икономично и по-ефективно може да се окаже смесването на газовете да бъде на място. В този случай се използва миксер, а газовете се доставят от цилиндри, резервоари или от системи, изградени на место. Всяко приложение е добре да бъде оценено самостоятелно преди да се вземе решение по отношение на възможностите за доставка и смесване на газовете. За гарантиране на качеството е препоръчително да се осъществява редовен контрол на газовата смес в готовите съоръжения за пренос. Обикновено газовете, използвани в хранително-вкусовата промишленост се транспортират в съдове, направени от материали, подходящи за транспортиране на хранителни продукти. Сред често използваните съоръжение са специални газови бутилки и вентили, предпазващи от замърсяване, гарантирани чрез пломба за непокътнатост и подходящо оцветени и етикетирани, за да бъдат разпознати като такива.