Lebensmitteltechnologie - Stickstoff in der Lebensmittelindustrie

19.06.2019 13:11
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Artikel Lebensmitteltechnologie 06/2019


 

Stickstoff als Tausendsassa

Bekanntlich findet Stickstoff in den verschiedensten Bereichen der Lebensmittelindustrie seine Anwendung. Zu Beispielen zählen etwa die Getränkeherstellung, die Getränkelagerung, Verpackungsprozesse bei sauerstoffempfindlichen Lebensmitteln.

Der Kontakt mit Sauerstoff verändert die Konsistenz zahlreicher Lebensmittel. Grund hierfür sind u.a. oxidative und enzymatische Reaktionen, die unter Sauerstoffeinfluss zu chemischen Reaktionen und Stoffwechselprozessen in natürlichen Nahrungsmitteln wie Obst und Gemüse führen. Dies drückt sich unter anderem durch Verfärbung und raschem Verderb der Lebensmittel aus. Der Einsatz des Schutzgases Stickstoff hilft dabei, diese unerwünschten Effekte abzuwenden.

Stickstoffgeneratoren von Inmatec bieten die Möglichkeit, den benötigten Stickstoff direkt aus der Umgebungsluft vor Ort zu erzeugen. Der neue «IMT PNC»-Generator von Inmatec ist dabei voll integrierbar in bestehende Hausdruckluftsysteme und produziert Stickstoff mit einer Lebensmittelkonformen Reinheit von mindestens 99,5 Prozent. Hierfür wird die Umgebungsluft in zwei mit einem Kohlenstoff-Molekularsieb gefüllte Adsorptionsbehälter gepresst. Diese schalten abwechselnd vom Filtermodus in den Regenerationsmodus. So werden in einem Behälter Sauerstoff - sowie Kohlendioxidmoleküle aus der Umgebungsluft im Sieb adsorbiert, während das Sieb im zweiten Behälter regeneriert. Der so gewonnene Stickstoff strömt in einen Produkttank und steht nun für zahlreiche Anwendungen zur Verfügung. Die sogenannte «Pressure Swing Adsorption»-Technologie (PSA) sorgt für eine kontinuierliche Stickstoffproduktion.

Die PNC-Reihe verfügt über innovative Durchströmungs- und Wirbeltechnik und liefert so mehr Stickstoff bei niedrigerem Druckluftbedarf und spart damit zusätzlich Energie und Kosten. Über ein Touch Control Panel können zu jeder Zeit sämtliche Betriebswerte abgelesen werden. Es gibt hochwertige und preiswerte Anlagen von Inmatec für verschiedene Anwendungsbereiche schon bei geringem Mengenbedarf zur stationären und mobilen Herstellung von Stickstoff. Es ergeben sich durch die Produktion des klimaneutralen Gases vor Ort nicht nur preisliche Vorteile sondern es können LKW-Anlieferungen teurer Flaschen und Bündel eingespart werden – auch etwaige Lieferengpässe können vermindert werden und nicht zuletzt – sie beeinflussen eindrücklich ihre CO2-Bilanz.

Anwendungsmöglichkeiten:

Getränkeherstellung: Bei der Produktion von Fruchtsäften, Wein und Bier gilt es, in unterschiedlichen Produktionsschritten den Kontakt zu Sauerstoff zu vermeiden. So werden die Produktions- und Lagertanks vor einer Befüllung zunächst mit Stickstoff leergedrückt und sterilisiert. Die befüllten Tanks werden schließlich kontinuierlich mit Stickstoff überlagert, um das Kontaktrisiko und entsprechende Qualitätseinbussen der Getränke zu eliminieren. Bei der Flaschen- abfüllung findet Stickstoff ebenfalls Anwendung. Hier wird zunächst jede Flasche über ein längliches Rohr mit dem Gas befüllt. Anschliessend fliesst das Getränk in die Flasche, der Stickstoff entweicht währenddem der Sauerstoff draussen bleibt.

Verpackung und Lagerung: Nach der Herstellung von Lebensmitteln ist es entscheidend, dass das Produkt den Endkunden in bester Qualität erreicht. Für die Verlängerung der Haltbarkeit und den Erhalt der Produktqualität wird die Verpackung von verderblichen Lebensmitteln wie Fleisch, Fisch, Joghurt und Käse mit Hilfe des Schutzgases Stickstoff durchgeführt (MAP-Verfahren; «Modified Atmosphere Packaging»). Um den schädlichen Sauerstoff zu verdrängen wird der Produktverpackung Stickstoff zugeführt. Diese künstliche, sauerstofflose Atmosphäre hält Lebensmittel ohne den Zusatz von Konservierungs- mitteln länger frisch und haltbar. Darüber hinaus bietet es Schutz vor mikrobiellen Infektionen mit Salmonellen und Listerien, die oftmals in Fleisch vorkommen und ein großes Gesundheitsrisiko darstellen. Auch bei der Lagerung und dem Transport von Lebensmitteln hilft die Überlagerung von Lagertanks und Lagerräumen mit Stickstoff dabei, Sauerstoffkontakt zu vermeiden.

Produktion: Strahlmühlen («Jet Mill») werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, um Produkte zu malen und zu zerkleinern. Dafür wird ein Gas über ein Rohr mit Druck und hoher Geschwindigkeit in die Mühle gepresst. Im Inneren der Mühle entsteht ein zirkulierender Gasstrom, in dem die eingebrachten Lebensmittelteile untereinander kollidieren und in ultrafeine Partikel zerfallen. Das staubhaltige Gemisch aus Stoffpartikeln und austretenden Gasen ist unter Sauerstoffkontakt höchst explosionsfähig. Die Verwendung von Stickstoff als Mahl- und Inertgas ermöglicht effizient, Entzündungen und Explosionen in der entstehenden Staubatmosphäre zu verhindern.

 

published in Lebensmitteltechnologie 06/2019


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