食品工业的氮解决方案产生的位置
氮气是一种惰性气体，占大气的79%，可以从普通空气中蒸馏出来。然而，在日常操作中使用这种产品的公司知道，它没有那么简单，比我们呼吸的东西贵得多。获得工业用氮的主要方法是将其以液态形式运到现场，而液态氮必须在低温下运输和储存。但是，说真的，把氮变成液体运输，运输到使用它的地方，然后再把它变成气体有什么意义呢?
“这一过程需要能量在低温（低于300度）下储存液体，将其运输，并将其加热至气态，”德克萨斯州休斯顿的Granon Innovative Gas Systems（IGS）US总裁汤姆·杰弗斯（Tom Jeffers）说。“在评估系统投资回报时，运营成本至关重要，能源成本是其中的主要部分。有两种技术可以将我们呼吸的空气中的氮气分离出来，即变压吸附（PSA）和中空膜纤维。Granon IGS专注于这两种技术。PSA系统在纯度高于99%时效率更高，中空膜纤维在纯度从95%到99%时效率最高。Granon IGS提供了一种解决方案，以节省时间、空间和资金，在现场生成氮气，方便高效地使用。”
新型紧凑型变压吸附系统氮气发生器
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新型紧凑型变压吸附系统氮气发生器 |
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紧凑型PSA系统氮气发生器控制柜 |
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Generon IGS专门从事气体分离和压缩解决方案，并提供各种版本的氮气变压吸附(PSA)发生器。Compact PSA系统连接了用于高流量(95%纯度高达120,000 SCFH)的双塔PSA和可扩展流量从85 SCFH到13,000 SCFH的模块化银行型PSA之间的差距。新型紧compact PSA氮气发生器允许在一个普通撬上安装多床PSA，纯度从95%到99.9995%。
新产品设计允许需要低流量高氮纯度的客户（如化学实验室、电子工业）利用更少的空间并缩短安装时间。空气和氮气缓冲罐集成在一个普通撬块上，专利管道和分离材料优化了PSA工艺和压降。杰弗斯说：“PSA技术自20世纪70年代就已经存在，但罗格隆专门为各种应用包装该技术。”。
PSA过程是如何工作的
PSA工艺通过吸附、再生和再加压实现氮气的连续生产。在吸附阶段，压缩空气被压入其中一个双塔的底部，并通过碳分子筛(CMS)床层。当这个塔被加压时，氧分子被吸附到CMS的表面，氮分子从顶部流出。在第一塔的吸附阶段，再生发生在第二塔，减压和释放被吸附的氧气通过排气管道。再增压阶段在下一个循环中开始。该系统提供的输入压力高达145 psig (10 barg)，输出压力高达120 psig (8.3 barg)，流量高达3300 SCFH (86.8 Nm3/hr)，纯度从95%到99.999%。Jeffers说:“PSA技术更适合氮气纯度达到99%或更高的应用。”Jeffers说:“经过特殊处理的CMS的吸附特性允许向两个交替使用的吸附器容器中注入压缩空气，从而有效地生产氮气。当一个容器吸附时，另一个容器通过减压再生。IGS开发了一种专有的循环时间和分子筛类型的混合，以最大效率达到所需的纯度。”
氮在食品工业中的应用
作为一种非化学的食品保存方法，氮作为食品防腐剂的使用正在得到广泛的接受，因为它可以提高易腐商品的质量，扩大易腐商品的供应量，并且不会留下任何化学残留物。除了保存，紧凑型氮气变压吸附发生器在食品包装行业有多种应用，包括包装、起毛和顶空更换；易腐食品的可控气氛储存和氧化控制；液体/葡萄酒的喷雾；覆盖工艺操作，以防止燃烧；啤酒调配；清洗储罐和容器；以及病虫害防治和熏蒸。
存储
氮不会与周围的元素发生反应，可以用来取代产品储存设施内的氧气，从而减缓成熟过程。杰弗斯说：“香蕉在到达餐桌之前，会在ISO容器中储存数月。”。“氮气减缓了果实的成熟过程，并使果实在运输过程中保持活力。”Granon的氮气PSA发生器可调节，以达到各种产品规定的气体纯度水平；储存蔬菜和水果的理想环境是在95%至99%的纯度范围内。这一过程还取代了储存空间中农产品呼吸产生的二氧化碳。Granon的制氮中空纤维膜技术还可以为受控大气储存创造最佳的大气成分。苹果、香蕉、猕猴桃、芦笋、蓝莓、洋葱和鲜切花有时可以储存长达一年。
包装
为了防止生食品成分的氧化和变质，在食品包装内使用氮气以实现有意义的保质期延长。几乎所有类型的包装食品都能在99%纯氮环境中茁壮成长，包括薯条、肉类零食、花生和其他含氧敏感油的零食。通过在咖啡的加工和包装中使用99%的气态氮，风味油的氧化被最小化，延长了保质期，增加了商家和零售商的盈利能力。食用液体也可以从氮的使用中受益。清洗液体与瓶盖和容器盖之间的顶部空间，并用氮气替代，可将保质期延长500%。果汁可能需要99.5%的纯氮，而许多酒厂使用99%的纯氮不仅净化顶部空间，而且在灌装前净化整个瓶子。甚至鸟类的种子有时也用氮气包装。
防治虫鼠及熏蒸
氮除了具有防腐作用外，还具有杀死以谷物为食的昆虫的能力。随着政府监管机构寻求消耗臭氧层杀虫剂的替代品，氮作为一种驱虫化学品越来越受欢迎。最近有机水果、蔬菜和谷物销量的增长表明，消费者也越来越意识到摄入化学物质的危险。杰弗斯说：“农场正在用筒仓中的氮气代替空气，以防止啮齿动物的侵扰，而这些类型的氮气用途可能是一项非常大的业务。”。“我们仍在探索氮在各个行业中的许多有用应用。”
罗格隆IGS的产品氧气发生器:Generon的Oxyswing®PSA发生器，专为重型操作，可在双塔或模块型模型，可以生产氧气纯度高达99.9995%(与De-Oxo选项)，满足广泛的流量，纯度和压力。PSA制氧过程反映了氮的制氧过程，采用CMS代替沸石(铝硅酸盐材料)。对于医疗应用，欧洲医疗设备指令93/42/EC(相当于FDA)批准了Generon®医用氧气PSA发生器。这些还可以作为紧凑的、可交钥匙的便携式野战医院单元使用，可以配置在单个橇板上或安装在ISO运输容器中。 仪表空气压缩包:Generon的紧凑仪表空气压缩包可以与一次空气压缩装置组合，以减少尺寸、安装成本和时间。也可提供标准的双塔干燥剂干燥仪空气包和标准或个性化的滑膜仪器空气包。标准系统是为非有害应用而设计的，可以与专利的Generon®氮气膜系统集成。有多种通信软件。 气体压缩包:Generon IGS是所有主要气体压缩制造商的授权包装:初级压缩(CompAir, Sullair, IR, GD, LeROI)和后压缩(Ariel, Hurricane，通用电气，Revell, LeROI)。系统配置为自定义规格，以满足所有运行条件和负载能力。 |
更多信息请联系Generon Innovative Gas Systems，电话:713-937-5200，www.igs-global.com．
