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氮气在食品工业中的应用

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    氮气在食品工业中的应用 自古以来,人们就已经开发出一些便利的延缓食物变质的方法。以低温液态和气态形式存在的氮,在这些过程中起着决定性的作用,它被应用于深度冷冻、
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氮气在食品工业中的应用

 
自古以来,人们就已经开发出一些便利的延缓食物变质的方法。以低温液态和气态形式存在的氮,在这些过程中起着决定性的作用,它被应用于深度冷冻、贮存,在包装中作为保护性气体,还可用于充罐饮料、保质粉碎和控制水果的成熟度等领域。    
 
氮气,无色、无味、无臭的惰性气体,密度为1.2506kg/m3,熔点-209.86℃,沸点为-195.8℃,稍溶于水和乙醇,化学性质不活跃。
 
在1个大气压下,液氮的温度为-196℃,在0.3Mpa压力下,液氮汽化可吸收热量约181kJ/kg,加热到-20℃,这种冷的氮气又吸收热量181kJ/kg,因此在冷却和冷冻整个过程中,吸收的总能量为382kJ/kg。
 
在同食品的接触过程中呈中性,因此可用于食品防腐。    
 
目前,国内制氮机生产厂不少,如江苏苏州净化气设备有限公司、北京军供气体设备厂、江阴长江气体分离设备有限公司、北京市粉末冶金研究所等企业均有定型设备可供食品饮料工业制氮气用。
 
本文将从液氮冷冻与保质粉碎、非碳酸饮料生产、啤酒生产和食品包装方面综述氮气在食品工业中的应用。    
液氮冷冻和保质粉碎冷却、冷冻、深度冷冻——当含水食品从常温(大约为20℃)冷却到低于冻结温度(至少低于-15℃)时,这种食品可以长期贮存而不会产生明显的变质。这种冷冻过程包括凝固成水分的结晶。
 
如果食品的温度降低到凝固点之上(对大多数食品在-2~0℃之间)我们称这个过程为冷却。
 
类似的,如果一个产品已 经凝固,也就是说它们中的水分大部分已经结冰,还能够冷却到更低的温度。    
 
使用液氮进行冷却、冷冻和深度冷冻有许多优点。许多食物原料在加工前,首先需将其磨碎,期间产生的热量能融化其中敏感的成分并且阻碍碾磨机的碾磨。
 
例如,在碾磨香料和吸水的食品添加剂时,如糖的替代品和卵磷脂等,液氮注入碾磨机中来保护有价值的营养成分,同时也增加了碾磨产量,而且氮气的惰性也防止了火灾和粉尘爆炸的危险的发生。    
 
天然香辛料不仅营养丰富,而且有很好的药理作用,具有保健和医疗的价值,例如大蒜,它是一种天然的抗生素,可预防心血管疾病、肠道疾病等。
 
为了使香辛料和功能性食品便于贮存、添加和食用,往往需要改变其规格,也就是需要经过碾磨粉碎。

食品级液氮的实拍效果图

 

而在常温下粉碎存在两个主要难题:

 
1.打滑。油质较多的食品(如肉桂等)更是如此,以至加工无法进行;
 
2.发热。由于芳香物质对温度的敏感性,在碾磨加工过程中由于温度的升高而使挥发性芳香组分损失,色香味发生变化,影响产品的质量。
 
采用液氮冷冻技术可解决这两个难题。在特定的条件下,用高纯度的液氮,在瞬间使物料的温度急剧下降,降温的程度视工艺的技术要求而定。
 
液氮的消耗与温度的降低通常是1∶0.5~1.5。物料在低温冰冻的状态下变脆,解决了打滑的问题,使得碾磨顺利进行。
 
而且,由于采用液氮或激冷的方式降温,物料在加工过程中的挥发性组分和各种有机成分都不易损失,除规格的改变外,不至于发生质的变化。
 
关于食品的冷冻工艺,从天然冰雪的利用到人工制冷技术的出现,是食品冷冻工艺史上的第一次革命;而为了提高冷冻食品的品质,由慢速冻结到快速冻结,堪称为食品冷冻工艺史上的第二次革命。
 
而在诸多种食品速冻技术中,由于液氮速冻能实现低温深冷的超速冻,因而极大地提高了冷冻食品的品质,延长了食品的保鲜期限,在冷冻食品工业中显示出特有的生命力。
 
在国外已有将活鱼用液氮冻结,而在解冻后的鱼又重现复活的实例,液氮冻结技术被国外誉为20世纪食品工业最杰出的成就之一,有“魔法冻结”的美誉,美国把这种冻结方式称为瞬间冻结。
 
在西方国家液氮主要用在鱼类、水果、蔬菜等的冻结,在我国已有将液氮应用于水产品生产的报道,而把液氮技术应用于冰淇淋工业化生产,开创了国内乳制品大福彩票的先河。

液氮蒸发烟雾弥漫的画面

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