Покрытие резервуара газом , также называемое газовым уплотнением или заполнением резервуара , представляет собой процесс подачи газа в пустое пространство в контейнере для хранения . Термин контейнер для хранения здесь относится к любому контейнеру, который используется для хранения продуктов, независимо от его размера. Хотя покрытие резервуара газом используется по разным причинам, оно обычно подразумевает использование буферного газа для защиты продуктов внутри контейнера для хранения. Некоторые из преимуществ покрытия газом включают более длительный срок службы продукта в контейнере, снижение опасностей и более длительные жизненные циклы оборудования.
В 1970 году Appalachian Controls Environmental (ACE) стала первой в мире компанией, которая представила клапан подушки резервуара. Сейчас существует множество готовых систем, доступных для покупки у различных компаний, занимающихся технологическим оборудованием. Также можно собрать собственную систему, используя различное оборудование. Независимо от того, какой метод используется, основные требования одинаковы. Должен быть способ подачи подушки в систему и способ выпуска газа, если давление станет слишком высоким.
С тех пор как ACE представила свой клапан, многие компании разработали собственные версии. Хотя многие из доступных продуктов различаются по характеристикам и применимости, основная конструкция одинакова. Когда давление внутри контейнера падает ниже заданного значения, клапан открывается и позволяет покрывающему газу войти. Как только давление достигает заданного значения, клапан закрывается. В качестве меры безопасности многие системы включают в себя клапан сброса давления, который открывается, когда давление внутри превышает максимальное заданное значение давления. Это помогает предотвратить разрыв контейнера из-за высокого давления. Поскольку большинство источников покрывающего газа будут подавать газ под давлением, намного превышающим желаемое, система покрывания также будет использовать редукционный клапан для снижения давления на входе в резервуар.
Хотя это варьируется от приложения к приложению, системы подушки обычно работают при давлении, немного превышающем атмосферное (на несколько дюймов водяного столба выше атмосферного ). Более высокие давления, чем это, как правило, не используются, поскольку они часто дают лишь незначительное увеличение результатов, при этом тратя большие объемы дорогостоящего подушки.
Некоторые системы также используют инертные газы для перемешивания жидкого содержимого контейнера. Это желательно, поскольку такие продукты, как лимонная кислота, добавляются в пищевые масла, и со временем резервуар начнет оседать, а более тяжелое содержимое опустится на дно. Однако система, использующая барботаж азотом (а затем последующее покрытие резервуара, когда азот достигнет парового пространства), может оказать негативное влияние на вовлеченные продукты. Барботаж азотом создает значительно большее количество поверхностного контакта между газом и продуктом, что, в свою очередь, создает гораздо большую возможность для нежелательного окисления. Возможно, что азот, который на 99,9% свободен от кислорода, увеличит количество окисления внутри продукта из-за большого количества поверхностного контакта.
Наиболее распространенным газом, используемым для создания защитного слоя, является азот . Азот широко используется из-за его инертных свойств, а также его доступности и относительно низкой стоимости. Создание защитного слоя в резервуарах используется для различных продуктов, включая кулинарные масла , летучие горючие продукты и очищенную воду . Эти приложения также охватывают широкий спектр контейнеров для хранения, начиная от резервуара, содержащего миллионы галлонов растительного масла, и заканчивая контейнером размером в кварту или меньше. Азот подходит для использования в любом из этих масштабов.
Использование инертного защитного газа для пищевых продуктов помогает поддерживать низкий уровень кислорода внутри и вокруг продукта. Низкий уровень кислорода вокруг продукта помогает снизить количество окисления, которое может произойти, и увеличивает срок годности. В случае кулинарных масел окисление липидов может привести к изменению цвета , вкуса или аромата масла . Это также снижает уровень питательных веществ в пище и даже может привести к образованию токсичных веществ. Стратегии защитного газа в резервуарах также применяются для подготовки продукта к транзиту ( железнодорожный вагон или грузовик ) и к окончательной упаковке перед герметизацией продукта.
При рассмотрении применения для горючих продуктов наибольшим преимуществом является безопасность процесса. Поскольку для сгорания топлива требуется кислород, сниженное содержание кислорода в паровом пространстве снижает риск нежелательного возгорания.
Также используется покрытие резервуара для предотвращения попадания загрязняющих веществ в место хранения. Это достигается путем создания положительного давления внутри контейнера. Это положительное давление гарантирует, что в случае утечки газ вытечет наружу, а не загрязняющие вещества проникнут в контейнер. Некоторые примеры включают его использование для очищенной воды, чтобы не допустить попадания нежелательных минералов, и его использование для пищевых продуктов, чтобы не допустить попадания загрязняющих веществ.
Для обеспечения безопасности системы газового покрытия для использования в пищевых продуктах регулируются Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) и должны соответствовать строгим графикам технического обслуживания и всем правилам контакта с продуктами в отношении чистоты, токсичности и характеристик фильтров. Как и при любом использовании инертных газов, необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что рабочие не подвергаются воздействию больших количеств азота или других невдыхаемых веществ, что может быстро привести к удушью и смерти. [1] Их использование в коммерческих целях регулируется OSHA в США и аналогичными регулирующими органами в других странах.
Автор неизвестен (2000), Fisher Controls становится «асом» в области покрытия резервуаров [Электронная версия]. Control Engineering Europe, июль 2000 г. , 12.
Kanner, J., Rosenthal, I. (1992), Оценка окисления липидов в пищевых продуктах [Электронная версия]. Pure Appl. Chem., Vol. 64, No. 12 , 1959-1964. Получено 15 февраля 2007 г. с сайта http://www.iupac.org/publications/pac/1992/pdf/6412x1959.pdf
Амос, Кенна (1999). Представлены герметичные клапаны управления паровым пространством. InTech, январь 1999 г. Получено 15 февраля 2007 г. с сайта http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3739/is_199901/ai_n8840650