การใช้ก๊าซไนโตรเจนในบรรจุภัณฑ์อาหาร

หนึ่งในความท้าทายสำคัญของผู้ผลิตอาหาร คือการรักษาความสดใหม่ของผลิตภัณฑ์พร้อมยืดอายุการเก็บรักษา หากไม่สามารถควบคุมการเสื่อมสภาพของอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ อาจส่งผลให้ยอดขายลดลงจากคุณภาพสินค้าที่ด้อยลง

การใช้ก๊าซไนโตรเจนในบรรจุภัณฑ์อาหาร ถือเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการชะลอการเสื่อมสภาพของอาหารและช่วยยืดอายุสินค้า บทความนี้จะอธิบายว่าก๊าซไนโตรเจนเกรดอาหารสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารและเครื่องดื่มได้อย่างไร

Gas Flushing คือกระบวนการใช้ก๊าซสำหรับการถนอมอาหาร เพื่อปรับสภาพบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยทั่วไปนิยมใช้ก๊าซไนโตรเจน ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อย เพื่อสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการยืดอายุการเก็บรักษาอาหาร

กระบวนการ Gas Flushing จะช่วยแทนที่ออกซิเจนและสิ่งปนเปื้อนภายในบรรจุภัณฑ์ ลดการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เป็นสาเหตุของการเสื่อมสภาพของอาหารอย่างรวดเร็ว

การบรรจุภัณฑ์ด้วยไนโตรเจน คือการใช้ก๊าซไนโตรเจนในความเข้มข้นสูงภายในบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.0% สำหรับการถนอมอาหาร

ปัจจัยทางเคมีอื่น ๆ ที่ช่วยให้การบรรจุภัณฑ์ไนโตรเจนมีประสิทธิภาพ ได้แก่:

• ควบคุมปริมาณออกซิเจนให้ต่ำกว่า 1%
• ควบคุมปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศผสม ให้ต่ำกว่า 10 ppm และ 300 ppm ตามลำดับ
• ควบคุมความชื้นให้อยู่ต่ำกว่า 55.8 ppm

เหตุใดจึงใช้ไนโตรเจนในบรรจุภัณฑ์อาหาร

ก๊าซไนโตรเจนมีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร เนื่องจากไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อย จึงไม่ทำปฏิกิริยากับอาหารที่ผ่านการผลิต ซึ่งอาจส่งผลต่อกลิ่นหรือรสชาติของอาหาร

นอกจากนี้ ก๊าซไนโตรเจนยังช่วยแทนที่ออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดการเกิดออกซิเดชัน รวมถึงยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุให้อาหารสูญเสียความสดใหม่และเสื่อมสภาพได้รวดเร็วขึ้น

การใช้ Nitrogen Flushing อันตรายหรือไม่?

เมื่อมีการใช้ก๊าซไนโตรเจนตามหลักเกณฑ์การผลิตที่เหมาะสม องค์การอาหารและยาสหรัฐฯ (FDA) จัดให้ไนโตรเจนเป็นสารประเภท GRAS (Generally Recognized as Safe) หรือสารที่ “ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย” สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหาร

ระบบบรรจุภัณฑ์ไนโตรเจนทำงานโดยการแทนที่ออกซิเจนภายในบรรจุภัณฑ์อาหารด้วยก๊าซไนโตรเจน เริ่มต้นจากการนำอาหารใส่ลงในบรรจุภัณฑ์ที่ยังไม่ปิดผนึก จากนั้นจึงเติมก๊าซไนโตรเจนเกรดอาหารเข้าไป เพื่อไล่อากาศที่มีออกซิเจนและความชื้นออกจากภายในบรรจุภัณฑ์

เมื่อทำการปิดผนึก บรรจุภัณฑ์จะกักเก็บไนโตรเจนไว้ภายใน ช่วยสร้างสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการยืดอายุการเก็บรักษาอาหารให้นานยิ่งขึ้น

ไนโตรเจนคุณภาพสูงสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร สามารถจัดหาได้ 2 วิธี ได้แก่:

• การใช้ถังก๊าซไนโตรเจนที่จัดส่งและจัดเก็บภายในสถานที่ผลิตอาหาร
• การผลิตไนโตรเจนตามความต้องการ ด้วยเครื่องผลิตไนโตรเจนภายในสถานที่ (On-site Nitrogen Generator)

ถังก๊าซไนโตรเจนสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร

ก๊าซไนโตรเจนสามารถผลิตจากภายนอกและขนส่งมายังโรงงานแปรรูปอาหารได้ตามความต้องการ อย่างไรก็ตาม สำหรับกระบวนการผลิตจำนวนมาก วิธีนี้อาจไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการจัดหาก๊าซสำหรับการถนอมอาหาร

ข้อจำกัดหลักของการใช้ถังก๊าซไนโตรเจนสำหรับบรรจุภัณฑ์แบบเติมไนโตรเจน ได้แก่:

• ต้นทุนระยะยาวสูงกว่า
• มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากการจัดเก็บและการเคลื่อนย้ายถังก๊าซ
• ใช้พื้นที่ภายในโรงงานจำนวนมาก
• ปริมาณก๊าซที่ได้รับจริงอาจไม่สอดคล้องกับปริมาณที่สามารถใช้งานได้จริง

ต้นทุนระยะยาวที่สูงกว่า

สำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร ต้นทุนระยะยาวของการซื้อถังก๊าซไนโตรเจนสูงกว่าการลงทุนซื้อเครื่องผลิตไนโตรเจนอย่างมาก แม้จะรวมค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษาแล้วก็ตามนอกเหนือจากค่าก๊าซ ยังมีค่าเช่าถังและค่าขนส่ง ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก

ความเสี่ยงด้านการจัดเก็บและการเคลื่อนย้ายถังก๊าซ

เช่นเดียวกับอุปกรณ์จัดเก็บก๊าซประเภทอื่น ๆ การจัดเก็บถังก๊าซไนโตรเจนเป็นระยะเวลานานมีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของก๊าซโดยไม่ตั้งใจ แม้ว่าไนโตรเจนจะไม่เป็นอันตรายในพื้นที่เปิดโล่ง แต่จำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันเพิ่มเติมเมื่อจัดเก็บในพื้นที่ปิด หากก๊าซไนโตรเจนสะสมในปริมาณสูง อาจก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อบุคลากรภายในพื้นที่ได้ ดังนั้นจึงต้องปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัยในการใช้งานก๊าซไนโตรเจนอย่างเคร่งครัด

การใช้พื้นที่ภายในโรงงานจำนวนมาก

กระบวนการผลิตอาหารในระดับอุตสาหกรรมต้องใช้ก๊าซไนโตรเจนในปริมาณสูง ส่งผลให้ต้องมีจำนวนถังก๊าซไนโตรเจนมากขึ้น ซึ่งอุปกรณ์จัดเก็บเหล่านี้จะใช้พื้นที่ภายในโรงงานเป็นจำนวนมาก ทั้งที่พื้นที่ดังกล่าวอาจสามารถนำไปใช้สำหรับอุปกรณ์หรือกระบวนการผลิตที่สำคัญอื่นได้มากกว่า

ความแตกต่างระหว่างปริมาณก๊าซที่จัดส่งและปริมาณที่ใช้งานได้จริง

เมื่อใช้ถังก๊าซเป็นแหล่งจ่ายไนโตรเจนสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร การสูญเสียก๊าซบางส่วนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงได้ยาก เนื่องจากข้อจำกัดด้านการออกแบบของถังก๊าซ ซึ่งไม่สามารถใช้งานก๊าซภายในได้จนหมดทั้งหมด ส่งผลให้ปริมาณไนโตรเจนที่ใช้งานได้จริง น้อยกว่าปริมาณที่จัดส่งมา เนื่องจากทุกถังจะยังคงมีก๊าซเหลือค้างอยู่บางส่วน แม้ในขณะที่ถังถูกมองว่า “หมด” แล้วก็ตาม

วิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิตไนโตรเจนสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร คือการใช้เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA Nitrogen Generators หรือแบบเมมเบรนโดยเฉพาะ

ที่ Domnick (Thailand), เรามุ่งมั่นในการส่งมอบโซลูชันการผลิตไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าที่สุด ให้เหมาะสมกับกระบวนการอุตสาหกรรมเฉพาะทางของลูกค้าแต่ละราย

เครื่องผลิตไนโตรเจนของเรา ผสานเทคโนโลยีเมมเบรนและระบบดูดซับไนโตรเจนที่ทันสมัย ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย รวมถึงอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม