Flüssiger Stickstoff: Stickstoffgas im flüssigen Zustand. Inert, farblos, geruchlos, nicht korrosiv, nicht brennbar, extrem tiefkalt. Stickstoff bildet den Hauptbestandteil der Atmosphäre (78,03 Vol.-% und 75,5 Gew.-%). Stickstoff ist reaktionsträge und nicht brennbar. Erfrierungen können durch die starke endotherme Erhitzung beim Verdampfen entstehen.
Flüssiger Stickstoff ist eine praktische Kältequelle. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften hat er zunehmend an Bedeutung gewonnen und wird immer häufiger eingesetzt. Er findet immer breitere Anwendung in der Tierhaltung, der Medizin, der Lebensmittelindustrie und der Kryotechnik. Auch in der Elektronik, der Metallurgie, der Luft- und Raumfahrt, dem Maschinenbau und anderen Bereichen weitet sich sein Einsatz stetig aus.
Anwendung von flüssigem Stickstoff beim Schnellgefrieren von Lebensmitteln
Die Flüssigstickstoff-Gefrierung hat sich in der Lebensmittelverarbeitung als eine der Methoden zur Tiefkühlung etabliert, da sie nicht nur ein extrem schnelles Tiefkühlen ermöglicht, sondern auch einen Teil des Glasübergangs von gefrorenen Lebensmitteln bewirkt. Dadurch kehren die Lebensmittel nach dem Auftauen in ihren ursprünglichen Zustand und ihre ursprünglichen Nährstoffe zurück, was die Eigenschaften von Tiefkühlkost erheblich verbessert. Daher erweist sich die Flüssigstickstoff-Schnellgefrierung als besonders vielversprechend in der Schnellgefrierindustrie. Im Vergleich zu anderen Gefriermethoden bietet die Flüssigstickstoff-Schnellgefrierung folgende deutliche Vorteile:
(1) Schnelle Gefriergeschwindigkeit (die Gefriergeschwindigkeit ist etwa 30-40 Mal schneller als bei der üblichen Gefriermethode): Die Akzeptanz des Schnellgefrierens mit flüssigem Stickstoff ermöglicht es, Lebensmittel schnell durch die große Eiskristallwachstumszone von 0℃ ~ 5℃ zu bringen; Lebensmittelforscher haben in dieser Hinsicht nützliche Experimente durchgeführt.
(2) Erhalt der Lebensmitteleigenschaften: Durch die kurze Gefrierzeit von flüssigem Stickstoff können Farbe, Aroma, Geschmack und Nährwert der so gefrorenen Lebensmittel vor der Weiterverarbeitung bestmöglich erhalten werden. Die Ergebnisse zeigten, dass mit flüssigem Stickstoff behandelte Areca catechu einen höheren Chlorophyllgehalt und ein ansprechendes Aussehen aufwies.
(3) geringer Trockenverbrauch der Materialien: Der Trockenverbrauch bei Gefriertrocknung beträgt üblicherweise 3 bis 6 %, durch Gefrieren mit flüssigem Stickstoff kann er auf 0,25 bis 0,5 % reduziert werden.
(4) Durch die Einstellung der Geräteaufstellung und des Stromverbrauchs wird die einfache Realisierung der Maschinen und der aktiven Montagelinie ermöglicht und die Produktivität gesteigert.
Derzeit gibt es drei Methoden zum schnellen Einfrieren von flüssigem Stickstoff, nämlich Sprühgefrieren, Tauchgefrieren und Kaltluftgefrieren, wobei das Sprühgefrieren am weitesten verbreitet ist.
Anwendung von flüssigem Stickstoff in der Getränkeverarbeitung
Viele Getränkehersteller verwenden mittlerweile Stickstoff oder ein Stickstoff-CO₂-Gemisch anstelle des herkömmlichen CO₂, um Getränke in aufblasbaren Verpackungen kühl zu halten. Kohlensäurehaltige Getränke, die mit Stickstoff gefüllt wurden, bereiteten weniger Probleme als solche, die nur mit Kohlendioxid gefüllt waren. Stickstoff ist auch für stille Getränke in Dosen wie Wein und Fruchtsäfte geeignet. Der Vorteil der Befüllung nicht aufblasbarer Getränkedosen mit flüssigem Stickstoff liegt darin, dass die geringe Menge an flüssigem Stickstoff den Sauerstoff aus dem oberen Bereich jeder Dose verdrängt und das Gas im oberen Bereich des Lagertanks inert macht. Dadurch verlängert sich die Haltbarkeit verderblicher Waren.
Anwendung von flüssigem Stickstoff bei der Lagerung und Konservierung von Obst und Gemüse
Die Lagerung von Obst und Gemüse in flüssigem Stickstoff bietet den Vorteil der Luftregulierung. Dadurch können die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage in der Haupt- und Nebensaison ausgeglichen und Lagerverluste vermieden werden. Die Klimatisierung verbessert die Stickstoffkonzentration, reguliert das Verhältnis von Stickstoff, Sauerstoff und CO₂ und sorgt für ein stabiles Gleichgewicht. Gleichzeitig wird die Atmungsintensität des Obstes und Gemüses reduziert, der Nachreifeprozess verzögert und der ursprüngliche Nährstoffverlust nach der Ernte sowie die Haltbarkeit von Obst und Gemüse verlängert.
Anwendung von flüssigem Stickstoff in der Fleischverarbeitung
Flüssiger Stickstoff kann die Produktmenge beim Aufspießen, Zerkleinern oder Mischen von Fleisch verbessern. Beispielsweise kann er bei der Herstellung von Salami die Wasserbindung des Fleisches erhöhen, die Fettoxidation verhindern und die Schnitt- und Oberflächenqualität verbessern. Bei der Verarbeitung von verarbeitetem Fleisch wie Fleischdesserts und Konserven beschleunigt er nicht nur das Auflösen von Eiweiß und verstärkt die Wasserbindung bei zerkleinertem Fleisch, sondern ist auch besonders nützlich, um die charakteristische Form des Produkts zu erhalten. Die schnelle Kühlung anderer Fleischsorten mit flüssigem Stickstoff sorgt nicht nur für eine dauerhaftere Verbindung der Eigenschaften des heißen Fleisches mit den Gasen, sondern gewährleistet auch dessen Haltbarkeit. In der Verarbeitungstechnologie muss man sich keine Sorgen um die Auswirkungen von Temperaturerhöhungen auf die Fleischqualität machen. Die Verarbeitung wird nicht durch Materialtemperatur, Verarbeitungszeit oder saisonale Faktoren beeinflusst. Zudem kann der Verarbeitungsprozess bei niedrigem Sauerstoffpartialdruck in einem bestimmten Bereich durchgeführt werden, was die Haltbarkeit der Produkte verlängert.
Anwendung von flüssigem Stickstoff bei der Lebensmittelzerkleinerung bei kryogenen Temperaturen
Die Tieftemperaturzerkleinerung ist ein Verfahren, bei dem Materialien durch äußere Krafteinwirkung zu Pulver zerkleinert werden, indem sie auf den Versprödungspunkt abgekühlt werden. Die Tieftemperaturzerkleinerung von Lebensmitteln ist eine neue, in den letzten Jahren etablierte Methode der Lebensmittelverarbeitung. Sie eignet sich besonders für Lebensmittel mit vielen Aromastoffen, hohem Fett- und Zuckergehalt sowie vielen gelatinehaltigen Substanzen. Durch die Tieftemperaturzerkleinerung mit flüssigem Stickstoff lassen sich sogar Knochen, Haut, Fleisch, Schalen und andere Materialien in einem Arbeitsgang vollständig zerkleinern, sodass das Endprodukt fein ist und die wertvollen Nährstoffe erhalten bleiben. Werden beispielsweise Algen, Chitin, Gemüse, Gewürze etc. mit flüssigem Stickstoff gefroren und anschließend in einer Mühle vermahlen, kann eine Partikelgröße von unter 100 µm erreicht werden, wodurch die ursprünglichen Nährstoffe weitgehend erhalten bleiben. Darüber hinaus eignet sich die Tieftemperaturzerkleinerung mit flüssigem Stickstoff auch für Materialien, die bei Raumtemperatur schwer zu zerkleinern sind, hitzeempfindlich sind und sich beim Erhitzen leicht zersetzen. Zudem ermöglicht sie eine einfache Analyse. Darüber hinaus kann flüssiger Stickstoff zum Zerkleinern von fettreichem Fleisch, feuchtem Gemüse und anderen Lebensmitteln verwendet werden, die bei Raumtemperatur schwer zu zerkleinern sind, und er kann zur Herstellung neuer verarbeiteter Lebensmittel eingesetzt werden.
Anwendung von flüssigem Stickstoff in der Lebensmittelverpackung
Ein Londoner Unternehmen hat eine einfache und praktische Methode entwickelt, Lebensmittel länger frisch zu halten: Durch die Zugabe einiger Tropfen flüssigen Stickstoffs zur Verpackung. Beim Verdampfen dehnt sich der Stickstoff rasch aus und verdrängt so schnell den größten Teil des ursprünglichen Gases im Verpackungsbeutel. Dadurch wird der durch Oxidation verursachte Verderb der Lebensmittel verhindert und deren Haltbarkeit deutlich verlängert.
Anwendung von flüssigem Stickstoff beim Kühltransport von Lebensmitteln
Der Kühltransport ist ein wichtiger Bestandteil der Lebensmittelindustrie. Die Weiterentwicklung von Flüssigstickstoff-Kühltechnologien sowie der Ausbau von mit Flüssigstickstoff betriebenen Kühlzügen, Kühlwagen und Kühlcontainern stellen derzeit einen allgemeinen Wachstumstrend dar. Die langjährige Anwendung von Flüssigstickstoff-Kühlsystemen in Industrieländern belegt, dass diese Technologie eine konkurrenzfähige Kühltechnologie im Handel darstellt und gleichzeitig die Zukunft des Kühltransports von Lebensmitteln prägt.
Weitere Anwendungen von flüssigem Stickstoff in der Lebensmittelindustrie
Dank der Kühlwirkung von flüssigem Stickstoff lassen sich Eigelb, flüssige Würzmittel und Sojasauce grob zu rieselfähigen, gießfähigen Tiefkühlprodukten verarbeiten, die schnell verfügbar und einfach zuzubereiten sind. Beim Mahlen von Gewürzen und wasserbindenden Lebensmittelzusatzstoffen wie Zuckerersatzstoffen und Lecithin wird flüssiger Stickstoff in die Mühle eingespritzt, um die Kosten zu senken und die Mahlausbeute zu erhöhen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Pollenzellwandaufspaltung durch Abschrecken mit flüssigem Stickstoff in Kombination mit Hochtemperatur-Auftauen die Eigenschaften von gutem Fruchtfleisch, hoher Zellwandaufspaltungsrate, schneller Verarbeitung, stabiler physiologischer Aktivität des Pollens und Schadstofffreiheit gewährleistet.
HL Kryotechnik
HL Kryotechnikdie 1992 gegründet wurde, ist eine Marke, die mitHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,LtdHL Cryogenic Equipment hat sich der Entwicklung und Fertigung von hochvakuumisolierten kryogenen Rohrleitungssystemen und zugehöriger Ausrüstung verschrieben, um den vielfältigen Kundenbedürfnissen gerecht zu werden. Die vakuumisolierten Rohre und flexiblen Schläuche werden aus hochvakuum- und mehrlagigen Spezialisolationsmaterialien gefertigt und durchlaufen eine Reihe strengster technischer Verfahren sowie eine Hochvakuumbehandlung. Sie eignen sich für den Transport von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff, flüssigem Argon, flüssigem Wasserstoff, flüssigem Helium, verflüssigtem Ethylen (LEG) und verflüssigtem Erdgas (LNG).
Die Produktreihen Vakuummantelrohre, Vakuummantelschläuche, Vakuummantelventile und Phasenseparatoren der HL Cryogenic Equipment Company, die eine Reihe äußerst strenger technischer Behandlungen durchlaufen haben, werden für den Transfer von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff, flüssigem Argon, flüssigem Wasserstoff, flüssigem Helium, LEG und LNG verwendet. Diese Produkte werden für kryogene Anlagen (z. B. Kryotanks, Dewargefäße und Kälteboxen usw.) in Branchen wie Luftzerlegung, Gase, Luftfahrt, Elektronik, Supraleiter, Chips, Automatisierungsmontage, Lebensmittel und Getränke, Pharmazie, Krankenhäuser, Biobanken, Gummi, Herstellung neuer Materialien, Chemieingenieurwesen, Eisen und Stahl sowie wissenschaftliche Forschung usw. eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 16. November 2021
