النيتروجين السائل: غاز النيتروجين في حالته السائلة. خامل، عديم اللون والرائحة، غير مُسبِّب للتآكل، غير قابل للاشتعال، ويتحمل درجات حرارة منخفضة للغاية. يُشكِّل النيتروجين غالبية الغلاف الجوي (78.03% حجمًا و75.5% وزنًا). النيتروجين غير نشط ولا يُساعد على الاحتراق. تحدث قضمة الصقيع نتيجة التلامس الماص للحرارة المفرط أثناء التبخر.
يُعدّ النيتروجين السائل مصدرًا مناسبًا للتبريد. وبفضل خصائصه الفريدة، حظي النيتروجين السائل باهتمام متزايد واعتراف واسع النطاق. وقد ازداد استخدامه في مجالات تربية الحيوانات، والصناعات الطبية، والصناعات الغذائية، وأبحاث التبريد. كما يشهد استخدامه توسعًا وتطورًا مستمرين في مجالات الإلكترونيات، والتعدين، والفضاء، وتصنيع الآلات، وغيرها.
استخدام النيتروجين السائل في التجميد السريع للأغذية
لقد لاقت تقنية التجميد بالنيتروجين السائل رواجًا كبيرًا في قطاع تصنيع الأغذية، نظرًا لقدرتها على تحقيق تجميد فائق السرعة في درجات حرارة منخفضة للغاية، فضلًا عن قدرتها على إتمام جزء من التحول الزجاجي للأغذية المجمدة، مما يسمح لها بالعودة إلى حالتها الأصلية وقيمتها الغذائية عند إذابتها، وهو ما يُحسّن بشكل ملحوظ خصائص الأغذية المجمدة. ولذلك، تُظهر هذه التقنية أهمية بالغة في صناعة التجميد السريع. وبالمقارنة مع طرق التجميد الأخرى، يتميز التجميد السريع بالنيتروجين السائل بالمزايا الواضحة التالية:
(1) معدل التجميد السريع (معدل التجميد أسرع بحوالي 30-40 مرة من طريقة التجميد المعتادة): إن قبول التجميد السريع بالنيتروجين السائل يمكن أن يجعل الطعام يمر بسرعة عبر منطقة نمو بلورات الثلج الكبيرة من 0 درجة مئوية إلى 5 درجات مئوية، وقد أجرى فريق البحث الغذائي تجارب مفيدة في هذا الصدد.
(2) ربط خصائص الطعام: نظرًا لقصر مدة تجميد النيتروجين السائل، يمكن ربط الطعام المجمد به إلى أقصى حد من حيث اللون والرائحة والطعم والقيمة الغذائية قبل المعالجة. وقد أظهرت النتائج أن جوز الأريكا المعالج بالنيتروجين السائل يتميز بمحتوى أعلى من الكلوروفيل ونكهة مميزة.
(3) استهلاك المواد الجافة الصغيرة: عادة ما يكون معدل فقدان الاستهلاك الجاف المجمد 3 ~ 6٪، ويمكن التخلص من التجميد بالنيتروجين السائل إلى 0.25 ~ 0.5٪.
(4) ضبط نشر المعدات واستهلاك الطاقة منخفض، مما يسهل تحقيق الآلة وخط التجميع النشط، وتحسين الإنتاجية.
يوجد حاليًا ثلاث طرق للتجميد السريع للنيتروجين السائل، وهي التجميد بالرش والتجميد بالغمر والتجميد في جو بارد، ومن بينها يستخدم التجميد بالرش على نطاق واسع.
استخدام النيتروجين السائل في صناعة المشروبات
أصبح العديد من مصنعي المشروبات يقبلون الآن استخدام النيتروجين، أو مزيج من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون، بدلاً من ثاني أكسيد الكربون التقليدي، لتعبئة عبوات المشروبات القابلة للنفخ. وقد أظهرت الدراسات أن المشروبات الغازية عالية التركيز المعبأة بالنيتروجين تُسبب مشاكل أقل من تلك المعبأة بثاني أكسيد الكربون فقط. كما يُعد النيتروجين خيارًا مناسبًا للمشروبات غير الغازية المعلبة، مثل النبيذ وعصائر الفاكهة. وتكمن فائدة تعبئة علب المشروبات غير القابلة للنفخ بالنيتروجين السائل في أن الكمية الصغيرة من النيتروجين السائل المحقونة تُزيل الأكسجين من الجزء العلوي لكل علبة، مما يجعل الغاز خاملاً في الجزء العلوي من خزان التخزين، وبالتالي يُطيل فترة صلاحية المنتجات القابلة للتلف.
استخدام النيتروجين السائل في تخزين وحفظ الفواكه والخضراوات
يتميز تخزين الفواكه والخضراوات في النيتروجين السائل بميزة تنظيم الهواء، مما يسمح بتعديل اختلالات العرض والطلب بين المنتجات الزراعية الثانوية في مواسم الذروة وخارجها، وبالتالي القضاء على الفاقد أثناء التخزين. ويتمثل تأثير تكييف الهواء في تحسين تركيز النيتروجين، والتحكم في نسب النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون، وجعلها متجانسة في حالة مستقرة، مما يقلل من شدة تهوية الفواكه والخضراوات، ويؤخر عملية النضج، وبالتالي يحافظ على نضارتها ويحافظ على قيمتها الغذائية الأصلية، مما يطيل فترة صلاحيتها.
استخدام النيتروجين السائل في معالجة اللحوم
يمكن استخدام النيتروجين السائل لتحسين جودة المنتجات أثناء عمليات الشواء والتقطيع والخلط. على سبيل المثال، في صناعة السجق، يُحسّن النيتروجين السائل من احتفاظ اللحم بالماء، ويمنع أكسدة الدهون، ويُحسّن من سهولة التقطيع وجودة السطح. عند استخدامه في معالجة اللحوم المُعاد تصنيعها، مثل حلويات اللحوم واللحوم المُعلّبة، فإنه لا يُسرّع ذوبان بياض البيض فحسب، بل يُعزّز أيضًا احتفاظ اللحم بالماء أثناء الخلط، كما أنه يُساعد بشكل خاص في الحفاظ على الشكل المميز للمنتج. يُساهم التبريد السريع للحوم باستخدام النيتروجين السائل في الحفاظ على خصائصها الحرارية، ويضمن سلامة اللحم وصحته. في هذه التقنية، لا داعي للقلق بشأن تأثير ارتفاع درجة الحرارة على جودة اللحم، ولا تتأثر عملية المعالجة بدرجة حرارة المادة أو وقت المعالجة أو العوامل الموسمية، كما يُمكن إجراء عملية المعالجة عند ضغط جزئي منخفض للأكسجين، مما يُطيل من مدة صلاحية المنتجات ضمن نطاق مُحدد.
استخدام النيتروجين السائل في طحن الأغذية عند درجات حرارة منخفضة للغاية
التكسير بالتبريد الشديد هو عملية تحويل المواد إلى مسحوق تحت تأثير قوة خارجية، حيث يتم تبريدها إلى درجة حرارة نقطة التقصف. يُعدّ التكسير بالتبريد الشديد للأغذية تقنية حديثة في مجال معالجة الأغذية، وقد شهدت نموًا ملحوظًا في السنوات الأخيرة. تُناسب هذه التقنية معالجة الأطعمة الغنية بالعناصر العطرية، والدهون، والسكريات، والمواد الهلامية. يُمكن للتكسير بالتبريد الشديد باستخدام النيتروجين السائل، حتى مع العظام والجلود واللحوم والأصداف، تكسير جميع المواد دفعة واحدة، مما يُنتج مسحوقًا ناعمًا يحتفظ بقيمته الغذائية. على سبيل المثال، عند تجميد الأعشاب البحرية، والكيتين، والخضراوات، والتوابل، وغيرها باستخدام النيتروجين السائل، يُمكن طحنها في المطحنة، مما يُنتج مسحوقًا ناعمًا بحجم جسيمات يصل إلى 100 ميكرومتر أو أقل، مع الحفاظ على القيمة الغذائية الأصلية. إضافةً إلى ذلك، يُمكن للتكسير بالتبريد الشديد باستخدام النيتروجين السائل تكسير المواد التي يصعب تكسيرها في درجة حرارة الغرفة، والمواد الحساسة للحرارة والتي تتلف بسهولة عند تسخينها، كما يُسهّل تحليلها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام النيتروجين السائل لسحق اللحوم الدهنية والخضراوات الرطبة وغيرها من الأطعمة التي يصعب سحقها في درجة حرارة الغرفة، ويمكن استخدامه لصنع أطعمة مصنعة جديدة.
استخدام النيتروجين السائل في تغليف المواد الغذائية
طوّرت شركة في لندن طريقة بسيطة وعملية للحفاظ على نضارة الطعام بإضافة بضع قطرات من النيتروجين السائل إلى العبوة. فعندما يتبخر النيتروجين السائل ويتحول إلى غاز، يتمدد حجمه بسرعة، ليحل محل معظم الغاز الأصلي في كيس التغليف، مما يمنع تلف الطعام الناتج عن الأكسدة، وبالتالي يطيل مدة صلاحيته بشكل كبير.
استخدام النيتروجين السائل في النقل المبرد للأغذية
يُعدّ النقل المبرد جزءًا هامًا من صناعة الأغذية. ويُمثّل تطوير تقنيات التبريد بالنيتروجين السائل، وتوسيع نطاق قطارات التبريد بالنيتروجين السائل، وعربات التبريد، وحاويات التبريد، اتجاهًا ناميًا شائعًا في الوقت الراهن. ويُشير تطبيق نظام التبريد بالنيتروجين السائل في الدول المتقدمة لسنوات عديدة إلى أن هذا النظام يُعدّ تقنيةً فعّالةً لحفظ الأغذية المبردة، قادرةً على منافسة أنظمة التبريد الآلية في التجارة، كما أنه يُمثّل اتجاهًا واعدًا لنمو قطاع نقل الأغذية المبرد.
تطبيقات أخرى للنيتروجين السائل في صناعة الأغذية
بفضل خاصية التبريد بالنيتروجين السائل، يمكن تحويل عصير البيض والتوابل السائلة وصلصة الصويا إلى أطعمة مجمدة حبيبية سهلة الصب والاستخدام، متوفرة وجاهزة للتحضير. عند طحن التوابل والمضافات الغذائية الماصة للماء، مثل بدائل السكر والليسيثين، يُضخ النيتروجين السائل في المطحنة لتقليل التكلفة وزيادة إنتاجية الطحن. تُظهر النتائج أن تكسير جدار حبوب اللقاح بواسطة التبريد بالنيتروجين السائل مع إذابة التجميد بدرجة حرارة عالية يُنتج ثمارًا جيدة، ومعدل تكسير جدار مرتفع، وسرعة عالية، ونشاطًا فسيولوجيًا مستقرًا لحبوب اللقاح، وخلوها من التلوث.
معدات التبريد العميق HL
معدات التبريد العميق HLوهي علامة تجارية تأسست عام 1992 تابعة لـشركة HL لمعدات التبريد العميق المحدودةتلتزم شركة HL Cryogenic Equipment بتصميم وتصنيع نظام أنابيب التبريد المعزولة تحت فراغ عالٍ ومعدات الدعم ذات الصلة لتلبية مختلف احتياجات العملاء. تُصنع الأنابيب المعزولة تحت الفراغ والخراطيم المرنة من مواد عازلة خاصة متعددة الطبقات ومتعددة الشاشات، وتخضع لسلسلة من المعالجات التقنية الدقيقة للغاية ومعالجة الفراغ العالي، وتُستخدم لنقل الأكسجين السائل، والنيتروجين السائل، والأرجون السائل، والهيدروجين السائل، والهيليوم السائل، وغاز الإيثيلين المسال، والغاز الطبيعي المسال.
تُستخدم سلسلة منتجات الأنابيب ذات الغلاف الفراغي، والخراطيم ذات الغلاف الفراغي، والصمامات ذات الغلاف الفراغي، وفواصل الطور في شركة HL Cryogenic Equipment، والتي خضعت لسلسلة من المعالجات التقنية الصارمة للغاية، لنقل الأكسجين السائل، والنيتروجين السائل، والأرجون السائل، والهيدروجين السائل، والهيليوم السائل، وLEG، وLNG. وتُستخدم هذه المنتجات في صيانة معدات التبريد (مثل خزانات التبريد، وأوعية ديوار، وصناديق التبريد، وما إلى ذلك) في صناعات فصل الهواء، والغازات، والطيران، والإلكترونيات، والموصلات الفائقة، والرقائق، وتجميع الأتمتة، والأغذية والمشروبات، والصيدلة، والمستشفيات، وبنوك العينات الحيوية، والمطاط، وتصنيع المواد الجديدة، والهندسة الكيميائية، والحديد والصلب، والبحث العلمي، وما إلى ذلك.
تاريخ النشر: 16 نوفمبر 2021
