食用植物油酸敗主要原因是與空氣中氧氣接觸,使油內不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應,形成過(guò)氧化物經(jīng)分解后,最終使油脂產(chǎn)生具有刺激性氣味氧化產(chǎn)物,形成嚴重“哈喇味”,使油脂喪失食用價(jià)值。為延長(cháng)包裝食用油貨架期,通常添加各種抗氧化劑,其目的是中斷氧化連鎖反應,阻止過(guò)氧化物形成。近年因消費者志向安全“天然品”,企業(yè)將應順趨向添加天然抗氧化劑,但目前相應成本較高。此外,包裝食用油時(shí)若通過(guò)高濃度氮氣存在(充氮)以降低氧氣濃度,可減少食用植物油與氧氣接觸,從而延緩氧化酸敗,也是抗氧化重要措施。
1氮氣來(lái)源
1.1鋼瓶供氮
使用鋼瓶中氮氣作為氣源,氮氣用完后可直接充氣(外購)后重復使用。常用鋼瓶容積為40L,裝氮氣量為6m3,儲存氮氣通常在實(shí)驗室等氮氣用量較少場(chǎng)合使用;若大量使用,需要求較多鋼瓶量及儲存場(chǎng)地、繁雜操作(連接鋼瓶)、較高運輸成本等。
1.2液氮罐供氮
使用液態(tài)氮氣作為氣源,用完后可重新灌注(外購)使用。液氮容量大,單個(gè)液氮罐容量約為5m3,相當于氣態(tài)氮氣3,215m3(在標準狀態(tài)下,1m3液氮可氣化為643m3氮氣),適于使用量較大場(chǎng)合。使用時(shí)首先需通過(guò)氣化(熱交換器)裝置,將液氮轉化為氣態(tài)氮方可使用,氣化過(guò)程需吸收大量熱量。
1.3自制氮氣供氮
對于使用氮氣量較大場(chǎng)合,可通過(guò)自制氮氣方法提供氣源。如變壓吸附碳分子篩制氮機(PSA制氮機),以壓縮空氣為原料,碳分子篩為吸附劑,在常溫下,運用變壓吸附原理,及碳分子篩對氧氣及氮氣不同吸附特性,分離空氣中氮氣和氧氣,從而輸出產(chǎn)品氮氣一種制氮方法。該法設備簡(jiǎn)單,操作要求低,技術(shù)成熟,制取氮氣純度較高,是較為普遍使用方法。
2氮氣濃度檢測
氮氣濃度檢測一般是通過(guò)使用氧電極測量氧濃度,換算成氮氣濃度方法。對于高純度氮氣,可使用氧化鋯電極分析儀器,以獲得較高精確度(≥99.9%);如黃一飛等重點(diǎn)研究氧化鋯氧分析儀在氧氣濃度測量上應用[4]。
3氮氣輸送
氮氣輸送一般使用金屬管道。通過(guò)對高純度氮氣分析可知,在壓力為6kgf/cm2、濃度為99.99%(V/V,以下同)氮氣中,氧氣含量約為0.005%,此時(shí),根據道爾頓分壓定律,氧氣分壓為:6×0.005%=0.0003kgf/cm2與此同時(shí),一個(gè)大氣壓下大氣中氧氣分壓為(以一個(gè)大氣壓空氣中氧氣含量為21%計):1×21%=0.21kgf/cm2可看出,空氣中氧氣分壓為氮氣管道中氧氣分壓700倍,因此,空氣中氧氣向管道中滲透動(dòng)力很大。輸送管道最好選用不銹鋼管道或高質(zhì)量碳鋼管道,而其它管道因材質(zhì)因素易引起空氣中氧氣滲透到管道中,使氮氣濃度發(fā)生變化,特別是高純度氮氣。同樣,管道及閥門(mén)接口也應做到良好連接。
4充氮
灌裝好成品油剩余空間中充滿(mǎn)氧氣含量為21%空氣。充氮過(guò)程就是使用高純度氮氣吹掃,替代空氣過(guò)程,充氮后成品油充氮效果可用瓶?jì)仁S嗫臻g殘氧量衡量。在此過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn):
?。?)吹掃要包括整個(gè)瓶?jì)仁S嗫臻g及瓶蓋,否則,殘留空氣對殘氧量影響較大。
?。?)吹掃結束至壓蓋時(shí)間應盡可能短,否則,在此期間,空氣中氧會(huì )很快滲透到瓶中,引起瓶中殘氧量升高。
5充氮試驗
泄漏試驗
氮氣濃度為99.99%,壓力為5kgf/cm2。在Ф40mm碳鋼材質(zhì)氮氣輸送管道上開(kāi)一個(gè)Ф0.5mm孔,開(kāi)啟氮氣閥門(mén),結果如表1。
5.2充氮試驗
使用自制濃度為99.99%氮氣進(jìn)行充氮,充氮方法采用人工和機器兩種方法,充氮后結果如表2。
根據以上試驗結果,在實(shí)際充氮過(guò)程可得出以下結論:
?。?)氮氣輸送管道最好選用質(zhì)地良好不銹鋼管道或高質(zhì)量碳鋼管道;同時(shí),注意管道、閥門(mén)、接頭上不能有泄漏點(diǎn),否則會(huì )因空氣中氧氣滲入而影響氮氣品質(zhì)。
?。?)充氮時(shí),應使用密閉或操作連貫機器充氮;人工充氮時(shí),因操作時(shí)間間隔較大,易使空氣中氧氣進(jìn)入充氮操作成品瓶中,特別是在壓蓋前一段真空期。