Когда говорят о кислороде в пищевой промышленности, первое, что приходит в голову — «хранение без кислорода», MAP-упаковка, азот. Парадокс: кислород и правда враг большинству пищевых продуктов при хранении. Но в производстве пищи он же — незаменимый участник нескольких ключевых процессов. Разбираемся, где нужен и какими требованиями регулируется.
Аэрация воды
Растворённый кислород в воде — показатель её качества и необходимое условие для жизни рыб, микроорганизмов в биологической очистке, нормального протекания технологических процессов.
В пищевом производстве аэрацию воды кислородом применяют для подготовки технологической воды, поддержания качества воды в промежуточных ёмкостях, насыщения воды перед варкой пива и производством безалкогольных напитков.
Обычная аэрация воздухом даёт растворённый кислород до насыщения атмосферного уровня (~9 мг/л при 20 °C). Аэрация чистым кислородом повышает концентрацию растворённого O₂ в 4–5 раз. Это ускоряет биологические процессы, улучшает качество готового продукта и позволяет работать в значительно меньшем объёме реактора.
Аквакультура и рыбоводство
Крупнейший потребитель кислорода в пищевом секторе — рыбные хозяйства с высокой плотностью посадки. При содержании лосося, форели, осётра в УЗВ (установках замкнутого водоснабжения) естественной аэрации недостаточно: рыба потребляет кислород быстрее, чем он поступает из воздуха.
Подача чистого кислорода через диффузоры или конусные смесители поддерживает концентрацию растворённого O₂ на уровне 8–12 мг/л. При падении ниже 5 мг/л рыба начинает испытывать стресс, ниже 3 мг/л — гибель.
Расход кислорода на 1 кг прироста рыбы — около 0,25–0,35 кг O₂. Для хозяйства производительностью 100 тонн рыбы в год это десятки тонн кислорода ежегодно — объёмы, при которых баллонное снабжение становится неудобным. Переходят на кислородные рампы с большим числом баллонов или на криогенные газификаторы.
Озонирование
Озон (O₃) получают из кислорода в озонаторе. Применяют для обеззараживания воды и воздуха, обработки поверхностей в производственных помещениях, дезинфекции упаковки, продления срока хранения продуктов в газовой среде.
Преимущество озона перед хлором: не оставляет химических остатков, распадается до O₂. Это критически важно для пищевого производства, где хлорорганические соединения недопустимы.
Чистота кислорода для озонаторов — 90–95% и выше. При использовании воздуха эффективность озонатора падает, образуются оксиды азота. Именно поэтому современные озонаторы работают на чистом кислороде.
Требования к пищевому кислороду
Пищевой кислород — отдельная категория, регулируемая техническими регламентами Таможенного союза и ГОСТ Р 55892 (с пометкой «для медицинского и пищевого применения»).
Ключевые требования: чистота O₂ — 99,5% и выше, отсутствие масла, влаги, токсичных примесей в концентрациях, превышающих допустимые для пищевого производства.
Технический кислород для пищевых целей не применяют. Производство, хранение и транспортировка пищевого кислорода — только на аттестованных объектах с отдельной системой заправки.
На практике для аквакультуры и большинства применений в пищевой промышленности подходит технический кислород высшего сорта по ГОСТ 5583-78 — при условии, что он не контактирует непосредственно с продуктом (аэрация технологической воды, озонирование воздуха). Прямой контакт кислорода с продуктом — только пищевой.
Организация снабжения
При небольшом потреблении (до 10 нм³/сутки) — стандартные баллоны на кислородной рампе. При высоком (аквакультура, крупный озонатор) — криогенный газификатор жидкого кислорода.
Кислородные системы требуют обезжириваний всех элементов. Подробнее о требованиях — в статье «Утечки кислорода». Подбор схемы снабжения — в каталоге КубСпецТех.
Требования к оборудованию кислородных систем
Кислород в пищевой промышленности — сильный окислитель. Требования к оборудованию те же, что и для медицинских применений: полное обезжиривание всех элементов, специальная кислородная арматура, запрет на масло в системе. Никаких следов нефтепродуктов — это пожарная безопасность, а не перестраховка.
Монтаж кислородного трубопровода на пищевом предприятии — с аттестованными материалами и документально подтверждённым обезжириванием каждого элемента. При сдаче в эксплуатацию — проверка герметичности инертным газом (азотом или аргоном), а не кислородом: первая проверка на кислороде проводится только после подтверждения герметичности.
О правилах работы с кислородными системами подробно — в статье «Утечки кислорода: как обнаружить и устранить».
