Důležitou součást ochranné atmosféry pro balení potravin tvoří dusík. Podle zkušeností výrobců je nejefektivnějším způsobem jeho získávání výroba přímo na místě spotřeby na bázi on-site. Tento koncept byl poprvé realizován již v první polovině minulého století, nicméně od té doby zaznamenal významný technologický rozvoj. Díky této technologii získává výrobce potravin dusík ze zařízení, které je nainstalováno přímo ve výrobní hale.

Produkce dusíku přímo na místě za pomocí on-site zařízení, které dnes v řadě provozů nahrazuje tradiční zásobování tlakovými lahvemi nebo ze zásobníku, má řadu nesporných výhod:
• náklady na dodávku a instalaci zařízení stejně jako náklady na jeho údržbu a provoz hradí poskytovatel
• nevznikají značné náklady spojené s přepravou tlakových lahví, jejich skladováním a pronájmem
• měsíční poplatek za pronájem zařízení hradí zákazník z provozních prostředků
• dodavatel garantuje nepřetržitost a plynulost dodávek
• bezobslužný provoz uspoří mzdové náklady na pracovní sílu
• odpadá nepohodlná a nákladná manipulace s tlakovými lahvemi

V případě snížení odběru dusíku přechází zařízení automaticky na režim stand-by a tím se minimalizuje spotřeba elektrické energie. Nedílnou součástí je i on-line analyzátor kyslíku, který slouží k zajištění požadované kvality vystupujícího plynného dusíku.
On-site zařízení na výrobu dusíku na místě spotřeby využívají především následujících způsobů získávání plynného dusíku:
• dělení vzduchu na membránách
• dělení vzduchu na molekulových sítech

Membránová technologie
Membránové zařízení na výrobu dusíku je sestaveno ze dvou základních částí. První část tvoří zdroj tlakového vzduchu, který sestává obvykle ze šroubového kompresoru a kondenzačního sušiče vzduchu. Druhou částí je vlastní membránové zařízení, které je tvořeno filtry stlačeného vzduchu, membránovými moduly a řídicí technikou. Membránové moduly tvoří válec, který obsahuje až několik tisíc kilometrů polopropustných vláken. K rozdělení vzduchu dochází díky rozdílné rychlosti difuze jednotlivých molekul stlačeného vzduchu polopropustnou membránou. Molekuly vody, oxidu uhličitého a kyslíku prostoupí stěnou vlákna, zatímco molekuly dusíku zůstanou uvnitř. Čistota produkovaného dusíku dosahuje hodnoty 99,5 % a zařízení jsou dodávána v širokém rozsahu výkonu od 1 m3/h až do 2800 m3/h.

PSA technologie
PSA (Pressure Swing Adsorption) technologie patří podobně jako membránové technologie k nekryogenním způsobům dělení vzduchu. V tomto případě se dusík získává dělením stlačeného vzduchu na uhlíkových molekulových sítech. Zařízení obdobně jako v případě membránové technologie tvoří zdroj tlakového vzduchu, avšak k dělení vzduchu dochází ve dvou adsorpčních nádobách naplněných molekulovým sítem. Při průchodu vzduchu přes tuto náplň se adsorbuje kyslík a vodní páry a výsledkem je produkce plynného dusíku. Nádoby pracují střídavě – zatímco jedna adsorpční nádoba produkuje dusík, druhá se regeneruje díky rozdílu tlaku vzduchu v adsorbéru a jeho okolí. Přepínání nádob probíhá automaticky při využití řídicího systému a soustavy pneumatických ventilů. Díky speciálním filtrům na výstupu z adsorpčních nádob nedochází k unášení částic molekulového síta, čímž je zajištěna čistota produkovaného dusíku. Jeho čistota dosahuje hodnoty až 99,99 % a i v tomto případě jsou zařízení dodávána v širokém rozsahu výkonu od 1 m3/h až do 2800 m3/h.

Vhodné nejen v potravinářství…
Dusík z on-site zařízení může být aplikován v nejrůznějších odvětvích. V České republice se nejčastěji využívá pro následující aplikace:

• v potravinářství k balení produktů do ochranné atmosféry
• k inertizaci při výrobě olejů a jejich skladování
• k inertizaci skladů ovoce
• k inertizaci tanků a lahví při výrobě a stáčení vína
• v chemickém a farmaceutickém průmyslu jako inertní a tlačný plyn
• v metalurgii, kde slouží k výrobě ochranných a reakčních atmosfér pro tepelné a chemicko-tepelné zpracování kovů

Viktor Tkadlec,
Messer Technogas, s. r. o.

Box: Komplexní servis
Společnost Messer Technogas, známý dodavatel technologií pro zásobování technickými plyny na český trh, realizuje nejen návrh a dodávku on-site zařízení, ale rovněž zprostředkuje jeho financování. Obvykle jsou tato zařízení zákazníkům k dispozici formou pronájmu.
Dodatečný zálohový zdroj dusíku z tlakových lahví (pro jednotky malého výkonu) nebo ze zásobníku kapalného dusíku pokrývá krátkodobé špičkové odběry a zároveň dodává dusík v případě výpadku elektrické energie nebo při jiných nenadálých nouzových stavech.
Modulové uspořádání jednotlivých jednotek umožňuje pružné přizpůsobení se potřebám zákazníka při minimální době instalace. Společnost přebírá na sebe garanci dodávek dusíku v potřebné kvalitě i dostatečném množství.