Промышленные газы в пищевой отрасли: особенности заправки и требования
Директор молочного завода в Тульской области столкнулся в 2023 году с проблемой. Очередная проверка Роспотребнадзора выявила нарушения в системе хранения углекислоты. Инспектор выписал штраф, а также пришлось остановить линию упаковки йогуртов на 4 дня. Убытки превысили 2 млн рублей. К таким потерям привело то, что сотрудники не знали требований к заправке газами пищевого назначения.
Какие газы используются в пищевом производстве
В пищевой промышленности используется 6 основных типов технических газов. Каждый выполняет определенную функцию и требует соблюдения правил безопасного обращения:
- Углекислота (CO₂) – лидер по объемам применения. Газирование напитков, охлаждение при транспортировке, создание защитной атмосферы для мясных продуктов. Чистота пищевой углекислоты должна быть не менее 99,9%, а максимальное содержание воды не должно превышать 0,02%. Любые отклонения меняют вкус продукта и сокращают срок его годности.
- Азот (N₂) вытесняет кислород из упаковки, предотвращает окисление. Чипсы, кофе, орехи фасуются в азотной среде. Это позволяет сохранять их свежими на 40-60% дольше по сравнению с обычной упаковкой. Чистота азота для пищевых целей должна быть не ниже от 99,5%.
- Кислород (O₂) используется для сохранения насыщенного цвета мясных изделий. Миоглобин в мясе при контакте с кислородом образует оксимиоглобин. Именно он дает яркий красный оттенок. Содержание кислорода в газовой смеси для упаковки мяса составляет 60-80%.
- Аргон применяется в виноделии и производстве элитных масел. Он тяжелее воздуха в 1,4 раза, создает защитный слой над продуктом. Бутылка вина под аргоновым колпаком сохраняет свойства 3-5 дней после открытия вместо стандартных 24 часов.
- Закись азота (N₂O) – это сливки в баллончиках, пенообразователь для десертов. Один баллон объемом 8 г создает до 500 мл взбитых сливок.
Но для использования всех свойств газов нужно соблюдать правила работы с ними.
Технические требования к заправке газовых баллонов
Заправка газами пищевого производства регламентируется ГОСТ 12.2.085-2002 и техническим регламентом ТР ТС 005/2011. Нарушение этих норм приводит к штрафам от 100000 до 500000 рублей для юридических лиц.
Подготовка баллонов
Перед заправкой баллон обязательно осматривается. Недопустимо наличие на его поверхности вмятин глубже 2 мм, трещин, обширных очагов коррозии. Клеймо должно содержать дату последнего освидетельствования. Баллоны с CO₂ проверяются каждые 5 лет, с кислородом – каждые 3 года.
Баллоны обязательно промываются внутри. Для этого используется деионизированная вода с проводимостью не более 2 мкСм/см. После промывки баллон продувается тем же газом, которым будет заправляться. Это исключает перекрестное загрязнение.
Остаточное давление перед заправкой должно составлять минимум 0,5 МПа. Полностью опустошенный баллон может втянуть атмосферный воздух через микротрещины в вентиле. Это недопустимо при работе с техническими газами, которые используются в пищевой промышленности.
Заправка газами
Скорость заправки углекислотой не должна превышать 10 кг/мин. При быстром сжатии газ нагревается, что может вызвать деформацию баллона. Температура стенок не должна превышать +40°C.
Степень заполнения ограничена. Для CO₂ при температуре +15°C максимальная масса газа составляет 1,5 кг на 1 литр вместимости баллона. Стандартный 40-литровый баллон вмещает не более 24 кг углекислоты.
Контроль чистоты проводится после каждой заправки. Пробы газа анализируются на содержание влаги, масляных паров, механических примесей. Для CO₂ пищевой категории содержание масла не должно превышать 0,1 мг/м³.
Система контроля качества при работе с пищевыми газами
Лаборатория мясокомбината в Краснодаре ежедневно анализирует состав газовых смесей. Отклонение содержания кислорода на 5% от нормы сокращает срок годности охлажденной говядины с 12 до 7 суток. Убыток на партии 500 кг составляет около 45000 рублей.
Входной контроль
К каждой партии газа должен прилагаться паспорт качества. В нем указываются следующие параметры, которые были определены с помощью анализов:
- чистота;
- влажность;
- содержание примесей.
Производитель обязан предоставить протоколы испытаний, проведенных в аккредитованной лаборатории.
На месте проводится выборочная проверка. Для углекислоты измеряется точка росы. Она должна быть не выше -40°C. Превышение этого показателя указывает на избыток водяных паров. Они вызывают коррозию оборудования и портит продукцию.
Операционный контроль
Давление в системе подачи газа контролируется манометрами с классом точности не ниже 1,5. Показания снимаются каждые 2 часа в течение рабочей смены. Падение давления на 10% от номинала – повод для проверки герметичности.
Состав газовой смеси для упаковки проверяется 2 раза в смену. Анализатор газов показывает реальное соотношение компонентов. При работе с мясными изделиями зачастую используется смесь, в которой 70% кислорода и 30% углекислоты. Отклонение ±3% уже критично.
Документирование
Журнал учета расхода газов ведется ежедневно. В нем фиксируется объем использованного газа, номера баллонов, время начала и окончания работы. При проверке Роспотребнадзора отсутствие журнала штрафуется.
Акты на списание пустых баллонов составляются комиссией из 3 человек. В них указывается дата опустошения, остаточное давление, следующая дата освидетельствования. Баллон с просроченным клеймом не подлежит повторной заправке до прохождения техосмотра.
Особенности хранения и транспортировки
Склад газовых баллонов кондитерской фабрики в Москве спроектирован с учетом всех требований. Площадь помещения 60 м², вентиляция обеспечивает 8-кратный воздухообмен в час. Температура поддерживается в диапазоне от +5 до +20°C. Баллоны с разными газами разделены перегородками высотой 2 метра.
Правила складирования
Расстояние от баллонов до отопительных приборов должно быть минимум 3 метра. До источников открытого огня должно быть не менее 10 м. Баллоны хранятся в вертикальном положении, они закрепляются хомутами или цепями. Падение баллона с высоты 1,5 метра может привести к разрушению вентиля и взрыву.
Полные и пустые баллоны хранятся раздельно. Это требование ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов». Смешанное хранение затрудняет учет, повышает риск использования пустого баллона.
Обязательно должна быть защита от прямых солнечных лучей. Нагрев баллона с CO₂ до +50°C повышает внутреннее давление с 5,7 МПа до 7,2 МПа. Это приближается к предельной нагрузке, которые способны выдержать стенки.
Правила безопасной транспортировки баллонов внутри предприятия
Баллоны перемещаются на специальных тележках с фиксаторами. Запрещено их перекатывание по полу, волочение за вентиль. Нельзя допускать ударов. На пивоваренном заводе в Самаре сотрудник уронил баллон с CO₂. Вентиль отломился, баллон превратился в неуправляемый объект. Ущерб составил 340000 рублей, пострадали 2 человека.
Лифты для перевозки газовых баллонов оборудуются принудительной вентиляцией. Утечка газа в закрытой кабине может привести к удушью. Датчики CO₂ устанавливаются на высоте 30 см от пола, так как углекислота тяжелее воздуха и скапливается внизу.
Экономика правильного обращения с промышленными газами
Хлебозавод в Екатеринбурге перешел на систему централизованной заправки газами вместо использования баллонов. Был установлен криогенный резервуар для жидкого азота объемом 5000 литров. Инвестиции окупились в течение 14 месяцев за счет снижения простоев и потерь газа.
Сравнение баллонной и централизованной системы заправки газами
Баллоны – оптимальный вариант для малых предприятий с потреблением до 50 м³ газа в сутки. Цена 1 м³ азота в баллонах около 45 рублей. Замена пустых баллонов занимает 20-30 минут. В течение этого времени линия простаивает.
Централизованная система рентабельна при расходе от 100 м³/сутки. Цена 1 м³ азота из резервуара варьируется в пределах 28-32 рубля. Газ подается непрерывно, простои исключены. Кроме того, не нужно выделять площадь под склад баллонов и содержать кладовщика. Это дает дополнительную выгоду.
Учет потерь газа
Утечки через неплотности соединений достигают 5-7% от общего расхода. На предприятии с потреблением 200 м³ CO₂ в сутки это 10-14 м³ или ежедневная потеря 600-850 рублей. За год набегает 220000-310000 рублей чистого убытка.
Датчики на основе ультразвука выявляются утечки от 0,1 л/мин. Проверка всех соединений занимает 2-3 часа, но окупается за счет снижения потерь уже через месяц.
Обучение персонала и сертификация
Оператор, который работает с промышленными газами, проходит обучение. Оно длится минимум 40 часов. Программа включает:
- изучение свойств газов;
- изучение правил безопасности;
- изучение и отработку действий при аварийных ситуациях.
Аттестация работников проводится ежегодно.
Сертификат на заправку газами выдается после сдачи экзамена в Ростехнадзоре. Без него работа с баллонами под давлением запрещена. Штраф за допуск неаттестованного персонала достигает 80000 рублей.
Правильная организация работы с промышленными газами в пищевой отрасли – это не только безопасность людей, но качество продукции, сокращение расходов. Соблюдение правил заправки, хранения и контроля качества окупается многократно за счет снижения убытков от брака, штрафов и отсутствия аварийных ситуаций.