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微小氣體流量計(jì)在食品與包裝工業(yè)上應(yīng)用的原理和注意事項(xiàng)

來(lái)源:蘇州愛拓利電子設(shè)備有限公司   2025年06月04日 10:10  

在食品與包裝工業(yè)中,微小氣體流量計(jì)主要用于控制包裝內(nèi)的氣體成分(如氮?dú)狻⒍趸肌⒒旌蠚怏w等),以延長(zhǎng)食品保質(zhì)期、保持風(fēng)味或防止氧化。其核心原理是通過(guò)精確測(cè)量和調(diào)節(jié)微小氣體流量,確保包裝過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性。以下是具體原理和注意事項(xiàng):

一、應(yīng)用原理

1. 氣體置換包裝(MAP,Modified Atmosphere Packaging)

作用:通過(guò)充入惰性氣體(如N?)或混合氣體(如CO?+N?)替換包裝內(nèi)的空氣,抑制微生物生長(zhǎng)和氧化反應(yīng)。

流量計(jì)功能:

精確控制充氣流量(通常為幾十毫升/分鐘至幾升/分鐘)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣體流速,確保包裝內(nèi)氣體比例符合預(yù)設(shè)值(如70% N? + 30% CO?)。

2. 碳酸飲料灌裝

作用:控制CO?的溶解量,保證飲料口感和氣泡穩(wěn)定性。

流量計(jì)功能:

在灌裝線上調(diào)節(jié)CO?注入速率,避免過(guò)量或不足。

3. 氣調(diào)保鮮(CA Storage)

作用:在大型倉(cāng)儲(chǔ)或運(yùn)輸中調(diào)節(jié)環(huán)境氣體成分(如低氧、高CO?)。

流量計(jì)功能:

持續(xù)監(jiān)測(cè)并反饋氣體流量,維持動(dòng)態(tài)平衡。

二、核心技術(shù)與原理

微小氣體流量計(jì)在食品包裝中通常采用以下技術(shù):

熱式質(zhì)量流量計(jì)(主流選擇)

原理:基于氣體流過(guò)熱傳感器時(shí)的冷卻效應(yīng),直接測(cè)量質(zhì)量流量(無(wú)需溫壓補(bǔ)償)。

優(yōu)勢(shì):響應(yīng)快、精度高(±1% FS)、適合潔凈氣體。

差壓式流量計(jì)

原理:通過(guò)節(jié)流裝置(如孔板)產(chǎn)生壓差,間接計(jì)算流量。

優(yōu)勢(shì):成本低,但需校準(zhǔn)氣體類型。

層流式流量計(jì)

原理:利用層流狀態(tài)下壓差與流量的線性關(guān)系測(cè)量。

優(yōu)勢(shì):適合低流量(sccm級(jí)),但需定期維護(hù)。

三、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

1. 氣體兼容性

問(wèn)題:食品級(jí)氣體可能含微量水分、油脂或添加劑(如CO?中的乙醇)。

措施:

選擇耐腐蝕材質(zhì)(如316L不銹鋼、PTFE密封)。

避免傳感器污染,必要時(shí)加裝過(guò)濾器。

2. 衛(wèi)生與安全要求

問(wèn)題:直接接觸食品的氣體需符合FDA/EC 1935等法規(guī)。

措施:

選用設(shè)計(jì)、易清潔的流量計(jì)。

避免使用含鉛、鎘等有害材料的部件。

3. 精度與穩(wěn)定性

問(wèn)題:流量波動(dòng)可能導(dǎo)致包裝內(nèi)氣體比例不達(dá)標(biāo)。

措施:

定期校準(zhǔn)(尤其更換氣體類型時(shí))。

選擇帶溫度補(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì),減少環(huán)境影響。

4. 安裝與維護(hù)

問(wèn)題:生產(chǎn)線振動(dòng)或粉塵可能影響傳感器。

措施:

安裝位置遠(yuǎn)離機(jī)械振動(dòng)源。

定期檢查氣路密封性,防止泄漏。

5. 防爆需求

問(wèn)題:部分食品廠區(qū)可能存在可燃性粉塵環(huán)境。

措施:

選擇ATEX防爆認(rèn)證的流量計(jì)(如本安型)。

四、典型應(yīng)用案例

薯片充氮包裝:

流量計(jì)控制N?充入速率(約5-10 L/min),確保殘氧量<2%。

鮮肉氣調(diào)盒:

調(diào)節(jié)O?/CO?/N?混合比例(如70% O? + 30% CO?),抑制細(xì)菌繁殖。

五、選型建議

量程匹配:根據(jù)實(shí)際流量需求選擇(如0-20 L/min)。

輸出信號(hào):優(yōu)先選擇4-20mA或數(shù)字接口(如RS485),便于PLC集成。

通過(guò)合理選型和使用,微小氣體流量計(jì)可顯著提升食品包裝的效率和安全性,同時(shí)降低氣體浪費(fèi)成本。


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