
空氣中的氧氣
左圖:Rembe 的減壓裝置。
空氣中的氧氣是一種無色無味的氣體,佔地球大氣層的約 20.95%。空氣的化學組成在高海拔地區幾乎保持不變,但隨著距離地表的距離增加,空氣密度和總壓力會逐漸下降。在約 20 公里的高度,大氣壓力僅為 0.055 巴,而海平面上的壓力為 1.013 巴。氧氣是需氧生物生存所必需的,因為它在細胞呼吸過程中充當電子受體。
氧氣具有高度反應性,並促進氧化化學反應。這些過程會導致金屬腐蝕、含脂肪食品變質、氣味和味道改變,以及化學和藥品品質下降。氧化反應通常是自催化的。溫度、濕度、光照和 pH 值都會顯著加速這些過程。
粉末狀散裝物料具有較大的比表面積,隨著顆粒尺寸的減小,其比表面積會大幅增加。它們通常以固體顆粒和封閉空氣的雙相系統形式存在。這種氣相既存在於顆粒之間的間隙中,也存在於單個顆粒的孔隙中。因此,散裝物料對氧氣特別敏感。
通過將現有空氣替換為惰性氣體,可以減少氧化。該過程稱為惰性化。在此過程中,氮氣或氬氣將氧氣從加工室、設備或包裝中排擠出去。由於其易獲得性和成本低廉,氮氣是最常用的惰性氣體。技術上可採用沖洗、真空沖洗、下沖洗或過壓工藝氣體等方法。這樣可以減緩或完全防止氧化反應。
在粉末混合機中,細粉可能構成較高的爆炸風險,因為氧氣是易燃粉塵與空氣混合物的組成部分。因此,amixon® 混合機以低轉速運行,並按照 ATEX 指令進行設計。該設備具有真空耐受性,因此可以將混合室中的氣相基本抽空,然後用惰性保護氣體代替。這大大降低了爆炸風險,提高了產品安全性。此外,amixon® 混合機還可製造為耐壓或耐衝擊壓力型。
在包裝技術中,經常使用保護性氣體環境來延長敏感產品的保存期限。包裝機產生受控的氮氣環境,降低周圍氣相中的氧氣含量,避免品質下降。此過程稱為「氣體改質包裝」。