Mục tiêu sản xuất và xu hướng sử dụng hệ thống phun nitơ lỏng trong ngành thực phẩm & đồ uống
Áp suất và bao bì
Kể từ đầu thế kỷ 21, hai xu hướng lớn đã định hình lại ngành đồ uống toàn cầu. Thứ nhất, người tiêu dùng ngày càng chuyển từ nước giải khát có ga sang các loại nước trái cây và nước tinh khiết ít ga hoặc không ga — thể hiện lối sống lành mạnh hơn. Thứ hai, các nỗ lực giảm lượng nhựa trong từng chai đã thúc đẩy xu hướng bao bì thân thiện với môi trường. Hai xu hướng này được tăng tốc mạnh mẽ trong giai đoạn gần đây, khi nhu cầu phát triển bền vững và ý thức sức khỏe sau đại dịch Covid-19 trở nên sâu rộng hơn.
Tuy nhiên, các loại chai và bao bì nhẹ này dễ bị biến dạng hoặc sụp đổ trong quá trình vận chuyển và xếp dỡ do thiếu áp suất nội bộ từ khí CO₂. Đặc biệt với các chai PET (polyethylene terephthalate) có thành mỏng, việc duy trì độ cứng vững của bao bì là thách thức lớn.
Hệ thống phun nitơ lỏng của ABM chính là giải pháp tối ưu cho vấn đề này. Việc phun nitơ lỏng vào phần đầu chai (headspace) giúp tạo áp suất nội bên trong, tăng độ cứng của bao bì và ổn định cấu trúc trong suốt quá trình đóng gói và vận chuyển. Một lượng nitơ lỏng chính xác, được phun vào chai hoặc lon trong điều kiện nóng hoặc lạnh, sẽ nhanh chóng giãn nở, tạo áp suất đồng đều và loại bỏ hiện tượng biến dạng hoặc móp méo trong quá trình xếp pallet.
Ngoài ra, trong lĩnh vực thực phẩm tươi, nhu cầu bảo quản bằng môi trường trơ cũng ngày càng tăng. Mục tiêu là loại bỏ oxy trong bao bì để ngăn quá trình oxy hóa gây hư hỏng. Mặc dù không áp dụng cho thực phẩm tươi sống, hệ thống phun nitơ lỏng của ABM vẫn đáp ứng yêu cầu này với các sản phẩm đông lạnh, giúp duy trì chất lượng và kéo dài hạn sử dụng.
Hiệu suất chính xác
Với kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực hệ thống phun ni tơ lỏng, ABM thiết kế, sản xuất và cung cấp các giải pháp phun nitơ lỏng cho nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm, đồ uống, dược phẩm và công nghệ sinh học.
Độ chính xác là yếu tố cốt lõi trong quá trình phun nitơ lỏng. Nếu lượng phun quá nhỏ, bao bì có thể mất ổn định và sụp đổ; nếu phun quá nhiều, áp suất dư thừa có thể gây phồng hoặc nổ chai, làm gián đoạn dây chuyền sản xuất. Do đó, thiết bị phun của ABM được thiết kế để đảm bảo điều khiển liều phun chính xác cho từng chai, với tốc độ lên đến 2.000 chai/phút.
Hệ thống còn có khả năng tự động điều chỉnh theo tốc độ dây chuyền chiết rót. Khi tốc độ thay đổi, thời điểm và lượng phun cũng được cân chỉnh để đảm bảo áp suất ổn định. Ví dụ, khi dây chuyền chậm lại, thời gian giữa chiết rót và đóng nắp dài hơn, dẫn đến bay hơi nitơ nhiều hơn — lúc này, hệ thống sẽ tự động tăng lượng phun để duy trì áp suất nhất quán.
Ngoài ra, ABM cũng chú trọng đến các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình tạo áp suất, như khoảng cách giữa bộ phun và bộ đóng nắp, hoặc sự rung lắc của chai trên băng tải, nhằm giảm thiểu thất thoát nitơ trước khi đóng kín.
Chi phí, hiệu suất và an toàn
Dòng sản phẩm hệ thống phun nitơ lỏng ABM không chỉ đảm bảo độ chính xác mà còn tối ưu về chi phí và hiệu suất năng lượng.
Việc đầu tư ban đầu, lắp đặt và vận hành được đánh giá tổng thể để mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài. Bình chứa nitơ dung tích lớn tuy có chi phí cao hơn ban đầu, nhưng giá nitơ ở dạng lỏng rẻ hơn nhiều so với dạng khí. Ngoài ra, so với hệ thống đường hầm khí nitơ, hệ thống phun ni tơ lỏng có thể giảm tiêu thụ nitơ tới 80%, đồng thời nâng cao tuổi thọ sản phẩm và tính ổn định bao bì.
ABM cung cấp hai lựa chọn hệ thống ống dẫn: loại bọc cách nhiệt bọt xốp (chi phí thấp, nhưng hao tổn nitơ cao hơn) và loại ống chân không cách nhiệt (vacuum-jacketed piping) có chi phí đầu tư cao hơn nhưng giảm đáng kể lượng nitơ tiêu hao, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành.
Về an toàn, hệ thống được trang bị van an toàn xả áp trên bình chứa, đường ống và đầu phun nhằm ngăn ngừa quá áp. Khi nitơ lỏng hóa hơi, thể tích tăng khoảng 700 lần, vì vậy việc bố trí và thiết kế đúng chuẩn là yếu tố sống còn. Các van xả áp thường được đặt ngoài trời để đảm bảo an toàn cho nhân viên trong nhà xưởng.
Triển vọng tương lai
Xu hướng phát triển trong tương lai của hệ thống phun nitơ lỏng được dự báo sẽ gắn liền với tốc độ dây chuyền cao hơn và yêu cầu chính xác khắt khe hơn trong ngành thực phẩm & đồ uống. Ngoài ra, lĩnh vực dược phẩm và bao gói các sản phẩm có độ nhạy oxy cao — như cà phê, bia nitro, dầu ăn và thảo dược — cũng mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng mới.
Khi các ngành công nghiệp hướng tới tính bền vững, hiệu quả năng lượng và độ an toàn cao, hệ thống phun ni tơ lỏng ABM chắc chắn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình, giảm chi phí vận hành và kéo dài tuổi thọ sản phẩm.
