อาจจะเคยได้ยินว่าไนโตรเจนเหลวทำให้อาหารเย็นจนแข็งตัวได้อย่างรวดเร็วใช่หรือไม่? แล้วมันมีข้อดียังไง มีประโยชน์อย่างไรบ้าง? มาทำความรู้จักไนโตรเจนเหลวในอุตสาหกรรมอาหารไปกับอิโตะ (ไทยแลนด์) กันเถอะ

ไนโตรเจนเหลวคืออะไร?

            ไนโตรเจน คือแก๊สที่ปกติมีอยู่ในอากาศทั่วไปสูงถึงประมาณ 78% เมื่อเทียบกับไอน้ำที่จะควบแน่นเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียสแล้วนั้น แก๊สไนโตรเจนจะเปลี่ยนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำมาก ๆ ประมาณ -195.8 องศาเซลเซียส ดังนั้นแสดงว่า ไนโตรเจนที่อยู่ในรูปของเหลว จะต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือด นอกจากนี้ ในการเปลี่ยนแปลงสถานะจากของเหลวกลับไปเป็นแก๊สไนโตรเจน ยังมีการดูดความร้อนเพื่อเปลี่ยนแปลงสถานะอีกด้วย (Latent Heat of vaporization ของไนโตรเจน เท่ากับ 198.3 kJ/kg) ทำให้เมื่อวัตถุอื่น ๆ สัมผัสกับไนโตรเจนเหลวที่มีอุณหภูมิเย็นระดับติดลบมาก ๆ และถูกดูดความร้อนไปเพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สไนโตรเจนด้วย วัตถุนั้นจึงมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ทำให้วัตถุถูกแช่แข็งได้อย่างรวดเร็วนั่นเอง

จุดเด่นและข้อควรระวัง

            ข้อดีของไนโตรเจนเหลวคือสามารถลดอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นที่แน่นอนว่าทำให้ใช้เวลาในกระบวนการแช่แข็งน้อย แต่จุดสำคัญที่ตามมาคือ เมื่อวัตถุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์สิ่งมีชีวิตหรือโครงสร้างน้ำในอาหาร เปลี่ยนสถานะเป็นน้ำแข็งอย่างรวดเร็ว จะทำให้ผลึกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นมีจำนวนมากและมีขนาดเล็ก ซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหรือทำลายเซลล์ได้น้อยกว่าผลึกน้ำแข็งขนาดใหญ่ ที่อาจทิ่มแทงเซลล์หรือโครงสร้างต่าง ๆ ให้ฉีกขาดหรือผิดรูปได้ ดังที่จะสังเกตได้ว่า อาหารแช่แข็งจากโรงงานอุตสาหกรรม มักสามารถทำละลายออกมาได้คุณภาพดีกว่าการทำละลายอาหารแช่แข็งจากตู้แช่แข็งระดับครัวเรือน รวมถึงสามารถรักษาคุณภาพของเซลล์สิ่งมีชีวิตให้อยู่ในสภาพที่ดีได้อีกด้วย

            สำหรับข้อควรระวังนั้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ ผู้ปฏิบัติงาน ที่สัมผัสกับไนโตรเจนเหลว อาจเกิดปัญหาสุขภาพอย่างเฉียบพลันได้ด้วยอาการภาวะผิวหนังถูกทำลายจากความเย็นจัด (frostbite) หรือภาวะตัวเย็น (hypothermia) หากไม่ได้มีความระมัดระวังหรือสวมอุปกรณ์ป้องกันที่ถูกต้องเหมาะสม นอกจากนี้ พื้นที่ปฏิบัติงานยังต้องมีการคำนึงถึงการหมุนเวียนอากาศที่เหมาะสมเพื่อรับมือกับปริมาตรของแก๊สไนโตรเจนที่เปลี่ยนสถานะเป็นไอ รวมถึงสภาวะขาดออกซิเจนเนื่องจากความหนาแน่นของแก๊สไนโตรเจนด้วย ในส่วนของอาหารนั้น ในกรณีที่แช่แข็งอาหารที่มีลักษณะเหลวหรือข้นหนืดที่รับประทานทันที เช่น ไอศกรีม ต้องมีความระมัดระวังเนื่องจากอาจหลงเหลือฟองแก๊สในโตรเจนของอาหารที่มีอุณหภูมิต่ำอาจเป็นอันตรายกับช่องปากได้ รวมไปถึง อาหารแช่แข็งด้วยไนโตรเจน สามารถหยุดการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ได้ แต่เมื่ออาหารนั้นมีการทำละลายก็มีโอกาสที่จุลินทรีย์จะเติบโตอีกครั้ง

ตัวอย่างการใช้งานไนโตรเจนเหลวในอุตสาหกรรมอาหาร

            •การปศุสัตว์และการผลิตวัตถุดิบ เช่น การเก็บรักษาน้ำเชื้อและไข่ของสัตว์พ่อพันธุ์-แม่พันธุ์ สำหรับการปรับปรุงพันธุ์สัตว์หรือการผสมเทียม ยาและวัคซีนสำหรับสัตว์ เป็นต้น

            •กระบวนการผลิตอาหารแช่แข็ง เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงด้านคุณภาพของอาหาร เนื่องจากเมื่อน้ำในอาหารเปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง ปฏิกิริยาทางเคมีและเอนไซม์ในอาหารจะเกิดได้ช้าลงมาก ทำให้สามารถรักษาความสดใหม่ของอาหารไว้ได้ดี

            •กระบวนการเก็บรักษาสารฟังก์ชันที่ไวต่ออุณหภูมิ ด้วยการเอนแคปซูเลชันด้วยกระบวนการฟรีสดราย, กระบวนการ spray cooling เช่น จุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ สารสกัดจากจุลินทรีย์ สารสกัดจากพืช เป็นต้น

            •กระบวนการทำแห้งแบบฟรีสดราย มักนิยมลดอุณหภูมิของวัตถุด้วยไนโตรเจนเหลวก่อนนำไประเหิดน้ำที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สามารถยังคงคุณภาพที่ดี

            •ในกลุ่มงานคหกรรม เช่น การทำไอศกรีมจากไนโตรเจนเหลว หรืองานกลุ่มอาหารโมเลกุล (Molecular Gastronomy)

            •งานวิจัยและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ มักใช้เพื่อต้องการเก็บตัวอย่างอาหาร วัตถุ เชื้อจุลินทรีย์ หรือสารเคมีเพื่อให้มีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด ก่อนการตรวจวิเคราะห์ต่อไป

นวัตกรรมการผลิตไนโตรเจนเหลว

            โดยทั่วไปในอุตสาหกรรมอาหาร มักใช้การสั่งซื้อไนโตรเจนเหลวจากบริษัทผลิตโดยเฉพาะ ซึ่งอาจประสบปัญหาด้านการจัดการสต็อกปริมาณไนโตรเจน ความเสี่ยงในการขนส่งบรรจุภัณฑ์ทนแรงดัน รวมไปถึงปัญหาคาร์บอนฟุตพรินท์ในการขนส่งไนโตรเจนเหลวที่สิ้นเปลืองพลังงานเชื้อเพลิง  

            บริษัท อิโตะ (ไทยแลนด์) ขอนำเสนอนวัตกรรมจากประเทศญี่ปุ่นในการผลิตไนโตรเจนเหลวสำหรับภาคอุตสาหกรรมและงานวิจัย ทำให้องค์กรของท่านสามารถผลิตไนโตรเจนเหลวได้อย่างสม่ำเสมอและลดความเสี่ยงและความผิดพลาดจากการขนส่ง โดยสามารถผลิตไนโตรเจนได้ที่ความบริสุทธิ์ 99% ด้วยพลังงานไฟฟ้า หากท่านมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ดังกล่าว สามารถติดต่อเรา เพื่อขอรายละเอียดเพิ่มเติมได้ทันที