Introducere

1.IntroducereIn vreme ce principalele elemente chimice din grupa halogenilor (Cl,I,Br si F) au fost descoperite in vreme de 120 ani, elementele principale din grupa gazelor rare(He,Ar,Ne,Kr,Xe)au fost descoperite in numai 30 ani, iar facand abstractie de heliu care fusese descoperit in Soare pe cale spectrala, celelalte 4 elemente au fost izolate in numai patru ani(1894-1898).

Primul din acestea din urma, argonul fusese descoperit de Sir J.W.S Rayleight si Sir W.Ramsay si apoi celelalte 3 de catre Sir W.Ramsay si Sir M.W.Travers. Dupa ce li s-au cunoscut proprietatile, curioase atunci, de a nu se combina cu nici un alt element, pentru nobili englezi parea normal sa fie numite "gaze nobile,,.

Mai tarziu din cauza acelorasi proprietati au fost numite "gaze inerte,, sau, conform locului ocupat in tabelul lui Mendeleev, elemente "zerovalente,, si apoi din cauza raritatii cu care se gasesc in atmosfera, "gaze rare,,.

In eforturile pentru descoperirea gazelor rare , o greutate deosebita de care trebuia sa se tina seama era faptul ca nici unul din aceste gaze nu avea eractivitate chimica fata de alte elemente; de aceea si denumirea de elemente "zerovalente,,. Nemaiputandu-se realiza nici un fel de combinatii chimice cu aceste gaze, izolarea lor s-a putut face numai prin mijloace fizice:identificarea cu ajutorul spectroscopului, iar separarea prin distilarea fractionata a diferitelor fractiuni derivate din aer lichid. Metode chimice au fost folosite numai la eliminarea celorlalte componente ale aerului: oxigen, azot, bioxid de carbon, vapori de apa etc.

In ultimii ani, prin eforturi facute de oamanii de stiinta s-a constatat ca unele gaze rare, in special xenonul, in prezenta unor elemente foarte reactive, cum sunt oxigenul si fluorul, sub actiunea unor energii deosebite, pot da unele combinatii, de alfel extrem de labile, cum sunt:difluorura de xenon(XeF2), tetrafluorura de xenon(XeF4) si bioxidul de xenon(Xe O2), acesta din urma fiind extrem de exploziv. In 1962, N.Bartlett, tratand xenon cu hexafluorura de platina obtine hexafluoroplatinatul de xenon. Evident, aceste combinatii au, cel putin deocamdata interes stiintific.

Dar istoria descoperirilor gazelor rare are fascinatia ei, caci impleteste, oricat s-ar parea de curios pasiunea unor cercetatori pentru stiinta cu progresele productiei. 26194ovz83mox7h

Francezul G. Claude(1870-1960) realizeaza o metoda pentru sinteza amoniacului si descopera si metoda expansiunii in lichefierea gazelor, metoda ce aduce un aport serios si la eforturile pentru descoperirea gazelor rare din aer.

Astfel G. Claude cedeaza lui Ramsey reziduul obtinut dupa ce a distilat peste 100t de aer lichid. Era itr-adevar o cantitate enorma pentru acest cercetator care uneori abia putea colectiona cantitati minore din gazele descoperite, pe care sa le poata supune analizei spectrale.

Ramsay, de asta data cu prof. Morre din Indianopolis, se apuca sa analizeze acest reziduu deosebit de pretios.

La inceput indeparteaza restul de oxigen cu ajutorul fosforului, azotul cu magneziu incalzit la rosu , hidrocarburile si hidrogenul cu oxid de carbon si var , iar vaporii de apa cu anhidrida fosforica. Ramaneau astfel aproape exclusiv gazele rare. Prin fractionarea acestui amestec se obtineau toate gazele inerte in cantitati suficiente pentru a li se putea studia proprietatile. vo194o6283moox

Entuziasmul pe care l-a provocat, la timpul sau descoperirea gazelor rare poate fi usor inteles din cele scrise de Ch. Moureu in 1911: "Completa lor inertie le plaseaza, pentru a zice astfel, la marginea chimiei. Ea le asigura inalterabilitate eterna, ce le protejeaza contra tuturor cataclismelor asronomiei si geologiei pe care le traverseaza, ramanand intotdeauna complet sanatoase si nevatamate.Gratie intre altele starii lor gazoase accesul lor usor in toate fluidele si in toate atmosferele unde cei cinci membri ai familiei calatoresc liber si fara a se separa niciodata,,.

2.Generalitati privind gazele inerte

ArgonulCatre sfarsitul anului 1890, cunostintele oamenilor de stiinta despre componenta chimica a atmosferei nu erau mai avansate decat cele dinainte cu un secol, deci cele de prin anii 1780.

Intr-adevar, in a doua jumatate a secolului al XVIII-lea, o seama de descoperiri extrem de importante facute numai in cativa ani au creat posibilitatea cunoasterii principalilor componenti ai atmosferei.

Dupa ce in anul 1755, J. Blake(1728-1799)facuse experiente si aratase rolul bioxidului de carbon, in 1766 H.Cavendish descoperise hidrogenul, D. Rutherford azotul(1774), J. Priestley descoperea oxigenul.

Din 1777 urmeaza cercetarile lui Lovoisier asupra arderii si rolul oxigenului in combustie si respiratie, iar in 1783 Cavendisch aratase ca aerul contine (in volume) 20,83% oxigen si 79,11% azot.

In anul 1785, tot H. Cavendish, intre numeroasele sale experiente, face una care avea sa devina de o importanta deosebita , dar numai peste un secol. Chimistul englez luase o cantitate fixa de aer si dupa ce indeparteaza CO2 si adauga un plus de oxigen, trece scantei electrice si obtine niste vapori bruni oxizi de azot, care dizolvati in apa aratau prezenta acidului azotic. Asadar, reusise sa combinesub actiunea descarcarilor electrictrice azotul cu oxigenul. Indepartand apoi excesul de oxigen, mai ramanea totusi in vasul de sticla o cantitate de gaz. Repetand de mai multe ori aceasta experienta, constata ca in aparat ramane 1/120 parte din volumul de aer luat initial pentru experienta, neschimbat si necombinat. Necombinat dupa ce timp de 75 de zile amestecul gazos era supus descarcarilor electrice. Totusi, Cavendish a constatat ca "azotul trebuie privit ca un corp omogen,,.

Aceasta experienta, desi publicata a cazut in uitare mai bine de un secol.

Catre sfarsitul secolului devine obiect de polemica o ipoteza pe care o facuse un medic englez W.Prout(1786-1850) inca din anul 1815, care sustinea ca toate elementele chimice sunt formate la baza din hidrogen, care ar fi elementul primordial(protylul lui Aristotel). O prima consecinta a acestei ipoteze daca se confirma ar duce la concluzia ca toate greutatile atomice trebuie sa fie numere intergi(multipli ai hidrogenului) cand in realitate erau multe fractionare (clorul 35,5-aluminiul 27,4-beriliu 9,4 etc).

Unii chimisti, in frunte cu L.Gmelin(1788-1853), accepta de la inceput ipoteza lui Prout; in schimb altii, in frunte cu J.Berzelius si J.Stas(1813-1891) ale caror experimente de extrema precizie de determinare a echivalentilor atomici faceau autoritate, erau categoric impotriva ei.

Din polemica nascuta aparare o clara necesitatea de a se face recalcularea greutatilor atomice.

John William Stuart(1842-1919), care din 1873 este cunoscut sub numele de Lord Rayleigh, un eminent fizician din cadrul Laboratorului Cavendish al Universitatii din Cambridge si care mai tarziu avea sa fie directorul acestui laborator, era si el interesat in lamurirea ipotezei lui Prout. Astfel, in 1882 el incepe cercetarile asupra compozitiei apei si deci a elementelor componente hidrogen si oxigen.

Fizicianul Rayleigh a vrut sa se implice in rezolvarea acestei probleme dar aparea clar ca aceasta problema nu poate fi rezolvata numai de el. Era nevoie de un chimist care sa se implice in rezolvarea acestei probleme si sa se dedice rezolvarii ei.

Dintre chimisti cel care dovedi un interes deosebit era scotianul Williams Ramsey(1852-1916) mai tanar cu zece ani decat Rayleigh. Ramsey depa ce in copilarie fusese pasionat de muzica si fotbal, isi incepe studentia la Universitatea di Glasgow-orasul sau natal-in anul 1869, anul in care Mendeleev a prezentat celebrul sau sistem al elementelor de care avea sa se foloseasca cu mare succes mai tarziu, chiar Ramsey.

Ramsay dupa ce studieaza articolul lui Rayleigh , este convins ca diferenta dintre densitatile azotului din aer si a celui provenit din combinatii chimice este o dovada ca in aer exista inca un gaz necunoscut mai greu decat azotul. Acesta alege o metoda chimica pentru descoperirea gazului care in experienta lui Cavendish ramanea necombinat cu azotul chiar si dupa descarcari electrice. Printr-o purificare foarte severa a aerului(eliminarea CO2 si a vaporilor de apa). Oxigenul este fixat apoi pe cupru la cald iar azotul ramas este trecut peste magneziu incalzit si retinut ca azotura de magneziu(N2Mg3). Oxigenul se va fixa foarte usor pe cuprul incalzit, iar azotul este trecut peste magneziu, timp de 10 zile.

Pe masura ce volumul gazului se micsora, densitatea lui crestea. Dupa 10 zile Ramsey a reusit sa obtina 100cm cubi din acest nou gaz caruia determinandu-I densitatea o gaseste 19,086.

Dupa ce se implineste un an de colaborare intre Ramsey si Rayleigh are loc Congresul Societatii britanice de stiinte naturale, la data de 13-08-1984, la Oxford. Cu aceasta ocazie cei doi prezinta noul element sub numele de " Asupra unui nou gaz din atmosfera,,. Dar noul element nu avea inca un nume si la sugestia presedintelui H.G.Madan este numit ARGON care in limba greceasca inseamna lenes.

Argonul este studiat in continuare si pe baza teoriei cinetice a gazelor. Ramsey constata ca gazul gasit este monoatomic si deci nu putea fi un corp compus.

Aceasta descoperire a unui gaz in aer are un rasunator succes in cercurile stiintifice ale epocii. Dar, departe de a se fi terminat o activitate, succesul era de natura sa stimuleze alte cercetari care aveau sa aduca la descoperirea unei intregi familii de gaze rare.

Stirea descoperirii argonului il gaseste pe H. Helmholz(1821-1894), unul din fondatoriin principiului conservarii energiei, paralizat pe patul de moarte si se spune ca dupa ce I se citeste aceasta noutate, maribundul ar fi zis : "Eu am crezut intotdeauna ca mai exista ceva in plus in atmosfera,,

HeliulPentru 18 august 1868 se anuntase o eclipsa de soare; care urma sa fie totala in India. Unul dintre cei mai pasionati astronomi fata de acest eveniment era francezul Pierre I.C.Janssen(1824-1907), care dupa ce face observatiile astronomice si spectrale se intoarce in Franta mentionand ca a descoperit o linie galbena intensa D3, care nu coincide cu a sodiului si care nu putea fi reprodusa in laborator nici cu alte substante. Janssen nu a vrut sa mearga mai departe, dar J.N.Locker(1836-1920),astronom englez si directorul Observatorului de fizica solara a observat si el in 20oct 1863, linia galbena a lui Janssen si a publicat aceasta constatare in 1869.

Interpretand si rezultatele observatiilor lui Janssen , Lockyer constata ca linia galbena care apare in spectrul protuberantei arata ca este vorba despre un element nou pe care acesta il numeste HELIU. Asadar, se spunea:"iata un element care nu se gaseste pe Pamant, dar este prezent in Soare,,.Evident lucrurile nu erau prea convingatoare si unii au criticat aceasta afirmatie. Oare la conditiile de temperatura din Soare, hidrogenul nu ar putea da aceasta linie galbena? Lucrurile se vor lamuri numai atunci cand heliul va fi gasit si pe Pamant. Trec 10 ani cand in 1881, L. Palmieri gaseste in spectrul produselor gazoase ale vulcanului Vezuviu linia galbena a heliului. Asadar , acest gaz nou exista si pe Pamant. El este identificat deocamdata spectral, dar spectroscopul si-a facut dovada exactitatii sale tuturor cercetatorilor care au stiut sa interpreteze corect rezultatele . Faptul ca heliul se gaseste si pe Pamant a facut pe cercetatori sa-l caute cu mai multe sperante.

In anul 1895, Ramsay este informat de catre mineralogul Mayers despre experientele facute de chimistul W. Hillerand de la Biroul geologic al Statelor Unite. Hillebrrand, atacand minereuri de uraniu cu acid sulfuric concentrat la cald, constata ca se degaja un gaz cu proprietati asemanatoare azotului. El nu a facut cercetari spectrale, iar in "Nota,, ce a publicat-o a scris ca "ar putea fi un gaz nou, daca colegii lui nu glumesc,,.

Ramsey prin sistemul sau M. Matthews, cumpara cleveita(un mineral de uraniu) si tratand-o cu acid sulfuric la cald constata degajarea gazului mentionat de Hillebrand.

Dupa ce reuseste sa izoleze cativa centimetri cubi, Ramsay alcatuindu-i spectrul gaseste linia galbena pe care o descoperise Janssen in Soare si pe baza careia Lockyer numise noul gaz heliul.

Daca pentru descoperirea argonului, Ramsay a lucrat cu Rayleigh doi ani, identificarea heliului a facut-o in doua zile. Putin timp dupa aceea Hamilton P. Cade(1874-1943), descopera prezenta heliului in gazele naturale din Kansas.

Kriptonul si NeonulAsadar in 1895 erau cunoscute 2 gaze inerte. Ramsay a dedus ca dupa heliu cu greutatea atomica 4 si argon cu greuattea atomica 40 ar trebui sa mai existe un elemen caruia i-a descris si proprietatile si greutatea atomica 20,0945. Dupa argon deasemenea ca ar trebui sa mai existe alte doua cu greutati atomice de 82 si 129.

In acest timp si-a gasit ca asociat pe tanarul chimist Morris William Travers(1872-1961) care la 21 de ani tocmai isi terminase doctoratul si vine ca asistent la Ramsey. Acesti doi isi indrepta cercetarile spre minerale, ape minerale si meteoriti, dar nu obtin nici un rezultat. In 1898 se orienteaza din nou spre atmosfera, desi procentul de azot, oxigen, argon si CO2 reprezenta aproape 100%.

In acest timp se facusera progrese deosebite in domeniul lichefierii aerului: francezul L. P. Calletet(1832-1913), elvetianul R. Pictet(1842-1929), iar C. Linde(1842-1934), in Germania si W. Hampson(1854-1926) in M. Britanie realizeaza masini si mai perfectionate pentru acest scop.

Hampson ii trimite lui Ramsay unul din primele esantoane de aer lichid; 100centimetri cubi. Ramsay si Travers elimina prin distilare fractionata aproape intreg azotul si oxigenul, iar pe cei cativa centimetri cubi ramasi ii supune analizei spectrale in care identifica argonul. Dar aparea inca un spectru nou, format din doua linii, una galbena si alta verde. Cu experienta pe care o aveau, si-au dat seama ca nu poate fi un gaz descoperit pana acum, ci este un element nou pe care l-au numit in aceeasi seara KRIPTON(in limba greaca "ascuns,,). Era in 30 mai 1898, dupa 4 ani de cercetari.

Putin inainte de aceasta finalizare fericita, Ramsay, al carui spectroscop nu parea sa fie de o sensibilitate deosebita, trimisese o monstra lui Crookes(care tot spectral descoperise taliul in 1861) sa-i confirme existenta kriptonului, iar Crookes ii raspunde :"kriptonul este heliu,,. Ramsay inca nu ajunsese la kripton.

Determinand densitatea si apoi masa atomica a kriptonului s-a constatat ca este 85. In tabelul lui Mendeleev trebuia plasat intre brom si rubidiu. Dar elementul dintre He si Ar inca nu fusese descoperit; el trebuia cautat intr-o fractiune mai volatila din reziduul aerului lichid.

Astfel, Ramsay si Travers introduc argon in aer lichid si dupa ce-l lichefiaza, il si solidifica si apoi il distileaza cu extrem de mare precautie sub presiune redusa. Colectand primele portiuni ce rezulta din evaporarea argonului, obtin o portiune care analizata la spectroscop, da un spectru nou, cu linii de un rosu aprins. Ei numesc noul gaz NEON(dupa grecescul "noul,,). Era in iunie 1898. Cu densitatea de 10 si masa atomica 20, neonul este exact elementul ce trebuie plasat intre He si Ar.

XenonulRamsay si Travers continua cercetarile, cu ajutorul chimistului Ludwig Mond(1839-1900), care le pune la dispozitie o masina de lichefiat aerul, cu ajutorul careia reusesc sa atinga temperatura de 253 grade C. Asfel ei au posibilitatea de a lichefia cantitati mai mari de aer. Ei lichefiaza argonul, il fractioneaza metodic si dupa eliminarea kriptonului ramaneau intotdeauna cateva mici bule de colorit albastru, care prezentau un spectru caracteristic : XENONUL(dupa cuv. grecesc "strainul,,). Era 12 iulie 1898.

Astfel Ramsey si Travers au descoperit cel de-al 5-lea gaz inert, prelucrand 77,5 milioane de litri de aer atmosferic, obtinand abia 300 centimetrii cubi de xenon.

Toate aceste elemente constituie o familie de elemente caracterizate prin: molecule monoatomice, zerovalente, fiind plasate in tabelul lui Mendeleev intre metalele alcaline si halogeni.

Azotul

Simbol chimic : N

Masa atomica : 14

Numar de masa Z: 7

Azotul se gaseste in grupa a V-a principala ai in prima perioada in sistemul periodic.

Nitrogenul a fost captat pentru prima oara in anul 1772 de doctorul de origine britanica Daniel Rutherford si recunoscut oficial ca unul dintre gazele elementare in jurul anului 1776 de catre chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier.

Azotul este un caz incolor, inodor, insipid si non-toxic. El poate fi condensat intr-un lichid incolor si apoi compresat intr-un solid incolor si cristalin.

Nitrogenul are denistatea cu putin mai mica decat a aerului si este mai putin solubil in apa decat oxigenul. El nu intretine viata fiintelor care il respira.

Temperatura de topire a azotului este de 210, 01 C , in timp ce cea de fierbere este de 195, 79 C.

Azotul este unul dintre gazele extrem de raspandite in natura. El se gaseste atat in stare libera cat si sub forma de compusi:

In stare libera, azotul reprezinta 78% din volumul aerului atmosferic.

Compusii azotului sunt:

-anorganici ( amoniac, azotati, etc. )

-organici (uree, proteine )

Azotul de gaseste intr-o proportie de la 1 la 10 % in fiecare din organismele vii.

Azotul nu arde si nu intretine arderea. El prezinta o reactivitate chimica relativ scazuta.

Reactia cu oxigenul:

La temperaturi de peste 3000 C, azotul se combina cu oxigenul si formeaza monoxid de azot:

N2 + O2 ( 2NO ( reactia este reversibila )

Reactia cu hidrogenul:

La temperatura si presiune mare, in prezenta unui catalizator, azotul reactioneaza cu hidrogenul, rezultand amoniac:

N2 + 3H2 ( 2NH3 ( reactia este reversibila )

Majoritatea azotului folosit in industrie este obtinut prin distilarea aerului lichid. Acesta este apoi folosit pentru a sintetiza amoniacul. Din amoniacul produs in aceasta maniera e obtine o mare varietate de produse chimice, incluzand fertilizatori, ingrasaminte chimice, etc.

O alta folosire a azotului o reprezinta, in combinatie cu oxigenul, obtinerea unui anestetic folosit in medicina in timpul interventiilor chirurgicale.

O aplicatie mai recenta a azotului o reprezinta folosirea in domeniul criogeniei.

Nitrogenul este folosit de asemenea in industria colorantilor.

3. Ambalare in atmosfera modificata

Ambalarea in atmosfera modificata, cunoscuta sub numele de MAP, este o aplicatie care are rolul de a prelungi, cu costuri reduse, perioada de valabilitate a unui produs alimentar, mentinand in acelasi timp nivelul calitativ.

Procedeul sporeste volumul vanzarilor prin satisfacerea cerintei, tot mai accentuata, de produse conservate intr-un mod cat mai natural, fara aditivi.

Prin aceasta aplicatie, termenul de valabilitate va creste cu zile sau chiar saptamani, ceea ce va face posibila prelungirea perioadei de disponibilitate a produsului in magazine si reducerea numarului de produse depreciate, care trebuie retrase din vanzare.

De asemenea, productia si distribuia produselor se vor face cu cheltuieli mai mici, ceea ce va determina o reducere a costurilor. Un alt avantaj oferit de aceasta aplicatie este poducerea si lansarea pe piata a unor produse noi

Dioxidul de carbon previne aparitia factorilor de deterioare la produsele de panificatie.

Factorii ce contribuie la degradarea produselor de panificatie sunt, in special, aparitia mucegaiului si descompunerea chimica. In cazul produselor cu umplutura apare in plus si riscul fermentatiei. Pentru ca continutul de apa la acest tip de produse alimentare este redus, riscul dezvoltarii altor microorganisme in afara de mucegai este putin probabila.

Prevenirea aparitiei mucegaiului, care este un microorganism aerob, se poate realiza prin utilizarea dioxidului de carbon. Actiunea acestuia prelungeste perioada de valabilitate a produselor de panificatie fara a le altera calitatile. Tehnologia de ambalare in atmosfera modificata MAP este usor de pus in aplicare si se recomanda, mai ales, la painea de secara, produsele de panificatie dulci, la prajituri si placinte.

Doar fructele si legumele de cea mai buna calitate se preteaza la ambalarea in atmosfera modificata.Pentru a obtine un nivel calitativ ridicat precum si un termen de valabilitate indelungat la produsele ambalate in atmosfera modificata este foarte important ca alimentele sa fie recoltate, depozitate, preparate si distribuite cu multa grija si intr-un mod cat mai igienic.

Aceste trei elemente sunt acele care formeaza atmosfera modificata.

Selectia este in functie de tipul de produs, naturaletea si compozitia acestuia, de dimensiunea si mai ales de forma pe care o are.

Ca exemplu avem ambalajul pentru carne prospata de vaca, de porc si pasare, pentru branza, peste si alimente semipreparate, pizza, precum si cele de origine vegetala.

Alti factori determinanti pentru selectarea ambalajului sunt: forma de distributie, timpul de expirare, greutatea produsului si preferintele consumatorului.

Daca creste numarul alimentelor pregatite pentru consum se va imbunatati si tehnica de ambalare a acestora. Cu echipe care au viteza de productie si nivel de control maxim, viata utila a produselor proaspete si a ambalajelor revolutionare se bazeaza pe un design special

Sunt capabile sa aduca rezultate extraordinare alimentelor.

Este posibila o extindere a vietii alimentelor prospete si/sau procesate folosind ambalaje de plastic apropiate si care trebuie sa aiba o bariera de gaze specifice pentru mentinerea conditiilor cat si de diminuare a factorilor oxidanti din mediul intern.

Ambalajul cu atmosfera modificata consta in schimbul compozitiei atmosferei care roade produsul. Tehnic acest concept aduce ambalarea in vid, si se extrage aerul care ar putea dauna alimentelor.

Celalalt concept este pentru extragerea aerului si injectarea anumitor gaze, ramanand produsul final ambalat natural.

Atmosfera vida (presiunea este de 9 milibares sau mai putin) sau amestecul de gaze depozitate in ambalaje mentin produsele intr-un stadiu perfect. Aceste metode de multe ori combinate cu punerea la rece au demonstrat a fi preferatele consumatorilor datorita prospetimii alimentelor si in acelasi timp si datorita lipsei aditivilor care ajuta la mentinerea alimentelor proaspete.

Materialele pentru ambalare trebuie sa aiba o mare bariera in fata oxigenului si dioxidului de carbon, care reprezinta un alt factor important pentru mentinerea alimentelor inchise ermetic in ambalaje.

Ambalajele din plastic nu permite stabilirea umiditatii si se considera ca suprafata capacului intern al ambalajului permite vizibilitatea alimentului.

Consumatorii actuali cauta mai putini aditivi si conservanti in alimentele pe care doresc sa le consume ceea ce este un avantaj pentru producatorii care aleg ambalarea produselor lor in astfel de ambalaje, constienti fiind de cerintele pietelor actuale.

Amestecul de gaze ofera o gama limitata de posibiliati. Injectarea anumitor gaze are un scpo bine definit pentru ambalajele cu atmosfera modificata.

Cele mai folosite sunt:

-OXIGENUL: Mentine culoarea rosie caracteristica carnurilor proaspete.

-DIOXIDUL DE CARBON: Este un inhibitor al dezvoltarii bacteriilor.

Efectul bacteriostatic este foarte bine vazut; Cu temperatura alimentului se diminueaza solubilitatea (temp. maxima este de 4 C)

-NITROGENUL: Este un gas inert, nu reactioneaza cu alimentele si se utilizeaza pentru mentinerea stabilitatii in pachet creand un efect de amortizare in spatiul gazos intre pelicula si produs (Head Space).

In selectarea echipelor pentru EAM, trebuie sa se tina cont de prezentarea finala a produsului. Daca se doreste ca produsul sa fie protejat de un ambalaj total flexibil, cum ar fi cel folosit pentru Pepperoni, branza, etc., sau daca prezentarea finala este un ambalaj format, cum ar fi in cazul tavilor din spuma (la care i se adauga un film superior cu proprietati de bariera), in ambele cazuri este necesar luarea in considerare productivitatea masinii care face o balanta corecta in momentul impachetarii, existand diverse altenative; sistemele de ambalare intermitente si sistemele cu productivitate mare bazate pe liniile cu flux orizontal sau vertical de formare, umplere si inchidere.In momentul de fata acestea sunt cele mai bune aplicatii a ambalajelor cu atmosfere modificate din diferite tari Latin Americane.

Ambalajul este o spuma cu proprietati de "bariera" si cu o plelicula superioara de inalta calitate si transparenta. Amestecurile de gaze care sunt uzate in procent de 60/80% oxigen si de 20/40% de bioxid de carbon. In conditiile adecvate de elaborare si distribuire a produsului viata produsului ajunge sa se prelungeasca pana la 10/12 zile. In timpul acesta oxigenul mentine culoarea rosie specifica carnurilor proaspete.

CO2 impiedica aparitia bacteriilor produsul ramanand proaspat. In cazul verdeturilor si fructelor minim transformate continua procesul schimbului de gaze, dezvoltandu-se si comercializand pelicule inteligente care prelungesc starea buna a alimentelor, crescand termenul de valabilitate a acestora.

Aceste sisteme impreuna cu atmosfera modificata, proportioneaza cantitatea necesara de oxigen a produselor.

Aplicand sistemele cu membrana care respira, atmosfera dinauntrul pachetului se poate adapta la nivele de respirare echilibrand minimele referinte de temperatura care da ca rezultat o viata mai lunga a alimentelor si in acelasi timp o calitate a gustului si un aspect mult mai proaspat.

Cel mai modern in tehnologia existenta pe piata sunt foliile de plastic care muta particulele de oxigen a ambalajelor cu atmosfera modificata, fara a schimba aparenta si textura originala.

La carnurile proaspete, produse de patiserie, lactate, paste proaspete, etc., materialul OS1000 reduce nivelul de oxigen cu un sistem de absortie a oxigenului rezidual incorporat pe fata interioara a foliei la care i se mai pune un tratament de energie exact inainte de inchiderea pachetului, 100% autorizat pentru a fi in contact cu produsele alimentare.

Si este capabil de incrementarea vietii unui produs proaspat de la 4 la 10 zile.

4. Sisteme si masini care realizeaza si genereaza atmosfera modificata4.1. Procedee de obinere a azotului

Pe plan mondial, pentru obinerea azotului la scar industrial se utilizeaz dou metode de separare a aerului i anume:

1. metoda criogenic

2. metoda necriogenic.

1. Metoda criogenic

Aceast metod const n comprimarea aerului i rcirea lui pn la temperaturi criogenice.

n acest mod, aerul lichefiat este separat ntr-o coloan de distilare, obinndu-se n principal azotul i oxigenul.

Aceast metod de separare a aerului se realizeaz n uniti specializate n care, pe lng componentele menionate mai sus, se produc i ali compui cum este de exemplu argonul.

Metoda necriogenic

Este o metod cu utilizare mai recent i confer posibilitatea producerii azotului sau oxigenului la unitatea care l folosete, eliminndu-se astfel transportul produilor de separaie de la productor la utilizator.

2. Metoda necriogenic cuprinde dou procedee de separare a aerului i anume:

procedeul cu membran

procedeul n sistem PSA.

Procedeul cu membran se bazeaz pe principiul permeabilitii selective,

utiliznd membrane care sunt incluse n ansamblul componentelor, cu rol de producere a azotului, constituite din materiale polimerice i care au o permeabilitate selectiv la gaze.

Conform schemei din fig. 1, prin introducerea aerului n membran se produce o trecere rapid a O2, CO2 i a vaporilor prin fibra membranei. n schimb azotul, care este considerat un ,,gaz mai lent, trece mai ncet prin membran i apoi direct n sistemul de distribuie la beneficiar.

Procedeul PSA se bazeaz pe proprietile fizice ale unor materiale granulare de tipul carbonului molecular.

Aceste materiale se gsesc n dou vase n care este introdus alternativ aerul comprimat. n timp ce ntr-un vas are loc adsorbia, n cel de al doilea se produce procesul de regenerare ca urmare a reducerii presiunii, dup care sistemul se inverseaz.

fig. 1

4.2. Elemente de principiu ale instalaiilor de inertizare

A. Instalaia de inertizare cu membran

Conform schemei de principiu redat n fig. 2, aceast instalaie este constituit dintr-un compresor care produce o comprimare a aerului la presiuni cuprinse ntre 3 - 16 bari.

fig. 2

nainte de a se produce separarea, aerul este supus unui proces de purificare i uscare n mai multe etape.

Astfel, aerul comprimat intr ntr-un pre-filtru unde se rein diversele particule (impuriti) i unde are loc o prim separare a condensului, datorit umiditii din aer.

Urmeaz apoi un proces de uscare ntr-un usctor rece, unde are loc i o separare a produselor lichide precum apa, uleiul. La ieirea din acest usctor, temperatura aerului este n jurul valorii de cca. +20C. Aerul ptrunde apoi n filtrul submicronic unde sunt reinute particule de praf cu mrimi mai mici de 0,9 microni. n continuare aerul intr n filtrul de crbune activ, care reine vapori de ulei precum i o serie de produse chimice ca de exemplu: oxizii de azot (NOx), oxizii de sulf (SOx) i hidrogenul sulfurat (H2S).

Prin intermediul unui filtru de nclzire, aerul ptrunde n modulul cu membrane unde are loc separarea azotului de celelalte gaze.

B. Instalaia de inertizare PSA

n conformitate cu schema de principiu din figura 3-a, instalaia este constituit dintr-un compresor de aer care produce o comprimare a acestuia pn la presiuni de 5-7 bari, dup ce, n prealabil, a fost trecut printr-un filtru cu rol de reinere a particulelor de praf.

Apoi, aerul comprimat ptrunde ntr-un sistem de purificare constituit dintr-un usctor rece precum i un set de filtre, n scopul separrii respectiv a reinerii particulelor lichide precum apa i uleiurile.

Din rezervorul tampon, aerul comprimat ptrunde alternativ n cei doi recipieni (nr. 1 i 2) care conin granule de carbon molecular de tipul CMS.

Pe durata unui ciclu, aerul comprimat trece prin recipientul de adsorbie 1, unde oxigenul este adsorbit de carbonul molecular, iar azotul produs, cu grad ridicat de puritate, prsete acest recipient.

n acelai timp, recipientul adsorbant nr. 2 este regenerat prin depresurizare la presiune atmosferic.

Aceste cicluri sunt realizate prin acionarea automat a ventilelor corespunztoare, durata nominal a acestora fiind de 2 x 60 sec.

Producerea azotului precum i funcionarea instalaiei PSA este redat pe cicluri de procesare n figura 3-b i 3-c.

fig. 3-a

fig. 3-b

fig. 3-c

4.3. Parametrii legai de utilizarea azotului n procesul de inertizare

Folosirea azotului n procesul de inertizare impune transportul acestuia de la instalaia de inertizare, amplasat la suprafa, pn la locul de utilizare din subteran, prin intermediul unei reele de

Din aceast schem de principiu rezult c instalaia de inertizare este amplasat la suprafa, n apropierea puului de evacuare a aerului viciat.

Transportul azotului se realizeaz prin conducte amplasate n acest pu, n lucrrile miniere orizontale i n galeria de baz a abatajului pn dup digul de izolare.

Transportul azotului n subteran, pn la locul de utilizare, impune urmrirea i respectarea unor parametrii care deriv din:

modul de realizare al reelei de conducte necesare transportului azotului gaz;

influena debitului de azot utilizat asupra compoziiei atmosferei subterane.

Transportul azotului de la suprafa pn la locul de distribuire (utilizare) din subteran se poate realiza prin conducte rigide (din eav) sau flexibile (furtune).

Aceste conducte trebuie s reziste presiunilor i temperaturilor care apar n mod funcional n procesul de inertizare i care sunt n corelare cu parametrii instalaiei de inertizare.

Reeaua de conducte trebuie realizat astfel nct s asigure etanare mpotriva scurgerilor de gaz inert n lucrrile miniere subterane. n acest sens, tronsoanele de conducte se mbin ntre ele cu flane i uruburi, ntre care se introduc garnituri de etanare.

nainte de nceperea oricrei inertizri, precum i n situaia n care inertizarea s-a ntrerupt pe o perioad mai mare de 24 ore, este necesar verificarea integritii conductei de transport azot n subteran din punct de vedere al presiunii, respectiv al etaneitii, respectiv al posibilitilor de deteriorare a acesteia.

Pentru realizarea acestor operaii, conducta de transport azot trebuie s fie prevzut cu ventile i aparat de msur a presiunii conform schemei prezentate n figura nr. 5.

fig. 5

4.4 Sisteme de ambalare in atmosfera modificata

Masinile de ambalat in vid cu camera MULTIVAC pot fi folosite pentru ambalarea oricarui produs: carne proaspata, carne procesata, brinza, cafea, semipreparate, nuci, condimente, circuite electronice, bani, proteze/implanturi pt industria medicala, etc.Pot fi sigilate dimensiuni atipice de pungi, atit pungi foarte mici cit si foarte mari

Descrierea procesului

EVACUAREA pompa de vacuum absoarbe aerul din camera de sigilare

UMPLEREA CU GAZ Camera de sigilare si pungile sunt umplute cu gaz inert la presiunea setata anterior de operator. Aceasta operatie are loc doar daca masinii de ambalat i se poate atasa un dispozitiv de umplere cu gaz si doar daca produsul pentru ambalat necesita acest lucru.

4.4.1 Masina de ambalat in vid MULTIVAC C 100

Echipament Control electronic pentru toti parametrii de functionare

display cu 4 cifre prevazut cu dispozitiv de protectie la umiditate

6 programe optionale in functie de tipul produsului

Capac din fibra de sticla prevazut cu vizor din sticla securizata

Buton de oprire rapida

Placa din otel inoxidabil

Sistem de sigilare dublu (un fir pentru sigilare si un fir pentru taierea surplusului de punga

Placi de umplere

Pompa de vid interna tip BUSCH R5-RA, capacitate 10 mc / ora

Date tehnice Dimensiunile camerei : adincime 310mm, inaltime 120mm

Lungimea de sigilare 305mm

Dimensiuni exterioare: lungime 510mm, latime 400 mm, inaltime 356 mm(cu capacul inchis)

Alimentare 220V, 50 Hz

Greutate aprox 50 kg

Mod de functionare: Produsul de ambalat se introduce in pungi de tip vacuum (tip PA/PE sau pungi termocontractibile, 50-200 microni), se aseaza pe bara de sigilare cu deschiderea catre exterior. Se inchide capacul manual. Odata cu inchiderea capacului, porneste automat pompa de vacuum, care va mentine capacul inchis pina la terminarea ciclului de vacuumare. Dupa ce masina isi atinge presiunea setata initial, executa lipirea pungii si taierea surplusului de punga. Tot procesul dureaza maxim 30 secunde. Valoarea vacuumului si a timpului de sigilare se seteaza din controlul electronic, putind fi memorate 6 programe diferite.

Productivitate: ex: cascaval, diametru 180mm, inaltime 80mm, dimensiuni punga 300 x 350 mm, capacitate: 50 buc / ora

ex: salam diametru 50 mm, lungime 300 mm, dimensiuni punga 140 x 350 mm, capacitate 100 buc/ora

Conditii de lucru: umiditate scazuta, inclinatia podelei nu mai mare de 5%, temperatura intre 6-25C

Regim de lucru: 8 ore functionare / 1 ora pauza, 365 de zile /an

4.4.2 Masina de ambalat in vid MULTIVAC C 200

Echipament Control electronic pentru toti parametrii de functionare

display cu 4 cifre prevazut cu dispozitiv de protectie la umiditate 6 programe optionale in functie de tipul produsului

Capac din fibra de sticla prevazut cu vizor din sticla securizata

Buton de oprire rapida Sistem de introducere a gazului inert

Sistem de sigilare dublu (un fir pentru sigilare si un fir pentru taierea surplusului de punga

Placi de umplere

Pompa de vid interna tip BUSCH R5-RA, capacitate 21 mc / ora

Date tehnice Dimensiunile camerei : adancime 360mm inaltime 150mm

Lungimea de sigilare 465mm

Dimensiuni exterioare: lungime 560mm, latime 520 mm, inaltime 360 mm

Alimentare 220V, 50 Hz

Greutate aproximativa 70 kg

Date tehnice Dimensiunile camerei : adancime 360mm inaltime 150mm

Lungimea de sigilare 465mm

Dimensiuni exterioare: lungime 560mm, latime 520 mm, inaltime 360 mm

Alimentare 220V, 50 Hz

Greutate aproximativa 70 kg

Mod de functionare: Produsul de ambalat se introduce in pungi de tip vacuum (tip PA/PE sau pungi termocontractibile, 50-200 microni), se aseaza pe bara de sigilare cu deschiderea catre exterior. Se inchide capacul manual. Odata cu inchiderea capacului, porneste automat pompa de vacuum, care va mentine capacul inchis pina la terminarea ciclului de vacuumare. Dupa ce masina isi atinge presiunea setata initial, executa lipirea pungii si taierea surplusului de punga. Tot procesul dureaza maxim 30 secunde. Valoarea vacuumului si a timpului de sigilare se seteaza din controlul electronic, putind fi memorate 6 programe diferite.

Echipamente optionale: Suport mobil pe 4 roi, nclinabil fa-spate 10

Amestector pentru 3 gaze (CO2,N2,O2)

Productivitate: ex: cascaval, calup 110mm x 200mm, inaltime 30mm, dimensiuni punga 180 x 250 mm, capacitate: 100 buc / ora

ex: salam diametru 50 mm, lungime 300 mm, dimensiuni punga 140 x 350 mm, capacitate 150 buc/ora

Conditii de lucru: umiditate scazuta, inclinatia podelei nu mai mare de 5%, temperatura intre 6-25C

Regim de lucru: 8 ore functionare / 1 ora pauza, 365 de zile /an

5.Bibliografie

1. http://www.firme-constructii-case.ro/top337-1-Generatoare.html2. http://www.cyclon.ro/3. http://www.bulletin.upg-ploiesti.ro/content.jsp?page=228&language=2&pageType=T4. http://www.constructiv.ro/arhiva/2006/04_apr/curent_cuprins5.html5. www.cdep.ro/pls/legis/legis_pck.htp_act_text?idt=38515

O2, CO2 - gaze evacuate

Aer

Aer

PAGE 14