tlen atmosferyczny

Zdjęcie po lewej: Urządzenie do redukcji ciśnienia firmy Rembe.

Tlen atmosferyczny jest gazem bezbarwnym i bezwonnym, który stanowi około 20,95 procent atmosfery ziemskiej. Skład chemiczny powietrza pozostaje niemal niezmienny aż do dużych wysokości, jednak gęstość powietrza i ciśnienie całkowite maleją wraz ze wzrostem odległości od powierzchni Ziemi. Na wysokości około 20 kilometrów ciśnienie atmosferyczne wynosi tylko około 0,055 bara zamiast 1,013 bara na poziomie morza. Tlen jest niezbędny do życia organizmów tlenowych, ponieważ służy jako akceptor elektronów w oddychaniu komórkowym.

Tlen jest wysoce reaktywny i sprzyja reakcjom chemicznym utleniania. Procesy te prowadzą do korozji metali, jełczenia tłustych produktów spożywczych, zmian zapachu i smaku oraz utraty jakości produktów chemicznych i farmaceutycznych. Reakcje utleniania często przebiegają autokatalitycznie. Temperatura, wilgotność, światło i wartość pH znacznie przyspieszają te procesy.

Materiały sypkie w postaci proszku mają dużą powierzchnię właściwą, która znacznie wzrasta wraz ze spadkiem wielkości cząstek. Najczęściej występują one jako układ dwufazowy składający się z cząstek stałych i zamkniętego powietrza. Faza gazowa znajduje się zarówno w przestrzeniach między cząstkami, jak i w porach poszczególnych ziaren. Dzięki temu materiały sypkie są szczególnie wrażliwe na działanie tlenu. 

Utlenianie można ograniczyć poprzez zastąpienie powietrza gazem obojętnym. Proces ten nazywa się inertyzacją. W tym przypadku azot lub argon wypierają tlen z pomieszczeń procesowych, urządzeń lub opakowań. Ze względu na swoją dostępność i koszt azot jest najczęściej stosowanym gazem. Możliwe techniczne rozwiązania to płukanie, proces zalewania próżniowego, płukanie podciśnieniowe lub atmosfera procesowa z nadciśnieniem. W ten sposób reakcje utleniania są spowalniane lub całkowicie zapobiegane.

Drobne proszki mogą stanowić zwiększone ryzyko wybuchu w mieszalnikach proszków, ponieważ tlen jest składnikiem łatwopalnych mieszanek pyłowo-powietrznych. Z tego powodu mieszalniki amixon® pracują z niską prędkością obrotową i są skonstruowane zgodnie z dyrektywą ATEX. Urządzenia są odporne na podciśnienie, dzięki czemu faza gazowa w komorze mieszania może zostać w znacznym stopniu usunięta, a następnie zastąpiona obojętnym gazem ochronnym. Znacznie zmniejsza to ryzyko wybuchu i zwiększa bezpieczeństwo produktu. Mieszalniki amixon® mogą być również produkowane w wersji odpornej na ciśnienie lub uderzenia ciśnienia. 

W technologii pakowania często stosuje się atmosferę gazów ochronnych w celu przedłużenia trwałości wrażliwych produktów. Maszyny pakujące wytwarzają kontrolowaną atmosferę azotową, która zmniejsza zawartość tlenu w otaczającej fazie gazowej i zapobiega utracie jakości. Proces ten nazywany jest „pakowaniem w atmosferze modyfikowanej”.