对食品级CO2质量检测控制的认识与实践

     自改革开放以来，随着我国人民生活水平的大幅度提高，移动泵车 加药装置作为应用较广泛的食品添加剂—二氧化碳气体，在食品保鲜及饮料等领域的需求量也大大增加。因此，国内众多气体生产企业相继推出二氧化碳纯化设备，这表明我国二氧化碳气体的生产和应用提高到了一个崭新的历史阶段。但是，以往二氧化碳的生产及产品质量控制技术是比较落后的，与现阶段应用于食品领域的质量要求还有相当差距，尤其是在国外大型饮料公司进入中国市场后，在给国内市场带来生机的同时，也提出了新的问题，即国产二氧化碳气体的质量水平能否满足国外饮料生产商的需要，国内二氧化碳气体的生产以及质量控制能否达到国际先进水平，能否早日与国际水平接轨，把我们的二氧化碳产品推向国外……这些亟待解决的问题都明显地摆在我们的面前，迫使我们去认真思考，切实解决。

    1、对食品级CO2质量标准的认识
     (1)气体标准的更新与提高的必然性
    二氧化碳作为一种气体产品必须符合一定的技术规格，反之符合一定技术规格的气体产品具有在某一行业（或几种行业）的适用性。并且，随着时间的推移，以及工业和科学技术的发展，就会对该产品的质量标准提出新的更高的要求，因此，可以说气体产品的质量标准也是有时间性的。
    对于二氧化碳来说，在1989年制作的国家标准是根据当时国内生产水平及技术水平决定的，那时二氧化碳的纯度仅达99%，而CO2用户对其质量的要求也仅仅是检测其中的少数种类杂质，如硫化物、水分、一氧化碳等。

 

表1 原国家标准：GB10621-89

 

 

 但是，随着CO2应用范围的扩大，仅仅在10年之后，国际饮料协会发布的食品级CO2标准就把其中必须监测控制的杂质含量增加到20余种。这个新的更高的标准不仅体现了对人类身体健康的极大关注，同时也反映出对气体产品的检测技术要求也提高了一大步。在当今形势下，纯度为99%的二氧化碳产品再也不能用于食品工业了。
 
表2 新国家标准GB10621-××××代替GB10621-89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   （2）二氧化碳中微量杂质检测的必要性

    在1989年前后，当国内主要生产的二氧化碳产品纯度仅为99%的时候，确定其主组分纯度仅仅使用经典的化学吸收法及简易的仪器设备及操作手段。而在1999年以后，国际标准的提升，对杂质含量的检测要求大大提高。不仅是被检测杂质种类繁多，而且需要控制的杂质含量范围普遍降低达ppm—ppb级水平。但是，国内不少生产企业的领导及管理人员担心若按国际标准检测则仪器设备花费多，而且高灵敏度多功能的先进仪器设备，技术比较复杂不易学习和掌握，可能给管理带来麻烦。

    应当指出，对于食品级二氧化碳来说，纯度虽然仅为99.98%，但是从其国际标准规定的质量控制指标来看，已经达到高纯气体质量监测要求的标准了。一般来说，纯气体（99.9%-99.99%）及高纯气体（＞99.999%），其纯度等级是以按气体标准的规定，检测每项杂质指标后确定的，决不能只检测主组分含量。事实上，对于99.98% CO2和纯级、高纯气体是没有一种仪器可以完成对主组分含量检测的，这是不可能做到的。原因很简单，人们不可能制造一台仪器达到那样的检测精度。

    另一方面，从气体标准规定的技术指标来看，即使主组分能够达到99.98% CO2或高纯气体主成分含量达到99.999%以上，但是，如果主组分气体中某一项或某几项杂质成分达不到气体标准规定的技术指标，那么这瓶（种）气体仍然被视为不合格产品，从而不能被选用。

在这里，应该着重指出的是，气体标准是在工业生产上国际或国家主管部门制订的具有法律效力的文件，一个生产企业若想生产这种产品，并且达到一定等级，就必须照章执行，这是不容讨论的。另外，在市场经济环境下，市场运作规律决定一切，市场需求，客户需求必须放在第一位，你的产品若不能满足市场需要，不能根据市场需求变化而变化提高，那么你的产品就难以避免被淘汰。

    2、关于食品级CO2质量检测控制的实践

    (1)CO2的生产对分析仪器的需求

    自80年代以来，改革开放政策使我国人民生活水平大幅度提高，建立和谐社会，关爱身体健康成为人们共同关注的主题。现在，人们对食品的需求早已不是有无及温饱的问题，而是更加重视食物对人体健康带来的利与弊。在这种形势下，CO2作为食品工业中一种重要的食品添加剂，其质量问题更是受到了人们的普遍关注。

    按照国际行业标准及我国新制订的国家标准，食品级CO2中杂质必须要监测的种类达20多种，而且一般杂质含量为低ppm级，有的杂质，如苯及硫化物等的含量要求控制在20ppb以下。

如果从为生产监测的配套手段来说，CO2生产不仅需要高灵敏度，且各种不同检测功能的质量检验用气体分析仪器，而且还需要各种在线连续监测用的仪器设备。这两方面的需求是相辅相成缺一不可的。

    （2）那么，CO2生产需要那些气体分析仪器及设备呢

    如从目前国内大部分CO2生产企业来看，部分企业尚未建立较为完善的分析检测系统，少部分企业已从国内购置了部分分析仪器，但是也存在配套不齐全，系统不完整，不能满足生产的全部需要的问题。另外，也有极少数企业根据需要购置了部分进口仪器设备。

    许多单位面对种类繁多的国产仪器及进口仪器会不知如何选择，既担心花钱不少却买不到适用的设备，又担心买到合适的设备后使用不当造成浪费。在此，仅对CO2行业分析仪器的选用做一简单介绍，仅供参考。

    1） 国产仪器

    近年来，国产气体分析仪器获得了很大的发展，不仅是众多分析仪器厂家不断推出新的仪器设备，而且一些专业研究院（所）也相继研究推出新的分析方法和仪器设备，以便更好的满足CO2生产的需要。总的来说，国产仪器具有价格便宜，购买容易，交货期短，零备件易补充等优点，能够满足一般气体成分检测应用的场合。

    2） 进口仪器

    在CO2生产需要的分析仪器中，对于有较特殊要求及用途的分析仪器，在国内暂时没有合适的仪器可供选购的情况下，可选购进口的分析仪器及设备。主要有以下两个类别的仪器：
    ①ppb级气体分析仪器。如CO2中超低微量硫和苯的分析，按照标准应控制在＜20ppb。这就要求分析仪器的灵敏度至少应该＜10ppb才能准确有把握地监测＜20ppb的硫化物及苯的含量。这样高灵敏度的分析仪器目前国内还没有投入生产，故只能选用进口仪器。
    ②在线连续监测用分析仪器。例如，CO2生产要求在线连续监测某些种类的微量气体成分。使用国产仪器时，由于国产仪器组装用元件（含电子元件和机加工元件）的质量为民品级（即非军品级），其性能及稳定性均较差，如果要求长期连续运行达到稳定可靠是很困难的，难以实现连续监测的目标，所以，此种情况下也应考虑选用进口分析仪器。

    3、如何做好进口分析仪器的选购及使用

    （1）把好购买关
    在购买进口气体分析仪器时，选型正确，配套完整是确保仪器用好的第一关键。有的人认为：“进口仪器性能完善、质量好，哪种仪器都可以使用”，有人认为：“只要参照以前仪器型号购买就不会有错”，……。由于不重视仪器选型与配套，以至于造成不少厂家购置的仪器都不适合实际使用，不能满足检测目的要求。
    应当指出，仪器选型应根据具体使用需求和工艺条件来确定，另外，同一型号的仪器可能有不同的配置或配套方式，如不具体认真了解每种仪器具体的性能及配套情况，也是不能达到购买适用的目标的。
    为了确保购买到的进口分析仪器选用合理，应对提供进口分析仪器的公司进行信誉及技术能力的考察，尽可能到具有较雄厚的技术实力，并且能够提供售前技术咨询及售后技术支持的专业性公司购买。一般贸易类公司不了解分析仪器的实际性能及应用技术，难以对售后仪器应用提供有效的技术支持与保障。

    （2）努力学习并掌握气体分析技术
    气体分析仪器，尤其是微量气体分析仪器是一种高新技术产品，它的应用也是一门难度较高的专业技术。如果没有掌握这一专业技术，则性能再好的分析仪器也不能提供准确的数据，难以发挥应有的作用。
    有些仪器使用单位期望“气体分析仪器应象傻瓜相机或电视机一样易于操作使用”，这是对气体分析技术的一种极大的误解。实际上，和大部分理化仪器相比而言，气体分析仪器，尤其是微量气体分析仪器，在应用中是在操作一套完整的化工设备，缺少专业知识及经验，不了解仪器内部气路系统中各种气体成分可能发生的物理变化和化学变化，以及这些变化对分析结果可能造成的影响，是不可能使仪器提供准确数据的。
    应当指出，掌握气体分析技术主要靠自身努力学习，加强相互间技术交流，多做分析实验来提高认识水平和能力。只要努力学习，长期实践，就能够掌握分析仪器应用技术，使本企业的分析仪器，在气体生产在线监测及产品质量检验工作中发挥出重要的作用。

    总而言之，为了确保我国人民的身体健康，为了提高我国CO2生产技术及质量水平，以便在不远的将来能够和国际接轨，我们应当努力按照新的国家标准来规范CO2生产工艺及质量控制，在本企业建立起一套完整的分析检测系统，只有这样，才能实现稳定生产工艺、提高产品质量、参与国际和国内市场的竞争目标。