冷冻食品储存与加工设施涉及制冷、气调包装、快速冷冻、惰性气体覆盖、冷链运输及质量控制等环节，二氧化碳 (CO2) 、氮气 (N2) 、液氮 (LN2) 和氨气 (NH3) 等气体在封闭或通风不良的区域泄漏、积聚或释放时，可能造成中毒、窒息、缺氧、冻伤、火灾爆炸及设备损坏等风险。这些气体中的许多不能通过视觉或嗅觉可靠地检测到。制冷系统，压缩气瓶，储罐，供应管线，低温冷冻机或加工设备的泄漏可能使工人暴露于升高的气体浓度或产生缺氧气氛。持续、实时的气体监测可提供早期警告，员工可以在暴露变得危险之前对潜在的危险条件做出反应。
冷冻食品储存中的常见气体及其风险
- 二氧化碳 (CO2)：可用作制冷剂、气调包装控制气体成分或延长保质期和保持产品质量。它还可用于碳酸化冷冻饮料并为碳酸化产品添加风味。此外，CO2还用作干冰，用于运输和短期储存中的食品冷藏。
- 氧气 (O2)：虽然在冷冻食品加工中不使用氧气，但通过气调包装或惰性气体覆盖将其排除有助于防止氧化并保持冷冻产品的质量。
- 氦 (He)：尽管不太常见，但氦气可用于低温冷却和冷冻应用。液氦非常冷且不反应，使其适用于特定的冷冻过程。然而，它最近的稀缺限制了它在食品保存中的使用。
- 氨 (NH3)：在许多工业制冷系统中用于在冷冻食品的储存和运输中保持低温。NH3是剧毒和易燃的，长期接触会导致不可逆转的副作用。
- 液氮 (LN2)：通常用于快速冷冻食品，称为低温冷冻。它具有极低的沸点-196摄氏度 (-321华氏度)，使其非常有效地快速降低食物的温度。
- 氮气 (N2)：在冷冻食品工业中以多种方式使用，用于惰性气体覆盖，以取代氧气并在食品包装中产生保护气氛并防止氧化。通过使用氮气，食品制造商可以保存和保持食品质量，并延长新鲜食品的保质期。
冷冻食品设施中的气体应用与风险区域:
食品生产、保存、快速冷冻和运输涉及许多行业，并应用于广泛的食品。下面工采网重点介绍食品生产中使用保存，冷藏，冷冻和使用气体运输的一些行业。
气调包装(MAP)
在从新鲜产品到冷冻产品的所有种类的食品的包装、储存和运输中，改变的大气条件是常见的。高浓度二氧化碳和低氧气浓度有助于减缓腐败，抑制细菌和霉菌的滋生。
高氮浓度还可以用作干燥食品的湿度控制，因为它可以帮助保持食品质量，同时延长寿命。通过使用气体混合物代替杀虫剂，并在肉类中添加亚硝酸盐等防腐剂，气调包装提供了一种保存食品的通用方法，而无需添加额外的化学品或加工。
饮料行业
背景技术饮料 (诸如软饮料、苏打水和啤酒) 的碳酸化涉及使用二氧化碳 (CO2) 气体来产生泡腾。此外，氮气还可用于为某些饮料提供泡沫质地，例如烈性啤酒或硝基咖啡。除了在储罐中的液体上方产生保护气氛之外，还可以使用通常为氮气的气体覆盖。
冷冻和低温冷却
诸如液氮 (LN2) 的气体在各种食品工业中用于快速冷冻和低温冷却，以在冷冻过程中保持产品的质量。这个过程包括将食物的温度降低到食物中的大部分水变成冰的程度。冷冻还可以防止微生物生长和可能破坏食物的酶活性。有不同的冷冻方法，例如鼓风冷冻，接触冷冻和低温冷冻。
食品分配和运输
将食品运输和交付给消费者，零售商或最终用户，需要维护 “冷链”，这是一种冷藏存储和运输系统，可确保食品在整个运输过程中保持安全。例如，氮气通常用于在食品储存期间产生惰性气氛，以防止氧化和微生物生长。
罐头和食品保存
氮气等气体可用于在罐装食品中产生保护气氛，以防止氧化并保持产品质量。在罐装过程中，惰性气体如氮气用于在密封之前置换罐内的氧气。这种惰性气体覆盖层防止食物的氧化，这可能导致腐败、异味和颜色变化。
烘焙和糕点生产
在烘焙和糕点行业中，产生二氧化碳以帮助面团上升，从而产生具有轻盈通风质地的烘焙食品，如面包，蛋糕和糕点。当馅料或浇头 (例如在乳蛋饼中的馅料或浇头) 在烘烤过程中膨胀和凝固时，气体产生也可以在所需的纹理或外观中起作用。氮气也用于冷却，制冷和食物冷冻。
乳业
乳制品行业在各种应用中使用气体，包括将氮气注入牛奶中以去除氧气，延长保质期并保持风味和营养品质。气体也可用于控制乳制品储存设施中的温度和湿度，确保乳制品储存在适当的条件下，以保持其质量和安全性。
冷冻食品压缩气体危害:
在食品生产和制造中，使用压缩气体作为其日常过程的重要组成部分。使用这些压缩气体可能会带来各种危害，所以必须通过使用气体安全监控来管理这些风险，以确保工人和消费者的安全。
使用压缩气体时的常见危险包括压力，窒息，抽搐，毒性和通气不足。由于气体储存在如此高的压力下，如果处理不当，它们可能导致容器破裂、泄漏甚至爆炸。
食品生产，保存和冷冻行业的工人可能经常受到飞行碎片或气体释放力的伤害。此外，食品生产中使用的一些气体，如氮气和二氧化碳，可以取代密闭空间中的氧气。这可能导致通风不足，缺氧，或对工人和气体危险点附近的人员造成窒息的危险。
对于在生产环境中与食品或其他物质发生反应的一些气体，它们也可能导致潜在的负面健康影响或由于有害副产物引起的化学反应。这可能进一步影响消费者和最终用户的食品质量、产品和整体安全性。为了减轻这些危害，在处理压缩气体时遵循严格的安全程序并能够在危害发生之前减轻危害至关重要。
下面我们重点介绍在现场危险压缩气体附近或周围工作时应该知道的主要危险位置。
- 气体供应和储存区:如果管理不当，储存和维护压缩气瓶的区域可能会很危险。气瓶泄漏、储存不当和处理不当给该地区的工人带来风险。
- 食品生产包装线:将压缩气体用于气调包装是常见的。这些气体可以在食品包装内使用，但当改变时，可能会带来与这些气体的处理和储存相关的风险。气体泄漏或不正确的气体混合物会影响产品质量和安全性。
- 冷藏区:液氮等低温气体用于食品的快速冷却和冷冻。这些气体可能非常冷，如果它们接触到皮肤或眼睛，可能会导致冻伤或低温灼伤。这些区域可能会引起消防安全问题。
- 实验室和质量控制:食品生产设施通常具有用于质量控制和测试的实验室。这些实验室中的一些可能使用压缩气体进行各种分析过程，并且必须在这些区域中管理潜在的危险。
- 食品运输和处理:如果不仔细操作，将压缩气瓶运输到食品生产设施中的各个区域以及从各个区域运输和搬运压缩气瓶会带来风险。钢瓶掉落会造成伤害、泄漏和损坏。
为了降低这些领域的风险，食品生产设施应实施安全措施，包括适当的培训，使用适当的气体安全监控，个人防护装备，定期检查以及全面遵守安全标准。此外，设施应进行风险评估和应急响应计划，以有效解决潜在的压缩气体危害。
冷藏设施需要哪些气体探测器？
冷藏或冷冻食品设施中所需的气体检测器取决于冷藏、冷冻、包装和储存过程中使用的气体。
使用二氧化碳的设施需要CO2监测器，使用氮气或液氮的区域需要缺氧监测器，而使用氨制冷的设施需要NH3检测。一些设施可能需要多种类型的气体检测来解决不同的大气危害。
最大限度地减少停机时间和损坏，同时保护人员:
- CO2监测:在气瓶、蒸发器、地板低点和回风通道附近使用固定式二氧化碳报警器。
- 缺O2监测:安装氧气报警器在使用液氮LN2或氮气N2覆盖的房间 (MAP管线，螺旋冰柜，低温隧道)。
- 氨 (NH3) 检测:将有毒气体传感器放置在机房和潜在的泄漏源; 集成到自动通风和紧急关闭。
根据监测系统和设施设计，固定式气体探测器也可以使用继电器来:
- 启动机械通风或排气风扇
- 触发喇叭和闪光灯
- 关闭供气阀
- 向建筑物或火灾报警系统发送信号
- 在有潜在危险的房间外提供远程警告
便携式气体检测仪可以为在区域之间移动，进行维护，运输干冰或在无法进行固定检测的情况下进行大气测试的工人提供额外的保护层。
冷藏设施缺氧
氮气，液氮和其他气体也可以通过替代正常的大气空气来产生缺氧危险。国内国际标准将缺氧气氛定义为按体积计含有少于19.5% 的氧的气氛。
这在诸如低温冷冻室、冷藏区、实验室和使用氮气或其它惰性气体的处理空间的封闭区域中可能是特别关注的。缺氧监测器连续测量氧气浓度，并且可以在O2水平低于配置的安全阈值时提醒人员。
二氧化碳监测与缺氧监测
重要的是要理解，当二氧化碳是主要危害时，缺氧监测器不能替代CO2监测器。在足够的氧气被置换以激活典型的低氧警报之前，CO2浓度可能会变得危险。所以使用大量二氧化碳的设施应直接监测CO2的浓度，而不是仅仅依靠缺氧检测。
同样，氮气或其他惰性气体存在主要危险的区域可能需要监测氧气不足。正确的气体检测策略，取决于存在的气体，潜在的泄漏源，房间体积，通风，设备布局和设施特定的风险评估。
对于O2、CO2、NH3气体监测，工采网技术工程师推荐：
氧气检测传感器：
英国SST 荧光氧气传感器LOX-04采用基于荧光的光学技术，提供工厂校准的氧气传感器。这些传感器配备内部温度和气压传感器，能够精确计算并输出氧气浓度、分压、温度和压力数据。 该光学技术确保低功耗，且与电化学传感器相比具有显著更长的使用寿命。内部温度补偿，通过UART直接通信，无需额外的信号调理电路。作为固态、无铅且100%符合RoHS标准的LuminOx传感器，交叉灵敏度极低，即使在复杂的气体混合物中也能保持可靠性。 荧光氧气传感器Lox-04特点： 专为气体样品完全浸没设计(参见LOX-04-S和LOX-04-F，适用于密封式和流经式版本) ，对其他气体几乎无交叉灵敏度 ，符合RoHS和REACH法规 ，适用于部分真空和高氧浓度环境 ，传感器的采样率可由用户配置(默认为10秒) ，可直接与微控制器(包括Arduino和Raspberry Pi)配合使用 ，提供氧分压、氧气百分比、温度和气压输出 ，自主研发的非耗尽型发光技术 ，支持现场校准 ，具备过温/欠温保护
日本Figaro 无铅氧气传感器KE-25LF与KE-25F3LF：由日本Maxell株式会社研发，具有无铅伽伐尼电池式设计。该系列传感器具有多种型号，以满足不同的应用需求。其中，KE-25LF与KE-25F3LF在响应时间与环境空气中长达5年的预期使用寿命之间实现了良好的平衡；KE-12F3LF则适合需要快速响应的应用；KE-50LF是系列中使用寿命最长的产品，可达10年。这些传感器广泛应用于环境监测、安全、食品加工以及保健与医疗等领域。
英国alphasense 无铅氧气传感器O2-A2-GLF：O2-A2-GLF传感器专为在苛刻环境中精确检测氧气而设计，同时符合ROHS标准。它可替代传统的2针、A尺寸、含铅的安全氧气传感器。该传感器响应速度快，使用寿命达2年，性能稳定。非常适合用于工业安全、医疗设备和环境监测领域。对于那些希望在不牺牲性能的前提下履行环保责任的便携式和固定式气体检测仪OEM制造商而言，这款产品是很好的选择。
二氧化碳检测传感器：
英国GSS 新型超快速响应二氧化碳传感器 SprintIR-R是测量速度很快的红外二氧化碳传感器， 得益于比SprintR-6S快2.5倍的响应速度, 该传感器每秒可读取50个读数,这使其非常适合高速传感要求以及测量快速变化的CO2水平。SprintIR-R可测量高达100%的CO2浓度,并配有流通式适配器。SprintIR-R专为高速传感要求而设计，并适用于需要捕获快速变化的二氧化碳浓度的应用，如：二氧化碳图谱、代谢评估、肺功能检测仪、学术研究、气调包装技术、运输、工业等
英国GSS 红外二氧化碳传感器MINIR/ExplorIR-M，该CO2传感器基于 IR LED专利技术和创新的光路设计，使之成为低功耗的NDIR传感器，并可选配温度和湿度输出。测量范0-5%，0-20%，0-60%，0-100%。广泛应用于蔬菜、水果的存储，化工，细菌培养箱，工业、医疗等领域.
英国Clairair 高分辨率红外二氧化碳传感器Prime3利用NDIR技术检测CO2气体浓度。传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去， ARM7 内核微处理器，输出电压与电源极性无关。量程：从 0-10%Vol 到 0-100%VolCO2,高分辨率——量程 0-6%VOL的为 0.01%，6%-100%VOL的为0.1%.主要应用在沼气池，煤矿、化工，蔬菜和水果存储，细菌培养箱等领域。
氨气检测传感器:
英国alphasense 氨气传感器NH3-AF采用电化学原理，具有线性输出、高精度和高稳定性等特点，广泛应用于化工、制冷等领域。量程0-100ppm
为什么气体监测对冷冻食品储存设施至关重要
世界各地已经报告了许多涉及气体泄漏的事故，使数百人住院，甚至导致死亡。典型的气体泄漏事故涉及系统磨损或部件故障、缺乏预防性维护指南以及缺乏气体检测解决方案。
对于冷冻食品的生产和保存，气体安全监测器或分析仪能有效帮助减轻危害，保持产品的保存，并确保员工和企业的安全。
因为像二氧化碳这样的气体非常危险，人眼无法检测到，比如：
CO2职业暴露限值是设施报警设定和风险评估的重要参考。OSHA规定CO2允许暴露限值（PEL）为5,000 ppm，作为8小时时间加权平均值（TWA）。NIOSH建议TWA为5,000 ppm，短期风险暴露限值（STEL）为30,000 ppm，立即危及生命或健康浓度（IDLH）为40,000 ppm。
中国国家标准GBZ 2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》规定CO₂时间加权平均容许浓度（PC-TWA）为9,000 mg/m³，短时间接触容许浓度（PC-STEL）为18,000 mg/m³，换算后分别约为5,000 ppm和10,000 ppm。室内空气质量标准规定室内CO2浓度不应超过1,000 ppm。
上述数值属于不同性质的职业暴露限值，不应被解释为可互换的报警设定点。气体探测器报警阈值应依据适用法规、规范、制造商建议及设施特定安全要求设定，并结合气体危害类型、人员暴露时间和应急响应能力进行风险评估。
最新的2026年5月1日实施的中国家标准 《有限空间作业安全技术规范》（GB 46768-2025），标准将19.5%～23.5%确立为有限空间作业的安全氧含量合格区间，低于19.5%即触发缺氧风险。
氧含量对人体的影响如下图：
当涉及到氮、氧、氨和二氧化碳等有害气体时，极端暴露可能是致命的。如果罐或供应管线开始泄漏，气体将很快进入整个设施，或者如果配件松动，这可能对设施中的任何人都意味着严重的危险。当这种情况发生时，危险气体可以取代空气，并且由于没有人可以知道泄漏，只有实时气体安全监测器可以指示危险临近。
这些气体泄漏，是常见的密闭空间，如食品生产室，冰柜，加工线，和冷却器。保护员工安全的最简单方法是安装气体安全监控器，以跟踪气体水平，发出警报并警告潜在泄漏点附近的所有员工。这些安全监视器通过实时跟踪气体浓度，发出高浓度警报，并确保您的员工，员工和机构的安心。
关于冷冻食品储存气体安全的常见问题FAQ:
冷冻食品储存设施中常用的气体有哪些？
冷冻食品生产和储存设施可以使用二氧化碳 (CO2)，氮气 (N2)，液氮 (LN2)，氨气 (NH3)，氧气 (O2) 和其他气体进行冷藏，冷冻，包装，保存和运输。使用的具体气体取决于制冷系统和食品加工应用。
为什么气体监测在冷藏设施中很重要？
气体监测有助于在工人不知不觉中暴露危险气体浓度。制冷剂泄漏，低温气体释放和压缩气体泄漏会产生有毒，高浓度CO2或缺氧的气氛。固定气体监测仪提供连续测量，并在达到配置的安全阈值时激活声音和视觉报警。
在步入式冰柜或冷藏室中应该监测哪些气体？
合适的气体监测器取决于设施中使用的气体和制冷系统。使用二氧化碳的地区应进行二氧化碳监测评估，而使用氮气或液氮的地区可能需要缺氧监测。使用氨制冷的设施应评估氨气检测的必要性。
液氮会导致缺氧吗？
会。液氮在加热和蒸发时迅速膨胀成氮气。在封闭或通风不足的区域中，释放的氮气可以取代正常的大气空气并降低氧气浓度，从而产生潜在危险的缺氧环境。
什么氧气浓度被认为是缺氧？
缺氧大气定义为含有少于19.5% 氧气 (按体积)。使用氮气，液氮或其他能够替代氧气的气体的设施应评估缺氧监测是否适合其应用。
在氧气监测器报警之前，二氧化碳会变得危险吗？
会。二氧化碳危害不应仅使用缺氧传感器进行监测。二氧化碳浓度可以达到危险水平，而不会减少氧气足以激活典型的低氧警报。二氧化碳是潜在危险的设施应使用适当的二氧化碳安全监测器。
气体探测器应该安装在冷藏设施的什么地方？
气体探测器的放置取决于被监测的气体、潜在的泄漏源、通风、房间配置和设备制造商的说明。潜在的监控位置可以包括制冷机械室、冷藏室、步入式冰柜、包装线、气瓶或储罐存储区域以及气体可能积聚的其他位置。
冷藏设施需要二氧化碳监测仪吗？
使用、储存或产生大量二氧化碳的设施应评估二氧化碳监测的必要性，作为其特定设施风险评估的一部分。在制冷设备、干冰储存、散装CO2系统和释放可能导致浓度升高的其他区域，CO2监测可能特别重要。
二氧化碳监测器和缺氧监测器有什么区别？
CO2监测器直接测量二氧化碳浓度，而缺氧监测器测量大气中氧气的百分比。正确的监视器取决于气体危害。使用多种气体的设施可能需要不止一种类型的气体检测。
为什么氨气监测在食品冷藏中很重要？
氨因其有效的制冷性能而常用于工业制冷。然而，氨泄漏会造成严重的健康和安全危害。氨检测系统可以提供释放的早期警告，并且可以与通风、警报和其他设施安全控制集成。
冷冻食品设施应该使用固定式还是便携式气体探测器？
许多设施都使用这两者。固定气体检测系统持续监控指定区域，并可提供设施范围内的警报或控制通风设备。当员工进入可能存在气体危险的区域时，便携式气体探测器可以提供个人保护，临时监控或大气测试。
气体探测器可以连接到通风系统吗？
是的。根据气体检测系统和设施设计，当达到配置的警报阈值时，固定气体监控器可以使用继电器输出来激活排气扇，通风设备，警告装置，气体截止阀或其他安全系统。
气体安全监测器应多久校准一次？
校准和维护间隔取决于具体的传感器、制造商要求、环境条件和适用法规。设施应遵循气体探测器制造商建议的校准、测试和维护时间表，以确保系统继续提供准确的测量和警报。
冷冻食品储存设施的最佳气体检测仪是什么？
没有一个单一的气体检测器适合每个冷冻食品设施。正确的系统取决于所使用的气体，制冷设备，房间大小，通风，潜在的泄漏位置和适用的安全要求。特定于设施的气体危害评估可以帮助确定是否需要进行CO2，氧气，氨气或多气体监测。
转载请注明出处：传感器应用_仪表仪器应用_电子元器件产品 – 工采资讯 http://news.isweek.cn/47417.html
