Inertizzazione con azoto: perché e come viene utilizzato l'azoto nelle applicazioni di inertizzazione?

Inertizzazione di qualità 

Nel caso in cui il gas inerte come l'azoto o l'argon miri a proteggere il prodotto stesso, si parla di inertizzazione di qualità. Serve a evitare l'ossidazione o l'invecchiamento di un prodotto a causa della presenza di ossigeno o umidità. È il caso dell'industria alimentare, per prolungare la durata di conservazione degli alimenti deperibili, e dell'industria farmaceutica per prolungare la durata di conservazione dei farmaci da ingerire o delle soluzioni iniettabili.

Ossigeno gassoso e ossigeno disciolto

Occorre sapere che un prodotto liquido possiede naturalmente la capacità di caricarsi di ossigeno disciolto a contenuti più o meno significativi a seconda della pressione, della temperatura e della natura del prodotto.
Si misura il contenuto di ossigeno disciolto, in ppm (parte per milione) o mg/l. 
Per alcuni prodotti, più sensibili di altri, questo ossigeno disciolto è anche un fattore di ossidazione. Si consiglia pertanto di procedere a un'operazione di deossigenazione del prodotto in seguito a una procedura di inertizzazione dell'azoto. 

Deossigenazione dei liquidi

Una delle tecniche di deossigenazione consiste nell'inserire un sistema di iniezione di azoto sulla linea di trasferimento del liquido. Questa operazione viene eseguita secondo un processo specifico adattato, fra l'altro, al prodotto, alla sua portata di trasferimento e alla sua concentrazione iniziale di O₂ disciolto. 
Questa operazione di deossigenazione è spesso applicata in enologia per rimuovere l'ossigeno disciolto nel vino prima dell'imbottigliamento o in farmacia su prodotti molto sensibili all'ossigeno.

Inertizzazione fino al confezionamento finale

Per i prodotti meno sensibili alla presenza di ossigeno disciolto è sufficiente la sola inertizzazione come protezione. 
Su una catena di confezionamento di vino, olio, succhi di frutta, soluzioni farmaceutiche… molto spesso, l'inertizzazione viene mantenuta dallo stoccaggio "alla rinfusa" del prodotto fino all'imballaggio finale. È molto importante non interrompere la catena di inertizzazione-deossigenazione al fine di evitare gli effetti di recupero di ossigeno riponendo all’aria il prodotto e assicurare quindi una protezione efficace.
Diverse soluzioni di gas puro o miscele possono essere applicate nella protezione di prodotti deperibili o di breve durata. Miscele di azoto o biossido di carbonio sono tipicamente utilizzate nella produzione alimentare, a seconda del tipo di alimento da conservare.

Inertizzazione di sicurezza

L'inertizzazione dell'azoto può essere utilizzata anche per applicazioni di inertizzazione di sicurezza. Questa inertizzazione permette di ridurre, talvolta di rimuovere, l'ossigeno contenuto nell'ambiente del prodotto a vapori reattivi e infiammabili per proteggere dal rischio di esplosione.

Nel caso di prodotti stoccati in serbatoi o utilizzati in reattori chimici, è necessario inertizzare l'apparecchiatura e controllarne la pressione per garantire l'efficacia dell'inertizzazione.
In determinati casi che presentano una criticità elevata in termini di rischio di esplosione, sarà necessaria la misurazione dell'ossigeno residuo nell'atmosfera.

In conclusione, l'inertizzazione con azoto è una soluzione per un'ampia gamma di applicazioni in diversi settori industriali per la gestione della sicurezza degli impianti o il controllo qualità di prodotti sensibili all'ossidazione. Per i prodotti liquidi, nell'inertizzazione di qualità, il parametro dell'ossigeno disciolto è un punto spesso trascurato ma che può essere determinante per garantire un'inertizzazione efficace.

L'inertizzazione con azoto nei diversi settori industriali

Inertizzazione nell'industria alimentare e delle bevande

Le applicazioni di spurgo e inertizzazione sono molto frequenti nell'industria alimentare. 

• Inertizzazione di qualità: alimenti e bevande sono particolarmente sensibili all'ossigeno presente nell'aria, che causa l'ossidazione e favorisce la proliferazione batterica. L'eliminazione dell'ossigeno indesiderato da alimenti e bevande consente un'estensione della durata di conservazione e la preservazione di qualità importanti quali gusto, colore o consistenza. L'inertizzazione può essere considerata come gas di protezione di serbatoi di vino, olio, latte in polvere, ecc. recipienti in genere, materie prime o semilavorati.
• Inertizzazione di sicurezza: l'inertizzazione dei silos di cereali è uno dei casi di applicazione dell'azoto come inertizzazione di sicurezza. L'azoto può essere utilizzato per limitare o arrestare la combustione dei cereali nei silos associati a prodotti scarsamente essiccati (erba medica, grano, colza, ecc.) e per prevenire il rischio di esplosione di polveri.

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Inertizzazione nell'industria farmaceutica e biofarmaceutica

Materie prime, prodotti intermedi e principi attivi possono essere sensibili all'ossigeno e all'umidità contenuti nell'aria atmosferica. Per questo devono essere protetti da un gas inerte al fine di evitare reazioni indesiderate, mantenerne l'efficacia e preservarne la qualità.

I processi di inertizzazione, lavaggio e spurgo dell'azoto permettono di ridurre i rischi di infiammabilità ed esplosione durante lo stoccaggio di solventi infiammabili o di reazioni chimiche, che si possono verificare, ad esempio, durante la macinazione di polveri o il trasferimento pneumatico di prodotti.

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