Coraz wyższe wymagania konsumentów odnośnie jakości produktów stawiają przed producentami nowe wyzwania. Ważną tendencją technologiczną jest minimalizacja strat na każdym etapie produkcji. Podczas procesów schładzania i zamrażania ubytki masy produktów spożywczych są nadal znaczne, istotnie wypływając na obniżenie zarówno jakości, jak i efektu ekonomicznego.
Wyzwanie
Produkty spożywcze o dużej zawartości wody i/lub strukturze komórkowej ulegają szybkiemu odwodnieniu poprzez parowanie wody do otaczającego powietrza. W układach tradycyjnych mrożenia i chłodzenia, z wymuszonym obiegiem powietrza, suche powietrze wraz z odbiorem ciepła wchłania wilgoć z produktu.
Opis i rozwiązanie
W procesach kriogenicznego schładzania i zamrażania z zastosowaniem ciekłego azotu, azot wypiera powietrze a co za tym idzie ogranicza utratę wilgoci przez produkt.
Produkt oddany procesowi mrożenia lub schładzania kriogenicznego bardzo szybko obniża swoją temperaturę, szczególnie na powierzchni, zatrzymując migrację wody z jego środka. Szybkie zamrażanie powoduje zatrzymanie wody w formie kryształów lodu wewnątrz komórek, a więc mniejsze odwodnienie komórek, minimalizację zjawiska mechanicznego uszkodzenia ścian komórkowych przez duże kryształy oraz znacznie ogranicza wyciek rozmrażalniczy.
Zmniejszenie ubytków produktu podczas schładzania surowca
W trakcie schładzania ubytki masy produktu są bardzo istotnie zależne od temperatury otoczenia, co przedstawia poniższy diagram:
Mniejsze ubytki w trakcie mrożenia – ususzka
Krótszy czas mrożenia, ograniczenie procesów fizykochemicznych w produkcie, zmniejszenie udziału wymiany ciepła poprzez unoszenie, zamykanie warstwą lodu kanałów przemieszczania się wody z wnętrza produktu, ograniczenie parowania wody z powierzchni, prowadzą do znacznie mniejszych strat masy w porównaniu do mrożenia tradycyjnego.
Różnice te są zależne od parametrów procesu i rodzaju mięsa (2,1,4). Przyjmujemy je na poziomach jak w poniższej tabeli:
Mniejsze ubytki w procesie rozmrażania
Ubytki podczas rozmrażania owoców zamrożonych metodą kriogeniczną były mniejsze niż mrożonych tradycyjnie – jak w tabeli:
W trakcie dalszej obróbki termicznej i składowania
Przykładowo, mięso kurcząt mrożone w azocie ma ubytki wagowe przy rozmrażaniu mniejsze o 2,4%, a przy dalszej obróbce termicznej o 5,9% mniejsze niż mrożone tradycyjnie (3). W trakcie12-to miesięcznego składowania mrożonego mięsa wieprzowego, zamrożonego w azocie, odnotowano ubytki masy o 2,63% mniejsze od próbki mrożonej tradycyjnie (3).
Wpływ na ekonomię procesu
Wszystkie wymienione wcześniej cechy schładzania mrożenia znajdują swoje odzwierciedlenie w ekonomii procesu.
optymalizacja kosztów [mniejsze ubytki]
wpływ na sprzedaż [wyższa jakość produktu].
Przyjrzyjmy się przykładowi porównującemu uzysk procesu mrożenia metodą konwencjonalną i kriogeniczną (Tab.3.) Wzrost uzysku stanowi korzyść dla przetwórców żywności zarówno w aspekcie wzrostu produkcji jak i zmniejszenia zapotrzebowania na surowiec przy osiągnięciu tych samych przychodów.
Łukasz Betliński
Linde Gaz Polska Sp. z o.o.
