WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA (seminarium)

Transkrypt

1 WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAŻANIA (seminarium) Temat: Ocena jakościowa i ekonomiczna kriogenicznego ( szokowego ) zamrażania wybranych produktów żywnościowych. Wykonał: Szczepkowski Mariusz Wydział Mechaniczny Semestr IX SiUChKl

2 Plan Pracy: 1. Omówienie mechanizmu zamrażania 2. Wpływ sposobu zamrażania na jakość wybranych produktów 3. Porównanie kosztów zamrażania kriogenicznego i konwencjonalnego 4. Urządzenia do zamrażania kriogenicznego 5. Podsumowanie 1. Mechanizm zamrażanie produktów: Podstawową cechą produktów żywnościowych jest to, że woda nie występuje w nich w stanie czystym, lecz w postaci roztworów, ponadto jej część jest trwale związana w strukturach białek i wielocukrów. Przemiana fazowa wody w takich produktach związana jest z procesem krystalizacji, czyli z tworzeniem się kryształków lodu. Pierwsze kryształki lodu tworzą się w przestrzeniach międzykomórkowych, a wraz upływem czasu następuje ich rozrost. Jeśli proces trwa długo, w trakcie rozrostu kryształków występuje wysysanie wody przez półprzepuszczalną błonę komórkową ( zjawisko krioosmozy). Dla małej prędkości zamrażania zjawisko to może postępować aż do utraty całej wolnej wody. W takiej tkance można przyjąć, że cała ilość lodu znajduje się poza komórkami, a wewnątrz zwiotczałych komórek znajduje się tylko nie zamarznięty roztwór. Ogólnie można przyjąć, że im szybszy spadek temperatury, tym lepsza jakość produktu, gdyż powstaje wiele drobnych kryształów lodu, wypełniających komórki, bez ich niszczenia. 2. Wpływ sposobu zamrażania na jakość wybranych produktów Podział produktów pod względem podatności na zmiany wywołane szybkością mrożenia: -produkty, dla których szybkość mrożenia nie ma właściwie wpływu (groszek, tłuste mięso) -w szerokim zakresie niewrażliwe na zmiany szybkości (ryby, mięso chude) -produkty, których jakość wyraźnie się poprawia wraz ze wzrostem prędkości chłodzenia (truskawki, fasola) -produkty uzyskujące dobrą jakość tylko po mrożeniu szybkim (np. maliny, pomidory)

3 Jak wynika z powyższych tabel, owoce mrożone kriogenicznie uzyskuja znacznie lepsze oceny organoleptyczne, oraz znacznie niższe straty produktu w porównaniu z konwencjonalnymi sposobami zamrażania.

4 Ciekawym zjawiskiem jest wzrost ususzki w mięsie zamrażanym kriogenicznie: Zjawisko to jest spowodowane tym, że wrzący azot nie zwiera praktycznie żadnej wilgoci, więc bardzo chętnie chłonie wodę z zamrażane produktu. Kolejnym problemem występującym przy mrożeniu tusz mięsnych jest powstawanie pęknięć. Dla dużych porcji produktu warunkach ultraszybkiego mrożenia, przy dużych różnicach temperatur, istnieje ryzyko powstania pęknięć w warstwach wierzchnich. Dzieje się tak dlatego, że warstwa wierzchnia zamarza jako pierwsza i tworzy skorupę, wewnątrz której zamknięta jest pewna objętość nie zamarzniętego produktu, wraz z postępowaniem procesu zamarzania następuje wzrost ciśnienia wewnątrz produktu, co powoduje uszkodzenia. Wpływ prędkości zamrażania na rozwój drobnoustrojów i bakterii: Szczególnie duża ilość drobnoustrojów ginie w temperaturze -2 do -5 stopni tj., w strefie maksymalnej krystalizacji. Niekiedy bardziej korzystne pod względem zmniejszenia ilości bakterii jest powolne schładzanie i przechowywanie w wyższych temperaturach. Jak widać na poniższym wykresie ilość drobnoustrojów dla mrożenia ciekłym azotem jest większa niż w przypadku stosowania metod konwencjonalnych. Dla odmiany przy stosowaniu ciekłego dwutlenku węgla ilość drobnoustrojów ulega zredukowaniu.

5 3. Porównanie kosztów zamrażania kriogenicznego kriogenicznego i tradycyjnego: Przy wszystkich swych zaletach, zamrażania kriogeniczne nie pozbawione jest również wad. Jedną z poważniejszych są koszty. Jak można łatwo zauważyć najbardziej energochłonnym procesem jest wytworzenie gazu. Czasy taniej energii się już skończyły, więc proces energochłonny staje się automatycznie procesem drogim.

6 Powyższy wykres przedstawia porównanie kosztów zamrożenia porcji truskawek i elementów indyka. Okazuje się, że dla mrożenia konwencjonalnego straty produktu wynoszą ok. 2%, a dla kriogenicznego ok. 1%. Dla produktu tańszego ( truskawek ) nie ma to aż takiego wpływu na całokształt kosztów, ale w przypadku produktu droższego wzrost kosztów jest już wyraźnie zauważalny. Idąc dalej w tym kierunku można przedstawić wykres pokazujący relację ceny zakupu czynnika ( w tym wypadku ciekłego azotu ) do ceny zakupu produktu. I tak dla truskawek czynnik stanowi 25%, ale dla dorsza już tylko 14%. Można łatwo wywnioskować, że im droższy produkt, tym mniejszą częścią kosztów całkowitych są koszty zakupu czynnika. 4. Zasada działania urządzeń typu LIN:

7 5. Wnioski: Zamrażanie kriogeniczne warto stosować dla produktów spełniających równocześnie dwa kryteria: - ich jakość przy wzroście prędkości mrożenia wyraźnie się poprawia, lub uzyskują dobrą jakość tylko po mrożeniu szybkim i ultraszybkim - muszą to być produkty stosunkowo drogie, dla których cena zakupu czynnika stanowi niewielki procent całkowitych kosztów produkcji. Dla takich produktów jest ekonomicznie uzasadnione stosowanie droższych metod mrożenia, gdyż lepsza jakość końcowego produktu pozwala pokryć zwiększone wydatki na proces technologiczny. Nie należy zapominać o jeszcze jednej ważnej rzeczy: wraz z wydłużeniem czasu przechowywania efekty szybkiego chłodzenia ulegają powolnemu zacieraniu na skutek postępującego procesu rekrystalizacji ( łączenie się poszczególnych kryształów ). 6. Literatura: [1] Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna nr. 8-9/ / /2003 [2] Postolski J., Gruda Z.: Zamrażanie żywności. WNT, Warszawa 1985.