Współczesne techniki zamraŝania seminarium TEMAT: Przechowywanie i jakość mroŝonej Ŝywności Daniel Piotrowski SUChiKl 1
Spis treści: str. 1. Wstęp.3 2. Łańcuch chłodniczy produktów mroŝonych. 3 3. Zmiany zachodzące podczas składowania mroŝonej Ŝywności. 4 3.1 Zmiany spowodowane utlenianiem oraz zmiany hydrolityczne tłuszczów. 5 3.2 Denaturacja białek. 5 3.3 Zmiany węglowodanów nukleotydów. 5 3.4 Przemiany enzymatyczne. 5 3.5 Przemiany mikrobiologiczne. 6 3.6 Ubytki ilościowe i zmiany spowodowane ususzką. 6 3.7 Oparzelina mrozowa. 6 3.8 Rekrystalizacja. 7 3.9 Zmiany barwy produktów mroŝonych. 7 3.10 Straty aromatu. 7 4. Warunki klimatyczne i okresy przechowywania. 7 5. Jakość mroŝonej Ŝywności. 8 6. Przechowywanie mroŝonej Ŝywności. 10 6.1 Chłodnie produkcyjne. 10 6.2 Chłodnie składowe. 10 6.3 Punkty sprzedaŝy detalicznej. 11 6.4 Gospodarstwa domowe. 12 6.5 Transport chłodniczy. 13 6.5.1. Transport samochodowy. 13 6.5.2. Transport morski. 14 6.5.3. Kontenery. 14 7. Podsumowanie. 16 8. Bibliografia. 16 2
1. Wstęp Pod koniec trzeciej dekady XX w. w USA opatentowano i wdroŝono do przemysłu technologię utrwalania Ŝywności w niskiej temperaturze, której efektem było wkrótce wprowadzenie na rynek nowej grupy produktów zamroŝonych. To typowo amerykańskie, pionierskie osiągnięcie z czasem przekształciło się w odrębną, nowoczesną wielobranŝową dziedzinę przetwórstwa spoŝywczego. Przemysłowe zamraŝalnictwo Ŝywności dysponuje moŝliwościami pozyskiwania sezonowo występujących surowców w optymalnym stadium ich przydatności technologicznej oraz nieosiągalnymi przy uŝyciu innych technik metodami ich utrwalania i przetwarzania. Produkty spoŝywcze są szczególnie wraŝliwe na warunki składowania. W przypadku mroŝonych produktów spoŝywczych czynniki takie jak temperatura i czas maja istotny wpływ na zachowanie wysokiej jakości i przydatności do spoŝycia, a co za tym idzie na bezpieczeństwo konsumentów. WAśNE - produkty spoŝywcze mają ściśle określoną datę przydatności do spoŝycia dla określonych warunków składowania - po przekroczeniu właściwych warunków składowania czas ten znacznie się skraca - w przypadku skrajnego przekroczenia warunków składowania (wysokich temperatur lub długi czas), produkty naleŝy natychmiast spoŝyć lub w niektórych przypadkach jest on niezdatny do spoŝycia - Ponowne umieszczenie produktu we właściwych warunkach składowanie nie zwróci mu trwałości i jakości - W przypadku produktów mroŝonych raz rozmroŝone produkty nie nadają się do ponownego zamroŝeniu 2. Łańcuch chłodniczy produktów mroŝonych. W pojęciu mroŝonych produktów spoŝywczych, mieści się nie tylko sam proces zamraŝania, lecz kompleks czynności, które muszą być wykonane, by dostarczyć osobom konsumującym produkt o odpowiedniej jakości. Kompleks ten mający początek w momencie pozyskiwania surowca, aŝ do chwili rozmroŝenia gotowego produktu przed spoŝyciem jest określany mianem łańcucha chłodniczego. Ogniwami tego systemu są chłodnie produkcyjne, składowe i dystrybucyjne, punkty sprzedaŝy detalicznej oraz mroŝonki domowe, względnie lodówki z zasobnikiem niskotemperaturowym zwanym zamraŝalnikiem. Poszczególne ogniwa są łączone poprzez transport co przedstawia rys. 2.1. 3
Rys.2.1 Schemat łańcucha chłodniczego [wg. Grudy i Postolskiego] Charakterystyczną cechą łańcucha chłodniczego jest jego ciągłość co widać dokładnie na powyŝszym rysunku. Przerwanie łańcucha skutkuje zepsuciem produktu, obniŝeniem jakości o ile nie zostanie on w odpowiednim czasie zuŝyty. Jak widać na rysunku łańcuch chłodniczy zaczyna się od surowca i jest on juŝ na tym etapie chłodzony. Następnie za pośrednictwem transportu zwykłego jest on przewoŝony do chłodni składowych lub fabryk zakładowych mroŝonek. Następnie z chłodni i fabryk transportem niskotemperaturowym jest przewoŝony do przetwórni, zakładów zbiorowego Ŝywienia (stołówka ), chłodni rozdzielczej, sklepy supermarkety, a na samym końcu do chłodni domowych mroŝarek. 3. Zmiany zachodzące podczas składowania mroŝonej Ŝywności. Zmiany zachodzące podczas przechowywania mroŝonej Ŝywności trudno często oddzielić od zmian zachodzących podczas samego procesu zamraŝania. W wielu przypadkach naleŝy je rozpatrywać łącznie, jako kompleksowy efekt obróbki zamraŝalniczej, w którym procesy biofizykochemiczne, zapoczątkowane w fazie mroŝenia zostają pogłębione, względnie ujawniają się dopiero w czasie przechowywania w stanie zamroŝonym. Zmiany te mogą być: - zmiany spowodowane utlenianiem oraz zmiany hydrolityczne tłuszczów - denaturacja białek - zmiany węglowodanów nukleotydów - przemiany enzymatyczne - przemiany mikrobiologiczne - ubytki ilościowe i zmiany spowodowane ususzką - oparzelina mrozowa - rekrystalizacja - zmiany barwy produktów mroŝonych - straty aromatu 4
Na tym etapie kaŝda zmiana zachodząca w przechowywanej Ŝywności zostanie pokrótce scharakteryzowana. 3.1 Zmiany spowodowane utlenianiem oraz zmiany hydrolityczne tłuszczów. Procesy utleniania mają charakter reakcji łańcuchowych, inicjowanych samorzutnie. Podatność tłuszczów na łączenie się z tlenem zaleŝy od stopnia ich nasycenia, oddziaływania substancji towarzyszących działaniu pro- i antyutleniającym oraz ciepła i światła. Zmiany spowodowane utlenianiem są główną przyczyną zmian smaku i zapachu mroŝonego masła, wędliny oraz ryby. Drugim podstawowym kierunkiem przemian frakcji lipidów w produktach mroŝonych są procesy hydrolityczne. Hydrolityczne rozszczepianie komórek występuje w szerokich granicach temperatur. Wbrew poglądom niektórych badaczy rozmiary tych procesów są w niektórych przypadkach duŝe i w sposób znaczący współokreślają jakość produktów co przedstawia poniŝszy wykres rys.3.1. Rys. 3.1 Powstawanie wolnych kwasów tłuszczowych w lipidach tkanki mroŝonego dorsza 1-temp.-14 o C, 2-temp-22 o C, 3-temp. -29 o C 3.2 Denaturacja białek Jest to kompleks nieodwracalnych większości przypadków zmian w białkach, związanych z utratą niektórych właściwości biologicznych. Denaturacja oznacza zniszczenie struktur II i III rzędu, określonych niekiedy wspólną nazwą konformacji łańcuchowych, przy zachowanych sekwencjach aminokwasów. 3.3 Zmiany węglowodanów nukleotydów Węglowodany są najmniej naraŝone na zmiany, niemniej jednak istnieją dane wskazujące na występowanie w niektórych temperaturach agregacji wysokocząsteczkowych wielocukrów. Proces ten jest określany mianem retrogradacja, a jej efektem jest spadek zdolności wiązania wody, oraz zmiany struktury. Równolegle ze zmianami węglowodanów następują zmiany nukleotydów. Niektóre z nich określają smak i zapach mięsa, a ich enzymatycznemu rozpadowi towarzyszą niekorzystne zmiany organoleptyczne. 3.4 Przemiany enzymatyczne Szybkość tych przemian zaleŝy zarówno od sposobu składowania składu i właściwości jakimi charakteryzuje się mroŝona Ŝywność. Enzymy charakteryzuje duŝa specyficzność działania, polegająca na tym, Ŝe dany enzym katalizuje określoną grupę pokrewnych związków, a niekiedy tylko jeden substrat lub ściśle zdefiniowany przestrzenny układ atomów w cząsteczce. Cząsteczce tego powodu na ogół skomplikowane, wieloetapowe procesy zachodzące w produktach Ŝywnościowych są katalizowane nie przez jeden enzym, lecz całą grupę, odpowiednio dobraną i aktywującą kolejne stadia przemian. 5
3.5 Przemiany mikrobiologiczne Funkcje Ŝyciowe drobnoustrojów mogą się odbywać tylko w przypadku określonych warunków zewnętrznych. Podstawowym warunkiem przemiany materii jest obecność wody. Wpływ zamraŝania na zmiany mikrobiologiczne: - powoduje spadek aktywności wodnej w środowisku i uszkodzeniom struktur drobnoustrojów przez powstające kryształki lodu - komórki uszkodzone podczas zamraŝania mogą stanowić 90% liczby bakterii, które przeŝyły, - powoduje zmniejszenie przestrzeni rozpuszczalnej w tkankach w wyniku tworzenia się kryształów lodu następuje wzrost stęŝenia substancji rozpuszczalnych w temperaturze -30 o C faza płynna jest ograniczona do punktowych wzajemnie izolowanych skupisk roztworów, mniej szkodliwych dla mikroflory, - powoduje zmiany czynników jak odczyn ph, siła jonowa, lepkość, ciśnienie osmotyczne, napięcie powierzchniowe, potencjał utleniająco-redukujący, - wymroŝenie prawie całej ilości wolnej wody hamuje procesy mikrobiologiczne w zamroŝonych produktach i powoduje, Ŝe ich stan sanitarny jest na ogół lepszy niŝ produktów świeŝych lub schłodzonych 3.6 Ubytki ilościowe i zmiany spowodowane ususzką Ubytki ilościowe i zmiany jakościowe są wynikiem sublimacji wilgoci z powierzchni zamroŝonej produktów pod wpływem dopływającego ciepła. Ususzka spowodowana przechowywaniem ze względu na stosowane w praktyce długie okresy składowania produktów luzem lub opakowanych w materiały przepuszczające parę wodną stanowi jedno z podstawowych zjawisk determinujących jakość mroŝonej Ŝywności. Rozmiary ususzki zaleŝą od róŝnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej nad produktem i w powietrzu pomieszczenia. Rys. 3.2 Ususzka produktów mięsnych 3.7 Oparzelina mrozowa Nadmierne wysuszenie, poza wywołaniem niepoŝądanego ubytku wagowego, prowadzi do nieodwracalnych zmian jakościowych postaci plam na powierzchni produktu, wyraźnie róŝniących się barwą od otaczających tkanek. Plamy te noszą oparzeliny mrozowej. Zjawisko to stanowi szczególną formą odwodnienia części zamroŝonych produktów. Oparzelina występuje tylko podczas przechowywania, ale istotny wpływ na jej powstanie mają warunki zamraŝania. Im szybszy jest ten proces i towarzyszą mu mniejsze ubytki wody, tym większe jest zagroŝenie wystąpienia oparzeliny. Warunkiem ograniczenia oparzeliny mrozowej jest moŝliwie niska i stałą temperatura przechowywania. Skuteczną ochronę stanowi równieŝ izolowanie produktu od otoczenia, np. przez stosowanie opakowań 6
próŝniowych. Oparzelina poza zmianami barwy produktu, moŝe być przyczyną niepoŝądanych zmian smaku, zapachu i konsystencji. 3.8 Rekrystalizacja Przez rekrystalizację są rozumiane zmiany układu krystalizacyjnegoproduktu w wyniku sublimacji mniejszych kryształó lodu i przepływu pary wodnej w kierunku kryształów większych, pod wpływem róŝnicy ciśnień cząstkowych. Przyczyną rekrystalizacji są nieuniknione róŝnice szybkości mroŝenia w obrębie produktu, powodujące róŝnice wielkości i lokalizacji kryształów oraz wahania temperatury pomieszczeń przechowalniczych, powodujące zmiany pręŝności par nad kryształami i uruchamiające mechanizm przenoszenia się wilgoci. 3.9 Zmiany barwy produktów mroŝonych Barwa mięsa zamroŝonego w stosunku do barwy świeŝego mięsa ulega przyciemnieniu na skutek tworzenia się methemoglobiny, szczególnie w zewnętrznych warstwach, dokąd przenika tlen zawarty w powietrzu. Zmiany w wyglądzie zewnętrznym zamroŝonego mięsa charakteryzują się tym, Ŝe przy szybkim zamraŝaniu z warstwy powierzchniowej zostaje gwałtownie odprowadzona woda, co przy długim przechowywaniu powoduje jasny, biały nalot, tzw. oparzelinę mrozową. 3.10 Straty aromatu Sublimacja wilgoci z powierzchni produktów jest jednocześnie jednym z mechanizmów powstawania strat aromatu mroŝonej Ŝywności w czasie przechowywania w wyniku porywania lotnych substancji zapachowych przez dyfundującą parę wodną. Substancje aromatyczne mogą równieŝ wskutek wysokiego ciśnienia cząstkowego par, przechodzić bezpośrednio do otoczenia, w praktyce w granicach stosowanych temperatur przechowania. Osłabienie aromatu owoców mroŝonych następuje głównie w wyniku rozkładu typowych dla nich estrów zapachowych w drodze enzymatycznej - pod wpływem aktywnych jeszcze w niskich temperaturach enzymów tkankowych lub nieenzymatycznej pod wpływem kwasów przenikających uszkodzonych komórek na zewnątrz. 4 Warunki klimatyczne i okresy przechowywania Podstawowym czynnikiem określającym jakość mroŝonej Ŝywności jest temperatura, wilgotność bezwzględna i względna, wymiana i obieg powietrza. Są one w praktyce przemysłowej świadomie kształtowane, zgodnie z wymaganiami technologicznymi przechowywanych produktów z wyjątkiem wilgotności, która w pomieszczeniach o niskiej temperaturze ustala się samorzutnie, zgodnie z ogólnym bilansem ciepła i wody. Jako maksymalna, temperatura dopuszczalna do długotrwałego przechowywania mroŝonej Ŝywności jest traktowana aktualnie w skali światowej temp. 18 o C z tym Ŝe badania naukowe i doświadczenia praktyczne skłaniają do stosowania jeszcze niŝszych temperatur. Na przestrzeni lat 1945 do 1960 obniŝono je praktycznie z temp. -18 o C do około - 25 o C w ostatnich latach jest tendencja do przechodzenia na temp. -30 o C. podstawową przyczyną jest niewątpliwie moŝliwość istotnego zwiększenia trwałości produktów. PoniŜej została przedstawiona tabela ukazująca okres trwałości róŝnych produktów przy róŝnych temperaturach tab. 4.1. 7
Tab. 4.1 Okres przechowywania produktów mroŝonych praktyce. 5. Jakość mroŝonej Ŝywności MroŜona Ŝywność nie ma nie ograniczonej trwałości. Zastosowanie mroŝenia nie powoduje całkowitego zniszczenia wszelkiego rodzaju drobnoustrojów. Dla kaŝdego produktu i dla kaŝdego zakresu temperatur istnieje określony przedział czasu, po upływie którego występują pierwsze wykrywalne zmiany jakościowe. Czas ten jest określony, zgodnie z zaleceniami Międzynarodowego instytutu Chłodnictwa, jako okres zachowania dobrej jakości HQL (High Quality Life). Jest to czas od momentu zamroŝenia do momentu w którym 70% doświadczonych degustatorów potrafi odróŝnić badany produkt od próbki kontrolnej, przechowywanej w temp. 40 o C lub niŝszej. Jakość i trwałość mroŝonek nie moŝe być porównywana z produktami świeŝymi. Pojęcie HQL jest najczęściej stosowane w pracach badawczych i przy określaniu trwałości nowych produktów. W przemyśle jest stosowane równieŝ pojęcie praktycznego okresu przechowywania PSL (Practical Storage Life). Jest to czas który upływa, od momentu zamroŝenia do momentu w którym obniŝenie jakości produktu osiągnie poziom uniemoŝliwiający jego sprzedaŝ na określony rynek lub przerób zamierzonym procesie. Okres PSL jest kilkukrotnie dłuŝszy od okresu HQL. 8
Straty jakości są zmianami nieodwracalnymi i addytywnymi, a ich rozmiary zaleŝą od okresu i temperatury przechowywania. Znajomość tych zaleŝności umoŝliwia przybliŝoną charakterystykę trwałości produktów. Dla kaŝdego produktu mroŝonego, o znanym czasie i warunkach przechowywani, moŝna określić stopień wykorzystania, stopień jego potencjalnej trwałości. W tym celu oddzielnie dla kaŝdego produktu i dla kaŝdej temperatury ustala się czas zachowania dobrej jakości τ i i w oparciu o to oblicza się średni procentowy spadek jakości w przeliczeniu na jedną dobę składowania A i. A i = 1/ τ i * 100% Wartości tego wskaźnika dla róŝnych temperatur: Temperatura o C Wskaźnik dobowego spadku jakości % -8,5 0,025-11,0 0,020-14,0 0,015-18,5 0,010-26,0 0,005-30 0,0012 Wyniki najnowszych badań nie zawsze potwierdzają wzrost trwałości zamroŝonych produktów w obniŝonej temperaturze. Niekiedy niŝsze temperatury nie mają praktycznie wpływu na przedłuŝanie trwałości, co więcej znane są równieŝ przypadki spadku trwałości określonych produktów w tych warunkach. Podczas przechowywania jakość produktów mroŝonych zaleŝy nie tylko od dostatecznie niskiej temperatury, ale równieŝ od jej stałości w czasie. Wahania temperatur są w praktyce nie do uniknięcia, nie powinny jednak przekraczać określonych wartości. ZaleŜności temperaturowo czasowe nie wyczerpują zagadnień związanych z jakością produktów. warunkiem właściwych efektów jakościowych przechowalnictwie mroŝonej Ŝywności jest zawsze wysoka jakość surowców i właściwa technologia wytwarzania. Bezsporny jest wpływ świeŝości surowca na trwałość zamroŝonego produktu. Na poniŝszym rysunku przedstawiony został przykładowo przebieg zmian jakościowych rybach o róŝnej wyjściowej jakości w momencie zamroŝenia, podczas ich przechowywania w temperaturze 10, - 20, - 30 o C. Linia S wykresu określa przebieg zmian jakościowych surowca przed zamroŝeniem, strefy A, B, C odpowiednie klasy jakościowe produktu, a pozioma linia przerywana granicą przydatności konsumpcyjnej ryb. Rys. 6.1 Zmiany jakościowe ryb o róŝnej jakości wyjściowej podczas przechowywania w -10, - 20, - 30 o C. 9
6. Przechowywanie mroŝonej Ŝywności. Jak juŝ zostało wspomniane jakość przechowywanej Ŝywności zaleŝy od warunków w jakich Ŝywność jest składowana, lecz równieŝ zaleŝy od tego gdzie jest składowana. Pomieszczenia w jakich Ŝywność moŝe być składowana to: - chłodnie produkcyjne - chłodnie składowe - punkty sprzedaŝy detalicznej - gospodarstwa domowe - transport chłodniczy 6.1 Chłodnie produkcyjne Inna nazwa tego typu chłodni to chłodnie zakładowe są one zlokalizowane bezpośrednio przy przetwórniach. Pod względem konstrukcji i zasad eksploatacji nie róŝnią się od chłodni składowych, z tym Ŝe mają znacznie większą zdolność zamraŝania. Lokalizacja chłodni w zakładzie powinna być powiązana z halą produkcyjną i zamraŝalniami. Według załoŝeń przemysłu chłodnie tego rodzaju powinny mieć pojemność 40% produkcji zakładu. Jednak to nie jest optymalne kryterium bowiem tak naprawdę wszystko zaleŝy od danego zakładu. W pewnych przypadkach chłodnie produkcyjne spełniają głównie rolę zaplecza składowego tego zakładu, a jednocześnie w okresach międzysezonowych świadczą usługi na rzecz innych klientów. Rys. 6.1 Chłodnia produkcyjna 6.2 Chłodnie składowe Chłodnie składowe, magazynujące duŝe masy jednorodnych towarów przez długi okres nie wymagają ilości komór, a przewaŝnie nie są teŝ wymagane róŝne temperatury powietrza w komorach. Większość składowanych produktów to produkty mroŝone, przechowywane w zaleŝności od czasu składowania i od rodzaju produktu w komorach o temperaturach powietrza od -25 do -30 o C. JeŜeli obrót towaru nie jest intensywny, jak to np. jest w chłodniach rozdzielczych oraz jeŝeli obsługiwany jest duŝy asortyment towarów wówczas konieczna jest duŝa liczba komór o zróŝnicowanych temperaturach w ostatnich latach produkcja mroŝonek w wielu głównych asortymentach została rozdzielona na dwie fazy. Faza pierwsza obejmuje zamraŝanie półproduktów składowanie go w opakowaniach hurtowych, a faza druga na obróbkę końcową i porcjowanie w opakowania jednostkowe. Chłodnie 10
składowe posiadają korzystne warunki do zorganizowania sprawnego i ekonomicznego transportu chłodniczego, zarówno rozdzielczego, jak i daleko dystansowego.. Rys. 6.2 Chłodnia składowa Lokalizacja chłodni składowych powinna być poprzedzona analizą wielu czynników. NaleŜy uwzględnić zarówno potrzeby produkcji, jak i konsumpcji, które są w zasadzie przeciwstawne. Potrzeby produkcji wymagają lokalizowania chłodni w pobliŝu ośrodków produkcyjnych. Potrzeby dystrybucji wskazują na lokalizowanie chłodni składowych w ośrodkach konsumpcyjnych, tzn. w duŝych miastach lub ośrodkach przemysłowych, co pozwala na zlikwidowanie jednego z ogniw łańcucha chłodni dystrybucyjnej. 6.3 Punkty sprzedaŝy detalicznej Popularność i wskaźnik spoŝycia produktów mroŝonych w wielkiej mierze zaleŝy od organizacji ich detalicznej sprzedaŝy. Jak wiadomo największą sprzedaŝ produktów mroŝonych moŝemy wyróŝnić w supermarketach, które charakteryzują się duŝą rotacją i sprawną dystrybucją. Sklepy te mają przewaŝnie duŝą chłodnie na zapleczu -24oC, co skraca czas przebywania produktów ladach. Średnia rotacja towarów mroŝonych w supermarketach amerykańskich wynosi 25, a udział produktów mroŝonych w całkowitych obrotach tych sklepów 15-24%. Do niedawna produkty mroŝone były sprzedawane w ladach samoobsługowych otwartym wierzchem. Jednak większą popularnością cieszą się regały niskotemperaturowe, wielopółkowe rys5.4. W małych sklepach meble mają indywidualne agregaty chłodnicze. W duŝych centrach sprzedaŝy grupy mebli są obsługiwane przez większe agregaty o mocy od 3 kw do 15 kw, które pracują znacznie ekonomiczniej. Rys 6.3 ZamraŜarki mocowane w sklepie 11
6.4 Gospodarstwa domowe Ostatnim ogniwem łańcucha chłodniczego są gospodarstwa domowe. W zasadzie racjonalne zuŝywanie produktów mroŝonych jest moŝliwe tylko w gospodarstwach wyposaŝonych w zamraŝarki lub lodówki z pojemnikami niskotemperaturowymi. Bez tego wyposaŝenia zakupiony produkt mroŝony musi być skonsumowany w ciągu paru godzin bez względu na potrzebę. Temperatura pojemników lodówek waha się od -6 do 18 o C w zaleŝności od typu urządzenia i umownie jest znakowana liczbą gwiazdek od 1 do 3. okres przechowywania produktów mroŝonych w pojemnikach niskotemperaturowych wynosi: Temperatura Czas Oznakowanie -6 o C 1 tydzień * -12 o C 4 tygodnie ** -18 o C 12 tygodni *** W krajach rozwiniętych wyposaŝenie gospodarstw domowych w lodówki z pojemnikami 3 gwiazdkowymi jest zbliŝone do pełnego nasycenia. ZamraŜarki posiada 70% gospodarstw Norwegii i Szwecji, 69% w Danii, 40% w Australii, 30% w Szwajcarii. W Polsce natomiast lodówki posiada około 80% z tym Ŝe są to lodówki 1 i 2 gwiazdkowe. Największy procent stanowią lodówki rys. 5.5 1 gwiazdkowe. Natomiast zamraŝarki rys 5.6 posiada zaledwie 10% Polaków. Rys 6.4 Lodówka Rys. 6.5 ZamraŜarka 12
6.5 Transport chłodniczy Szczególne znaczenie transportu chłodniczego jest wynikiem cywilizacji. To dzięki róŝnego rodzaju transportom nie jeden człowiek ma w swoim domu zapasy mroŝonej Ŝywności. 6.5.1. Transport samochodowy Ten rodzaj transportu jest praktycznie nie zastąpiony zarówno na krótkich jak i dłuŝszych dystansach jak np. w przewozach międzynarodowych. Ogromne zapotrzebowanie na samochody chłodnie przyniósł znaczny wzrost produkcji i wiele nowych, niemal doskonałych rozwiązań konstrukcyjnych. Postęp zaznacza się zarówno izolowanych obudowach wozów, jak równieŝ w systemach chłodzenia. Obudowa chłodnicza jest obecnie montowana w formie samonośnego pudła z obustronną wykładziną z laminatów wypełnionego PU spienianym wewnątrz ścianki. Daje to konstrukcję bardzo sztywną i trwałą, absolutnie szczelną, odporną na zawilgocenie i wszelki warunki klimatyczne, a jednocześnie tanią i prostą w budowie. Znajdujące się wewnątrz obudowy ładunki są przewoŝone na paletach. PrzewaŜnie są tak układane aby na danym samochodzie mogłoby zmieścić się ich jak najwięcej. Najwięcej transporcie samochodowym moŝemy spodkać się z trzema sposobami chłodzenia: - mechaniczne - ciekłym azotem - za pomocą płyt eutektyczycznych. Najbardziej i najczęściej spotykanym sposobem chłodzenia jest chłodzenie mechaniczne. Całe agregaty są montowane na przedniej ścianie wozu i posiadają własny silnik spalinowy. W części zewnętrznej znajduje się system skraplający, w wewnętrznej, która przez otwór w izolowanej ścianie wchodzi do wnętrza wozu parownik z wentylatorem. Chłodzenie ciekłym azotem. Instalacja z ciekłym azotem jest prosta w konstrukcji i w działaniu. Ze zbiornika ustawionego w przedniej części wozu jest wyprowadzony przewód do kolektora dysz natryskowych zamocowanych pod sufitem pojazdu. Na przewodzie zasilającym jest zamontowany zawór elektromagnetyczny sterowany termostatem, którego czujka jest umieszczona w najcieplejszym punkcie przestrzeni ładunkowej. PoniŜej został pokazany schemat aparatury do wychładzania samochodu ciekłym azotem rys. 5.7. Rys. 6.6 Schemat aparatury do wychładzania wozu ciekłym azotem Chłodzenie za pomocą płyt eutektycznych. Na ścianach oraz suficie wozu są zamocowane płaskie płyty ze stopual wypełnione roztworem o stęŝeniu eutektycznym rys 5.8. Roztwór ten jest zamraŝany za pomocą węŝownic zamontowanych wewnątrz. W czasie eksploatacji wozu roztwór topnieje w określonej, niskiej temperaturze odbierając ciepło od 13
otoczenia. Istnieje standardowych mieszanek eutektycznych temperaturze topnienia od -50 do -3oC, zaleŝnie od przeznaczenia samochodu. Rys. 6.7 6.5.2. Transport morski W nowoczesnym transporcie morskim jest stosowane wyłącznie chłodzenie mechaniczne. Dokonywane są teŝ próby chłodzenia ciekłym azotem. Jednocześnie daje się zauwaŝyć silna tendencja zanikania tradycyjnej konstrukcji statków z izolowanymi komorami chłodniczymi na rzecz kontenerowców odpowiednio przystosowanymi ładowniami. Rys. 6.8 Statek chłodnia 6.5.3. Kontenery Kontenery s a najnowocześniejszą formą transportu chłodniczego mroŝonej Ŝywności. DuŜą zaletą jest fakt, Ŝe kontenery umoŝliwiają szybkie przełoŝenie transportowanej Ŝywności z jednego środka transportu na drugi, oraz składować na wysokości 6 jednostek. Najczęściej uŝywanymi środkami przewozu są: - samochody - kolej - statki kontenerowce 14
Wymiary kontenerów muszą być dostosowane zarówno do maksymalnych wymiarów drogowych jak i do ładowni statków kontenerowców. Poszczególne wymiary ukazuje tabelka zamieszczona poniŝej: Wymagania jakie są stawiane kontenerom to: - dobrze izolowana obudowa, - powinny być lekkie, - wytrzymałe na wstrząsy, - wytrzymałe na warunki transportu, - dobre własności izolacyjne, - paroszczelne, - wodoodporne. W praktyce rozróŝniane są dwie metody chłodzenia kontenerów, a mianowicie: a) zastosowanie całkowitej niezaleŝności i uniwersalności kontenery wyposaŝone są w agregat chłodniczy z własnym silnikiem spalinowym lub elektrycznym, podobnie jak w samochodzie chłodni b) kontenery izotermiczne nie mają własnego agregatu i w czasie transportu drogowego lub kolejowego są chłodzone ciekłym azotem lub suchym lodem. Temperaturę jaką moŝemy w nich uzyskać to temperatura rzędu 30 o C. Rys. 6.9 Kontener chłodniczy 15
Rys. 6.10 Wnętrze kontenera 7. Podsumowanie Zarówno chłodnie, lodówki i zamraŝarki oraz transport stanowią waŝne ogniwo łańcucha chłodniczego mroŝonej Ŝywności. Mają one duŝy wpływ na jakość Ŝywności. Przerwanie łańcucha jest równoznaczne z obniŝeniem jakości lub zepsuciem produktu o ile nie zostanie on w odpowiednim czasie skonsumowany. Do niedawna naukowcy i praktycy skłonni byli przypisywać znaczenie samemu procesowi zamraŝania, uwaŝając go za element determinujący jakość produktu. Obecnie wiadomo, Ŝe nawet najlepiej zamroŝony produkt moŝe szybko stracić swą wartość w wyniku niewielkich nawet zaniedbań w technice składowania. Obecnie na warunki składowania jest połoŝony największy nacisk. 8. Bibliografia ZamraŜanie Ŝywności WNT 1985 J. Postolski i Z. Gruda ZamraŜanie Ŝywności WNT 1999 J. Postolski i Z. Gruda Industrial refrigeration principles, design and applications P. C. Koelet Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna 8/2007 Prawie wszystko o technologi chłodniczej Ŝywności J. Postolski Chłodnictwo nr. 5 / 2003r. transport Ŝywności i jej jakość na tle uwarunkowań technologicznych i logistycznych K. Kozłowicz, S. Wolak, F. Kluza Ogólna technologia Ŝywności E. Pijanowski, M. DłuŜewski, A. DłuŜewska 16