Rýchle zmrazenie potravinárskych výrobkov - vestník špecialistov na mäsový a mliečny priemysel
Použitie tekutého dusíka na rýchle zmrazenie potravín je jednou z najbežnejších aplikácií plynu v potravinárskom priemysle.
Zmrazenie v potravinárskom priemysle je proces konzervácie, ktorý sa využíva nielen z technických dôvodov týkajúcich sa distribúcie potravín, ale aj z dôvodu praktických potrieb modernej spoločnosti, ktorá má málo času na prípravu jedla, ktoré je čoraz viac náchylné konzumovať mimo domova ( jedálne, reštaurácie, bary atď.).
Tieto požiadavky viedli potravinárske spoločnosti k zlepšeniu techník mrazenia s cieľom zachovať kvalitu produktu, organolepticky aj nutrične. Z toho vyplýva dôležitosť nových technológií, ktoré umožňujú rýchle zníženie teploty na hodnotu nižšiu ako -18 ° C vo vnútri produktu, aby sa inhibovala aktivita mikroorganizmov.
V skutočnosti, ak teplota klesá pomaly, dochádza k progresívnej tvorbe ľadových kryštálov (v malom množstve a veľkých veľkostiach), ktoré môžu zničiť bunkovú štruktúru produktu a nenávratne zničiť tkanivá. Ak sa naopak týchto teplôt dosiahne rýchlo, je možné vyhnúť sa kryštalizácii vytvorením amorfnej fázy, ktorá zvýhodňuje stabilitu výrobkov počas nasledujúcej doby skladovania.
Najrýchlejším spôsobom ochladenia potravín je použitie tekutého dusíka, ktorý prichádza do priameho kontaktu s potravinami, ktoré sa majú zmraziť. Dusík, hlavná zložka atmosféry, je bez zápachu, bezfarebný, bez chuti a inertný a nemá žiadne škodlivé účinky na potraviny. Pri atmosférickom tlaku sa kvapalný dusík nachádza pri teplote -196 ° C, jeho hlavnou vlastnosťou je schopnosť absorbovať veľké množstvo energie aj pri nižších teplotách, čo umožňuje vysoké výnosy z chladenia a koeficienty prenosu energie oveľa vyššie ako v prípade mechanických systémov.
Zavedenie kryogénnych zariadení na zmrazovanie vo výrobných linkách na potraviny prinieslo
nespochybniteľné kvalitatívne a ekonomické výhody a otvoril nové možnosti; napríklad umožňoval vytváranie krusty alebo tuhé povrchové tvrdenie výrobkov a uľahčoval realizáciu automatizovaných operácií balenia.
Zmrazenie kvapalným dusíkom umožňuje:
• zníženie strát dehydratáciou pod 0,5% hmotnosti produktu;
• zabránenie zničeniu bunkovej a povrchovej štruktúry potravy;
• zachovanie nezmeneného povrchového aspektu;
• vykonávanie zmrazovacích a skladovacích operácií bez prítomnosti kyslíka;
• výrazné zníženie investičných nákladov výrobných zariadení.
Výhody zmrazovania kvapalným dusíkom
Flexibilita. Kryogénne mrazničky sú mimoriadne flexibilné a sú schopné pracovať s vysokou účinnosťou v rozsahu od 50% do 120% kapacity projektu. Výhodou zariadení na zmrazovanie kvapalného dusíka alebo tuhého oxidu uhličitého je možnosť pracovať v celom rozmedzí kryogénnych teplôt. To umožňuje veľmi vysoké rýchlosti zmrazovania. Dosiahnutie pracovnej teploty vo fáze nábehu navyše trvá len pár minút.
Znížené investície a náklady. Inštalácia mrazničky na kvapalný dusík si vyžaduje nízku kapitálovú investíciu a v každom prípade neporovnateľnú s investíciou potrebnou pre tradičnú mrazničku s rovnakou výrobnou kapacitou. Aj údržba a čistenie kryogénnej mrazničky vyžaduje nízke náklady a nevyžaduje si odborný personál.
Typy kryogénnych mrazničiek
Kryogénna skrinka: je to zariadenie určené na prerušovanú prevádzku a je určené pre používateľov, ktorých výrobné potreby neoprávňujú na inštaláciu zariadenia s nepretržitou prevádzkou. Produkt musí byť umiestnený v táckach umiestnených na vozíku z nehrdzavejúcej ocele. Automatizovaný systém reguluje prívod dusíka v závislosti od teploty a trvania požadovaných cyklov.
Lineárny tunel: pozostáva z izolovanej komory, do ktorej je výrobok vložený pomocou slučkového dopravného pásu vyrobeného z nehrdzavejúcej ocele. V predchladzovacej zóne je produkt pokrytý protiprúdom studeným prúdom plynného dusíka; v postupnej zóne dochádza k prvému povrchovému zmrazeniu, pri ktorom dôjde k čiastočnému kontaktu medzi produktom a kvapalným dusíkom, ktorý odparením preberie teplo produktu a spôsobí jeho rýchle zmrazenie. V poslednej oblasti sa teplota produktu homogenizuje a v strede sa privedie na požadovanú hodnotu. Tunel je vybavený automatizovaným systémom, ktorý reguluje prívod kryogénnej tekutiny tak, aby sa vo vnútri udržiavala regulovaná teplota. Ďalej je k dispozícii systém riadenia rýchlosti dopravného pásu a rad homogenizačných ventilátorov a vysávačov na odsávanie odpadových plynov.
Špirálová mraznička: je to kompaktné zariadenie, ktoré umožňuje získanie veľmi vysokých výrobných kapacít zaberajúcich extrémne malý priestor. Skladá sa z izolovanej komory, do ktorej sa produkt dopravuje pomocou dopravného pásu, do slučky vyrobenej z nehrdzavejúcej ocele, ktorá sa pohybuje v špirále. Kvapalný dusík sa zavádza do hornej časti, kde odparovaním vytvorí zónu rýchleho zmrazenia. Pomocou ventilačného systému sú studené plyny smerované do spodnej časti, kde predchladzujú prichádzajúci produkt. Špirálová mraznička je vybavená automatizovaným systémom na reguláciu teploty a rýchlosti dopravného pásu.
Ponorný tunel: je to ideálny systém, ak je obmedzený dostupný priestor, keď je potrebné veľmi rýchle zmrazenie alebo ak je potrebné získať povrchovú kôru. Produkt sa zavádza do tunela pomocou dopravného pásu z nehrdzavejúcej ocele a prechádza kúpeľom s kvapalným dusíkom. Týmto spôsobom sa povrchová kôra vytvorí okamžite, zatiaľ čo zmrazenie vo vnútri vyžaduje veľmi krátke trvanie.