a romlandó élelmiszerek tárolásának és élettartamának maximalizálására irányuló törekvés egyre nagyobb érdeklődést váltott ki az élelmiszerek fagyáspontja és -12 .. C közötti régióban történő tárolása iránt.ez sok nemzetközi jogszabály szempontjából szürke terület, mivel az élelmiszert általában nem tekintik teljesen fagyasztottnak, amíg -12 .. C alá nem kerül, és csak a fagyáspontja felett kell hűtöttnek tekinteni. Az élelmiszerek és folyamatok állapotának leírására használt kifejezések is zavarosak ebben a hőmérsékleti régióban. A ‘szuperhűtött’, ‘mélyhűtött’, ‘ultrahűtött’ vagy ‘részlegesen fagyasztott’ kifejezéseket gyakran használják az ebben a hőmérsékleti régióban tartott élelmiszerekre; a japánok a ‘Hyo-on’kifejezést is használják.
zavaró, hogy az élelmiszeriparban egyesek hasonló kifejezéseket használnak a hűtött élelmiszerekre is, amelyeket egyszerűen 0 6c alatt tartanak, vagy a ‘szuperhűtés’, a ‘mélyhűtés’ vagy a ‘keményhűtés’ kifejezéseket használják a 0 XC alatti hűtési hőmérsékletek használatára (más néven ‘gyors’ vagy ‘ultragyors’ hűtés). Amennyiben a folyamat során fagyasztásra kerül sor, mielőtt az előírt tárolási hőmérsékleten kiegyenlítődne, olyan kifejezések is használhatók, mint a kéregfagyasztás és a részleges fagyasztás. A kéregfagyasztást gyakran használják az élelmiszerek vágásának elősegítésére azáltal, hogy a termék külsejét merevvé teszik, így könnyebben vághatók. Egy kontrolláltabb eljárást, amelynek során a termék egésze egyenletes hőmérsékleten van, ahol a szeleteléshez vagy a feldolgozás egyéb formáihoz jelentős jégtartalom szükséges, temperálásnak nevezünk. Hogy még jobban összezavarjuk a dolgokat, egyes élelmiszerek jelentősen fagypont alatt tarthatók anélkül, hogy fagyás következne be (azaz jégkristályok magképződése); ezt általában ‘túlhűtött’, ‘alulhűtött’ vagy ‘alulhűtött’.
szuperhűtés
a szuperhűtés célja az élelmiszerek tárolása közvetlenül a kezdeti fagyáspont alatt; elég alacsony ahhoz, hogy lényegesen csökkentse a baktériumok aktivitását, de elég magas ahhoz, hogy elkerülje a jégkristály jelentős növekedését, amely szerkezeti károsodást okozhat. Az olyan tipikus élelmiszerek esetében, mint a hal, a hús és a zöldség, ezek a hőmérsékletek -1-7 C között vannak, ahol (összetételtől függően) a termékben lévő víz körülbelül 10-50% – a jég.
a szuperhűtéssel kapcsolatos szakirodalom nagy része a halakra és egyéb tengeri élelmiszerekre vonatkozott1,2,3,4,5, bár az eljárást az USA-ban baromfi esetében általánosan alkalmazták6. Ezt a terméket ritkán nevezik szuperhűtöttnek, mivel az USA-ban legálisan -3,3 C felett tartott baromfihús ‘friss’ néven forgalmazható (az Egyesült Államok baromfitermék-ellenőrzési szabályzata 9CFR381). A pácolt és nyers sertésízületekkel kapcsolatos tanulmányok szerint a szuperhűtés jelentősen meghosszabbítja az ilyen termékek eltarthatóságát, összehasonlítva a hűtéssel,és hasonló minőségű termékeket állít elő,mint a chilled4, 7, 8. Kimutatták azonban, hogy a szuperhűtött nyers marhahús cseppjellemzői hasonlóak a fagyasztott marhahúséhoz, a szuperhűtés pedig csúnya kis fehér foltokat eredményez a vágások felületén9.
a Szuperhűtött tárolásnak számos potenciális előnye van a hagyományos hűtött és fagyasztott tárolással szemben, amelyek közül a legfontosabb az a képesség, hogy az élelmiszertermékek tárolási idejét napokról hetekre meghosszabbítsák anélkül, hogy szenvedniük kellene a jelentős jégkristály-képződés által okozott káros minőségi hatásoktól. Azt is állították, hogy a jégkristályok jelenléte a túlhűtött termékekben elősegítheti az elfogadható hőmérséklet fenntartását az egész hűtési láncban azáltal, hogy egy belső hőtárolónak megfelelőt biztosít3. Ha ez a folyamat egyes termékek esetében szükségtelenné teszi a fagyasztást, akkor jelentős energiamegtakarítást jelenthet azáltal, hogy kiküszöböli a robbanásveszélyes fagyasztók, valamint az alacsony hőmérsékletű tárolás és kijelző szükségességét. Ezenkívül a kiskereskedők vonzóbb módon értékesíthetik a túlhűtött termékeket a fagyasztott egyenértékűekhez képest. Azok a termékek, amelyek jelenleg ömlesztve vannak fagyasztva, és a kiskereskedelmi megjelenítés előtt felolvasztást igényelnek (például sok haltermék), nem igényelnek felolvasztást.
temperálás és kéregfagyasztás
a temperálás az a folyamat, amikor egy élelmiszerterméket olyan hőmérsékletre visznek, ahol a termékben lévő víz jelentős része jég formájában van, de nem minden víz vált jéggé. Ennek a hőmérsékletnek a fagypont alatt kell lennie, és gyakran -2-5 C között van. Ebben az állapotban a termék merev, de nem kemény, így könnyebben vágható. Az edzett terméket vagy a fagypont feletti hőmérsékletről hűthetjük le erre az állapotra, vagy fagyasztva melegíthetjük. A kéregfagyasztást gyakran ugyanarra a célra használják, de lényegében kevésbé ellenőrzött folyamat, ahol csak a felület fagy. Ez egyes termékeknél rendben van, de az egyenletes hőmérsékletre és merevségre történő temperálás egységesebb és szabályozottabb vágást tesz lehetővé,és döntő fontosságú a kiváló minőségű, sértetlen szeletek hozamához egyes termékekben10, 11.
szuperhűtés
szuperhűtés az a jelenség, amikor egy oldat vagy anyag hőmérséklete fagyáspontja alá csökken anélkül, hogy kristályosodás történne, egy energiagát miatt, amelyet a magképződés megkezdése előtt felül kell lépni. Amikor a kristályosodás megkezdődik, a hőmérséklet fagypontra emelkedik. Azt a pontot, ahol a magképződés elindul, nevezhetjük ‘magképző pontnak’ vagy ‘meta stabil határhőmérsékletnek’12.
köztudott, hogy a háztartási fagyasztókban a folyadékok könnyen lehűlhetnek jéggel, váratlanul és hirtelen kialakulva, amikor a palackot vagy a kannát kinyitják vagy megrázzák. Számos példa az otthoni kísérletekre és ezeknek a jelenségeknek a bemutatására megtalálható például a YouTube-on. Számos italgyártó cég fejlesztett ki kereskedelmi termékeket szuperhűtés felhasználásával. A szuperhűtéssel történő jégképződés előnye, hogy ez a jég az ital belsejéből jön létre, így nem hígul. A Bass Brewers kifejlesztett egy szuperhűtéses lager ‘Arc’-t (ezt követően a Coors újraindította ‘Coors Sub Zero’ néven), amelyet -2,5-nél szolgáltak fel kb C jégkristályok fejével, amelyeket a szuperhűtéses lagerben magosítottak, amikor öntötték13. Nemrégiben arról is beszámoltak, hogy a Coca-Cola kifejlesztette a Sprite ‘szuper hideg’ változatát, amelyet ‘Sprite Super hűtött’14 néven forgalmaznak. Ezeket a túlhűtött termékeket nem szabad összetéveszteni azokkal, amelyeket általában túlhűtött italként forgalmaznak. Ezek csupán olyan termékek, amelyeket néhány fokkal hidegebben tartanak, mint a hasonló termékek, általában 0 C alatt, de a termékek fagyáspontja felett.
amellett, hogy fontos a fagylaltok gyártásában, számos új fagyasztási rendszer szuperhűtést is alkalmaz azáltal, hogy a célterméket alacsony intenzitású mágneses mezőknek (például a japán Abi Co Ltd.által kifejlesztett Cells Alive System (CAS)-nak) vagy magas nyomásnak tesz ki15, hogy egyenletes és gyors jégképződést érjen el a termék egészében. Ezekben az esetekben a szuperhűtés lépés a teljes fagyasztás felé.
viszonylag jól ismert a növények szuperhűtési képessége a fagykár elkerülése érdekében16. Kevésbé számoltak be arról, hogy az egész gyümölcsök és zöldségek képesek szuperhűlni. Már az 1920-as években a Diehl17 arról számolt be, hogy az izolált almákat jégképződés nélkül néha akár hét vagy nyolc fokkal a fagypont alá is hűthetik, feltéve, hogy a gyümölcsöt zavartalanul hagyják. Számos más gyümölcsről és zöldségről is beszámoltak, amelyek jelentős szuperhűtésre képesek, beleértve az olyan gyümölcsöket, mint a szőlő, a narancs, a citrom18, az eper19 és a paradicsom12, valamint az olyan zöldségeket, mint a burgonya (Hruschka et al., 1961) és karfiolok20. Az FRPERC21 legújabb tanulmányai jelentős és meglepően stabil szuperhűtést találtak számos zöldségfélében (például fokhagyma, mogyoróhagyma és karfiol), és kimutatták, hogy egyes zöldségek (például fokhagyma és mogyoróhagyma) fagyasztás nélkül hetekig jelentősen fagypont alatti hőmérsékleten tárolhatók.
jövőbeli fejlemények
az élelmiszerek tárolása és feldolgozása -2 és -12 közötti hőmérsékleten a jobb biztonság és minőség, a hosszabb eltarthatóság és az alacsonyabb energiafogyasztás szempontjából sokat kínál. E potenciál maximalizálása érdekében több kutatásra és fejlesztésre van szükség, és szükség van az ebben a hőmérsékleti tartományban feldolgozott termékek meghatározásának jogi meghatározására és ésszerűsítésére.
- Waterman, J. J. & Taylor, D. H. (1967) Superchilling. Torry Kutatási Megjegyzés 32.
- Le Danois, E. (1920) a poisson-I frigorifikáció új fejezete. 506.296 Számú Francia Szabadalom. (Idézi Aune, 2003).
- Aune, E. J. (2003) élelmiszer Szuperchilling, áttekintés. 21. nemzetközi hűtési Kongresszus, IIR / IIF, Washington, USA. ICR0127.
- Haugland, A., Aune, E. J. & Hemmingsen, A. K. T. (2005) Superchilling – friss élelmiszerek innovatív feldolgozása. EuroFreeze 2005: az élelmiszerek egyedi Gyorsfagyasztása, az EU műhelymunkája (Qlk1-CT-2002-30544 projekt), 13-15 január 2005, Szófia, Bulgária, pp1-8.
- Gregersen, F. (2006) még hosszabb eltarthatósági idő. Fiskeriforskning Info, no. 11.
- Jul, M. (1986) hűtés brojlercsirke: áttekintés. A hús hűtéssel történő hűtésének legújabb fejleményei és fejleményei, az IIR Bizottság C2 ülése, Bristol (Egyesült Királyság), pp133-43.
- B 6-5, Zeuthen P (1984), ‘the validity of the TTT-concept on the shelf lives of hűtött, pácolt húskészítmények’, Proceedings of the European Meeting of Meat Research Workers, 30, Section 5:5, 223-224.
- Duun, A. S., Hemmingsen, A. K. T., Haugland, A. & Rustad, T. (2008) minőségi változások a sertéssült szuperhűtött tárolása során. LWT-élelmiszer-tudomány és technológia. Vol. 41, pp2136-2143.
- Small, A., Sikes, A. & Doral, D. (2008) előzetes vizsgálatok a deepchill hőmérsékletek használatáról a marhahús tartós tárolására. Az 54.nemzetközi Hústudományi és technológiai Kongresszus (ICoMST), Fokváros, Dél-Afrika.
- James, S. J. & James, C. (2002) Húshűtés. Woodhead Publishing Limited, ISBN 1 85573 442 7 1-347.
- Lammertz, M. & Brixy, N. (2001) folyamatos folyamat-és gyártási fejlesztések kriogén gázokkal történő hűtés alkalmazásával. Az élelmiszerek gyors hűtése, az IIR Bizottság C2 ülése, Bristol (Egyesült Királyság) Párizs: nemzetközi hűtési Intézet, ISSN 0151-1637 ISBN 2-913149-23-5, pp119-126.
- Cox, D. R. G. & Moore, S. R. (1997) a túlhűtés folyamata, wo 97/18879 szabadalom.
- Derbyshire, D. (2006) szeretne jeget a lagerével? A sör, amely szolgált -2,5 db C. Telegraph. 23 június 2006. (http://www.telegraph.co.uk/news/main.jhtml?xml=/news/2006/06/22/nbeer22.xml&sSheet=/news/2006/06/22/ixuknews.html)
- Reynolds, J. (2007) a koksz a ‘Sprite with ice’ – t ábrázolja új technológia segítségével. Marketing hét. 12 szeptember 2007. (http://www.marketingweek.co.uk/cgi-bin/item.cgi?id=57846)
- Urrutia, G., Arabas, J., Autio, K., Brul, S., Hendrickx, M., Kakolewski, A., Knorr, D., Le Bail, A., Lille, M., Molina-Garc Ca, A. D., Ousegui, A., Sanz, P. D., Shen, T. & van Buggenhout, S. (2007) biztonságos jég: élelmiszerek alacsony hőmérsékletű nyomású feldolgozása: Biztonsági és minőségi szempontok, folyamatparaméterek és fogyasztói elfogadás. Élelmiszermérnöki folyóirat. Vol. 83: 2, pp293-315.
- Pearce, R. S. (2001) Plant fagyasztás és kár. Botanikai évkönyvek. Vol. 87, pp417-424
- Diehl, H. C. (1924) az alma fagyasztási sérülése. Agrárkutatási folyóirat. Vol. 29, pp0099-0127.
- Lucas, J. W. (1954) alhűtés és jégmagképződés citromokban. Növényi Fiziológia. Vol. 29, pp245-251.
- Martins, R. C. & Lopes, V. V. (2007) fagyasztott eper szuperhooling modellezése: Kísérleti elemzés, celluláris automatizálás és inverz problémamódszer. Élelmiszermérnöki folyóirat. Vol. 80, pp126-141.
- Fuller, M. P. & Wisniewski, M. (1998) az infravörös hőkép használata a jégmagképződés és a növények fagyasztásának tanulmányozásában. Termálbiológiai folyóirat. Vol. 23:2, pp81-89.
- James, C., Seignemartin, V. & James, S. J. (2009) a fokhagyma fagyasztása és túlhűtése (Allium sativum L.). Nemzetközi hűtőközeg. Vol. 32: 2, pp253-260. IIR (2006) ajánlások a fagyasztott élelmiszerek feldolgozására és kezelésére. LIR, Párizs.
R22 kivezetés
Judith Evans, Élelmiszer-hűtési és Folyamatmérnöki Kutatóközpont FRPERC
január 1-jétől 2010-ben az EK (ODS) 2037/2000 rendelete előírja, hogy nem lehet Szűz HCFC-t szállítani vagy használni a meglévő berendezések szervizelésére. Január 1-jétől 2015-ig ugyanez a rendelet kimondja, hogy nem lehet újrahasznosított vagy visszanyert HCFC-t szállítani vagy használni a meglévő berendezések kiszolgálására.
az R22 HCFC, amelyre ezek az előírások vonatkoznak. Az R22 továbbra is gyakori hűtőközeg az élelmiszer-hűtési láncban. A Carbon Trust (Strategic Review of Refrigeration Use in Food and Drink Sector) számára 2005-ben végzett felmérés megállapította, hogy az élelmiszer-feldolgozó üzemek 70% – A rendelkezik R22-t tartalmazó hűtőberendezéssel. Érdekes módon, csak 25 a helyszínen R22-vel rendelkezők százaléka állította, hogy a következő években új üzemet tervez vásárolni. Ez azt jelzi, hogy számos élelmiszergyártó ma is rendelkezik R22-t tartalmazó növényekkel.
úgy tűnik, hogy kevés vállalatnak van egyértelmű stratégiája az R22 cseréjére. Ahogy közelednek az R22 fokozatos kivonásának időpontjai, az erőforrások (vállalkozók, berendezések és hűtőközeg) rendelkezésre állása egyre szűkösebbé és drágábbá válik. Az élelmiszergyártóknak számos lehetőségük van annak biztosítására, hogy a hűtőberendezések továbbra is használatban maradjanak az R22 fokozatos kivonása után.
az ODS rendeletek nem tiltják meg az üzemek R22 használatával történő üzemeltetését, de tiltják a Szűz és újrahasznosított hűtőközeg használatát. Ha az üzem szivárgásmentes, akkor lehetséges, hogy továbbra is működik az R22, amíg a felhasználó szeretné. A felhasználó azonban sebezhetővé válik, ha a növény szivárog, megsérül, vagy invazív javító munkát igényel. Azok a felhasználók, akik számos, az R22-en működő üzemet birtokolnak, a legjobban egy szakaszos fokozatos kivonási stratégiát alkalmaznak. Kezdetben meg kell vizsgálni az üzemnyilvántartásokat, hogy meghatározzuk azokat az üzemeket, amelyek történelmileg a legnagyobb szivárgási és karbantartási problémákkal küzdenek. Ezek a növények ezután vagy kicserélhetők újakra, vagy (miután szivárgásmentessé váltak) esetleg utólag felszerelhetők az R22 cseréjének csökkenésével. Feltételezve, hogy tiszta, a már megszűnt üzem R22-je felhasználható más R22-üzemekben 2015-ig. Ha az R22-t tartalmazó növényeket fokozatosan cserélik, akkor a felhasználók ütemezhetik és megtervezhetik az R22 fokozatos kivonását.
az R22 tervezett módon történő kivezetése lehetőséget nyújt a felhasználók számára az üzemek fejlesztésére és optimalizálására. Idővel sok hűtőrendszert megváltoztattak, és lehet, hogy már nem teljesen alkalmasak a feladatukra. Ezért vannak lehetőségek a jobban optimalizált, energiahatékony erőművek beépítésére. A hűtőberendezések hatékonyságának javítására jelenleg és a jövőben rendelkezésre álló lehetőségekről a Defra által finanszírozott projekten keresztül lehet információt kapni: www.frperc.bris.ac.uk/defraenergy/index.html