strävan att maximera lagrings-och visningslivslängden för lättfördärvliga livsmedel har lett till ett ökat intresse för att hålla livsmedel i området mellan fryspunkten och -12 kg C. Detta är en gråzon när det gäller mycket internationell lagstiftning, eftersom livsmedel vanligtvis inte anses vara helt frysta förrän de ligger under -12 kg C och endast anses vara kylda över fryspunkten. Det finns också en förvirring av termer som används för att beskriva tillstånden för livsmedel och processer i denna temperaturregion. Termerna ’superkyld’, ’djupkyld’, ’ultrakyld’ eller ’delvis fryst’används ofta för livsmedel som hålls i denna temperaturregion; japanerna använder också termen ’Hyo-on’.
förvirrande, vissa inom livsmedelsindustrin använder också liknande termer för kylda livsmedel som helt enkelt hålls under 0 C, eller använder termerna ’superkylning’, ’djupkylning’ eller ’hårdkylning’ för processen att använda kyltemperaturer under 0 C (även vanligen kallad ’snabb’ eller ’ultrasnabb’ kylning). Om frysning sker under processen före utjämning vid önskad Lagringstemperatur, får även termer som ’jordskorpfrysning’ och ’partiell frysning’ användas. Jordskorpfrysning används ofta för att underlätta skärning av livsmedel genom att göra utsidan av produkten styv och därmed lättare att skära. En mer kontrollerad process, där hela produkten har en enhetlig temperatur där den har en betydande ishalt för skivning eller andra former av bearbetning, kallas anlöpning. För att ytterligare förvirra saker kan vissa livsmedel hållas betydligt under fryspunkten utan att frysa (dvs. kärnbildning av iskristaller); detta kallas vanligtvis ’superkyld’, ’underkyld’ eller ’underkyld’.
superkylning
vanligtvis är syftet med superkylning att lagra livsmedelsprodukter vid temperaturer strax under deras ursprungliga fryspunkt; tillräckligt låg för att väsentligt minska bakteriell aktivitet men tillräckligt hög för att undvika betydande nivåer av iskristalltillväxt som kan orsaka strukturella skador. För typiska livsmedel som fisk, kött och grönsaker ligger dessa temperaturer i intervallet -1 C till -7 C, vid vilken (beroende på sammansättning) ungefär 10-50 procent av vattnet i produkten är is.
majoriteten av litteraturen om superkylning har handlat om fisk och annat skaldjur1,2,3,4,5 även om processen ofta har använts i USA för fjäderfä6. Denna produkt kallas sällan superkyld, eftersom lagligt i USA kan fjäderfäkött som hålls över -3.3 C. C. marknadsföras som’ färskt ’ (us Poultry products inspection regulations 9CFR381). Studier på härdade och råa fläskfogar har rapporterat superkylning för att avsevärt förlänga hållbarheten hos sådana produkter, i jämförelse med kylning, och producera produkt av samma kvalitet som chilled4,7,8. Superkyld rått nötkött har dock visat sig ha liknande droppegenskaper som fryst nötkött och superkylning för att producera fula små vita fläckar på ytan av skären9.
superkyld Lagring har ett antal potentiella fördelar jämfört med konventionell kyld och fryst Lagring, varav chefen är förmågan att förlänga lagringstiden för livsmedelsprodukter från dagar till veckor utan att behöva drabbas av de skadliga kvalitetseffekterna som orsakas av betydande iskristallbildning. Det har också hävdats att närvaron av iskristaller i superkylda produkter skulle kunna bidra till att upprätthålla acceptabla temperaturer i hela kylkedjan genom att tillhandahålla motsvarande en intern termisk Behållare 3. Om processen gör frysning onödig för vissa produkter, kan det möjligen erbjuda betydande energibesparingar genom att undanröja behovet av sprängfrysar och låg temperatur lagring och display. Dessutom skulle superkylda produkter kunna säljas mer attraktivt av återförsäljare jämfört med frysta ekvivalenter. Produkter som för närvarande är frysta i bulk och kräver upptining före detaljhandeln (som många Fiskprodukter) kräver inte upptining.
anlöpning och jordskorpfrysning
anlöpning är processen att ta en livsmedelsprodukt till en temperatur där en betydande mängd vatten i produkten är i form av IS men inte allt vatten har förvandlats till is. Denna temperatur måste vara under fryspunkten och är ofta mellan -2 C till -5 C, temperaturer som ofta används för superkyld Lagring. I detta tillstånd är produkten styv men inte hård och därmed lättare att skära. Den härdade produkten kan antingen kylas till detta tillstånd från en temperatur över fryspunkten eller värmas från en frusen temperatur. Jordskorpfrysning används ofta för samma ändamål, men är i huvudsak en mindre kontrollerad process där endast ytan är frusen. Detta är bra för vissa produkter,men härdning till en jämn temperatur och styvhet i hela möjliggör mer enhetlig och kontrollerad skärning och är avgörande för utbytet av högkvalitativa oskadade skivor i vissa produkter10, 11.
superkylning
superkylning är de fenomen där temperaturen hos en lösning eller ett material reduceras under dess fryspunkt utan kristallisering, på grund av en energibarriär som måste övervinnas innan kärnbildning börjar. När kristalliseringen börjar höjs temperaturen till fryspunkten. Den punkt vid vilken kärnbildning initieras kan kallas ’kärnbildningspunkten ’ eller’meta stabil gränstemperatur’ 12.
det är välkänt att vätskor lätt kan superkylas i inhemska frysar med is oväntat och plötsligt bildas när flaskan eller burken öppnas eller skakas. Många exempel på hemexperiment och demonstrationer av dessa fenomen finns till exempel på YouTube. Ett antal dryckesföretag har utvecklat kommersiella produkter med superkylning. Fördelen med isbildning genom superkylning är att denna Is skapas inifrån drycken, så den späds inte ut. En superkyld lager ’ Arc ’ utvecklades av Bass Brewers (därefter omlanserad av Coors som ’Coors Sub Zero’) som serverades vid -2,5 kcal C med ett huvud av iskristaller som kärnbildades i den superkylda lager som den hälldes13. Det har också nyligen rapporterats att Coca-Cola har utvecklat en ’super cold’ variant av Sprite som kommer att marknadsföras som ’Sprite Super Chilled’ 14. Dessa superkylda produkter bör inte förväxlas med vad som vanligtvis marknadsförs som superkylda drycker. Dessa är bara produkter som hålls några grader kallare än liknande produkter, i allmänhet under 0 msk C men över produktens fryspunkt.
förutom att det är viktigt vid produktion av glass använder ett antal nya fryssystem också superkylning genom att utsätta målprodukten för lågintensiva magnetfält (som i Cells Alive System (CAS) som utvecklats av det japanska företaget ABI Co Ltd) eller högt tryck15, för att uppnå enhetlig och snabb isbildning i hela produkten. I dessa fall är superkylning steg på väg till full frysning.
växternas förmåga att superkyla för att undvika frostskador är relativt känd16. Mindre rapporterade är förmågan hos hela frukter och grönsaker att superkylda. Redan på 1920-talet rapporterade Diehl17 att isolerade äpplen ibland kunde kylas till en punkt så låg som sju eller åtta grader under sin fryspunkt utan isbildning, förutsatt att frukten lämnades ostörd. En mängd andra frukter och grönsaker har också rapporterats kunna ge betydande superkylning, inklusive frukter som druvor, apelsiner, citroner18, jordgubbar19 och tomater12, samt grönsaker som potatis (Hrushka et al., 1961) och blomkål20. Nya studier vid FRPERC21 har funnit signifikant och överraskande stabil superkylning att förekomma i en mängd olika grönsaker (som vitlök, schalottenlök och blomkål) och har visat att vissa grönsaker (som vitlök och schalottenlök) kan lagras vid temperaturer betydligt under fryspunkten i veckor utan frysning.
framtida utveckling
lagring och bearbetning av livsmedel vid temperaturer i regionen mellan -2 C till -12 C har mycket att erbjuda när det gäller förbättrad säkerhet och kvalitet, förlängd hållbarhet och lägre energiförbrukning. Mer forskning och utveckling krävs för att maximera denna potential och det finns ett behov av att lagligt definiera och rationalisera definitionen av produkter som bearbetas inom detta temperaturområde.
- Waterman, J. J. & Taylor, D. H. (1967) Superchilling. Torry Forskningsnot Nr 32.
- Le Danois, E. (1920) nouvelle m frigorifiering av Poisson. Franska Patent Nr 506.296. (Citerad av Aune, 2003).
- Aune, Ej (2003) Superchilling av livsmedel, en översyn. 21: a internationella kongressen för kylning, IIR / IIF, Washington, USA. ICR0127.
- Haugland, A., Aune, Ej & Hemmingsen, A. K. T. (2005) Superchilling – innovativ bearbetning av färska livsmedel. EuroFreeze 2005: individuell Snabbfrysning av livsmedel, Proceedings of EU Workshop (projekt QLK1-CT-2002-30544), 13-15 januari 2005, Sofia, Bulgarien, pp1-8.
- Gregersen, F. (2006) ännu längre hållbarhetstid. Fiskeriforskning Info, nr.11.
- Jul, M. (1986) Chilling broiler chicken: En översikt. De senaste framstegen och utvecklingen inom kylning av kött genom kylning, möte i IIR kommissionen C2, Bristol (UK), pp133-43.
- B (1984), ’giltigheten av TTT-konceptet på hållbarheten för kylda, härdade köttprodukter’, förfaranden vid Europeiska mötet för Köttforskare, 30, avsnitt 5:5, 223-224.
- Duun, A. S., Hemmingsen, A. K. T., Haugland, A. & Rustad, T. (2008) kvalitetsförändringar under superchilled lagring av fläskstek. Lwt-matvetenskap och teknik. Vol. 41, s. 2136-2143.
- Small, A., Sikes, A. & Doral, D. (2008) preliminära undersökningar av användningen av deepchill temperaturer för långvarig lagring av nötkött. Proceedings av den 54: e internationella kongressen för Köttvetenskap och teknik (ICoMST), Kapstaden, Sydafrika.
- James, S. J. & James, C. (2002) Kött Kylning. Woodhead Publishing Limited, ISBN 1 85573 442 7 1-347.
- Lammertz, M. & Brixy, N. (2001) kontinuerliga process-och produktionsförbättringar genom applicering av kylning med kryogena gaser. Snabb kylning av mat, möte i IIR-kommissionen C2, Bristol (Storbritannien) Paris: International Institute of Refrigeration, ISSN 0151-1637 ISBN 2-913149-23-5, pp119-126.
- Cox, D. R. G. & Moore, S. R. (1997) en process för överkylning, Patent WO 97/18879.
- Derbyshire, D. (2006) vill du ha Is med din lager? Ölet som serveras på -2,5 kcal C. Telegraph. 23 juni 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) koks tomter ’sprite med IS’ med hjälp av ny teknik. Marknadsvecka. 12 September 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 6a, A. D., Ousegui, A., Sanz, P. D., Shen, T. & Van Buggenhout, S. (2007) säker is: bearbetning av livsmedel med låg temperatur: Säkerhets-och kvalitetsaspekter, processparametrar och konsumentacceptans. Journal of Food Engineering. Vol. 83:2, s.293-315.
- Pearce, R. S. (2001) växt frysning och skador. Annaler av botanik. Vol. 87, pp417-424
- Diehl, H. C. (1924) Frysskada av äpplen. Journal of Agricultural Research. Vol. 29, s. 0099-0127.
- Lucas, J. W. (1954) underkylning och isbildning i citroner. Växtfysiologi. Vol. 29, s. 245-251.
- Martins, RC & Lopes, VV (2007) modellering superkylning i frysta jordgubbar: Experimentell analys, cellulär automatisering och omvänd problemmetodik. Journal of Food Engineering. Vol. 80, s. 126-141.
- Fuller, M. P. & Wisniewski, M. (1998) användningen av infraröd termisk avbildning i studien av iskärnbildning och frysning av växter. Journal of termisk biologi. Vol. 23: 2, s.81-89.
- James, C., Seignemartin, V. & James, sj (2009) frysning och underkylning av vitlök (Allium sativum L.). International Journal of Refrigeration. Vol. 32: 2, pp253-260. IIR (2006) rekommendationer för bearbetning och hantering av frysta livsmedel. IIR, Paris.
R22 fasa ut
Judith Evans, Food Refrigeration and Process Engineering Research Centre FRPERC
från och med den 1 januari 2010 anger EG (ODS) – förordningen 2037/2000 att ingen virgin HCFC kan levereras eller användas för service av befintlig utrustning. Från och med den 1 januari 2015 anges i samma förordning att ingen återvunnen eller återvunnen HCFC kan levereras eller användas för att serva befintlig utrustning.
R22 är en HCFC och omfattas av dessa föreskrifter. R22 är fortfarande ett vanligt köldmedium i hela köldkedjan. En undersökning som genomfördes 2005 för Carbon Trust (Strategic Review of Refrigeration Use in Food and Drink Sector) fann att 70 procent av livsmedelsförädlingsplatserna hade kylanläggningar som innehöll R22. Intressant nog uppgav bara 25 procent av dem med R22 på plats att de planerade att köpa ny anläggning de närmaste åren. Detta skulle indikera att ett stort antal livsmedelsproducenter fortfarande har växter som innehåller R22 idag.
det verkar som om få företag har en tydlig strategi för R22-ersättning. När R22-utfasningsdatum kommer närmare kommer tillgången på resurser (entreprenörer, utrustning och köldmedium) att bli mer knappa och dyra. Livsmedelstillverkare har flera alternativ för att säkerställa att kylanläggningar förblir i bruk när R22-utfasningen börjar.
ODS-förordningarna förbjuder inte anläggningar att använda R22 utan lagstiftar mot användning av Jungfru och återvunnet köldmedium. Om anläggningen är läckagefri är det möjligt att fortsätta använda R22 så länge användaren önskar. Användaren lämnar sig dock sårbar om anläggningen skulle läcka, skadas eller kräva invasivt avhjälpande arbete. Användare som äger ett antal anläggningar som är verksamma på R22 är bäst att anta en stegvis avvecklingsstrategi. Inledningsvis bör växtregister undersökas för att bestämma de anläggningar som historiskt sett har störst läckage-och underhållsproblem. Dessa växter kan sedan antingen ersättas med nya eller (efter att ha blivit läckagefria) eventuellt eftermonteras med en droppe i ersättning för R22. Förutsatt att den är ren kan R22 från den nu nedlagda anläggningen sedan användas i andra R22-anläggningar fram till 2015. Om växterna som innehåller R22 gradvis byts ut kan användarna schemalägga och planera en gradvis fas av R22.
utfasningen av R22 om den genomförs på ett planerat sätt är en möjlighet för användare att förbättra och optimera anläggningar. Med tiden kan många kylsystem ha ändrats och kanske inte längre är helt lämpliga för sin uppgift. Det finns därför möjligheter att passa bättre optimerade, energieffektiva anläggningar. Information om tillgängliga alternativ nu och i framtiden för att förbättra effektiviteten i kylanläggningar finns via ett Defra-finansierat projekt på: www.frperc.bris.ac.uk/defraenergy/index.html