Przygotowanie produktów zamrożonych do spożycia

Przygotowanie produktów zamrożonych do spożycia

POLITECHNIKA GDAŃSKA
Wydział Mechaniczny
Katedra Techniki Cieplnej
Seminarium z Chłodnictwa
Przygotowanie produktów zamrożonych do spożycia
Krystian Piotrowski SiUChiK
Spis treści
1. Wstęp <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<.<< 3
2. Teoretyczny zarys podstaw procesu rozmrażania <<<<<<..<<.. 3
2.1 Szybkość procesu rozmnażania funkcją wielu zmiennych<<<<<<5
3. Jakościowe zmiany towarzyszące procesowi zamrażania
i odmrażania <<<<<<<<<<<<<<<<<<.<<<<<<< 6
4. Rozmrażanie w domu <<<<<<<<<<<<<<<<..<<<<<.8
5. Metody przemysłowe i prace badawcze <<<..<<<<<<<<<<. 9
6. Wnioski <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 15
Literatura <<<<<<<<<< <<<<<..<<<<<<...<<<<..16
2
1. Wstęp
Nawet przemysłowa produkcja żywności ciągle charakteryzuje się sezonowością zbiorów. Pozyskane produkty roślinne jak owoce i warzywa przechowuje
się by spożywać je między okresami zbiorów jak i przetwarzać w okresach późniejszych. Mrożenie żywności w okresie maksymalnej podaży ma na celu zachowanie
jej wysokiej jakości, porównywalnej z jakością, produktu świeżego i wysokiej atrakcyjności handlowej. Efekty natychmiastowego zamrożenia mięsa, owoców
i warzyw są często zaprzepaszczane przez nieodpowiednie metody rozmrażania.
Rozmrażanie jest wciąż mało docenianym procesem, niejednokrotnie przeprowadzanym w sposób niekontrolowany, co powoduje widoczne obniżenie jakości
produktu. Brak jest też na ogół wskazań ze strony producenta odnośnie
prawidłowego rozmrażania i zastosowania surowców mrożonych. Przykładami
przemysłowego stosowania tego procesu w skali masowej jest rozmrażanie pulp
owocowych wykorzystywanych później do produkcji dżemów, czy też rozmrażanie
ryb w przetwórni umieszczonej na lądzie po wcześniejszym ich transporcie w stanie
zamrożonym przez statki połowowe.
2. Teoretyczny zarys podstaw procesu rozmrażania
Proces zmiany stanu stałego w ciekły zawartej w zamrożonych produktach
wody, poprzez stopniowe podwyższanie temperatury wewnętrznej produktów
i przywrócenie im ich własności naturalnych nazywamy rozmrażaniem. Proces ten
odbywa się przez doprowadzenie ciepła z zewnątrz. W wyniku przemiany fazowej
i topnienia kryształów lodu następuje zmiana właściwości fizycznych produktów
warunkująca m.in. ich przydatność technologiczną i konsumpcyjną.
Celem rozmrażania jest więc doprowadzenie zamrożonych produktów do stanu
maksymalnie zbliżonego do wyjściowych cech świeżych produktów , osiąganego
poprzez:
• Eliminowanie lub ograniczenie wycieku soku i strat ważnych w żywieniu
składników rozpuszczalnych;
• Ograniczenie zmian fizycznych, biochemicznych i mikrobiologicznych w toku
procesu.
3
Rys. 1. Teoretyczny przebieg krzywych zamrażania i rozmrażania tego samego
produktu i przy tych samych różnicach temperatur.
(Ts - temperatura powierzchni produktu, Tc – temperatura centrum rozmrażanego produktu,
Tfr- temperatura medium w procesie rozmrażania, Tfz - temperatura medium w procesie
zamrażania, τr - czas procesu rozmrażania, τz - czas procesu zamrażania, Tcr - temperatura
krioskopowa)[1]
Proces rozmrażania jest odwrotnością zamrażania, przy czym w ich przebiegu
występują podobieństwa jak i różnice. Zgodnie z rysunkiem Rys. 1, przebieg
krzywej rozmrażania jest w zasadzie odwróceniem krzywej zamrażania, ze
znacznym, prawie dwukrotnym wydłużeniem czasu przy porównywalnych
warunkach realizacji. Wynika to z faktu, iż podczas zamrażania ciepło jest odprowadzane z wnętrza produktów przez zamrożoną warstwę powierzchniową o prawie
trzykrotnie większym współczynniku przewodzenia, podczas gdy przy rozmrażaniu ciepło jest doprowadzane przez warstwę rozmrożoną o mniejszej wartości
współczynnika przewodzenia ciepła. Doprowadzane z otoczenia ciepło powoduje
rozmrażanie powierzchni produktów i tworzenie się swoistej warstwy izolacyjnej
utrudniającej jego dostęp do jeszcze zamrożonego środka. Następstwem tego jest
nierównomierny wzrost temperatury w różnych częściach produktu i występowanie
dużej wartości gradientu temperatury oraz rosnące w miarę postępu procesu
4
zapotrzebowanie energię niezbędnej do dalszego podwyższania temperatury o 1 K
warstwy wewnętrznej. Przy zbliżaniu się do Tcr wzrasta ona kilkakrotnie w
porównaniu do wcześniejszej fazy procesu. Na przykład wzrost temperatury z -3,3˚C
do -2.2˚C wymaga prawie dwukrotnie, a od -2,2˚C do - 1,1˚C nawet pięciokrotnie
więcej energii, jak ogrzanie w zakresie od -4,4˚C do -3,3˚C i poniżej tego zakresu.
Powyżej -1˚C zapotrzebowanie energii ponownie silnie maleje, co powoduje oczywiście istotne różnice szybkości ogrzewania rozmrażanych produktów w różnych
zakresach temperatury. Efektem tego są:
• zjawisko ciągłego wzrostu oporu powierzchniowego rozmrażania;
• zagrożenie przegrzaniem zewnętrznych warstw produktów;
• wydłużenie końcowej fazy procesu rozmrażania.
Powyższy wykres ilustruje, iż temperatura w głębi produktu początkowo wzrasta
dość równomiernie. Po osiągnięciu punktu topnienia na powierzchni stopniowo
wzrasta wg krzywej Ts, podczas gdy temperatura w centrum produktu Tc utrzymuje
się na praktycznie stałym poziomie, aby w końcowej fazie topnienia szybko
wzrosnąć. Koniec procesu określa w zasadzie temperatura krioskopowa Tcr w termicznym środku produktu, często jednak rozmrażanie jest prowadzone do
wyższej temperatury końcowej lub połączone jest z równoczesną obróbką kulinarną.
Zgodnie z powyższym opisem możemy wyróżnić 3 fazy procesu rozmrażania:
• Podgrzewanie od temperatury zamrożenia do temperatury krioskopowej;
• Właściwe rozmrażanie – topnienie podstawowej masy wymrożonej wody;
• Dodatkowe podgrzewanie zamrożonego produktu do założonej temperatury
końcowej.
2.1. Szybkość procesu rozmnażania funkcją wielu zmiennych.
Wyznaczenie szybkości procesu wiąże się z dokładnym określeniem czasu
rozmrażania w zależności od warunków i kształtów geometrycznych produktu.
Pozwala to na projektowanie i kontrolę technologii rozmrażania. Rozmrażanie
produktów o kształcie płyty, walca i kuli może być opisane przy użyciu
podstawowych równań przekazywania ciepła *Heldman i Singh 1981].
Najdokładniejsze rezultaty otrzymuje się, stosując metody numeryczne. Metody
skończonych różnic i skończonego elementu zostały przetestowane na szeregu
danych eksperymentalnych i ich wyniki nie odbiegają o więcej niż ±10% od danych
eksperymentalnych [Hossain i in. 1992]. Powszechne stosowanie metod
numerycznych jest ograniczone przez wymagania sprzętowe oraz długi czas
obliczeń. Stąd dla celów praktyki produkcyjnej wykorzystuje się metody
uproszczone, które dają możliwość szybkiej predykcji.
Przebieg procesu rozmrażania określa fizyczny czynnik pośredni otaczający
rozmrażaną masę produktu.
Najczęściej jest to powietrze, ale również;
- kąpiel wodna, bezpośrednia lub pośrednia oddziałująca przez ściankę folii
opakowania,
5
- para wodna,
- roztopiony tłuszcz,
- rozgrzana powierzchnia (blacha do pieczenia).
Przy rozmrażaniu technikami ogrzewania powierzchniowego czas procesu maleje
wraz ze wzrostem:
- różnicy temperatury pomiędzy powierzchnią produktu i otoczeniem,
- natężenia ruchu otaczającego medium w stosunku do produktu,
- wilgotności względnej powietrza.
Podstawowe cechy produktów wpływające na czas rozmrażania, to:
- właściwości cieplne (zwłaszcza mała przewodność ciepła przez rozmrażanie tkanki
i znaczący wpływ utajonego ciepła topnienia lodu na ich pojemność cieplną);
- fizyczne wymiary produktów oraz rodzaj opakowania.
Znaczące miejsce w technice rozmrażania odgrywa metoda ogrzewania w całym
przekroju zamrożonego produktu, przeprowadzana w piecykach mikrofalowych.
Płynna woda, z powodu bardzo silnego tłumienia drgań nie posiada wyraźnego
maksimum rezonansowego, lecz pochłania silnie fale elektromagnetyczne w dość
szerokim zakresie częstotliwości mikrofalowyh. Częstotliwość mikrofal kuchenki
musi mieścić się w tym zakresie i jest wynikiem kompromisu pomiędzy dostępnymi
częstotliwościami w paśmie ISM (Industrial, Scientific, and Medical band) a
głębokością wnikania fal (która jest odwrotnie proporcjonalna do stopnia ich
pochłaniania). Przy częstotliwości 2,45 GHz cząstki wody drgają na tyle szybko, by
zapewnić dobre pochłanianie a tym samym i szybkie ogrzewanie potrawy, lecz
mikrofale wnikają w głąb tylko na około 2,5 cm (w zależności od zawartości wody w
ogrzewanym produkcie). Przy niższych częstotliwościach fale wnikałyby głębiej, lecz
przenikałyby przez cienkie struktury – tym samym ogrzanie potrawy mogłoby trwać
dłużej.
3. Jakościowe zmiany towarzyszące procesowi zamrażania i odmrażania.
W trakcie wymrażania tkanki zwierzęcej gdy przekroczona zostanie temperatura
krioskopowa, zaczyna przesuwać się w głąb produktu tzw. front lodowy. Jest to
zjawisko
wysoce niekorzystne dla tkanek organicznych. Nie da się go niestety uniknąć. W
trakcie przesuwania się frontu lodowego, woda zawarta w komórkach i przestrzeni
między nimi przechodzi przemianę fazową. Ponieważ pozostałe substancje ciekłe
mają
punkty eutektyczne na innych poziomach temperatury, ulegają
one
zgęszczeniu. Zgęszczenie substancji organicznych pogarsza ich jakość. Prowadzi do
obumierania mikroflory produktów.
Powoduje wystąpienie procesów osmotycznych (w wyniku których rozpadają
się błony komórkowe). Dodatkowo, zachodzi w trakcie wymrażania wody wymiana
jonów między fazą płynną a strukturami komórkowymi. Posuwający się w głąb
6
produktu front lodowy wywiera ciśnienie na tkanki. W efekcie wzrostu ciśnienia
dochodzi do wydalenia poza objętość mrożonki nie zestalonej zgęstniałej fazy
płynnej .Są to procesy nieodwracalne. Powodują znaczne pogorszenie właściwości
organoleptycznych rozmrożonych produktów. Ponadto gdy mrożenie przebiega
wolno, powierzchnia frontu lodowego przybiera formę kryształowych igiełek, które
uszkadzają mechaniczne komórki.
Znaczący wpływ na jakość produktu po zamrożeniu i odmrożeniu mają zmiany
chemiczne i biochemiczne.
Mają one ten sam charakter w fazie propagacji i zanikania . Innymi słowy w
reakcjach tych wspólne są kierunki reakcji, produkty i substraty. Jedyną odróżniającą
cechę stanowi sposób inicjacji (inny jest mechanizm rozpoczynający reakcję).
Przemianę biochemiczną inicjują enzymy, natomiast przemiany chemiczne są
wynikiem oddziaływania parametrów otoczenia (temperatura, ciśnienie, kwasowość
środowiska, itp.)
Podsumowując zmiany jakościowe możemy pogrupować jako:
1) Zmiany fizyczne, strukturalne, rekrystalizacja, ubytki masy produktu, zmiany
koloru – oparzelina lodowa.
2) Zmiany chemiczne i biochemiczne: przemiany białek, tłuszczów i lipidów,
węglowodanów, zmiany składu roztworów, procesy enzymatyczne, rozpad
witamin,
3) Zmiany mikrobiologiczne: rozpad enzymów, rozwój mikroorganizmów i zmiana
rodzajów szczepów bakterii.
Na jakość produktu po rozmrożeniu bezpośredni wpływ oprócz oczywiście długości
przechowywania i jego parametrów, przygotowania przed zamrożeniem ma właśnie
proces rozmrażania a ściślej wartość temperatury w funkcji czasu upływającego w
tym procesie. Aczkolwiek proces rozmrażania nie jest w stanie zapewnić pełnej
odwracalności fizycznej produktu do stanu przed zamrożeniem, ponieważ zawsze
następuje wyciekanie soków i związane z tym zmiany konsystencji i barwy. W wielu
produktach podczas zamrażania woda przemieszcza się z komórek do przestrzeni
międzykomórkowych. Podczas rozmrażania należy stworzyć warunki dla jak
najpełniejszej odwracalności zjawiska inaczej poprzez wyciekanie soku nastąpi
utrata wartości odżywczych , smakowych i estetycznych.
Zmiany towarzyszące rozmrażaniu oznacza się najczęściej ilościowo z pomocą takich
parametrów jak: ubytek masy próbki, ilość wycieku rozmrażalniczego, ocena
sensoryczna oraz zawartość witaminy C.
Jako czas rozmrażania przyjmuje się czas od rozpoczęcia procesu rozmrażania do
momentu uzyskania w centrum geometrycznym próbki 0ºC.
M  MR
 100%
Względny ubytek masy UM określano jako: U M  Z
MZ
W
 100%
ilość względnego wycieku rozmrażalniczego WR jako WR 
MZ
7
gdzie:
MZ – masa próbki zamrożonej,
MR – masa próbki po rozmrożeniu,
W – masa wycieku rozmrażalniczego
Powolne zamrażanie do temperatury -8˚C do -12˚C sprzyja powstawaniu dużych
kryształów lodu w produkcie i uszkodzeniom tkanek co w czasie rozmrażania może
skutkować utratą soków tkanki mięsnej o masie do 12% początkowej masy
produktu. Przy długotrwałym przechowywaniu ubytek może wzrosnąć do 16%.
Zapobieganie wyciekaniu soków z produktów mrożonych:
• Żywność zamrażana szybko – szybkie rozmrażanie żywności zapewni większą
wartość odżywczą;
• Żywność zamrażana wolno – wolne rozmrażanie umożliwi wchłonięcie przez stałe
części tkanek wody zamienionych w lód w skutek zamrożenia. (półtusze wieprzowe)
4. Rozmrażanie w domu
Prawdą znaną już dzieciom jest to, że mięsa nie można rozmrażać i zamrażać
ponownie. Ale już niewiele ludzi wie, że samo rozmrażanie powinno także
przebiegać z zachowaniem kilku ważnych zasad. Przede wszystkim, jeśli chcemy, by
mięso jak najdłużej zachowało swe walory, powinniśmy je rozmrażać powoli, bez
dostępu światła w temperaturze 4-7°C, a więc po prostu przełożyć z części mrożącej
lodówki do części chłodzącej.
W czasie rozmrażania obecne na powierzchni mięsa drobnoustroje aktywizują się.
Należy, więc uważać, by rozmrażany produkt nie miał kontaktu z żywnością, którą
możemy spożywać bezpośrednio (np. warzywa, gotowe potrawy). Wadą tej metody
jest większa utrata masy produktu (nawet do 10%) i długość całego procesu. Np.
rozmrożenie 2,5 kg mięsa wymaga minimum 24 h, a porcje ok. 0,5 kg mięsa
mielonego wymagają ok. 12 h.
Do rozmrażania z wykorzystaniem płynów w domowych warunkach wykorzystuje
się wodę.
By ustrzec się wypłukania z produktu części soków, najlepiej owinąć mięso folią, by
nie miało bezpośrednio kontaktu z wodą. Po około 30 minutach zmieniamy wodę.
Małe porcje ok. 0,5 kg rozmrażają się już po 1 godzinie, a 2,5 kg porcje po ok. 3-4
godzinach.
Obie metody są bezpieczne, choć eksperci częściej zalecają rozmrażanie „w
lodówce”, bez dostępu światła. Mięso lepiej zachowuje wtedy swoje walory i może
być przechowywane w chłodziarce przez 1-2 dni (w przypadku rozmrażania w
wodzie, mięso trzeba jak najszybciej poddać obróbce termicznej).
Jednak niezależnie od metody, rozmrożone mięso będzie się psuło szybciej, niż
świeży produkt. Jeżeli chcemy, by struktura mięsa pozostała niezmieniona i
przypominała świeży towar, powinniśmy rozmrażać je powoli, bez dostępu światła
w temperaturze 4-7°C.
8
Niecierpliwym pozostaje kuchenka mikrofalowa. Rozmrażanie tą metodą trwa
kilkanaście minut, ale pamiętajmy, że mięso od samego początku jest tu poddawane
obróbce termicznej. Dlatego, by zminimalizować ryzyko rozwoju bakterii, należy jak
najszybciej poddać produkt dalszej obróbce termicznej. [3]
Mrożone warzywa i owoce w większości przypadków wymagają po wyjęciu z
zamrażarki niedługiego okresu na podwyższenie temperatury z obszaru -18°C do
około -4 do -5 °C i są poddawane gotowaniu. Tak powstają zupy i kompoty z
mrożonych półproduktów. Każdy producent takiego wyrobu podaje na opakowaniu
dokładną recepturę i sposób postępowania.
Obecnie duża grupa gotowej żywności jest dostępna w handlu w formie gotowych
dań. Takie gotowe dania trafiają bezpośrednio z opakowaniem do kuchenki
mikrofalowej bądź garnka z wodą. Po zagotowaniu wody lub upływie zadanego
czasu w mikrofali są rozmrożone, podgrzane i gotowe do spożycia.
5. Metody przemysłowe i prace badawcze.
Rys. 2. Urządzenie wykorzystujące zjawisko impingement: A – produkt, B – taśma,
C – dysze, D – komora sprężonego powietrza [4]
Niedawne teorie tłumaczące zmiany związane z procesem zamrażania i rozmrażania
produktów mięsnych, rybnych i drobiowych związane ze stopniem zniszczenia
struktury komórkowej przez rozrastające się kryształy lodu zostały uzupełnione
przez teorie denaturacji białek i naruszenia struktury żelu białkowego w procesie
zamrażania. Stopień zniszczenia żelu zależy od wielu czynników, wśród których za
najważniejsze uważa się szybkość procesu zamrażania *Pałacha i Remiszewska 1993,
Zalewski 1993].
Z tego względu wciąż prowadzone są prace nad sposobami umożliwiającymi
zwiększenie szybkości zamrażania i rozmrażania. W ostatniej dekadzie
wprowadzono do produkcji urządzenia wykorzystujące zjawisko impingement
9
(rys. 2, 3), które wiąże się ze znaczną intensyfikacją wymiany ciepła głównie poprzez
wzrost współczynnika wnikania ciepła Dzięki temu następuje istotne skrócenie czasu
obróbki produktu.
Zjawisko impingement może być również stosowane w przypadku fluidyzacji
poprzez tworzenie tzw. odwróconej fluidyzacji (rys. 3).
Rys. 3. Urządzenie wykorzystujące zjawisko odwróconej fluidyzacji: A – produkt, B –
taśma, C – dysze, D – komora sprężonego powietrza [4]
Metoda ta polega na odpowiednim przeprowadzeniu gazu, wypływającego pionowo
z dysz z dużą prędkością, przez warstwę produktu znajdującego się na poziomej
taśmie lub rynnie. Strumień gazu wprowadzany jest do nieruchomego złoża od góry,
odbija się od taśmy lub dna rynny i wraca przez złoże do otoczenia.
Zwiększenie szybkości procesu wiąże się z dokładnym określeniem czasu
rozmrażania w zależności od warunków i kształtów geometrycznych produktu.
Pozwala to na projektowanie i kontrolę technologii rozmrażania.
Badania wykonano na laboratoryjnym stanowisku do prowadzenia procesu rozmrażania technikę odwróconej fluidyzacji znajdującym się w Zakładzie Inżynierii
Chłodnictwa Akademii Rolniczej w Lublinie.
Rys. 4. Laboratoryjne stanowisko do badań nad odwróconą fluidyzacją [4]
10
Materiałem użytym do badań były, uprzednio zamrożone do temperatury -35°C
w warunkach konwekcji swobodnej, ziemniak, marchew i jabłko w postaci kostki
o wymiarach 1 cm × 1 cm × 1 cm. Produkty te wybrano ze względu na dostępność ich
danych termofizycznych niezbędnych do przeprowadzenia obliczeń (tab. 1).
Tabela 1. Dane termofizyczne użyte do obliczeń weryfikujących [Gruda i Postolski
1999]
Badając kinetykę rozmrażania, stwierdzono, że użycie techniki impingement
pozwala na uzyskanie szybkości zbliżonej do szybkości rozmrażania w łaźni wodnej
przy takich samych temperaturach środowiska rozmrażającego (rys. 5). Jednocześnie
technika impingement pozbawiona jest wielu wad związanych ze zmianą
właściwości produktu przez nasiąkanie wodą. Znaczne szybkości rozmrażania
badaną techniką (rys. 6) są związane z uzyskiwaniem współczynnika wnikania
ciepła o wartości co najmniej 120 W·m-2·K-1. Zwiększenie szybkości rozmrażania, a
przez to skrócenie czasu procesu, ma istotne znaczenie ze względu na zachowanie
właściwości smakowych i zdrowotnych produktu, a także może korzystnie
wpływać na jakość produktu, ze względu na ograniczenie możliwości rozwoju
mikroflory na jego powierzchni.
11
Rys. 5. Krzywe rozmrażania badanych produktów metodą odwróconej fluidyzacji i
rozmrażania ziemniaka w wodzie *4+
Rys. 6. Szybkość rozmrażania kostki ziemniaka.[4]
Czosnek jest popularną rośliną przyprawową, zawiera wiele cennych substancji,
które mają silne działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne. Jedną z metod
konserwacji czosnku zapewniającą zachowanie jego cennych walorów jest obróbka
chłodnicza. Jednakże, właściwości produktu po takiej obróbce mogą znacznie
odbiegać od właściwości surowca wyjściowego. Odpowiednia szybkość zamrażania
decyduje o ograniczeniu strat surowca i polepszeniu jego jakości po rozmrożeniu.
Zmiany właściwości fizycznych czosnku zachodzące w wyniku prowadzonego
procesu oceniano poprzez: charakterystykę tekstury uzyskaną na podstawie
wartościowania maksymalnej siły w testach cięcia przy użyciu maszyny
wytrzymałościowej Zwick Z020. Test cięcia wykonywano przy użyciu noża typu
Warner- Bratzler i prowadzono go aż do całkowitego przecięcia ząbka.
W wyniku analizy kinetyki zamrażania i rozmrażania czosnku stwierdzono, że
najdłużej proces trwa w powietrzu w warunkach konwekcji swobodnej, natomiast
najkrócej w łaźni wodnej z wymuszonym obiegiem wody. Wykorzystanie metody
impingement prowadzi do czasu procesu zbliżonego do czasu rozmrażania w łaźni
wodnej bez wymuszonego obiegu wody (rys. 7).
12
Rys. 7. Kinetyka zamrażania (a) i rozmrażania (b) czosnku [5]
Rys. 8. Zmiana masy po rozmrażaniu *5+
Duże straty masy surowca podczas rozmrażania w powietrzu spowodowane są
długim czasem prowadzenia procesu i w związku z tym powstawaniem ususzki
materiału. Rozmrażanie w wodzie w warunkach konwekcji swobodnej powoduje
zwiększanie masy czosnku średnio o 1,96%, przy czym w warunkach konwekcji
wymuszonej ten wzrost wynosił 1,79%. Wzrost masy materiału w tym przypadku
spowodowany został wymianą masy między czosnkiem a środowiskiem. Mniejszy
przyrost masy przy rozmrażaniu w łaźni w warunkach konwekcji wymuszonej
determinowany jest krótszym czasem procesu.
Rozmrażanie próżniowo-parowe jest metodą rozmrażania żywności w
atmosferze pary wodnej w warunkach obniżonego ciśnienia. Metoda ta została
opracowana w Anglii na początku lat 70-tych zeszłego stulecia przez firmę APV
Clark Built i Stację Badawczą Torry w Aberdeen.
Rozmrażany tą metodą produkt umieszcza się w komorze próżniowej, z której
odpompowuje się powietrze. Komora jest połączona z zewnętrznym zbiornikiem
wypełnionym wodą lub na dnie komory znajduje się otwarty zbiornik z wodą. W
wyniku powstającej próżni, woda zaczyna wrzeć w temperaturze otoczenia (ok.
20ºC). Aby utrzymać wodę w stanie wrzenia musi być ona podgrzewana. Zwykle
13
stosowane jest podgrzewanie parą wodną, czasami przez wodny wymiennik ciepła
lub grzałki elektryczne. Powstająca para wodna wypełnia komorę rozmrażalniczą i
kondensuje na powierzchni produktu. Ciepło kondensacji jest przejmowane przez
zamrożony produkt powodując jego szybkie rozmrażanie (około 120 g kondensującej
wody rozmraża 2 kg zamrożonego produktu).
Pomimo blisko 40 letniej obecności tej metody w technologii chłodniczej żywności
oraz wymienianiu jej w publikacjach naukowych i podręcznikach akademickich jako
jednego z najszybszych sposobów powierzchniowego rozmrażania żywności
[Urbaniak 1981, Szeluto 1974, Gruda 1999, Zalewski 1997+ nie znalazła ona na dzień
dzisiejszy szerokiego zastosowania.
Rys. 9. Czas rozmrażania truskawek wybranymi metodami [6]
Rys. 10. A) Względny ubytek masy truskawek rozmrażanych wybranymi metodami
B) Względny wyciek rozmrażalniczy z truskawek rozmrażanych wybranymi
metodami.
14
Rys 11. A) Zawartość witaminy C w truskawkach rozmrażanych wybranymi
metodami, B) Ocena sensoryczna truskawek rozmrażanych wybranymi metodami
(w skali 5-cio punktowej)
Najwyższą ocenę sensoryczną w skali 5-cio punktowej (rys. 12B) uzyskały truskawki
rozmrażane w wodzie (3,88 pkt.) i mikrofalowo (3,72 pkt.). Niższą ocenę uzyskały
truskawki rozmrażane w powietrzu (3,45 pkt.) i próżniowo-parowo w wycieku pp(w) (3,36 pkt.). Najniższą ocenę uzyskały truskawki rozmrażane metodą
próżniowo-parową na sicie (p-p) (3,06 pkt.). Ocena ta była statystycznie istotnie
różna od ocen uzyskanych w innych metodach.
Rys. 12. Truskawki rozmrożone metodami: A) mikrofalową i B) próżniowo-parową (p-p)[6]
6. Wnioski
Wykorzystanie techniki impingement do rozmrażania drobnych owoców prowadzi
do uzyskania w warunkach badań najlepszej jego jakości. Potwierdziły to wyniki
badań tekstury i testów organoleptycznych. Jednocześnie, rozmrażanie czosnku
tą metodą pozbawione jest wad towarzyszących prowadzeniu procesu w
środowisku wodnym. Podobnie dla marchwi, krojonego ziemniaka i jabłka metoda
impingement wykazała znaczące zalety, co do szybkości procesu rozmrażania jak i
jakości otrzymanego produktu.
15
Literatura:
1. Gruda Z. Postolski J. 1999. Zamrażanie żywności. WNT. Warszawa.
2. Postolski J.: „Prawie wszystko o ... Technologii chłodniczej żywności.
Wykorzystanie mrożonej żywności . 5.1 Teoretyczne podstawy procesu
rozmrażania.Technika chłodnicza i klimatyzacyjna 10/2008
3. http://expertia.pl/strefa/material/informacja-sztuka-kupowania-miesa
4. D. Góral, F. Kluza. Technika odwróconej fluidyzacji w rozmrażaniu
produktów rolniczych i spożywczych. Technica Agraria 2(1) 2003, 23-31
5. D. Góral, F. Kluza. Katedra Chłodnictwa i Energetyki Przemysłu
Spożywczego. Kompleksowa obróbka zamrażalnicza czosnku przy użyciu
metody impingement. Inżynieria Rolnicza 2/2006
6. Adam Kopeć, Jarosław Diakun, Tomasz Milewski. Rozmrażanie truskawek
metodą próżniowo-parową. Katedra Inżynierii Spożywczej i Tworzyw
Sztucznych, Politechnika Koszalińska. Inżynieria Rolnicza 2(111)/2009.
16