Процесс проведения шоковой заморозки представляет собой процесс замораживания пищевых продуктов в пределах температур от +90 градусов Цельсия до -18 градусов Цельсия, который занимает не более 4 часов. Этот метод позволяет сократить время, затрачиваемое на подготовку продуктов, а также уменьшить необходимое пространство для их хранения, включая складские помещения. Основным преимуществом является сохранение высокого качества мяса, рыбы, овощей, фруктов и других продуктов.
В процессе шоковой заморозки продуктов можно выделить три температурных диапазона в центре продукта: от +20 до 0 °С, от 0 до -5 °С и от -5 до -18 °С.
Этапы проведения шоковой заморозки
Первый этап включает охлаждение продукта с температуры +20 до 0 °C. В этой фазе снижение температуры продукта происходит пропорционально количеству тепла, отводимого из него.
На втором этапе, при температурах от 0 до -5 °C, происходит переход продукта из жидкой фазы в твердую. Здесь интенсивность отвода тепла из продукта высока, однако температура его практически не изменяется, происходит лишь кристаллизация около 70% жидких компонентов, что называется подмораживанием.
Третий этап – домораживание – происходит при температурах продукта от -5 до -18 °C. Здесь снижение температуры продукта опять зависит от количества тепла, которое отводит холодильная система.
Принцип работы технологии шоковой заморозки
Традиционная методика шоковой заморозки реализуется через использование низкотемпературных холодильных камер, поддерживающих температуру в пределах (-18) — (-24) °C. Продолжительность процесса замораживания в этих камерах составляет не менее 2,5 часов. Важным фактором в этом процессе является скорость, с которой происходит замораживание. Существует тесная зависимость между качеством конечного продукта и скоростью замораживания. Результаты многочисленных экспериментов показывают, что скорость замораживания оказывает влияние на размеры кристаллов льда, а также на структурные и ферментативные изменения в продуктах.
Концепция шоковой заморозки продуктов (включая мясо, овощи, фрукты и ягоды) базируется на активизации процессов охлаждения, подмораживания и домораживания. Эта активизация достигается путем двух механизмов увеличения скорости отвода тепла от продукта: первым — снижением температуры окружающей среды до (-30) — (-35) °C; вторым — ускоренным циркуляцией хладоносителя (в данном случае воздуха), что достигается вентиляцией испарителя и интенсивным обдувом продукта.
Следует отметить, что дальнейшее понижение температуры приводит к неоправданным затратам энергии и увеличенным деформациям продукта, а также существенному неравномерному распределению процесса.
Преимущества шоковой заморозки
По сравнению с традиционным методом замораживания на стеллажах в холодильных камерах, шоковая заморозка обладает рядом значительных преимуществ:
- Уменьшение потерь продукта в 2-3 раза.
- Сокращение времени заморозки в 3-10 раз.
- Снижение необходимых производственных площадей на 1,5-2 раза.
- Уменьшение производственного персонала на 25-30%.
- Сокращение срока окупаемости на 15-20%.
Рассмотрим практические результаты преимуществ шоковой заморозки продуктов:
Общее время замораживания
Время заморозки пельменей и котлет при традиционной методике составляет 2,5 часа, в то время как при шоковой заморозке оно сокращается до 20-35 минут. Это значительное улучшение эффективности процесса. Время прохождения второго этапа также снижается с 1 часа до 15 минут.
Структура тканей
Благодаря высокой скорости охлаждения, достигаемой в шоковой камере при температуре (-30)-(-35)°C, и интенсивному обдуву продукта, процесс перехода от жидкой к твердой фазе происходит более эффективно. Это приводит к формированию кристаллов льда меньших размеров и сохранению структуры тканей свежего продукта практически без изменений, что является преимуществом по сравнению с другими методами консервирования.
Экология и биохимия
Отсутствие термической и химической обработки, за исключением бланширования и обработки аскорбиновой кислотой, делает шоковую заморозку овощей и фруктов экологически чистым и биохимически безопасным методом сохранения продукта.
Микробиологическая стерильность
Благодаря быстрой скорости, с которой происходит шоковая заморозка, сокращаются временные интервалы, в течение которых активны микроорганизмы. Различные виды бактерий обладают определенными температурными предпочтениями для своего размножения, включая температуры ниже 0 °C. При медленном замораживании они могут сохраняться и размножаться, что приводит к образованию следов их жизнедеятельности в продукте. Шоковая заморозка позволяет предотвратить развитие определенных видов бактерий.
Утрата массы
В процессе замораживания происходит естественное испарение жидкости, что приводит к потере массы продукта (обусловленной усушкой). В обычных условиях эта потеря составляет от 5 до 10% в зависимости от температуры в камере и вида замораживаемого продукта. Шоковая заморозка снижает потери массы продукта до 0,8%, что значительно снижает экономические издержки.