A kriogénes hűtési, fagyasztási technológia legfőbb élelmiszeripari alkalmazásai

Írta: Transpack-2022/IV. lapszám cikke - 2022 július 26. -Hirdetés

Schmidt Daniella Élelmiszeripari alkalmazástechnikai mérnök | Linde Gáz Magyarország Zrt.

A kriogénes technológia élelmiszeripari alkalmazásai esetén cseppfolyós nitrogént (forráspont ~-196°C), illetve cseppfolyós szén-dioxidot (forráspont ~-78°C) használunk, kihasználva azok párolgásából adódó rendkívül magas hőelvonóképességét. A kriogén médiumok közvetlenül érintkezhetnek a termékkel, ami hatékonyabb megoldásokat tesz lehetővé az élelmiszeripar több ágazatában.

A cseppfolyós nitrogén és a szén-dioxid könnyen kontrollálható hőelvonóképessége lehetővé teszi számos élelmiszeripari folyamat szabályozását. A gyártási folyamatokban rejlő változó tényezők hatását eliminálva, standardizált gyártást tesz lehetővé, csökkentve így a gyártási költségeket. Ilyen változók lehetnek többek között az alapanyagok összetétele, hőmérséklete, illetve számos más gyártási körülmény (teremhőmérséklet, páratartalom, átfutási idők). A kriogénes technológia alkalmazásának az élelmiszeriparban négy fő funkciója lehet, ahol elmondható, hogy az adott alkalmazástól, illetve a terméktől függ, hogy melyik funkció adja a legnagyobb előnyt. A legnyilvánvalóbb funkciók a fagyasztás és a hűtés, ahol a termék előírt maghőmérsékletének elérése a cél. A harmadik és legterjedelmesebb funkció a technológiai funkció. A termék technológiai tűrőképességének növelésével a kriogénfagyasztás folyamatokat tesz automatizálhatóvá. Rögzíti és megtartja a szerkezetét a törékeny, hajlékony, folyékony termékeknek, lehetővé téve nemcsak az automatizálást de új termékek kifejlesztését is. A negyedik pedig a fagyasztási kapacitást kiegészítő, pótló funkció, ami már meglévő fagyasztó rendszerek (mechanikus spirálfagyasztók, fagyasztókamrák), a melegebb évszak és gép működési komponenseinek állapota miatt jellemző fagyasztási kapacitáscsökkenést egészíti ki oly mértékben, hogy biztosított legyen az állandó fagyasztási minőség. A négy funkció együttesen javítja a minőséget, a hatékonyságot, a higiéniát és a kapacitást.

A kriogénes technológia élelmiszeripari alkalmazásai és jelentősége kiterjednek a húsiparra, sütőiparra, édesiparra, a készételgyártásra és a zöldség- és gyümölcsfeldolgozásra. Friss húsok és húskészítmények kriogénfagyasztása során a fagyos kéreg pillanatok alatt kialakul a termék felszínén, bezárva annak nedvességtartalmát. A rendkívül gyors fagyasztás eredményeként nem képződnek jégkristálygócok, hanem kizárólag mikrokristályok alakulnak ki, amik már nem károsítják a termék sejtszerkezetét. Az előbbi két előny számszerűsíthetően gazdaságosabbá teszi az élelmiszerelőállítást. Húskészítmények esetén legjobb példaként említhető a sütött, illetve elősütött húskészítmények, mint amilyen a panírozott termékek, és a hamburger-húspogácsa. Ilyenkor a hőkezelést követő azonnali kriogénfagyasztás esetén bezárjuk a gőzt a termékbe. Ugyanakkor kriogénes fagyasztás hiányában a terméknek ki kell hűlnie, és csak azt követően válik alkalmassá a fagyasztásra. Emellett a hűlés alatt elpárolgott gőz, majd a fagyasztókamrában működő erős légventiláció eredményezte további párolgási tömegveszteség összességében ~ 5%-os hűlési tömegveszteséget eredményezhet. Ezzel szemben a kriogénes fagyasztás esetén ez a veszteség 0,2-0,5%-ra tehető.

Friss húsok esetén is jelentős különbség van a tömegveszteségben a kriogénes eljárással, illetve a hagyományos technológiával fagyasztott húsok között. Minőségben erős elkülönülés tapasztalható a húsok kiolvasztása és konyhai feldolgozása során. A kriogénes technológiával fagyasztott húsoknak nem sérül a sejtszerkezetük a mikrokristályoknak köszönhetően, ezért a kiolvasztás során jelentősen kevesebb a léveszteség, illetve az elvesztett húslé összetételének aránya is kedvezőbb. Kevesebb az értékes oldott húsfehérje és több a szabadvíz, mint a hagyományos fagyasztási eljárás esetén.

A fagyasztás mellett fontos megemlíteni a húsiparban technológiai funkciót betöltő kéregfagyasztást. Friss húsok kéregfagyasztása a pontos és rugalmas szeleteléshez, kockázáshoz, majd egységképzéshez elengedhetetlen. A húskészítmények esetén a rúdáruk szeletelésénél kulcsfontosságú a megfelelő kéreg, ami kriogénes alagúttal történő kéregfagyasztás során termékenként szabályozható. Ennek köszönhetően a gyártás rugalmasan alakítható, a nitrogén hatékony áramoltatása eredményezte egyenletes kéreg és annak állandó vastagsása pedig lehetővé teszi, hogy a kéregfagyasztást termékenként optimalizáljuk adott gyártási körülményekhez. A kriogénes kéregfagyasztás implementálása hatékonyabb, pontosabb szeletelést eredményez, csökkentve a szeletelési selejt-mennyiséget, illetve növelve a gyártóvonalak kapacitását.

Húsok, húskészítmények hűtéséről beszélünk friss hús esetén darálthúsgyártánál, húskészítmény esetén pedig a húspép keverék hűtésénél. Míg a darálthúsgyártásnál elsősorban a hűtéslánc és a minőségi friss hús biztosításában van szerepe, addig a húskészítményeknél technológiai funkciót tölt be a cseppfolyós nitrogén alkalmazása. Darálthúsgyártás esetén a darálást követően a keverőgép adja a darálthús homogén zsír-hús eloszlását és a szükséges hőmérsékletet, amit nitrogén beinjektálásával szabályozunk. A folyton változó alapanyag hőmérséklete és a gyártási körülmények eredményezte változó hőbehatást tudjuk rugalmasan ellensúlyozni a nitrogén állandó hőelvonóképességével és könnyen szabályozható alkalmazásával.

A rúdáru és vékonyáru gyártási folyamatát megszabó fő paraméter a termék technológiai hőfoka. Szigorú betartása mellett kapunk lékiválás- és zsírkiválásmentes húskészítményeket. Rúdáruk, vékonyáruk gyártásánál a legkritikusabb pont a húspép készítése, ahol az esetek túlnyomó részében darálunk, kutterezünk, illetve finomaprítunk. A nagy súrlódási hőenergia felmelegíti a pépet, emiatt az aprítás és finomaprítás (emulzifikálás) ideje erősen korlátolt. Sok esetben plusz jégpellet hozzáadásával tolják ki a gyártók a feltárási időt ahhoz, hogy a lehető legjobb minőségű terméket kapják.

A jégpellet alkalmazása esetén számolni kell a jég egyenetlen hőmérsékletével és a hozzáadott plusz vízzel, amivel szintén kalkulálni kell a receptúra meghatározásánál. A kutterbe történő nitrogéninjektálás esetén a pép hűtése szabályozott, ahol a szükséges hőmérséklet beállítása a nitrogén adagolásával minden körülmény mellett biztosítható. A kriogénes péphűtés a formázott termékek esetén alapfeltétel. Ilyen termékre jó példa a nuggets, ahol a formázás kizárólag egyenletesen és folytonosan hűtött alapanyag esetén kivitelezhető.

Fagyasztott sütőipari és cukrászati termékek között a kriogénfagyasztás eredményezte minőség a megjelenésben és a termék élvezeti értékében számottevő különbséget eredményez a hagyományos fagyasztáshoz viszonyítva.

A kriogénes fagyasztás sütőipari alkalmazása napjainkban kulcsfontosságú lett. Az elősütött, illetve előkelesztett termékek piaca napról napra nagyobb, ahol a frissen sült pékárukat növekvő tendenciával váltják le az elősütött, előkelesztett és fagyasztott változataik.

Ez a fagyasztási módszer megőrzi a termék formáját, megjelenését, miközben segít megőrizni az elősütött, előkelesztett tészta szerkezetét és annak kívánt nedvességtartalmát, biztosítva ezáltal, hogy a nagykereskedelmek, diszkontok kompromisszumok nélkül tudjanak folytonosan elérhető és magas minőségű pékárut kínálni szakképzett munkaerő foglalkoztatása nélkül. A kriogénes fagyasztás eredményezte hosszú eltarthatósági idő lehetővé teszi a pékségek számára, hogy kibővítsék elosztási tartományukat, és új szegmenseket szolgáljanak ki a minőség rovása nélkül.

Tovább színesíti a sütőipari termékek elérhetőségét a háztartási kiszerelésben kapható előkelesztett, illetve elősütött fagyasztott termékek kínálata.

Az édesipar számára szintén nagy távlatot ad a kriogénes fagyasztás a termékek széles körű értékesítésében, illetve innovatív termékfejlesztésekben. A megjelenés biztosítása a cukrászati termékek esetén kritikus pont. A különböző bevonatokat, mázakat hirtelen tudjuk fixálni a kriogénes fagyasztás segítségével, prémium és állandó minőséget fenntartva a gyártástól a cukrászdák kiszolgáló pultjáig.

A jégkrém- és fagylaltgyártás végén a töltést követő szilárdítás folyamatánál elengedhetetlen a hirtelen fagyasztás ahhoz, hogy megtartsuk a habosítást követő szerkezetet. A hagyományos, lassú fagyasztás mellett a légbuborékok száma csökken, összeesik a termék térfogata, továbbá elindul a jégkristályok esetén a gócképződés, aminek következtében elveszítjük a jégkrém sima érzetét.

A kriogénes fagyasztás nem csak az édesiparban ad innovatív megoldásokat. Minden élelmiszer, ami magas víztartalmú, folyékony, az nehezen kezelhető, fagyasztása leginkább csomagolt formában lehetséges, hagyományos mechanikai módszerrel. Fagyasztott szószok, pürék vagy levesek felhasználási mennyisége a fagyasztási egység szerint korlátozódik.

Az előzőkből kifolyólag szószok, levesek, pürék, öntetek és minden hasonló kis viszkozitású termék fagyasztással történő tartósítása annak rugalmatlan kiszereléséből fakadó nehéz értékesítése és felhasználása végett nem elterjedt. Erre a problémára a kriogénes technológia rendkívüli megoldást kínál.

A folyékony szószokat egy folytonos, öntött szállítószalag üregeibe adagoljuk, a szállítószalag pedig cseppfolyós nitrogénnel töltött kádba merül, aminek köszönhetően a szósz felveszi a formázott üreg alakját, egységes méretű és súlyú pelleteket képezve. Lehetőséget nyújt a technológia egyedi formájú termékek gyártására, ahol szabályozhatóvá válik az adagolás, és csomagolásnál az egységképzés.

A szószpelletek könnyen értékesíthetők fagyasztott készételek mellé csomagolva vagy akár gyümölcspüré pelletek formájában, mint tovább feldolgozási alapanyagként értékesíthető, tárolható.

A szószok, levesek és hőkezelt folyadékok esetén gyors-hűtésre is alkalmazható a kriogénes technológia, ahol a hűtés gyorsasága nemcsak a hatékonyság és a gyártási kapacitás növelésében játszik szerepet, hanem csökkentve a túlfőzés kockázatát, jobb termékminőséget eredményez. A hirtelen hűtésnek köszönhetően az érzékszervi jellemzők (íz, szín, textúra) is javulnak. Szószhűtő rendszerünkkel akár 3 másodperc alatt le lehet hűteni a terméket 90 °C-ról 4 °C-ra.

A kriogénes élelmiszeripari technológiáink sokoldalú alkalmazásának és elvitathatatlan előnyeinek köszönhetően ma Magyarországon több mint 100 kriogénes installációval tesszük hatékonyabbá a gyártók folyamatait, és járulunk hozzá a minőségibb termékek előállításához. Új megkeresések esetén lehetőséget biztosítunk a technológia tesztelésére, ahol kísérleti kriogénes fagyasztásra telepítünk tesztalagutat/tesztszekrényt, hogy partereink telephelyén közösen végezzük el a próbagyártásokat. Amennyiben az élelmiszerfagyasztásról, illetve hűtésről és az azokhoz kapcsolódó lehetséges megoldásokról szeretne többet megtudni, bizalommal forduljon a Linde Gáz Magyarország Zrt. szakembereihez, illetve látogasson el az alábbi honlapunkra. www.lindegas.hu
Linde gaz