Mrożenie kriogeniczne to rynek niszowy ale bardzo ważny.
Mówiąc o kriogenice wiele osób wyobraża sobie farmy, na których milionerzy zamrażają swoje ciała w nadziei, że medycyna zapewni im nieśmiertelność. Tymczasem mrożenie kriogeniczne, choć jako metoda cały czas niszowe, jest nam o wiele bliższe i bardzo ważne, służąc np. do mrożenia produktów spożywczych.
Istnieją dwie standardowe metody zamrażania żywności na skalę przemysłową – mechaniczna i kriogeniczna.
Metoda mechaniczna polega na użyciu chemicznego czynnika chłodniczego, takiego jak freony lub amoniak, stosowanego w cyklu zamkniętym. System przenosi duże ilości schłodzonego powietrza w celu zamrożenia produktu – działa na zasadzie lodówki, ale ma rozmiar przemysłowy, z nieco głośniejszym silnikiem.
System kriogeniczny do zamrażania produktu wykorzystuje ciekły azot lub ciekły dwutlenek węgla. Produkt ma bezpośredni kontakt z czynnikiem chłodniczym poprzez natrysk, konwekcję i/lub kąpiel w czynniku.
Istnieją zalety oraz wady zarówno mrożenia mechanicznego jak i mrożenia kriogenicznego.
W przypadku mrożenia mechanicznego koszty operacyjne są ściśle uzależnione od ceny elektryczność, dodatkowo niezbędne są też duże inwestycje kapitałowe w sprzęt. Ponadto mrożenie mechaniczne oferuje małą elastyczność działania, ponieważ zasadniczo ustawia się wartości zadane w zamrażarkach. Instalacja mechanicznego systemu zamrażania zajmuje więcej czasu niż kriogenicznego, a w celu utrzymania układu mechanicznego potrzeba bardzo dużo pracy i energii.
Zamrażanie kriogeniczne wymaga niższej inwestycji początkowej, ponieważ sprzęt jest mniejszy, można go wypożyczyć, a do tego generuje niższe temperatury. Łatwa konserwacja i brak kompresorów powoduje, że mrożenie kriogeniczne jest mniej pracochłonne i energochłonne – wystarczy dostarczyć płyn do urządzenia kriogenicznego i odpalić natrysk.
Metoda kriogeniczna, ze względu na niskie temperatury zamrażania (od -60˚C do -120˚C), jest szybka i skuteczna. Rzadko kiedy mechaniczna zamrażarka działa poniżej -40˚C. A ponieważ zamrażanie kriogeniczne jest szybsze, to pozwala w tym samy czasie na zamrożenie większej ilości produktu.
Doskonałe zachowanie parametrów jakościowych mrożonego produktu.
Badania naukowe potwierdzają liczne zalety kriogeniki, między innymi wskazują na doskonałe zachowanie parametrów jakościowych mrożonego produktu. Wpływ mają na to kryształki lodu tworzące się wewnątrz produktu podczas procesu zamrażania – im szybciej on nastąpi, tym mniejszy rozmiar kryształków lodu otrzymamy. Duże kryształki zwiększają prawdopodobieństwo, że produkt będzie się rozmrażał, a dodatkowo mogą naruszyć strukturę produktu, w efekcie czego może on nie wyglądać dokładnie tak, jak w momencie zamrożenia. Jest to istotny problem, szczególnie w przypadku warzyw i owoców.
Utrata wilgoci, a co za tym idzie wagi produktu (około 5%), wpływa negatywnie na sprzedaż i generowane przez nią wpływy, co jest realną stratą dla producenta. Z uwagi na to, że proces mrożenia kriogenicznego jest szybszy, straty są zdecydowanie mniejsze. Mrożenie kriogeniczne jest również idealne dla tych, którzy dopiero rozpoczynają działalność, głównie z powodu wspomnianych niższych nakładów kapitałowych oraz stosunkowo małej przestrzeni roboczej.
Przykłady zastosowania kriogeniki w przemyśle spożywczym.
Air Liquide opracował szeroką gamę urządzeń do wykorzystania w przemyśle spożywczym, w tym urządzenia umożliwiające zamrażanie wyłącznie zewnętrznej części produktu. Technologia ta ma zastosowanie np. w przypadku plasterkowania wędlin – powierzchniowe zamrożenie mięs przed krojeniem umożliwia uzyskanie bardzo cienkich i równych plastrów, przy równoczesnym ograniczeniu strat produktowych. Gotowe plasterki mogą swobodnie spadać na przenośnik, z którego następnie mogą trafić do dedykowanego system pakowania w atmosferze ochronnej. Efektywność metody kriogenicznej w procesie plasterkowania jest zdecydowanie większa od zamrażania mechanicznego, które zajmuje zbyt dużo czasu, wpływając negatywnie na wydajność procesu i ponoszone z nim koszty.
Innym przykładem produktów spożywczych, w mrożeniu których doskonale sprawdzają się rozwiązania kriogeniczne, są te drobnowymiarowe, jak dodatki do pizzy. To właśnie dla nich dedykowany jest system IQF (Individual Quick Freezing), w którym każdy element jest zamrażany osobno, co ułatwia późniejsze procesy pakowania i dozowania produktów niesklejonych.
Desery to kolejna gałąź rynku spożywczego, dla której mrożenie kriogeniczne oferuje efektywne rozwiązania i tworzy wartość dodaną. Producent utwardzając główną część produktu w tunelu kriogenicznym może zamrozić ją częściowo, a nie tylko całkowicie. Następnie może nałożyć na produkt polewę i ponownie go zamrozić, unikając tym samym mieszania ze sobą warstw – jest to szczególnie ważne, gdy różne komponenty produkt mają różne temperatury zamarzania lub inaczej reagują na określone temperatury.
Air Liquide to firma, która specjalizuje się w zamrażaniu kriogenicznym i znajduje się w czołówce technologicznej, która istnieje od ponad 50 lat. Firma stawia duży nacisk na pracę z klientem. W momencie wpłynięcia zapytania, wnikliwie analizuje potrzeby klienta, czego oczekuje od procesu i co chce osiągnąć a eksperci z Air Liquide cały czas pracują z międzynarodowymi działami R&D w celu rozszerzenia nowoczesnych rozwiązań kriogenicznych. Dzięki temu firma Air Liquide jest w stanie pomóc i znaleźć rozwiązanie dla najbardziej wymagających klientów.
Autor: Adam Ziernik, Business Developer – Technolog Żywności Air Liquide
Przejdź do zakładki dostawcy na platformie Food Industry Support i skorzystaj z bezpłatnych konsultacji: TUTAJ