Utilizarea Frigului Artificial

Frigul artificial este un procedeu cu largă utilizare, atât în domeniul alimentar, cât şi într-o diversitate de procese tehnologice industriale.

În industria alimentară tehnica frigului este utilizată pentru conservarea produselor, în vinificaţie, în transportul de la producător până la consumator.

În industria constructoare de maşini tehnica frigului se utilizează la prelucrarea oţelurilor la temperaturi joase, mărindu-i duritatea şi rezistenţa, în metalurgie în elaborarea şi topirea materialelor neferoase prin îmbogăţirea aerului insuflat cu oxigen, în industria chimică pentru separarea amestecului de gaze şi obţinerea oxigenului, condensarea vaporilor şi uscarea gazelor, cristalizarea sărurilor şi reglarea vitezelor de reacţie chimică, în medicină pentru răcirea locală în scop de anestezie şi conservarea de organe, în industria electrotehnică prin utilizarea de dispozitive bazate pe supraconductibilitate.

REFRIGERAREA

Refrigerarea este procesul de răcire a unui produs alimentar, până la o temperatură apropiată de punctul de îngheţare (0 - -4◦C) la care este încetinită dezvoltarea microorganismelor, pentru a putea păstra produsul în stare naturală, un anumit timp dependent de structura ţesuturilor.

Refrigerarea are ca efecte încetinirea dezvoltării microflorei provenite din contaminări interne şi externe, reducerea vitezei reacţiilor hidrolitice şi oxidative, catalizate de enzime, diminuarea unor procese fizice.

Refrigerarea presupune transfer de căldură şi masă (umiditate) de la produs la mediul de răcire. Temperatura de refrigerare a produselor alimentare este de 0 5◦C, iar mediul de răcire are temperatura mai redusă cu 3 5◦C.

Procesul de refrigerare se poate desfăşura lent sau rapid, aceasta din urmă fiind cea mai recomandată şi mai des utilizată. Procesul de refrigerare este nestaţionar, viteza de răcire variind de la un punct la altul şi în timp. Procesul se consideră încheiat când temperatura medie a ajuns la valoarea dorită.

Parametrii care descriu procesul de refrigerare sunt:

- viteza de răcire globală, care reprezintă raportul dintre reducerea totală a temperaturii medii şi durata totală a procesului de refrigerare;

- intensitatea de răcire (timpul de înjumătăţire), care reprezintă durata în care diferenţa dintre temperatura medie a produsului şi temperatura mediului de răcire este redusă la jumătate.

CONGELAREA

Congelarea este o metodă industrială de conservare prin frig între 0 şi -18◦C şi mai mult a unor alimente, care asigură conservarea produselor pe o durată de câteva luni. Congelarea are ca efecte blocarea multiplicării microorganismelor cu distrugerea unor germeni sensibili, precum şi oprirea celor mai multe din reacţiile biochimice.

O problemă majoră ce trebuie evitată în procesul de refrigerare - congelare o constituie formarea cristalelor de gheaţă, pe măsură ce apa conţinută în produse îngheaţă, are loc ruperea texturii alimentelor, urmată de distrugerea pereţilor celulari şi favorizarea degajării de enzime degenerative.

Formarea cristalelor de gheaţă are loc în cursul îngheţării lente, când apa are timp suficient să migreze spre centrii de nucleaţie unde se formează gheaţa. Apa conţinută în produse se află combinaţie cu alte substanţe cu care formează o soluţie, ce se comportă ca un antigel. Pe măsură ce apa îngheaţă ea măreşte concentraţia soluţiei şi deci reduce temperatura de refrigerare.

Congelarea rapidă împiedică formarea de cristale de gheaţă prin dispersarea centrilor de nucleaţie în sensul ca aceştia să nu poată dezvolta cristale mărite.

Pentru realizarea unui proces corect de refrigerare - congelare este necesar să fie respectate o serie de condiţii:

- utilizarea de materii prime supuse congelării de calitate corespunzătoare;

- evitarea contaminării produselor cu microorganisme înainte de congelare;

- evitarea congelării produselor improprii consumului.

Procesul de refrigerare - congelare se realizează în mai multe faze, respectiv: tratamentul preliminar al produselor; congelarea propriu-zisă; ambalarea şi depozitarea în stare congelată; transportul şi decongelarea; păstrarea de scurtă durată în stare decongelată, până la consum sau utilizarea într-un proces de fabricaţie.

Când un produs alimentar nu este congelat în „stare caldă”, refrigerarea constituie un tratament preliminar.

În funcţie de viteza medie liniară de congelare wm metodele de congelare sunt:

- congelare lentă: wm = 0,5 cm/h;

- congelare rapidă: wm = 0,5 - 3 cm/h;

- congelare foarte rapidă: wm = 3 - 10 cm/h;

- congelare ultrarapidă: wm = 10 - 100 cm/h.

Între verigile care asigură prelucrarea prin frig a produselor alimentare (lanţul frigorific), depozitarea acestora la temperaturi scăzute, transportul frigorific sau izoterm între diverse unităţi comerciale cu profil alimentar şi aparatele frigorifice de uz casnic există o legătură coordonată prin care se asigură menţinerea produselor în stare conservată.