WERSJA POLSKA

ZESZYT 340

Dariusz Góral
Analiza wykorzystania metody impingement we fluidyzacyjnym zamrażaniu owoców i warzyw

W ostatnich latach wprowadzono do produkcji mrożonej żywności tunele zamrażalnicze wykorzystując metodę impingement. Charakterystyczne dla tej metody uderzenie strumienia powietrza w powierzchnię produktu powoduje znaczne zwiększenie wymiany ciepła pomiędzy zamrażanym produktem a środowiskiem i w związku z tym gwałtownie rośnie szybkość zamrażania. Celem pracy była analiza możliwości wprowadzenia procesu impingement do fluidalnego zamrażania warzyw i owoców oraz ocena uzyskanych efektów tak skojarzonej obróbki surowców. 
Badania prowadzono na szeregu próbek owoców i warzyw o masie ok. 
0,5 kg, zamrażając je w powietrzu w warunkach odwróconej fluidyzacji oraz porównawczo w zamrażarce szafkowej i kriostacie azotowym w temperaturach od −15 do −70ºC. Analizowano złoże produktu, lokalny współczynnik wnikania ciepła, czas i szybkość zamrażania i rozmrażania, zmiany masy, mikrostrukturę oraz wybrane wyróżniki jakości produktów. Konwekcyjny lokalny współczynnik wnikania ciepła wyznaczono dla prób wybranych warzyw, ukształtowanych w plastry o wymiarach 3 × 3 × 0,5 cm, używając czujnika Heat Flux Sensor. Zmiany zamrażalnicze w mikrostrukturze analizowano na podstawie zdjęć 
wykonanych mikroskopem elektronowym skaningowym. Jakość surowca po rozmrożeniu określano poprzez ocenę jego struktury testem cięcia na aparaturze wytrzymałościowej, natomiast ocena organoleptyczna surowców polegała 
na analizie barwy, zapachu, soczystości i tekstury przy wykorzystaniu testu 
w 5-punktowej skali preferencji. 
Zastosowanie połączenia metod impingement i fluidyzacji (odwrócona fluidyzacja) do zamrażania warzyw i owoców bardzo skróciło czas obróbki surowca. Nastąpiło to dzięki zwiększeniu w porównaniu z klasyczną fluidyzacją wartości konwekcyjnych współczynników wnikania ciepła (62–195 W∙m-2K-1). Opracowano prosty model wyznaczania lokalnego współczynnika wnikania ciepła, który daje możliwość wykorzystania w szerokich granicach liczby Reynoldsa. Cechy te predysponują model do wykorzystania go w obliczeniach niezbędnych w projektowaniu zamrażania. Zalety badanej metody zamrażania odzwierciedla również wysoka ocena jakości produktów po obróbce. Warzywa i owoce dzięki w pełni indywidualnemu zamrażaniu charakteryzowały się niewielkimi uszkodzeniami struktury tkankowej, atrakcyjnym wyglądem – bez zbryleń, oszronienia powierzchni czy też zmian barwy. Świadczą o tym nie tylko zdjęcia struktury tkankowej w mikroskopie elektronowym czy ocena organoleptyczna, ale przede wszystkim instrumentalny test cięcia, w którym uzyskane odkształcenie graniczne było o 10% niższe niż w przypadku warzyw zamrażanych w zamrażarce.