Congelarea

Congelarea

Congelarea este una din fazele cele mai importante, de aceasta depinzand calitatea finala si pretul de cost al produsului finit.

Indiferent de ce metoda de congelare se utilizeaza, este recomandabil sa se realizeze:

o viteza cat mai mare de congelare (de preferat in strat fluidizat);

o temperatura finala cat mai scazuta;

un produs congelat cu o suprafata mare de schimb de caldura si masa.

Temperatura finala de congelare in produs, recomandabila din practica liofilizarii, este cea la care cca. 95% din apa continuta in produs sa fie solidificata. De regula, aceasta temperatura se determina experimental, prin incercari pentru fiecare caz concret in parte.

Procesul de congelare este insotit de o serie de fenomene complexe, ale caror consecinte asupra produsului sunt mai mult sau mai putin importante, in functie de natura produsului si de metoda de congelare. Datorita acestui fapt, alegerea metodei si conditiilor optime de congelare pentru fiecare produs alimentar in parte, are o deosebita-importanta asupra calitatii finale a produsului liofilizat.

Structura specifica a constituientilor si fazelor dintr-un produs si care determina proprietatile organoleptice, nutritive, fizice si chimice este influentata de procesul de congelare. Efectele negative ale congelarii asupra acestor proprietati trebuiesc evitate sau reduse la maximum posibil.

Efectele mecanice de ruptura a elementelor de structura se datoresc cresterii volumului apei prin solidificare. Se stie ca la solidificare apa isi mareste volumul cu circa 9%. Rupturile elementelor de structura pot fi: spargerea celulelor, separarea celulelor unele fata de altele cu rupturi sau sfasieri de tesuturi, forfecarea sau perforarea peretilor celulari cu eliberarea sucului celular. In cazul congelarii produselor alimentare vii, ruperea organitelor celulare datorata cristalelor de gheata poate determina moartea celulelor. Efectele mecanice pot fi determinate nu numai de congelarea in sine ci si de recristalizarea ghetii in cursul unor operatii ulterioare congelarii. Astfel, o congelare rapida urmata de o decongelare si de o recongelare deterioreaza produsul alimentar mai mult decat o congelare lenta.

Efectele chimice si biochimice sunt determinate pe de o parte de solidificarea apei care poate antrena un soc osmotic si pe de alta parte pot fi consecintele efectelor mecanice prin care se elibereaza constituienti celulari capabili sa reactioneze cu anumite substante existente in compozitia produsului (in special enzime). Contactul dintre constituientii celulari eliberati si enzime poate determina deteriorari care antreneaza modificari de culoare, gust, miros sau aparitia unor culori, gusturi, mirosuri straine produsului initial.

In timpul congelarii unui produs, solidificarea apei conduce la o concentrare a solutiilor din produs, ceea ce determina modificari ale pH-ului, ale potentialului redox, precipitarea unor electroliti si diminuarea efectului de tampon al unor electroliti. Aceste modificari pot conduce la destabilizarea starii coloidale initiale, coagularea, precipitarea si denaturarea proteinelor, destabilizarea complexelor proteina-proteina sau proteina-lipide s.a.

In general efectele chimice si biochimice ale congelarii se manifesta fie in cursul tratamentelor de liofilizare, fie in cursul operatiei de rehidratare a produsului liofilizat in vederea utilizarii sale.

Pentru a diminua la maximum efectele nedorite ale congelarii este indicata o congelare cat mai rapida, limitata insa ca viteza de racire din considerente economice. Congelarea rapida conduce la formarea de cristale de gheata de dimensiuni mici si uniform repartizate in masa produsului, ceea ce face ca produsul sa fie mai putin afectat in raport cu o congelare lenta. Dupa rehidratare, un produs bine liofilizat care a fost congelat rapid are, in general, proprietati foarte apropiate cu cele ale produsului initial.

Pentru a se asigura o buna uscare, temperaturile finale de congelare ale majoritatii produselor alimentare de origine animala trebuie sa fie suficient de scazute, astfel incat, practic cea. 95% din intreaga cantitate de apa continuta sa fie solidificata. Temperaturile finale de congelare recomandate pot ajunge la -40°C-60°C.

Dupa congelare, urmeaza uscarea, care este principala etapa tehnologica a liofilizarii si care cuprinde doua faze: uscarea primara si uscarea secundara.