Az élelmiszertermékeket a lehető legkíméletesebben kell mélyhűteni, hogy kiengedés után ismét frissen és étvágygerjesztően kerülhessenek az asztalra. Ennek előfeltétele az ipari hűtéstechnológiában használt „gyorsfagyasztás” vagy „sokkoló fagyasztás”. A sejtekben tárolt víznek nagyon gyorsan kell megfagynia (kb. 3-5 cm/h sebességgel) annak érdekében, hogy olyan kisméretű jégkristályok képződjenek, melyek már nem károsítják a sejt szerkezetét.

Mélyhűtött cseppfolyós gázok, elsősorban kriogén nitrogén vagy szén-dioxid felhasználásával ezt nem csak igen hatékonyan lehet elérni, hanem gazdaságosan is. A tárgyalt kriogén fagyasztási módszerrel a fagyasztandó áruk közvetlen érintkezésbe kerülnek a hűtőközeggel. Az extragyors fagyasztással megakadályozható az áruk kiszáradása és a nemkívánatos súlyveszteség.

A kriogén gázokkal való fagyasztás különösen célszerű olyan drága, feldolgozott vagy előre gyártott élelmiszereknél, mint a nyers hús, húskészítmények, gyorsan elkészíthető ételek, sütőipari termékek, hal, kagyló, spárga és eperfélék. A jégkrémek, torták és gyümölcsös sütemények kriogén eljárással végzett hidegsokkolása külön előnyökkel is jár, mivel segítségével elkerülhető a kontúrok és dekorációk sérülése a csomagolás során.

Nitrogén és szén-dioxid – a sokoldalú hűtőközegek
A kriogén-rendszer a cseppfolyós nitrogénben és szén-dioxidban tárolt „hidegenergiát” használja fel a hűtéshez és fagyasztáshoz. A hűtőközeg megválasztása az alkalmazástól függ. Mindkét hűtőközeg semleges, nem lépnek reakcióba az élelmiszer anyagával, különösebb mellékhatás nélkül közvetlenül rápermetezhetők a hűtendő, fagyasztandó termékre. A nitrogén és a szén-dioxid élelmiszeripari adalékanyagok, használatuk törvényi szabályozás által is engedélyezett az élelmiszergyártásban. Ezek a gázok a környező levegőből, természetes forrásokból vagy ipari folyamatokból származnak. Miután hidegenergiájukat leadták, ismét a környezetbe bocsáthatók vissza.

Gyors és kíméletes fagyasztás
Fagyasztás alatt a vizet is tartalmazó élelmiszerek környezeti hőmérsékletről (pl. + 20 °C) jóval a fagyáspont alá (minimum -15 °C) történő hűtését értjük. Ilyen hőmérsékleten az áruk jelentősebb minőségromlás nélkül hosszú ideig tárolhatók. A fagyasztással együtt jár a megdermedés és a víztartalom kristályosodása.

Kriogén fagyasztó berendezések
Míg a hagyományos fagyasztókat általában csak egy adott hűtési teljesítményre tervezik, addig a cseppfolyós nitrogénnel vagy szén-dioxiddal működő kriogén fagyasztó berendezések nagyon széles kapacitástartománnyal működnek. Ezen kívül rugalmas felhasználási lehetőségeket nyújtanak, könnyen bővíthetők, és kisebb méretűek, mint a hagyományos mechanikus rendszerek. A berendezések nincsenek helyhez rögzítve, könnyen mozgathatók. A szükséges hűtőközegtároló tartályokat kint a szabadban állítják fel. A kriogén gázok előnyeinek optimális kihasználása érdekében a legkülönfélébb követelményekhez illeszkedő egész fagyasztó berendezéscsaládot fejlesztettek ki. A következőkben röviden bemutatjuk a leggyakrabban alkalmazott típusokat.

Fagyasztóalagút
A rendszer magas hatásfoka a termék beadagolásának irányával szemben történő optimális hideggáz-ellenáramláson alapul. A hűtőközeget egy hőmérséklet által szabályozott szelepen és egy fúvókacsoporton keresztül permetezik a csomagolatlan termékre.
A cseppfolyós nitrogén közvetlen elpárolgásával keletkező hideg gázt a keringető ventilátorok áramoltatják a szállítószalag, ill. a termékek fölött, és hidegenergiájának átadása után egy kiszívó ventilátor segítségével távolítják el az alagútból. A nedvességgel telített atmoszféra és a rövid fagyasztási idő megakadályozza a termék kiszáradását és az ebből eredő nemkívánatos súlyveszteséget. A jégkrém- és édességgyártók is használják ezeket a fagyasztóalagutakat fagylaltok és fagylalttorták kéregfagyasztására, vagy teljes átfagyasztására.

Spirálfagyasztó
Amikor helyszűkében nincs lehetőség hosszú szállítószalagok alkalmazására, akkor a spirálfagyasztó tesz lehetővé magas fagyasztási teljesítményt kis alapterületen. A spirálfagyasztóban a szállítószalagot csigalépcsőszerűen spirálalakban vezetik felfelé függőleges irányban. A spirálfagyasztókat dupla rendszerként is kialakíthatják a hűtőközeg minél jobb kihasználása érdekében. Az első egység az előhűtést végzi, míg a második egység a közepéig átfagyasztja a terméket.

Fagyasztószekrény
A fagyasztószekrény alkalmazása különösen kis fagyasztási mennyiségek és tételes (batch) gyártás esetén előnyös. Egyaránt alkalmas hűtésre, kéregfagyasztásra és mélyhűtésre. A termékeket egy keretes kocsi tálcáira helyezik, amelyet ezután betolnak a fagyasztószekrénybe. A ventilátorok egyenletesen keringetik a hideg gázt a különböző szintek között az optimális hőátadás és a homogén hűtési vagy fagyasztási eredmény elérése érdekében.

A fagyasztószekrényt úgy tervezték, hogy a tálcás kocsi rámpa vagy emelőeszköz nélkül könnyen betolható legyen.
Moduláris konstrukciójának köszönhetően a fagyasztószekrények ideálisak arra, hogy a növekvő mennyiségi termelési igényekhez való alkalmazkodás céljából fokozatos fejlesztéseket valósítsanak meg. A duplaszekrények magas energia-hatásfokot biztosítanak azáltal, hogy a hideg gázt váltakozva használják fel. Itt az egyik szekrényből – amelyben az élelmiszerek már megfagytak – kifújt gázt a másik szekrénybe vezetik át, a normál hőmérsékletű termékek előhűtésére. Ez az eljárás egyaránt használható kolbászféléknél, húsoknál és pékáruknál, továbbá különösen érdekes megoldást nyújthatnak catering-vállalkozások, élelmiszerszállítók és központi konyhák számára, amelyek ételeiket az elkészítés után kiszállítják.

I.Q.F. fagyasztás
A különálló darabonként gyorsfagyasztott termékek (IQF – Individually Quick Frozen) iránti igény egyre nő, mivel így kisebb adagok is kivehetők az ömlesztett csomagolásokból. Az IQF fagyasztó kiválóan alkalmas hal- és húsdarabok, darált húsok, apró szemű vagy darabolt zöldségek és gyümölcsök kiváló minőségben való lefagyasztására. A hűtőközeg folyékony nitrogén vagy szárazjég-hó lehet. A terméket egy szalagrendszer segítségével hosszú, szigetelt forgócsőbe vezetik be. A kör alakú alagút állandó forgása megakadályozza, hogy a termékek egymáshoz vagy a csőfalra ragadjanak. Ilyen módon az IQF-fagyasztó egységes és reprodukálható eredményt biztosít, és egyidejűleg a készételek egyes alkotórészeinek kíméletes fagyasztását is lehetővé teszi.

Immerziós (bemerülős) fagyasztó
Ebben a rendszerben a terméket egy szállítószalagon folyékony nitrogénfürdőn vezetik keresztül. A fürdő szintjét egy szintszabályzó állandó értéken tarja. A folyékony nitrogén párolgása nagyon magas hőátadási koefficiensének (2300 W/m2K) köszönhetően az immerziós fagyasztó kevesebb, mint egyperces fagyasztási időket tesz lehetővé. A cseppfolyós nitrogénbe való bemerítést alkalmazó mélyfagyasztók különösen jól használhatók alacsony hőátadási képességű és magas bemeneti hőmérsékletű, krémállagú termékek esetén. Például egy extrudálóból kijövő forró termék bármilyen káros mellékhatás nélkül megbízhatóan és gyorsan megfagy a cseppfolyós nitrogénben. Az átbocsátóképesség növelése érdekében előnyös lehet az immerziós fagyasztót egy másik (pl. alagutas vagy spirális fagyasztó) elé beállítani.

Vibrofreezer
A Vibrofreezer kis vagy darabos termékek egyedi, darabonkénti hűtését vagy fagyasztását teszi lehetővé egy forgórész nélküli fagyasztógépben, minimális helyigény mellett. A termékek először cseppfolyós nitrogénfürdőbe kerülnek, majd két vibrátor rezgése által egy rozsdamentes fémspirálon felfelé haladva eljutnak a felső részben található kimeneti nyíláshoz. Ez az új, vertikális felépítésű készülék az alacsony nitrogénfogyasztás mellett optimális kihasználtsággal is bír.

Kapás László
élelmiszermérnök