Techniki utrwalania żywności a także materiałów biologicznych od wielu lat stanowią niezwykle ważny obszar rozwoju technologii chłodniczych, ponieważ pozwalają na zarządzanie procesów fizykochemicznych zachodzących w niskich temperaturach. W współzależności od użycia używa się różnorakie metody obniżania temperatury, które wpływają na strukturę wewnętrzną zamrażanych produktów. Jednym z podejść wykorzystywanych w przemyśle spożywczym i logistycznym jest szybkie obniżanie temperatury, które ogranicza powstawanie dużych kryształów lodu i w konsekwencji może wpływać na strukturę komórkową towarów.

W tego rodzaju procesach kluczowe znaczenie ma czas ekspozycji a także intensywność podmiany cieplnej.

W kontekście technologii niskotemperaturowych istotną rolę odgrywa zjawisko szybkiego przechodzenia przez strefę krytycznych temperatur, w której dochodzi do intensywnych modyfikacji fazowych wody. Zamrażanie szokowe opiera się na bardzo szybkim odbieraniu ciepła z produktu, co prowadzi do gwałtownego spadku temperatury w relatywnie niezbyt długim czasie. Proces ten odbiega od tradycyjnych metod mrożenia głównie dynamiką chłodzenia a także sposobem powstawania kryształów lodu wewnątrz struktury materiału. W praktyce znaczy to konieczność stosowania urządzeń o wysokiej wydajności chłodniczej a także precyzyjnie kontrolowanych parametrów pracy, takich jak przepływ powietrza i temperatura medium chłodzącego.

W zastosowaniach przemysłowych wykorzystywane są specjalistyczne urządzenia, które umożliwiają realizację tego procesu w sposób powtarzalny i sprawdzany. Komory szokowego mrożenia stanowią przykład technologii, w której produkty poddawane są intensywnemu działaniu niskiej temperatury przy jednoczesnym wymuszeniu cyrkulacji powietrza. Dzięki temu możliwe jest równomierne odprowadzanie ciepła z całej powierzchni, co wpływa na jednorodność procesu chłodzenia. W współzależności od konstrukcji urządzenia mogą różnić się one wielkością, sposobem załadunku a także zakresem regulacji parametrów pracy, co umożliwia na dopasowanie ich do różnorakich typów produktów i procesów technologicznych.

Zastosowanie tego rodzaju metod wiąże się też z analizą zjawisk fizycznych zachodzących w materiale podczas szybkiego obniżania temperatury. Struktura wewnętrzna towarów ulega zmianom w zależności od szybkości przejścia przez punkt krystalizacji, co może wpływać na ich właściwości po rozmrożeniu. Istotne znaczenie ma też równowaga w gronie efektywnością procesu a zużyciem energii, ponieważ intensywne chłodzenie wymaga odpowiednich zasobów technicznych. W efekcie technologie powiązane z szybkim mrożeniem stanowią obszar łączący zagadnienia inżynierii cieplnej, fizyki materiałowej a także organizacji procesów przemysłowych.

Polecam: chłodnie do owoców.