پیش سرد کردن، انواع و کاربردها

استفاده از سرمای پس از برداشت باعث می شود تا رشد میکروارگانیسم ها در میوه ها و سبزیجات محدود شود و کیفیت آنها در طول حمل و نقل یا نگهداری حفظ شود. این فرآیند منجر به محصولات بهتر و تلفات کمتر می شود.

 

یکی از فرآیندهایی که ایمنی و کیفیت مواد غذایی را تضمین می کند، پیش سرد کردن است، اصطلاحی که توسط محققان وزارت کشاورزی ایالات متحده در سال 1904 ابداع شد و سرد شدن محصولات را قبل از حمل، ذخیره یا پردازش توصیف می کند.

این عمل برای اولین بار در مورد هلو اعمال شد که مشاهده شد پس از بسته بندی و قرار دادن در ماشین های یخچال برای حمل و نقل، حرارت میوه به آرامی کاهش می یابد که بیش از حد رسیده و با پوسیدگی به بازار می رسد.

در چنین شرایطی، وجود روش‌های سریع‌تر برای کاهش حرارت میوه قبل از ورود به انبار یا حمل‌ونقل یخچالی ضروری بود. برای انجام این کار توصیه می شود حرارت را از یک محصول به حدی حذف کنید که دمای توصیه شده برای حمل و نقل در مدت زمان کوتاهی در محدوده دو یا سه ساعت تا 24 ساعت برسد.

هدف از این فرآیند کاهش سریع دمای میوه به منظور کاهش سرعت رسیدن و در نتیجه رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها است.

از جمله مزایایی که برای توزیع کنندگان و کشاورزان فراهم می کند، کاهش قابل توجه رطوبت و میزان تبرید مورد نیاز در طول حمل و نقل است که باعث کاهش هزینه نیز می شود. استفاده از این فرآیند از طریق روش های مختلفی امکان پذیر است:

1. با تماس با آب سرد
2. با تماس با هوای سرد
3. با تماس با یخ
4. با تبخیر آب از خود محصول تحت فشار کاهش یافته
5. توسط خلاء

رایج ترین روش تماس با هوای سرد است.

اصول پیش سرد کردن با هوا یا آب
برای اعمال سرد در این روش باید عواملی را در نظر گرفت که سرعت پیش سرد شدن با هوا یا آب را مشخص می کند. یکی از آنها دمای اولیه محصول است که تعیین کننده مدت زمانی است که میوه یا سبزی مورد پردازش باید در معرض آن قرار گیرد.

همچنین لازم است دمای نهایی و همچنین محیط خنک کننده و ظرفیت آن برای جذب گرما در نظر گرفته شود. برای این کار لازم است سطح تماس میوه و محیط خنک کننده و اندازه و شکل محصول را با توجه ویژه به نسبت سطح به حجم مشاهده کنید.

هنگام در نظر گرفتن خواص حرارتی میوه، گرمای ویژه، هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت باید تعریف شود.

انتقال حرارت
در طول سرد شدن هر میوه، گرما از داخل به سطح حرکت می کند، عمدتاً توسط رسانایی. یعنی گرما از طریق یک ماده ثابت منتقل می شود.

در فضاهای بین سلولی، قلب و ناحیه بذر هوا وجود دارد. بنابراین، در این نقاط، انتقال به صورت همرفتی است، به این معنی که گرما بین قسمت های سرد و گرم یک سیال به وسیله مخلوطی منتقل می شود که در مجموع نهایی درصد کمی از کل زمان لازم برای خنک شدن را نشان می دهد.

زمان لازم برای خنک کردن هر یک از گونه های تولید شده با توجه به ویژگی های آنها متفاوت است. به عنوان مثال، در مرکبات، پوست یا پوست دارای فضای بیشتری از هوا است، این نشان دهنده هدایت حرارتی کمتری نسبت به وزیکول های آبمیوه است.

حال اگر محیط خنک کننده آب یا هوا باشد، باید گرما را با همرفت از سطح میوه خارج کرد و متعاقباً حرارت را از سطح خنک کننده سیستم مبرد منتقل کرد.

پیش خنک کردن با هوا
روشی است که شامل عبور جریان مداوم هوای سرد بین بسته های قرار داده شده در وسیله نقلیه برای حمل و نقل، چه در اتاق های پیش خنک کننده یا تونل ها است. در هر صورت هوا باید دارای رطوبت نسبی بالا (در صورت امکان بالای 90 درصد) باشد تا از هدر رفتن رطوبت بیش از حد محصول جلوگیری شود.

همانطور که در روش های مختلف وجود دارد، برخی از عوامل باید در نظر گرفته شوند. در مورد پیش سرد کردن هوا، رطوبت نسبی هوا، جریان و سرعت آن و دما باید ارزیابی شود. علاوه بر این، ویژگی های بسته بندی و نوع انباری که قرار است در معرض آن قرار گیرد باید شناخته شود.

برای دستیابی موفقیت آمیز به ماموریت پیش خنک سازی، باید به گونه ای ذخیره شود که هوا در اطراف بسته بندی گردش کند. این باید دارای منافذی باشد تا تماس مستقیم بین میوه و هوا را تضمین کند. به عنوان مثال، 5 درصد دهانه در سطح کل بسته بندی سیب، زمان خنک شدن را تا 25 درصد کاهش می دهد.

اگر از تونل های پیش خنک کننده استفاده کنید، بسته های بدون درب باید در معرض جریان هوا با سرعت بالا قرار گیرند. به عنوان مثال، برای یک بسته 6 کیلویی گیلاس، جریان هوا 3200 فوت در دقیقه و 15 دقیقه زمان خنک شدن نیاز خواهد بود.

توجه به این نکته حائز اهمیت است که از آنجایی که حجم بسیار زیادی از هوا در مدت زمان کوتاهی در این سیستم جابجا می شود، هزینه های آن بالاست. مشخص شده است که در مورد مرکبات، خنک شدن در مکان هایی با تلاطم بیشتر نسبت به مناطقی که هوا با سرعت بیشتری در گردش است، سریعتر است.

قبل از خنک کردن با
یخ یخ یا تکه های یخ آسیاب شده استفاده می شود و در طیف گسترده ای از محصولات مانند بروکلی، هویج، ذرت شیرین، اسفناج، کلم، خربزه، پیاز، جعفری و غیره استفاده می شود. این روش به ویژه در بسته بندی هایی که با هوای اجباری خنک نمی شوند موثر است. برای دستیابی به اهداف خود، یخ به ظروف و بین بسته های از قبل انبار شده اضافه می شود.

در مورد محصولاتی با تعداد تنفس بالا، این روش دارای اثر باقی مانده است. از نظر بازده مصرف انرژی خنک کننده یخی، نیم کیلوگرم می تواند حدود 1.5 کیلوگرم محصول را خنک کند و دما را از 29 به 5 درجه سانتیگراد کاهش دهد.

در این میان گرمای لازم برای ذوب یخ توسط محصول آزاد می شود و آب آزاد شده آن را خنک نگه می دارد. این روش محدود به محصولاتی است که تماس با یخ را تحمل می کنند، مانند خربزه طالبی، اما جایگزین بسیار مناسبی است.

عیب چنین تکنیکی این است که گران و پر زحمت است و همچنین به دلیل وزن ظروف پر از یخ و آبی که دائماً تخلیه می شود، محبوبیت ندارد.

پیش خنک سازی خلاء
بر اساس تبخیر بخشی از آب موجود در محصول در فشار اتمسفر بسیار کم است. محصولاتی که به راحتی آب آزاد می کنند را می توان در 20 تا 30 دقیقه خنک کرد.

سبزیجاتی که نسبت سطح به وزن بالایی دارند و آب را به سرعت آزاد می کنند، مانند سبزیجات برگ دار، بهترین گزینه برای این روش هستند. در برخی موارد از آن برای خنک کردن کرفس، برخی از انواع ذرت شیرین یا لوبیا سبز، هویج و فلفل چیلی نیز استفاده می شود. در دو مورد آخر به ترتیب برای دستیابی به خشک شدن سطحی و دمگل و برای جلوگیری از توسعه پوسیدگی پس از برداشت استفاده می شود.

یکی از مزایای آن این است که محصولاتی که از قبل بسته بندی شده و حتی در فیلم های مختلف بسته بندی شده اند را می توان به سرعت خنک کرد، مشروط بر اینکه این امکان انتقال بخار آب را فراهم کند.

از دست دادن آب و خنک شدن متعاقب آن با استخراج هوا از یک محفظه فولادی بسته هرمتیک که محصول در آن قرار دارد حاصل می شود. با کاهش فشار اتمسفر اطراف محصول، دمای جوش آب کاهش می‌یابد، بنابراین با افت فشار، آب به سرعت تبخیر می‌شود، زیرا محصول گرمای نهان تبخیر را از دست می‌دهد. این شامل کاهش فشار اتمسفر در محفظه های مهر و موم شده هرمتیک حاوی محصول است، به طوری که نقطه جوش آب کاهش می یابد. این تبخیر می شود و محصول خنک می شود.

فشار 4.58 میلی متری جیوه نقطه جوش آب را از 100 به 0 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. سپس آب از فاز مایع به بخار می رود و انرژی مورد نیاز برای تبخیر آن از محصول گرفته می شود.

به این ترتیب اگر محصول به مدت کافی در معرض چنین فشاری قرار گیرد به تدریج به دمای نزدیک به 0 درجه سانتیگراد می رسد.

چرخه خنک کننده در پیش خنک سازی خلاء
زمانی شروع می شود که به نقطه جوش آب در محصول می رسد و این نه تنها به فشار، بلکه به دمای محصول نیز بستگی دارد. در دمای 25 درجه سانتیگراد، نقطه جوش آب 23.6 میلی متر جیوه است. یعنی با اعمال خلاء بسته به دمای محصول به نقاط جوش پی در پی می رسد که هر بار در اثر تبخیر کاهش می یابد.

اگر فشاری معادل 58/4 میلی‌متر جیوه و نقطه جوش آب در 0 درجه سانتی‌گراد به دست آید، بخار آب تولید شده باید به همان سرعتی که تولید می‌شود، از بین برود. مزیت این روش خنک سازی سریع و یکنواخت است.

با این حال، برای استفاده از آن لازم است در نظر بگیرید که فقط برای محصولاتی با سطح وسیع، مانند سبزیجات برگدار، به ویژه کاهو، که نسبت سطح به جرم آنها بسیار زیاد است و مقاومت کمی در برابر حرکت آب دارد، کار می کند. کاهو رایج ترین سبزی است که با این روش خنک می شود.

در همین حال، در میوه ها مناسب نیست، زیرا سرعت خنک کننده پایین است. علاوه بر این، میوه هایی وجود دارند که آنقدر ضعیف یا لطیف هستند که این روش باعث ایجاد ترک و ترشح آب می شود.

هر تکنیکی که انتخاب شود، مهمترین چیز تعیین مکانیسم ایده آل برای محصول و تعیین محدودیت های زمانی و هزینه ای است. مهمتر از همه، بدانید مکانیسم بهینه برای داشتن یک محصول با کیفیت چیست.
————————————————————————————————————————————————— ————

ماریا د لوردز یانز لوپز
زیست شناس از دانشگاه خودمختار متروپولیتن. او دارای مدرک کارشناسی ارشد در علوم غذایی از دانشگاه آرکانزاس، پردیس فایتویل، و مدرک کارشناسی ارشد در فیزیولوژی پس از برداشت از مدرسه ملی رشد میوه (CONAFRUT) است. علاوه بر این، او دارای دکترای علوم زیستی از دانشگاه خودمختار متروپولیتن است.

منبع: mundohvacr