Обзор исследований
В ряде исследований сравнивалась эффективность вакуумного охлаждения и охлаждения принудительным воздухом для продления срока хранения свежей продукции. Ключевые результаты исследования листовых овощей:
| Параметр | Вакуумное охлаждение | Охлаждение принудительным воздухом |
|---|---|---|
| Время охлаждения (25°C → 2°C) | 20-30 min | 3-6 часов |
| Потеря массы | 1.5-2.0% | 3-5% |
| Продление срока хранения | 40-70% | 20-30% |
| Равномерность (±°C) | ±1°C | ±3°C |
В исследовании был сделан вывод, что вакуумное охлаждение превосходит охлаждение принудительным воздухом по всем сравниваемым здесь показателям.
Почему скорости охлаждения различаются
Вакуумное охлаждение основано на принципе испарения. Когда давление в камере снижается ниже давления насыщения воды при температуре продукта, вода испаряется из самого продукта. Скрытая теплота, необходимая для этого фазового перехода, отбирается от тканей, поэтому охлаждающий эффект возникает внутри массы продукта, а не на его поверхности. Охлаждение принудительным воздухом, напротив, зависит от передачи тепла от ядра продукта к его поверхности и последующего отвода холодным воздухом. Скорость ограничивается теплопроводностью продукта и тем, насколько хорошо воздух достигает каждой поверхности.
Роль отношения площади поверхности к объёму
Поскольку вакуумное охлаждение отбирает тепло сразу от всей массы, оно хорошо работает с продуктами, имеющими высокое отношение площади поверхности к объёму, такими как листовые овощи, пряные травы и грибы. Плотные продукты с низким отношением охлаждаются медленнее и могут требовать иной схемы загрузки камеры. Упаковка также имеет значение: перфорированные или открытые упаковки позволяют пару свободно выходить, тогда как герметичная плёнка может задерживать пар и замедлять снижение давления внутри упаковки.
Почему потери массы различаются
При вакуумном охлаждении некоторая потеря влаги неизбежна, поскольку испарение этой влаги и есть сам механизм охлаждения. При охлаждении принудительным воздухом поток воздуха продолжает удалять влагу с поверхности в течение гораздо более длительного периода охлаждения, поэтому суммарная потеря выше. При вакуумном способе потери можно дополнительно регулировать путём добавления мелкодисперсного распыления воды до или во время цикла, что восполняет часть испарившейся влаги.
Равномерность по партии
Равномерность — это практическое различие, которое проявляется при хранении. При вакуумном охлаждении вся партия находится под одинаковым давлением и поэтому охлаждается с сопоставимой скоростью, так что партия выходит из камеры в узком температурном диапазоне. При охлаждении принудительным воздухом коробки по внешней стороне паллеты получают значительно больше воздуха, чем коробки в центре, поэтому середина штабеля остаётся более тёплой. Эти более тёплые центральные зоны стареют быстрее и сокращают срок годности всей партии.
Как оценивается результат по сроку хранения
Продление срока хранения измеряется путём выдержки охлаждённого продукта и неохлаждённого контрольного образца в идентичных условиях хранения и сравнения момента, когда каждый из них становится непригодным для реализации, по видимым показателям качества, таким как увядание, пожелтение, гниение и потеря тургора. Поскольку оценка является сравнительной, а условия хранения одинаковы для обоих образцов, различие отражает обработку охлаждением, а не режим хранения.
Где охлаждение принудительным воздухом всё ещё применяется
Вакуумное охлаждение — это периодический процесс, и он зависит от наличия в продукте достаточного количества свободной воды для испарения. Продукты с низким содержанием влаги или упакованные таким образом, что это препятствует движению пара, не являются подходящими кандидатами. Охлаждение принудительным воздухом обеспечивает непрерывный поток смешанных партий и проще применяется к продуктам, которые нельзя обрабатывать партиями. Таким образом, выбор — это вопрос типа продукта, упаковки и характера производительности, а не того, что один метод правилен в каждом случае.