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Lebensmitteltechnologie (Subject) / 5. Kühlen und Gefrieren von LM (Lesson)
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- Kälteanwendung in der Lebensmittelproduktion Abkühlen von Rohstoffen auf eine Lagertemperatur oberhalb der Gefriertemperatur Abkühlen von Produkten während einer Bearbeitung, bei der Wärme entsteht Abkühlen von Produkten nach einer Bearbeitung, bei der Wärme zugeführt wurde Abkühlung von Produkten zur Beeinflussung von Prozessparametern Abkühlung von Produkten zur Verbesserung der Haltbarkeit Abkühlen und Kalthalten von Lagerräumen für Rohstoffe, Zwischen- oder Fertigprodukte Abkühlen und Kalthalten von Transportfahrzeugen
- Produktverhalten beim Kühlen flüssiger Lebensmittel Reine Abkühlung Temperatur der Flüssigkeit wird verringert, ohne dass sich der Aggregatzustand von Flüssigkeitskomponenten ändert (Milch) Ausscheidungskühlung Abkühlung von Flüssigkeiten mit mehreren Komponenten, wobei während des Abkühlens eine oder mehrere Komponenten fest werden und dadurch ausscheiden (Streichwurst) Erstarrungskühlung Gesamtes Produkt wird aus dem flüssigen in den festen Aggregatzustand überführt (Schokolade)
- gekühlte LM Aufbewahrung bei einer Temperatur deutlich unter Raumtemperatur und der Temperatur des Gefrierbeginns+10 °C bis 0 °C je nach Produkt
- gefrorene LM Aufbewahrung bei einer Temperatur zwischen der des Gefrierbeginns des jeweiligen Lebensmittels (i.d.R. -0,5 °C bis -2 °C) und -18 °C
- tiefgefrorene bzw tiefgekühlte LM Lebensmittel, die bei oder unterhalb von -18 °C gelagert werden Gesetzlich geregelt in der Verordnung für tiefgefrorene Lebensmittel (TLMV)
- Verderb von Lebensmitteln Verderb = Unerwünschte, nicht durch den Menschen absichtlich herbeigeführte Qualitätsverschlechterung eines Lebensmittels. Wertminderung infolge eines Abbaus essentieller Nährstoffe Auftreten abweichender Geschmacks- und Geruchsnoten Völlige Genussuntauglichkeit infolge der Bildung toxischer Verbindungen Geschwindigkeit abhängig von diversen Einflussparametern Mikrobieller, enzymatischer, oxidativer Verderb
- Einfluss von Kälte auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln Im Temperaturbereich zwischen +30 °C und -30 °C gilt die Regel von Van´t Hoff: Eine Temperaturabsenkung um 10 °C verringert die Reaktionsgeschwindigkeit um etwa die Hälfte.
- Gefriergeschwindigkeit und Eiskristallbildung Gefriervorgang setzt normalerweise in den Zellzwischenräumen ein Langsames Gefrieren: Bildung großer Eiskristalle (starke Deformation der umliegenden Zellen) Schnelles Gefrieren: Bildung vieler kleiner Kristallisationskeime, die dann schnell weiterwachsen Je größer der Temperaturunterschied, desto größer die Gefrierge-schwindigkeit
- Kältebedarf Abkühlung so schnell wie möglich (Produktqualität!) Instationärer Vorgang: Temperatur an einer Stelle im Lebensmittel ändert sich während des Abkühlvorgangs mit der Zeit Fühlbare Wärme des Guts Atmungswärme von Obst und Gemüse Fühlbare Wärme der Verpackung Kühlen und Trocknen der neuen Luft
- Abkühlzeit Wärmeentzug beginnt an der Oberfläche > Oberflächentemperatur sinkt schneller als Kerntemperatur Im Innern des Lebensmittels Transport von Wärme von innen nach außen durch Wärmeleitung Annäherung der Oberflächentemperatur an die Temperatur des Kälteträgers Kerntemperatur bleibt am höchsten; Lebensmittel nimmt erst durch allmählichen Temperaturausgleich während der Lagerung an allen Stellen konstante Temperatur an
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- Abkühldauer bei verpackten Lebensmitteln Geringerer oder kein Wasserverlust Schutz vor mikrobiellem Befall Erheblicher Anstieg der Abkühlzeiten
- (Tief-)Gefrierprozess 1. Schritt: Abkühlen Produkt wird von seiner Anfangstemperatur bis auf die Temperatur des Gefrierbeginns abgekühlt 2. Schritt: Gefrieren Kristallisation des vorhandenen Wassers zu Eis (0 °C; theoretisch) Realität: Zunächst Unterkühlung ohne Kristallisation Ausmaß der Unterkühlung abhängig von Kristallisationskeimen Nach Unterschreiten einer ausreichenden Unterkühlungstemperatur setzt Kristallisation ein und Temperatur steigt spontan auf Gefrierpunkt an Temperaturkonstanz bis zur vollständigen Kristallisation des Wassers Absinken der Eistemperatur auf Temperatur des Kühlmediums Zu beachten: Gelöste Stoffe führen zu Gefrierpunkterniedrigung!