Suhu Rendah (Translate)

CHILLINGChilling adalah unit operasi di mana suhu makanan dikurangi menjadi antara- 1 º C dan 8 º C. Hal ini digunakan untuk mengurangi laju perubahan biokimia dan mikrobiologi, dan karenanya untuk memperpanjang masa simpan makanan segar dan olahan. Hal ini menyebabkan perubahan minimaldengan karakteristik sensorik dan sifat gizi dari makanan dan, sebagai akibatnya, makanan dinginyang dirasakan oleh konsumen sebagai nyaman, mudah untuk mempersiapkan, berkualitas tinggi dan'Sehat', 'alami' dan 'segar'. Sejak 1980-an telah ada produk substansialpembangunan dan pertumbuhan yang kuat di pasar makanan dingin, terutama untuk sandwich,makanan penutup, makanan siap saji, salad siap, pizza dan pasta segar (Jennings, 1997). Obligasi(1992), misalnya, menggambarkan pengenalan 1000 produk dingin baru per tahundi akhir 1980-an, dengan pengembangan produk masih terus pada tingkat sekitar 750 baruproduk per tahun.

Chilling sering digunakan dalam kombinasi dengan unit operasi lainnya (misalnyafermentasi (Bab 7) atau pasteurisasi (Bab 11)) untuk memperpanjang masa simpan ringanmakanan olahan. Ada efek pengawet lebih besar ketika dingin dikombinasikan dengankontrol komposisi atmosfer penyimpanan (Bab 20) daripada yang ditemukan menggunakanbaik unit operasi saja. Namun, tidak semua makanan dapat dingin dan tropis, subtropisdan beberapa buah sedang, misalnya, menderita cedera mengerikan pada 3-10 º C di atas merekatitik beku.

Makanan dingin dikelompokkan ke dalam tiga kategori sesuai dengan suhu penyimpananrentang sebagai berikut (Hendley, 1985):1. ? 1 º C sampai +1 º C (ikan segar, daging, sosis dan daging giling, daging asap danbreaded ikan).2. 0 º C sampai +5 º C (daging kaleng pasteurisasi, susu, krim, yoghurt, salad disiapkan,sandwich, dipanggang, pasta segar, segar sup dan saus, pizza, kue-kue danadonan unbaked).3. 0 º C hingga +8 º C (daging sepenuhnya matang dan kue ikan, daging sembuh dimasak atau mentah,mentega, margarin, keju keras, nasi, jus buah dan buah-buahan lembut).Rincian dari berbagai makanan dingin yang tersedia dan tren masa depan yang diberikan oleh Bond (1992)dan Dade (1992).

Pasokan sukses makanan dingin untuk konsumen sangat tergantung padacanggih dan relatif mahal sistem distribusi yang melibatkan toko dingin,didinginkan transportasi dan lemari display ritel dingin, bersama dengan luaskepemilikan kulkas domestik. Kontrol suhu yang tepat sangat penting pada semua tahapuntuk menghindari risiko kerusakan makanan atau keracunan makanan. Secara khusus, rendah asam makanan dingin,yang rentan terhadap kontaminasi oleh bakteri patogen (misalnya segar danpre-cooked daging, pizza dan adonan unbaked) harus disiapkan, dikemas dan disimpandi bawah kondisi yang ketat kebersihan dan kontrol suhu. Rincian dari undang-undang yangmempengaruhi kontrol suhu makanan dingin di Eropa dan Amerika Utara yang diberikan olehTurner (1992) dan Woolfe (2000).19,1 Teori19.1.1 Segar makananTingkat perubahan biokimia yang disebabkan oleh salah satu mikro-organisme atau alamienzim meningkat logaritmis dengan suhu (Bab 1). Chilling karenamengurangi laju perubahan enzymic dan mikrobiologi dan respirasi menghambat segarmakanan. Faktor-faktor yang mengendalikan kehidupan rak tanaman segar dalam penyimpanan dingin meliputi:• jenis makanan dan berbagai kultivar atau• bagian dari tanaman yang dipilih (bagian yang paling cepat berkembang memiliki tingkat metabolisme tertinggidan kehidupan penyimpanan terpendek (Tabel 19.1))

Bayu Octavian Prasetya [Translate of Food Processing Technology]

• kondisi makanan saat panen (misalnya adanya kerusakan mekanisatau mikroba kontaminasi, dan tingkat kedewasaan)• suhu panen, penyimpanan, distribusi dan display ritel• kelembaban relatif dari atmosfer penyimpanan, yang mempengaruhi kerugian dehidrasi.

Rincian lebih lanjut diberikan dalam Bagian 19.3.Tingkat respirasi buah-buahan segar tidak selalu konstan pada penyimpanan

konstantemperatur. Buah-buahan yang mengalami 'klimakterik' pematangan menunjukkan pendek tapi tiba-tibapeningkatan laju respirasi yang terjadi dekat dengan titik kematangan optimum.

Tabel 19.1 Botanical fungsi yang terkait dengan laju respirasi dan kehidupan penyimpanan untuk produk yang dipilih

Buah klimakterik termasuk apel, aprikot, alpukat, pisang, mangga, persik, pir, plumdan tomat. Non-klimakterik buah termasuk cherry, mentimun, ara, anggur, jeruk,lemon, nanas, dan strawberry. Sayuran bernafas dengan cara yang mirip dengan nonclimactericbuah-buahan. Perbedaan dalam kegiatan pernafasan buah-buahan dan sayuran yang dipilihditunjukkan pada Tabel 19.1 dan 19.2.


Perubahan yang tidak diinginkan pada beberapa buah-buahan dan sayuran terjadi ketika suhuberkurang di bawah optimal khusus untuk buah individu. Ini disebut cedera mengerikandan menghasilkan perubahan fisiologis berbagai (misalnya internal atau eksternal browning,kegagalan untuk matang dan noda kulit). Alasan untuk ini tidak sepenuhnya dipahami, tetapi mungkintermasuk ketidakseimbangan dalam aktivitas metabolisme yang mengakibatkan produksi berlebihan darimetabolit yang kemudian menjadi beracun ke jaringan (Haard dan Chism, 1996). Hal ini ditemukanMisalnya dalam apel (kurang dari 2-3 º C), alpukat (kurang dari 13 º C), pisang (kurang dari 12 -13 º C), lemon (kurang dari 14 º C), mangga (kurang dari 10-13 º C) dan, melon nanas dantomat (masing-masing º C kurang dari 7-10). Suhu optimum penyimpanan dan relatifkelembaban, dan diharapkan waktu penyimpanan ditunjukkan pada Tabel 19.3 untuk berbagai buah-buahan segardan sayuran. Perubahan yang tidak diinginkan akibat kelembaban relatif tidak benar dijelaskan olehvan den Berg dan Lentz (1974).

Dalam jaringan hewan, respirasi aerobik dengan cepat menurun ketika pasokan oksigendarah berhenti di disembelih. Respirasi anaerobik glikogen menjadi asam laktat kemudian menyebabkanpH daging turun, dan terjadinya rigor mortis, di mana jaringan ototmenjadi perusahaan dan inextensible. Pendinginan selama respirasi anaerobik diperlukan untukmenghasilkan tekstur yang diperlukan dan warna daging dan mengurangi kontaminasi bakteri.Perubahan yang tidak diinginkan, yang disebabkan oleh daging pendinginan sebelum rigor mortis telah terjadi, yangdisebut pemendekan dingin. Rincian ini dan lainnya post-mortem perubahan dagingdijelaskan oleh Laurie (1998).

Untuk bersantai makanan segar perlu untuk menghapus kedua panas sensibel (juga dikenal sebagai lapanganpanas) dan panas yang dihasilkan oleh aktivitas pernapasan. Produksi panas pernapasan pada20 º C dan tekanan atmosfer diberikan oleh persamaan (19.1).

Ukuran tanaman pendinginan dan waktu proses yang diperlukan untuk bersantai panen yangdihitung dengan menggunakan metode-negara goyah perpindahan panas (Bab 1). Perhitungan yang


sederhana ketika makanan olahan yang dingin sebagai aktivitas pernafasan tidak terjadi. Sejumlahasumsi yang dibuat untuk menyederhanakan perhitungan lebih lanjut, misalnya suhu awalmakanan yang konstan dan seragam di seluruh makanan, dan suhu pendinginanmenengah, aktivitas pernafasan dan semua sifat termal dari makanan yang konstan selamapendinginan. Rinci derivasi dari pertimbangan teoritis dan contoh perhitunganbeban panas dan tingkat mengerikan dijelaskan oleh van Beek dan Meffert (1981).

Contoh masalah 19.1Berry baru dipanen berukuran 2 cm dengan diameter dingin dari 18 º C sampai 7 º C dalamchiller pada 2 C? º, dengan koefisien permukaan perpindahan panas dari 16 Wm 2K?? 1. Mereka kemudiandimuat dalam batch 250 kg ke dalam kontainer dan ditahan selama 12 jam dalam operasi toko dingin di2 º C, sebelum diproses lebih lanjut.? Toko dingin memegang rata-rata 2,5 t makanan danukuran 3 m tinggi dengan 10 m? 10 m. Dinding dan atap yang terisolasi dengan 300 mmbusa poliuretan, dan lantai dibangun dari 450 mm dari beton. The ambientsuhu udara rata-rata 12 º C dan suhu tanah 9 º C. Seorang operator menghabiskan suaturata-rata 45 hari min? 1 memindahkan kontainer di toko dan switch pada empat 100 Wlampu ketika di toko. Kontainer masing-masing beratnya 50 kg. Hitung waktu yang diperlukan untuk mendinginkanberries di chiller dan menentukan apakah 5 kW pabrik pendingin akancocok untuk toko dingin. (Tambahan Data: konduktivitas termal dari berries adalah0,127 W m 1 K?? 1, konduktivitas termal isolasi adalah 0,026 W m 1 K?? 1,konduktivitas termal dari beton adalah 0,87 W m 1 K?? 1 (Tabel 1.5), panas spesifik dariberries adalah 3778 kg J 1 K?? 1, panas spesifik dari wadah adalah 480 kg J 1K?? 1,


kepadatan berry adalah 1050 m kg? 3, panas yang dihasilkan oleh operator adalah 240 W, danpanas rata-rata respirasi buah adalah 0,275 kg J 1 s?? 1.)

Solusi untuk masalah Contoh 19.1Untuk menghitung waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan buah, dari persamaan (1.25) untuk unsteadystateperpindahan panas (Bi? h? k?) untuk berries,


19.1.2 olahan makananPenurunan temperatur di bawah minimum yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba meluas waktu generasi mikro-organisme dan pada efek mencegah atau menghambat reproduksi. Mekanisme ini dijelaskan secara rinci dalam teks mikrobiologi sebagian (misalnya Frazier dan Westhoff, 1978). Ada empat kategori luas dari mikro-organisme, berdasarkan pada Kisaran suhu untuk pertumbuhan (Walker dan Betts, 2000):1. termofilik (minimum: 30-40 º C, optimum: 55-65 º C)2. mesofilik (minimum: 5-10 º C, optimum: 30-40 º C)3. psychrotrophic (minimal:? 0-5 º C, optimum: 20-30 º C)4. psychrophilic (minimum: 0-5 º C, optimum: 12-18 º C?).

Chilling mencegah pertumbuhan termofilik dan banyak mesofilik mikro-organisme.Kekhawatiran mikrobiologi utama dengan makanan dingin sejumlah patogen yang dapat tumbuh selama penyimpanan berpendingin diperpanjang bawah 5 º C, atau sebagai akibat dari peningkatan suhu (temperatur penyalahgunaan) dan dengan demikian menyebabkan keracunan makanan (Kraft, 1992). Sebelumnya dianggap bahwa suhu pendingin akan mencegah pertumbuhan patogen bakteri, tetapi sekarang diketahui bahwa beberapa spesies dapat tumbuh jumlah besar di suhu, atau cukup virulen menyebabkan keracunan setelah menelan hanya beberapa sel. Contoh dari patogen Aeromonas hydrophilia, spp Listeria, Yersinia enterocolitica, beberapa strain Bacillus cereus, Vibrio parahaemolyticus dan enteropatogenik Escherichia coli (Marth, 1998). Sebuah contoh yang terakhir (E.coli 0157: H7) dapat menyebabkan kolitis hemoragik setelah konsumsi sesedikit sepuluh sel (Buchanan dan Doyle, 1997). Ringkasan dari sumber bakteri ini, jenis infeksi atau pembusukandan khas makanan berisiko tinggi diberikan dalam Tabel 19.4. Rincian taksonomi tersebut, patogenisitas, deteksi dan distribusi patogen penting diberikan oleh Anon. (1996), Marth (1998) dan Walker dan Betts (2000).

Oleh karena itu penting bahwa praktek manufaktur yang baik (GMP) yang diberlakukan selamaproduksi makanan dingin. Rincian dari desain higienis tanaman dingin, membersihkan jadwal dan total quality management (TQM) prosedur dibahas secara rinci oleh Holah dan Brown (2000), Holah (2000) dan Rose (2000), masing-masing.


Masa simpan makanan olahan dingin ditentukan oleh:• jenis makanan


• tingkat kerusakan mikroba atau inaktivasi enzim dicapai oleh proses• kontrol kebersihan selama proses dan kemasan• sifat penghalang dari paket• suhu selama pengolahan, distribusi dan penyimpanan.Masing-masing faktor-faktor yang berkontribusi terhadap umur simpan makanan dingin dapat dianggap sebagai 'hurdles: suatu kombinasi suatu proses pengolahan pangan' untuk pertumbuhan mikroba dan rincian lebih lanjut dari konsep ini diberikan dalam Bab 1. Kemasan makanan dingin dijelaskan dalam Bab 24. Rincian penyimpanan yang benar kondisi untuk produk dingin tertentu yang terdaftar oleh Anon. (1979), dan prosedur untuk penanganan yang tepat dari makanan dingin dijelaskan oleh Anon. (1982).19.1.3 Cook-chill sistemMakanan individu (misalnya daging panggang iris) atau makanan lengkap yang diproduksi olehmasak-masak atau dingin-dingin Pasteurise-proses (Byrne, 1986). Contohnya adalah sous-videproduk, yang merupakan istilah yang umum digunakan untuk merujuk pada makanan yang dikemas vakum sebelumuntuk pasteurisasi (meskipun ketat mengacu hanya untuk vakum kemasan). Produk-produk ini,yang meliputi makanan lengkap atau komponen seperti saus, yang dikembangkan untukkelembagaan katering untuk menggantikan hangat-holding, yang mengurangi kerugian 1 di gizi danmakan kualitas dan lebih murah. Produksi mereka dijelaskan secara rinci dalam Ghazaladan Trenholm (1998) dan Creed dan Reeve (1998). Di toko-toko ritel, penjualan darisemakin berbagai dimasak-dingin makanan siap saji telah berkembang pesat karenamereka kenyamanan, kualitas tinggi dan citra yang sehat.

Kisaran makanan dingin dapat dicirikan oleh kelas risiko mikroba yang merekaberpose untuk konsumen sebagai berikut:Kelas 1 makanan yang mengandung bahan-bahan mentah atau mentah, seperti salad atau keju sebagai siap-makan (RTE) makanan (juga termasuk dingin-stabil makanan mentah, seperti daging, ikan, dll)Kelas 2 produk yang terbuat dari campuran bahan-bahan berisiko dimasak dan rendah bakuKelas 3 dimasak produk yang kemudian dikemasKelas 4 produk yang dimasak setelah kemasan, termasuk siap-untuk-makan-productsfor- diperpanjang-ketahanan (REPFEDs) memiliki umur simpan 40 hari + (yang akronim juga digunakan untuk berarti didinginkan-pasteurisasi-makanan-untuk-extendeddurability).Dalam klasifikasi di atas, 'memasak' mengacu pada proses panas yang menghasilkan 6D minimal pengurangan patogen sasaran (lihat Bab 1 dan 12 untuk penjelasan D-nilai). Beberapa Kelas 1 produk memerlukan memasak oleh konsumen, sedangkan lainnya dimasak dingin produk mungkin siap untuk makan atau dimakan setelah periode singkat pemanasan kembali. Gorris (1994) dan Betts (1998) menggambarkan metode lain pengolahan ringan untuk meningkatkan keamanan siap-untuk-makan makanan.

Pabrik hanya mampu mengendalikan keamanan dari produk dengan meminimalkantingkat patogen pada bahan-bahan yang masuk dan dengan memastikan proses itu danprosedur penyimpanan tidak memperkenalkan patogen atau mengizinkan jumlah mereka meningkat.Oleh karena itu, di samping daerah manufaktur higienis normal, produk dalam Kelas 1,2 dan 4 memerlukan 'higienis wilayah' khusus, yang dirancang untuk dapat dengan mudah dibersihkan untuk mencegah1. Dimana makanan tetap panas untuk waktu yang lama sebelum dikonsumsi.


bakteri, seperti Listeria spp. menjadi didirikan di dalamnya. Produk di Kelas 2 dan 3 juga memerlukan 'daerah tinggi perawatan' tambahan, yang secara fisik terpisah dari daerah lain dan hati-hati dirancang untuk mengisolasi makanan dimasak selama persiapan, perakitan makanan, dingin dan kemasan. Daerah tersebut telah ditetapkan persyaratan kebersihan termasuk:• ventilasi tekanan positif dengan mikro-disaring pasokan udara pada suhu yang benardan kelembaban• masuk dan keluar dari staf hanya melalui ruang ganti• 'tanpa sentuhan' cuci fasilitas• konstruksi standar dan bahan untuk memudahkan pembersihan• hanya sepenuhnya makanan olahan dan bahan kemasan diterima melalui menetas atau airlocks• pelatihan kebersihan khusus untuk operator dan sepenuhnya pakaian pelindung (termasuk sepatu,hairnets, mantel, dll)• operasional prosedur untuk membatasi resiko kontaminasi• Produksi berhenti untuk pembersihan dan disinfeksi setiap 2 jam.Rinci deskripsi dari desain dan operasi dari fasilitas untuk dimasak-dingin makanandiberikan oleh Brown dan Gould (1992), Rose (2000) dan Anon. (1998), dan Nicolai et al.(1994) menggambarkan desain komputer dibantu cook-chill makanan. Mikrobiologi pertimbanganketika REPFEDs memproduksi dijelaskan oleh Gorris dan Peck (1998).Setelah persiapan, dimasak dingin makanan yang portioned dan dingin dalam waktu 30 menit darimemasak. Chilling sampai 3 º C harus diselesaikan dalam waktu 90 menit dan makanan harus disimpan pada0-3 º C. Dalam sistem masak-Pasteurise-dingin, makanan panas diisi ke dalam wadah yang fleksibel, yangvakum parsial dibentuk untuk menghilangkan oksigen dan pak adalah panas disegel. Hal ini kemudian dipasteurisasidengan suhu minimum 80 º C selama 10 menit di pusat termal, diikuti oleh langsungpendinginan sampai 3 º C. Makanan ini memiliki umur simpan 2-3 minggu (Hill, 1987).19,2 PeralatanPeralatan Chilling diklasifikasikan oleh metode yang digunakan untuk menghilangkan panas, menjadi:• mekanik kulkas• cryogenic sistem.Batch atau terus beroperasi dimungkinkan dengan kedua jenis peralatan, namun semua harusmenurunkan suhu produk secepat mungkin melalui hangat kritiszona (50-10 º C) di mana pertumbuhan maksimum mikro-organisme terjadi.19.2.1 Teknik kulkasKulkas mekanik memiliki empat elemen dasar: evaporator, kompresor, satukondensor dan katup ekspansi (Gambar 19.1). Komponen kulkas seringdibangun dari tembaga sebagai konduktivitas termal yang rendah (Bab 1, Tabel 1.5) memungkinkantingginya tingkat perpindahan panas dan efisiensi termal yang tinggi.Sebuah refrigerant (Tabel 19.5) beredar antara empat unsur dari kulkas,mengubah negara dari cair ke gas, dan kembali ke cair sebagai berikut:• Pada evaporator menguap refrigeran cair pada tekanan tereduksi, dan


melakukannya menyerap panas laten penguapan dan mendinginkan media beku. Ini adalah

Bagian paling penting dari lemari es, peralatan yang tersisa digunakan untuk mendaur ulangrefrigeran.• Refrigerant uap lolos dari evaporator ke kompresor dimana tekanannyameningkat.• Uap kemudian lolos ke kondensor dimana tekanan tinggi dipertahankan danuap diembunkan.• Cairan melewati katup ekspansi di mana tekanan berkurang untuk restartsiklus pendinginan.Sifat penting dari refrigeran adalah sebagai berikut:• rendah titik didih dan tinggi laten panas penguapan• uap padat untuk mengurangi ukuran kompresor• toksisitas rendah dan tidak mudah terbakar• rendah miscibility dengan minyak di kompresor• biaya rendah.Amonia memiliki sifat perpindahan panas yang sangat baik dan tidak larut dengan minyak, tetapiberacun dan mudah terbakar, dan menyebabkan korosi pada pipa tembaga. Karbon dioksida adalah tidak mudah terbakardan tidak beracun, 2 sehingga lebih aman untuk digunakan misalnya pada kapal didinginkan, tetapimembutuhkan tekanan operasi jauh lebih tinggi dibandingkan dengan amonia. halogenrefrigeran (chlorofluoro-karbon atau CFC) adalah semua non-beracun dan non-mudah terbakar danmemiliki sifat perpindahan panas yang baik dan biaya yang lebih rendah dari refrigeran lain. Namun, merekainteraksi dengan ozon di atmosfer bumi, dan kontribusi konsekuen untuk duniapemanasan sebagai 'gas rumah kaca', telah mengakibatkan larangan internasional tentang penggunaan mereka sebagairefrigeran bawah Protokol Montreal. Sebagian terhalogenasi CFC (atau HCFC) kurang


HCFC lingkungan berbahaya dan ada sedang digantikan untuk sementara CFC,tetapi ini juga harus dihapus sebelum dekade pertama abad baru. baru,ozon ramah HCFC sedang dikembangkan dan cenderung menjadi pentingrefrigeran. Perkembangan ini dijelaskan lebih rinci oleh Heap (1997). ituGambar. 19,1 Mekanikal (kompresi-ekspansi) kulkas.(Setelah Patchen (1971).)2. Catatan: Penyebab asfiksia CO2 dalam konsentrasi di atas 0,5% volume (Bagian 19.2.2).

refrigeran utama yang sekarang digunakan adalah Freon-22 dan amonia, dengan kemungkinanmasa penggunaan propana. Namun, dua terakhir khususnya lebih mahal dan bisamenimbulkan bahaya lokal, sehingga membutuhkan tindakan pencegahan keselamatan tambahan dan pelatihan untukperalatan pengguna (Heap, 2000).Media mengerikan dalam pendingin mekanis didinginkan mungkin udara, air atau logampermukaan. Air pendingin (untuk pendingin misalnya ledakan) menggunakan konveksi paksa untuk mengedarkan udara padasekitar 4 º C dengan kecepatan tinggi (4 ms? 1), dan dengan demikian mengurangi? ketebalan film batas(Bab 1) untuk meningkatkan laju perpindahan panas. Air-ledakan pendingin juga digunakan dalamdidinginkan kendaraan, tapi makanan harus memadai dingin ketika dimuat ke kendaraan,sebagai tanaman pendingin hanya dirancang untuk menahan makanan di suhu yang diperlukan dantidak dapat memberikan pendinginan tambahan makanan tidak sempurna dingin. Sistem pelat eutektik adalahjenis lain dari pendingin yang digunakan dalam kendaraan berpendingin, terutama untuk daerahdistribusi. Salt solusi (misalnya kalium klorida, natrium klorida atau amoniumklorida) yang beku temperature3 eutektik mereka (dari 3 sampai?? 21 º C) dan udaraberedar di seluruh piring, untuk menyerap panas dari trailer kendaraan. Lempengregenerasi dengan re-pembekuan dalam freezer eksternal.Lemari dingin ritel menggunakan udara dingin yang beredar dengan konveksi alami. Biayapenyimpanan dingin yang tinggi dan mengurangi biaya, toko-toko besar mungkin memiliki tanaman terpusat untuk


beredar pendingin untuk semua lemari. Panas yang dihasilkan oleh kondensor (Gambar 19.1) dapatjuga digunakan untuk di dalam toko pemanasan. Komputer kontrol lemari beberapa mendeteksi berlebihankenaikan suhu dan memperingatkan persyaratan untuk perbaikan darurat atau direncanakanpemeliharaan (Cambell-Platt, 1987). Lain perangkat hemat energi termasuk tirai malam ataukaca pintu di bagian depan lemari untuk menjebak udara dingin. Rincian dari desain dan operasilemari display didinginkan ritel, distribusi kendaraan dingin dan toko dingin diberikanoleh Heap (2000) (juga Bagian 19.3).Metode lain pendinginanMakanan dengan area permukaan besar (untuk selada misalnya) dicuci dan vakum didinginkan. Itumakanan ditempatkan dalam ruang vakum besar dan tekanan berkurang menjadi sekitar0,5 kPa. Pendinginan berlangsung sebagai menguap uap air dari permukaan (pengurangansekitar 5 º C untuk setiap pengurangan 1% di kadar air). Langsung perendaman dalamair dingin (hydrocooling) digunakan untuk menghilangkan panas lapangan dari buah dan sayuran, dankeju sering didinginkan oleh perendaman dalam air garam langsung didinginkan. Diresirkulasi dinginAir juga digunakan dalam pelat penukar panas (Bab 11, Gambar. 11,4) untuk mendinginkan makanan cairTabel 19.5 Sifat refrigeranLaten Toksisitas Refrigerant didih Flamm-uap MinyakTitik panas kemampuan kepadatan kelarutanNomor Formula (º C) pada (kJ kg 1?) (Kg m? 3)100 kPa11 CCl3F 23,8 194,2 1,31 Rendah Rendah Lengkap12 CCl2F2? 29,8 163,54 10,97 Rendah Rendah Lengkap21 CHCl2F? 44,5 254,2 1,76 Rendah Rendah Lengkap22 CHClF2? 40,8 220,94 12.81 Rendah Rendah Partial717 NH3? 33,3 1.328,48 1,965 Tinggi Tinggi? 1%744 CO2 78,5 352 60,23 Rendah Rendah?? 1%(Menyublim)3. Dimana air dan garam membentuk satu fasa.

setelah pasteurisasi. Cair dan semi-padat makanan (misalnya untuk mentega dan margarin(Bab 4)) yang didinginkan oleh kontak dengan didinginkan, atau permukaan logam air dingin ditergores permukaan penukar panas (juga Bab 11, 12 dan 21).19.2.2 cryogenic mengerikanKriogen adalah refrigerant yang mengubah fase dengan menyerap panas laten untuk mendinginkan makanan.Pendingin cryogenic menggunakan karbon dioksida padat, karbon dioksida cair atau nitrogen cair.Karbon dioksida padat menghilangkan panas laten sublimasi (352 kJ kg 1 pada 78 C? º?), Dancryogens cair menghilangkan panas laten penguapan (358 kJ kg? 1 di? 196 º C untuk cairannitrogen, karbon dioksida cair memiliki panas laten mirip dengan padat). Gas juga menyerap


panas yang masuk akal karena hangat dari 78 º? C (CO2) atau dari 196 º? C (nitrogen cair) untuk memberikanTotal refrigeran efek 565 kg kJ 1 dan? 690 kg kJ? 1 masing-masing.Keuntungan dari karbon dioksida meliputi:• mendidih lebih tinggi dan titik sublimasi dari nitrogen, dan karena efek kurang parahpada makanan• sebagian besar entalpi (kapasitas panas) muncul dari konversi padat atau cair ke gas.Hanya 13% dari entalpi dari karbon dioksida cair dan 15% dari zat padat initerkandung dalam gas itu sendiri. Hal ini dibandingkan dengan 52% dalam gas nitrogen (yaitu,kira-kira setengah dari efek pendingin nitrogen cair muncul dari panas yang masuk akaldiserap oleh gas). Karbon dioksida tidak karena memerlukan peralatan penanganan gasuntuk mengekstrak sebagian besar kapasitas panas, sedangkan nitrogen cair tidak. Keterbatasan utamakarbon dioksida, dan nitrogen tingkat lebih rendah, adalah kemampuannya untuk menyebabkan asfiksia. AdaOleh karena itu batas aman maksimum untuk operator CO2 0,5% volume dan kelebihan karbondioksida akan dihapus dari area pengolahan oleh sistem pembuangan untuk memastikan operatorkeamanan, yang menimbulkan biaya setup tambahan. Lain bahaya yang terkait dengan gas cairtermasuk luka bakar dingin, radang dingin dan hipotermia setelah terpapar dingin intens.Karbon dioksida padat dapat digunakan dalam bentuk pelet 'kering-es', atau karbon cairdioksida dapat diinjeksikan ke udara untuk menghasilkan partikel halus 'salju' karbon dioksida padat,cepat luhur untuk gas yang. Kedua jenis disimpan ke, atau dicampur dengan, makanan di combosampah, nampan, karton atau konveyor. Sebuah kelebihan kecil salju atau pelet terus pendinginanselama transportasi atau penyimpanan sebelum diproses lebih lanjut. Jika produk yang dikirimsegera dalam wadah terisolasi atau kendaraan, jenis dingin mampu menggantikan onsitetoko dingin dan dengan demikian menghemat ruang dan biaya tenaga kerja. Salju menggantikan kering-es peletkarena lebih murah dan tidak memiliki masalah penanganan, penyimpanan dan operatorkeselamatan yang terkait dengan es kering. Misalnya, dalam operasi daging tua pengolahan, kering-espelet yang berlapis dengan daging cincang seperti yang diisikan ke wadah. Namun, kurangnyakeseragaman dalam distribusi pelet mengakibatkan beberapa daging menjadi beku dan beberapayang tersisa di atas 5 º C, yang diizinkan pertumbuhan bakteri dan mengakibatkan produk variabelsuhu untuk diproses selanjutnya. Baru-baru ini penggunaan tanduk salju untuk mendistribusikanlapisan tipis salju atas daging cincang seperti yang dimuat ke sampah combo telah menghilangkan inimasalah dan mengakibatkan pendinginan seragam cepat untuk º C. 3-4 Sebuah kemajuan terbaru dalam penggunaan


karbon dioksida salju untuk distribusi dingin dan beku makanan yang dijelaskan dalam Bab 21.Nitrogen cair digunakan pada kedua pembekuan (Bab 21) dan operasi mengerikan. Untukmengerikan batch, biasanya 90-200 kg makanan dimuat ke dalam stainless steel terisolasikabinet, yang mengandung penggemar sentrifugal dan nitrogen cair injektor. The nitrogen cairvaporises segera dan para fans mendistribusikan gas dingin di sekitar kabinet untuk mencapaiseragam penurunan suhu produk. Chiller memiliki sejumlah pra-diprogramChilling 399waktu / temperatur siklus yang dikendalikan mikroprosesor. Sebuah probe makanan memonitorsuhu produk dan sistem kontrol perubahan suhu di dalamkabinet sebagai makanan dingin, sehingga memungkinkan siklus pra-diprogram yang sama yang akan digunakanterlepas dari suhu makanan yang masuk. Seperti dengan jenis lain batchperalatan, sangat fleksibel dalam operasi dan oleh karena itu cocok untuk produksi rendahvolume atau di mana sejumlah besar produk khusus yang diproduksi.Untuk dingin terus menerus, makanan dilewatkan pada conveyor kecepatan variabel ke miring,terisolasi barel, silinder memiliki diameter 80-120 cm dan panjang 4-10 mtergantung pada kapasitas. Laras berputar perlahan dan penerbangan dalam negeri mengangkat makanan danjatuh melalui gas nitrogen dingin. Laju aliran gas suhu dan dikendalikanoleh mikroprosesor dan tindakan mencegah jatuh potongan makanan saling menempel, untukmenghasilkan produk yang mengalir bebas. Hal ini digunakan untuk bersantai daging potong dadu atau sayuran sampai dengan3 t h? 1. Tumblers cair suhu nitrogen Controlled digunakan untuk meningkatkan teksturdan kapasitas pengikatan produk daging mekanis terbentuk. Tindakan berjatuhan lembutdalam vakum parsial, didinginkan oleh gas nitrogen untuk? 2 º C, solubilises protein dalam daging unggas,yang meningkatkan kapasitas mengikat mereka dan kapasitas air memegang, sehingga meningkatkan kemudianmembentuk dan operasi pelapisan.Sebuah desain alternatif adalah konveyor sekrup di dalam perumahan baja yang panjang 2,5 m stainless,dilengkapi dengan nozel injeksi karbon dioksida cair. Makanan seperti cincang, saus daging sapicampuran, kentang tumbuk dan sayuran potong dadu yang dingin dengan cepat karena mereka disampaikanmelalui chiller sampai dengan 1 t h? 1. Hal ini digunakan untuk makanan perusahaan sebelum portioning atau membentukoperasi atau untuk menghilangkan panas dari tahapan proses sebelumnya.Aplikasi lain dari pendinginan kriogenik termasuk pembuatan sosis, di mana karbonsalju dioksida menghilangkan panas yang dihasilkan selama reduksi ukuran dan pencampuran (Bab 4)dan cryogenic grinding mana kriogen mengurangi tingkat debu, mencegah ledakan debudan meningkatkan throughput pabrik. Dalam penggilingan rempah-rempah, cryogens juga mencegah hilangnyasenyawa aromatik. Dalam produksi multi-layer makanan dingin (untuk hal-hal sepele misalnya


dan makanan penutup lainnya) lapisan pertama dari produk diisi dan permukaan yang dikeraskan dengankarbon dioksida. Lapisan berikutnya kemudian dapat ditambahkan dengan segera, tanpa menunggulapisan pertama untuk mengatur, dan dengan demikian memungkinkan pengolahan terus-menerus dan lebih cepat. Lainaplikasi meliputi pendinginan dan kasus-pengerasan produk roti panas dan dingin tepunguntuk mendapatkan suhu tepung akurat dan konsisten untuk persiapan adonan.19,3 Chill penyimpananSetelah produk telah dingin, suhu harus dipertahankan oleh didinginkanpenyimpanan. Toko Chill biasanya didinginkan oleh sirkulasi udara dingin yang dihasilkan olehunit pendingin mekanik, dan makanan dapat disimpan pada palet, rak, atau dalam kasuskarkas daging, tergantung dari kait. Transportasi makanan ke dalam dan keluar dari toko dapat dilakukansecara manual menggunakan truk palet, dengan truk forklift atau truk yang dikendalikan komputer robot(Bab 2 dan 26). Bahan yang digunakan untuk pembangunan didinginkangudang dijelaskan oleh Brennan et al. (1990).19.3.1 Pengendalian kondisi penyimpananPentingnya menjaga suhu di bawah 5 º C untuk memenuhi keselamatan, kualitas dan hukumpersyaratan untuk berisiko tinggi produk yang dijelaskan dalam Bagian 19.1. Produk-produk segar juga dapatmemerlukan kontrol dari kelembaban relatif di gudang, dan dalam beberapa kasus kontrol atas400 Makanan teknologi pengolahankomposisi atmosfer penyimpanan (Bab 20). Dalam semua toko adalah penting untukmempertahankan sirkulasi yang cukup dari udara menggunakan kipas, untuk mengontrol suhu, relatifkelembaban atau komposisi atmosfer. Makanan Oleh karena itu ditumpuk dalam cara-cara yang memungkinkan udarauntuk beredar secara bebas di semua sisi. Hal ini sangat penting untuk makanan bernapas, untukmenghilangkan panas yang dihasilkan oleh respirasi (Bagian 19.1.1) atau untuk makanan, seperti keju, didimana pembangunan rasa berlangsung selama penyimpanan. Sirkulasi udara yang memadai jugapenting ketika kelembaban penyimpanan yang tinggi digunakan untuk buah-buahan segar dan sayuran (Tabel19,2) karena ada peningkatan risiko pembusukan oleh pertumbuhan cetakan jika izin 'deadspots'lokal peningkatan kelembaban. Dalam beberapa situasi, kelembaban relatif rendah mungkindigunakan, dengan beberapa layu produk diterima sebagai kompromi untuk mengurangi mikrobapembusukan.Pemantauan suhuPemantauan suhu merupakan bagian integral dari manajemen mutu dan keamanan produkmanajemen seluruh produksi dan rantai distribusi. Perbaikan mikroelektronikaselama sepuluh tahun terakhir telah memungkinkan pengembangan perangkat monitoring yang


bisa baik menyimpan sejumlah besar data dan mengintegrasikan ini ke manajemen terkomputerisasisistem (Bab 2). Woolfe (2000) daftar spesifikasi data yang umum digunakanpenebang. Ini terhubung dengan sensor temperatur yang mengukur baik udarasuhu atau temperatur produk untuk memberikan gambaran yang representatif dari jalan diyang sistem pendingin berfungsi.Ada tiga jenis utama dari sensor yang digunakan secara komersial: termokopel,platinum resistensi termometer dan semikonduktor (termistor). Termokopel adalahsepasang logam berbeda bergabung bersama-sama di salah satu ujung. Yang paling banyak digunakan adalah tipe K(Nikel-kromium dan nikel-aluminium), atau Type T (tembaga dan tembaga-nikel). Itukeunggulan dibandingkan sensor lainnya adalah biaya yang lebih rendah, waktu respon yang cepat dan jangkauan yang sangat luaspengukuran temperatur (184 º C-1600? º C). Termistor resistensi perubahan dengansuhu dan memiliki akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan termokopel, tetapi mereka memiliki banyakkisaran sempit (40 º C-140 º C?). Platinum termometer resistansi yang akurat dan memilikirentang suhu dari 270 C? º C-850 º, tapi waktu respon mereka lebih lambat dan merekalebih mahal daripada sensor lainnya. Sensor biasanya terhubung ke salah satu grafikperekam atau tampilan digital elektronik, yang juga mungkin dapat menyimpan data dan suaraalarm jika suhu melebihi batas yang telah ditetapkan. Rincian lebih lanjut dari sensor diberikan dalamBab 2.Pemantauan suhu udara lebih mudah daripada suhu produkpemantauan dan tidak melibatkan kerusakan pada produk atau paket. Hal ini banyak digunakanuntuk memantau toko dingin, kendaraan berpendingin dan lemari display, dan Woolfe (2000)menjelaskan secara rinci posisi sensor suhu dalam jenis peralatan.Namun, perlu untuk membangun hubungan antara suhu udara dan produkSuhu pada instalasi tertentu. Air terus diresirkulasi melaluipendinginan unit dan gudang. Udara dingin dipanaskan oleh produk, oleh lampu di toko,oleh kendaraan atau membuka pintu atau operator masuk. Suhu yang kembaliudara karena mungkin sama dengan suhu produk atau sedikit lebih tinggi. Olehmembandingkan ini dengan suhu udara meninggalkan evaporator dalam pendingin tersebutunit untuk menemukan perbedaan suhu, adalah mungkin untuk mengukur kinerjapendinginan sistem dan efektivitasnya dalam menjaga makanan dingin. Untuk berhubungan udaratemperatur suhu produk perlu melakukan 'uji beban', yang melibatkanmemeriksa diferensial dalam suhu udara lebih panjang dari waktu dan membandingkannya dengansuhu produk di bawah kondisi kerja normal.Chilling 401Dimana toko, lemari atau kendaraan tidak dibuka untuk waktu yang lama, perubahan hanya dalamtemperatur berasal dari siklus defrost dan membuka pintu intermiten, dan hubunganantara produk dan suhu udara relatif sederhana. Namun, operasi terbukalemari display ritel lebih sensitif terhadap variasi suhu ruangan atau kelembaban,tindakan pelanggan dan staf dalam menangani makanan, dan pencahayaan untuk menampilkan produk. Itu


Suhu distribusi di kabinet sehingga dapat mengubah dan pengujian beban menjadilebih sulit. Dalam situasi seperti itu ada kemungkinan merupakan variasi substansial di udarasuhu, namun massa makanan tetap pada suhu lebih konstan, dan udarapengukuran temperatur memiliki makna sedikit. Untuk mengatasi masalah ini makananSuhu dapat diukur atau sensor suhu udara dapat elektronik 'teredam'untuk merespon lebih lambat dan menghilangkan fluktuasi jangka pendek.Selain sensor suhu, suhu makanan dingin dapat dipantau olehsuhu-suhu atau waktu-indikator, yang menggunakan fisiko-kimia perubahan untuk menampilkan• suhu saat ini• menyeberang dari suhu ambang batas• integrasi suhu dan waktu yang makanan telah terkena tertentutemperatur.Perangkat ini didasarkan pada salah satu titik leleh suhu reaksi, enzim,polimerisasi, elektrokimia korosi atau kristal cair (Woolfe, 2000). Mereka adalahdijelaskan secara lebih rinci dalam aplikasi mereka untuk makanan beku (Bab 21), dan sekarangjuga menemukan penggunaan yang lebih besar dalam rantai dingin (Van Loey et al., 1998).19,4 Efek pada makananProses dingin makanan untuk suhu penyimpanan yang benar menyebabkan sedikit atau tidak adapenurunan kualitas makan atau sifat gizi makanan. Yang paling signifikanefek dingin pada karakteristik sensorik dari makanan olahan adalah pengerasan karenapemadatan lemak dan minyak. Kimia, biokimia dan fisik perubahan selamapenyimpanan berpendingin dapat menyebabkan penurunan kualitas, dan dalam banyak kasus itu adalah perubahanbukan mikro-biologis pertumbuhan yang membatasi masa simpan makanan dingin. IniPerubahan ini termasuk enzymic browning, lipolisis, warna dan rasa penurunan dalam beberapaproduk dan retrogradation pati menyebabkan staling produk panggang (yang terjadilebih cepat pada suhu pendinginan dibandingkan pada suhu kamar). Oksidasi lipid adalahsalah satu penyebab utama penurunan kualitas dalam masak-produk dingin, dan daging dimasak dalamtertentu dengan cepat mengembangkan rasa teroksidasi disebut 'hangat-over rasa' (WOF),dijelaskan secara rinci oleh Brown (2000). Fisiko-kimia perubahan termasuk migrasiminyak dari mayones ke kubis di coleslaw dingin, sineresis dalam saus dan gravies karenaperubahan pengental pati, penguapan air dari daging dingin unpackageddan keju staling, lebih cepat dari roti sandwich pada suhu berkurang dan kelembabanmigrasi dari sandwich tambalan mungkin setiap hasil dalam penurunan kualitas (Brown, 2000).Vitamin kerugian selama penyimpanan dingin dari makanan segar dan olahan yang dipilih akan ditampilkan dalamTabel 19.6 dan rincian yang diberikan oleh Bognar (1990).Dalam cook-chill sistem, kerugian gizi dilaporkan oleh Bognar (1980) sebagai tidak pentinguntuk tiamin, riboflavin, dan retinol, vitamin C tapi kerugian adalah hari 3,3-16%? 1 pada 2 º C. Ituvariasi yang besar adalah karena perbedaan waktu dingin, suhu penyimpanan, oksidasi(Jumlah permukaan makanan yang terkena udara) dan memanaskan kondisi. Vitamin C kerugian


masak-Pasteurise-dingin prosedur yang lebih rendah daripada dimasak-dingin makanan (misalnya

bayam kehilangan 66% dalam waktu 3 hari pada 2-3 º C setelah masak-dingin dibandingkan dengan kerugian 26% dalam waktu 7 hari pada 24 º C setelah masak-mempasteu-dingin.

FreezingBayu Octavian Prasetya [Translate of Food Processing Technology]

Pembekuan adalah unit operasi di mana suhu makanan berkurang di bawah nyatitik beku dan proporsi air mengalami perubahan di negara untuk membentuk eskristal. The imobilisasi air menjadi es dan konsentrasi yang dihasilkan dari terlarutzat terlarut dalam air beku menurunkan aktivitas air (aw) dari makanan (aw dijelaskan dalamBab 1). Pelestarian dicapai dengan kombinasi suhu rendah, mengurangiaktivitas air dan, dalam beberapa makanan, pra-perawatan dengan blansing. Ada hanya kecilperubahan kualitas gizi atau sensorik makanan yang benar ketika pembekuan dan penyimpananprosedur yang diikuti.Kelompok-kelompok utama makanan beku komersial adalah sebagai berikut:• buah-buahan (strawberry, jeruk, raspberries, blackcurrant) baik utuh atau pure'ed, atau sebagaijus konsentrat• sayuran (kacang polong, kacang hijau, jagung, bayam, kecambah dan kentang)• ikan fillet dan makanan laut (cod, plaice, udang dan daging kepiting) termasuk ikan jari,ikan kue atau hidangan disiapkan dengan saus yang menyertainya• daging (sapi, domba, unggas) sebagai bangkai, sendi kotak atau kubus, dan produk daging(Sosis, beefburgers, steak direformasi)• dipanggang (roti, kue, buah dan daging pai)• disiapkan makanan (pizza, makanan penutup, es krim, makanan lengkap dan masak-freeze piring).Peningkatan pesat dalam penjualan makanan beku dalam beberapa tahun terakhir yang terkait erat denganpeningkatan kepemilikan freezer domestik dan oven microwave. Beku makanan dan dinginmakanan (Bab 19) memiliki kualitas gambar yang tinggi dan 'kesegaran' dan, khususnya didaging, buah dan sayuran sektor, menjual lebih banyak dr produk kalengan atau kering.Distribusi makanan beku memiliki biaya yang relatif tinggi, karena kebutuhan untuk mempertahankansuhu rendah konstan. Distribusi logistik dibahas lebih lanjut dalam Bab 19 dikaitannya dengan makanan dingin dan dalam Bab 26. Sebuah kemajuan terbaru dalam distribusi dingindan makanan beku digambarkan oleh Jennings (1999), di mana 'salju' karbon dioksida(Bagian 21.2.4) ditambahkan ke wadah tertutup makanan, yang kemudian dimasukkan kedistribusi normal kendaraan. Waktu bahwa suatu produk dapat diselenggarakan di dingin dibutuhkanatau suhu penyimpanan beku dapat bervariasi dari empat sampai 24 jam dengan menyesuaikan21Pembekuanjumlah salju ditambahkan. Keuntungan lain dari sistem tersebut meliputi fleksibilitas yang lebih besar dalammampu membawa beban campuran pada temperatur yang berbeda dalam kendaraan yang sama, lebih besarkontrol atas suhu penyimpanan dan fleksibilitas yang lebih besar dalam penggunaan, dibandingkan dengan standardidinginkan kendaraan.21,1 TeoriSelama pembekuan, panas yang masuk akal adalah pertama dihapus untuk menurunkan suhu makanan ketitik beku. Dalam makanan segar, panas yang dihasilkan oleh respirasi juga dihapus (Bab 19).


Ini disebut beban panas, dan penting dalam menentukan ukuran yang benar dari pembekuanperalatan untuk tingkat produksi tertentu. Sebagian besar makanan mengandung sebagian besar air(Tabel 21.1), yang memiliki panas spesifik tinggi (4200 kg J 1 K?? 1) dan panas laten yang tinggikristalisasi (335 kJ kg 1?). Sejumlah besar energi karena itu diperlukan untukmenghilangkan panas laten, membentuk kristal es dan karenanya untuk membekukan makanan. Panas laten lainnyakomponen makanan (misalnya untuk lemak) juga harus dihapus sebelum mereka dapat memperkuattetapi dalam kebanyakan makanan komponen lain yang hadir dalam jumlah yang lebih kecil dan penghapusanjumlah yang relatif kecil panas yang dibutuhkan untuk kristalisasi berlangsung. Energi untukpembekuan diberikan sebagai energi listrik, yang digunakan untuk kompres gas (refrigeran) dipembekuan mekanik peralatan (Bagian 21.2.1-3) atau untuk kompres dan cryogens dingin(Bagian 21.2.4).Jika suhu dipantau di pusat termal dari makanan (titik yang mendinginpaling lambat) ketika panas dihapus, kurva karakteristik diperoleh (Gambar 21.1).Keenam komponen kurva adalah sebagai berikut.SEBAGAI Makanan didinginkan di bawah titik bekunya? F yang, dengan pengecualianair murni, selalu di bawah 0 º C (Tabel 21.1). Pada titik S air tetapcair, meskipun suhu di bawah titik beku. Fenomena inidikenal sebagai pendinginan dan mungkin sebanyak 10 º C di bawah titik beku.SB Suhu naik cepat ke titik beku sebagai kristal es mulai terbentukdan panas laten dari kristalisasi dilepaskan.SM Panas akan dihapus dari makanan pada tingkat yang sama seperti sebelumnya, tetapi panas latenyang dihapus sebagai bentuk es dan suhu sehingga tetap hampirkonstan. Titik beku secara bertahap tertekan oleh peningkatan zat terlarutkonsentrasi dalam cairan beku, dan suhu sehingga jatuh sedikit.Hal ini selama tahap ini bahwa sebagian besar dari es terbentuk (Gambar 21.2).CD Salah satu zat terlarut menjadi jenuh dan mengkristal keluar. Panas latenkristalisasi dilepaskan dan suhu naik dengan suhu eutektikuntuk zat terlarut yang (Bagian 21.1.2).


DE Kristalisasi air dan zat terlarut berlanjut. Total waktu tf diambil (dataran pembekuan) ditentukan oleh tingkat di mana panas dipindahkan.EF Suhu campuran es-air jatuh ke suhu freezer.Sebagian air tetap dicairkan pada suhu yang digunakan dalambeku komersial, jumlahnya tergantung pada jenis dan komposisimakanan dan suhu penyimpanan. Misalnya pada suhu penyimpanan20 º C persentase air beku? Adalah 88% di domba, 91% pada ikan dan 93% dialbumin telur.21.1.1 Es kristal pembentukanTitik beku makanan dapat digambarkan sebagai 'suhu di mana satu menitkristal es berada dalam kesetimbangan dengan air sekitarnya '. Namun, sebelum eskristal dapat terbentuk, inti dari molekul air harus hadir. Nukleasi karenamendahului pembentukan kristal es. Ada dua jenis nukleasi: homogennukleasi (orientasi kesempatan dan kombinasi molekul air), danheterogen nukleasi (pembentukan inti sekitar partikel tersuspensi atausel dinding). Nukleasi heterogen lebih mungkin terjadi pada makanan dan berlangsungselama pendinginan (Gbr. 21,1). Panjang periode pendinginan tergantung padajenis makanan dan tingkat di mana panas dipindahkan.Tingginya tingkat perpindahan panas menghasilkan sejumlah besar inti dan, sebagai molekul airbermigrasi ke inti yang ada dalam preferensi untuk membentuk inti baru, pembekuan cepat sehinggamenghasilkan sejumlah besar kristal es kecil. Namun, perbedaan besar dalam ukuran kristalditemukan dengan laju penurunan suhu yang sama karena berbagai jenis makanan dan bahkan dalam sejenismakanan yang telah menerima berbagai pra-pembekuan perawatan.Laju pertumbuhan kristal es dikendalikan oleh laju perpindahan panas untukMayoritas dari dataran tinggi dingin. Waktu yang dibutuhkan untuk suhu makanan untuk lulusmelalui zona kritis (Gambar 21.2) karena menentukan baik jumlah dan ukurankristal es. Tingkat perpindahan massa (molekul air bergerak ke tumbuhkristal dan zat terlarut bergerak menjauh dari kristal) tidak mengontrol laju kristalPertumbuhan kecuali menjelang akhir periode pembekuan ketika zat terlarut menjadi lebih


terkonsentrasi. Rincian lebih lanjut dari proses pembekuan yang diberikan oleh Sahagian dan Goff(1996).

21.1.2 Solute KonsentrasiPeningkatan konsentrasi zat terlarut selama pembekuan menyebabkan perubahan viskositas, pH,tegangan permukaan dan potensi redoks dari minuman keras dicairkan. Sebagai suhu jatuh,larutan individual mencapai titik jenuh dan mengkristal keluar. Suhu di mana suatukristal suatu zat terlarut individu berada dalam kesetimbangan dengan larutan dicairkan dan es nyaeutektik suhu (misalnya untuk glukosa ini? 5 º C, untuk sukrosa 14 º C,? untuk


natrium klorida 21,13 º C dan kalsium klorida?? 55 º C). Namun, sulit untukmengidentifikasi suhu eutektik individu dalam campuran kompleks zat terlarut dalam makanan, dansuhu eutektik jangka akhir karena itu digunakan. Ini adalah eutektik terendah

suhu zat terlarut dalam makanan (misalnya untuk es krim ini? 55 º C, untuk daging 50 sampai? 60 º C dan untuk roti?? 70 º C (Fennema, 1975a). Pembentukan kristal es maksimum adalah tidak mungkin sampai suhu ini tercapai. Makanan komersial tidak beku seperti suhu rendah dan air beku karena itu selalu hadir. Sebagai makanan beku di bawah titik E dalam Gambar. 21,1, bahan dicairkan menjadi lebih terkonsentrasi dan membentuk 'kaca' yang meliputi kristal es. Suhu kisaran di mana ini terjadi tergantung pada komposisi zat terlarut dan kadar air awal dari makanan. Dimana suhu penyimpanan bawah ini kisaran suhu, pembentukan gelas melindungi tekstur makanan dan memberikan stabilitas penyimpanan yang baik (untuk Misalnya daging dan sayuran dalam Tabel 21.2). Namun banyak buah-buahan, memiliki kaca yang sangat rendah transisi suhu dan sebagai hasilnya mengalami kerugian tekstur selama penyimpanan beku, di Selain kerusakan yang disebabkan oleh kristal es (Pasal 21.3). Rincian lebih lanjut dari kaca nilai transisi diberikan oleh Fennema (1996) dan dijelaskan dalam Bab 1. 21.1.3 Volume perubahan Volume es adalah 9% lebih besar dari air murni, dan perluasan makanan setelah pembekuan karena itu akan diharapkan. Namun, tingkat ekspansi bervariasi


jauh karena faktor-faktor berikut: • kadar air (kadar air yang lebih tinggi menghasilkan perubahan besar dalam volume) • Pengaturan cell (bahan tanaman memiliki ruang udara antarsel yang menyerap internal yang peningkatan volume tanpa perubahan besar dalam ukuran mereka secara keseluruhan (misalnya seluruh stroberi peningkatan volume sebesar 3,0% sedangkan kasar stroberi tanah meningkat sebesar 8,2% ketika keduanya beku? 20 º C (Leniger dan Beverloo, 1975)))• konsentrasi zat terlarut (konsentrasi tinggi mengurangi titik beku dan tidakbeku - atau memperluas - pada suhu beku komersial)• suhu freezer (ini menentukan jumlah air beku dan karenanyatingkat ekspansi)• mengkristal komponen, termasuk es, lemak dan zat terlarut, kontrak ketika mereka didinginkandan ini mengurangi volume makanan.Pembekuan cepat menyebabkan permukaan makanan untuk membentuk kerak dan mencegah perluasan lebih lanjut.Hal ini menyebabkan tekanan internal untuk membangun dalam makanan dan membuat potongan lebih rentan terhadapretak atau pecah, terutama ketika mereka menderita dampak sewaktu melewatikontinyu freezer. Rincian efek laju pembekuan pada ketahanan retakbuah-buahan yang berbeda dijelaskan oleh Sebok et al. (1994).21.1.4 Perhitungan waktu pembekuanSelama pembekuan, panas dilakukan dari interior makanan ke permukaan dandihapus oleh media pembekuan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju perpindahan panasadalah:• konduktivitas termal dari makanan• bidang makanan yang tersedia untuk perpindahan panas• jarak yang panas harus melakukan perjalanan melalui makanan (ukuran potongan)• perbedaan suhu antara makanan dan menengah beku• efek isolasi dari film batas udara sekitarnya makanan (Bab 1)• kemasan, jika ada, merupakan penghalang tambahan untuk arus panas.Sulit untuk menentukan waktu pembekuan tepat tetapi dua pendekatan yang diambil. Ituefektif pembekuan time1 langkah waktu bahwa makanan menghabiskan dalam freezer dan digunakan untukmenghitung throughput dari proses manufaktur sedangkan time2 pembekuan nominaldapat digunakan sebagai indikator kerusakan produk karena tidak memperhitungkan awalkondisi atau tingkat yang berbeda dari pendinginan di berbagai titik pada permukaan makanan.Perhitungan waktu pembekuan rumit untuk alasan berikut:• perbedaan dalam ukuran, suhu awal dan bentuk potongan individu makanan• perbedaan titik beku dan tingkat pembentukan kristal es dalam berbagaidaerah sepotong makanan• perubahan densitas, konduktivitas termal, panas spesifik dan difusivitas termal denganpenurunan suhu makanan.Penghapusan panas laten semakin merumitkan perpindahan panas goyah-negaraperhitungan (Bab 1), dan solusi matematika lengkap laju pembekuan tidakmungkin. Untuk tujuan paling praktis solusi perkiraan berdasarkan formuladikembangkan oleh Plank (persamaan (21.1) adalah cukup ini melibatkan berikut.asumsi:


• pembekuan dimulai dengan semua air dalam makanan beku tetapi pada titik beku, dan hilangnyapanas yang masuk akal diabaikan1. Waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu makanan dari nilai awal untuk pra-ditentukan akhirSuhu di pusat termal.2. Waktu antara permukaan makanan mencapai 0 º C dan pusat termal mencapai 10 º C di bawah inisuhu pembentukan es pertama.Pembekuan 423• perpindahan panas terjadi cukup lambat untuk kondisi mapan kondisi untuk beroperasi• depan pembekuan mempertahankan bentuk mirip dengan makanan (misalnya dalamblok persegi depan pembekuan tetap persegi panjang)• ada titik beku tunggal• kepadatan makanan tidak berubah• konduktivitas termal dan panas spesifik dari makanan yang konstan ketika dicairkan dankemudian mengubah ke nilai konstan yang berbeda ketika makanan beku.Waktu pembekuan kubus makanan dihitung dengan menggunakan:

mana tf (s)? waktu pembekuan, L (m)? panjang kubus, h (Wm 2K?? 1)? permukaan panaskoefisien perpindahan, f (º C)? titik beku makanan, a (º C)? suhumenengah beku,? (J kg 1?)? panas laten kristalisasi,? (kg m 3?)? densitasmakanan, x (m)? ketebalan kemasan, k1 (Wm 1K? 1?)? termal konduktivitaskemasan, k2 (W m 1K?? 1)? konduktivitas termal dari zona beku, 6, dan 24 adalah faktoryang merupakan jarak terpendek antara pusat dan permukaan makanan. lainbentuk memerlukan faktor yang berbeda, ini adalah 2 dan 8 untuk slab, 4 dan 16 untuk silinder dan 6dan 24 untuk bola. Derivasi dari persamaan digambarkan oleh Earle (1983).Persamaan (21.1) dapat disusun kembali untuk menemukan koefisien perpindahan panas sebagai berikut:

Persamaan lainnya yang dihasilkan oleh pekerja penelitian yang berbeda dijelaskan oleh Jackson danLamb (1981). Asumsi yang dibuat menggunakan persamaan mengarah ke meremehkan kecilwaktu pembekuan bila dibandingkan dengan data eksperimen. lebih kompleksformula yang memberikan perkiraan-perkiraan telah dijelaskan oleh sejumlah pekerjatermasuk Cleland dan Earle (1982).


21.2 PeralatanPemilihan peralatan pembekuan harus mengambil faktor-faktor berikut:tingkat pembekuan yang diperlukan; persyaratan ukuran, bentuk dan kemasan makanan;batch atau terus beroperasi, skala produksi, berbagai produk yang akan diprosesdan tidak sedikit biaya modal dan operasional.Freezer yang dikategorikan menjadi:• mekanik lemari es, yang menguap dan kompres pendingin secara kontinusiklus (rincian diberikan dalam Bab 19) dan menggunakan udara didinginkan, didinginkan cair atau didinginkanpermukaan untuk menghilangkan panas dari makanan• cryogenic freezer, yang menggunakan karbon dioksida padat atau cair, nitrogen cair (atau sampaibaru-baru Freon, cair) langsung bersentuhan dengan makanan.Sebuah klasifikasi alternatif, berdasarkan laju pergerakan depan es:• lambat freezer dan freezer tajam (0.2 cm h 1?) Termasuk masih udara freezer dan dingin


toko• cepat freezer (0,5-3 cm h 1?) Termasuk udara-ledakan dan freezer piring• cepat freezer (h 5-10 cm 1?) Termasuk fluidised-tidur freezer• ultrarapid freezer (10-100 cm h 1?), Yaitu freezer kriogenik.Semua freezer yang terisolasi dengan polystyrene diperluas, poliuretan atau bahan lainnyayang memiliki konduktivitas termal yang rendah (Bab 1, Tabel 1.5). Perkembangan terbaru dalamkontrol komputer, dijelaskan dalam Bab 2, yang tergabung dalam peralatan paling pembekuanmemantau parameter proses dan status peralatan, tren layar, mengidentifikasi kesalahan danotomatis mengontrol kondisi pengolahan untuk produk yang berbeda.21.2.1 Berpendingin udara freezerDalam freezer dada makanan beku di stasioner (natural-sirkulasi) udara di antara? 20 º Cdan 30 º? C. Dada freezer tidak digunakan untuk karena pembekuan komersial untuk pembekuan rendahtingkat (3-72 h), yang mengakibatkan proses ekonomi yang buruk dan hilangnya kualitas produk(Pasal 21.3). Toko dingin digunakan untuk membekukan daging bangkai, untuk menyimpan makanan yang dibekukandengan metode lainnya, dan sebagai ruang pengerasan untuk es krim. Air biasanya diedarkan oleh penggemar

untuk meningkatkan keseragaman distribusi temperatur, tapi panas koefisien transferrendah (Tabel 21.3).Masalah utama dengan toko dingin adalah pembentukan es pada lantai, dinding dan evaporatorkoil, yang disebabkan oleh kelembaban dari udara atau dari produk unpackaged di toko. Untuk


Misalnya, udara pada 10 º C dan kelembaban relatif 80% mengandung 6 g air per kg udara (lihatBagian 15.1). Jika udara masuk toko dingin melalui pintu loading pada tingkat 1000 m3 h? 1,173 kg uap air memasuki toko per hari (Weller dan Mills, 1999). Ini mengembunair dan membeku pada permukaan yang dingin, yang mengurangi efisiensi pendinginantanaman, menggunakan energi yang seharusnya dapat digunakan untuk mendinginkan toko, menciptakan potensibahaya dari kondisi kerja licin dan blok jatuh es, dan membutuhkan seringdefrosting kumparan evaporator. Sebuah Dehumidifier pengering, dijelaskan oleh Weller dan Mills(1999), mengatasi masalah ini dengan menghapus kelembaban dari udara karena memasuki tokodan dengan demikian mengurangi pembentukan es, mengurangi ukuran kompresor dan penggemar, dan energidiperlukan untuk mempertahankan suhu toko.Dalam freezer ledakan, udara diresirkulasi melalui makanan di antara 30 º C dan?? 40 º C pada kecepatan yangdari 1,5-6,0 m s 1.? Kecepatan udara yang tinggi mengurangi ketebalan film batas sekitarnyamakanan (Bab 1, Gambar. 1.3) dan dengan demikian meningkatkan panas permukaan koefisien perpindahan (Tabel21,3). Dalam peralatan batch, makanan ditumpuk di nampan di kamar atau lemari. KontinuPeralatan terdiri dari troli ditumpuk dengan nampan makanan atau ban berjalan yang membawamakanan melalui terowongan terisolasi. Troli harus terisi penuh untuk mencegah udaramelewati makanan melalui ruang antara nampan. Terowongan multipass mengandung sejumlahsabuk, dan produk jatuh dari satu ke yang lain. Ini istirahat setiap gumpalan makanan dan memungkinkankontrol atas kedalaman produk (misalnya tidur mm 25-50 pada awalnya beku selama 5-10 menitdan kemudian repiled ke 100-125 mm pada sabuk kedua).Aliran udara yang baik paralel atau tegak lurus terhadap makanan dan menyalurkan lewat merataatas semua potongan makanan. Pembekuan ledakan relatif ekonomis dan sangat fleksibel dalammakanan dari berbagai bentuk dan ukuran dapat dibekukan. Peralatan ini kompak dan memilikirelatif rendah biaya modal dan throughput yang tinggi (200-1500 kg h 1?). Namun, kelembabandari makanan dipindahkan ke udara dan membangun sebagai es pada kumparan pendingin, danini memerlukan mencairkan sering. Volume besar udara daur ulang juga dapat menyebabkankerugian dehidrasi hingga 5%, freezer perubahan membakar dan oksidatif untuk unpackaged atauindividual cepat beku (IQF) makanan. IQF makanan beku lebih cepat, memungkinkan dikemasmakanan untuk menjadi sebagian digunakan dan kemudian refrozen, dan memungkinkan kontrol porsi yang lebih baik. Namun,bulk density rendah dan ruang kosong yang tinggi menyebabkan risiko lebih tinggi dehidrasi dan membakar freezer(Pasal 21.3).


Belt freezer (freezer spiral) memiliki sabuk mesh terus menerus fleksibel yang dibentukke tingkatan spiral dan membawa makanan ke atas melalui ruang berpendingin. Dalam beberapa desain masing-masinglapis bertumpu pada sisi vertikal dari tingkat bawah (Gambar 21.3) dan sabuk karena itu 'selfstacking'.Hal ini menghilangkan kebutuhan untuk rel dukungan dan meningkatkan kapasitas hingga50% untuk tinggi tumpukan diberikan. Udara dingin atau semprotan nitrogen cair (Bagian 21.2.4) adalahdiarahkan ke bawah melalui tumpukan sabuk dalam aliran lawan, yang mengurangi berat badankarena penguapan kelembaban kerugian. Freezer spiral membutuhkan relatif kecil lantai ruangdan memiliki kapasitas tinggi (misalnya 50-75 cm wide belt dalam 32-tier proses spiraluntuk 3000 kg h 1)?. Keuntungan lainnya termasuk bongkar muat otomatis, rendahbiaya pemeliharaan dan fleksibilitas untuk membekukan berbagai macam makanan termasuk pizza, kue,pie, es krim, ikan utuh dan bagian ayam.Fluidised-tidur freezer yang dimodifikasi freezer ledakan di mana udara di antara 25 º? C dan35 º C adalah? Berlalu dengan kecepatan tinggi (2-6 ms? 1) melalui tidur cm 2-13 dari makanan, yang terkandungpada nampan berlubang atau ban berjalan. Dalam beberapa desain ada dua tahap, setelah awalpembekuan cepat di tempat tidur dangkal untuk memproduksi es glasir pada permukaan makanan, pembekuanselesai pada sabuk kedua di tempat tidur 10-15 cm. Pembentukan lapisan es bergunauntuk potongan buah dan produk lain yang memiliki kecenderungan untuk mengumpul. Bentuk danukuran potongan-potongan makanan menentukan ketebalan tidur fluidised dan kecepatan udaradiperlukan untuk fluidisation (perhitungan sampel kecepatan udara diberikan dalam Bab 1). Makanandatang ke dalam kontak yang lebih besar dengan udara dari dalam freezer ledakan, dan semua permukaan yang dibekukanbersamaan dan seragam. Hal ini menghasilkan koefisien perpindahan panas yang lebih tinggi, lebih pendekpembekuan kali (Tabel 21.3), tingkat produksi yang lebih tinggi (10 000 h kg 1?) dan kurang dehidrasimakanan unpackaged dibandingkan pembekuan ledakan tidak. Peralatan karenanya perlu lebih seringdefrosting. Namun, metode ini terbatas untuk makanan partikulat (untuk kacang misalnya,jagung kernel, udang, stroberi atau kentang goreng Perancis). Serupa peralatan,bernama melalui aliran-freezer, di mana udara melewati tempat tidur makanan tetapi fluidisation adalahtidak tercapai, cocok untuk potongan yang lebih besar dari makanan (untuk fillet ikan misalnya). Kedua jenisperalatan yang kompak, memiliki kapasitas tinggi dan sangat cocok untuk produksiIQF makanan.21.2.2 Didinginkan-cair freezerDalam freezer perendaman, makanan kemasan dilewatkan melalui mandi propilena berpendingin


glikol, air garam, gliserol atau kalsium klorida solusi pada conveyor jala terendam. DiBerbeda dengan pembekuan cryogenic (Bagian 21.2.4), cairan tetap cairan di seluruhoperasi pembekuan dan perubahan negara tidak terjadi. Metode ini memiliki tingkat tinggi panastransfer (Tabel 21.3) dan biaya modal yang relatif rendah. Hal ini digunakan secara komersial untukterkonsentrasi jus jeruk di dilaminasi kartu-polyethylene kaleng, dan pra-membekukan filmwrappedunggas sebelum pembekuan ledakan.


21.2.3 Berpendingin-permukaan freezerFreezer piring terdiri dari tumpukan vertikal atau horizontal pelat berongga, di manarefrigeran dipompa pada 40 º? C (Gbr. 21,4). Mereka mungkin batch, semi-kontinyu atau


terus menerus dalam operasi. Flat, relatif tipis makanan (misalnya ikan filleted, ikan jariatau beefburgers) ditempatkan dalam lapisan tunggal antara piring dan sedikit tekanan adalahditerapkan dengan memindahkan piring bersama-sama. Hal ini meningkatkan kontak antara permukaanmakanan dan piring dan dengan demikian meningkatkan laju perpindahan panas. Jika makanan dikemas adalahdibekukan dengan cara ini, tekanan mencegah permukaan yang lebih besar dari paket dari menggembung.Tingkat produksi berkisar 90-2700 kg h? 1 di freezer batch. Keuntungan dari jenis initetap termasuk perekonomian yang baik dan pemanfaatan ruang, biaya operasional relatif rendahdibandingkan dengan metode lainnya, dehidrasi sedikit produk dan karena itu minimalmencairkan kondensor, dan tingginya tingkat perpindahan panas (Tabel 21.3). UtamaKerugiannya adalah biaya modal yang relatif tinggi, dan pembatasan pada bentuk makanankepada mereka yang datar dan relatif tipis.Tergores-permukaan freezer yang digunakan untuk makanan cair atau semi-padat (misalnya escream). Mereka adalah serupa di desain untuk peralatan yang digunakan untuk penguapan (Bab 13, Gambar.13,5) dan sterilisasi panas (Bab 12) tetapi didinginkan dengan amonia, air garam, ataurefrigeran lainnya. Dalam pembuatan es krim, goresan rotor beku makanan dari dindingdari laras freezer dan sekaligus menggabungkan udara. Atau, udara dapat disuntikkanke dalam produk. Peningkatan volume produk karena udara dinyatakan sebagaidibanjiri (lihat Bab 1, Bagian 1.1.1).Pembekuan sangat cepat dan hingga 50% dari air beku dalam beberapa detik(Jaspersen, 1989). Hal ini menyebabkan kristal es yang sangat kecil, yang tidak terdeteksi dalammulut dan dengan demikian memberikan konsistensi krim halus untuk produk. Suhudikurangi menjadi antara 4 º C dan? 7 º C dan campuran soda beku? kemudian dipompa ke


kontainer dan pembekuan selesai di 'kamar pengerasan' (lihat di atas 'dada freezer').Rincian lebih lanjut dari produksi es krim diberikan dalam Bab 4.21.2.4 cryogenic freezerFreezer jenis ini ditandai dengan perubahan negara dalam refrigeran (atau kriogen)sebagai panas yang diserap dari makanan beku. Panas dari makanan karena menyediakanlaten panas penguapan atau sublimasi kriogen tersebut. Kriogen berada dalam intimkontak dengan makanan dan cepat menghilangkan panas dari semua permukaan makanan untuk menghasilkantinggi perpindahan panas dan koefisien pembekuan cepat. Dua refrigeran yang paling umum adalahcair nitrogen dan karbon dioksida padat atau cair. Diklorodifluorometana (refrigeran12 atau Freon 12) juga sebelumnya digunakan untuk makanan lengket atau rapuh yang terjebak bersama dalamrumpun (untuk pasta daging misalnya, udang, irisan tomat), namun penggunaannya sekarang telah dihapusdi bawah Protokol Montreal, karena dampaknya pada lapisan ozon bumi (lanjutdetail diberikan dalam Bab 19).Pemilihan refrigeran ditentukan oleh kinerja teknis tertentu untukproduk, biaya dan ketersediaan dampak, lingkungan dan keselamatan (Heap, 1997). Itupasar untuk makanan beku semakin ditandai dengan siklus hidup produk pendek danmaka lebih cepat perubahan jumlah dan jenis produk baru. Ada signifikankomersial risiko jika payback period investasi modal melebihi hidup produksiklus, kecuali peralatan cukup fleksibel untuk mengakomodasi produk baru(Summers, 1998). Dua keuntungan dari freezer kriogenik, dibandingkan dengan mekaniksistem, adalah biaya modal yang lebih rendah dan fleksibilitas untuk memproses sejumlah berbeda


produk tanpa perubahan besar pada sistem (Miller, 1998).Kedua cairan nitrogen dan refrigeran karbon dioksida tidak berwarna, tidak berbau daninert. Ketika nitrogen cair disemprotkan ke makanan, 48% dari kapasitas pembekuan Total(Entalpi) diambil oleh panas laten penguapan yang dibutuhkan untuk membentuk gas (Tabel21,4). 52% sisanya dari entalpi ini tersedia dalam gas dingin, dan gas karena itudiresirkulasi untuk mencapai penggunaan optimal dari kapasitas pembekuan. Karbon dioksida memiliki rendahentalpi dari nitrogen cair (Tabel 21,4) tetapi sebagian besar kapasitas pembekuan (85%) adalahtersedia dari padat menyublim dan titik didih yang lebih rendah menghasilkan kurang parahthermal shock. Selain itu, karbon dioksida padat dalam bentuk menyublim salju baik padakontak dengan makanan, dan gas tidak diresirkulasi. Karbon dioksida adalah bacteriostat tetapi adalahjuga beracun, dan gas harus vented dari pabrik untuk menghindari cedera operator. KarbonKonsumsi dioksida lebih tinggi dari cairan nitrogen konsumsi, namun kerugian penyimpananrendah.

Dalam cairan nitrogen freezer, dikemas atau perjalanan makanan unpackaged pada sabuk berlubangmelalui sebuah terowongan (Gambar 21.5), di mana ia dibekukan dengan cairan nitrogen-semprotan gas dan olehnitrogen. Tingkat produksi adalah 45-1.550 kg h? 1. Suhu adalah baik diperbolehkan untukmenyeimbangkan pada suhu penyimpanan yang diperlukan (antara 18 C? º C dan 30? º) sebelummakanan dihapus dari freezer, atau sebagai alternatif makanan dilewatkan ke freezer mekanikuntuk menyelesaikan proses pembekuan. Penggunaan gas nitrogen mengurangi thermal shockkepada para penggemar makanan, dan resirkulasi meningkatkan tingkat perpindahan panas. Sebuah desain yang lebih baruterowongan, dengan penggemar terletak di bawah conveyor untuk menghasilkan pusaran gas dijelaskan olehSummers (1998). Desain ini dikatakan dua kali lipat output dari freezer konvensionalpanjang yang sama, mengurangi konsumsi nitrogen sebesar 20% dan mengurangi sudah rendahnya tingkat

dehidrasi dengan 60%. Para suhu dan kecepatan belt dikendalikan oleh mikroprosesor untukmempertahankan produk pada suhu keluar pre-set, terlepas dari beban panas yang masuk


makanan. Peralatan ini karena memiliki efisiensi yang sama pada atau di bawah kapasitas dinilai. Inimenghasilkan fleksibilitas yang lebih besar dan ekonomi dibandingkan dengan sistem mekanis, yang memiliki tetaplaju ekstraksi panas (Tomlins, 1995).Keuntungan lainnya termasuk:• terus beroperasi sederhana dengan biaya modal yang relatif rendah (sekitar 30% daribiaya modal dari sistem mekanis)• kerugian berat badan lebih kecil dari dehidrasi produk (0.5% dibandingkan dengan 1,0-8,0%di mekanik udara-ledakan sistem)• cepat beku (Tabel 21.3) yang mengakibatkan perubahan kecil pada sensorik dangizi karakteristik produk• pengecualian oksigen selama pembekuan• cepat startup dan tidak ada waktu defrost• konsumsi daya rendah (Leeson, 1987).Kerugian utama adalah biaya yang relatif tinggi refrigeran (nitrogen dan karbonKonsumsi dioksida ditunjukkan pada Tabel 21,4).Nitrogen cair juga digunakan dalam freezer spiral (Bagian 21.2.1) bukan uaprecompression lemari es. Keuntungan meliputi tingkat yang lebih tinggi dari pembekuan, dan lebih kecil

unit untuk tingkat produksi yang sama karena panas gulungan penukar tidak digunakan. Lainaplikasi termasuk rigidification daging kecepatan tinggi mengiris (Bab 4), permukaanpengerasan es krim sebelum lapisan coklat (Bab 23) dan pembentukan kerak padarapuh produk seperti makanan laut dan irisan jamur (Londahl dan Karlsson (1991),sebelum menyelesaikan beku di freezer mekanis atau cryogenic. Aplikasi lain yangdijelaskan oleh Tomlins (1995).Perendaman makanan dalam nitrogen cair tidak menghasilkan penurunan berat produk tetapi menyebabkantinggi termal shock. Hal ini dapat diterima dalam beberapa produk (untuk raspberry misalnya,


udang dan daging potong dadu), tetapi dalam makanan banyak tekanan internal yang diciptakan oleh sangatTingginya tingkat pembekuan menyebabkan makanan retak atau split. Pembekuan yang cepat memungkinkan tinggitingkat produksi makanan IQF menggunakan peralatan kecil (misalnya mandi panjang 1,5 mnitrogen cair membeku 1 t kecil-partikulat makanan per jam).21.3 Perubahan dalam makanan21.3.1 Efek pembekuanEfek utama dari pembekuan pada kualitas makanan adalah kerusakan yang disebabkan oleh sel-sel kristal espertumbuhan. Pembekuan menyebabkan perubahan diabaikan untuk pigmen, rasa atau nutrisikomponen penting, meskipun ini mungkin akan hilang dalam prosedur persiapan (Bab 3dan 10) atau memburuk kemudian selama penyimpanan beku. Makanan emulsi (Bab 4) dapatstabil dengan pembekuan, dan protein kadang-kadang diendapkan dari larutan, yangmencegah meluasnya penggunaan susu beku. Dalam dipanggang proporsi tinggiamilopektin yang diperlukan dalam pati untuk mencegah retrogradation dan staling selama lambatbeku dan beku penyimpanan.Ada perbedaan penting dalam perlawanan terhadap kerusakan pembekuan antara hewan dantanaman jaringan. Daging memiliki struktur berserat lebih fleksibel yang memisahkan selamapembekuan bukannya melanggar, dan tekstur yang tidak rusak parah. Dalam buah-buahan dansayuran, struktur sel lebih kaku mungkin akan rusak oleh kristal es. Luasnyakerusakan tergantung pada ukuran kristal dan karenanya pada laju perpindahan panas (Bagian21.1.1). Namun, perbedaan dalam berbagai dan kualitas bahan baku dan derajatkontrol atas pra-pembekuan perawatan keduanya memiliki efek yang substansial lebih besar pada makanankualitas dari perubahan yang disebabkan oleh dioperasikan dengan benar penyimpanan beku, beku dan pencairanprosedur. Rincian perubahan daging dijelaskan oleh Devine et al. (1996) danperubahan sayuran dijelaskan oleh Cano (1996).Pengaruh laju pembekuan pada jaringan tanaman ditunjukkan pada Gambar. 21,6. Selama lambatbeku, kristal es tumbuh dalam ruang antar sel dan merusak dan sel pecah berdekatandinding. Kristal es memiliki tekanan air yang lebih rendah dibandingkan daerah uap dalam sel, danOleh karena itu air yang bergerak dari sel ke kristal tumbuh. Sel mengalami dehidrasidan rusak secara permanen oleh konsentrasi zat terlarut meningkat dan runtuh dancacat struktur sel. Pada pencairan, sel-sel tidak mendapatkan kembali bentuk asli mereka dan turgidity.Makanan melunak dan kebocoran bahan selular keluar dari sel pecah (disebut 'driploss '). Pada pembekuan cepat, kristal es yang lebih kecil terbentuk di dalam kedua sel dan ruang interselular.Ada sedikit kerusakan fisik sel, dan uap air gradien tekanan tidakterbentuk, maka ada dehidrasi minimal sel. Tekstur makanan sehinggaditahan untuk tingkat yang lebih besar (Gambar 21.6 (b)). Namun, laju penurunan suhu yang sangat tinggi dapat menyebabkantekanan dalam beberapa makanan yang menghasilkan pemisahan atau retak dari jaringan. Perubahandibahas secara rinci oleh Spiess (1980).


21.3.2 Efek penyimpanan bekuSecara umum, semakin rendah suhu penyimpanan beku, rendah adalah tingkat mikrobiologidan biokimia perubahan. Namun, penyimpanan beku dan beku tidak menonaktifkanenzim dan memiliki efek variabel pada mikro-organisme. Relatif tingginya suhu penyimpanan(antara 4 º C dan 10 C? º?) memiliki efek mematikan lebih besar pada mikro-organisme darimelakukan suhu yang lebih rendah (antara 15 C? º C dan 30? º). Berbagai jenis mikro-organisme yang jugabervariasi dalam perlawanan mereka terhadap suhu rendah, sel vegetatif ragi, jamur dan gramnegativebakteri (coliform untuk contoh dan spesies Salmonella) yang paling mudah dihancurkan;Gram-positif bakteri (Staphylococcus aureus untuk contoh dan Enterococci) dan cetakan


spora adalah spora lebih tahan, dan bakteri (Bacillus spesies khususnya dan Clostridiumspesies seperti Clostridium botulinum) yang hampir tidak terpengaruh oleh suhu rendah. ituSebagian besar sayuran karena itu pucat untuk menonaktifkan enzim dan untuk mengurangi

jumlah kontaminasi mikro-organisme (Bab 10). Pada buah-buahan, aktivitas enzim adalahdikendalikan oleh pengecualian oksigen, pengasaman atau pengobatan dengan sulfur dioksida.Pada suhu normal penyimpanan beku (18 º C?), Ada kerugian lambat karena kualitasuntuk kedua perubahan kimia dan, dalam beberapa makanan, aktivitas enzymic. Perubahan inidipercepat oleh tingginya konsentrasi zat terlarut sekitar kristal es,pengurangan aktivitas air (untuk 0,82 pada 20 º C dalam makanan berair?) dan oleh perubahan pH danpotensial redoks. Pengaruh suhu penyimpanan pada kualitas makanan yang ditunjukkan pada Gambar. 21,7.Jika enzim tidak aktif, gangguan membran sel oleh kristal es memungkinkanmereka untuk bereaksi terhadap tingkat yang lebih besar dengan zat terlarut terkonsentrasi.


Perubahan utama makanan beku selama penyimpanan adalah sebagai berikut:• Degradasi pigmen. Kloroplas dan chromoplasts dipecah danklorofil secara perlahan terdegradasi sampai coklat pheophytin bahkan dalam sayuran rebus. dibuah-buahan, perubahan pH akibat pengendapan garam dalam larutan terkonsentrasi mengubah warna anthocyanin.• Kehilangan vitamin. Air-larut vitamin (misalnya vitamin C dan pantotenatasam) yang hilang pada sub-beku suhu (Tabel 21.5). Vitamin C kerugian sangat

tergantung suhu, sebuah peningkatan 10 º C suhu menyebabkan enam kali lipat untuk twentyfoldpeningkatan laju degradasi vitamin C dalam sayuran dan tiga puluh untukseventyfold peningkatan buah (Fennema, 1975b). Kerugian vitamin lainnya terutamakarena menetes kerugian, terutama dalam daging dan ikan (jika kehilangan tetesan tidak dikonsumsi).• Kegiatan Sisa enzim. Dalam sayuran yang memadai blanching dalam buah-buahan,hilangnya paling penting dari kualitas akibat aktivitas polyphenoloxidase yang menyebabkanpencoklatan, dan lipoxygenases kegiatan yang menghasilkan off-rasa dan off-baudari lipid dan degradasi penyebab karoten. Proteolitik dan lipolitik kegiatandaging dapat mengubah tekstur dan rasa selama periode penyimpanan yang lama.• Oksidasi lipid. Reaksi ini berlangsung lambat pada 18 º C dan? Menyebabkan off-baudan off-rasa.Perubahan ini dibahas secara rinci oleh Fennema (1975a, 1982, 1996) dan Rahman(1999).RekristalisasiFisik perubahan kristal es (untuk perubahan misalnya dalam, ukuran, bentuk atau orientasi)secara kolektif dikenal sebagai rekristalisasi dan merupakan penyebab utama penurunan kualitas dalambeberapa makanan. Ada tiga jenis rekristalisasi dalam makanan sebagai berikut:1. Isomass rekristalisasi. Ini adalah perubahan bentuk permukaan atau struktur internal,biasanya menghasilkan rasio permukaan area-to-volume yang lebih rendah.2. Accretive rekristalisasi. Dua kristal es yang berdekatan bergabung bersama untuk membentuk yang lebih besar


kristal dan menyebabkan pengurangan secara keseluruhan dalam jumlah kristal dalam makanan.3. Migratory rekristalisasi. Ini merupakan peningkatan ukuran rata-rata dan penurunanrata-rata jumlah kristal, disebabkan oleh pertumbuhan kristal yang lebih besar atas biayakristal kecil.Rekristalisasi Migrasi adalah yang paling penting dalam sebagian besar makanan dan sebagian besar disebabkanoleh fluktuasi suhu penyimpanan. Ketika panas diperkenankan masuk freezer (untukMisalnya, dengan membuka pintu dan membiarkan udara hangat untuk masuk), permukaan makananpaling dekat dengan sumber panas menghangatkan sedikit. Hal ini menyebabkan kristal es mencair sebagian, yangkristal yang lebih besar menjadi lebih kecil dan terkecil (kurang dari 2 m?) menghilang. Lelehkristal meningkatkan tekanan uap air, dan kelembaban kemudian pindah ke daerah yang lebih rendahtekanan uap. Hal ini menyebabkan daerah dari makanan yang terdekat dengan sumber panas untuk menjadidehidrasi. Ketika suhu turun lagi, uap air tidak membentuk inti baru tapibergabung ke kristal es yang ada, sehingga meningkatkan ukuran mereka. Oleh karena itu ada bertahappenurunan jumlah kristal kecil dan peningkatan ukuran kristal yang lebih besar,mengakibatkan hilangnya kualitas yang sama dengan yang diamati dalam pembekuan lambat.Toko dingin memiliki kelembaban rendah karena kelembaban dihapus dari udara olehpendingin kumparan (lihat psychrometrics dalam Bab 15). Kelembaban meninggalkan permukaanmakanan untuk suasana penyimpanan dan menghasilkan daerah terlihat kerusakan yang dikenal sebagai freezerterbakar. Daerah tersebut memiliki warna lebih terang karena rongga mikroskopis, yang sebelumnya didudukioleh kristal es, yang mengubah panjang gelombang cahaya yang dipantulkan. Membakar freezer adalah tertentumasalah dalam makanan yang memiliki rasio permukaan area-to-volume besar (misalnya untuk makanan IQF)tetapi diminimalkan dengan kemasan kelembaban-bukti material (Bab 24). Penyebabdehidrasi selama penyimpanan beku dan beku dibahas secara rinci dengan Norwig danThompson (1984).Fluktuasi suhu diminimalisir dengan:• akurat kontrol suhu penyimpanan (± 1,5 º C)• otomatis pintu dan tirai kedap udara untuk memuat truk berpendingin• cepat pergerakan makanan antara toko• rotasi stok yang benar dan kontrol.Teknik-teknik, dan perbaikan teknis peralatan penanganan, penyimpanan dan tampilan,telah secara substansial meningkatkan kualitas makanan beku (Jul, 1984).Penyimpanan hidupAda beberapa kebingungan dan kurangnya informasi yang tepat tentang kehidupan penyimpanan bekumakanan, sebagian disebabkan oleh penggunaan definisi yang berbeda. Misalnya EropaKomunitas direktif menyatakan bahwa penyimpanan beku harus 'menjaga intrinsikkarakteristik 'dari makanan, sedangkan Institut Internasional Pendinginan mendefinisikanPenyimpanan hidup sebagai 'reaksi fisik dan biokimia. . . mengarah ke bertahap,


pengurangan kumulatif dan ireversibel dalam kualitas produk, sehingga setelah periodeWaktu produk tidak lagi layak untuk dikonsumsi. . . '. Definisi lain olehBogh-Sorensen menggambarkan kehidupan penyimpanan praktis (PSL) sebagai 'waktu produk dapatdisimpan dan masih dapat diterima oleh konsumen (Evans dan James, 1993). Inidefinisi berbeda dalam sejauh mana suatu produk dikatakan diterima dan mengandalkanberat pada kemampuan panelis rasa untuk mendeteksi perubahan dalam rasa, aroma, dll yangdapat digunakan untuk mengukur penerimaan.Penggunaan PSL dan pada tingkat lebih rendah, konsep tinggi kualitas hidup (HQL), digunakan untukmembangun kehidupan penyimpanan. PSL didefinisikan sebagai 'waktu bahwa perbedaan yang signifikan(P 0,01?) Dalam kualitas dapat didirikan oleh panelis rasa '. Oleh karena itu metode inimengukur periode bahwa makanan dasarnya tetap sama seperti ketika membeku. Initidak harus bingung dengan kehidupan penyimpanan yang dapat diterima oleh konsumen sebagai makanan mungkinditerima selama tiga sampai enam kali lebih lama dari PSL atau HQL. Contoh PSL untuk dagingdan HQL untuk sayuran, disimpan pada tiga suhu ditunjukkan pada Tabel 21.6.Penyebab utama hilangnya nyawa penyimpanan suhu berfluktuasi dan jeniskemasan yang digunakan. Faktor-faktor lain, termasuk jenis bahan baku, pra-pembekuan perawatandan kondisi pengolahan dibahas secara rinci oleh Evans dan James (1993).Fluktuasi suhu memiliki efek kumulatif pada kualitas makanan dan proporsiPSL atau HQL hilang dapat ditemukan dengan mengintegrasikan kerugian dari waktu ke waktu. Waktu-suhutoleransi (TTT) dan produk-pengolahan-kemasan (PPP) konsep yang digunakan untuk memantau


dan mengontrol pengaruh fluktuasi temperatur pada kualitas makanan beku selamaproduksi, distribusi dan penyimpanan (Olsson, 1984; Bogh-Sorensen, 1984).Indikator berwarna sedang dikembangkan untuk:• menunjukkan suhu makanan (misalnya, lapisan kristal cair yang mengubahwarna dengan suhu penyimpanan)• mengindikasikan penyalahgunaan suhu (misalnya lilin meleleh dan melepaskan pewarna berwarna saatpeningkatan suhu tidak dapat diterima terjadi)• mengintegrasikan kombinasi waktu-suhu yang makanan telah diterima setelah kemasandan memberikan indikasi kehidupan rak sisa (Gbr. 21,8).Dalam kategori terakhir, indikator mungkin berisi bahan yang polymerises sebagai fungsi dariwaktu dan temperatur untuk menghasilkan perubahan, warna progresif diprediksi dan tidak dapat diubah.Pada tipe yang lain, label dicetak mengandung diacetylene di tengah 'mata banteng', denganlingkar luar dicetak dengan warna referensi yang stabil. Diacetylene secara bertahap gelap diwarna karena waktu gabungan dan suhu dan ketika cocok dengan cincin referensiProduk tidak memiliki kehidupan rak yang tersisa. Contoh dari integrator waktu-suhu, berdasarkanreaksi enzymic yang mengubah warna indikator pH, digambarkan oleh Blixt(1984) dan Selman (1995) telah mengkaji perkembangan di daerah ini. Baru-baru ini sebuah bar codeSistem telah dikembangkan yang diterapkan untuk paket sebagai produk dikirim. BarKode berisi tiga bagian: informasi kode memberikan pada identitas produk, tanggalpembuatan, nomor batch, dll untuk mengidentifikasi setiap kontainer unik. Sebuah kode keduamengidentifikasi reaktivitas indikator waktu-suhu dan bagian ketiga berisi


Indikator materi. Ketika bar code dipindai oleh mikrokomputer genggam, tampilanmenunjukkan status dan kualitas produk dengan berbagai pra-diprogram pesan(Misalnya: 'Baik', 'Jangan gunakan' atau 'QC Panggil'). Sejumlah mikrokomputer bisa dihubungkanmelalui modem ke komputer pusat kontrol, untuk menghasilkan sistem pemantauan portabel yang dapatmelacak kontainer individu di seluruh rantai distribusi.

21.3.3 PencairanKetika makanan yang dicairkan di udara atau air, permukaan es mencair untuk membentuk lapisan air. Air memilikikonduktivitas termal yang lebih rendah dan difusivitas termal lebih rendah daripada es (Bab 1) danlapisan permukaan air sehingga mengurangi tingkat di mana panas dilakukan terhadap bekuinterior. Ini efek isolasi meningkat sebagai lapisan makanan dicairkan tumbuh lebih tebal. (DalamSebaliknya, selama pembekuan, peningkatan ketebalan es menyebabkan perpindahan panas kemempercepat.) Pencairan karena itu proses yang lebih panjang daripada membeku ketikaperbedaan suhu dan kondisi lain yang serupa.Selama pencairan (Gbr. 21,9), peningkatan pesat awal dalam temperatur (AB) yang disebabkan olehtidak adanya lapisan yang signifikan dari air di sekitar makanan. Ada kemudian suatu periode panjang ketikasuhu makanan dekat dengan es mencair (BC). Selama periode ini setiapkerusakan sel yang disebabkan oleh pembekuan lambat atau rekristalisasi, hasil dalam pelepasan selkonstituen untuk membentuk kerugian menetes. Hal ini menyebabkan hilangnya nutrisi larut dalam air, misalnyasapi kehilangan tiamin 12%, 10% riboflavin, niasin 14%, pyridoxine 32% dan asam folat 8%(Pearson et al, 1951.) Dan buah-buahan kehilangan 30% dari Rincian vitamin C. perubahan makananselama pencairan dijelaskan oleh Fennema (1975a).Selain itu, kerugian tetes membentuk substrat untuk aktivitas enzim dan pertumbuhan mikroba.Mikroba kontaminasi makanan, yang disebabkan oleh pembersihan memadai atau blansing (Bab


3 dan 10) memiliki efek diucapkan selama periode ini. Di rumah, makanan sering dicairkanmenggunakan perbedaan suhu yang kecil (misalnya 25-40 º C, dibandingkan dengan 50-80 º C untukkomersial pencairan). Hal ini semakin memperpanjang periode pencairan dan meningkatkan risikokontaminasi oleh pembusukan dan patogen mikro-organisme. Secara komersial, makanan yangsering dicairkan hanya di bawah titik beku, untuk mempertahankan tekstur perusahaan untuk selanjutnyapengolahan.Beberapa makanan yang langsung dimasak dan karena itu dipanaskan dengan cepat sampai suhuyang cukup untuk menghancurkan mikro-organisme. Lain-lain (krim misalnya es krim, dankue beku) yang tidak dimasak dan karenanya harus dikonsumsi dalam waktu singkatpencairan.Ketika makanan dicairkan oleh pemanas microwave atau dielektrik (Bab 18), panasdihasilkan dalam makanan, dan perubahan yang dijelaskan di atas tidak terjadi. Utamapertimbangan dalam pencairan adalah:• untuk menghindari overheating• untuk meminimalkan kali pencairan• untuk menghindari dehidrasi yang berlebihan dari makanan.

Secara komersial, makanan yang dicairkan dalam ruang vakum oleh kondensasi uap, pada rendahsuhu dengan air hangat (sekitar 20 º C) atau dengan udara lembab yang diresirkulasiatas makanan. Rincian jenis dan metode pengoperasian peralatan pencairan yangdijelaskan oleh Jason (1981).


Suhu Rendah (Translate)

Documents

Transcript of Suhu Rendah (Translate)