WPŁYW STOPNIA ZAGĘSZCZENIA SOKU MARCHWIOWEGO ORAZ METODY ZAMRAŻANIA
NA PARAMETRY PROCESU ZAMRAŻANIA
Emilia Janiszewska, Paweł Sakowski
Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Wstęp
Zamrażanie żywności stosowane jest już od zamierzchłych czasów. Jest pro- cesem polegającym na obniżeniu temperatury wewnątrz produktu poniżej tempera- tury krioskopowej, czemu towarzyszy przemiana fazowa wody w lód. Wytworze- nie lodu wiąże się z koniecznością odprowadzenia dużej ilości ciepła, co tłumaczy się zmniejszeniem energii kinetycznej cząsteczek w sztywnej strukturze kryształu w porównaniu z fazą płynną. Na czas zamrażania wpływa wiele czynników zwią- zanych z surowcem (kształt, wymiary, współczynnik przewodności), opakowaniem i zastosowaną techniką zamrażania. Dzięki dużemu zainteresowaniu procesem oraz zastosowaniu w przemyśle spożywczym można spotkać wiele jego modyfikacji – od modernizacji urządzeń do różnych rodzajów stosowanych czynników chłodni- czych [WOOLRICH 1967; GRUDA i POSTOLSKI 1999; WOLSKI i in. 2007].
Rosnąca wiedza na temat żywności oraz wymagania konsumentów sprawi- ły, że popyt na soki oraz napoje warzywne i owocowe wzrósł. Spośród szerokiego asortymentu soków coraz większym uznaniem cieszą się soki przecierowe, wśród których soki marchwiowe należą do najbardziej popularnych ze względu na zawar- tość w nich dużej ilości błonnika, składników mineralnych, witamin oraz karoteno- idów, w tym głównie α- i β-karotenu. Powoduje to, że mogą być traktowane jako źródło naturalnych związków pozwalających na zwiększanie potencjału przeciw- oksydacyjnego w organizmie ludzkim, w porównaniu ze stosowanymi powszech- nie suplementami diety bogatymi w składniki syntetyczne [MITEK i KALISZ 2003;
MARX i in. 2003].
Zamrażanie soków owocowych i warzywnych jest stosowane w celu prze- dłużenia ich trwałości oraz nie powoduje degradacji składników aktywnych. Naj- częściej jest prowadzone w opakowaniach z tworzyw sztucznych lub puszkach me- todami owiewowymi lub immersyjnie w glikolu propylenowym. Aby zmniejszyć koszty procesu zamrażania soków świeżych, przed procesem zagęszcza się je kil- kakrotnie [GRUDA i POSTOLSKI 1999; KAMIŃSKA i LEWICKI 2006].
Zamrażanie jest uważane za mało inwazyjną metodę utrwalania żywno- ści, jednocześnie badania wykazują, że istotnie wpływa na właściwości fizyczne
zamrażanych produktów. Przemiana fazowa w temperaturze poniżej punktu krio- skopowego powoduje również zmiany chemiczne i biochemiczne pogorszenie, czego wynikiem mogą być zmiany cech sensorycznych. Doświadczalnie ustalone jednak zostało, że podczas zamrażania przemiany zachodzące w białkach i węglo- wodanach są nieistotne w zakresie temperatury stosowanej w procesie zamrażania [GRUDA i POSTOLSKI 1999; SZYMAŃSKI 2006].
Celem pracy było zbadanie wpływu zawartości ekstraktu i metody zamrażania na wybrane parametry charakteryzujące zamrażanie, takie jak: czas procesu, tem- peratura krioskopowa oraz przebieg krzywych zamrażania.
Materiały i metody badań
Materiał do badań stanowił 100-procentowy przecierowy jednodniowy sok marchwiowy dostępny na półkach sklepowych. W tabeli 1 przedstawiono skład so- ków (informacja uzyskana od producenta). Stężenie ekstraktu w badanych sokach było na poziomie 9, 12 oraz 21%.
Tabela 1; Table 1 Skład soku marchwiowego (dane producenta)
The composition of carrot juice ingredients (information from the producer) Stężenie ekstraktu
w soku Concentration of the juice extract (%)
Białko Protein (g·100 ml–1)
Węglowodany Carbohydrates (g·100 ml–1)
Tłuszcz Fat (g·100 ml–1)
Substancje mineralne
Ash (g·100 ml–1)
9 0,22 8,44 0,04 0,30
12 0,30 11,25 0,05 0,40
21 0,52 19,70 0,09 0,69
Soki poddane zostały zamrażaniu w kriostacie (Kältemaschinenbau Peter Huber GmbH model CC-505) wypełnionym glikolem propylenowym oraz w za- mrażarce owiewowej z bardzo silną wentylacją, firmy Irinox. W obu przypadkach temperatura czynnika chłodniczego wynosiła –30°C. Podczas trwania procesu jednorazowo umieszczano 300 g soku (z dokładnością do 0,01 g) w aluminiowej puszce z umieszczonymi czujnikami typu Pt 100. Czujniki umieszczano w centrum geometrycznym produktu, przy ściance opakowania oraz w 1/4 średnicy puszki (rys. 1). Proces zamrażania prowadzono w trzech powtórzeniach.
W sokach badano gęstość oraz lepkość pozorną. Gęstość soku (ρ) oznacza- no metodą piknometryczną z dokładnością do 1 kg·m–3 [JANISZEWSKA i WITROWA- RAJCHERT 2009]. Lepkość pozorną soków marchwiowych oznaczano przy użyciu wiskozymetru Brookfielda, firmy Labo Plus (model DV-III). Do pomiarów odmie- rzano po 11 i 12 ml soku odpowiednio dla trzpienia SC4-27 i SC4-28. Pomiary lep- kości (z dokładnością do 0,01 mPa·s) prowadzono w temperaturze 20°C. Badanie wykonywano przy rosnącej szybkości ścinania od 10 do 100 obr·min–1, ze zmia- ną szybkości co 10 sekund. Do rejestracji danych oraz sterowania wiskozymetrem użyto programu komputerowego Rheocalc V3.3. Oznaczenia gęstości i lepkości wykonano w pięciu powtórzeniach.
Gęstość soków marchwiowych w stanie zamrożenia (ρz) wyliczono z zależno- ści [GRUDA i POSTOLSKI 1999]:
( )
0 1 0, 083
z W
ρ = ρ − ⋅ω (kg·m–3) (1) gdzie:
ρ0 – gęstość soku (kg·m–3), W – zawartość wody (–),
ω – ilość wody wymrożonej (kg·kg–1).
Ilość wody wymrożonej wyliczano ze wzoru podanego przez GRUDĘ i PO-
STOLSKIEGO [1999]:
1 kr
e
t
ω = − t (–) (2) gdzie:
tkr – średnia wyznaczona temperatura krioskopowa (°C), te – temperatura czynnika mrożącego (°C).
W celu określenia właściwości cieplnych oraz czasu zamrażania wyliczono ciepło właściwe (c) i współczynnik przewodności cieplnej (λ) soków za pomocą równań podanych przez CHOI i OKOS [1986]:
H O2
1,547 W 1, 711 B 1,929 tá 0,908 p 4,18
c = x + x + x + x + x (3)
H O2
0, 25xW 0,155xB 0,16xtá 0,135xp 0,58x
λ = + + + + (4)
gdzie x oznacza udział masowy składników, odpowiednio: węglowodanów, białka, tłuszczów, składników mineralnych i wody.
W celu przeliczenia w/w parametrów na właściwości w stanie zamrożonym wykorzystano zależności podane przez CHOI i OKOS [1986]:
e 2,1
c = −c W ⋅ω (kJ·kg–1·K–1) (5) 1, 65
e W
λ = λ+ ⋅ω (W–1·m–1·K–1) (6) Rys. 1. Schemat rozmieszczenia czujników temperatury w soku
Fig. 1. Schema of temperature sensors layout in the juice
W celu obliczenia ciepła odebranego od produktu podczas procesu oraz czasu zamrażania niezbędnego do zamrożenia soku użyto wzorów opisanych przez GRU-
DĘ i POSTOLSKIEGO [1999]. Do obliczania czasu zamrażania zostało użyte równanie uwzględniające kształt walca:
1 2
4 4
z z
op
e
q d R d
t τ ρ
α λ
ª § · º
= Δ «¬ ¨© + ¸¹+ »¼ (7)
gdzie:
qz – jednostkowe ciepło zamarzania (J·kg–1),
∆t – różnica pomiędzy temperaturą krioskopową a medium mrożącym (K), d – średnica wewnętrzna puszki równa 0,065 m,
Rop – opór opakowania aluminiowego równy 9,85·10–7 m2·K·W–1,
α – współczynnik wnikania ciepła od glikolu propylenowego do ścianki opa- kowania równy 300 W·m–2·K–1 [GRUDA i POSTOLSKI 1999]; dla zamraża- nia owiewowego zastosowano wzór α = 9,7u0,69 = 62,84 W·m–2·K–1, gdzie u = 15 m·s–1.
Temperatura krioskopowa wyznaczana była dla każdego badanego stężenia oraz metody zamrażania na podstawie średniej temperatury uzyskanej podczas właściwego zamrażania, zmierzonej w środku geometrycznym produktu (dokład- ność pomiaru 0,01°C).
Analizę statystyczną uzyskanych wyników przeprowadzono przy wykorzy- staniu pakietu statystycznego Statgraphics Plus 5.1 (StatPoint Technologies, Inc., Warrenton, VA). Wyniki badań poddano analizie statystycznej metodą jednoczyn- nikowej analizy wariancji w układzie losowym. Wnioskowanie statystyczne pro- wadzono przy zastosowaniu procedury Tukeya przy poziomie istotności α = 0,05.
Wyniki i dyskusja
Na podstawie przebiegu krzywych płynięcia badane soki marchwiowe (rys. 2) zaliczono do płynów pseudoplastycznych (rozrzedzanych ścinaniem). Charaktery- zowały się one spadkiem lepkości wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Podjęto próbę opisu otrzymanych krzywych płynięcia przy wykorzystaniu równań potęgo- wych (rys. 2). Dopasowanie krzywych do wybranych modeli matematycznych było bardzo dobre, o czym świadczą wartości współczynnika R2. Na podstawie otrzy- manych wyników wykazano, że lepkość pozorna soków z marchwi zależała od za- wartości ekstraktu. Zmiana zawartości ekstraktu w zakresie od 9 do 12% spowodo- wała czterokrotny wzrost lepkości pozornej, natomiast z 12 do 21% – 10-krotny jej wzrost. Otrzymane zależności dla soku marchwiowego potwierdzają badania wyko- nane przez GINER i in. [1996] oraz BELIBAGI i DALGIC [2007] dla soku wiśniowego.
Zmiany gęstości związane są z zawartością suchej substancji, co wykazali w swoich badaniach: FERREIRA BONOMO i in. [2009] w sokach z nerkowca, RA-
MOS i IBARZ [1998] w sokach brzoskwiniowych i pomarańczowych oraz SHAMSU-
DIN i in. [2005] w sokach z guawy.
Badania wykonane dla soków z marchwi o zawartości suchej substancji w za- kresie od 9 do 21% potwierdzają badania opisane powyżej (tab. 2). Gęstość bada- nych soków wzrastała wraz ze wzrostem zawartości suchej substancji.
Tabela 2; Table 2 Wybrane właściwości fizyczne soku marchwiowego
Selected physical properties of carrot juice Stężenie ekstraktu soku
Juice extract concentration (%)
9 12 21
Gęstość; Density ρ (kg·m–3) Xśr ±SD
1037 ±1 a 1049 ±1 b 1086 ±1 c
Gęstość w stanie zamrożonym Density in a frozen state ρe (kg·m–3)
Xśr ±SD
962 ±1 a 977 ±1 b 1025 ±1 c
Ciepło właściwe; Specific heat
c (kJ·kg–1·K–1) 3,98 3,93 3,69
Ciepło właściwe w stanie zamrożonym Specific heat in a frozen state
ce (kJ·kg–1·K–1) Xśr ±SD
2,17 ±0,09 a 2,23 ±0,09 a 2,27 ±0,07 a
Przewodność cieplna właściwa Thermal conductivity
λ (W·m–1·K–1)
0,55 0,55 0,52
Przewodność cieplna właściwa w stanie zamrożonym
Thermal conductivity in the frozen state λe (W·m–1·K–1)
Xśr ±SD
1,98 ±0,07 b 1,89 ±0,07 b 1,67 ±0,05 a
Ilość wody wymrożonej; Freezed water content ω (kg·kg–1)
Xśr ±SD
0,949 ±0,06 a 0,918 ±0,06 a 0,854 ±0,05 a
Średnie w wierszach oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie według testu Tukeya przy P = 0,05;
means in lines followed by the same letter are not significantly different at P = 0.05 according to Tukeya test.
Rys. 2. Wpływ zawartości ekstraktu w soku na przebieg krzywych płynięcia Fig. 2. Effect of the juice extract content on its flow curves
Szybkość ścinania; Share rate (s–1) Naprężenie ścinające; Share stress (N·M–2)
Właściwości cieplne produktów płynnych w czasie zagęszczania zmieniają się w szerokim zakresie, a jest on determinowany stopniem zagęszczenia, rodzajem zagęszczanego soku oraz jego właściwościami. Stwierdzono, że ciepło właściwe i współczynnik przewodności cieplnej właściwej badanych soków marchwiowych malały wraz ze wzrostem zawartości ekstraktu (tab. 2), co można wytłumaczyć wartościami stałych w równaniach (3) i (4) CHOI i OKOS [1986]. Największy wpływ na ciepło właściwe i współczynnik przewodności cieplnej właściwej miała zawar- tość wody w badanych sokach marchwiowych. Z kolei wartości ciepła właściwego i współczynnika przewodności cieplnej właściwej w stanie zamrożonym wzrastały, co związane było z uzyskaniem mniejszych wartości temperatury krioskopowej so- ków, która ma wpływ na udział wody wymrożonej. Im niższa temperatura kriosko- powa, tym mniej udziału wody wymrożonej w soku [GRUDA i POSTOLSKI 1999].
Temperatura krioskopowa soku marchwiowego obniżała się wraz ze wzro- stem zawartości suchej substancji, niezależnie od metody zamrażania (tab. 3).
Takie same zależności uzyskali AULEDA i in. [2011] dla soków z jabłek, gruszek i brzoskwiń.
Tabela 3; Table 3 Wpływ zawartości ekstraktu soku marchwiowego oraz metody zamrażania
na parametry procesu zamrażania
The influence of carrot juice extract concentration and type of freezing on the freezing parameters
Testowany parametr Tested parameter
Metoda zamrażania Freezing method
Stężenie soku; Juice concentration (%)
9 12 21
Temperatura krioskopowa Cryoscopic temperature (°C) Xśr ±SD
zamrażanie immersyjne
immersion freezing –0,56 ±0,18 c –1,37 ±0,19 b –3,47 ±1,51 ab
zamrażanie owiewowe
convective air freezing –2,51 ±0,76 ab –3,50 ±0,96 ab –5,28 ±1,39 a
Właściwy czas zamrażania Specific freezing time (s)
Xśr ±SD
zamrażanie immersyjne
immersion freezing 716 ±96 a 843 ±127 a 1090 ±70 a zamrażanie owiewowe
convective air freezing 1620 ±31 b 1950 ±112 bc 2280 ±85 c Obliczony właściwy
czas zamrażania Calculated
specific freezing time (s)
zamrażanie immersyjne
immersion freezing 1800 1837 2024
zamrażanie owiewowe
convective air freezing 3962 4060 4105
Ciepło odebrane od soku Heat taken from the juice (kJ)
zamrażanie immersyjne
immersion freezing 128 119 112
zamrażanie owiewowe
convective air freezing 133 131 118
Średnie w wierszach oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie według testu Tukeya przy P = 0,05;
means in lines followed by the same letter are not significantly different at P = 0.05 according to Tukeya test.
nie istotny i może go tłumaczyć fakt występowania mniejszej ilości wody, która miałaby być wymrożona w sokach bardziej stężonych (tab. 3). Porównując obie metody zamrażania, zaobserwowano, że w przypadku metody immersyjnej czas potrzebny na zamrożenie produktu (sok marchwiowy 9%) wynosił 716 ±96 s, na- tomiast podczas zamrażania szokowego dla tego samego soku czas wydłużył się do 1620 ±31 s (tab. 3).
Porównując obliczone wartości właściwego czasu zamrażania z czasem uzy- skanym w doświadczeniu, stwierdzono, że wynik doświadczalny był 2–3-krotnie mniejszy od wartości obliczonych (tab. 3). Stwierdzono także, że przy mniejszej zawartości wody w soku marchwiowym mniej ciepła było odbierane w trakcie za- mrażania produktu (tab. 3). Ilość ciepła odebranego od produktu nie zależała od za- stosowanej metody zamrażania.
Nie zaobserwowano różnic w przebiegu i kształcie krzywych zamrażania, niezależnie od rodzaju zastosowanej metody zamrażania oraz zawartości ekstrak- tu w soku, stąd na rysunku 3 przedstawiono krzywe tylko dla soku marchwiowe- go o stężeniu 21%. Na każdej krzywej zamrażania wyróżniono etapy: wstępnego schładzania produktu do temperatury krioskopowej, właściwego zamrażania, pod- czas którego następuje przemiana fazowa i wymrażanie wody, przez co następu- je stopniowe obniżanie temperatury krioskopowej, oraz ostatni etap – domraża- nia produktu do żądanej temperatury końcowej, podczas którego dostępna jeszcze woda ulega dalszemu wymrażaniu (rys. 3).
Rys. 3. Wpływ metody zamrażania soku marchwiowego o zawartości ekstraktu 21%
na przebieg krzywych zamrażania: a – zamrażanie immersyjne, b – zamrażanie szokowe
Fig. 3. Influence of freezing methods of carrot juice with extract at 21% on the freezing curves: a – by immersion freezing, b – by convective air freezing
–40 –30 –20 –10 0 10 20 30
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Temperatura; Temperature (°C)
–40 –30 –20 –10 0 10 20 30
Temperatura; Temperature (°C)
Czas; Time (s) Czas; Time (s)
t 1/2 t 1/4
t 0 tm
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
t 1/2 t 1/4
t 0 tm
W centrum geometrycznym produktu (rys. 3a i b) każdy z poszczególnych etapów przebiegał szybciej w przypadku zamrażania immersyjnego. Zaobserwo- wano również większe o 10% nachylenie krzywej zamrażania dla centrum geome- trycznego podczas trzeciego etapu zamrażania (dochładzania) dla soków z większą zawartością wody. Niezależnie od metody pierwsze 2000 sekund procesu zamraża- nia stanowił etap ochładzania soku marchwiowego do temperatury krioskopowej.
Analizując przebieg krzywych zamrażania, zauważono, że w metodzie im- mersyjnej (rys. 3a) temperatura przy ściance opakowania obniżała się dużo szybciej niż w mrożeniu owiewowym (rys. 3b). W obu metodach tylko w sokach o zawarto- ści ekstraktu 9 i 12% zaobserwowano występowanie na krzywej przy ściance opa- kowania zjawisko przechłodzenia cieczy. Może to świadczyć o tym, iż soki o dużej zawartości wody zachowują się w procesie zamrażania podobnie jak czysta woda.
Zbliżone wyniki dla wody i soków przedstawili GRUDA i POSTOLSKI [1999].
Wnioski
1. Właściwy czas zamrażania nie różnił się między doświadczeniami, nawet po podwójnym zagęszczeniu soku z marchwi.
2. Ze względu na szybszy transport ciepła od soku do glikolu, związany z więk- szą wartością współczynnika wnikania ciepła w metodzie immersyjnej, czas zamrażania był krótszy niż w metodzie owiewowej.
3. Nie zanotowano istotnych statystycznie różnic między czasem właściwego zamrażania obliczonym i doświadczalnym.
4. Nie zaobserwowano różnic w przebiegu i kształcie krzywych zamrażania, nie- zależnie od rodzaju zastosowanej metody zamrażania oraz zawartości eks- traktu w soku.
Literatura
AULEDA J.M., RAVENTÓS M., SÁNCHEZ J., HERNÁNDEZ E. 2011. Estimation of the freezing point of concentrated fruit juices for application in freeze concentration.
J. Food Eng. 105: 289–294.
BELIBAGLI K.B., DALGIC A.C. 2007. Rheological properties of sour-cherry juice and concentrate. Int. J. Food Sci Technol. 42: 773–776.
CHOI Y., OKOS M.R. 1986. Effects of temperature and composition on the thermal properties of foods. In: Food Engineering and Process Applications. Volume 1. Trans- port Phenomena (ed. M. Le Maguer, P. Jelen). Elsevier Applied Science Publishers, New York: 93–102.
FERREIRA BONOMO R.C., DA COSTA ILHÉU FONTAN R., DE SOUZA T. SANT’A., VELOSO C.M., TEIXEIRA REIS M.F., DE SOUZA CASTRO S. 2009. Thermophysical properties of cashew juice at different concentrations and temperatures. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande 11, 1: 35–42.
GINER J., IBARZ A., GARZA S., XHIAN-QUAN S. 1996. Rheology of clarified cherry juice. J. Food Eng. 30: 147–154.
GRUDA Z., POSTOLSKI J. 1999. Zamrażanie żywności. WNT, Warszawa.
JANISZEWSKA E., WITROWA-RAJCHERT D. 2009. The influence of morphology of po- wders on the effect of microencapsulation of rosemary aroma during spray-drying.
Int. J. Food Sci. Technol. 44 (12): 2438–2444.
Supl. 2 (47): 101–107.
MARX M., STUPARIC M., SCHIEBER A., CARLE R. 2003. Effect of thermal processing on trans-cis-isomeration of β-carotene in carrot juices and carotene-containing pre- parations. Food Chem. 83: 609–617.
MITEK M., KALISZ S. 2003. Współczesne poglądy na właściwości przeciwutlenia- jące soków owocowych i warzywnych. Przem. Spoż. 57 (5): 37–39, 49.
RAMOS A.M., IBARZ A. 1998. Density of juice and fruit puree as a function of soluble solids content and temperature. J. Food Eng. 35: 57–63.
SHAMSUDIN R., MOHAMED I.O., MOHD YAMAN N.K. 2005. Thermophysical pro- perties of Thai seedless guava juice as affected by temperature and concentration.
J. Food Eng. 66: 395–399.
SZYMAŃSKI P. 2006. Wpływ metody zamrażania produktów żywnościowych na ich cechy jakościowe. Materiały seminaryjne Wydziału Mechanicznego Politechniki Gdań skiej, Gdańsk.
WOLSKI P. 2007/2008. Seminar on the subject of modern techniques of freezing.
Subject: Frozen convenience food: frozen semi-finished products, snack products, frozen ready meals, frozen desserts (http://www.mech.pg.gda.pl/ktc/wtargans/osiagi/
Wolski_zamrazanie.pdf).
WOOLRICH R.W. 1967. The men who created cold: A history of refrigeration. Expo- sition Press, 212.
Słowa kluczowe: sok marchwiowy, zamrażanie, temperatura krioskopowa, czas zamrażania
Streszczenie
Zamrażanie jest szeroko stosowanym w przemyśle spożywczym procesem przedłużenia czasu przydatności do spożycia produktów i materiałów roślinnych, związanym z obniżeniem temperatury. Proces jest w dużej mierze zależny od tem- peratury czynnika chłodniczego, rodzaju materiału poddawanego zamrażaniu, a w przypadku soku – jego stężenia. Dlatego celem pracy było zbadanie wpływu stężenia ekstraktu i metody zamrażania na wybrane parametry charakteryzujące proces zamrażania. Zamrażanie prowadzono w zamrażarce immersyjnej z ciekłym glikolem propylenowym jako czynnikiem chłodniczym oraz w zamrażarce owie- wowej. Temperatura czynnika chłodniczego wynosiła –30°C. Zamrażano soki mar- chwiowy o stężeniu 9, 12 i 21%. Zbadano podczas procesu zamrażania właściwy czas zamrażania, wyznaczono temperaturę krioskopową oraz wyliczono wielko- ści charakteryzujące zamrożony sok marchwiowy, jak: ciepło właściwe i współ- czynnik przewodności cieplnej, a także czas zamrażania oraz ciepło odebrane od
produktu. Stwierdzono, że temperatura krioskopowa obniża się wraz ze wzrostem stężenia soku, niezależnie od metody zamrażania. Doświadczalny właściwy czas zamrażania był 3–4-krotnie krótszy niż obliczony. Stwierdzono także, że ciepło odebrane od produktu malało wraz ze wzrostem stężenia. Wszystkie krzywe zamra- żania miały podobny kształt, jedyną różnicę stanowił czas potrzebny do całkowite- go zamrożenia produktu.
THE INFLUENCE OF CARROT JUICE CONCENTRATION AND FREEZING METHODS ON THE FREEZING PROCESS PARAMETERS
Emilia Janiszewska, Paweł Sakowski
Department of Food Engineering and Process Management Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Key words: carrot juice, freezing, cryoscopic temperature, freezing time Summary
Freezing is a widely used process in food industry for extending the shelf-life of the products and plant materials associated with the temperature decrease. The process are largely influenced by the temperature of freezing medium, the type of material subjected to freezing and, in the case of juice, the juice concentration.
Therefore, the aim of the study was to investigate the effect of extract concentra- tion and freezing method on selected parameters characterizing the freezing proc- ess. Freezing was carried out in immersion freezer with liquid propylene glycol as a freezing medium and air freezer. The freezing temperature was –30°C. Carrot juices from one producer was a research material. The juice was concentrated from 9 to 12 and 21%. During the freezing process specific time of freezing, cryoscopic tem- peratures was examined and also values characterizing frozen carrot juice as heat capacity and thermal conductivity were calculated as well as freezing time and the heat received from the product. It was found that the cryoscopic temperature de- creases with increasing juice concentration, regardless of the freezing method. The specific freezing time was 3–4 times lower than the calculated one. It was found that the heat received from the product decreased with increasing concentration.
All curves have the same shape of the freezing, the only difference was the time re- quired to completely freeze the product.
Dr inż. Emilia Janiszewska
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji ul. Nowoursynowska 159c
02-776 WARSZAWA
e-mail: emilia_janiszewska@sggw.pl
