Phương pháp kết đông thực phẩm: Kết đông chậm, nhanh,…

Kết đông là làm lạnh đông thực phẩm xuống đến dưới nhiệt độ đóng băng của thực phẩm nhưng không có nghĩa là toàn bộ nước trong thực phẩm đã bị đóng băng. Việc lựa chọn phương pháp kết đông phù hợp ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hương vị và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm sau khi rã đông. Dưới đây là một số phương pháp kết đông thực phẩm phổ biến.

Các phương pháp kết đông

Kết đông chậm

Thời gian kết đông 15- 20h tốc độ kết đông khoảng 0,1 đến 0,5cm/h. Nhiệt độ không khí khoảng -25°C tốc độ lưu thông không khí khoảng Im/s.

Do thời gian kết đông chậm, tinh thể đá kết tinh trong gian tế bào có kích thước lớn, phá vỡ làm rách các màng tế bào, phá huỷ mô tế bào sản phẩm. Khi làm tan giá, dịch bào bị chảy mất do các màng bị rách nên chất lượng sản phẩm giảm giá trị dinh dưỡng, dễ nhiễm trùng. Ngày nay hầu như người ta không sử dụng phương pháp kết đông chậm để kết đông thực phẩm trừ một số ứng dụng có mục đích như đông chậm các loại thịt dai, già như thịt trâu… hoặc rau quả.

Thịt trâu già kết đông chậm, các tinh thể đá làm rách các màng tế bào, khi đem nấu thịt mềm và dễ ăn hơn. Rau quả cần ép nước, khi qua kết đông chậm, các màng tế bào bị phá huỷ nên công ép giảm xuống, năng suất ép có khi đạt 150% so với rau quả tươi không qua kết đồng chậm.

Kết đông nhanh

Thời gian kết đông nhanh hơn, tốc độ kết đông đạt khoảng 0,5 đến 5cm/h. Có thể kết đông nhanh trong môi trường không khí hoặc chất tải lạnh lỏng. Kết đông trong phòng hoặc tunel yêu cầu nhiệt độ không khí đạt -35°C tốc độ không khí 3 đến 5m/s. 

Các máy kết đông thực phẩm có thể có nhiệt độ và đối lưu không khí khác hơn. Nếu dùng chất tải lạnh, người ta nhúng trực tiếp sản phẩm trong chất tải lạnh là nước muối hoặc môi chất lạnh đang sôi. Hiệu quả và thời gian kết đông đảm bảo yêu cầu của phương pháp kết đông nhanh.

Kết đông nhanh làm cho các tinh thể đá mịn hơn, không làm rách màng tế bào. Khi làm tan giá, sản phẩm không bị chảy mất dịch bào, đảm bảo chất lượng của sản phẩm.

Kết đông cực nhanh

Phương pháp kết đông cực nhanh thường thực hiện bằng cách nhúng sản phẩm trong co2 lỏng, nitơ lỏng hoặc các khí hoá lỏng khác. Thời gian kết đông chỉ còn 5 – 10 phút, chỉ bằng 1/6 so với phương pháp kết đông nhanh. Tốc độ kết đông có khi đạt tới 300 đến 600 cm/h.

Kết đông cực nhanh cho phép bảo quản hầu như nguyên vẹn mọi tính chất và chất lượng sản phẩm, do đó triển vọng của phương pháp này rất lớn. Đặc biệt nitơ lỏng có nhiều ưu điểm : sôi ở nhiệt độ -196°C có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật vì nó là khí nitơ và có sẵn chung quanh ta. Nitơ chiếm 79% không khí.

Kết đông trong luồng không khí lạnh

Đây là phương pháp cổ điển nhất dùng để kết đông các sản phẩm không có hình dáng cố định như thịt lợn nửa con hay cả con, thịt bò nửa con hoặc 1/4 con, gia cầm, hoa quả… Do hệ số tỏa nhiệt của không khí thấp nên nhiệt độ không khí phải đủ thấp (-35 đến -40°C) và tốc độ không khí phải đủ cao (3 đến 5m/s) để có thể đạt được tốc độ kết đông yêu cầu.

Thuận lợi của phương pháp này là thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng, về nguyên tắc thì bất cứ một phòng lạnh nào có đủ độ dày cách nhiệt, lắp đặt hệ thống lạnh thích hợp, có quạt gió lạnh thích hợp là có thể sử dụng để làm phòng kết đông thực phẩm. Tuy nhiên phòng kết đông loại này cũng đã được nghiên cứu chế tạo với nhiều kiểu và dạng rất phong phú.

• Để kết đông khối lượng nhỏ, khoảng 50kg chẳng hạn, có thể sử dụng tủ kết đông nhanh hoặc hòm kết đông nhanh. 
• Đối với các phòng kết đông lớn hơn có thể sử dụng dạng xe đẩy có nhiều ngăn để chứa sản phẩm kết đông. Khi kết đông xong có thể kéo xe ra ngoài để thu sản phẩm đã kết đông xong và xếp sản phẩm mới vào.
• Đối với các phòng kết đông lớn hơn nữa, có thể chứa nhiều xe (thường gọi là hầm kết đông hay phòng kết đông kiểu tunnel). Các xe chạy trên đường ray hoặc được treo trên ray gắn trên trần. Có thể dùng cơ cấu cơ học hoặc thuỷ lực để di chuyển các xe theo kiểu kết đông gần như liên tục. Xe đã kết đông xong được đẩy ra ở đầu này thì có một xe vừa mới xếp xong sản phẩm mới đưa vào ở đầu kia.

Nguyên tắc của phương pháp này là thực phẩm được đưa vào một kênh cố định bố trí theo chiều dọc hầm sấy, sau khi kết đông xong sẽ chảy ra phía bên kia. Dòng không khí được quạt thổi từ dưới lên. Các sản phẩm được nâng lên lơ lửng trong đệm khí. Do được tiếp xúc với dòng không khí lạnh từ nhiều phía nên sản phẩm kết đông rất nhanh. 

Kết đông tiếp xúc 

Khi đặt sản phẩm tiếp xúc với bề mặt lạnh, khả năng trao đổi nhiệt lớn hơn nhiều so với khi tiếp xúc với không khí lạnh. Chính vì vậy tốc độ kết đông nhanh hơn, hiệu nhiệt độ giữa sản phẩm và nhiệt độ bay hơi giảm xuống. Năng suất lạnh yêu cầu giảm, tiêu tốn năng lượng cho một đơn vị sản phẩm giảm, thời gian kết đông một mẻ giảm qua đó giảm được diện tích lắp đặt thiết bị.

Nhược điểm của phương pháp kết đông tiếp xúc là không thể kết đông bất cứ loại sản phẩm nào. Máy kết đông tiếp xúc chỉ dùng để kết đông các loại thực phẩm đặt trong khuôn cố định. Kích thước của khuôn tùy theo nhà chế tạo máy quy định.

Kết đông trong khí hoá lỏng

Kết đông trong khí hoá lỏng thường được thực hiện với nitơ lỏng. Nitơ lỏng sôi ở nhiệt độ -196°c. Do cỏ độ chênh nhiệt độ rất lớn giữa sản phẩm và nhiệt độ sôi nên sản phẩm được kết đông gần như tức thời. Năng suất lạnh của một kg nitơ lỏng là nhiệt ẩn hoá hơi ở -196°c và nhiệt hiện thu vào khi khí lạnh tăng nhiệt độ lên đến gần nhiệt độ kết đông sản phẩm. Nhiệt độ đó cao hay thấp tùy thuộc vào cách bố trí trao đổi nhiệt giữa hơi lạnh và sản phẩm có hiệu quả hay không.

Kết đông bằng chất lỏng lạnh

Khi nhúng sản phẩm trong nước muối lạnh hoặc chất lỏng lạnh chuyển động, tốc độ kết đông sản phẩm rất cao do hệ số trao đổi nhiệt giữa sản phẩm và chất lỏng rất lớn. Hệ số trao đổi nhiệt này tương đương với khi sản phẩm tiếp xúc với bề mặt kim loại lạnh trong máy kết đông tiếp xúc. 

Phương pháp này rất thuận tiện cho việc kết đông gà và gia cầm các loại. Người ta thường kết đóng cá trong nước muối ăn (Phương pháp Ottensen). Nước muối được giữ ở nhiệt độ đóng băng, ở nhiệt độ này, nước muối không ảnh hưởng đến sản phẩm kết đông vì muối không bị phân li ra khỏi nước muối. Nhưng vì khó có thể giữ được nước muối ở nhiệt độ ổn định vì luôn đưa sản phẩm nóng vào, do đó nước muối đôi khi cũng lệch khỏi trạng thái cân bằng và nước muối khuếch tán vào sản phẩm làm ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm. Nước thừa đóng băng vào các ống dàn bay hơi, cản trở quá trình trao đổi nhiệt. 

Để cải thiện tình trạng đó có thể cho thêm khoảng 10% glycerin vào nước muối để mở rộng phạm vi nhiệt độ từ -15 đến -17°c. Sau khi kết đông có thể nhúng cá vào nước để tạo ra “áo băng” mỏng, chống hao hụt sản phẩm do khô hao gây ra.

Để tránh tác động xấu của nước muối vào thực phẩm, có thể sử dụng các bao bì kim loại hoặc nilon để bọc sản phẩm khi đưa vào kết đông. 

Điều kiện để có sản phẩm kết đông chất lượng cao

• Chất lượng sản phẩm kết đông phụ thuộc vào các điều kiện sau :
• Chất lượng ban đầu của sản phẩm khi đưa vào kết đông.
•  Điều kiện vệ sinh và gia công chế biến.
• Vào độ chín tới của sản phẩm. Đối với rau quả vào thời gian giữa lúc thu hoạch và khi đưa vào kết đông. Thời gian đó càng dài, chất lượng càng giảm. Đối với thịt động vật vào độ chín sinh học của thịt..
• Bao bì bảo quản không thấm hơi.
• Quá trình kết đông trong máy kết đông 
• Quá trình bảo quản đông và độ ổn định nhiệt độ.
• Quá trình tan giá sản phẩm đông lạnh