Belangrijkste koeltechnieken voor de voedingsmiddelenindustrie
Koelen is (veel) meer dan verlaging van de temperatuur
De voedingsindustrie werkt met aan bederf onderhevige grondstoffen en (half)producten. Er staan de producenten diverse koelmethoden ter beschikking om de groei van micro-organismen af te remmen en ervoor te zorgen dat de kwaliteit, de textuur en de samenstelling gehandhaafd blijven. Nu de hoge hygiëne- en versheidsstandaarden voor voeding in de Europese Unie bepalen dat betrouwbare koeling van producten en een ononderbroken koelketen een absolute must zijn, is elke voedselproducent het aan zijn stand verplicht het koeltraject serieus te nemen.
KOELING ALS BEWAARMETHODE
Koeling is een van de populairste bewaarmethoden, omdat die ervoor zorgt dat de kwaliteit, de textuur en de samenstelling zoveel mogelijk gehandhaafd blijven. Bij technieken als pekelen (van vis of vlees), inmaken (van groente of fruit) en drogen (van vis of fruit) is dat veel minder het geval. Koelen kent in principe een driedeling: koeling op basis van temperatuur, op basis van koeltechnologie en op basis van bewaartechnieken. De indeling qua temperatuur is daarbij verreweg het eenvoudigst: zodra de temperatuur onder de 0 °C duikt, spreekt men niet langer van koelen, maar van vriezen.
Koeltechnieken
De voedingsindustrie heeft veelvuldig te maken met aan bederf door micro-organismen onderhevige grondstoffen en (half)producten, en gebruikt om dit tegen te gaan diverse koeltechnieken.
Contactkoeling
Contactkoeling is een vorm van terugkoeling (zie kader) d.m.v. de mantel van een kookketel voor vloeibare producten. Deze techniek wordt o.m. gebruikt voor het terugkoelen van soepen.
Cryogeen koeling
Cryogeen koeling is de snelste en meest doeltreffende methode waarbij men vloeibare stikstof of vloeibare koolstofdioxide rechtstreeks over de producten laat verdampen dan wel met het voedingsmiddel vermengt. Vanwege het kostenplaatje en, belangrijker nog, de kans op bevriezing van het product is deze techniek enkel geschikt voor zwaardere industriële snelkoelprocessen.
Dieptekoeling
Dieptekoeling is geschikt voor het bewaren van producten op 0 °C of net daaronder, tot -2 à -4 °C. Het is de diepste koeling waarbij vlees, vis en soms ook deegwaren kunnen worden bewaard zonder dat deze bevriezen. Dieptekoeling biedt extra flexibiliteit: producten kunnen (toch) direct worden verwerkt.
Dompelkoeling
Dompelkoeling is een effectieve methode voor het koelen en verwarmen van allerlei soorten vloeistoffen, ook die met een hoge viscositeit. Uit hygiënische overwegingen (HACCP) is bij voedingsproducten uitsluitend het gebruik toegestaan van in speciale ruimten opgestelde, industriële autoclaafsystemen.
Luchtkoeling of de blast chilling
Hierbij is er sprake van rechtstreekse luchtventilatie over de producten om deze zo snel mogelijk te koelen. Van belang daarbij zijn:
- De kerntemperatuur: door de dikte van het product (beperkte geleidbaarheid) heersen er binnen het product verschillende temperaturen: het gemiddelde temperatuurverschil tussen binnen- en buitenkant bedraag al gauw 10 tot 15 °C, vandaar dat de kerntemperatuur doorgaans op meerdere punten wordt gemeten.
- De luchttemperatuur: voor het meten hiervan kan de koude uitblaaslucht of de iets warmere aanzuiglucht van het koelelement dienstdoen. Door deze te begrenzen op 0 °C wordt bevriezing voorkomen van producten van geringe dikte en bij geringe belading.
- De verdampingstemperatuur: deze temperatuur is van belang aan het einde van het ontdooiproces na de inkoelcyclus.
Vacuümkoeling
Vacuümkoeling is een techniek waarmee de meeste gekookte voedselproducten homogeen en extreem snel ‒ van veldtemperatuur tot circa 2 ºC in 15 minuten ‒ kunnen worden gekoeld. Deze techniek is met name geschikt voor producten met een groot oppervlak in verhouding tot hun gewicht (onder meer fruit en groente).
Droogijs
Een bijzondere vorm van koelen is het gebruik van droogijs. Onder normale (druk)omstandigheden gaat vloeibaar kooldioxide bij ca. -79 ºC over in vaste vorm, en direct daarna in gasvorm. Het sublimatiepunt ligt daarbij op ong. 195 kelvin (-78 °C). Sublimeren onttrekt meer warmte aan de omgeving dan smelten; de koelcapaciteit van droogijs ligt dan ook ruim drie keer hoger dan die van waterijs. Droogijs is o.m. geschikt voor het koelen van producten in mengmachines, bakken, bussen, glazen, dozen en combo's, en dan met name op die plaatsen waar geen energiebron beschikbaar is om lage temperaturen te bereiken.
Wat is terugkoeling?
Terugkoelen is het snel af laten koelen van voedingsbestanddelen. Het is daarbij zaak de temperatuur binnen de 90 minuten terug te brengen van 70 °C naar 3 °C. Dat is van belang voor de voedselveiligheid en voor het behoud van kleur, textuur, smaak en voedingswaarde. Primair gaat het echter om het tegengaan van de groei van micro-organismen in de gevaarlijke temperatuurzone van +60°C tot +10 °C. In dat verband wordt snelkoeling aanbevolen van 65 °C, 63 °C of 60 °C naar 10 °C in de kern van de producten in minder dan 2 uur. Pas na volledig terugkoeling mogen de producten op gebruikelijke wijze worden opgeslagen.
BEWAARMETHODEN
Inkoelen
De term inkoelen is alleen gerechtvaardigd wanneer de temperatuur in hoog tempo daalt en dus een zekere temperatuurzone heel snel wordt overbrugd. Kenmerkend voor dat proces zijn:
- een in verhouding tot de te koelen ruimte hoge luchtsnelheid en hoge mate van ventilatie
- de aanwezigheid van een verdamper of koeler met een groot oppervlak; dit betekent een groot koelvermogen en een geringe ΔT bij meting van zowel luchttemperatuur als de kerntemperatuur van het product
- relatieve vochtigheid is van ondergeschikt belang omdat de verblijftijd slechts kortstondig is
- een lage servicegraad: de deur dient bij voorkeur gedurende het hele traject gesloten te blijven.
Bewaarkoelen
Wanneer producten gedurende lange(re) tijd worden opgeslagen, spreekt men van bewaring of bewaarkoelen. Dat kan zijn voor enkele dagen, maar het kan ook gaan om enkele weken, maanden of zelfs jaren. Kenmerken van dit type opslag zijn:
- een in verhouding tot de te koelen ruimte lage luchtsnelheid en geringe ventilatie
- temperatuur en vochtigheid worden gedurende de duur van de opslag constant gehouden
- automatische ontdooiing (noodontdooiing is mogelijk en gebeurt manueel)
- een hoge servicegraad: de deur van de opslagruimte wordt regelmatig geopend om waren bij te plaatsen of weg te halen.
Voor beide methoden geldt dat uitdroging zo veel mogelijk dient te worden tegengaan, aangezien dit gepaard gaat met verlies aan zowel kwaliteit als kwantiteit.
Verwerking en uitgifte
Als het gaat om temperatuurbeheersing bij voedselverwerking en -uitgifte zijn er in principe drie mogelijkheden: het koelen van de ruimte als geheel, het werken met speciale gekoelde werkbanken of het gebruik van bewaarmeubelen.
Ruimtekoeling
Ruimtekoeling, waarvoor twee systemen zijn ontwikkeld: grote, platte plafondverdampers met lage luchtsnelheden en klassieke, vierkante muurverdampers met normale (hogere) luchtsnelheden die zijn uitgerust met uitblaasslangen in textiel.
Gekoelde werkbanken
Gekoelde werkbanken kennen eveneens een tweedeling. Bij GN-bakkoeling is sprake van een ingebouwde, licht geventileerde koeling, geschikt voor het koelen van rauwe, gekookte of gebakken ingrediënten in het voorbereidende stadium (mise- en-place) langs een portioneerband. Bij werkbladkoeling wordt gewerkt met een werkblad van harde kunststof dat middels een ingebouwd koelsysteem aan de boven- en onderkant wordt gekoeld. Er is sprake van een lichte, horizontale luchtbeweging over de volledige breedte van het werkoppervlak, zonder dat er sprake is van uitdroging.
Bewaarmeubelen
Bij bewaarmeubelen is het zaak dat de juiste temperatuur overal binnen de laadruimte gegarandeerd is, bv. ook in een keuken of een bakkerij. De luchtstroom is daarbij direct op het product gericht of wordt gecreëerd rondom het product. De mate van ventilatie wordt bepaald door de grootte van de verdampers. Zijn deze klein, dan is de kans op uitdroging groter dan bij de zwaardere uitvoeringen. Voor bepaalde producten, waaronder deegwaren, wordt gekozen voor luchtactivatie, ook wel aangeduid als steunventilatie.
Accentverschuiving
De aanschaf van het juiste koelsysteem is een ware zoektocht. Factoren die daarbij een rol spelen zijn onder meer het product dat moet worden gekoeld of bewaard (en de temperatuur waarbij), de capaciteit in relatie tot de beoogde dagproductie, het koelmiddel en de exploitatiekosten. Daarbij komt nog dat de ontwikkelingen bepaald niet stil staan. Het accent komt in toenemende mate te liggen op zaken als systeemintegratie, warmteterugwinning, verbetering van de regeltechniek (sensortechnologie), de registratie van prestatie-indicatoren en het gebruik van natuurlijke koudemiddelen. Al met al nog een hele studie, maar wel noodzakelijk, zeker nu de hoge hygiëne- en versheidsstandaarden voor voeding in de Europese Unie bepalen dat betrouwbare koeling van producten en een ononderbroken koelketen een absolute must zijn, met alle gevolgen van dien als dat niet het geval is …
Een greep uit het aanbod:
• Linde Gas België
• Messer Benelux
• Packo Cooling
• Weber Cooling
