Криогенное воздействие: в последние годы получило широкое распространение. Замораживание

Лечение

Криогенное воздействие: в последние годы получило широкое распространение. Замораживание

Запомните

1. Рак кожи можно излечить спомощью лучевого, хирургического илекарственного лечения, а также путемкриогенного воздействия или лазерногоизлучения.

2. При хирургическом лечениирака кожи разрезы производят на расстоянии1—2 см от видимого края опухоли.

3. Близкофокусное облучениеприменяют при небольших опухолях. Прибольших новообразованиях используюткомбинированное или сочетанно-лучевоелечение.

Разберитесь

1. Хирург районной поликлиникиу женщины 75 лет обнаружил рак кожи Iстадии. В районе нет гистолога, нетлучевой и криогенной аппаратуры. Отпоездки в онкодиспансер больнаяотказывается. Что делать хирургу?

2. Как поступить, если не удаетсяушить края дефекта, образовавшегосяпосле иссечения рака кожи?

3. Можно ли начинать лучевоелечение без морфологического подтверждениядиагноза?

3а. Почему в случаях рака,возникшего на рубце, лучевое лечениене показано?

При раке кожи применяют лучевое,хирургическое, криоген­ное, лазерноеи лекарственное лечение. Выбор методалечения зависит от локализации, формыроста, стадии и гистологического строенияопухоли, а также от состояния окружающейкожи.

При расположении рака на голове иособенно на лице не­обходимо учитыватькосметические последствия лечения, чтоод­нако не должно снижать требованийк радикальности лечения.

Лучевая терапия в виде близкофокуснойрентгено- или радио­терапии получилараспространение при опухолях небольшихраз­меров. Суммарная доза 50—70 Гробеспечивает 95% полных излечений.

Хуже результаты при инфильтрирующейформе, а так­же при новообразованиях,расположенных в углах глаз, на носу,ушной раковине и на участках вблизихряща.

Недостатками ме­тода являютсялучевые повреждения здоровых тканей(перихондриты, лучевые язвы), а такжебольшая (до 1 мес) продолжи­тельностькурса лечения.

При больших опухолях применяютсочетанно-лучевое или комбинированноелечение. Вначале назначают телегамматерапию.Доза 40—60 Гр приводит к распаду большейчасти ново­образования. Остаткиопухоли излечивают с помощью близко-фокуснойрентгенотерапии или удаляют хирургическимпутем.

Хирургическое лечение применяют вбольшинстве случаев при раке туловищаи конечностей. Опухоль иссекают нарасстоянии 1—2. см от видимого края. Вслучае прорастания кости илисосудисто-нервного пучка приходитсявыполнять ампутацию конечности.Хирургическое вмешательство показанотакже при раке на послеожоговых рубцах,трофических язвах, свищевых ходах и т.д., когда лучевое лечение невозможно.

Криогенное воздействие в последниегоды получило широкое распространение.Замораживание осуществляется с помощьюжидкого азота контактным путем сэкспозицией 3—5 мин. Вызы­ваемыйохлаждением некроз тканей приводит кразрушению но­вообразования споследующим заживлением без грубыхрубцов (рис. 9). Метод показан при неглубокойинфильтрации кожи опухолью.

Для излечения опухоли достаточно однойпроцедуры, но при значительных размерахновообразования криогенное воздействиеприходится повторять.

Ближайшие иотдаленные результаты удовлетворительны:при IиIIстадиях удается достичь изле­чения92—100% больных. Столь же эффективнолечение при ог­раниченных рецидивах.

Криогенный метод особенно полезен прилечении опухолей век, ушной раковины,крыльев носа.

Лечение лучами лазера не менеерезультативно. При раке кожи применяюткак импульсные, так и углекислотныелазеры, различающиеся длиной волнизлучения в инфракрасной областиспектра. Лечение проводят в амбулаторныхусловиях.

Для некро­за опухоли кожидостаточно одного сеанса, во времякоторого можно коагулировать несколькоочагов опухоли. Заживление участканекроза происходит с образованиемтонкого эластич­ного рубца, малоотличающегося от окружающей кожи.

Лечение не вызывает побочных реакций,оно осуществимо при очагах, расположенныхвблизи хрящевой и костной ткани,эффективно при рецидивах. Излечениедостигается у 97—98 % больныхIиIIстадий.

Лекарственное лечение применяютприIстадии рака, чащепри базальноклеточном, или приневозможности использования другихметодов лечения. Хорошие результатыдают аппликации 5-фторурациловой ипроспидиновой мазей.

Комбинированное лечение включаетоперацию и пред- или послеоперационнуюлучевую терапию. Его используют толькопри опухолях больших размеров.

Лечение рецидива осуществляетсяпутем оперативного вмешательства,иногда в комбинации с лучевой терапией.При метастазах в регионарные лимфатическиеузлы применяют хирур­гическое лечение.

В зависимости от расположения метастазовпроизводят операции на зонах регионарногометастазирования (иссечение шейнойклетчатки, операцию Дюкена, подмышечнуюлимфаденэктомию).

При наличии гематогенныхметастазов или фиксированных, неудалимыххирургическим путем метастазов влимфатические узлы временный эффект участи больных мо­жет быть достигнутс помощью химиотерапии блеомицином.

Отдаленные результаты лечения, какправило, хорошие, 5-летнего выздоровленияудается добиться у подавляющегобольшин­ства больных. Прогноз хуже убольных сIIIи особенносIVста­диями заболевания,а также при плоскоклеточном раке.

Диспансеризация излеченных отплоскоклеточного рака осу­ществляетсяпожизненно. Больные, излеченные отбазальноклеточных опухолей, подлежатснятию с онкологического учета приотсутствии рецидива на протяжении 5 летпосле лечения.

Источник: https://studfile.net/preview/5509917/page:32/

Криогенный метод

Криогенное воздействие: в последние годы получило широкое распространение. Замораживание

В настоящее время в промышленном масштабе для замораживания пищевых продуктов используются следующие криогенные агенты: жидкий азот, диоксид углерода и хладон.

Основными преимуществами криогенного метода являются: малая продолжительность процесса, сохранение качества продукта, минимальные потери его массы за счет усушки без применения специальных упаковочных материалов.

Наибольшее распространение для замораживания штучных продуктов получил жидкий азот, обладающий относительной инертностью, низкой температурой и высокими термодинамическими свойствами. Замораживание пищевых продуктов жидким азотом в настоящее время осуществляется способами погружения и орошения.

Способ погружения продукта в жидкий азот применяется в основном для замораживания продуктов, имеющих сферическую форму, или для продуктов других форм, предназначенных для дальнейшего дробления: это объясняется возникновением внутреннего напряжения в продукте, что приводит к образованию трещин. Отрицательным моментом данного метода является возможность накопления жидкого кислорода в ванне с жидким азотом, что может привести к самовозгоранию по мере испарения последнего.

С целью уменьшения расхода жидкого азота для замораживания используют метод орошения азота на продукт, который оказался более экономичным по сравнению с погружением. Для этой цели используются различного вида форсунки с большим конусом факела, которые могут производить распыление жидкого азота в мелкодисперсное состояние.

Способ орошения предусматривает использование паров азота для предварительного охлаждения продукта и выравнивания температуры по объему.

В этом случае холодопроизводительность 1 кг азота состоит из количества теплоты, отводимой жидким азотом от продукта при переходе его в газообразное состояние, и дополнительного количества теплоты, образующейся при нагревании паров азота до температуры, с которой азот выходит из морозильного аппарата

Так, например, при температуре отходящих паров минус 50°С 1 кг азота поглощает 83,5 кДж теплоты. Расход азота зависит главным образом от теплосодержания замораживаемого продукта, степени использования холодильного потенциала паров азота, величины постоянных потерь за счет теплопритоков извне, расхода азота на охлаждение аппарата в начале работы.

На величину расхода азота большое влияние оказывает коэффициент полезного действия скороморозильного аппарата и вид замораживаемого продукта. Продукты больших размеров обеспечивают более высокий КПД аппарата, т. к.

при этом возможна более высокая производительность и сумма постоянных потерь распределяется на большее количество замороженного продукта.

Коэффициент полезного действия азотных скороморозильных аппаратов, использующих способ орошения продукта азотом, находится на уровне 0,7… 0,85, при этом наряду с потерями внутри аппарата учитываются потери в резервуаре для хранения жидкого азота в магистральных трубопроводах. Рассматривается себестоимость замораживания штучных пищевых продуктов различными методами: воздушным (периодическое в туннеле и непрерывное на конвейере), контактным (в горизонтальных многоплиточных аппаратах) и криогенным (с помощью жидкого азота). Сопоставление различных систем замораживания (табл. 1.1.) производится для холодильных установок производительностью 500… 1000 кг/ч при температуре загрузки плодов и овощей 20°С, готовых блюд 50°С и конечной температуре минус 20°С. Продолжительность работы установки в смену 7 ч.

Анализ показывает, что стоимость замораживания азотным методом зависит только от расхода азота. Одним из преимуществ использования азота для замораживания пищевых продуктов является снижение потерь за счет усушки.

Процент потери массы продукта при промышленном замораживании составляет примерно:

  • в воздушных аппаратах туннельного типа (продукт без упаковки) 3…6%
  • плиточных аппаратах (продукт в упаковке) 0,5%
  • в азотных аппаратах (продукт без упаковки) 1,0%

Замораживание жидким азотом позволяет получить продукт высокого качества. Данные отечественных и зарубежных специалистов по замораживанию штучных пищевых продуктов, таких как готовые блюда, мясные натуральные и рубленые полуфабрикаты, изделия из теста, рыба, птица, овощи, ягоды и т.

д. свидетельствуют о преимуществе азотного по сравнению с другими методами замораживания как в отношении микрокристаллической структуры, что связано с меньшими потерями сока при размораживании, так и в отношении сохранения вкусовых качеств, гигиеничности, товарного вида продукта.

В России метод замораживания с помощью жидкого азота пока не нашел широкого промышленного применения, однако научные разработки и экспериментальные установки оказали большое влияние на выявление закономерностей процесса теплообмена при замораживании продукта криогенным методом.

Применение жидкого азота для замораживания пищевых продуктов сдерживается в первую очередь высокой его ценой и тем фактом, что это хладагент одноразового использования. В этом плане имеет преимущество перед азотом другая криогенная жидкость, используемая для замораживания пищевых продуктов, хладон-12.

Благодаря регенерации паров расход хладона снижается до 0,025 кг на 1 кг продукта.

Интенсификация процесса замораживания с использованием хладона-12 достигается не за счет высокого температурного потенциала, как в случае замораживания в азоте, а эффективным теплообменом за счет кипения хладагента на поверхности продукта при атмосферном давлении.

На основании выполненных отечественными специалистами исследований доказана целесообразность использования хладона-12 для замораживания мяса птицы, разработаны условия и режимные параметры процесса. Определен уровень сорбции хладона-12 продуктом и извлечения из него жира при контактном замораживании мяса бройлеров.

Установлено, что при холодильном хранении, в холодильной камере, и размораживании мяса птицы происходит десорбция хладона-12, который полностью удаляется из продукта при тепловой обработке: применение пленочной упаковки, в силу низких коэффициентов газопроницаемости, исключает возможность сорбции хладона-12 продуктом, что позволило разработать технологию замораживания в хладоне-12 мяса бройлеров и получить продукт высокого качества.

Разработанная технология замораживания в хладоне-12 мяса птицы и рыбы разрешена для промышленного использования Минздравом РФ.

За рубежом метод контактного замораживания в хладоне-12 нашел практическое применение для рыбы, креветок, клубники, кукурузных початков, лука, абрикосов и других штучных продуктов. При этом используют хладон-12, чистота которого должна составлять не менее 99,97%.

Вместе с тем, последние годы были периодом осторожного отношения к использованию хладонов, в том числе хладона-12, возникшего вследствие публикации американских специалистов теории расщепления озона.

Согласно этой теорий, молекулы хладонов, диффундируя в верхние слои атмосферы, подвергаются действию ультрафиолетовых излучений, вследствие чего они становятся источниками атомов хлора, который и разрушает озон.

Необходимо также учитывать, что из всего количества хладонов, попадающих в атмосферу, 66% выделяется из аэрозольных упаковок и только 27% — за счет утечки хладонов из охлаждающих и кондиционирующих систем.

В литературе есть данные о других возможных причинах уменьшения озонового слоя, в частности связанных с ядерными взрывами и выбросами газов сверхзвуковыми самолетами и ракетамйГ Известно официальное заявление Международного института холода (МИХ), в котором отмечается проблематичность действия хладонов на озон.

Поэтому МИХ рекомендует не вводить каких-либо ограничений по применению хладонов до тех пор, пока необходимость в этом не будет окончательно установлена.

В настоящее время дискуссии по данному поводу продолжаются и в этих обстоятельствах рациональна такая позиция, как воздержание от использования хладона-12 для замораживания продуктов питания, а применение для этого менее эффективных методов.

Криогенный метод замораживания с применением диоксида углерода (С02) давно привлекает внимание специалистов.

Процесс замораживания осуществляются путем воздействия на продукт холодной газовой и жидкой средой или создавая смесь из газа и диспергированной в ней твердой С02.

С целью максимального использования теплоты сублимации продукт покрывают «снеговой шубой», получаемой после дросселирования жидкой СОг В ряде случаев твердую С02 используют в виде мелких гранул, которые укладывают внутрь продукта, например, в тушку птицы, или засыпают в коробки с продуктом.

Температура охлаждающей среды зависит от принципа организации процесса замораживания диоксидом углерода. При газовой среде она поддерживается в интервале от минус 20°С до минус 70°С, при охлаждении «снегом» и гранулами — минус 78,9°С.

Теплота сублимации твердого С02 составляет 575 кДж/кг, тогда как теплота парообразования жидкого азота — 199,71 кДж/кг. Использование перепада температур между продуктом и хладагентом, а также отвод тепла при сублимации твердого CO2, позволяет получать высокие скорости замораживания без деформаций в структуре продукта.

При этом продукты, замораживаемые с помощью С02, имеют высокую органолептичес-кую оценку, а потери массы за счет усушки составляют 0,3%.

Диоксид углерода можно применять для контактного замораживания практически любых штучных пищевых продуктов.

При этом С02 обладает бактерицидными свойствами: является эффективным средством для подавления размножения анаэробных, а также аэробных бактерий на поверхности продукта и снижения окислительных процессов.

В настоящее время в мировой практике наблюдается тенденция к расширению производства диоксида углерода, причем его доля в пищевой промышленности также возрастает.

Существуют различные коммерческие виды диоксида углерода. Заводы-изготовители выпускают жидкий С02, хранящийся в танках, хранилищах, баллонах.

При дросселировании жидкого CO2, образуется в разных количествах, в зависимости от температуры хранения, снегообразный и газообразный С02.

Выпускают твердый CO2, (сухой лед) в виде спрессованных крупных блоков, мелкофасованный гранулированный лед в виде таблеток, палочек или шариков, используя для этого жидкий низкотемпературный СО2.

Для производства мелкофасованного сухого льда используют сухоледные грануляторы (таблетеры), разработанные фирмами США, Японии. Грануляторы представляют собой машины поршневого типа с ротационным элементом, производящие гранулы цилиндрической формы, длиной от 6 до 36 мм и диаметром 9,0; 10; 16; 19 мм.

Специалисты многих стран большое внимание уделяют разработке способов и устройств для получения снегообразного С02, максимально отделенного от газовой фазы, например, при воздействии центробежных сил; способов и устройств для бесперебойной подачи снегообразного С02 на охлаждаемый продукт, например, путем предотвращения скопления зарядов статистического электричества на снежинках С02; грануляторов для производства мелкофасованного сухого льда в виде таблеток (палочек) или шариков. Рядом зарубежных фирм разработаны устройства для получения и подачи снегообразного С02 непосредственно в продукт, конкретно во внутреннюю полость тушки птицы и на продукт, находящийся на транспортере.

Обобщая приведенную информацию по криогенному методу замораживания пищевых продуктов, необходимо отметить, что основным недостатком этого метода, который сдерживает использование его в широком масштабе за рубежом и особенно в нашей стране, является высокая стоимость криогенных хладагентов.

В последние годы наметился возрастающий интерес отечественной перерабатывающей промышленности к криогенному методу холодильной обработки пищевых продуктов на базе газообразного, жидкого азота. Этот интерес связан с открытием в России больших запасов (340 млрд.

м3) подземных высокоазотных газов, себестоимость такого сжиженного азота, по сравнению с существующим в промышленности методом разделения воздуха, почти на порядок ниже.

Контакты
Компания ООО Ксирон-ХолодРоссия г. Ивантеевка, Санаторный проезд, дом 1, корпус 23, 141281 Почтовый адрес: Санаторный проезд, дом 1, г.Ивантеевка, Московская область, 141281Телефон: (495) 984-74-92; (495) 226-51-87;Email: info@xiron.ruМы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00, кроме выходных.Прием заявок на сайте — круглосуточно ИНН 5038123297 ОГРН 1165038054565 E-mail: Отправить заявкуОтзывы/СертификатыПостроить маршрут с помощью: Яндекс картыДоставка: осуществляем отправку оборудования по России и в страны СНГ.

Схема проезда

Источник: http://www.xiron.ru/content/view/31145/28/

Криогенные технологии в медицине и спорте | Холодильщик.RU: Выпуск 12(60), декабрь 2009. Раздел

Криогенное воздействие: в последние годы получило широкое распространение. Замораживание

интернет-выпуск № 12(60), декабрь, 2009 г.

ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Буторина А.В., Архаров A.M., Матвеев В.А., Поляев Б.А., Рубаненко Е.П. Криогенные технологии в медицине и спорте
Медицину XXI века невозможно представить без профилактических мероприятий, а так же высокоэффективного технического обеспечения. Современные технологии, лекарственные препараты, медицинские приборы и компьютерные программы, передовые технологии печения, а главное – серьезное внимание к из профилактике, являются решающим фактором повышения медицинского обслуживания населения России. Достижения научно-технического прогресса стимулируют внедрение в медицину и спорт новых инженерных и биомедицинских технологий.В последние годы, большое распространение в различных областях медицины и спорта получил криогенный метод лечения. Еще великий Гиппократ писал “Холод и помогает и убивает…”.Многие клиники хирургии занимаются лечением доброкачественных сосудистых опухолей (гемангиом). Однако усложнение тяжести течения хирургических заболеваний в сторону сосудистого компонента и заметного роста опухоли потребовало поиска новых подходов в лечении. Из ныне существующих методов лечения, наиболее эффективным методом лечения ряда патологических образований является локальная криодеструкция. Успех лечения достигнут в 100% случаев. Важной стороной лечения является получение хороших косметических результатов, благодаря особенностям регенерации кожи после криогенных вмешательств (органотипическая регенерация).В реальной хирургической практике криохирургия имеет определенные ограничения, связанные с пределом возможной деструкции крупных образований. В клинике совместно с инженерами разработан способ усиления криогенной деструкции путем предварительного воздействия на область локального замораживания микроволнами сверхвысокочастотного электромагнитного поля (СВЧ ЭМП). Методика предварительного облучения области замораживания СВЧ-полем с последующей криодеструкцией, позволяет усилить разрушающие способности низкой температуры в 4-6 раз по глубине и в 50 раз по объему, по сравнению с криогенной деструкцией и сохраняет при этом все полезные свойства локального низкотемпературного разрушения. Успех лечения достигнут в 98% случаев.Значимость применения физических факторов в профилактике, комплексном лечении и реабилитации больных различной патологией хорошо известна. Арсенал физических факторов в последние десятилетия пополнился новыми методами, расширяется теоретическая база, расшифрованы тонкие механизмы биологического их действия.Применение холода для утоления боли и купирования воспаления имеет достаточно древнюю историю. На сегодняшний день, понятие “криотерапия” включает совокупность физических методов лечения основанных на отведении тепла с помощью жидких, твердых и газообразных рабочих тел (от влажных холодных обтираний до воздействия сверхнизкими и ультранизкими температурами). Причем, охлаждающее воздействие возможно как на отдельные участки, так и на организм человека в целом.Оценка человеком внешних температурных условий построена на информации, поступающей от кожных терморецепторов, которые контролируют температуру поверхности кожного покрова. Площадь кожного покрова, у взрослого человека, составляет в среднем 1,6 м2. На 1 см2 кожи размещается до 200 болевых, 25 тактильных, 2 тепловых и 12-15 холодовых точек, причем холодовые рецепторы залегают ближе к поверхности кожи (0,17 мм), чем тепловые (0,3 мм). Общее число терморецепторов около 280 тысяч, в том числе 250 тысяч холодовых. Таким образом, холодовых рецепторов кожи в 10-15 раз больше, чем тепловых. Холодовые рецепторы включаются при снижении температуры поверхности кожи до +12 °С. Их преобладание позволяет предположить, что воздействие низкими температурами способно оказывать выраженное действие как на местном, так и на центральном уровнях. Криотерапия оказывают интенсивное охлаждающее действие на кожный покров. Способ размещения рецепторов обеспечивает точное наблюдение за изменением температуры поверхности эпителия, которая определяется интенсивностью отвода тепла к охлаждающей среде.

Взрыв популярности занятий спортом для отдыха и восстановления сил, для обеспечения хорошей физической формы и состояния здоровья за последнюю четверть века совершенно справедливо рассматривается как революция в образе жизни. Здоровый образ жизни представляет собой динамическое, многомерное состояние, связанное с условиями окружающей среды и индивидуальными интересами.

В России спортивная медицина является составной частью системы лечебно-профилактического обслуживания занимающихся физической культурой и спортом. В настоящее время для всех очевидна необходимость совместного сотрудничества врача и тренера-инструктора как при занятиях спортом высших достижений, так и для оздоровительных тренировок.

Сама по себе область оздоровительных тренировок находится как бы между двумя полярными системами, связанными с физическими нагрузками. Это область спорта высших достижений, с одной стороны, и лечебная физкультура – с другой.

Бурный рост оздоровительной физкультуры, рассматривающей здоровье человека в тесной взаимосвязи с уровнем его двигательной активности, генетическими предпосылками и образом жизни, требует нового подхода к анализу сущности оздоровительной тренировки.

Новые криогенные технологии включены в комплекс восстановительных мероприятий у спортсменов, которые способствуют быстрейшему восстановлению спортивной работоспособности, в зависимости от адекватной и последовательной реализации реабилитационных мероприятий на предтренировочном и тренировочных этапах, с ориентацией на конкретный вид спорта и сохранность компенсаторно-восстановительных процессов в организме спортсмена.Необходимость создания необходимых доминант в сознании и поведении человека таким вредным привычкам как курение, алкоголь, наркотики, значительно сокращающим сроки жизни, является основой политики всех развитых стран мира.Не следует забывать, что программа жизни человека только на 15% определяется уровнем здравоохранения в данной стране, на 20% – генами, а на 65% – образом жизни.

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и близкой ей тематике – “Холодильщик.RU” – вышел в свет в январе 2005 г.Интернет-газета зарегистрирована Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет. При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.

Авторские права © 2005-2020 // MARGARY@N

Источник: http://www.holodilshchik.ru/index_holodilshchik_issue_12_2009_Cryogenic_technologies.htm

Реферат: Влияние скорости замораживания на кристаллообразование и качество пищевых продуктов

Криогенное воздействие: в последние годы получило широкое распространение. Замораживание

Тема: «Влияние скорости замораживания на кристаллообразование и качество пищевых продуктов».

1. Механизм вымерзания воды (теория кристаллообразования)

Процесс замораживания тканей — это прежде всего процесс замерзания тканевой жидкости, т. е. раствора небольшой концентрации.

Поскольку в воде продукта растворены минеральные и органические вещества, фазовое превращение начинается при отводе тепла в момент нарушения состояния переохлаждения. При этом понижение температуры сопровождается соответствующим изменением концентрации жидкого раствора.

Криоскопическая температура зависит от концентрации раствора, степени диссоциации растворенных веществ и свойств растворения. Криоскопическая температура продуктов животного происхождения ниже 0°С.

При замораживании разбавленных растворов вначале вымерзает чистая вода. Количество воды в мясе убойных животных составляет 53-75%, а в рыбе — 55-80%. По существующей классификации в пищевых продуктах различают связанную (гидратационную) и свободную воду.

связанной воды почти постоянно и составляет около 10% ее общего количества в продукте. Дипольные частицы воды посредством адсорбции прочно связаны с ионами и полимерными группами белков.

При замораживании продуктов связанная вода не участвует в фазовых превращениях.

Свободная вода находится в межклеточном пространстве продукта и является растворителем минеральных веществ. При температурах ниже криоскопической она превращается в лед.

По мере вымораживания свободной воды увеличивается концентрация солей в незамерзшем межклеточном растворе, что приводит к смещению криоскопической температуры в область более низких температур. При этом вымораживание воды происходит постепенно, с повышением концентрации оставшегося раствора.

При достижении концентрации, определенной для даннoгo раствора (тканевого сока), он весь застывает в сплошную твердую массу, называемую эвтектикой; температура ее образования называется эвтектической.

В холодильной технологии воду, перешедшую в твердое состояние, принято называть вымороженной. Экспериментально установлено, что примерно три четверти воды, содержащейся в мясе, птице, рыбе и яйцах, и до половины — в картофеле вымораживается при температуре до −4°С. Считается, что полное вымораживание свободной воды продовольственных продуктов происходит при снижении их температуры до −30°С.

На качество замороженных продуктов большое влияние оказывают размер, форма и распределение кристаллов льда, образующихся в продукте при замораживании. Характер кристаллообразования зависит от состояния клеточных оболочек, концентрации растворенных веществ в клетках, степени гидратации белков и других свойств продукта. Большое значение имеет также скорость замораживания.

2. Скорость замораживания

Скорость замораживания определяется быстротой продвижения границы раздела между жидкой и отвердевшей фазами от поверхности замораживаемого продукта к его термическому центру. Следует различать среднюю скорость замораживания и номинальную.

Хорошие результаты обеспечивает скорость замораживания, при которой продолжительность действия критических температур не превышает 30 мин.

2.1. Быстрое и медленное замораживание

Быстрозамороженные погружением или в плиточном скороморозильном аппарате продукты почти всегда лучше тех, которые замораживают медленно потоком воздуха.

Основное преимущество быстрого замораживания по сравнению с медленным заключается в размере, количестве и расположении кристаллов льда, которые формируются в продукте, так как клеточные жидкости затвердевают.

Когда продукт замораживают медленно, образуются большие кристаллы льда, которые серьезно повреждают ткани некоторых продуктов на клеточном уровне. При оттаивании продукты, у которых значительно повреждены клетки, теряют огромное количество жидкостей, что сильно ухудшает их качество.

Наоборот, при быстром замораживании образуются меньшие кристаллы льда, которые помещаются в пределах клетки и не повреждают ее. Вследствие этого оттаявший продукт очень напоминает свежий по твердости и структуре.

Диапазон температур от —1,1 до —3,8°С часто называют зоной максимального кристаллообразования, поэтому для сохранения качества продукта желателен быстрый отбор теплоты от него в этом интервале температур. Это в особенности относится к фруктам и овощам, так как в них происходит серьезное повреждение тканей при медленном замораживании.

Образование кристаллов льда в продукте начинается примерно при

—1,1°С. Большая часть жидкости замерзает при понижении температуры продукта до —3,8°С, хотя часть концентрированной жидкости не замерзает даже при температуре ниже —10°С.

Ткань животного происхождения намного более грубая и эластичная, чем растительная. Поэтому скорость замораживания мяса и мясных продуктов не является определяющим фактором, как при замораживании фруктов и овощей.

Эксперимент показал, что при медленном замораживании повреждение клеток птицы и рыбы крайне незначительно.

Это, конечно, не означает, что быстрозамороженное мясо, птица и рыба хуже, чем те, которые заморожены медленно, но с точки зрения повреждения клеток быстрое замораживание не так важно для мяса, птицы и рыбы, как для фруктов и овощей.

Например, птица, замороженная медленно, приобретает темный оттенок, что ухудшает внешний вид. Только из-за этого уже лучше замораживать птицу быстро. Также быстрое замораживание уменьшает продолжительность обработки и, следовательно, бактериальную порчу. Это особенно важно при обработке рыбы из-за того, что она быстро портится.

При медленном замораживании сначала образуются кристаллы льда из внеклеточного тканевого сока относительно невысокой концентрации.

Повышенное давление пара над переохлажденной, но еще не затвердевшей жидкостью внутри клетки вызывает диффузию водяного пара через стенки клеток, что приводит к образованию крупных кристаллов льда, травмирующих ткани, медленное замораживание приводит к полной потере свободной воды внутри клеток (процесс криоосмоса или криоконцентрации).

В замороженной таким образом ткани внутри клеток, потерявших упругость, находится незамерзший раствор, а весь образовавшийся лед — вне клеток. При этом количество поврежденных клеток превышает 70%.

При быстром замораживании образуются мелкие кристаллы льда, которые равномерно распределены по всей толще замораживаемого продукта. Воды почти без перемещения переходит в лед по месту ее нахождения до замораживания. При этом травмирующее действие кристаллов на клетки и ткани минимально.

При ультрабыстром замораживании 90% всех кристаллов льда формируется внутри клеток при минимальном повреждении ткани. Существует несколько теорий, объясняющих механизм повреждения клеток и тканей при замораживании различными повреждающими факторами:

· механический — из-за давления образующихся кристаллов льда

· на строение тканей;

· осмотический — вследствие чрезмерной дегидратации клеток; химический — за счет гиперконцентрации солей как вне, так и

· внутри клеток.

· Все эти факторы являются результатом кристаллизации воды и

· перехода ее в лед.

В последнее время наибольшее распространение получили две теории — механическая и солевой денатурации. Механическая теория утверждает, что разрушение клеток вызывается механическим действием кристаллов льда, особенно внутриклеточных.

При медленном замораживании процесс кристаллообразования начинается при определенной температуре (ниже криоскопической) прежде всего в межклеточных и межволоконных пространствах, имеющих более высокую криоскопическую точку из-за меньшей концентрации солей и органических веществ и слабее связанных водой с гидрофильными коллоидами продукта.

Появление кристаллов льда приводит к увеличению концентрации веществ в слое раствора, прилегающем к поверхности кристалла. Вследствие разности концентраций раствора внутри и вне клеток возникают отток влаги из волокон и клеток и намораживание ее на поверхности кристаллов.

Расширение воды при превращении ее в лед приводит к сдавливанию волокон и клеток, что вызывает дополнительный отток воды из них. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура не станет достаточно низкой, чтобы началось кристаллообразование внутри волокон и клеток, где остается уже небольшое количество влаги в концентрированном растворе.

При быстром замораживании теплоотвод происходит более интенсивно. Прежде чем успеет интенсивно развиться миграционный процесс, температура внутри волокон и клеток становится достаточно низкой, чтобы там в соответствии с концентрацией раствора началось кристаллообразование. Таким образом, быстрое замораживание приводит к затвердеванию влаги без значительного перераспределенния ее.

Изменения в продуктах при замораживании

Повышение скорости замораживания сокращает миграцию влаги, вызывает образование большого количества мельчайших кристаллов, равномерно размещенных как в межклеточном пространстве, так и в самих клетках.

Стекловидное состояние отличается от кристаллического тем, что молекулы вещества распределяются хаотически, а не по определенному стереометрическому плану, как это происходит при кристаллизации.

При стекловидном состояния ткань приобретает некоторые свойства твердого тела. Это состояние менее устойчиво в термодинамическом смысле, поэтому со временем при небольшом повышении температуры наблюдается постепенный переход из стекловидного к кристаллическому состоянию, сопровождающийся небольшим выделением тепла (девитрификация).

При витрификации, помимо аморфного (стекловидного) льда, образуется небольшое количество мельчайших кристаллов льда, неуловимых при оптических методах исследования. Это явление получило название «аморфизация».

Стекловидную массу можно сохранить только при температуре ниже-130°С. При быстром нагревании стекловидное состояние может перейти в жидкое, минуя кристаллическое.

Таким образом, минуя структурный распад, который наступает после внутриклеточной кристаллизации, а также при внутренней миграционной перекристаллизации после первоначального процесса замораживания можно с помощью сверхбыстрого охлаждения предотвратить гибель клеток и достигнуть обратимости процесса, от которого зависит максимальное сохранение качества продукта.

Теория солевой денатурации основывается на том, что в процессе льдообразования происходит перераспределение влаги в здании и увеличивается концентрация солей в клетках.

Под действием повышенной концентрации солей и ряда химических и коллоидных процессов происходят денатурационные изменения белковых веществ.

При медленном замораживании концентрация солевых растворов в продукте выше и время их воздействия больше. А степень денатурации белков зависит от времени воздействия на них гипертонических растворов.

При сверхбыстром замораживании это время сводится к минимуму.

Денатурация белков происходит при температурах, близких к точке эвтектики растворов, и падении рН. Изменение величины рН в биологическом объекте при замораживании приводит к изменениям активности ферментов и скорости денатурации белка.

Однако не всегда быстрое замораживание обеспечивает высокое качество продукта.

Так, замораживание некоторых видов пищевых продуктов (большого объема) в криогенных жидкостях протекает с большой скоростью, но одновременно в продукте очень сильно повышается внутреннее давление замерзшего клеточного сока.

Рост давления внутри замораживаемого продукта тем больше, чем больше его размеры, быстрее проводится замораживание и больше разность температур между внешним и внутренним слоями продукта. Особенно высокое внутреннее давление создается при замораживании сверхбыстрым способом.

Результат этого — повреждения внешних перемороженных слоев продукта, причем они не связаны с повреждениями, обусловленными образованием крупных кристаллов при медленном замораживании.

Эти повреждения происходят, когда температура на поверхности продукта становится намного ниже криоскопической, а в центральных слоях еще отмечается стадия льдообразования.

Увеличение объема центральных замерзающих слоев приводит к возрастанию внутреннего давления в продукте, и, когда плотный, неэластичный внешний ледовый слой не в состоянии выдержать внутреннее давление, происходит разрыв замораживаемого продукта.

Решающее значение на скорость замораживания оказывают температура охлаждающей среды, толщина замораживаемого продукта и коэффициент теплоотдачи от его поверхности.

Скорость замораживания влияет и на процессы массообмена, приводящие к усушке продукта. Пока на поверхности продукта не началось льдообразование, с нее испаряется капельно-жидкая влага, а затем происходит сублимация льда, что и приводит к его усушке.

Потери воды при замораживании могут колебаться в широких пределах — от 0,3 до 2% и более в зависимости от температуры охлаждающей среды, начальной и конечной температуры продукта, вида среды, метода и скорости замораживания, а также специфических свойств отдельных продуктов.

Потеря массы продукта

Для представления массообмена используют различные математические модели, описывающие явление испарения влаги с поверхности продукта (основаны на законе Дальтона), однако они включают большое количество величин, определение которых затруднено. Поэтому массообмен в холодильной камере можно определять не по величине массы влаги, отданной продуктом, а по массе влаги, усвоенной воздухом в зависимости от его температуры, давления и равновесной влажности.

Усушка резко снижается, если на поверхности продукта натурального имеется влагонепроницаемый слой (корочка подсыхания, слой жировой ткани). При измельчении продуктов усушка резко возрастает. Потери при замораживании плодов и овощей зависят от их размера, характерных свойств кожицы, а также техники замораживания.

При замораживании бесконтактным способом в паронепроницаемой упаковке исключаются потери водяного пара через слой упаковочного материала. Однако при наличии свободных пространств между продуктом и упаковкой на внутренней поверхности упаковочного материала, образуется иней в результате конденсации и замерзании водяного пара (внутренняя усушка).

При любом способе и скорости замораживания в клетке могут происходить сложные изменения, связанные с нарушением ее структуры.

Так, понижение температуры продукта до −8 — −10°С сопровождается интенсивным, льдообразованием и, следовательно, резким увеличением концентрации химических соединений в жидкой фазе продукта, уменьшением ее объема, сближением молекул.

При этом создаются условия для структурных перестроек белковых молекул, возникновения межмолекулярных реакций, агрегации. Нарушения пространственной структуры макрочастиц белков идентифицируются с денатурацией, а ее внешним проявлением является выделение тканевого сока при размораживании.

Развитие этих процессов стимулирует повышение концентрации электролитов в жидкой фазе. Зона максимального развития денатурационных изменений совпадает с температурной зоной максимальной кристаллизации, тканевого раствора. Денатурация наблюдается, прежде всего, в белках фракции актомиозина при отсутствии изменений белков саркоплазмы.

Важным фактором, влияющим на сохранение нагативной структуры белков, является связанная вода.

Однако это касается только воды, связанной с белками тех групп, в которых энергия связей выше энергии, высвобождающейся при переходе в кристаллическую структуру льда.

Белковые вещества с более узкой энергией связи теряют воду, которая вымораживается, а молекулы белка агрегируются. Стабильные белковые вещества удерживают воду, которая позволяет им сохранить негативную структуру и после размораживания.

Процессы денатурации белков при замораживании в определенной степени замедляются физическими изменениями образовавшегося раствора, в частности изменениями вязкости, ионной силы, давления водяных паров и рН.

При введении некоторых веществ (этиленгликоль, пропиленгликоль, сахар, глицерин) процесс денатурации замедляется. Предполагается, что эти вещества усиливают прочность водородных мостиков и связей воды.

При введении их снижается количество вымораживаемой воды.

В настоящее время разрабатываются пищевые системы, включающие замораживаемый продукт и структурирующие вещества, состоящие из натуральных пищевых компонентов.

Использование таких пищевых систем позволяет получить сырье для замораживания, которое не теряет высокой биологической ценности при температуре замораживания −20°С, длительном хранении в замороженном виде и исключает потери при размораживании.

Изменение белков продуктов происходит также в результате их гидролиза под действием тканевых ферментов, которые высвобождаются при повреждении клеток.

Изменения жиров при замораживании и хранении являются результатом ферментативных и окислительных процессов. С понижением температуры замораживания скорость химических реакций резко замедляется, соответственно замедляются и химические процессы порчи жиров. Скорость ферментативных процессов при понижении температуры в определенном интервале может и возрастать.

При замораживании снижаются количество и активность микроорганизмов, однако добиться их полного уничтожения невозможно. Устойчивость микробной клетки к замораживанию зависит от вида микроорганизма, стадии его развития, среды обитания, а также скорости и температуры замораживания.

Получение высококачественных замороженных продуктов возможно только при исходном высоком качестве сырья, которое определяется многими факторами: условиями роста, кормления, упитанностью, физиологическим состоянием животного перед убоем, совершенством операций по убою и разделке туш. Критерием качества мясного сырья принято также считать степень развития в сырье послеубойных процессов.

Мясо, замороженное в стадии окоченения, имеет более низкое качество, так как белки обладают наименьшей растворимостью, набухаемостью и влагоудерживающей способностью.

Замороженное парное мясо имеет высокую степень обратимости, а белки — хорошую набухаемость и влагоудерживающую способность, так как резко тормозятся автолитические процессы, не наблюдается также изменений гистологической структуры тканей. Такое мясо обладает наилучшими потребительскими свойствами.

Существенном фактором, определяющим качество сырья и его стойкость при последующем хранении, является конечная температура продукта. При ее снижении уменьшаются потери белковых и экстрактивных веществ с мясным соком. Так, мясо животных или рыбы, замороженное до −50+ −70°С, а затем размороженное, незначительно отличается по показателям качества от мяса, не подвергавшегося замораживанию.

В то же время различия в качестве продуктов, замороженных разными методами, после нескольких месяцев хранения при температуре −20°С практически исчезают вследствие рекристаллизации.

Движущей силой этого процесса может быть колебание температуры во время хранения, а также разность давлений водяных паров на поверхности мелких и крупных кристаллов. На поверхности мелких кристаллов давление водяных паров всегда выше, вследствие чего происходит миграция влаги от более мелких кристаллов к крупным.

При низких температурах процесс рекристаллизации протекает медленно, но по мере повышения рекристаллизации заметно ускоряется.

При всем многообразии способов замораживания к каждому продукту требуется индивидуальный подход при определении метода и технического средства замораживания.

Литература

1. Головкин Н.А. «Холодильная технология пищевых продуктов». – М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1984. – 240 с.

2. Куцакова В.Е., Рогов И.А., Фролов С.В., Филиппов В.И. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых продуктов. Ч.1. Теоретические основы консервирования. /М.: Колос, 2001.-136 с.

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-243605.html

Medic-studio
Добавить комментарий