Techniki utrwalania żywności oraz materiałów biologicznych od dawna stanowią istotny obszar rozwoju technologii chłodniczych, ponieważ pozwalają na administrowanie procesów fizykochemicznych zachodzących w niskich temperaturach. W współzależności od użycia wykorzystuje się różne metody obniżania temperatury, które wpływają na strukturę wewnętrzną zamrażanych produktów. Jednym z podejść używanych w przemyśle spożywczym i logistycznym jest szybkie obniżanie temperatury, które ogranicza powstawanie dużych kryształów lodu i w konsekwencji może wpływać na strukturę komórkową produktów.
W tego rodzaju procesach kluczowe znaczenie ma czas ekspozycji a także intensywność konwersji cieplnej.
W kontekście technologii niskotemperaturowych istotną rolę odgrywa zjawisko szybkiego przechodzenia przez strefę krytycznych temperatur, w której dochodzi do intensywnych zmian fazowych wody. Zamrażanie szokowe opiera się na bardzo szybkim odbieraniu ciepła z produktu, co prowadzi do gwałtownego spadku temperatury w relatywnie niezbyt długim czasie. Proces ten odbiega od tradycyjnych metod mrożenia przede wszystkim dynamiką chłodzenia oraz sposobem powstawania kryształów lodu wewnątrz struktury materiału. W praktyce znaczy to konieczność stosowania urządzeń o wysokiej wydajności chłodniczej a także precyzyjnie kontrolowanych parametrów pracy, takich jak wymianę powietrza i temperatura medium chłodzącego.
W zastosowaniach przemysłowych wykorzystywane są specjalistyczne urządzenia, które umożliwiają realizację tego procesu w sposób powtarzalny i kontrolowany. Komory szokowego mrożenia stanowią przykład technologii, w której produkty poddawane są intensywnemu działaniu niskiej temperatury przy jednoczesnym wymuszeniu cyrkulacji powietrza. Dzięki temu możliwe jest równomierne odprowadzanie ciepła z całej powierzchni, co wpływa na jednorodność procesu chłodzenia. W współzależności od konstrukcji urządzenia mogą różnić się one wielkością, sposobem załadunku oraz zakresem regulacji parametrów pracy, co umożliwia na implementację ich do różnorakich typów towarów i procesów technologicznych.
Zastosowanie tego rodzaju metod wiąże się również z analizą zjawisk fizycznych zachodzących w materiale podczas szybkiego obniżania temperatury. Struktura wewnętrzna towarów ulega zmianom w współzależności od szybkości przejścia przez punkt krystalizacji, co może wpływać na ich właściwości po rozmrożeniu. Ważne znaczenie ma również równowaga w gronie efektywnością procesu a zużyciem energii, ponieważ intensywne chłodzenie wymaga odpowiednich zasobów technicznych. W efekcie technologie powiązane z szybkim mrożeniem stanowią obszar łączący zagadnienia inżynierii cieplnej, fizyki materiałowej a także organizacji procesów przemysłowych.
Źródło: szokowe schładzanie.