Bäder und Kühler in den Lebensmittelwissenschaften

Aug 20, 2023

Brandoch Cook, PhD, ist ein freiberuflicher wissenschaftlicher Autor. Er ist erreichbar unter: [email protected].

Die Lebensmittelwissenschaft ist eine breite Disziplin, die mindestens drei verwandte Prinzipien umfasst. Die erste besteht darin, die biologischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften von Lebensmitteln und die Mechanismen zu verstehen, nach denen sie funktionieren. Als nächstes gilt es, die externen Faktoren zu verstehen, die zu Verderb oder Kontamination führen können, und diese Mechanismen zu nutzen, um dies zu mildern. Die dritte besteht darin, die Lebensmittelverarbeitung zu optimieren, um die für die Menschheit verfügbaren Kalorien zu maximieren und den Marktertrag für alle Aspekte der Produktion, von der Primärlandwirtschaft bis zum Lebensmittelregal, zu erzielen. In allen drei Bereichen besteht die Notwendigkeit, sowohl warme als auch kalte Temperaturen zu kontrollieren.

Die Wissenschaft der Lebensmittelforschung schreibt häufig die Verwendung von Standard-Laborwasserbädern im kleinen Maßstab vor, um Reaktionen zu kontrollieren, die unter den Gesichtspunkten Genexpression, Proteinchemie sowie mikrobielle Infektion und Wachstum untersucht werden können. Speziell bei Nahrungsmitteln besteht möglicherweise ein noch größerer Bedarf als sonst, die Umgebungen zu kontrollieren, in denen Reaktionen ablaufen. Dies unterstreicht den hohen Stellenwert der Sauberkeit, um unerwünschte Kontaminationen zu vermeiden und die mikrobielle Invasion auf kalibrierte Weise einzuleiten und zu fördern.

Bäder sollten regelmäßig gereinigt und ordnungsgemäß für Proben vorbereitet werden. Die meisten Badgefäße bestehen aus Edelstahl. Das Wasser sollte abgelassen und vorsichtig mit Reinigungsmitteln gereinigt werden, die den Spezifikationen im Benutzerhandbuch entsprechen, und nicht mit Bleichmitteln, Bürsten oder Stahlwolle, die das Bad angreifen können. Schleifmittel können abplatzen, Oberflächen beschädigen und Substrate für mikrobielles Wachstum bilden. Benutzer sollten eine Wasserquelle sorgfältig auswählen, die im mittleren Sterilitätsbereich liegt, und sowohl Leitungswasser als auch doppelt destilliertes, entionisiertes Wasser vermeiden. Normales Leitungswasser enthält zu viele Partikelverunreinigungen und zu reines Leitungswasser ist ein weiterer Überträger von Metallkorrosion.

Die angewandte Wissenschaft der Lebensmittelverarbeitung erfordert die Entfernung von Feuchtigkeit, die Ermittlung der idealen Druck- und Temperaturbedingungen für die Zubereitung und Lagerung sowie die Skalierung beider, um den langfristigen Ertrag zu maximieren. In den Vereinigten Staaten gibt es mehr als 40.000 Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, und zusätzlich zu den standardmäßigen Laborkühlern gibt es eine Vielzahl hochentwickelter, anwendungsspezifischer Lebensmittelverarbeitungskühler, die für Einrichtungen unterschiedlicher Größenordnung und Konfiguration konzipiert sind.

Die grundlegendste Funktion eines Kühlers besteht darin, die unvorhersehbare und kostspielige Eistruhe durch einen zuverlässigen Luft- oder Wasserkreislauf zu ersetzen, um die Temperatur durch Dampfkompression zu modulieren und zu steuern. Diese Kältemaschinen zeichnen sich durch ihre Kompressoren aus, die den Dampfdruck des Kältemittels mithilfe von Verdrängerkolben oder Schraubenrotoren steuern oder dynamische Zentrifugalbewegungen nutzen können, um kinetische Energie auf Laufräder zu übertragen. Luftgekühlte Kühlkompressoren und Kondensatoren können getrennt werden, um sie an bestimmte Anordnungen anzupassen. Darüber hinaus fördern Lebensmittelverarbeitungsbetriebe unterschiedliche Anwendungen, um Kühlmittel speziell für ihre jeweiligen Prozesse bereitzustellen. Wasserkühler sind oft der wirtschaftlichste Kompromiss für Betriebe mit mittlerer Temperatur, wie zum Beispiel die Verarbeitung von Fleisch- und Käseprodukten. Für Betriebe bei niedrigeren Temperaturen mit leicht verderblichen Lebensmitteln, die leicht schmelzen oder sich auflösen, können Kältemaschinen Propylenglykol als Kälte- und Frostschutzmittel verwenden und mit Sekundärwärmetauschern und Antrieben mit variabler Frequenz für eine zusätzliche Konsistenz sorgen.

Obwohl die Lebensmittelforschung, die Lebensmittelverarbeitung und die Lebensmittelverarbeitung Lösungen zur Temperaturregelung erfordern, ermöglichen ihre unterschiedlichen Anforderungen und Maßstäbe eine Reihe unterschiedlicher Auswahlmöglichkeiten für Bäder und Kühlgeräte.