Από τον τόπο παραγωγής οποιουδήποτε φαγώσιμου προϊόντος, μέχρι τον καταψύκτη και τον τόπο της τελικής κατανάλωσης, μεσολαβούν διάφορα στάδια και τα προϊόντα περνάνε μία σειρά από αλλαγές. Οι αλλαγές αυτές, θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην υποβάθμιση της ποιότητας, αν κάτι πάει στραβά και ξεφύγει από τους κανόνες κάποιος από τους παράγοντες που καθορίζουν την τελική ποιότητα.
Περιληπτική περιγραφή των μεθόδων παραγωγής κατεψυγμένων προϊόντων ζύμης
Ο μεγάλος συμπαραστάτης των παραγωγών προϊόντων ζύμης είναι η βαθιά και γρήγορη κατάψυξη που θα εξασφαλίσει τη μακρόχρονη, ασφαλή και υγιεινή διατήρησή τους. Η βαθιά κατάψυξη είναι το τελευταίο από τα στάδια της βιομηχανικής παραγωγής.
Για την παραγωγή καταψυγμένων προϊόντων ζύμης επιλέγεται θερμοκρασία διαδικασίας -45οC, η θερμοκρασία στον πυρήνα των προϊόντων προδιαγράφεται -25οC και τελικά τα προϊόντα αποθηκεύονται σε ψυκτικούς θαλάμους συντήρησης κατεψυγμένων στους -18οC για 12 μήνες, όπως καθορίζουν οι Κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης.
Η θερμοκρασία -25οC είναι απόλυτα απαραίτητη, επειδή σ’ αυτή κρυσταλλοποιούνται ταυτόχρονα το νερό, οι χυμοί, το γάλα, το βούτυρο, το τυρί, τα αλλαντικά και όλα γενικά τα υλικά που συνθέτουν τα προϊόντα ζύμης. Αυτη η ταυτόχρονη κρυσταλλοποίηση στις συνθήκες βαθιάς κατάψυξης έχει ακόμη σαν αποτέλεσμα τη διατήρηση του χρώματος, των αρωμάτων, και της εξαιρετικής εμφάνισης των προϊόντων, κάτι πολύ σημαντικό για την εμπορευσιμότητα που θα ακολουθήσει.
Για την παραγωγή των κατεψυγμένων προϊόντων σε συνθήκες βαθιάς και γρήγορης ψύξης, χρησιμοποιούνται ειδικοί ψυκτικοί θάλαμοι χαμηλών θερμοκρασιών, πολύ καλά μονωμένοι, με εξ’ολοκλήρου ανοξείδωτες εσωτερικές επιφάνειες, που επικράτησε να ονομάζονται «Φούρνοι βαθιάς κατάψυξης» και τους συναντούμε σε δύο μεγάλες κατηγορίες, που είναι:
- οι «φούρνοι» συμβατικής (μηχανικής) ψύξης και
- οι «φούρνοι» κρυογενικής ψύξης, σε μικρότερο ποσοστό.
Οι «φούρνοι» συμβατικής (μηχανικής) ψύξης
Είναι εξοπλισμένοι με διβάθμια ψυκτικά μηχανήματα, που είναι φτιαγμένα γι’αυτές ακριβώς τις περιπτώσεις. Τα προϊόντα εισάγονται στους φούρνους αυτούς και παραμένουν εκτεθειμένα σε ένα ισχυρό και ψυχρό ρεύμα αέρα, θερμοκρασίας -45οC και παραμένουν σ’αυτό μέχρι η θερμοκρασία στον πυρήνα τους να φθάσει τους -25οC. Ο χρόνος που χρειάζεται εξαρτάται από το είδος του προϊόντος, το μέγεθός του και ιδιαίτερα το πάχος του.
Ο εύκολος χειρισμός των ηλεκτρονικών ρυθμίσεων, η απόλυτα ακριβής ρύθμιση και διατήρηση της θερμοκρασίας, η γρήγορη ψύξη και ο συνεχής καθαρισμός των εξαρτημάτων που λειτουργούν κατά τη διaδικασία παραγωγής είναι και αυτοί οι παράγοντες που εξασφαλίζουν την υψηλή ποιότητα του τελικού προϊόντος. Οι παράγοντες αυτοί πρέπει να εξασφαλίζονται από το στάδιο της μελέτης της εγκατάστασης.
Για μικρές παραγωγές, μέχρι 200kg/h
Χρησιμοποιούνται φούρνοι απλής κατασκεύης, που ονομάζονται box (=κουτί). Τα προϊόντα απλώνονται πάνω σε σχάρες, που τοποθετούνται σε καροτσάκια, σε μικρές αποστάσεις η μία κάτω από την άλλη. Με τα καροτσάκια μπαίνουν στο «φούρνο» και με αυτά βγαίνουν στο τέλος της διαδικασίας.
Για παραγωγές πάνω από 500 kg/h και μέχρι 2.000 kg/h
Χρησιμοποιούνται «φούρνοι» που ονομάζονται «Σήραγγες (Tunnel) συνεχούς ροής». Είναι ένας πολύ καλά μονωμένος ψυκτικός θάλαμος, με ανοξείδωτες εσωτερικές επιφάνεις, μέσα στον οποίο στεγάζονται οι αεροψυκτήρες, που παράγουν και ανακυκλοφορούν το ψυχρό ρεύμα του αέρα, τοποθετημένοι σε μία θέση, σωστή και σχολαστικά προεπιλεγμένη.
Μέσα στο θάλαμο υπάρχει ακόμη μία ανοξείδωτη μεταφορική ταινία (conveyor) μεγάλου μήκους, ρυθμιζόμενης ταχύτητας, που κινείται συνέχεια (ατέρμονας) μέσα στο θάλαμο και έξω από αυτόν. Ανάλογα με το ύψος της απαιτούμενης ωριαίας παραγωγής, το μήκος αυτής τη ανοξείδωτης μεταφορικής ταινίας μπορεί να φθάσει και τα 300m. και όπως εύκολα μπορεί να καταλάβει κανείς το μήκος αυτό περιορίζεται μέσα στο ψυκτικό θάλαμο, που το μήκος του δεν ξεπερνά τα 8m, διαγράφοντας σπειροειδή κίνηση, που έδωσε και το όνομα στο φούρνο αυτό (spiral tunnel) “σήραγγα με σπείρες ” και φαίνεται στο σχήμα 1. Ο αριθμός των σπειρών καθορίζει το μήκος της μεταφορικής ταινίας και τη δυνατότητα της ωριαίας παραγωγής.
Σχήμα 1: Φούρνος συμβατικής ψύξης «Σήραγγα συνεχούς ροής»
Τα προϊοντα τοποθετούνται πάνω στην κινούμενη μεταφορική ταινία, έξω από το φούρνο, μπαίνουν μέσα σ’αυτόν και είναι εκτεθειμένα συνέχεια στο κρύο ρεύμα αέρα των αεροψυκτήρων, που το εκτοξεύουν με μεγάλη ταχύτητα πάνω στα προϊόντα, ανάμεσα στις σπείρες της ταινίας. Επαναλαμβάνουμε, ότι η ταινία κινείται συνέχεια με σταθερή, ρυθμιζόμενη και προεπιλεγμένη ταχύτητα.
Όταν τα προϊόντα φθάσουν στην έξοδο του φούρνου, η θερμοκρασία στον πυρήνα τους έχει φθάσει το επιθυμητό -25οC, που το εξασφαλίζουν η θερμοκρασία της διαδικασίας (-45οC) και ο χρόνος παραμονής μέσα στο φούρνο, που είναι συνάρτηση της ταχύτητας ροής της μεταφορικής ταινίας.
Η μεταφορική ταινία διαιρείται σε δύο ζώνες ψύξης, που η μία είναι συνέχεια της άλλης. Στην πρώτη ζώνη, ψύχονται γρήγορα οι εξωτερικές επιφάνειες των προϊόντων. Για να μη κολλάνε τα προϊόντα μεταξύ τους, η ταινία κάνει κάποιες μικροκινήσεις, αισθητές σαν τραντάγματα, που συνοδεύονται και από μικροκινήσεις των ιδίων των προϊόντων, που τις πραγματοποιούν ωθούμενα από ειδικά πτερύγια. Στη δεύτερη ζώνη, που είναι η ζώνη βαθιάς κατάψυξης, τα προϊόντα ψύχονται μέχρι την επιθυμητή τελική θερμοκρασία του πυρήνα (-25οC). Το μήκος της ταινίας κάθε ζώνης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως το είδος του προϊόντος, το μέγεθος, ο απαιτούμενος χρονος ψύξης, ο απαιτούμενος χρόνος κατάψυξης, που σημαίνει τελικά ο χρόνος παραμονής πάνω στη μεταφορική ταινία.
Η ταχύτητα ροής της μεταφορικής ταινίας του tunnel μπορεί να ευθυγραμμίζεται με την ταχύτητα ροής της μηχανής παραγωγής του προϊόντος ζύμης, ώστε να γίνεται αυτόματη τροφοδοσία του φούρνου κατάψυξης. Το ίδιο όμως μπορεί να γίνει και στην έξοδο των προϊόντων, ώστε με κάποια βοηθητική μεταφορική ταινία, με ταχύτητα ευθυγραμμισμένη με την ταχύτητα ροής της ταινίας του tunnel να οδηγούνται τα έτοιμα προϊόντα στο χώρο συσκευασίας και στο θάλαμο συντήρησης κατεψυγμένων για αποθήκευση στους -18οC, πριν πάρουν το δρόμο τους για την αγορά. Έτσι με τον τρόπο αυτό προκύπτει κάποια αξιοπρόσεκτη οικονομία εργατικού κόστους με την αυτοματοποιημένη διακίνηση των φούρνων προς το φούρνο και προς την αποθήκευση και μάλιστα σε μία εποχή μεγάλου ανταγωνισμού και με σχετικά μειωμένο κέρδος.
Μέχρι αυτό το σημείο, έγινε λόγος για παραγωγές μέχρι 200 kg/h που τις ονομάσαμε «μικρές» και για παραγωγές από 500-2000 kg/h, που τις θεωρήσαμε «μεγάλες». Τι γίνεται όμως με τις παραγωγές από 200-500 Kg/h; Για αυτές τις «μέσες» παραγωγές μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι φούρνοι box, με ό,τι αυτό συνεπάγεται με το εργατικό κόστος. Είναι μία λύση ανάγκης, αν κάποιος παραγωγός θέλει να αποφύγει την απαιτούμενη επένδυση (έστω προσωρινά), για την κατασκευή tunnel. Θα πρέπει εν τουτοις να αναφέρουμε, ότι κατασκευάζονται φούρνοι συνεχούς ροής, με σπείρες, για τέτοιες παραγωγές, που παραδίδονται έτοιμοι, προσυναρμολογημένοι μέσα σε ένα container. Η αγορά τους είναι μία μέση επένδυση και κατά συνέχεια μία λύση, αφού βάζουν στην παραγωγική τους διαδικασία μία σπειροειδή σήραγγα συνεχούς ροής.
Για τις παραγωγές που ξεπερνούν τα 2.000 kg/h ή για επιχειρήσεις που προγραμματίζουν την ταυτόχρονη παραγωγή δύο διαφορετικών προϊόντων, σε περιόδους αιχμής κατασκευάζονται οι «δίδυμοι» tunnel. Οι «φούρνοι» αυτοί είναι σήραγγες συνεχούς ροής, εξοπλισμένοι με δύο ανεξάρτητες ανοξείδωτες μεταφορικές ταινίες, που η μία κινείται αντίθετα με την άλλη, δηλαδή όταν η μία ανεβαίνει τις σπείρες ή άλλη κατεβαίνει. Οι ταχύτητες των δύο ταινιών ρυθμίζονται ανεξάρτητα, η καθεμία για το δικό της προϊόν και το δικό της χρόνο. Οι ταινίες μπαίνουν στο tunnel από διαφορετικές θέσεις και βγαίνουν εκεί που βολεύει την παραγωγική διαδικάσία.
Οι φούρνοι κρυογενικής ψύξης
Είναι και αυτοί ανοξείδωτοι ψυκτικοί θάλαμοι με ισχυρή θερμομόνωση και κατασκευάζονται με την ίδια φιλοσοφία με εκείνους της συμβατικής (μηχανικής) ψύξης, που περιγράψαμε παραπάνω. Το χαρακτηριστικό τους γνώρισμα είναι ότι δεν είναι εξοπλισμένοι με τη συμβατική ψυκτική εγκατάσταση με τα διβάθμια ψυκτικά μηχανήματα.
Στη θέση τους χρησιμοποιείται μια πολύ απλή ψυκτική εγκατάσταση κρυογενικής ψύξης με άζωτο. Δεν είναι καθόλου υπερβολή να αναφέρουμε, ότι η κρυογενική ψύξη αγοράζεται «έτοιμη» και «κονσερβαρισμένη» σε ειδικές δεξαμενές σε μορφή υγροποιημένου αερίου, που είναι συνήθως το άζωτο, επειδή είναι πιο φθηνό από άλλα αέρια, είναι αδρανές και ασφαλές στη χρήση του.
Οι απαιτούμενοι χρόνοι κατάψυξης των προϊόντων μειώνονται σημαντικά, επειδή η θερμοκρασία της διαδικασίας μπορεί να κατέβει μέχρι τους -196οC , αντί του -45οC της συμβατικής ψύξης, οπότε η θερμοκρασία του πυρήνα των προϊόντων μπορεί να ρυθμιστεί σε οποιοδήποτε επίπεδο με όριο τους -150οC.
Τα προϊοντα τοποθετούνται πάνω στη μεταφορική ταινία του κρυογενικού tunnel, ψεκάζονται με ατμούς υγρού αζώτου, και σε πολύ μικρό χρόνο φθάνουν στις θερμοκρασίες που αναφέρθηκαν παραπάνω.
Τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματα των κρυογενικών φούρνων είναι το χαμηλό κόστος συντήρησης, η υψηλή παραγωγικότητα και το χαμηλό κόστος της εγκατάστασης. Πρέπει να σημειωθέι ότι οι κρυογενικοί φούρνοι μπορούν να ενοικιαστούν από τις εταιρείες παραγωγής αερίων, οπότε μειώνεται σημαντικά και το απαιτούμενο ύψος της αρχικής επένδυσης.
Μαζί με τα πλεονεκτήματά του, πρέπει να αναφέρουμε και το μεγάλο μειονέκτημα του κρυογενικού φούρνου, που είναι το υψηλό λειτουργικό κόστος, λόγω των τιμών των κρυογενικών αερίων. Αυτό το υψηλό λειτουργικό κόστος ανεβάζει φυσικά και το κόστος ανά χιλιόγραμμο του παραγώμενου προϊόντος. Φαίνεται όμως ότι αρκετές βιομηχανίες παραγωγής κατεψυγμένων προϊόντων ζύμης, λαχανικών, προϊόντων κρέατος και θαλασσινών του εξωτερικού, ιδιαίτερα της Αγγλίας, της Ολλανδίας και της Ιταλίας έχουν λύσει αυτό το πρόβλημα, γιατί όλο και πιο πολλοί από αυτούς χρησιμοποιούν κρυογενικούς φούρνους, ενώ πριν από κάποια χρόνια τους χρησιμοποιούσαν μόνο σαν εφεδρικούς, κυρίως για τις περιόδους αιχμής της παραγωγής τους.
Δημήτρης Μενεγάκης
Μηχανολόγος Μηχανικός
