Bagni e refrigeratori nelle scienze alimentari

Brandoch Cook, PhD, è uno scrittore scientifico freelance. Può essere raggiunto all'indirizzo: [email protected].

La scienza alimentare è una disciplina ampia che comprende almeno tre principi correlati. Il primo è comprendere le proprietà biologiche, chimiche e fisiche degli alimenti e i meccanismi con cui funzionano. Il prossimo passo è comprendere i fattori esterni che possono provocare deterioramento o contaminazione e sfruttare tali meccanismi per mitigarli. Il terzo è ottimizzare la lavorazione degli alimenti per massimizzare le calorie disponibili per l’umanità e il ritorno del mercato in tutti gli aspetti della produzione, dall’agricoltura primaria allo scaffale dei negozi di alimentari. In tutti e tre i campi è inerente la necessità di controllare le temperature, sia calde che fredde.

La scienza della ricerca alimentare spesso impone l’uso di bagnimaria standard da laboratorio su piccola scala per controllare le reazioni che possono essere studiate dal punto di vista dell’espressione genetica, della chimica delle proteine ​​e dell’infezione e della crescita microbica. Con i prodotti alimentari in particolare, c'è forse una necessità ancora maggiore di controllare gli ambienti in cui procedono le reazioni. Ciò sottolinea l’importanza della pulizia per evitare contaminazioni indesiderate e avviare e promuovere l’invasione microbica in modo calibrato.

I bagni devono essere regolarmente puliti e adeguatamente preparati per i campioni. La maggior parte dei contenitori da bagno sono realizzati in acciaio inossidabile. Dovrebbero essere drenate dall'acqua e pulite delicatamente con detergenti conformi alle specifiche del manuale dell'utente, piuttosto che con candeggina, spazzole o lana d'acciaio che possono corrodere la vasca. I materiali abrasivi possono sfaldarsi, rigare le superfici e creare substrati per la crescita microbica. Gli utenti devono selezionare attentamente una fonte d'acqua che rientri in un intervallo medio di sterilità, evitando sia l'acqua del rubinetto che quella deionizzata bidistillata. La normale acqua del rubinetto contiene troppe impurità particolate e l’acqua del sistema troppo pura è un altro vettore di corrosione dei metalli.

La scienza applicata alla lavorazione degli alimenti richiede la rimozione dell'umidità, l'identificazione delle condizioni ideali di pressione e temperatura per la preparazione e la conservazione e il ridimensionamento di entrambi per massimizzare la resa a lungo termine. Negli Stati Uniti esistono più di 40.000 impianti di lavorazione alimentare e, oltre ai refrigeratori standard da laboratorio, esiste una varietà di refrigeratori sofisticati e specifici per l'applicazione progettati per adattarsi a strutture di diverse dimensioni e configurazioni.

La funzione più elementare di un refrigeratore è quella di sostituire l'imprevedibile e costosa ghiacciaia con un ciclo affidabile di aria o acqua per modulare e controllare la temperatura attraverso la compressione del vapore. Questi refrigeratori sono definiti dai loro compressori, che possono utilizzare lo spostamento positivo per controllare la pressione del vapore del refrigerante tramite pistoni o rotori a vite, oppure utilizzare il movimento centrifugo dinamico per trasferire l'energia cinetica alle giranti. I compressori e i condensatori dei refrigeratori raffreddati ad aria possono essere separati per conformarsi a layout specifici. Inoltre, le aziende di trasformazione alimentare spingono diverse applicazioni per accogliere liquidi refrigeranti specifici per i loro processi specifici. I refrigeratori d'acqua rappresentano spesso il compromesso più economico per le operazioni a temperature medie, come la lavorazione di carne e formaggi. Per le operazioni a temperatura più bassa che coinvolgono prodotti alimentari deperibili soggetti a fusione o dissociazione, i refrigeratori possono utilizzare glicole propilenico come refrigerante e antigelo, con scambiatori di calore secondari e azionamenti a frequenza variabile per un ulteriore strato di consistenza.

Sebbene la scienza della ricerca alimentare e la lavorazione degli alimenti richiedano soluzioni di controllo della temperatura, le loro diverse esigenze e dimensioni promuovono una serie di scelte diverse per bagni e refrigeratori.