ψύχους, βιομηχανία του-

Σύνολο οργανωμένων βιομηχανικών διαδικασιών, που αποβλέπουν στην επίτευξη θερμοκρασιών γύρω ή κάτω του 0°C σε σώματα ή σε ειδικούς χώρους. Η τεχνολογική ανάπτυξη του 19ου αι. έθεσε τις βάσεις για την κατασκευή των πρώτων μηχανημάτων παραγωγής πάγου, χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες συμπίεσης και εκτόνωσης των υγροποιούμενων αερίων. Ήδη το 1836 ο Άγγλος Πέρκινς είχε σχεδιάσει το μηχάνημα του ψύχους, που χρησιμοποιούσε ως ενδιάμεσο (ψυκτικό ρευστό) τον θειικό αιθέρα, ο οποίος όμως, εξαιτίας των ειδικών χαρακτηριστικών του, περιόριζε την απόδοση του μηχανήματος. Αργότερα ο Γερμανός Βίντχαουζεν χρησιμοποίησε ως ρευστό τον ατμοσφαιρικό αέρα· ύστερα από πολλές προσπάθειες, ο Γερμανός Λίντε κατασκεύασε το 1875 μια ψυκτική εγκατάσταση συμπίεσης με χαρακτηριστικά όμοια με των σημερινών. Την ίδια εποχή ο Καρέ παρουσίασε το μηχάνημα απορρόφησης. Και στις δύο περιπτώσεις (συμπίεση ή απορρόφηση) οι χρησιμοποιούμενες συσκευές καλούνται ψυκτικά μηχανήματα και βασίζονται στην αρχή ότι οποιαδήποτε μεταβολή κατάστασης των σωμάτων πραγματοποιείται με παράλληλη παραγωγή ή απορρόφηση θερμότητας. Ιδιαίτερα το πέρασμα των ψυκτικών ρευστών από την υγρή κατάσταση στην ατμώδη συνοδεύεται πάντα με απορρόφηση θερμότητας. Αν συνεπώς το μέρος του μηχανήματος όπου γίνεται η εξάτμιση τοποθετηθεί στον ορισμένο για ψύξη χώρο, αφαιρούνται από αυτόν θερμίδες (δηλαδή εισάγονται ψυχρίδες). Ο ατμός συλλέγεται μετά την εκτόνωση και υγροποιείται εκ νέου με απορρόφηση θερμότητας ή με συμπίεση. Οι εγκαταστάσεις απορρόφησης έχουν λιγότερες εφαρμογές και χρησιμοποιούν αποκλειστικά αμμωνία. Η αεριοποιημένη αμμωνία περνά από τον εξατμιστήρα στον απορρροφητήρα, όπου επιτυγχάνεται μια κεκορεσμένη διάλυση αμμωνίας σε κατάσταση αερίου και ύδατος. Η διάλυση αυτή περνά στη συνέχεια από ένα λέβητα και ύστερα από ένα συμπυκνωτή, στην επιφάνεια του οποίου η αμμωνία υγροποιείται. Πολύ περισσότερο χρησιμοποιούνται οι εγκαταστάσεις συμπίεσης, που παρουσιάζουν μεγαλύτερη απόδοση και προσαρμοστικότητα από τις εγκαταστάσεις απορρόφησης και έχουν επιπλέον τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν διάφορα ψυκτικά ρευστά όπως η αμμωνία, το διοξείδιο του άνθρακα, το χλωριούχο μεθύλιο και κυρίως τα φθοριούχα αέρια τύπου αλγοφρέν, φρεόν, φρίγκεν κλπ. που χρησιμοποιούνται πολύ για λόγους ασφαλείας. Η ψυκτική εγκατάσταση συμπίεσης αποτελείται βασικά από τα ακόλουθα μέρη: ένας συμπιεστής, συνήθως εμβολοφόρος, που αναρροφά τα αέρια από τον εξατμιστήρα και τα συμπιέζει αυξάνοντας τη θερμοκρασία τους· ένας συμπυκνωτής, αποτελούμενος από μια σειρά σωλήνων εμβαπτισμένων σε τρεχούμενο ψυχρό νερό, που αφαιρεί τη θερμότητα που περιέχουν τα αέρια στην έξοδό τους από τον συμπιεστή και διευκολύνει την υγροποίηση τους· μια ρυθμιστική βαλβίδα, μέσω της οποίας πραγματοποιείται απότομη πτώση της πίεσης του υγρού και η έναρξη της εξάτμισης· ο εξατμιστήρας (τοποθετημένος στον χώρο του οποίου αφαιρούνται θερμίδες) στον οποίο ολοκληρώνεται η εξάτμιση έως τον τελικό σχηματισμό ατμού. Ο εξατμιστήρας αποτελείται συνήθως από σωλήνες ελικοειδούς σχήματος (σερπαντίνας) ή πτερυγιωτούς, που αυξάνουν την επιφάνεια θερμικής ανταλλαγής. Εξάλλου η εγκατάσταση συμπληρώνεται με πολυάριθμα αυτόματα συστήματα προστασίας για ασφαλέστερη και αποδοτικότερη λειτουργία. Εφαρμογές της τεχνολογίας του ψ. Η πρώτη χρονολογικά εφαρμογή είναι εκείνη της παραγωγής του πάγου, για τη διατήρηση τροφίμων για μικρό χρονικό διάστημα. Για την παραγωγή του πάγου χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα ορισμένα ψυκτικά μείγματα (αντιπηκτικά υγρά), διαλύσεις χλωριούχου νατρίου ή ασβεστίου με νερό, που παγώνουν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Το νερό που απαιτείται για την παραγωγή του πάγου τοποθετείται σε καλούπια, τα οποία εμβαπτίζονται σε μια μεγάλη δεξαμενή γεμάτη από ψυκτικό μείγμα. Το μείγμα βρίσκεται σε επαφή με τον εξατμιστήρα, που το διατηρεί σε χαμηλή θερμοκρασία, απορροφώντας θερμότητα από το νερό των καλουπιών, το οποίο έτσι παγώνει. Σήμερα η τεχνολογία παραγωγής πάγου τελειοποιήθηκε και κυκλοφορούν μηχανήματα παραγωγής πάγου σε νιφάδες ή σωληνάρια (flake-ice, tube-ice). Η τεχνολογία του ψύχους επέφερε μεγαλύτερα και περισσότερο διαδομένα αποτελέσματα στον τομέα της συντήρησης των ειδών διατροφής. Είναι πραγματικά γνωστό ότι η δραστηριότητα των μικροοργανισμών (βακτηρίδια, μικρόβια και μύκητες) που υπάρχουν στις ουσίες αυτές, και των οποίων η αναπαραγωγή προκαλεί την αλλοίωση των γευστικών χαρακτηριστικών των τροφίμων, αυξάνει στις σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, ενώ ελαττώνεται ή διακόπτεται με τη χαμηλή θερμοκρασία. Η αρχή αυτή χρησιμοποιείται σε ευρεία κλίμακα για τη συντήρηση οπωροκηπευτικών προϊόντων και έτσι η κατασκευή γιγαντιαίων αποθηκών - ψυγείων επιτρέπει τη διάθεση ορισμένων ειδών φρέσκων φρούτων ολόκληρο το έτος. Μια σύγχρονη αποθήκη - ψυγείο αποτελείται από μια σειρά ψυκτικών θαλάμων, θερμικά μονωμένων, στους οποίους στιβάζονται τα προϊόντα που προορίζονται για συντήρηση. Η ψύξη τους επιτυγχάνεται με ειδικές πτερυγιωτές ψυκτικές συστοιχίες, που τοποθετούνται κοντά στην οροφή και στις οποίες πραγματοποιείται η διαδικασία της εξάτμισης του ψυκτικού υγρού και επομένως η παραγωγή του ψύχους. Συνήθως η κυκλοφορία του αέρα είναι βεβιασμένη, εκτελείται δηλαδή με αεριστήρες που τοποθετούνται πίσω από τις ψυκτικές συστοιχίες. Q ψυχρός αέρας που προέρχεται από αυτές, έχοντας ένα μάλλον υψηλό ειδικό βάρος εξαιτίας της θερμοκρασίας του, προσπίπτει στα κιβώτια των προϊόντων και κατόπιν επιστρέφει στις συστοιχίες με ελαφρά μεγαλύτερη θερμοκρασία. Όλο και περισσότερο διαδίδεται επίσης η μέθοδος της πρόψυξης. Η μέθοδος αυτή συνίσταται στην ψύξη των φρούτων, αμέσως μετά τη συγκομιδή και για λίγες ώρες σε θερμοκρασία 0°C περίπου, γεγονός που προκαλεί την επιβράδυνση όλων των φαινομένων ζύμωσης και επιτρέπει τη συγκομιδή των φρούτων ακριβώς στην καλύτερη περίοδο ωρίμασης. Η πρόψυξη είναι εξάλλου σχεδόν απαραίτητη για ορισμένα είδη φρούτων πριν από τη φόρτωσή τους σε βαγόνια ή αυτοκίνητα - ψυγεία. Στις σύγχρονες ψυκτικές αποθήκες οι συμπιεστές, οι συμπυκνωτές και η ηλεκτρική εγκατάσταση χειρισμού, ελέγχου και σήμανσης τοποθετούνται σε έναν ιδιαίτερο χώρο, το μηχανοστάσιο, που βρίσκεται συνήθως σε βαρυκεντρική θέση για την ορθολογιστική διανομή των ψυχρών σωληνώσεων και της ηλεκτρικής εγκατάστασης. Τα φρούτα όμως αποδίδουν ορισμένες μυρωδιές, που με την πάροδο του χρόνου είναι δυνατόν να προκαλέσουν κορεσμό του θαλάμου και να βλάψουν και αυτά ακόμα τα αποθηκευμένα φρούτα. Είναι γι’ αυτό απαραίτητη μια περιοδική εναλλαγή του αέρα των θαλάμων, με την εξαγωγή του μολυσμένου και την εισαγωγή καθαρού αέρα. Η εναλλαγή επιτυγχάνεται με ένα δίκτυο αγωγών αναρρόφησης και προσαγωγής αέρα που συνδέονται εξωτερικά με έναν ή περισσότερους εξαεριστήρες. Προβλέπεται επίσης η πρόψυξη του εξωτερικού αέρα πριν από την εισαγωγή στους ψυκτικούς θαλάμους, ώστε να μη διαταραχτεί η θερμική ισορροπία. Πολύ διαδεδομένη είναι επίσης η τεχνική του ψύχους για τη συντήρηση των κρεάτων. Μετά τη σφαγή αφαιρούνται από τα ζώα τα εντόσθια και το δέρμα, πλένονται προσκετικά και στη συνέχεια εισάγονται στον ψυκτικό θάλαμο με θερμοκρασία περίπου 7°C, όπου παραμένουν μερικές ώρες. Ύστερα από αυτή την ταχεία ψύξη το κρέας διοχετεύεται κατευθείαν στην κατανάλωση ή διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα σε ψυκτικούς θαλάμους. Οι τελευταίοι αυτοί έχουν χαρακτηριστικά ανάλογα με των θαλάμων που χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση των οπωροκηπευτικών προϊόντων. Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα της θερμοκρασίας και υγρασίας του αέρα, ώστε να αποφευχθεί λόγω ξήρανσης, η πτώση του βάρους του κρέατος και κυρίως το μαύρισμά του, που κάνει δύσκολη τη διάθεσή του. Ακόμα και η βιομηχανία αλλαντικών χρησιμοποιεί σε μεγάλη έκταση το τεχνητό ψύχος. Εδώ χρησιμοποιείται κυρίως για το στέγνωμα των σαλαμιών που γίνεται σε ψυκτικούς θαλάμους με θερμοκρασίες που ποικίλουν από +5 έως +12°C και σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα υγρασίας. Στα χοιρομέρια το ψύχος χρησιμοποιείται για το αλάτισμα. Τα χοιρομέρια εμβαπτίζονται για μεγάλο χρονικό διάστημα (έως ένα μήνα) σε μεγάλες δεξαμενές γεμάτες άρμη (σαλαμούρα) με θερμοκρασία περίπου 0°C και στη συνέχεια στεγνώνουν σε θαλάμους με θερμοκρασία περίπου +5°C. Για τα ψάρια απαιτούνται οι ίδιες προφυλάξεις που χρησιμοποιούνται για τα κρέατα, αν και τα φρέσκα ψάρια διατηρούνται για μικρά χρονικά διαστήματα ακόμα και σε κιβώτια γεμάτα τριμμένο πάγο. Η γαλακτο-τυροκομική βιομηχανία χρησιμοποιεί το τεχνητό ψύχος σε μερικές φάσεις της επεξεργασίας και της συντήρησης. Η επεξεργασία των τυριών, π.χ., γίνεται συνήθως χωρίς τη χρήση ψύχους. Μόνο κατά τη φάση της ωρίμασης, που έχει μεγάλη σημασία, χρησιμοποιούνται χαμηλές θερμοκρασίες. Τα τυριά, φορμαρισμένα ήδη, διατηρούνται σε θαλάμους που ελέγχονται αυστηρά, τόσο ως προς τη θερμοκρασία όσο και ως προς τη σχετική υγρασία. Κάθε τύπος τυριού απαιτεί ιδιαίτερες συνθήκες περιβάλλοντος, αλλά σε κάθε περίπτωση η μείωση της θερμοκρασίας προκαλεί μια πιο αργή ωρίμαση και επομένως βελτίωση του προϊόντος. Αντίθετα για το βούτυρο η ψύξη παίζει σημαντικό ρόλο τόσο κατά την επεξεργασία όσο και κατά τη συντήρηση. Πραγματικά, με μια ισχυρή και ταχεία ψύξη του γάλακτος πριν από το καρδάρισμα (κοπάνισμα) επιτυγχάνεται ένας τύπος βουτύρου με ιδιαίτερη συνοχή. Και οι διαδοχικές φάσεις επεξεργασίας, όπως κυρίως ο διαχωρισμός του γάλακτος βουτύρου, απαιτούν τη χρήση χαμηλών θερμοκρασιών. Η συντήρηση πραγματοποιείται συνήθως, για μεγάλες ποσότητες, σε θερμοκρασίες μεταξύ –15°C και –20°C, αλλά και η χρήση ελαφρά μεγαλύτερων θερμοκρασιών δεν βλάπτει την ευωδιά και τη γεύση του βουτύρου. Το γάλα επίσης απαιτεί ψύξη τόσο για τις συσκευές παστερίωσης όσο και για τη συντήρηση που πραγματοποιείται σε θερμοκρασία περίπου +5°C. Για τη συντήρηση των αβγών απαιτούνται αυστηρότερες μέθοδοι από εκείνες που αναφέρθηκαν πιο πάνω. Η θερμοκρασία πρέπει οπωσδήποτε να διατηρείται μεταξύ –0,5°C και +1°C και οι εγκαταστάσεις πρέπει να είναι ασφαλούς λειτουργίας και εμπιστοσύνης γιατί το αβγό ήδη σε –0,6°C αρχίζει να παγώνει. Ακόμα και ο βαθμός υγρασίας του περιβάλλοντος πρέπει να ελέγχεται με μεγάλη ακρίβεια. Μια υγρασία πολύ χαμηλή προκαλεί αεροθυλάκια στο αβγό, ενώ η πολύ ψηλή υγρασία προκαλεί μούχλα στο τσόφλι. Απαιτείται εξάλλου συνεχής και βίαιος αερισμός του περιβάλλοντος, για να αποσπαστεί το λεπτό στρώμα αέρα –πιο υγρού από το περιβάλλον– που τείνει να τυλίξει κάθε αβγό. Συνεχώς ευρύτερη, για τη μακροχρόνια συντήρηση μεγάλου αριθμού ειδών διατροφής, γίνεται η χρήση της ταχείας κατάψυξης και επομένως η κατανάλωση των κατεψυγμένων προϊόντων. Η ταχεία κατάψυξη συνίσταται στο να βρεθούν τα προϊόντα, μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα και με ισχυρό αερισμό, σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (–30°C χ –40°C), οπότε προκαλείται ολική αναστολή της ζυμωτικής δραστηριότητας των κυττάρων, που αποτελούν τους ιστούς. Για τα φρούτα είναι απαραίτητο να γίνει η κατάψυξη στον μέγιστο βαθμό ωρίμασής τους και μετά το ξεπάγωμα να καταναλωθούν αμέσως, ώστε να εμποδιστεί η γρήγορη αποσύνθεση. Η κατάψυξη, και στη συνέχεια η συντήρηση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, μας επιτρέπει να διατηρήσουμε για απεριόριστο χρονικό διάστημα μεγάλες ποσότητες ειδών διατροφής, όπως κρέατα, ψάρια, φρούτα, αβγά, πουλερικά και γενικά όλα σχεδόν τα φαγώσιμα είδη, που δεν βλάπτονται από την ψύξη. Η τεχνική της κατάψυξης έχει ιδιαίτερη σημασία για τα προϊόντα αλιείας, αν μάλιστα ληφθεί υπόψη ο πολλαπλασιασμός των υπερατλαντικών αλιευτικών. Κάθε αλιευτικό σκάφος πρόσφατης ναυπήγησης είναι εξοπλισμένο με τέτοιες εγκαταστάσεις κατάψυξης ώστε πάνω από το 80% των ψαριών που πωλούνται στις μεγάλες πόλεις να είναι κατεψυγμένα, αν και συχνά πωλούνται ξεπαγωμένα για να διασκεδαστούν οι προκαταλήψεις των καταναλωτών. Από όλα τα είδη διατροφής, εκείνα που απαιτούν τις μεγαλύτερες ποσότητες ψύχους είναι τα παγωτά, τόσο για την επεξεργασία όσο και για τη συντήρηση. Τα μηχανήματα παραγωγής παγωτών ψύχουν το μείγμα γάλακτος, ζάχαρης και άλλων ουσιών σε θερμοκρασία περίπου –5°C. Κατόπιν το μείγμα, αφού χυθεί στις κατάλληλες φόρμες, διέρχεται από τη σήραγγα σκλήρυνσης, όπου, σε θερμοκρασία περίπου –40°C, παίρνει τη χαρακτηριστική συνοχή του παγωτού. Για τη μακροχρόνια συντήρηση των παγωτών απαιτείται θερμοκρασία όχι ανώτερη των –25°C. Μια ειδική περίπτωση εφαρμογής της ψύξης είναι εκείνη του οινολογικού τομέα, που εφαρμόζεται για να μεταβληθεί ο χρόνος ζύμωσης του μούστου και για να κατακαθίσουν, μετά τη ζύμωση, μερικοί ζυμομύκητες που κάνουν το κρασί θολό. Εξίσου σημαντικές με εκείνες των ειδών διατροφής είναι οι εφαρμογές του ψύχους σε διάφορους τομείς, της τεχνικής. Εκτός από τον κλιματισμό* του αέρα, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μέθοδος κατάψυξης του εδάφους κατά την εκτέλεση μεγάλων έργων κατασκευής. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται όταν πρόκειται να εκτελεστούν εκσκαφές σε εδάφη ασθενούς συνοχής εξαιτίας των μεγάλων ποσοτήτων νερού που περιέχουν, με συνέπεια να υπάρχουν κίνδυνοι κατολισθήσεων. Με ένα πολύπλοκο σύστημα ψυκτικών σωληνώσεων επιτυγχάνεται ισχυρότατη ψύξη του εδάφους, σε τρόπο ώστε να παγώσει όλο το νερό και να γίνει συμπαγές και κατάλληλο για εκσκαφή χωρίς κινδύνους. Φυσικά πρόκειται για πολύ δαπανηρές εργασίες· κατά κανόνα η μέθοδος αυτή υιοθετήθηκε μόνο σε πολύ μεγάλα έργα και όπου, φυσικά, είναι οικονομικότερη από το σύστημα αποστράγγισης των υδροφόρων στρωμάτων. Αποθηκευτικός χώρος ψύξης κρεάτων. Η τεχνική του ψύχους χρησιμοποιείται για τη συντήρηση των ειδών διατροφής πριν αυτά προωθηθούν στην κατανάλωση (φωτ. ΑΠΕ). Η παραγώγη ψύχους παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον και στον τομέα της βιομηχανίας ιδιαιτέρως στο χημικό. Στην φωτογραφία συμπιεστής μιας ψυκτικής εγκατάστασης που λειτουργεί με αμμωνία. Τομή αλιευτικού σκάφους στη θέση των ψυκτικών εκγαταστάσεων. ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕ ΨΥΞΗ