Produktkühlung durch Wärmeübertragung mit Scherbeneis

Um qualitativ hochwertige Fischrohstoffe zu konservieren, ist es entscheidend, das Wissen über die Nutzung der Kühlkette zu verbessern. Die Kühlkette ist derzeit eine der wirksamsten Konservierungsmethoden, um die Qualität von hydrobiologischen Produkten über lange Lagerungszeiträume zu gewährleisten. Alle Methoden der Fischkonservierung zielen darauf ab, die Enzymaktivität des Gewebes zu inaktivieren und lebende Mikroorganismen zu zerstören. Durch die Kühlung wird die Haltbarkeit des Rohstoffs verlängert, ohne seine Eigenschaften und Qualität wesentlich zu beeinträchtigen, so dass hochwertige Fischrohstoffe über einen langen Zeitraum frisch und unverändert bleiben können.

Dies ist für den Handel und die Vermarktung von Fischprodukten besonders wichtig, um eine hohe Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Eine wirksame Kühlung kann dazu beitragen, den Verderb von Fischprodukten zu verringern und damit die Rentabilität der Branche zu verbessern. Darüber hinaus können gute Kühlmethoden auch dazu beitragen, die Gesundheitsrisiken für die Verbraucher zu minimieren, da niedrige Temperaturen das Wachstum potenziell schädlicher Bakterien hemmen und somit die Produktsicherheit gewährleisten.

• Halber Stromverbrauch durch hohe Verdampfungstemperaturen
• Keine Ersatzteile - kein mechanischer Abstreifer als Ersatzteil wie bei Trommeleisgeräten
• Eistemperatur -0,5° C, kaum unterkühlt, keine scharfen Eiskanten
• Vollständig aus Edelstahl gefertigt

Bei der Herstellung von Eis steht der Wirkungsgrad im Vordergrund. Erst durch das Schmelzen des Eises wird die Wärme zur Kühlung des Wassers aus der Umgebung entnommen. Eis schmilzt bei einer Temperatur von 0°C zu Wasser und liefert 335 kj pro kg Eis. Wir erzeugen also Eis mit einer Verdampfungstemperatur T0= -10°C, das bei einer Temperatur von T= -0,5°C bis -1,0°C Eis erzeugt. Die Idee ist einfach, da die Kühlleistung für die Unterkühlung des Scherbeneises in konventionellen Trommelanlagen bis zu T= -8°C reicht, was nur ca. 8% einer höheren Schmelzleistung entspricht. Leider hat dies einen hohen Energieverbrauch für die Trommeleismaschinen als solche zur Folge.

Fischkonservierungsmethoden zielen darauf ab, Gewebeenzyme zu deaktivieren und das Leben von Mikroorganismen zu eliminieren. Die Methoden können wie folgt kategorisiert werden:

Physikalische Methoden: Dazu gehören Kälte, Wärme, ultraviolette und infrarote Strahlen, Ultraschall, Kühlung, Gefrieren und Trocknen.

Chemische Methoden: Chemische Substanzen (Konservierungsstoffe), die für den Menschen unbedenklich sind, werden zur Konservierung von Fisch verwendet, um dessen Geschmack, Geruch, Farbe und Konsistenz zu verbessern. Beispiele sind die Konservierung mit Natriumchlorid (NaCl), das Marinieren mit essigsaurem Salz oder Essig, das Räuchern mit Phenolen und Säuren, zugelassene Antiseptika wie Benzoesäure und Natriumbenzoat sowie Antioxidantien wie Ascorbinsäure, Natriumglutamat und Zitronensäure.

Biochemische Methoden: Bei diesen Methoden werden biologisch aktive Substanzen wie Antibiotika eingesetzt, die bakteriostatische und bakterientötende Wirkungen haben. Bei den Fermentationsverfahren werden Enzyme und Mikroorganismen eingesetzt, die bei der Reifung von gesalzenem Fisch und der Herstellung von Konserven zu spezifischen Geschmacks- und Aromastoffen führen.

Die Kühlung ist eine wichtige Technik, um die Haltbarkeit von rohem Fisch zu verlängern, ohne seine Eigenschaften und Qualität wesentlich zu verändern. Die Temperatur wird schnell in die Nähe des kryoskopischen Punktes gesenkt, der bei Süßwasserfischen bei etwa -0,5ºC bis -1,5ºC und bei Salzwasserfischen bei -0,8ºC bis -2,2ºC liegt. Eine rasche Kühlung unmittelbar nach dem Fischfang ist für die Erhaltung der Qualität unerlässlich. Die Verwendung von Eis ist eine gängige Methode, um dies zu erreichen, die Temperatur wirksam zu senken, biochemische und mikrobielle Auswirkungen zu minimieren und die Haltbarkeit von frischem Fisch zu verlängern.

Bei diesem Konservierungsverfahren wird der Fisch je nach der erforderlichen Lagerzeit gekühlt:

1. Für kurze Zeiträume werden je nach Größe und Form des Fisches verschiedene Formen von Eis verwendet. Splitter- oder Platteneis: Bei dieser modernen Methode wird Eis mit einer größeren Kontaktfläche erzeugt, die zwischen 1,5 und 6 mm dick ist und eine Oberfläche von 2,5 bis 5 cm2 aufweist. Es beschädigt die Gegenstände, mit denen es in Berührung kommt, nicht.
   
2. Für längere Zeiträume: Bei der Gefrierkonservierung wird das Gewebewasser des Fisches durch niedrige Temperaturen eingefroren und die Lagerzeit über einen beträchtlichen Zeitraum (in der Regel etwa 6 bis 12 Monate) verlängert, ohne dass die chemische Struktur des Produkts wesentlich verändert wird. Beim Gefrieren werden so niedrige Temperaturen angewendet, dass das thermische Zentrum die Mindestlagertemperatur erreicht. Das thermische Zentrum ist der Bereich, der am langsamsten abkühlt. Bei Fisch gibt es aufgrund der gelösten Feststoffe, der Art des gebundenen Wassers und der Form des Fisches keinen definierten Punkt.

Die Gefrierleistung wird durch die folgenden Effekte bestimmt:

• Beseitigung von flüssigem Wasser durch Umwandlung in Eis, wodurch jegliche enzymatische Aktivität gestoppt wird.
• Thermische Wirkung, d. h. Abkühlung der behandelten Erzeugnisse auf Temperaturbereiche, in denen die biologischen Aktivitäten deutlich reduziert sind. Der Begriff "Einfrieren" bezieht sich im Allgemeinen auf die Zustandsänderung von Flüssigkeit zu Eis, während "Ultrafrostung" gewährleistet, dass der Fisch "so schnell wie möglich" bei Temperaturen unter -18°C eingefroren und unter dieser Temperatur gelagert wird.
• Flüssigeis ist eine neue Alternative für die Fischkühlung. Dabei handelt es sich um eine Suspension einer Eislösung auf der Basis von kristallisiertem Wasser, die im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine größere Kühlkapazität bietet. Mit einer größeren Wärmeaustauschfläche übertrifft Flüssigeis die Kühlkapazität herkömmlicher Systeme um das 3 bis 5fache. Obwohl die erste Generation von Flüssigeismaschinen seit über fünfundzwanzig Jahren im Einsatz ist, hat sie sich nicht wesentlich verändert.

Um den Prozess der Fischkonservierung zu verstehen, ist es notwendig, die Bewertung von Fisch als Lebensmittel zu betrachten und dabei die folgenden Faktoren zu berücksichtigen:

1. Die chemische Zusammensetzung und der tatsächliche Wert von Vitaminen, Proteinen und Mineralien, die letztlich den Nährwert der hydrobiologischen Ressource charakterisieren.
   
2. Zu den Qualitätsparametern gehören Geschmack, Geruch, Struktur, Konsistenz sowie die Eigenschaften des Fleisches (Muskelfleisch) und das Aussehen in Bezug auf Form, Farbe, Attraktivität und Gesamtpräsentation des behandelten Fisches.
   
3. Der Frischegrad, das Alter des Fisches nach dem Fang und die anschließende Lagerfähigkeit.
   
4. Die Eignung des Fisches, auf eine bestimmte Art und Weise verarbeitet zu werden. Fisch ist sehr leicht verderblich und muss daher vom Fang bis zum Servieren oder zur industriellen Verarbeitung sorgfältig behandelt werden. Die Art und Weise, wie der Fisch in diesem Zeitraum behandelt wird, bestimmt das Ausmaß der Veränderungen, die auf drei Ursachen zurückzuführen sind:

• Enzymatisch: Aktivitäten der körpereigenen Enzyme.
• Oxidativ: Aerobe Zersetzung der Fette.
• Bakteriell: Einwirkung von internen und externen Mikroorganismen.

Die Geschwindigkeit, mit der diese Vorgänge bei der Zersetzung von Fisch ablaufen, hängt in erster Linie von der Anwendung der grundlegenden Prinzipien der Lebensmittelkonservierung ab. Darüber hinaus wird sie von der Fischart und den eingesetzten Fangtechniken beeinflusst. Je klarer und eindeutiger diese Parameter sind, desto höher sind der Handelswert und die Qualität der hydrobiologischen Ressource.

Zusammensetzung des Fischfleisches: Wenn man von der Zusammensetzung eines Lebensmittels spricht, kann man sich auf die Gesamtzusammensetzung oder auf die Zusammensetzung bestimmter Teile, insbesondere der kommerziell wichtigsten Anteile, beziehen.

Was den Anteil des Fleisches am Gesamtgewicht des Fisches betrifft, so ist es wichtig, klarzustellen, dass das Fleisch die Muskeln des Körpers, das Binde- und Fettgewebe, die Blut- und Lymphgefäße sowie einige kleine oder intramuskuläre Gräten umfasst. Das Fleisch ist der wichtigste essbare Teil des Fisches und macht im Durchschnitt etwa die Hälfte seines Gesamtgewichts aus.

Die Erweiterung des Wissens über die Nutzung der Kühlkette ist von entscheidender Bedeutung für die Gewinnung hochwertiger Fischrohstoffe. Dies gewährleistet sowohl die Sicherheit als auch die organoleptische Qualität von frischem, gekühltem Fisch und ermöglicht eine längere Haltbarkeitsdauer in Vitrinen. Darüber hinaus gilt dies auch für verarbeiteten und tiefgekühlten Fisch mit Mehrwert. Im Rahmen der Diskussion ist die Einbeziehung guter Verarbeitungspraktiken in die Verarbeitungs-, Fang- und Anbaupraktiken von Aquakulturarten oder Meeresfrüchten von entscheidender Bedeutung für die öffentliche Gesundheit und die Leistungsfähigkeit der Fischindustrie in der Region. Akademische Einrichtungen sollten den Schwerpunkt auf die Nutzung der Kühlkette legen und qualifizierte Fachkräfte für industrielle und halbindustrielle Kühlsysteme ausbilden, die auch Kleinerzeugern zur Verfügung stehen.

Die Kühlkette ist derzeit eine der wirksamsten Konservierungstechnologien zur Gewährleistung einer ausgezeichneten Produktqualität bei der Lagerung und Vermarktung von hydrobiologischen Produkten sowohl über kurze als auch über lange Zeiträume. Alle Methoden der Fischkonservierung zielen darauf ab, Gewebeenzyme zu inaktivieren und lebende Mikroorganismen abzutöten. Aus der Sicht der hydrobiologischen Ressourcen lassen sich diese Konservierungsmethoden in physikalische, chemische und biochemische Methoden einteilen. Die Kühlung trägt dazu bei, die Haltbarkeit des Rohmaterials zu verlängern, ohne seine Eigenschaften und Qualität grundlegend zu verändern. Die optimale Temperatur für Süßwasserfische liegt zwischen -0,5°C und -1,5°C, während sie für Salzwasserfische zwischen -0,8°C und -2,2°C liegt. Für technologische Berechnungen wird in der Regel die Temperatur des kryoskopischen Punktes von -1,0 °C verwendet. Für kurze Zeiträume kann je nach Größe und Form des Fisches Späne- oder Platteneis verwendet werden. Für längere Zeiträume wird das Gefrieren verwendet, bei dem das Wasser im Fischgewebe bei niedrigen Temperaturen gefriert und die Lagerzeit für längere Zeiträume verlängert wird.