Быстрая заморозка ткани не повреждает ее поскольку

Криогенная консервация биоматериалов

Биологический материал, такой как клетки, кровь, семя, яйцеклетки, ранние эмбрионы и образцы ткани, при обычных условиях подвержен изменениям и разрушению. Долгосрочная консервация этого биоматериала при температурах до порядка -80°C, достижимых с помощью обычного охлаждения циклическим хладагентом (то есть, грубо говоря, в морозильных камерах) давно доказала свою полную неэффективность. Критической температурой, известной также как температура стеклования T_g, для большей части человеческих биоматериалов является -130°C; при консервации образцов при температуре на 10. 30°C ниже T_g образец может храниться неопределенное время при практически полном отсутствии следов разложения.

При современном уровне развития науки и технологий, наиболее надежным способом длительного хранения биоматериала является криогенная заморозка при помощи жидкого азота, имеющего, как известно, температуру кипения -196°C. Зародившись в 50х годах XX века, метод криопрезервации жидким азотом вначале основывался на мгновенной заморозке — однако, низкая выживамеость клеток в результате повреждения, как первичного от внутри- и внеклеточного образования льда, так и вторичного от обезвоживания клеток и повышения концентрации ионов, привела исследователей к выводу и низкой эффективности мгновенной заморозки. В результате, в фокусе оказалось развитие технологий контролируемого охлаждения, которые с довольно большим успехом и используются уже в течение десятилетий для хранения крови, семени, яйцеклеток и других биоматериалов. В наше время, с развитием технологий криозащиты защиты с помощью криопротекторов, мгновенная заморозка получила толчок к новому развитию.

Основные повреждения, которым подвержены клетки, происходят на этапе замораживания. Эти повреждения можно значительно уменьшить путем использования криопротекторов — однако, сами криопроекторы токсичны, кроме того, их эффективность не идеальна. Главными рисками при искусственной криогенной консервации клеточных образцов являются:

Критическое повышение концентрации растворимых веществ. По мере того, как вода замерзает, растворенные в ней вещества остаются в жидкой ее фракции — соответственно, в ней повышается их концентрация. При этом, высокие концентрации некоторых веществ, растворенных в воде, присутствующей в живых клетках, могут нанести клетке необратимые повреждения.

Внеклеточное образование льда. При медленном охлаждении тканей, вода перемещается из клетки в межклеточное пространство, где и образуется лед. В результате, лед, образовавшийся в межклеточном пространстве, механически повреждает клеточную мембрану.

Обезвоживание, или дегидратация клетки имеет ту же причину, что и образование внеклеточного льда.

Наконец, образование внутриклеточного льда. Бытует популярное мнение о том, что при криоконсервации клетка буквально разрывается из-за образования льда внутри нее и механического давления льда на клеточную мембрану (вода, как известно, при замерзании, превращаясь в лед, расширяется, то есть увеличивает свой объем — в противоположность большинству других веществ). На самом деле, повреждение клетки из-за образования внутриклеточного льда маловероятно, т.к. образование его может произойти только в том случае, если скорость охлаждения превышает осмотическую миграцию воды из клетки в межклеточное пространство — в последнем, как раз, при неприменении криопротекторов лед обычно и образуется. Однако, действительно, если все же допустить образование льда внутри клетки, то ее смерть будет практически гарантирована, как и при образовании внеклеточного льда.

На данное время, криоконсервация успешно применяется для длительной заморозки отдельных клеток, крови, семени, гистологических образцов. Пока недоступна ни искусственная криоконсервация целых органов, ни, тем более, организмов. Следует отметить, что в природе встречается успешная естественная самокриоконсервация такого представителя фауны, как Tardigrada (тихоходка, микроскопические беспозвоночные), способного выдерживать длительное нахождение даже при сверхнизких температурах межпланетного пространства. Некоторые виды лягушек, черепах и змей способны выдерживать зимнее замерзание с прекращением жизненных функций и последующим их восстановлением, однако не при столь низких температурах, необходимых для длительного хранения тканей, и не в течение длительного времени.

На практике, для длительной криоконсервации биологический материал помещается в специальный контейнер, охлаждаемый жидким азотом до температуры в диапазоне -150. -196°C. Образцы могут быть как погружены в жидкий азот, так и в газ, вапоризирующийся из жидкого азота.

«Прикладная криогеника [*] . Бесперебойное электропитание с 1997 года.»

Пока еще, восстановление жизни человека после заморозки — из области фантастики.
Предполагается, однако, что, возможно, будущие технологии окажутся на это способны
— на это и надеялись подвергшие себя криогенной консервации люди.

* sic! вероятно, авторы «Футурамы» специально назвали так эту фирму. На самом деле, скорее, правильнее было бы «крионика»

Источник

Шоковая заморозка: особенности, преимущества, оборудование для технологии

Предприятия, которые занимаются производством и перевозкой продуктов пищевой промышленности, используют надежные технологии для сохранения товарного вида и вкусовых качеств своих товаров. Шоковая заморозка – методика, которая помогает добиться таких результатов.

Это процесс, включающий низкотемпературное воздействие, осуществляется с использованием профессионального оборудования. Шоковая заморозка продуктов – технология, гарантирующая высокую скорость обработки рыбы, мяса, овощей, фруктов, ягод и т.д.

Что представляет собой методика

Быстрая заморозка продуктов – метод, который в конце 20 века получит признание во всем мире. Запатентовал технологию американец Кларенс Бердсай еще в 1925 году. Сам он не является прямым изобретателем этого процесса, который произвел революцию в пищевой промышленности. Бердсай отведал блюдо, которое было приготовлено эскимосами из замороженной рыбы. В итоге он не ощутил разницы со свежим продуктом.

Технология шоковой заморозки отличается от стандартной методики охлаждения. Этот способ позволяет сохранить химические и структурные показатели товаров пищевой промышленности без изменений, то есть при оттаивании они практически не отличаются от свежих. В среднем в процессе обработки сильным потоком воздуха происходит понижение температуры до -18°C Цельсия.

Притом для быстрого замораживания в специальной камере достаточно 30 минут. За это время происходит переход в твердое состояние. При традиционном методе процесс занимает 2 – 3 часа. За столь длительный период наблюдается разрушение структуры, потеря внешнего вида, вкусовых качеств. Таких недостатков быстрая заморозка не имеет.

Преимущества и недостатки заморозки

Использование методики шоковой заморозки позволяет повысить доходность бизнеса. Ведь, применяя специальные камеры для проведения технологии, предприятие обеспечивает защиту от ряда факторов. Речь идет о сезонности, цикличности, задержках поставок, потере контрагентов, нарушениях условий договоров, которые приводят к выплате штрафов и неустоек. К тому же можно сократить производственные площади за счет установки профессионального и экономичного оборудования.

Среди других преимуществ можно отметить:

• сокращается время, требуемое на заморозку (в 3-10 раз в зависимости от продукта);
• обеспечена гигиеническая чистота, нет опасных бактерий и микроорганизмов;
• снижается потеря массы до 0,8% (другие способы заморозки дают значение в 10%);
• сохраняется свежесть продукции, продлевается период реализации;
• можно разнообразить ассортимент;
• товарный вид становится более презентабельным;
• сокращаются объемы помещений для хранения готовых изделий.

Важное преимущество заморозки – обеспечение бесперебойного снабжения отдельных предприятий. Речь идет о территориально удаленных компаниях, пекарнях, гостиничном бизнесе, ресторанах и кафе, туристических базах и т.д.

Быстрое замораживание позволяет значительно увеличить объемы производимой и реализуемой продукции, повысить качество ассортимента, снизить затраты организации. В зависимости от сферы деятельности можно оперативно подобрать и купить оборудование, которое поможет достичь указанных целей.

Особенности заморозки отдельных видов продукции

Современная шоковая заморозка применяется для обработки самых разных видов продукции. Современная технология заключается в изменении интервала температуры в центре продукции от +20 до 0 градусов Цельсия (охлаждение), от 0 до -5 (переход в твердое состояние), от -5 до -18°C (полное замораживание).

После использования методики обеспечено сохранение вкусовых и питательных качеств на протяжении всего срока реализации. Чтобы ускорить охлаждение и заморозку необходимо специальное промышленное оборудование.

Выбор камер, аппаратов и конвейеров шоковой заморозки зависит от видов товаров пищевой промышленности, которые будут подвергаться обработке:

• Оборудование заморозки овощей. Технология, помогающая сохранить вкусовые качества, консистенцию, внешний вид и полезные витамины, активно используется производителями. Шоковая заморозка овощей осуществляется под воздействием низких температур. В зависимости от объема, который необходимо обрабатывать в течение суток, используются индивидуальные или тоннельные камеры, системы, выполненные под заказ.

• Оборудование заморозки фруктов. Для их замораживания привлекается мягкая заморозка в скороморозильных аппаратах конвейерного типа. Весь процесс занимает примерно 30 минут. За это время не повреждаются клеточные мембраны. Фрукты сохраняют вкус, аромат, форму. Воздействие низкой температуры препятствует развитию бактерий.

• Оборудование заморозки мяса. Это категория скоропортящихся продуктов. Поэтому к обработке мяса предъявляют строгие требования. Заморозка осуществляется при температуре до -40 градусов Цельсия путем сильного обдува холодным воздухом со всех сторон. В итоге вся жидкость переходит в крохотные ледяные кристаллы, не повреждающие клетки мяса, не нарушающие структуру. Для проведения заморозки применяют специальные шкафы или камеры с тележками.

• Заморозка пельменей. Большинство предприятий используют способ, при котором обработка продуктов основана на резком переходе от высокой температуры к очень низким показателям. Для пельменей применяется спиральный конвейер, система управления которого позволяет задать температуру и скорость. Продукция помещается на ленту и при движении по ярусам замораживается. После окончания процесса осуществляется фасовка.

• Ягоды. Шоковая заморозка ягод – технология консервирования, применяя которою производители сохраняют пищевую ценность, вкус и форму продукции. Для работы используют специальные флюидизационные агрегаты или оборудование тоннельного типа. Температура составляет примерно -20 градусов. Хранение готовой продукции предусмотрено в низкотемпературных холодильных камерах.

• Заморозка рыбы. Этот продукт, обладающий в свежем виде небольшим сроком годности и содержащий большое количество жидкости, невозможно сохранить без технологии шоковой заморозки. Методика помогает защитить рыбу от деформации, потери вкуса, аромата и цвета. Для обработки используют специальные теплоизолированные камеры и шкафы, скороморозильные агрегаты.

• Заморозка полуфабрикатов. Быстрая заморозка продуктов происходит при помощи конвейеров, плиточных аппаратов, специальных шкафов. При изменении агрегатного состояния образуются микроскопические кристаллы, которые не оказывают отрицательного влияния на свойства полуфабрикатов.

• Морепродукты. Такую продукцию, имеющую в составе большой объем воды, можно сохранить без потери вкуса, запаха и внешнего вида, применяя способ шоковой заморозки. Технология, заключающаяся в процессе микрокристаллизации, позволяет защитить структуру морепродуктов, их полезные свойства и вкусовые качества.

Быстрая заморозка продуктов подходит и для предприятий, занимающихся производством, реализацией и транспортировкой других видов продуктов. Они могут выбрать и купить оборудование для проведения современной и надежной технологии. Речь идет об агрегатах для обработки мяса птицы, котлет, фарша, голубцов, грибов и т.д. Израсходованные на приобретение установок средства быстро окупаются.

Особенности выбора оборудования для шоковой заморозки

Агрегаты для технологии шоковой заморозки отличаются производительностью, комплектацией, размерами, конструктивным строением. Независимо от технических и эксплуатационных характеристик основной целью каждого вида оборудования является качество и оперативность обработки продукции.

В процессе быстрого замораживания продукты должны сохранять форму, вкус, влагонасыщенность, запах. Отсутствие крупных кристаллов льда – обязательное условие при работе устройства (камеры, конвейера, охладителя и других вариаций приборов).

При выборе агрегатов необходимо учитывать следующие параметры:

• производительность;
• конструкция и размеры;
• применяемый хладагент;
• удобство панели управления;
• встроенный или выносной компрессор;
• режимы работы.

Оборудование шоковой заморозки – приборы, конфигурация которых создана так, чтобы обеспечить легкий доступ для специалистов, занимающихся эксплуатацией и обслуживанием. Производители агрегатов заботятся о надежности и безопасности использования. На каждую модель, которая создается из комплектующих и материалов ведущих компаний-поставщиков, предоставляется длительная гарантия.

Виды оборудования и основные отличия моделей

Компания «АГРОПРОМХОЛОД» предлагает обширный выбор надежного и производительного оборудования для шоковой заморозки. Любая из моделей, предлагаемая предприятием, выполняет основную задачу – быстрое замораживание продуктов с сохранением полезных микро- и макроэлементов. После обработки ткани и структура продукции не изменяются.

Предприятие занимается производством и поставками нескольких видов агрегатов:

• спиральные конвейеры. Агрегаты замораживают продукцию, расположенную на модульной ленте. Продукты, обдуваемые очень холодным воздухом, проходят по спиралевидному пути. Температура шоковой заморозки при таком способе может достигать -40 градусов Цельсия.
• плиточные АСМП аппараты. Модели с вертикальным или горизонтальным типом загрузки активно применяются для замораживания мяса, рыбы, овощей. Они высокопроизводительны, надежны и удобны в эксплуатации.
• оборудование туннельного типа. Такие агрегаты допускают одновременную заморозку различных видов продукции, которая располагается на разных уровнях.
• камеры на тележках. Оборудование служит для интенсивного охлаждения и замораживания больших объемов продукции. Такой вид агрегатов может быть изготовлен в туннельном исполнении. Технические и эксплуатационные характеристики можно подобрать в соответствии с производственными задачами.
• оборудование для флюидизации. Особенность – замораживание происходит в воздушном потоке высокого давления. Преимущество моделей в минимальной усушке. Цена приборов зависит от конфигурации и модели.

Шоковая заморозка – технология, которая помогает бизнесу сохранять целостность и вкусовые качества товаров пищевой промышленности. Предприятия, которые используют методику, производят и транспортируют продукцию с более длительным сроком годности, экономя трудовые и финансовые ресурсы, оптимизируя затраты. Обширный выбор оборудования позволяет подобрать идеальные варианты для бизнеса. Агрегаты будут надежно выполнять функции, обеспечивая быстрое замораживание с сохранением формы продуктов, их ароматических и питательных свойств.

Источник