食品科学におけるバスとチラー

Aug 20, 2023

Brandoch Cook 博士は、フリーランスの科学ライターです。 彼への連絡先は、[email protected] です。

食品科学は、少なくとも 3 つの関連する原則を含む幅広い学問です。 1 つ目は、食品の生物学的、化学的、物理的特性と、それらが機能するメカニズムを理解することです。 次に、腐敗や汚染を引き起こす可能性のある外部要因を理解し、それらのメカニズムを活用してそれを軽減することです。 3つ目は、人類が利用できるカロリーを最大化するために食品加工を最適化し、一次農業から食料品店の棚に至るまで、生産のあらゆる側面に市場を戻すことです。 3 つの分野すべてに本質的に、暖かい温度と寒い温度の両方の温度を制御する必要があります。

食品研究科学では、遺伝子発現、タンパク質化学、微生物の感染と増殖の観点から研究できる反応を制御するために、標準的な実験室用ウォーターバスを小規模で使用することがよくあります。 特に食品の場合、反応が進行する環境を制御する必要性が他の場合よりもさらに高まる可能性があります。 これは、望ましくない汚染を回避し、調整された方法で微生物の侵入を開始および促進するために、清潔さが重視されることを強調しています。

槽は定期的に清掃し、サンプル用に適切に準備する必要があります。 ほとんどの浴槽のコンセントはステンレス鋼でできています。 水を切り、浴槽を腐食させる可能性のある漂白剤、ブラシ、スチールウールではなく、ユーザーマニュアルの仕様に準拠した洗剤を使用して優しく洗浄する必要があります。 研磨材は剥がれ落ち、表面に傷がつき、微生物の増殖の原因となる可能性があります。 ユーザーは、水道水と再蒸留脱イオン水の両方を避け、中間の無菌範囲に入る水源を慎重に選択する必要があります。 通常の水道水には粒子状不純物が多すぎるため、純粋すぎるシステム水も金属腐食の原因となります。

食品加工の応用科学では、水分の除去、準備と保存のための理想的な圧力と温度条件の特定、および長期的な収量を最大化するための両方のスケーリングが必要です。 米国には 40,000 を超える食品加工施設があり、標準的な実験室タイプの冷却装置に加えて、さまざまな規模や構成の施設に適合するように設計された、用途に特化した高度な食品加工冷却装置が数多く存在します。

チラーの最も基本的な機能は、予測不可能で高価な氷室を空気または水の信頼できるサイクルに置き換えて、蒸気圧縮を通じて温度を調整および制御することです。 これらの冷凍機は、容積式を使用してピストンまたはスクリューローターを介して冷媒の蒸気圧を制御したり、動的遠心運動を使用して運動エネルギーをインペラに伝達したりできるコンプレッサーによって定義されます。 空冷チラーのコンプレッサーと凝縮器は、特定のレイアウトに合わせて分離できます。 さらに、食品加工に関する懸念により、特定のプロセスに特有の冷却剤に対応するためのさまざまなアプリケーションが推進されます。 冷水機は、肉やチーズ製品の加工などの中温作業では、最も経済的な妥協案となることがよくあります。 溶けたり解離しやすい生鮮食品を含む低温操作の場合、チラーはプロピレングリコールを冷媒および不凍液として使用し、二次熱交換器と可変周波数ドライブを使用して安定性を高めることができます。

食品研究科学と食品加工には温度制御ソリューションが必要ですが、ニーズと規模が異なると、バスと冷却装置のさまざまな選択肢が促進されます。