Kenniskring Natuurlijke Koudemiddelen

Invriezen van vers is een goede bewezen methode om producten jaarrond lekker, vers en gezond te kunnen consumeren. Ondanks dat dit al jaren gedaan wordt is er voortdurend aandacht om de processen nog verder te optimaliseren om het kwaliteitsverlies te beperken en het vriezen effectiever en daarmee duurzamer te maken. Door de theoretische kennis van product en proces te combineren met de kennis en ervaring in de praktijk ontstaan nieuwe verrassende en doelgerichte ideeën waar iedereen met plezier aan samenwerkt. Dit leidt tot oplossingen met impact zowel op kwaliteit van de groenten als op duurzaamheid van de verwerking.

PPS-Project “Frozen like Fresh”

Veel van de seizoensgroenten worden direct na oogst verwerkt tot een diepvriesproduct. Het product wordt voor consumptie gedurende het hele seizoen verkocht vanuit opslag, tot minimaal de volgende oogst. Het risico is groot dat tijdens het bewaren de producten aan elkaar vriezen, dat er ijsvorming ontstaat in de verpakking en dat de producten mogelijk een deel van hun kwaliteit verliezen tijdens opslag. Er is een Publiek Privaat Samenwerkingsproject – Frozen like Fresh - gestart met als doel om de textuurkwaliteit van diepvriesgroenten te verbeteren zodat deze even aantrekkelijk worden als verse groente.

Naast textuur wordt ook gericht onderzoek gedaan naar het verhogen van de duurzaamheid en verminderen van verspilling. Door procesoptimalisatie worden energie- en waterbesparingen verwacht voor de voorbewerking, het blancheren, het drogen, het invriezen en de diepvriesopslag. Behalve onderzoek aan groente wordt ook het proces van frites onder de loep genomen. Beiden met het doel om een duurzamere keten te realiseren en een betere productkwaliteit, lekkerder dus!

Het consortium, bestaande uit fritesproducent LambWestonMeijer, diepvriesgroenteproducent Ardo, sensorleverancier Ilmsens, de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Koude (KNVvK) en onderzoekers van Wageningen Food & Biobased Research (WFBR) is in 2022 begonnen aan het 4-jarige project, dat naast bijdragen van deze bedrijven gefinancierd wordt vanuit TKI AgriFood.

Gestart is met een uitgebreide inventarisatie van de huidige situatie en processen na oogst. Daarbij is de  focus op de verwerkingsstappen zoals blancheren, koelen, invriezen geweest. Als vervolg hierop zijn onderzoekslijnen ingezet die inzicht geven bij het krijgen van beter begrip van de effecten van de processtappen op met name textuur en smaakbeleving van de producten. Het resultaat van de uitgevoerde experimenten wordt gebruikt om een model te ontwikkelen waarmee het effect van de  processtappen op de kwaliteit inzichtelijk en voorspelbaar wordt. In de praktijk worden nu de uitkomsten gevalideerd en de nieuwe instellingen uitgetest op een onderbouwde manier. Een voorbeeld hiervan is: kunnen we blancheren op een lagere temperatuur en hiermee de textuur van het product verbeteren en tegelijkertijd energie besparen?

We rekenen in het project ook de impact van aanpassingen in het proces door op duurzaamheid met betrekking tot CO2-emissies. Een van de voorlopige uitkomsten is dat het beperken van verliezen in de keten en dus ook tijdens de verwerking een grote besparing kan leveren op CO2-emissies. Een van de verliezen die ontstaan bij bewaring van ingevroren groenten en frites is het fenomeen “blockfrozen”.

Blockfrozen 

Invriezen van groentes is een goede en gangbare manier om jaarrond de beschikbaarheid te kunnen garanderen en zelfs de effecten van een slecht oogstseizoen op te kunnen vangen. Voordat groentes ingevroren kunnen worden, worden deze eerst gewassen, gesorteerd, gesneden en geblancheerd. Vervolgens worden deze via IQF methode (Individual Quick Frozen) ingevroren.

___________________________________________________________________________________

IQF kan worden toegepast bij kleine (gesneden) producten die daarmee snel en zonder dat ze aan elkaar vast te vriezen worden ingevroren. Daarbij kunnen verschillende technieken worden gebruikt. Veel toegepast is de zogenaamde “fluidized bed” methode. Hierbij zorgen sterke koude luchtstralen vanaf de onderzijde van de transportband dat de producten in beweging blijven. De hoge luchtsnelheid zorgt hierbij ook voor een goede warmteoverdracht. Snel invriezen geeft kleine ijskristallen wat goed is voor het behouden van de productkwaliteit. De fluidized bed methode is een betrouwbaar en bewezen techniek. Nadeel is wel dat deze methode veel energie vraagt omdat het gebruik maakt van een lage verdampertemperatuur en er veel ventilatorenergie nodig is. Dit laatste kan nog enigszins beperkt worden door met verschillende zones te werken. Veelal wordt er gekozen om aan het begin van de vriestunnel een zone met hoge luchtsnelheid toe passen en aan het eind van de tunnel zones met een lagere luchtsnelheid. Het idee is dan dat aan het begin van de vriestunnel de kristalvorming wordt gestart en dat het product verder invriest in het resterende deel van de vriestunnel.

Er zijn een aantal ventilatorenergie besparende alternatieven voor de fluidized bed methode. Daarbij moet gedacht worden aan mechanische oplossingen om de producten tijdens het invriezen in beweging te houden. Dit kan door schudden, kloppen/trillen of door een golvende beweging van de transportband. Of dit werkt en hoe goed is sterker afhankelijk van het product dan bij de fluidized bed methode. Tevens is een nadeel dat deze mechanische oplossingen dat er vaak meer onderhoud nodig is.

___________________________________________________________________________________

Omdat er in een korte tijd veel groentes verwerkt moeten worden, worden de producten na invriezen eerst in bulk opgeslagen- in pallet bakken met plastic liners- en pas later verder verwerkt tot een grote variëteit van mixen van vers ingevroren groentes in kleinere verpakkingen.

Een probleem dat bij bulkopslag kan optreden is het zogenaamde “blockfrozen”: het aan elkaar vriezen van de individueel ingevroren producten tot een groot blok. Dit bemoeilijkt de verdere verwerking of maakt het zelfs geheel onmogelijk. Blockfrozen beperkt zich niet tot groentes, ook in frites kan dit optreden, zelfs in de eindverpakking. Om dit te voorkomen doet WFBR samen met de partners onderzoek naar de oorzaak om zo effectieve maatregelen te kunnen nemen. Enerzijds wordt dit gedaan met beschikbare data, anderzijds wordt dit gedaan met praktijkmetingen.

Een van de belangrijkste vragen is: Waar komt het water vandaan dat ijskristalverbindingen tussen de producten vormt? Er zijn verschillende testen ingezet om te bepalen welke herkomst van het water het meest bijdraagt aan blockfrozen. Het kan gaan om vrij aanhangend water aan het product voordat het de vriezer in gaat. Dit water zal deels verdampen, maar deels ook aanvriezen op het oppervlak. Een andere herkomst van het water is dat de pallet tijdens het vullen in een logistieke ruimte staat en niet in een vriesomgeving. Waterdamp zal als rijp op het zojuist ingevroren product neerslaan. Tevens is er waterdampuitwisseling mogelijk tijdens bewaring in de vriescel via het niet geheel dampdichte plastic liner. Een laatste mogelijkheid is het water in het product zelf, zeker ook omdat er vaak snijvakken zijn. Producten bestaan merendeel uit water dat niet geheel is ingevroren omdat de glastemperatuur nog niet bereikt is. Beschikbaarheid van vrij water alleen is niet enkel de probleemveroorzaker van blockfrozen, dus wordt er in het project ook gekeken naar de effecten van verschillende invries- en omgevingscondities.

Vervolg 

We verwachten in de komende maanden meer inzicht te krijgen in de oorzaken van blockfrozen en hoe dit te kunnen verminderen. Volgend seizoen zal dit in de praktijk verder uitgetest worden. Met de resultaten van de blancheerexperimenten krijgen we een beter begrip hoe de textuur en smaak van groenten en frites verandert in reactie op verschillende blancheercondities. Het meest belangrijk is welke effect dit heeft op het invriezen/bewaren en de uiteindelijke productkwaliteit. Deze inzichten zullen komend jaar gevalideerd worden via nieuwe experimenten in laboratorium en praktijk. Om veranderingen in het product goed in kaart te brengen in verschillende processtappen worden meetmethoden en modellen in het project ontwikkelt. Hiermee krijgen voedselverwerkers handvatten om onderbouwd aanpassingen te doen in processing condities die leiden tot een beter en lekkerder product.

https://www.wur.nl/en/research-results/research-institutes/food-biobased-research/show-fbr/frozen-like-fresh.htm 

Edo Wissink (WFBR), Esther Hogeveen (WFBR), Patricia Verbruggen (KNVvK)
November 2023