Затвердевание раствора

Часть раствора, находящаяся в жидком состоянии, имеет более низкую температуру замораживания и составляет его активное начало. При дальнейшем понижении температуры (точка Д) происходит полное затвердевание раствора. Полное вымерзание воды и других компонентов происходит в интервале температур эвтектической зоны, т. е. температур, при которых одновременно кристаллизуются вода и растворимые вещества замораживаемого продукта. Различают нижнюю (криогидратную) и верхнюю границы эвтектической температурной зоны. Нижняя граница соответствует самой низкой температуре равновесия жидкой и твердой фаз и определяет начало появления жидкой фазы в полностью замороженном продукте. Верхняя граница эвтектической зоны обусловливает температуру окончания плавления эвтектической фазы.
Определение эвтектической зоны очень важно, так как между точками С и Д концентрация и напряжение жидкой фазы усиливаются и в случае замораживания биологически активных материалов может произойти повреждение клеток из-за повышенной концентрации основного компонента и механических воздействий, вызванных появлением кристаллов льда.
При быстром замораживании образуются мелкие кристаллы льда, равномерно распределенные по объему вещества. Кристаллы формируются не только в межклеточном пространстве, но и внутри клеток, диффузионное перемещение веществ незначительно. Топологическая структура тканей при быстром замораживании хорошо сохраняется.
Имеются сведения, что при сверхбыстром замораживании мелких образцов мяса (погружением их в жидкий азот) 90% всех кристаллов льда формируются внутри клеток, размеры кристаллов очень малы — порядка сотен ангстрем, повреждения ткани минимальны. Однако необходимо иметь в виду, что при замораживании в жидком азоте методом погружения достаточно крупных кусковых пищевых продуктов в них почти всегда наблюдаются разрывы, трещины вследствие возникающих термических напряжений. При замораживании целых плодов и овощей признано целесообразным применять быстрое замораживание, которое предотвращает разрушение клеток. Такое замораживание рекомендуется для абрикосов, персиков, слив и особенно для сочного растительного сырья со слабой текстурой — малины, клубники. Для жидких и пастообразных продуктов (соков, плодоовощных пюре) допустимо как быстрое, так и медленное замораживание, поскольку в них сохранять исходную структуру не требуется.
Скорость замораживания влияет не только на количество, но и на форму образующихся кристаллов. Также следует отметить, что, создавая различные условия отвода теплоты от замораживаемого объекта, можно влиять не только на форму и размер кристаллов льда, но и на их пространственную ориентацию, т. е. осуществлять структурирование продуктов сублимационной сушки на стадии их замораживания.