Gefrierverfahren

Gefrierverfahren bezeichnen Verfahren, bei denen Materialien durch Absenkung der Temperatur unter den Gefrierpunkt festgefroren werden, um Haltbarkeit zu verlängern und Qualität zu erhalten. Typische Anwendungsbereiche sind Lebensmittel, medizinische Proben und chemische Stoffe. Das zentrale Prinzip ist die Bildung von Eiskrystallen aus dem Wassergehalt der Substanz; die Größe der Kristalle beeinflusst Textur, Struktur und Mundgefühl des gefrorenen Produkts. Rasche Gefrierung erzeugt feine Kristalle und minimiert Zellschäden, während langsames Gefrieren zu grobkörnigen Eisstrukturen führen kann.

Zu den industriellen Gefrierverfahren gehören Luftgefrierung, bei der kalte, oft umwälzende Luft Produkte schnell durchströmt; Plate- bzw. Kontaktfrierung, bei der Produkte zwischen Kühlplatten liegen, was eine hohe Wärmeübertragung ermöglicht; Schockfrierung, die eine sehr schnelle Temperaturreduktion bewirkt; und kryogene Gefrierverfahren, bei denen flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid eingesetzt werden, um niedrigste Temperaturen zu erreichen und besonders feine Eisstrukturen zu bewirken. Für lose Ware wird häufig IQF verwendet, das für Individually Quick Frozen steht; dabei wird jedes Teil separat gefroren, wodurch Verklumpungen vermieden werden.

Anwendungen finden sich vor allem in der Lebensmittelindustrie – Tiefkühlprodukte, Fleisch, Obst, Gemüse – sowie in der Biologie, Medizin und Pharma, wo Proben und Stoffe auf -80°C bis -196°C gekühlt werden. Vorteile sind verlängerte Haltbarkeit, besserer Erhalt von Geschmack, Farbe und Nährstoffen; Nachteile umfassen Investitions- und Betriebskosten, Gefahr des Gefrierbrands sowie mögliche Texturunterschiede durch Eisbildung. Typische Lagerungstemperaturen liegen bei -18°C bis -25°C.