Jäädyttäminen

Jäädyttäminen on fysikaalinen prosessi, jossa aineen lämpötila alenee ja aine siirtyy nesteestä kiinteään faasiin. Tämä tapahtuu tavallisesti poistamalla järjestelmästä lämpöenergiaa, jolloin molekyylit järjestäytyvät kiinteään rakenteeseen. Jäätymispiste riippuu aineesta sekä sen puhtaudesta ja paineista; esimerkiksi veden jäätymispiste on 0 °C normaalipaineessa, mutta epäpuhtauksilla ja suoloilla se voi olla alempi. Jäädyttämisen aikana voi esiintyä nesteen superkylmentyminen ja kiteiden muodostuminen.

Jäädyttämistä hyödynnetään monilla aloilla. Elintarvikkeissa se on tärkeä tapa säilyttää ruokaa; pakkanen hidastaa mikrobien kasvua ja entsyymitoimintaa sekä estää monien haitallisten kemiallisten reaktioiden etenemisen. Laadullinen lopputulos riippuu jääkiteiden koosta: hidas jäädytys muodostaa suuria kiteitä, jotka voivat vahingoittaa solurakenteita ja koostumusta, kun taas nopea jäädytys tuottaa pienempiä kiteitä ja parempaa rakennetta.

Teknisesti ja teollisesti jäädyttämistä ohjaavat erilaiset lämpötilat ja menetelmät. Kotitalouksissa käytetään yleensä kuiva-aineita, joissa lämpötila laskee alle −18 °C; teollisuudessa voidaan käyttää nopeaa jäädyttämistä (esimerkiksi IQF, individually quick frozen) sekä syväjäädyttämistä cryopreservaatioon. Biologia ja lääketiede hyödyntävät syväjäähdytystä ja nesteen typen käyttöä näytteiden säilyttämisessä, usein yhdessä cryoprotektaattoreiden kanssa, jolloin solujen ja biologisten aineiden vaurioituminen minimoidaan.

Jäädyttämisen ja siihen liittyvien prosessien ymmärtäminen on keskeistä sekä säilyttämisessä että näytteiden käsittelyssä, ja se eroaa muun muassa kuivauksesta, jossa vettä ei jäädy vaan poistetaan suoraan kiertä.