科学家开发新冷冻技术 可提高质量、增加安全性并减少能源使用

等容冷冻技术最初是由加州大学伯克利分校的Boris Rubinsky开发的，他在2005年发表的一项研究中描述了其热力学原理。这个想法是通过防止在保存过程中形成有害的冰晶来提高组织和器官移植的可行性，因为冰晶会破坏生物材料并限制这些程序的成功。

传统的冷冻方法是将物体暴露在空气和0°C的温度下，从而使其冻结成固体。同时，等容冷冻技术涉及将物体放在一个封闭的室中，通常由硬塑料或金属制成，并将其浸泡在里面的液体中。当密室被冷却到预设温度时，液体会保护浸入的物体不被冰晶化，并更好地保存其品质。

研究作者Cristina Bilbao-Sainz说：“能源的节省来自于不必将食品完全冻结成固体，这需要消耗大量的能源，此外，也不需要借助于能源密集型的冷藏协议，如快速冷冻来避免冰晶的形成。”

通过将该技术应用于西红柿、土豆和其他往往不能很好地应对传统冷冻过程的食品的研究，研究人员已经探索了利用等容冷冻技术保存食品的想法。由于没有冰的破坏，西红柿保持了更好的质量、形状、体积和颜色。而土豆没有重量损失，褐变程度也大大降低。其他研究表明，等容冷冻技术也能杀死有害细菌。

由Rubinsky、Bilbao-Sainz以及美国农业部和加州大学伯克利分校的科学家进行的新发表的研究，探讨了等容冷冻技术可能对全球冷食链产生的影响。在等容冷冻条件下而不是在传统的条件下储存冷冻食品，不仅可以提高它们的质量，使西红柿、土豆甚至绿叶蔬菜等新鲜食品得到保存，而且还可以节省大量的能源。

Bilbao-Sainz说：“在全世界范围内完全改用这种新的食品冷冻方法，每年可以减少多达65亿千瓦时的能源使用，同时将与发电有关的碳排放减少46亿公斤（101亿磅），相当于从公路上移走大约100万辆汽车。如果食品制造商采用这一概念，这些节约可以在不需要对当前冷冻食品制造设备和基础设施进行任何重大改变的情况下实现。”

等容冷冻所需的设备既不复杂也不太昂贵。研究项目中使用的冷冻室是由厚壁不锈钢制成的，但也可以用较轻的材料如塑料或碳纤维复合材料制成，只要墙壁是刚性的。然后，这些专门的冷冻室可以被放置在工业环境甚至家庭的传统冰柜中，为其他典型的厨房设置增加等容冷冻功能。

该研究发表在《可再生能源与可持续能源评论》杂志上。