Tekniken för att applicera ett pulserande elektriskt fält (hädanefter - PEF) har använts med framgång i produktionen av potatis snacks sedan 2010. Denna teknik används främst vid produktion av pommes frites och chips. Det framgångsrika genomförandet av PEF-utrustning för kontinuerlig förbehandling av potatis i livsmedelsindustrin har flera fördelar när det gäller förbättrat råvaruutnyttjande, processeffektivitet och produktkvalitet.
Sammantaget ersätter PEF-tekniken den traditionella termiska uppvärmningen av potatis med upp till 90% mindre vatten och energi. Denna teknik hjälper till att mjuka upp råvaran, vilket möjliggör bättre skärning och bearbetning av potatisen. En jämnare skärning med mindre ytskador, sprickor, små skräp och stärkelseförluster resulterar i högre utbyte av färdiga produkter, mindre oljeabsorption och längre livslängd på kniven. Den förbättrade spridningen av vatten från PEF hos de behandlade potatisen optimerar blanchering, torkning och stekning, vilket också hjälper till att minska energi- och driftskostnader. Pommes frites och chips bearbetade med PEF är av högre kvalitet och hälsosammare, med en lägre procentandel absorberat fett och en mer enhetlig färg.
Principen för pulserande elektrisk fältbearbetning PEF
De första studierna med användning av PEF-teknik av olika forskargrupper genomfördes i början av 1900-talet. Men redan i början av det nya årtusendet utvecklades det första industriella PEF-systemet och installerades i en potatisbearbetningsanläggning. Mer än 150 Elea PEF-system används för närvarande i livsmedelsindustrin, varav de flesta installeras för produktion av pommes frites och chips.
Pulsad elektrisk fältteknik baseras på principen om elektroporation (figur 1). Baserat på fysiska principer genereras korta elektriska pulser med hög spänning under PEF-behandlingen som främjar bildandet av porer i cellmembranet utan att skada andra värdefulla ämnen som vitaminer, mineraler eller pigment. Denna teknik kan appliceras på vävnader av animaliskt eller vegetabiliskt ursprung och till och med på mikroorganismer. Alla levande celler omges av ett semipermeabelt cellmembran, som huvudsakligen består av fosfolipider med dielektriska egenskaper. Tillämpningen av ett externt elektriskt fält leder till ackumulering av laddning på cellmembranet och orsakar en ökning av dess naturliga potential, den så kallade transmembranpotentialen. Detta orsakar elektrisk sammandragning av cellmembranet och leder till att porer bildas.
På grund av bildandet av porer i cellerna i växtvävnader (till exempel potatisceller), under PEF-bearbetning, förlorar de sitt intracellulära tryck (turgor), vilket leder till mjukgöring av vävnaden och enklare och bättre skärning av växtmaterial. Dessutom resulterar elektroporering av cellstrukturen i förbättrad massaöverföring, varigenom industriella processer såsom tvättning, blekning och fritering också förbättras.
Traditionellt har potatisindustrin använt termisk förvärmning (förvärmningsblanchering) för att säkerställa kvalitetsskärningar, vilket värmer potatisen till 65 ° C i 45 minuter. Denna process kräver mycket vatten och energi. Man bör komma ihåg att bortskaffande av mikrobiologiskt inseminerat vatten innehållande stärkelse ofta är problematiskt. Dessutom tar det vanligtvis lång tid att fylla och släppa ut vatten från värmaren och kräver efterföljande underhåll. Detta är särskilt svårt med produktändringar och oplanerade produktionsstopp, vilket ofta resulterar i bortskaffande av råvaror.
Det bör nämnas att vid tillverkningen av pommes frites har användningen av PEF-bearbetningsteknik innan skärning av råvaror redan blivit en världsstandard. PEF-tekniken ersätter den klassiska värmeprocessen och minskar därmed vatten- och energiförbrukningen med upp till 90%. Under PEF-bearbetning värms praktiskt taget inte upp produkten och processvattnet, vilket innebär att det finns färre mikroorganismer och stärkelse i processmiljön. Den faktiska bearbetningen tar bara några mikrosekunder och beroende på linjens produktionskapacitet finns potatisen i PEF-systemet i bara 5-8 sekunder. Användningen av pulserande elektriska fält har också andra fördelar. Eftersom denna metod är bulkbearbetning bearbetas alla potatisar - oavsett om de är stora eller små - jämnt. Det bör noteras att tidigare, efter termisk uppvärmning, var de små potatiserna redan helt kokta, medan de stora potatiserna fortfarande var fasta inuti. På grund av enhetlig mjukning uppnås en jämn skärning; rå pommes fritespinnar är mer flexibla och går sönder, vilket resulterar i ett högre utbyte av slutprodukten. Den minskade oljeabsorptionen (med cirka 10%) under friteringen minskar fettinnehållet i slutprodukten. Dessutom ger ökad flexibilitet och en jämnare yta längre pommes fritespinnar och enhetlig färg med jämnare brunning vid utgången.
Vid produktionen av chips liknar fördelarna de som produceras av pommes frites, men förbättringen av kvaliteten på den slutliga produkten är ännu mer uttalad. Skärningen förbättras, vilket leder till mindre slöseri med råvaror och stärkelse under skärning, vilket i sin tur leder till en avsevärd ökning av utbytet. Minskningen av stärkelseförlust är främst ett resultat av att de mjuka knölarna är lättare att skära. Detta leder i sin tur till mindre mekaniska skador på knivarna och som ett resultat mindre tvätt av stärkelse från ytan. Dessutom håller färre chips ihop under friteringen, vilket eliminerar behovet av produktavvisning. När friterad PEF-bearbetad råvara för flis minskar fettinnehållet - upp till 20% i slutprodukten, det bör noteras att denna minskning också beror på skärningen, kvaliteten på råvaran och själva stekprocessen. Det senare spelar en viktig roll för att förbättra produktkvaliteten. Råmaterialets öppna cellulära struktur och förbättrad vattendiffusion möjliggör optimerade stekparametrar såsom oljetemperatur och stekningstid. Den ökade effektiviteten i friteringsprocessen har stor inverkan på oljans livslängd och oljeabsorptionen av produkten, liksom färgen och krispigheten hos slutprodukten. Genom att minska stekningens tid och temperatur möjliggörs en lättare produkt med färre termokemiska reaktionsprodukter. Detta är en stor fördel för grönsaksflis som sötpotatis, morötter, palsternacka eller rödbetor.
Dessutom öppnar den jämna mjukningen av råvaran nya möjligheter för skärning av produkter. För närvarande vid produktion av pommes frites kan sådana former som spiral, våffla eller vågigt implementeras, med betydligt mindre råvaruförluster. Ännu större alternativ öppnar sig inom potatischipsindustrin, eftersom hårdare grönsaker som sötpotatis, palsternacka eller rödbetor nu också kan bearbetas för att forma. Således visas ett större utbud av produkter för konsumenten, konkurrenskraften ökar och produktionen av ovanliga former och / eller produkter blir effektivare.
Miljökonsekvensbedömning PEF vid bearbetning av potatis
Miljökonsekvensbedömning (hädanefter - MKB) gör det möjligt för dig att karakterisera produktionens påverkan på miljön från råvaror till slutprodukten. En MKB-studie för användning av PEF vid potatisbearbetning utfördes i industriell skala med jämförande data från Elea-kunder runt om i världen, och studien visade att utbyte av konventionella värmevärmare med PEF-utrustning kan minska energiförbrukningen med 85% och vattenförbrukningen med 90%. vilket motsvarar 60 - 70 000 000 liter vatten och 20 GJ termisk energibesparing per år för en typisk pommes frites produktionslinje på 50 000 kg / h. Dessutom finns en minskad fettabsorption, förbättrad produktkvalitet och en ökning av produktutbytet med 1-1,5 ,fem%. Förutom de direkta fördelarna med PEF när det gäller att förbättra produktkvaliteten eller förbättra de enskilda produktionsstegen, blir hela produktionsprocessen mer effektiv och hållbar. Användningen av PEF i en kontinuerlig produktionslinje för chips i standardstorlek ökar slutproduktutbytet med 67 ton och minskar oljeförbrukningen med 174 ton, vilket också minskar den resurs- och vattenförbrukning som krävs för produktion, vilket ytterligare minskar bearbetningskostnaderna, vilket ger samma eller till och med högre industriell kapacitet. Med världsomspännande installerade Elea PEF-system i potatisindustrin idag sparas 29 kWh energi, 23 kg CO-ekvivalent ungefär varannan2 och 138 liter vatten.
System PEF för potatisindustrin
Elea erbjuder en rad PEF-transportsystem i olika storlekar med olika kapacitet för pommes frites och flislinjer. Dessutom kan alla PEF-system som tillverkas av Elea konstrueras och byggas enligt alla specifika krav.
Alla system kan användas dygnet runt och är utformade för att fungera under extrema förhållanden. Tack vare deras korta bearbetningstid på mindre än 24 sekunder och deras kompakta storlek är Elea PEF-system enkla att integrera i befintliga produktionslinjer. PEF-system är helt automatiserade och kan styras direkt från produktionslinjen eller fjärrstyrt från ett centralt kontrollrum. Alla relevanta processparametrar kan övervakas och registreras. Eftersom PEF är standarden för pommes fritesproduktion expanderar den installerade systembasen ständigt, vilket möjliggör användning av standardkomponenter och reservdelar i lager. Med globala partners och fjärrtjänstfunktioner säkerställer dedikerade tekniska supporttjänster tillgänglighet, 7/10 support och sinnesro.
Elea-system för PEF-bearbetning består vanligtvis av en pulsgenerator och en bearbetningsenhet. För bearbetning av fasta produkter som potatis är bearbetningsenheten ett speciellt transportband. Typisk produktivitet för PEF-system vid produktion av flis är från 1 till 6 t / h, och vid bearbetning av pommes frites är linjekapaciteten betydligt högre vid 10-60 t / h.
Elea PEF Advantage Belt finns i fyra modeller: PEF Advantage B 1, 10, 100 och 1000, som kan hantera från 1 t / h till 60 t / h.
Speciellt för små produktionslinjer med flis har vi utvecklat PEF Elea PEF Advantage B1 och B1 minisystem som kan bearbeta upp till 6 ton / h råvaror (fig. 6).
Den genomsnittliga energiförbrukningen för Elea PEF-systemet är ganska låg (1 kWh per ton råvara), vilket möjliggör lägre driftskostnader. Naturligtvis kommer PEF-implementering med investeringskostnader och driftskostnader. Installationen av mer än 30 PEF-system vid produktion av chips har dock visat en avkastning på investering på kort tid, i genomsnitt ett till två år, tack vare besparingar i processeffektivitetskostnader eller produktrelaterade fördelar som ökade avkastningar, färre skrot och minskat fetthalt.
I allmänhet inkluderar PEF-tekniken att förbättra kvaliteten på råvaror och optimera processer i hela produktionskedjan, vilket gynnar producenten, konsumenten och miljön.
videor: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
För mer information besök vår hemsida: www.elea-technology.com
Affiliate-material