Teknologien til anvendelse af et pulserende elektrisk felt (i det følgende benævnt - PEF) er blevet anvendt med succes i produktionen af kartoffelsnacks siden 2010. Denne teknologi bruges hovedsageligt til produktion af pommes frites og chips. Den vellykkede implementering af PEF-udstyr til kontinuerlig forbehandling af kartofler i fødevareindustrien har flere fordele med hensyn til forbedret udnyttelse af råmaterialer, proceseffektivitet og produktkvalitet.
Samlet set erstatter PEF-teknologi den traditionelle termiske opvarmning af kartofler med op til 90% mindre vand og energi. Denne teknologi hjælper med at blødgøre råmaterialet og muliggør forbedret opskæring og forarbejdning af kartoflerne. En jævnere snit med mindre overfladeskader, brud, fint snavs og stivelsestab resulterer i højere udbytter af færdige produkter, mindre olieabsorption og længere skærekniv. Den forbedrede diffusion af vand fra PEF af den behandlede kartoffel muliggør en optimeret blanchering, tørring og stegningsproces, hvilket også hjælper med at reducere energi og produktionsomkostninger. Pommes frites og chips forarbejdet med PEF er af højere kvalitet og sundere med en lavere procentdel af absorberet fedt og en mere ensartet farve.
Princippet om pulserende elektrisk feltbehandling PEF
De første undersøgelser ved hjælp af PEF-teknologi fra forskellige forskningsgrupper blev udført i begyndelsen af 1900'erne. Men allerede i begyndelsen af det nye årtusinde blev det første industrielle PEF-system udviklet og installeret i et kartoffelforarbejdningsanlæg. Mere end 150 Elea PEF-systemer er i brug i fødevareindustrien i dag, hvoraf de fleste er installeret til produktion af pommes frites og chips.
Pulserende elektrisk feltteknologi er baseret på princippet om elektroporation (figur 1). Baseret på fysiske principper genereres der under PEF-behandlingen korte elektriske impulser med høj spænding, som fremmer dannelsen af porer i cellemembranen uden at beskadige andre værdifulde stoffer såsom vitaminer, mineraler eller pigmenter. Denne teknologi kan anvendes på væv af animalsk eller vegetabilsk oprindelse og endda på mikroorganismer. Alle levende celler er omgivet af en semipermeabel cellemembran, som hovedsageligt består af phospholipider med dielektriske egenskaber. Anvendelsen af et eksternt elektrisk felt fører til en akkumulering af ladning på cellemembranen og forårsager en stigning i dets naturlige potentiale, det såkaldte transmembranpotentiale. Dette forårsager elektrisk sammentrækning af cellemembranen og fører som et resultat til dannelse af porer.
På grund af dannelsen af porer i plantevævsceller (for eksempel kartoffelceller) under PEF-behandling mister de deres intracellulære tryk (turgor), hvilket fører til blødgøring af væv og lettere og bedre skæring af plantematerialer. Derudover resulterer elektroporation af cellestrukturen i forbedret masseoverførsel, hvorved industrielle processer såsom vask, blanchering og friturestegning også forbedres.
Traditionelt har kartoffelindustrien brugt termisk forvarmning (forvarmning af blanchering) for at sikre kvalitetsnedskæringer, som opvarmer kartoflerne til 65 ° C i 45 minutter. Denne proces kræver meget vand og energi. Det skal huskes, at bortskaffelse af mikrobiologisk insemineret vand indeholdende stivelse ofte er problematisk. Derudover tager fyldning og udledning af vand fra varmeapparatet normalt lang tid og kræver efterfølgende vedligeholdelse. Dette er især vanskeligt ved produktændringer og ikke-planlagte produktionsstop, som ofte resulterer i bortskaffelse af råmaterialer.
Det skal nævnes, at brugen af PEF-teknologi inden produktionen af pommes frites allerede er blevet en verdensstandard. PEF-teknologi erstatter den klassiske varmeopvarmningsproces og reducerer derved vand- og energiforbruget med op til 90%. Under PEF-behandling opvarmes produktet og procesvandet praktisk talt ikke, hvilket betyder, at der er færre mikroorganismer og stivelse i procesmiljøet. Den faktiske forarbejdning tager kun nogle få mikrosekunder, og afhængigt af linjens produktionskapacitet er kartoflerne i PEF-systemet i kun 5-8 sekunder. Brugen af pulserende elektriske felter har også andre fordele. Da denne metode er bulkforarbejdning, behandles alle kartofler - uanset om de er store eller små - jævnt. Det skal bemærkes, at de små kartofler tidligere, efter termisk opvarmning, allerede var fuldstændigt kogte, mens de store kartofler stadig var faste indeni. På grund af ensartet blødgøring opnås et jævnt snit; rå pommes frites pinde er mere fleksible og mindre tilbøjelige til at knække, hvilket resulterer i højere udbytter. Den reducerede olieabsorption (med ca. 10%) under friturestegning reducerer fedtindholdet i slutproduktet. Derudover resulterer øget fleksibilitet og en glattere overflade i længere pommes frites-pinde og en ensartet farve med mere jævn bruning ved udløbet.
Ved produktion af chips svarer fordelene til produktionen af pommes frites, men forbedringen i kvaliteten af det endelige produkt er endnu mere udtalt. Udskæringen forbedres, hvilket fører til mindre spild af råmaterialer og stivelse under skæring, hvilket igen fører til en markant stigning i udbyttet. Reduktionen af stivelsestab er primært et resultat af, at de blødgjorte knolde er lettere at skære. Dette fører igen til mindre mekanisk beskadigelse af knivene og som følge heraf mindre udvaskning af stivelse fra overfladen. Derudover holder færre chips sammen under friturestegning, hvilket eliminerer behovet for produktafvisning. Når friteret PEF-forarbejdet råmateriale til chips er der et fald i fedtindholdet - op til 20% i det færdige produkt, det skal bemærkes, at dette fald også afhænger af opskæring, kvaliteten af råmaterialet og stegeprocessen selv. Sidstnævnte spiller en vigtig rolle i forbedring af produktkvalitet. Den åbne cellulære struktur af råmaterialerne og den forbedrede vanddiffusion muliggør optimerede stegeparametre, såsom olietemperatur og stegetid. Den øgede effektivitet af fritureprocessen har stor indflydelse på produktets olielevetid og olieoptagelse samt det færdige produkts farve og crunchiness. Reduktion af tid og temperatur på stegning muliggør et lettere produkt med færre termokemiske reaktionsprodukter. Dette er en stor fordel for vegetabilske chips som søde kartofler, gulerødder, pastinetter eller røde rødbeder.
Derudover åbner den ensartede blødgøring af råproduktet nye muligheder for at skære produkter. I øjeblikket kan der i produktionen af pommes frites implementeres sådanne former som spiral, vaffel eller bølget med betydeligt mindre tab af råmaterialer. Endnu flere alternativer åbner sig inden for kartoffelchipsindustrien, da hårdere grøntsager som søde kartofler, pastinetter eller rødbeder nu også kan behandles til form. Således vises et større udvalg af produkter for forbrugeren, konkurrenceevnen øges, og produktionen af usædvanlige former og / eller produkter bliver mere effektiv.
Miljø påvirknings vurdering PEF ved forarbejdning af kartofler
Vurdering af miljøpåvirkningen (i det følgende benævnt - VVM) gør det muligt at karakterisere produktionens indvirkning på miljøet fra råmaterialer til det endelige produkt. En VVM-undersøgelse af brugen af PEF til kartoffelforarbejdning blev udført i industriel skala ved hjælp af sammenlignende data fra Elea-kunder over hele verden, og undersøgelsen viste, at udskiftning af konventionelle varmelegemer med PEF-udstyr kunne reducere energiforbruget med 85% og vandforbruget med 90%. hvilket svarer til 60 - 70 liter vand og 000 GJ termisk energibesparelse pr. år for en typisk pommes frites produktionslinje på 000 kg / h. Derudover er der en reduceret fedtoptagelse, forbedret produktkvalitet og en stigning i produktudbyttet med 20-50 , 000%. Ud over de direkte fordele ved PEF med hensyn til at forbedre produktkvaliteten eller forbedre de enkelte produktionstrin, bliver hele produktionsprocessen mere effektiv og bæredygtig. Anvendelsen af PEF i en kontinuerlig produktionslinje til standardstørrelseschips øger det endelige produktudbytte med 1 tons og reducerer olieforbruget med 1,5 ton.Dette reducerer også ressource- og vandforbruget, der kræves til produktionen, yderligere reducerer forarbejdningsomkostningerne yderligere, hvilket giver de samme eller lige højere industriel kapacitet. Med Elea PEF-systemer installeret over hele verden i kartoffelindustrien i dag spares 67 kWh energi, 174 kg CO-ækvivalent ca. hvert sekund2 og 138 liter vand.
System PEF til kartoffelindustrien
Elea tilbyder en række PEF-transportsystemer i forskellige størrelser med forskellige kapaciteter til pommes frites og chips. Derudover kan hvert PEF-system fremstillet af Elea konstrueres og bygges i henhold til alle specifikke krav.
Alle systemer kan betjenes 24/7 og er designet til at arbejde under ekstreme forhold. Takket være deres korte behandlingstider på mindre end 10 sekunder og deres kompakte størrelse er Elea PEF-systemer nemme at integrere i eksisterende produktionslinjer. PEF-systemer er fuldautomatiske og kan styres direkte fra produktionslinjen eller eksternt fra et centralt kontrolrum. Alle relevante procesparametre kan overvåges og registreres. Da PEF er standarden i pommes fritesproduktion, udvides den installerede systembase konstant, hvilket muliggør brug af standardkomponenter og reservedele på lager. Med verdensomspændende partnere og eksterne servicefunktioner sikrer dedikerede tekniske supporttjenester oppetid, XNUMX/XNUMX support og ro i sindet.
Elea-systemer til PEF-behandling består normalt af en pulsgenerator og en behandlingsenhed. Til forarbejdning af faste produkter som kartofler er forarbejdningsenheden et specielt transportbånd. Typisk produktivitet for PEF-systemer til produktion af chips er fra 1 til 6 t / h, og ved behandling af pommes frites er linjekapaciteten signifikant højere ved 10-60 t / h.
Elea PEF Advantage Belt fås i fire modeller: PEF Advantage B 1, 10, 100 og 1000, der er i stand til at håndtere fra 1 t / t til 60 t / h.
Især til små produktionslinjer af chips har vi udviklet PEF Elea PEF Advantage B1 og B1 mini-systemer, der er i stand til at håndtere op til 6 t / t råmaterialer (fig. 6).
Det gennemsnitlige energiforbrug i Elea PEF-systemet er ret lavt (1 kWh pr. Ton råvare), hvilket giver lavere driftsomkostninger. Selvfølgelig kommer PEF-implementering med investerings- og driftsomkostninger. Imidlertid har installationen af mere end 30 PEF-systemer i chipsproduktionen vist et investeringsafkast inden for en kort tidsramme i gennemsnit et til to år takket være besparelser i proceseffektivitetsomkostninger eller produktrelaterede fordele såsom øget udbytte, færre skrot og reduceret fedtindhold.
Generelt inkluderer PEF-teknologi forbedring af kvaliteten af råvarer og optimering af processer i hele produktionskæden, hvilket gavner producenten, forbrugeren og miljøet.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
For mere information besøg vores hjemmeside: www.elea-technology.com
Affilieret materiale