Как это работает?
Приложение PEF вызывает электропорацию, или, как мы любим это называть, «элеапорация», образуя поры в клеточных мембранах с низким энерговкладом и тепловой нагрузкой. Механизм действия давно известен, но только в последнее десятилетие он нашел широкое применение в овощеперерабатывающей промышленности. С 200 системами Elea PEF, используемыми в пищевой промышленности Elea является лидером рынка в этой области. В этой статье будет кратко рассмотрена история использования PEF, обсуждены преимущества процесса и продукта для картофелеводческой промышленности, а также конструкция оборудования, а также представлены перспективы будущих возможностей применения.
Первые дни
Насколько нам известно, первые отчеты об использовании PEF относятся к 1960-м годам, исследователи в Германии и Украине наблюдали разрушение клеток и улучшение процессов массопереноса и разделения после применения импульсной мощности. Первые прототипы промышленного масштаба были построены в 1980-х годах для переработки рыбной муки, но технология переключения высокой мощности не была развита достаточно далеко. Технология сделала шаг назад в академические круги. В 1990-х годах университеты, в том числе Университет штата Огайо, Университет штата Вашингтон и Берлинский технологический университет, реализовывали финансируемые государством проекты по использованию PEF для микробной инактивации и разрушения растительных клеток. Примерно в 1997 г. были опубликованы первые отчеты о влиянии PEF на картофель, морковь или сахарную свеклу. Ангерсбах и др. or Растоги и др. При использовании текстурного анализа наблюдали потерю тургорного давления и размягчение тканей.
Первые применения в переработке картофеля
В 1998 году были разработаны системы технических весов для непрерывного тестирования в производстве картофельного крахмала. Первые установки использовали силу тяжести в качестве транспортного средства, но очень быстро стало очевидно, что требуется принудительная транспортировка продукта, и были построены системы водяного колеса и конвейерной ленты. Использование горизонтальных или вертикальных обрабатывающих лент с электродами показало высокую производительность процесса, надежность, а также применимость в пищевой промышленности. В 2006 году была установлена система промышленного масштаба для производства картофеля фри. С тех пор промышленные системы PEF «под ключ» были разработаны в DIL, Германия.
Преимущества продукта PEF для картофеля фри
Поскольку внутреннее клеточное давление (тургор) теряется, картофель размягчается после обработки электропорацией. Как и после предварительного нагрева, смягчение текстуры улучшает резку и приводит к меньшему расплыванию и поломке. По сравнению с предварительным нагревом, использование PEF имеет ряд преимуществ для продуктов и процессов, а потребление энергии и воды снижается на 90 %. Для применения PEF применяется подвод энергии от 0.3 до 1.5 кДж/кг картофеля, вызывающий повышение температуры <0.4°C. В течение сезона интенсивность процесса адаптируется в течение сезона, достигая наибольшего значения для свежих клубней полевой культуры или более твердых сортов и снижаясь к концу сезона. Средняя длина продукта увеличивается, а потери крахмала в технологические потоки воды при резке и бланшировании снижаются. Это позволяет повысить производительность линии по производству картофеля фри на 1.5 %. Меньшее повреждение тканей также снижает поглощение масла. Достигается снижение до 10 %. Не требуется время выдержки, так как эффект электрического поля является мгновенным и объемным, а также не требуется время запуска или отключения. Сегодня ок. 140 систем Elea PEF используются в производстве картофеля фри с производительностью от 5 до 75 т/ч. Недавние проекты увеличивают производительность обработки до 100 т/ч на отдельных линиях или перерабатывают другое сырье, такое как сладкий картофель или маниока.
Поджарьте идеальные чипсы с PEF
Качество сырья и оптимизированная обработка являются ключевыми факторами производства высококачественных картофельных и овощных чипсов. Качество нарезки и консистенция являются ключевыми факторами в этой отрасли, так как от них зависят все последующие этапы обработки и качество продукта. PEF уменьшает поломку и количество мелких и сломанных частиц при нарезке картофеля и других овощей. Более гладкая поверхность среза уменьшит потери крахмала и количество свободного крахмала на поверхности продукта. Это полезно для выхода продукта и его текстуры, а также для уменьшения липкости продукта и уменьшения его двойного размера. Сохранение крахмала в ломтиках способствует улучшению текстуры и хруста. При снижении потерь крахмала и улучшенной резке может быть достигнуто увеличение выхода до 2 %. Благодаря более быстрому выделению воды температура и/или время жарки могут быть уменьшены. На линиях непрерывного обжаривания – в зависимости от конфигурации линии – возможно сокращение времени обжаривания до 10 %, что в сочетании со сниженной конечной температурой обжаривания приводит к меньшей тепловой нагрузке и повышению качества продукта. При периодическом обжаривании может быть достигнуто увеличение производительности до 15 % за счет облегчения удаления влаги. Большинство линий по производству картофельных чипсов не включают стадию бланширования, но там, где применяется PEF, можно устранить нежелательные эффекты бланширования на текстуру продукта. Меньшее повреждение поверхности ломтика приведет к меньшему поглощению масла, примерно на 10 % для типичного продукта и условий жарки. Для таких сырьевых материалов, как морковь, пастернак, сладкий картофель или маниока, наблюдаются аналогичные преимущества. PEF улучшит резку продукта и позволит быстрее удалить воду и снизить поглощение масла. Сокращение времени и температуры обжаривания позволит сделать продукт более светлым и естественным. В настоящее время ок. 40 Системы Elea PEF используются в производстве снеков с производительностью от 1 до 12 т/ч для отдельных линий или до 28 т/ч при объединении нескольких линий нарезки и обжаривания. См. отзыв пользователя PEF ниже.
Проектирование оборудования и интеграция в линию
Системы непрерывного действия используются для переработки картофеля в промышленных масштабах. Они состоят из импульсного модулятора подачи энергии и лечебной зоны. Мощность системы и механическая конструкция зависят от потребности в вычислительной мощности. Напряженность электрического поля (~ 1 кВ/см) и удельный энерговклад (от 0.3 до 1.5 кДж/кг) являются ключевыми технологическими и проектными параметрами. Максимальное поперечное сечение определяется требуемой напряженностью поля. Удельное потребление энергии и пропускная способность определяют среднюю номинальную мощность. Чтобы обеспечить беспрепятственную транспортировку продукта, поперечное сечение камеры обработки должно быть широким и свободным от препятствий, его размеры определяют номинальную пиковую мощность системы. Генераторы импульсов тока основаны либо на импульсном трансформаторе, либо на конструкции генератора Маркса. Системы на основе импульсных трансформаторов занимают меньше места, но пиковые токи ограничены 1 или 2 кА. Из-за более высоких пиковых токов до 10 кА генераторы Marx обеспечивают более широкие каналы обработки и предпочтительны для систем с более высокой пропускной способностью. Для твердых продуктов, таких как корнеплоды или клубни, ленточные системы показали наилучшую производительность и надежность при постоянной интенсивности обработки при различной производительности или размере продукта. Вода используется для передачи энергии, контроля эффективности очистки и снижения потребности в воде. Качество технологической воды постоянно контролируется и управляется. В зависимости от мощности обработки и номинальной мощности генератора могут использоваться как горизонтальные, так и вертикальные конфигурации электродов. В то время как PEF работает с отслаиванием или отслаиванием, большинство систем устанавливаются после отслаивания, где последующая гидроструйная резка или нарезка выигрывают от улучшенной консистенции и более длительного срока службы ножа. Для крупномасштабных установок импульсный генератор и блок обработки разделены, чтобы обеспечить небольшую площадь на фактической технологической линии. Чтобы удовлетворить спрос в секторе снеков, Elea разработала специальную компактную установку «все в одном» с производительностью обработки до 9 т/ч. Это позволяет легко внедрить его в существующие производственные линии.
Контроль и оптимизация процесса
С увеличением подводимой энергии PEF размер пор увеличивается, и помимо воды выделяются также сахар или крахмал. Чем больше, тем лучше, здесь неправильный подход, так как это может привести к нежелательным твердым веществам и потерям выхода. Для мониторинга и оптимизации процессов компания Elea разработала два инструмента: PEF Control и PEF Control. Контроль резки. Следуя концепции, предложенной Ангерсбахом и др., контроль PEF основан на измерении импеданса для определения количества открытых клеток в ткани и прогнозирования улучшения массопереноса, например, в процессах экстракции, инфузии или сушки. Cut Control измеряет усилие сжатия и резания клубней и, следовательно, позволяет выбирать подходящие параметры обработки в зависимости от сорта сырья, времени года и желаемой резки. Совместно с нашими клиентами, а также интеграторами линий мы лично или удаленно запускаем проекты по установке и оптимизации линий. С помощью нашего собственного приложения видеоподдержки процесс осуществляется от первых испытаний в пилотном масштабе до проверки работоспособности на месте до установки, запуска и ввода в эксплуатацию системы. Удаленная диагностика и поддержка доступны для обслуживания клиентов, а также для разработки продукта. При интеграции системы PEF в проекты «под ключ» или для модернизации наша команда экспертов готова максимально увеличить общую производительность линии за счет оптимизации технологического оборудования и настроек на всех этапах производственной линии.
Последствия для устойчивого развития
При потребности в энергии ок. 1 кВтч на тонну продукта, PEF является наиболее эффективным методом разрушения клеток. Расход воды PEF колеблется от 30 до 50 л на тонну продукта, в зависимости от исходной воды и проводимости продукта. Чтобы свести к минимуму использование воды, грязь или свободный крахмал должны быть удалены перед поступлением в ванну для обработки, после обработки технологическая вода может быть повторно использована на других стадиях процесса. Ряд пользователей PEF провели и опубликовали анализ устойчивости после внедрения PEF. Для типичной линии производительностью 26 т/ч сообщалось об экономии воды в диапазоне 24.000 3 м10 и экономии энергии в размере 950 миллионов кВтч в год. Эта экономия в сочетании с повышением урожайности прибл. 368 т и сокращение потребления нефти на XNUMX т в год помогают экономить деньги, ресурсы и окружающую среду.
Что дальше и где судиться?
Мы тесно сотрудничаем с клиентами, чтобы предоставить индивидуальные решения, которые наилучшим образом соответствуют их индивидуальным требованиям. Текущая работа сосредоточена на оптимизации процессов и разработке новых продуктов для новых форм продукта или с использованием ранее недостаточно используемых культур. Улучшенное вливание PEF и поглощение цвета, аромата или активных ингредиентов позволяет влиять на вкус и внешний вид продукта. PEF можно использовать не только для смягчения тканей, но и с термической обработкой для сохранения текстуры ткани путем целенаправленной модификации пектина. Это позволяет уменьшить ухудшение текстуры при варке или консервировании картофеля и других овощей. И, наконец, комбинации PEF и вакуумной жарки или микроволновой вакуумной сушки позволяют создавать новые, вкусные и хрустящие текстуры продуктов. С помощью PEF Pilot мы разработали самую универсальную систему исследований и разработок, доступную на рынке.
Свяжитесь с нами по адресу www.elea-technology.com, чтобы разработать лучшее решение для вашего продукта из картофеля.
Источник: https://ru.potatoes.news
