Technologia stosowania pulsującego pola elektrycznego (dalej - PEF) jest z powodzeniem stosowana w produkcji przekąsek ziemniaczanych od 2010 roku. Technologia ta jest wykorzystywana głównie do produkcji frytek i chipsów. Pomyślne wdrożenie sprzętu PEF do ciągłej obróbki wstępnej ziemniaków w przemyśle spożywczym ma kilka zalet w zakresie lepszego wykorzystania surowców, wydajności procesu i jakości produktu.
Ogólnie rzecz biorąc, technologia PEF zastępuje tradycyjne ogrzewanie termiczne ziemniaków, zużywając do 90% mniej wody i energii. Technologia ta pomaga zmiękczyć surowiec, umożliwiając lepsze cięcie i przetwarzanie ziemniaków. Gładsze cięcie z mniejszymi uszkodzeniami powierzchni, pęknięciami, drobnymi odpadkami i stratami skrobi skutkuje wyższą wydajnością produktu końcowego, mniejszą absorpcją oleju i dłuższą żywotnością noża tnącego. Ulepszona dyfuzja wody z PEF przetworzonych ziemniaków optymalizuje proces blanszowania, suszenia i smażenia, co również pomaga obniżyć koszty energii i eksploatacji. Frytki i chipsy przetwarzane z PEF są lepszej jakości i zdrowsze, z mniejszą zawartością wchłanianego tłuszczu i bardziej jednolitym kolorem.
Zasada przetwarzania impulsowego pola elektrycznego PEF
Pierwsze badania z wykorzystaniem technologii PEF przez różne grupy badawcze przeprowadzono na początku XX wieku. Jednak już na początku nowego tysiąclecia opracowano i zainstalowano pierwszy przemysłowy system PEF w zakładzie przetwórstwa ziemniaków. Obecnie w przemyśle spożywczym wykorzystywanych jest ponad 1900 systemów Elea PEF, z których większość jest wykorzystywana do produkcji frytek i chipsów.
Technologia impulsowego pola elektrycznego oparta jest na zasadzie elektroporacji (rysunek 1). Opierając się na zasadach fizycznych, podczas obróbki PEF generowane są krótkie impulsy elektryczne o wysokim napięciu, które sprzyjają tworzeniu się porów w błonie komórkowej bez uszkadzania innych cennych substancji, takich jak witaminy, minerały czy pigmenty. Technologię tę można zastosować do tkanek pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego, a nawet do mikroorganizmów. Wszystkie żywe komórki otoczone są półprzepuszczalną błoną komórkową, na którą składają się głównie fosfolipidy o właściwościach dielektrycznych. Przyłożenie zewnętrznego pola elektrycznego prowadzi do akumulacji ładunku na błonie komórkowej i powoduje wzrost jej naturalnego potencjału, tzw. Potencjału transbłonowego. Powoduje to skurcz elektryczny błony komórkowej, aw efekcie prowadzi do powstania porów.
Ze względu na tworzenie się porów w komórkach tkanki roślinnej (np. W komórkach ziemniaka), podczas przetwarzania PEF tracą one ciśnienie wewnątrzkomórkowe (turgor), co prowadzi do zmiękczenia tkanki oraz łatwiejszego i lepszego cięcia materiału roślinnego. Ponadto elektroporacja struktury komórkowej skutkuje lepszym przenoszeniem masy, dzięki czemu procesy przemysłowe, takie jak mycie, blanszowanie i głębokie smażenie, również ulegają poprawie.
Tradycyjnie przemysł ziemniaczany stosował podgrzewanie termiczne (wstępne blanszowanie) w celu zapewnienia wysokiej jakości kawałków, które podgrzewa ziemniaki do 65 ° C przez 45 minut. Ten proces wymaga dużej ilości wody i energii. Należy pamiętać, że utylizacja wody zapłodnionej mikrobiologicznie zawierającej skrobię jest często problematyczna. Ponadto napełnianie i spuszczanie wody z podgrzewacza zwykle zajmuje dużo czasu i wymaga późniejszej konserwacji. Jest to szczególnie trudne przy zmianach produktów i nieplanowanych przestojach linii produkcyjnych, które często skutkują utylizacją surowców.
Należy wspomnieć, że przy produkcji frytek stosowanie technologii przetwarzania PEF przed cięciem surowca stało się już światowym standardem. Technologia PEF zastępuje klasyczny proces ogrzewania termicznego, zmniejszając tym samym zużycie wody i energii nawet o 90%. Podczas przetwarzania PEF produkt i woda procesowa praktycznie nie są podgrzewane, co oznacza, że w środowisku procesowym jest mniej mikroorganizmów i skrobi. Właściwa obróbka zajmuje tylko kilka mikrosekund, aw zależności od wydajności linii ziemniaki znajdują się w systemie PEF tylko przez 5-8 sekund. Stosowanie pulsujących pól elektrycznych ma również inne zalety. Ponieważ ta metoda polega na przetwarzaniu luzem, wszystkie ziemniaki - duże i małe - są przetwarzane równomiernie. Należy zauważyć, że wcześniej, po podgrzaniu termicznym, małe ziemniaki były już całkowicie ugotowane, podczas gdy duże były nadal twarde w środku. Dzięki równomiernemu zmiękczeniu uzyskuje się równe cięcie; surowe patyczki do frytek są bardziej elastyczne i mniej pękają, co skutkuje wyższą wydajnością produktu końcowego. Zmniejszona wchłanialność oleju (o około 10%) podczas głębokiego smażenia zmniejsza zawartość tłuszczu w produkcie końcowym. Ponadto zwiększona elastyczność i gładsza powierzchnia zapewniają dłuższe patyczki do frytek i jednolity kolor z bardziej równomiernym brązowieniem na wyjściu.
Przy produkcji chipsów korzyści są podobne do tych przy produkcji frytek, ale poprawa jakości produktu końcowego jest jeszcze wyraźniejsza. Krojenie jest ulepszone, co skutkuje mniejszą stratą surowca i skrobi podczas cięcia, co z kolei prowadzi do znacznego wzrostu wydajności. Zmniejszenie strat skrobi wynika przede wszystkim z tego, że zmiękczone bulwy są łatwiejsze do cięcia. To z kolei prowadzi do mniejszych uszkodzeń mechanicznych noży, aw rezultacie do mniejszego wymywania skrobi z powierzchni. Ponadto podczas smażenia w głębokim tłuszczu skleja się mniej wiórów, co eliminuje potrzebę odrzucania produktu. Podczas smażenia w głębokim tłuszczu surowca przetworzonego PEF na frytki następuje spadek zawartości tłuszczu - nawet do 20% w produkcie końcowym, należy zaznaczyć, że spadek ten zależy również od krojenia, jakości surowca oraz samego procesu smażenia. Ta ostatnia odgrywa ważną rolę w poprawie jakości produktu. Otwarta struktura komórkowa surowca oraz ulepszona dyfuzja wody pozwalają na optymalizację parametrów smażenia, takich jak temperatura oleju i czas smażenia. Zwiększona efektywność procesu głębokiego smażenia ma duży wpływ na żywotność oleju i wchłanianie oleju przez produkt, a także na kolor i chrupkość produktu końcowego. Zmniejszenie czasu i temperatury smażenia pozwala uzyskać lżejszy produkt z mniejszą ilością produktów reakcji termochemicznych. Jest to ogromna zaleta w przypadku chipsów warzywnych, takich jak słodkie ziemniaki, marchew, pasternak lub buraki ćwikłowe.
Ponadto równomierne zmiękczenie surowego produktu otwiera nowe możliwości cięcia produktów. Obecnie do produkcji frytek można wdrożyć takie formy jak spirala, wafel czy falista, przy znacznie mniejszych stratach surowca. W branży chipsów ziemniaczanych pojawiają się jeszcze większe alternatywy, ponieważ twardsze warzywa, takie jak słodkie ziemniaki, pasternak lub buraki czerwone, można teraz również przetwarzać na kształt. Tym samym dla konsumenta pojawia się większa różnorodność produktów, wzrasta konkurencyjność, a produkcja nietypowych kształtów i / lub wyrobów staje się bardziej wydajna.
Ocena oddziaływania na środowisko PEF podczas przetwarzania ziemniaków
Ocena Oddziaływania na Środowisko (dalej - OOŚ) pozwala scharakteryzować wpływ produkcji na środowisko od surowców po produkt końcowy. Badanie OOŚ dotyczące wykorzystania PEF w przetwórstwie ziemniaków zostało przeprowadzone na skalę przemysłową z wykorzystaniem danych porównawczych od klientów Elea na całym świecie, a badanie wykazało, że zastąpienie konwencjonalnych grzejników termicznych sprzętem PEF może zmniejszyć zużycie energii o 85% i wody o 90%. co odpowiada 60 - 70 000 000 litrom wody i 20 GJ oszczędności energii cieplnej rocznie dla typowej linii do produkcji frytek o wartości 50 000 kg / h. Ponadto następuje zmniejszenie wchłaniania tłuszczu, poprawa jakości produktu i wzrost wydajności produktu o 1-1,5 ,pięć%. Oprócz bezpośrednich korzyści płynących z śladu środowiskowego produktu pod względem poprawy jakości produktu lub ulepszenia poszczególnych etapów produkcji, cały proces produkcji staje się bardziej wydajny i zrównoważony. Zastosowanie PEF w ciągłej linii produkcyjnej do zrębków o standardowym rozmiarze zwiększa wydajność produktu końcowego o 67 ton i zmniejsza zużycie oleju o 174 tony. Zmniejsza to również zużycie zasobów i wody wymagane do produkcji, a ponadto dodatkowo zmniejsza koszty przetwarzania, zapewniając takie same lub nawet wyższa zdolność produkcyjna. Dzięki systemom Elea PEF zainstalowanym na całym świecie w przemyśle ziemniaczanym, w przybliżeniu co sekundę oszczędza się 29 kWh energii i 23 kg ekwiwalentu CO2 i 138 litrów wody.
System PEF dla przemysłu ziemniaczanego
Elea oferuje szereg systemów przenośników PEF w różnych rozmiarach o różnej wydajności dla linii do frytek i chipsów. Ponadto każdy system PEF produkowany przez firmę Elea może zostać zaprojektowany i zbudowany zgodnie ze wszystkimi określonymi wymaganiami.
Wszystkie systemy mogą pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu i są zaprojektowane do pracy w ekstremalnych warunkach. Dzięki krótkim czasom przetwarzania poniżej 10 sekund i niewielkim rozmiarom, systemy Elea PEF można łatwo zintegrować z istniejącymi liniami produkcyjnymi. Systemy PEF są w pełni zautomatyzowane i można nimi sterować bezpośrednio z linii produkcyjnej lub zdalnie z centralnej sterowni. Wszystkie istotne parametry procesu mogą być monitorowane i rejestrowane. Ponieważ PEF jest standardem w produkcji frytek, zainstalowana baza systemu stale się powiększa, co pozwala na stosowanie standardowych komponentów i części zamiennych w magazynie. Dzięki partnerom na całym świecie i możliwościom obsługi zdalnej, dedykowane usługi wsparcia technicznego zapewniają bezawaryjną pracę, całodobowe wsparcie i spokój ducha.
Systemy Elea do przetwarzania PEF zwykle składają się z generatora impulsów i jednostki przetwarzającej. Do przetwarzania produktów stałych, takich jak ziemniaki, jednostką przetwarzającą jest specjalny przenośnik taśmowy. Typowa wydajność systemów PEF przy produkcji chipsów wynosi od 1 do 6 t / h, a przy przetwarzaniu frytek wydajność linii jest znacznie większa i wynosi 10-60 t / h.
Taśma Elea PEF Advantage jest dostępna w czterech modelach: PEF Advantage B 1, 10, 100 i 1000, zdolnych do przenoszenia od 1 t / h do 60 t / h.
Specjalnie dla małych linii produkcyjnych zrębków opracowaliśmy mini systemy PEF Elea PEF Advantage B 1 i B1 zdolne do przerobu do 6 t / h surowców (rys. 6).
Średnie zużycie energii systemu Elea PEF jest dość niskie (1 kWh na tonę surowca), co pozwala na obniżenie kosztów eksploatacji. Oczywiście wdrożenie PEF wiąże się z kosztami inwestycyjnymi i operacyjnymi. Jednak instalacja ponad 30 systemów PEF w produkcji wiórów przyniosła zwrot z inwestycji w krótkim czasie, średnio od jednego do dwóch lat, dzięki oszczędnościom w kosztach wydajności procesu lub korzyściach związanych z produktem, takich jak zwiększona wydajność, mniejsza ilość odpadów i zmniejszona zawartość tłuszczu.
Generalnie technologia PEF obejmuje poprawę jakości surowców i optymalizację procesów w całym łańcuchu produkcyjnym, z korzyścią dla producenta, konsumenta i środowiska.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Po więcej informacji odwiedź naszą stronę: www.elea-technology.com
Materiał afiliacyjny