Technológia aplikácie pulzného elektrického poľa (ďalej PEF) sa úspešne používa pri výrobe zemiakových snackov od roku 2010. Táto technológia sa používa najmä pri výrobe hranolčekov a hranolčekov. Úspešná implementácia zariadenia PEF na kontinuálnu predúpravu zemiakov v potravinárskom priemysle má viacero výhod v zmysle zlepšeného využitia surovín, efektívnosti procesu a kvality produktov.
Celkovo technológia PEF nahrádza tradičný tepelný ohrev zemiakov, pričom spotrebuje až o 90 % menej vody a energie. Táto technológia pomáha zmäkčiť surovinu, čo umožňuje lepšie krájanie a spracovanie zemiakov. Hladší rez s menším poškodením povrchu, zlomeninami, malými úlomkami a stratou škrobu vedie k vyšším výťažkom hotového produktu, menšej absorpcii oleja a dlhšej životnosti rezacieho noža. Zlepšená difúzia vody z PEF ošetrených zemiakov optimalizuje proces blanšírovania, sušenia a smaženia, čo tiež pomáha znižovať náklady na energiu a výrobu. Hranolky a hranolky upravené PEF sú kvalitnejšie a zdravšie, s nižším percentom vstrebaného tuku a jednotnejšou farbou.
Princíp liečby pulzným elektrickým poľom PEF
Prvé štúdie využívajúce technológiu PEF rôznymi výskumnými skupinami sa uskutočnili na začiatku 1900. storočia. Avšak už na začiatku nového tisícročia bol vyvinutý a inštalovaný prvý priemyselný PEF systém v závode na spracovanie zemiakov. V potravinárskom priemysle sa v súčasnosti používa viac ako 150 systémov Elea PEF, z ktorých väčšina je inštalovaná pri výrobe hranolčekov a hranolčekov.
Technológia pulzného elektrického poľa je založená na princípe elektroporácie (obrázok 1). Na základe fyzikálnych princípov sa pri ošetrení PEF generujú krátke elektrické impulzy vysokého napätia, ktoré podporujú tvorbu pórov v bunkovej membráne bez poškodenia iných cenných látok ako sú vitamíny, minerály či pigmenty. Táto technológia môže byť aplikovaná na živočíšne alebo rastlinné tkanivá a dokonca aj na mikroorganizmy. Všetky živé bunky sú obklopené polopriepustnou bunkovou membránou, ktorá pozostáva hlavne z fosfolipidov s dielektrickými vlastnosťami. Aplikácia vonkajšieho elektrického poľa vedie k akumulácii náboja na bunkovej membráne a spôsobuje zvýšenie jej prirodzeného potenciálu, takzvaného transmembránového potenciálu. To spôsobuje elektrickú kontrakciu bunkovej membrány a v dôsledku toho vedie k tvorbe pórov.
V dôsledku tvorby pórov v bunkách rastlinných pletív (napríklad bunky zemiakov) počas spracovania PEF strácajú vnútrobunkový tlak (turgor), čo vedie k zmäkčeniu pletiva a ľahšiemu a lepšiemu rezaniu rastlinných materiálov. Okrem toho elektroporácia bunkovej štruktúry vedie k zlepšenému prenosu hmoty, takže sa zlepšujú aj priemyselné procesy, ako je umývanie, blanšírovanie a fritovanie.
Tradične sa v zemiakovom priemysle používa tepelný predohrev (predhrievacie blanšírovanie) na zabezpečenie dobrej kvality rezania, ktorý zohrieva zemiaky na 65 °C počas 45 minút. Tento proces vyžaduje veľa vody a energie. Treba mať na pamäti, že likvidácia mikrobiologicky inseminovanej vody s obsahom škrobu je často problematická. Navyše napúšťanie a vypúšťanie vody z ohrievača zvyčajne trvá dlho a vyžaduje si následnú údržbu. Je to ťažké najmä pri zmenách produktov a neplánovaných odstávkach výrobných liniek, ktoré často vedú k likvidácii surovín.
Treba spomenúť, že pri výrobe hranolčekov sa používanie technológie spracovania PEF pred rezaním surovín už stalo svetovým štandardom. Technológia PEF nahrádza klasický proces tepelného ohrevu, čím znižuje spotrebu vody a energie až o 90 %. Počas spracovania PEF sa produkt a procesná voda prakticky nezohrievajú, čo znamená, že v procesnom prostredí je menej mikroorganizmov a škrobu. Samotné spracovanie trvá len niekoľko mikrosekúnd a v závislosti od výrobnej kapacity linky sú zemiaky v systéme PEF len 5-8 sekúnd. Použitie pulzných elektrických polí má aj ďalšie výhody. Keďže pri tejto metóde ide o hromadné spracovanie, všetky zemiaky – či už veľké alebo malé – sa spracujú rovnomerne. Treba poznamenať, že skôr, po tepelnom ohreve, boli malé zemiaky už úplne uvarené, zatiaľ čo veľké zemiaky boli vo vnútri stále pevné. Vďaka rovnomernému zmäkčeniu sa dosiahne rovnomerný rez; surové hranolky sú pružnejšie a menej sa lámu, výsledkom čoho sú vyššie výnosy. Znížená absorpcia oleja (asi o 10 %) počas fritovania znižuje obsah tuku v konečnom výrobku. Zvýšená flexibilita a hladší povrch navyše vedú k dlhším hranolčekom a jednotnej farbe s rovnomernejším zhnednutím na výstupe.
Pri výrobe čipsov sú benefity podobné ako pri výrobe hranolčekov, no zlepšenie kvality finálneho produktu je ešte výraznejšie. Zlepšilo sa krájanie, čo má za následok menšie straty suroviny a škrobu počas rezania, čo následne vedie k výraznému zvýšeniu výnosu. Zníženie straty škrobu je primárne výsledkom toho, že sa zmäkčené hľuzy ľahšie krájajú. To zase vedie k menšiemu mechanickému poškodeniu nožov a v dôsledku toho k menšiemu vymývaniu škrobu z povrchu. Navyše sa počas fritovania zlepí menej hranolčekov, čím sa eliminuje potreba odmietnutia produktu. Pri smažení PEF spracovávanej suroviny na chipsy dochádza k poklesu obsahu tuku - až o 20% v konečnom produkte, treba si uvedomiť, že tento pokles závisí aj od krájania, kvality suroviny a vyprážania. samotný proces. Ten hrá dôležitú úlohu pri zlepšovaní kvality produktov. Otvorená bunková štruktúra suroviny a zlepšená difúzia vody umožňujú optimalizované parametre vyprážania, ako je teplota oleja a čas vyprážania. Zvýšená účinnosť procesu hlbokého vyprážania má veľký vplyv na životnosť oleja a absorpciu oleja produktu, ako aj na farbu a chrumkavosť konečného produktu. Skrátenie času a teploty vyprážania umožňuje ľahší produkt s menším počtom produktov termochemických reakcií. To je veľkým prínosom pre zeleninové čipsy, ako sú sladké zemiaky, mrkva, paštrnák alebo červená repa.
Rovnomerné zmäkčenie surového produktu navyše otvára nové možnosti rezania produktov. V súčasnosti sa pri výrobe hranolčekov dajú implementovať také formy ako špirála, vafle alebo vlnovka, s podstatne menšou stratou surovín. V priemysle zemiakových lupienkov sa otvára ešte viac alternatív, keďže do tvaru už možno spracovať aj tvrdšiu zeleninu, ako sú sladké zemiaky, paštrnák alebo červená repa. Pre spotrebiteľa sa tak objavuje väčšia rozmanitosť produktov, zvyšuje sa konkurencieschopnosť a výroba neobvyklých tvarov a/alebo produktov sa stáva efektívnejšou.
Posudzovanie vplyvov na životné prostredie PEF pri spracovaní zemiakov
Environmental Impact Assessment (ďalej - EIA) umožňuje charakterizovať vplyv výroby na životné prostredie od surovín až po finálny produkt. Štúdia EIA o použití PEF pri spracovaní zemiakov bola vykonaná v priemyselnom meradle s použitím porovnávacích údajov od zákazníkov spoločnosti Elea z celého sveta a štúdia zistila, že nahradenie konvenčných tepelných ohrievačov zariadením PEF môže znížiť spotrebu energie o 85 % a spotrebu vody. o 90%, čo zodpovedá 60 - 70 000 000 litrom vody a 20 GJ úsporám tepelnej energie za rok pre typickú výrobnú linku hranolčekov s výkonom 50 000 kg / h. Okrem toho dochádza k zníženiu absorpcie tuku, zlepšeniu kvality produktov a zvýšenie výťažku produktu o 1-1,5 %. Okrem priamych benefitov PEF v zmysle zlepšenia kvality produktu alebo zlepšenia jednotlivých etáp výroby sa celý výrobný proces stáva efektívnejším a udržateľnejším. Použitie PEF v kontinuálnej výrobnej linke na štiepky štandardnej veľkosti zvyšuje výťažnosť konečného produktu o 67 ton a znižuje spotrebu oleja o 174 ton. To tiež znižuje spotrebu zdrojov a vody potrebnú na výrobu, okrem toho ešte viac znižuje náklady na spracovanie, poskytuje rovnakú alebo dokonca vyššiu priemyselnú kapacitu. S celosvetovo inštalovanými systémami Elea PEF v zemiakovom priemysle sa dnes približne každú sekundu ušetrí 29 kWh energie, 23 kg ekvivalentu CO2 a 138 litrov vody.
Sústava PEF pre zemiakový priemysel
Elea ponúka rad PEF dopravníkových systémov v rôznych veľkostiach s rôznymi kapacitami pre linky na hranolky a hranolky. Navyše každý PEF systém vyrobený spoločnosťou Elea môže byť navrhnutý a vyrobený podľa všetkých špecifických požiadaviek.
Všetky systémy môžu byť prevádzkované 24 hodín denne, 7 dní v týždni a sú navrhnuté pre prácu v extrémnych podmienkach. Vďaka ich krátkym časom spracovania menej ako 10 sekúnd a ich kompaktnej veľkosti sa systémy Elea PEF ľahko integrujú do existujúcich výrobných liniek. Systémy PEF sú plne automatizované a možno ich ovládať priamo z výrobnej linky alebo na diaľku z centrálneho dispečingu. Všetky relevantné parametre procesu je možné monitorovať a zaznamenávať. Keďže PEF je štandardom vo výrobe hranolčekov, základňa inštalovaného systému sa neustále rozširuje, čo umožňuje použitie štandardných komponentov a náhradných dielov na sklade. S celosvetovými partnermi a možnosťami vzdialeného servisu zaisťujú špecializované služby technickej podpory prevádzkyschopnosť, XNUMX/XNUMX podporu a pokoj.
Systémy Elea na spracovanie PEF zvyčajne pozostávajú z generátora impulzov a spracovateľskej jednotky. Na spracovanie pevných produktov, ako sú zemiaky, je spracovateľskou jednotkou špeciálny dopravný pás. Typická produktivita PEF systémov pri výrobe štiepok je od 1 do 6 t/h a pri spracovaní hranolčekov je kapacita linky výrazne vyššia 10-60 t/h.
Pás Elea PEF Advantage Belt je dostupný v štyroch modeloch: PEF Advantage B 1, 10, 100 a 1000, schopných manipulácie od 1 t/h do 60 t/h.
Špeciálne pre malé výrobné linky štiepok sme vyvinuli minisystémy PEF Elea PEF Advantage B 1 a B1 schopné spracovať až 6 t/h surovín (obr. 6).
Priemerná spotreba energie systému Elea PEF je pomerne nízka (1 kWh na tonu surovín), čo pomáha znižovať prevádzkové náklady. S implementáciou PEF sú samozrejme spojené investičné a prevádzkové náklady. Inštalácia viac ako 30 PEF systémov pri výrobe čipov však ukázala návratnosť investície v krátkom čase, v priemere jeden až dva roky, vďaka úsporám nákladov na efektívnosť procesov alebo výhodám súvisiacim s produktom, ako je zvýšená výťažnosť, menej šrot a znížený obsah tuku.
Všeobecne platí, že technológia PEF zahŕňa zlepšenie kvality surovín a optimalizáciu procesov v celom výrobnom reťazci, z čoho profituje výrobca, spotrebiteľ a životné prostredie.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Pre viac informácií navštívte našu webovú stránku: www.elea-technology.com
Affiliate materiál