Технологията за прилагане на импулсно електрическо поле (оттук нататък - PEF) се използва успешно в производството на картофени закуски от 2010 г. Тази технология се използва главно при производството на пържени картофи и чипс. Успешното внедряване на PEF оборудване за непрекъсната предварителна обработка на картофи в хранителната промишленост има няколко предимства по отношение на подобреното използване на суровините, ефективността на процесите и качеството на продукта.
Като цяло технологията PEF замества традиционното топлинно отопление на картофи, използвайки до 90% по-малко вода и енергия. Тази технология помага за омекотяване на суровината, което позволява подобрено рязане и обработка на картофите. По-гладкото рязане с по-малко повърхностни повреди, счупвания, малки остатъци и разхищаване на нишесте води до по-високи добиви на завършен продукт, по-малко абсорбиране на масло и по-дълъг живот на ножа. Подобрената дифузия на вода от PEF на обработените картофи оптимизира процеса на бланширане, сушене и пържене, което също помага за намаляване на енергийните и експлоатационни разходи. Пържените картофи и чипс, обработени с PEF, са с по-високо качество и по-здравословни, с по-нисък процент на усвоена мазнина и по-еднороден цвят.
Принципът на импулсна обработка на електрическо поле PEF
Първите проучвания с използване на PEF технология от различни изследователски групи са проведени в началото на 1900-те. Още в началото на новото хилядолетие обаче беше разработена и инсталирана първата индустриална система PEF в инсталация за преработка на картофи. В момента в хранително-вкусовата промишленост се използват над 150 системи Elea PEF, повечето от които са инсталирани в производството на пържени картофи и чипс.
Технологията на импулсното електрическо поле се основава на принципа на електропорация (Фигура 1). Въз основа на физически принципи, по време на обработката на PEF се генерират къси електрически импулси с високо напрежение, които подпомагат образуването на пори в клетъчната мембрана, без да увреждат други ценни вещества като витамини, минерали или пигменти. Тази технология може да се приложи върху тъкани от животински или растителен произход и дори върху микроорганизми. Всички живи клетки са заобиколени от полупропусклива клетъчна мембрана, която се състои главно от фосфолипиди с диелектрични свойства. Прилагането на външно електрическо поле води до натрупване на заряд върху клетъчната мембрана и предизвиква увеличаване на нейния естествен потенциал, така наречения трансмембранен потенциал. Това причинява електрическо свиване на клетъчната мембрана и в резултат води до образуването на пори.
Поради образуването на пори в растителните тъканни клетки (например картофените клетки), по време на обработката на PEF те губят вътреклетъчното си налягане (тургор), което води до омекотяване на тъканите и по-лесно и по-добро нарязване на растителните материали. В допълнение, електропорацията на клетъчната структура води до подобрен пренос на маса, при което се подобряват и промишлени процеси като измиване, бланширане и пържене.
Традиционно картофената индустрия използва термично предварително загряване (предварително загряване бланширане), за да осигури качествени разфасовки, които загряват картофите до 65 ° C за 45 минути. Този процес изисква много вода и енергия. Трябва да се има предвид, че изхвърлянето на микробиологично осеменена вода, съдържаща нишесте, често е проблематично. Освен това пълненето и изхвърлянето на вода от нагревателя обикновено отнема много време и изисква последваща поддръжка. Това е особено трудно при промени в продуктите и непланирани спирки на производствените линии, които често водят до изхвърляне на суровини.
Трябва да се спомене, че при производството на пържени картофи използването на технология за преработка на PEF преди нарязването на суровината вече се е превърнало в световен стандарт. Технологията PEF замества класическия процес на топлинно отопление, като по този начин намалява консумацията на вода и енергия с до 90%. По време на преработката на PEF продуктът и технологичната вода практически не се нагряват, което означава, че в процесната среда има по-малко микроорганизми и нишесте. Реалната обработка отнема само няколко микросекунди и в зависимост от производствения капацитет на линията картофите са в системата PEF само за 5-8 секунди. Използването на импулсни електрически полета има и други предимства. Тъй като този метод е преработка в насипно състояние, всички картофи - независимо дали са големи или малки - се обработват равномерно. Трябва да се отбележи, че по-рано, след термично нагряване, малките картофи вече бяха напълно сварени, докато големите картофи все още бяха твърди вътре. Благодарение на равномерното омекотяване се постига равномерно изрязване; суровите пържени картофи са по-гъвкави и по-малко склонни да се счупят, което води до по-високи добиви. Намалената абсорбция на масло (с около 10%) по време на пържене намалява съдържанието на мазнини в крайния продукт. В допълнение, повишената гъвкавост и по-гладката повърхност водят до по-дълги пържени картофи и еднакъв цвят с по-равномерно покафеняване на изхода.
При производството на чипс ползите са подобни на тези при производството на пържени картофи, но подобрението в качеството на крайния продукт е още по-силно изразено. Нарязването е подобрено, което води до по-малко загуби на суровини и нишесте по време на рязане, което от своя страна води до значително увеличение на добива. Намаляването на загубата на нишесте е преди всичко резултат от по-лесното нарязване на омекотените клубени. Това от своя страна води до по-малко механични повреди на ножовете и, като следствие, по-малко измиване на нишесте от повърхността. Плюс това, по-малко чипс се слепва по време на пържене, елиминирайки необходимостта от отхвърляне на продукта. Когато се обработват пържени PEF суровини за чипс, има намаление на съдържанието на мазнини - до 20% в крайния продукт, трябва да се отбележи, че това намаление зависи и от рязането, качеството на суровината и самия процес на пържене Последният играе важна роля за подобряване на качеството на продукта. Отворената клетъчна структура на суровините и подобрената дифузия на вода позволяват оптимизирани параметри на пържене като температура на маслото и време на пържене. Повишената ефективност на процеса на дълбоко пържене оказва голямо влияние върху живота на маслото и абсорбцията на маслото на продукта, както и върху цвета и хрупкавостта на крайния продукт. Намаляването на времето и температурата на пържене дава възможност за по-лек продукт с по-малко продукти от термохимичната реакция. Това е голяма полза за зеленчукови чипове като сладки картофи, моркови, пащърнак или червено цвекло.
В допълнение, равномерното омекотяване на суровия продукт отваря нови възможности за рязане на продукти. Понастоящем при производството на пържени картофи могат да бъдат внедрени такива форми като спирала, вафла или вълнообразна, със значително по-малко загуби на суровини. Още повече алтернативи се отварят в производството на картофени чипове, тъй като по-твърдите зеленчуци като сладки картофи, пащърнак или червено цвекло вече също могат да бъдат преработени, за да се оформят. По този начин за потребителя се появява по-голямо разнообразие от продукти, конкурентоспособността се увеличава и производството на необичайни форми и / или продукти става по-ефективно.
Оценка на въздействието върху околната среда PEF при обработка на картофи
Оценката на въздействието върху околната среда (по-долу - ОВОС) ви позволява да характеризирате въздействието на производството върху околната среда от суровини до крайния продукт. Проучване на ОВОС за използването на PEF при преработката на картофи е проведено в индустриален мащаб, като се използват сравнителни данни от клиенти на Elea от цял свят и проучването установи, че подмяната на конвенционалните топлинни нагреватели с PEF оборудване може да намали консумацията на енергия с 85% и консумацията на вода с 90%. което съответства на 60 - 70 000 000 литра вода и 20 GJ икономия на топлинна енергия годишно за типична линия за производство на пържени картофи от 50 000 кг / ч. Освен това има намалено усвояване на мазнини, подобрено качество на продукта и увеличение на добива на продукта с 1-1,5 , 67%. В допълнение към преките ползи от PEF по отношение на подобряване на качеството на продукта или подобряване на отделните производствени стъпки, целият производствен процес става по-ефективен и устойчив. Използването на PEF в непрекъсната производствена линия за чипове със стандартен размер увеличава добива на крайния продукт с 174 тона и намалява разхода на петрол със 29 тона. Това също така намалява консумацията на ресурси и вода, необходими за производството, в допълнение, допълнително намаляване на разходите за преработка, осигурявайки същото или дори по-висок индустриален капацитет. С системите Elea PEF, инсталирани по целия свят в картофената индустрия днес, приблизително всяка секунда се спестяват 23 kWh енергия, XNUMX kg CO еквивалент2 и 138 литра вода.
Система PEF за картофената индустрия
Elea предлага гама от конвейерни системи PEF в различни размери с различен капацитет за пържени картофи и чипс линии. Освен това всяка PEF система, произведена от Elea, може да бъде проектирана и изградена в съответствие с всички специфични изисквания.
Всички системи могат да работят 24/7 и са проектирани да работят в екстремни условия. Благодарение на краткото им време за обработка по-малко от 10 секунди и компактния им размер, системите Elea PEF се интегрират лесно в съществуващите производствени линии. Системите PEF са напълно автоматизирани и могат да се управляват директно от производствената линия или дистанционно от централна контролна зала. Всички съответни параметри на процеса могат да бъдат наблюдавани и записвани. Тъй като PEF е стандартът при производството на пържени картофи, инсталираната система постоянно се разширява, което позволява използването на стандартни компоненти и резервни части на склад. Със световни партньори и възможности за отдалечено обслужване, специалните инженерни услуги за поддръжка осигуряват непрекъсната работа, XNUMX/XNUMX поддръжка и спокойствие.
Системите Elea за обработка на PEF обикновено се състоят от импулсен генератор и процесорен блок. За обработката на твърди продукти като картофи, преработващата единица е специален конвейер. Типичната производителност на PEF системите при производството на чипс е от 1 до 6 t / h, а при обработката на пържени картофи, капацитетът на линията е значително по-висок при 10-60 t / h.
Коланът Elea PEF Advantage се предлага в четири модела: PEF Advantage B 1, 10, 100 и 1000, способен да обработва от 1 t / h до 60 t / h.
Специално за малки производствени линии чипс разработихме мини системите PEF Elea PEF Advantage B 1 и B1, способни да обработват до 6 t / h суровини (фиг. 6).
Средният разход на енергия на системата Elea PEF е доста нисък (1 kWh на тон суровина), което позволява по-ниски оперативни разходи. Разбира се, внедряването на PEF идва с инвестиционни и оперативни разходи. Инсталирането на повече от 30 PEF системи в производството на чипове показва възвръщаемост на инвестициите за кратък период от време, средно една до две години, благодарение на спестявания в разходите за ефективност на процеса или ползи, свързани с продукта, като увеличен добив, по-малко скрап и намален съдържание на мазнини.
Като цяло технологията PEF включва подобряване на качеството на суровините и оптимизиране на процесите по цялата производствена верига, което е от полза за производителя, потребителя и околната среда.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
За повече информация посетете нашия уебсайт: www.elea-technology.com
Филиалния материал