Pulsed Electric Field (PEF)-teknologi har blitt brukt med suksess i produksjonen av potetsnacks siden 2010. Denne teknologien brukes hovedsakelig i produksjon av pommes frites og chips. Den vellykkede implementeringen av PEF-utstyr for kontinuerlig potetforbehandling i næringsmiddelindustrien er forbundet med en rekke fordeler i form av forbedret råvareutnyttelse, prosesseffektivitet og produktkvalitet.
Totalt sett erstatter PEF-teknologi tradisjonell termisk oppvarming av poteter, og bruker opptil 90 % mindre vann og energi. Denne teknologien bidrar til å myke opp råvarene, noe som muliggjør forbedret kutting og bearbeiding av poteter. Et jevnere snitt med mindre overflateskader, hakk, rusk og tap av stivelse resulterer i høyere utbytte, mindre oljeabsorpsjon og lengre levetid for skjærebladet. Forbedret vanndiffusjon fra PEF-behandlede poteter tillater optimalisering av blanchering, tørke- og stekeprosessen, noe som også reduserer energi- og produksjonskostnader. Pommes frites og chips behandlet med PEF er et høyere kvalitet og sunnere produkt, med lavere prosentandel absorbert fett og en jevnere farge.
Prinsippet for pulserende elektrisk feltbehandling PEF
De første studiene med bruk av PEF-teknologi av forskjellige forskningsgrupper ble utført på begynnelsen av 1900-tallet. Men allerede i begynnelsen av det nye årtusenet ble det første industrielle PEF-systemet utviklet og installert på et potetforedlingsanlegg. I dag brukes mer enn 150 Elea PEF-systemer i næringsmiddelindustrien, hvorav de fleste er installert i produksjon av pommes frites og chips.
Pulserende elektrisk feltteknologi er basert på prinsippet om elektroporasjon (Figur 1). Basert på fysiske prinsipper, under PEF-behandling, genereres korte høyspente elektriske pulser som fremmer dannelsen av porer i cellemembranen uten å skade andre verdifulle stoffer som vitaminer, mineraler eller pigmenter. Denne teknologien kan brukes på vev av animalsk eller planteopprinnelse og til og med på mikroorganismer. Alle levende celler er omgitt av en semipermeabel cellemembran, som hovedsakelig består av fosfolipider, med dielektriske egenskaper. Påføring av et eksternt elektrisk felt fører til akkumulering av ladning på cellemembranen og forårsaker en økning i dets naturlige potensial, det såkalte transmembranpotensialet. Dette forårsaker elektrisk sammentrekning av cellemembranen og fører som en konsekvens til dannelse av porer.
På grunn av dannelsen av porer i cellene til plantevev (for eksempel potetceller), mister de under PEF-behandling sitt intracellulære trykk (turgor), noe som fører til mykning av vevet og lettere og bedre kutting av plantematerialer. I tillegg resulterer elektroporering av cellestrukturen i forbedret masseoverføring, hvorved industrielle prosesser som vasking, blanchering og frityrsteking også forbedres.
Tradisjonelt, for å sikre kvalitetsskjæring, bruker potetindustrien en termisk varmeovn (forvarmet blancher) for å varme opp potetene til 65°C i 45 minutter. Denne prosessen krever store mengder vann og energi. Det bør tas i betraktning at deponering av mikrobiologisk inseminert vann som inneholder stivelse ofte gir problemer. I tillegg tar fylling og tømming av vann fra varmeren vanligvis lang tid og krever etterfølgende vedlikehold. Dette er spesielt vanskelig når det er produktendringer og uplanlagte produksjonsstopp, som ofte resulterer i sløsing med råvarer.
Det bør nevnes at i produksjonen av pommes frites har bruken av PEF-prosesseringsteknologi før skjæring av råvarer allerede blitt en global standard. PEF-teknologi erstatter den klassiske termiske oppvarmingsprosessen, og reduserer dermed vann- og energiforbruket med opptil 90 %. Under PEF-prosessering er produktet og prosessvannet tilnærmet uoppvarmet, noe som betyr at færre mikroorganismer og stivelse er tilstede i prosessmiljøet. Selve behandlingen tar bare noen få mikrosekunder og, avhengig av produksjonskapasiteten til linjen, er tiden potetene er i PEF-systemet kun 5-8 sekunder. Bruken av pulserende elektriske felt har også andre fordeler. Fordi denne metoden er en bulkbehandling, blir hele poteten – uansett hvor stor eller liten – behandlet jevnt. Det skal bemerkes at tidligere, etter termisk oppvarming, var små poteter allerede ferdig kokt, mens store poteter fortsatt var harde inni. På grunn av jevn mykgjøring oppnås et jevnt kutt; rå pommes frites blir mer fleksible og mindre sannsynlig at de går i stykker, noe som resulterer i høyere utbytte av sluttproduktet. Redusert oljeabsorpsjon (med ca. 10 %) under frityrsteking reduserer fettinnholdet i sluttproduktet. I tillegg gir økt fleksibilitet og en jevn overflate lengre frites og en jevn farge med jevnere bruning på slutten.
Ved produksjon av pommes frites er fordelene lik fordelene ved produksjon av pommes frites, men forbedringen i kvaliteten på sluttproduktet er enda mer uttalt. Kutteytelsen er forbedret, noe som resulterer i redusert tap av råvarer og stivelse under kutting, noe som igjen fører til en betydelig økning i utbytte. Reduksjonen i stivelsestap er først og fremst et resultat av at de myknede knollene er lettere å kutte. Dette fører igjen til mindre mekanisk skade på knivene og som et resultat mindre utvasking av stivelse fra overflaten. I tillegg, under fritering, klumper færre chips seg sammen, noe som eliminerer behovet for å kaste produktet. Ved frityrsteking av PEF-bearbeidede råvarer til chips er det en reduksjon i fettinnhold - opptil 20 % i sluttproduktet, det skal bemerkes at denne reduksjonen også avhenger av snittet, kvaliteten på råvarene og stekingen. selve prosessen. Sistnevnte spiller en viktig rolle for å forbedre produktkvaliteten. Den åpne cellestrukturen til råvaren og forbedret vanndiffusjon tillater optimalisering av stekeparametere som oljetemperatur og steketid. Den økte effektiviteten til frityrstekingsprosessen har stor innvirkning på oljens levetid og oljeabsorpsjon av produktet, samt fargen og sprøheten til sluttproduktet. Redusering av steketiden og temperaturen gir et lettere produkt med færre termokjemiske reaksjonsprodukter. Dette er en stor fordel for grønnsakschips som søtpotet, gulrot, pastinakk eller rødbeter.
I tillegg åpner jevn oppmykning av råproduktet nye muligheter for å kutte produkter. I dag kan pommes frites produseres i former som spiral, vaffel eller bølgete, med betydelig mindre sløsing med råvarer. Sprø produksjon åpner for enda større alternativer ettersom hardere grønnsaker som søtpotet, pastinakk eller rødbeter nå også kan bearbeides til uvanlige former. Dermed er det et større utvalg av produkter tilgjengelig for forbrukeren, konkurranseevnen økes, og produksjonen av uvanlige former og/eller produkter blir mer effektiv.
Miljøkonsekvensanalyse PEF ved bearbeiding av poteter
Miljøkonsekvensvurdering (heretter kalt EIA) lar oss karakterisere miljøpåvirkningen fra produksjon fra råvarer til sluttprodukt. En EIA-studie for bruk av PEF i potetforedling ble utført i industriell skala ved bruk av sammenlignende data fra Elea-kunder over hele verden Studien viste at ved å erstatte konvensjonelle termiske forvarmere med PEF-utstyr, kunne energiforbruket reduseres med 85 % og vannforbruk med 90 % , som tilsvarer 60 - 70 000 000 liter vann og 20 GJ termisk energibesparelse per år for en typisk pommes frites produksjonslinje på 50 000 kg / t. I tillegg redusert fettopptak, forbedret produktkvalitet og en økning i produktutbytte med 1-1,5 observeres ,67%. I tillegg til de direkte fordelene med PEF knyttet til økt produktkvalitet eller forbedringer i individuelle produksjonstrinn, blir hele produksjonsprosessen mer effektiv og bærekraftig. Bruk av PEF i en kontinuerlig produksjonslinje for flis i standardstørrelse resulterer i en økning i sluttproduktutbytte på 174 tonn og en reduksjon i oljeforbruk med 29 tonn. Det reduserer også forbruket av ressurser og vann som kreves for produksjon, i tillegg, en ytterligere reduksjon i prosesseringskostnadene, noe som gir samme eller enda høyere industriell kapasitet. Med Elea PEF-systemer installert over hele verden sparer potetindustrien i dag 23 kWh energi, XNUMX kg CO-ekvivalenter, omtrent hvert sekund2 og 138 liter vann.
System PEF for potetindustrien
Elea tilbyr en rekke PEF-transportører i forskjellige størrelser med forskjellig kapasitet for pommes frites og chips-linjer. I tillegg kan hvert PEF-system produsert av Elea designes og bygges for å møte alle spesifikke krav.
Alle systemer kan operere 24/7 og er designet for å fungere under ekstreme forhold. Takket være korte behandlingstider på mindre enn 10 sekunder og kompakte dimensjoner kan Elea PEF-systemer enkelt integreres i eksisterende produksjonslinjer. PEF-systemer er helautomatiserte og kan styres direkte fra produksjonslinjen eller eksternt fra et sentralt kontrollrom. Alle relevante prosessparametere kan overvåkes og registreres. Siden PEF er standarden i den franske yngelindustrien, utvides den installerte systembasen stadig, noe som tillater bruk av standardkomponenter og reservedeler på lager. Med partnere over hele verden og eksterne tjenester gir dedikerte ingeniørstøttetjenester oppetid, XNUMX/XNUMX support og trygghet.
Elea-systemer for PEF-behandling består typisk av en pulsgenerator og en prosesseringsenhet. For bearbeiding av harde produkter, for eksempel poteter, er prosesseringsenheten et spesielt transportbånd. Typisk produktivitet for PEF-systemer ved produksjon av chips er fra 1 til 6 t/t, og i behandlingen av pommes frites er linjeproduktiviteten mye høyere og utgjør 10-60 t/t.
Elea PEF Advantage Belt-systemet er tilgjengelig i fire modeller: PEF Advantage B 1, 10, 100 og 1000, i stand til å behandle fra 1 t/t til 60 t/t.
Spesielt for små flisproduksjonslinjer har vi utviklet PEF Elea PEF Advantage B 1 og B1 minisystemer som er i stand til å behandle opptil 6 t/t med råvarer (fig. 6).
Det gjennomsnittlige energiforbruket til Elea PEF-systemet er ganske lavt (1 kWh per tonn råstoff), noe som reduserer driftskostnadene. Implementering av PEF kommer selvfølgelig med investerings- og driftskostnader. Installasjon av mer enn 30 PEF-systemer i brikkeproduksjon har imidlertid vist en avkastning på investeringen på kort tid, i gjennomsnitt mellom ett og to år, på grunn av besparelser i prosesseffektivitetskostnader eller produktrelaterte fordeler som økt utbytte, lavere avfall og redusert fettinnhold.
Samlet sett innebærer PEF-teknologi å forbedre kvaliteten på råvarer og optimalisere prosesser gjennom hele produksjonskjeden, noe som kommer produsent, forbruker og miljø til gode.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
For mer detaljert informasjon besøk vår nettside: www.elea-technology.com
Affiliate-materiale