Pulssiga elektrivälja (edaspidi - PEF) rakendamise tehnoloogiat on kartulipistete valmistamisel edukalt kasutatud alates 2010. aastast. Seda tehnoloogiat kasutatakse peamiselt friikartulite ja laastude tootmiseks. Kartuli pidevaks eeltöötlemiseks mõeldud PEF-seadmete edukal rakendamisel toiduainetööstuses on tooraine parema kasutamise, protsessi efektiivsuse ja toodete kvaliteedi osas mitmeid eeliseid.
Üldiselt asendab PEF-tehnoloogia kartulite traditsioonilist termilist kuumutamist, kulutades kuni 90% vähem vett ja energiat. See tehnoloogia aitab toorainet pehmendada, võimaldades kartulite paremat lõikamist ja töötlemist. Sujuvam lõikamine väiksema pinnakahjustuse, luumurdude, väikeste prahi ja tärklise raiskamisega toob kaasa suurema valmistoodangu, väiksema õliimavuse ja pikema lõiketerade eluea. Töödeldud kartuli PEF-i vee parem difusioon optimeerib blanšeerimis-, kuivatamis- ja praadimisprotsessi, mis aitab vähendada ka energia- ja tegevuskulusid. PEFiga töödeldud friikartulid ja laastud on kvaliteetsemad ja tervislikumad, väiksema imendunud rasva protsendi ja ühtlasema värvusega.
Pulssiga elektrivälja töötlemise põhimõte Pef
Esimesed uuringud PEF-tehnoloogia kasutamisel erinevate uurimisrühmade poolt viidi läbi 1900. aastate alguses. Kuid juba uue aastatuhande alguses töötati välja ja paigaldati kartulitöötlemistehasesse esimene tööstuslik PEF-süsteem. Toidutööstuses kasutatakse praegu üle 150 Elea PEF-süsteemi, millest enamik on paigaldatud friikartulite ja -laastude tootmiseks.
Impulss-elektrivälja tehnoloogia põhineb elektroporatsiooni põhimõttel (joonis 1). Füüsikalistest põhimõtetest lähtuvalt tekivad PEF-ravi ajal lühikesed kõrgepinge elektrilised impulsid, mis soodustavad pooride moodustumist rakumembraanis kahjustamata muid väärtuslikke aineid nagu vitamiinid, mineraalid või pigmendid. Seda tehnoloogiat saab rakendada loomset või taimset päritolu kudedele ja isegi mikroorganismidele. Kõiki elusrakke ümbritseb poolläbilaskev rakumembraan, mis koosneb peamiselt dielektriliste omadustega fosfolipiididest. Välise elektrivälja rakendamine viib rakumembraanile laengu akumuleerumiseni ja põhjustab selle loodusliku potentsiaali, nn transmembraanse potentsiaali kasvu. See põhjustab rakumembraani elektrilist kokkutõmbumist ja selle tulemusena pooride moodustumist.
Taimede kudede rakkudes (näiteks kartulirakkudes) pooride moodustumise tõttu kaotavad nad PEF-i töötlemise käigus rakusisese rõhu (turgori), mis viib koe pehmenemiseni ning taimse materjali lihtsamaks ja paremaks lõikamiseks. Lisaks annab raku struktuuri elektroporatsioon tulemuseks parema massiülekande, mille tulemusel paranevad ka sellised tööstuslikud protsessid nagu pesemine, blanšeerimine ja praadimine.
Traditsiooniliselt on kartulitööstus kvaliteetsete jaotustükkide tagamiseks kasutanud termilist eelsoojendust (eelsoojendamise blanšeerimine), mis kuumutab kartulid 65 minutiks 45 ° C-ni. See protsess nõuab palju vett ja energiat. Tuleb meeles pidada, et tärklist sisaldava mikrobioloogiliselt seemendatud vee kõrvaldamine on sageli problemaatiline. Lisaks võtab kütteseadmest vee täitmine ja tühjendamine tavaliselt palju aega ja nõuab järgnevat hooldust. Eriti keeruline on see tootemuudatuste ja planeerimata tootmisliini seiskamise korral, mille tagajärjeks on sageli tooraine utiliseerimine.
Tuleb mainida, et friikartulite tootmisel on PEF-i töötlemistehnoloogia kasutamine enne tooraine lõikamist muutunud juba maailma standardiks. PEF-tehnoloogia asendab klassikalist termokütteprotsessi, vähendades seeläbi vee- ja energiakulu kuni 90%. PEF-i töötlemise ajal toodet ja protsessivett praktiliselt ei kuumutata, mis tähendab, et protsessikeskkonnas on vähem mikroorganisme ja tärklist. Tegelik töötlemine võtab vaid paar mikrosekundit ja sõltuvalt liini tootmisvõimsusest on kartulid PEF-süsteemis vaid 5–8 sekundit. Impulss-elektriväljade kasutamisel on ka muid eeliseid. Kuna see meetod on lahtine töötlemine, töödeldakse kogu kartulit - nii suurt kui väikest - ühtlaselt. Tuleb märkida, et varem, pärast termilist kuumutamist, olid väikesed kartulid juba täielikult keedetud, samal ajal kui suured kartulid olid endiselt kindlad. Ühtlase pehmenemise tõttu saavutatakse ühtlane lõikamine; toored friikartulipulgad on paindlikumad ja vähem purunevad, mille tulemuseks on suurem saagikus. Vähendatud õliimavus (umbes 10%) praadimisel vähendab lõpptoote rasvasisaldust. Lisaks annab suurema paindlikkuse ja siledama pinna tulemuseks pikemad friikartulipulgad ja ühtlane värv, ühtlasema pruunistumisega väljalaskeava juures.
Laastude tootmisel on kasu sarnane friikartulite tootmisega, kuid lõpptoote kvaliteedi paranemine on veelgi selgem. Viilutamine on paranenud, mille tulemusel väheneb lõikamise ajal tooraine ja tärklise raiskamine, mis omakorda toob kaasa saagikuse olulise kasvu. Tärklise kadu vähenemine on peamiselt tingitud sellest, et pehmendatud mugulaid on kergem lõigata. See omakorda toob kaasa nugade vähem mehaanilisi kahjustusi ja selle tulemusel tärklise väiksema pinnalt välja pesemise. Lisaks kleepub praadimisel vähem kiipe kokku, mis välistab toote tagasilükkamise vajaduse. Kui praetud PEF-i töödeldakse laastude toorainet, väheneb rasvasisaldus - kuni 20% lõpptootes, tuleb märkida, et see vähenemine sõltub ka tükeldamisest, tooraine kvaliteedist ja praadimisprotsessist endast. Viimasel on oluline roll toote kvaliteedi parandamisel. Tooraine avatud rakustruktuur ja täiustatud vee difusioon võimaldavad optimeeritud praadimisparameetreid nagu õlitemperatuur ja praadimisaeg. Praadimisprotsessi suurenenud efektiivsus mõjutab oluliselt toote õli eluiga ja õli imendumist ning lõpptoote värvi ja krõmpsuvust. Praadimise aja ja temperatuuri vähendamine võimaldab kergemat toodet, milles on vähem termokeemilisi reaktsioonisaadusi. See on suur eelis köögiviljalaastude jaoks, nagu maguskartul, porgand, pastinaak või punapeet.
Lisaks avab toortoote ühtlane pehmendamine uusi võimalusi toodete lõikamiseks. Praegu saab friikartulite tootmisel rakendada selliseid vorme nagu spiraal, vahvl või laineline, tooraine kadu oluliselt väiksem. Kartulikrõpsutööstuses avaneb veelgi rohkem alternatiive, kuna ka kõvemaid köögivilju, nagu bataat, pastinaak või punapeet, saab nüüd kuju järgi töödelda. Seega ilmub tarbija jaoks suurem sortiment, konkurentsivõime suureneb ning ebatavaliste kujundite ja / või toodete tootmine muutub tõhusamaks.
Keskkonnamõju hindamine Pef kartulite töötlemisel
Keskkonnamõju hindamine (edaspidi - KMH) võimaldab iseloomustada tootmise mõju keskkonnale alates toorainest kuni lõpptoodanguni. Keskkonnamõju hindamise uuring PEF-i kasutamise kohta kartuli töötlemisel viidi läbi tööstuslikus ulatuses, kasutades Elea klientide võrdlusandmeid kogu maailmas, ja uuringus leiti, et tavapäraste termokütteseadmete asendamine PEF-seadmetega võib vähendada energiatarbimist 85% ja veekulu 90%. mis vastab 60 - 70 000 000 liitrile veele ja 20 GJ soojusenergia kokkuhoiule aastas tavalise friikartulite tootmisliini puhul 50 000 kg / h. Lisaks väheneb rasva imendumine, paraneb toote kvaliteet ja suureneb toote saagis 1-1,5 , viis%. Lisaks PEF-i otsestele eelistele toodete kvaliteedi parandamise või üksikute tootmisetappide parandamise kaudu muutub kogu tootmisprotsess tõhusamaks ja jätkusuutlikumaks. PEF-i kasutamine pideva tootmisliiniga standardsuuruses laastude jaoks suurendab lõpptoote saagikust 67 tonni ja vähendab naftatarbimist 174 tonni võrra. See vähendab ka tootmiseks vajalikke ressursside ja veekulu, vähendades lisaks töötlemiskulusid, pakkudes sama või isegi suurem tööstuslik võimsus. Tänapäeval kogu maailmas kartulitööstusse paigaldatud Elea PEF-süsteemidega säästetakse ligikaudu sekundis 29 kWh energiat, 23 kg CO ekvivalenti2 ja 138 liitrit vett.
Süsteem Pef kartulitööstuse jaoks
Elea pakub friikartulite ja laastuliinide jaoks erinevaid erineva suurusega PEF-konveierisüsteeme. Lisaks saab kõiki Elea toodetud PEF-süsteeme projekteerida ja ehitada vastavalt kõigile erinõuetele.
Kõiki süsteeme saab kasutada ööpäevaringselt ja need on loodud töötama ekstreemsetes tingimustes. Tänu lühikestele, vähem kui 24-sekundilistele töötlemisaegadele ja kompaktsele suurusele on Elea PEF-süsteeme lihtne olemasolevatesse tootmisliinidesse integreerida. PEF-süsteemid on täielikult automatiseeritud ja neid saab juhtida otse tootmisliinilt või kaugjuhtimisega keskjuhtimisruumist. Kõiki asjakohaseid protsessi parameetreid saab jälgida ja registreerida. Kuna friikartulite tootmisel on standard PEF, laieneb paigaldatud süsteemibaas pidevalt, võimaldades laos kasutada standardkomponente ja varuosi. Ülemaailmsete partnerite ja kaugteenuste võimalustega tagavad spetsiaalsed tehnilised tugiteenused tööaja, 7/10 toe ja meelerahu.
Elea süsteemid PEF-i töötlemiseks koosnevad tavaliselt impulssgeneraatorist ja töötlusseadmest. Tahkete toodete, näiteks kartulite töötlemiseks on töötlemisüksus spetsiaalne konveierilint. Tüüpiline PEF-süsteemide tootlikkus laastude tootmisel on vahemikus 1 kuni 6 t / h ja friikartulite töötlemisel on liini läbilaskevõime 10–60 t / h oluliselt suurem.
Elea PEF Advantage Belt on saadaval neljas mudelis: PEF Advantage B 1, 10, 100 ja 1000, mis on võimeline töötama vahemikus 1 t / h kuni 60 t / h.
Eriti väikeste laastude tootmisliinide jaoks oleme välja töötanud PEF Elea PEF Advantage B 1 ja B1 minisüsteemid, mis on võimelised töötlema kuni 6 t / h toorainet (joonis 6).
Elea PEF-süsteemi keskmine energiatarve on üsna madal (1 kWh tonni lähteaine kohta), mis võimaldab madalamaid tegevuskulusid. Muidugi kaasnevad PEFi rakendamisega investeeringud ja tegevuskulud. Kuid üle 30 PEF-süsteemi paigaldamine kiipide tootmiseks on näidanud investeeringutasuvust lühikese aja jooksul, keskmiselt ühe kuni kahe aasta jooksul, tänu protsessi efektiivsuse kulude kokkuhoiule või tootega seotud eelistele, nagu saagikuse suurenemine, vähem vanaraua ja vähendatud rasvasisaldus.
Üldiselt hõlmab PEF-tehnoloogia tooraine kvaliteedi parandamist ja protsesside optimeerimist kogu tootmisahelas, mis toob kasu nii tootjale, tarbijale kui ka keskkonnale.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Lisateabe saamiseks külastage meie veebisaiti: www.elea-technology.com
Partneri materjal