Impulsu elektriskā lauka tehnoloģija (turpmāk - PEF) ir kartupeļu uzkodu ražošanā veiksmīgi izmantota kopš 2010. gada. Šo tehnoloģiju galvenokārt izmanto frī kartupeļu un čipsu ražošanā. Veiksmīgai PEF aprīkojuma ieviešanai nepārtrauktai kartupeļu pirmapstrādei pārtikas rūpniecībā ir vairākas priekšrocības uzlabotas izejvielu izmantošanas, procesa efektivitātes un produktu kvalitātes ziņā.
Kopumā PEF tehnoloģija aizstāj tradicionālo kartupeļu termisko sildīšanu, izmantojot līdz pat 90% mazāk ūdens un enerģijas. Šī tehnoloģija palīdz mīkstināt izejvielu, ļaujot labāk kartupeļus sagriezt un pārstrādāt. Gludāka griešana ar mazāk virsmas bojājumiem, lūzumiem, maziem gružiem un cietes zudumiem rada augstāku galaprodukta ražu, mazāku eļļas absorbciju un ilgāku griezuma nažu kalpošanas laiku. Uzlabotā ūdens difūzija no apstrādāto kartupeļu PEF optimizē blanšēšanas, žāvēšanas un cepšanas procesu, kas arī palīdz samazināt enerģijas un ekspluatācijas izmaksas. Franču kartupeļi un čipsi, kas apstrādāti ar PEF, ir kvalitatīvāki un veselīgāki, tajos ir mazāks absorbēto tauku procents un vienmērīgāka krāsa.
Impulsa elektriskā lauka apstrādes princips PEF
Pirmie pētījumi, kuros dažādu pētījumu grupas izmantoja PEF tehnoloģiju, tika veikti 1900. gadu sākumā. Tomēr jau jaunās tūkstošgades sākumā kartupeļu pārstrādes rūpnīcā tika izstrādāta un uzstādīta pirmā rūpnieciskā PEF sistēma. Pārtikas nozarē pašlaik tiek izmantotas vairāk nekā 150 Elea PEF sistēmas, no kurām lielākā daļa ir uzstādīta frī kartupeļu un čipsu ražošanā.
Impulsu elektriskā lauka tehnoloģija balstās uz elektroporācijas principu (1. attēls). Pamatojoties uz fizikāliem principiem, PEF apstrādes laikā rodas īsi augstsprieguma elektriskie impulsi, kas veicina poru veidošanos šūnu membrānā, nebojājot citas vērtīgas vielas, piemēram, vitamīnus, minerālvielas vai pigmentus. Šo tehnoloģiju var pielietot dzīvnieku vai augu izcelsmes audiem un pat mikroorganismiem. Visas dzīvās šūnas ieskauj daļēji caurlaidīga šūnu membrāna, kas galvenokārt sastāv no fosfolipīdiem ar dielektriskām īpašībām. Ārējā elektriskā lauka izmantošana noved pie lādiņa uzkrāšanās uz šūnu membrānas un palielina tā dabisko potenciālu, tā saukto transmembrānas potenciālu. Tas izraisa šūnu membrānas elektrisko kontrakciju un rezultātā noved pie poru veidošanās.
Sakarā ar poru veidošanos augu audu šūnās (piemēram, kartupeļu šūnās), PEF apstrādes laikā tie zaudē intracelulāro spiedienu (turgoru), kas noved pie audu mīkstināšanas un vieglākas un labākas augu materiālu griešanas. Turklāt šūnas struktūras elektroporācijas rezultātā tiek uzlabota masas pārnešana, tādējādi uzlabojot arī tādus rūpnieciskos procesus kā mazgāšana, blanšēšana un dziļa cepšana.
Tradicionāli kartupeļu rūpniecība ir izmantojusi termisko priekšsildīšanu (priekšsildīšanas blanšēšanu), lai nodrošinātu kvalitatīvus izcirtņus, kas kartupeļus 65 minūtes sasilda līdz 45 ° C. Šis process prasa daudz ūdens un enerģijas. Jāpatur prātā, ka cieti saturoša mikrobioloģiski apaugļota ūdens iznīcināšana bieži ir problemātiska. Turklāt ūdens iepildīšana un izvadīšana no sildītāja parasti prasa ilgu laiku un prasa turpmāku apkopi. Īpaši grūti tas notiek ar produktu maiņu un neplānotu ražošanas līniju apstāšanos, kā rezultātā bieži tiek iznīcinātas izejvielas.
Jāpiemin, ka franču kartupeļu ražošanā PEF apstrādes tehnoloģijas izmantošana pirms izejvielu sagriešanas jau ir kļuvusi par pasaules standartu. PEF tehnoloģija aizstāj klasisko siltuma sildīšanas procesu, tādējādi samazinot ūdens un enerģijas patēriņu līdz pat 90%. PEF apstrādes laikā produkts un procesa ūdens praktiski netiek uzkarsēts, kas nozīmē, ka procesa vidē ir mazāk mikroorganismu un cietes. Faktiskā apstrāde prasa tikai dažas mikrosekundes, un, atkarībā no līnijas ražošanas jaudas, kartupeļi PEF sistēmā atrodas tikai 5-8 sekundes. Impulsu elektrisko lauku izmantošanai ir arī citas priekšrocības. Tā kā šī metode ir lielapstrāde, visi kartupeļi - neatkarīgi no tā, vai tie ir lieli vai mazi - tiek apstrādāti vienmērīgi. Jāatzīmē, ka agrāk, pēc termiskās sildīšanas, mazi kartupeļi jau bija pilnībā pagatavoti, savukārt lielie kartupeļi vēl bija stingri iekšā. Pateicoties vienmērīgai mīkstināšanai, tiek panākts vienmērīgs griezums; neapstrādātas frī kartupeļu nūjas ir elastīgākas un mazāk saplīst, kā rezultātā galaprodukta raža ir lielāka. Samazināta eļļas absorbcija (par aptuveni 10%) dziļas cepšanas laikā samazina tauku saturu galaproduktā. Turklāt, pateicoties lielākai elastībai un vienmērīgākai virsmai, garākas frī kartupeļu nūjas un vienmērīga krāsa ar vienmērīgāku brūnu pie izejas.
Čipsu ražošanā ieguvumi ir līdzīgi kā frī kartupeļu ražošanā, bet galaprodukta kvalitātes uzlabošanās ir vēl izteiktāka. Tiek uzlabota sagriešana, kas sagriež mazāk izejvielu un cietes atkritumu griešanas laikā, kas savukārt ievērojami palielina ražu. Cietes zuduma samazināšanās galvenokārt ir saistīta ar to, ka mīkstinātos bumbuļus ir vieglāk sagriezt. Tas savukārt noved pie mazāk nažu mehāniskiem bojājumiem un līdz ar to mazāk cietes izskalošanās no virsmas. Cepšanas laikā mazāk mikroshēmu turas kopā, novēršot nepieciešamību noraidīt produktus. Apstrādājot ceptas PEF šķeldas izejvielas, samazinās tauku saturs - līdz 20% galaproduktā, jāatzīmē, ka šis samazinājums ir atkarīgs arī no griešanas, izejvielas kvalitātes un paša cepšanas procesa. Pēdējam ir svarīga loma produktu kvalitātes uzlabošanā. Izejvielas atvērtā šūnu struktūra un uzlabota ūdens difūzija ļauj optimizēt cepšanas parametrus, piemēram, eļļas temperatūru un cepšanas laiku. Dziļās cepšanas procesa paaugstinātai efektivitātei ir liela ietekme uz produkta eļļu kalpošanas laiku un eļļas absorbciju, kā arī galaprodukta krāsu un kraukšķīgumu. Cepšanas laika un temperatūras samazināšana ļauj iegūt vieglāku produktu ar mazāk termoķīmisko reakcijas produktu. Tas ir liels ieguvums dārzeņu čipsiem, piemēram, saldajiem kartupeļiem, burkāniem, pastinakiem vai sarkanajām bietēm.
Turklāt izejvielas vienmērīga mīkstināšana paver jaunas iespējas produktu griešanai. Pašlaik franču kartupeļu ražošanā var ieviest tādas formas kā spirāle, vafele vai viļņota, ar ievērojami mazākiem izejvielu zudumiem. Kartupeļu čipsu nozarē paveras vēl lielākas alternatīvas, jo cietākus dārzeņus, piemēram, saldos kartupeļus, pastinakus vai sarkanās bietes, tagad var apstrādāt arī pēc formas. Tādējādi patērētājam parādās lielāka produktu dažādība, palielinās konkurētspēja, un neparastu formu un / vai izstrādājumu ražošana kļūst efektīvāka.
Ietekmes uz vidi novērtējums PEF apstrādājot kartupeļus
Ietekmes uz vidi novērtējums (turpmāk - IVN) ļauj raksturot ražošanas ietekmi uz vidi no izejvielām līdz galaproduktam. IVN pētījums par PEF izmantošanu kartupeļu pārstrādē tika veikts rūpnieciskā mērogā, izmantojot salīdzinošus datus no Elea klientiem visā pasaulē, un pētījumā tika atklāts, ka parasto termisko sildītāju nomaiņa ar PEF iekārtām varētu samazināt enerģijas patēriņu par 85% un ūdens patēriņu par 90%. kas atbilst 60 - 70 000 000 litriem ūdens un 20 GJ siltumenerģijas ietaupījumiem gadā tipiskai frī kartupeļu kartupeļu ražošanas līnijai 50 000 kg / h. Turklāt samazinās tauku absorbcija, uzlabojas produkta kvalitāte un produkcijas raža palielinās par 1-1,5 , 67%. Papildus PEF tiešajiem ieguvumiem produktu kvalitātes uzlabošanā vai atsevišķu ražošanas posmu uzlabošanā viss ražošanas process kļūst efektīvāks un ilgtspējīgāks. PEF izmantošana nepārtrauktā ražošanas līnijā standarta izmēra šķeldām palielina gala produkcijas ražību par 174 tonnām un samazina eļļas patēriņu par 29 tonnām. Tas samazina arī ražošanai nepieciešamo resursu un ūdens patēriņu, turklāt vēl vairāk samazinot pārstrādes izmaksas, nodrošinot vienādas vai pat lielāka rūpnieciskā jauda. Ar kartupeļu rūpniecībā visā pasaulē instalētajām Elea PEF sistēmām aptuveni ik sekundi tiek ietaupīti 23 kWh enerģijas, XNUMX kg CO ekvivalenta2 un 138 litri ūdens.
sistēma PEF kartupeļu nozarei
Elea piedāvā dažādu izmēru PEF konveijeru sistēmu klāstu ar dažādu jaudu frī kartupeļiem un čipsu līnijām. Turklāt katru PEF sistēmu, ko ražo Elea, var projektēt un būvēt atbilstoši visām īpašajām prasībām.
Visas sistēmas var darboties visu diennakti un ir paredzētas darbībai ekstremālos apstākļos. Pateicoties to īsajam apstrādes laikam, kas nepārsniedz 24 sekundes, un kompaktajam izmēram, Elea PEF sistēmas ir viegli integrējamas esošajās ražošanas līnijās. PEF sistēmas ir pilnībā automatizētas, un tās var vadīt tieši no ražošanas līnijas vai attālināti no centrālās vadības telpas. Visus attiecīgos procesa parametrus var uzraudzīt un reģistrēt. Tā kā frī kartupeļu ražošanā PEF ir standarts, uzstādītā sistēmas bāze pastāvīgi paplašinās, ļaujot noliktavā izmantot standarta komponentus un rezerves daļas. Pateicoties pasaules mēroga partneriem un attālināta servisa iespējām, īpaši inženiertehniskie atbalsta pakalpojumi nodrošina darbspēju, diennakts atbalstu un mieru.
Elea sistēmas PEF apstrādei parasti sastāv no impulsu ģeneratora un apstrādes vienības. Cietu produktu, piemēram, kartupeļu, apstrādei pārstrādes vienība ir īpaša konveijera lente. Tipiska PEF sistēmu produktivitāte šķeldu ražošanā ir no 1 līdz 6 t / h, un, pārstrādājot frī kartupeļus, līnijas jauda ir ievērojami lielāka par 10-60 t / h.
Elea PEF Advantage Belt ir pieejams četros modeļos: PEF Advantage B 1, 10, 100 un 1000, kas spēj darboties no 1 t / h līdz 60 t / h.
Īpaši mazām mikroshēmu ražošanas līnijām mēs esam izstrādājuši PEF Elea PEF Advantage B 1 un B1 mini sistēmas, kas spēj apstrādāt līdz 6 t / h izejvielu (6. attēls).
Elea PEF sistēmas vidējais enerģijas patēriņš ir diezgan zems (1 kWh uz tonnu izejvielu), kas ļauj samazināt ekspluatācijas izmaksas. Protams, PEF ieviešana ir saistīta ar investīciju un darbības izmaksām. Tomēr vairāk nekā 30 PEF sistēmu uzstādīšana mikroshēmu ražošanā īsā laikā ir parādījusi ieguldījumu atdevi, vidēji vienu līdz divus gadus, pateicoties procesa efektivitātes izmaksu ietaupījumiem vai ar produktu saistītiem ieguvumiem, piemēram, palielināta raža, mazāk lūžņu un samazināts samazinājums tauku saturs.
Kopumā PEF tehnoloģija ietver izejvielu kvalitātes uzlabošanu un procesu optimizēšanu visā ražošanas ķēdē, kas nāk par labu ražotājam, patērētājam un videi.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Lai iegūtu vairāk informācijas, apmeklējiet mūsu vietni: www.elea-technology.com
Partneru materiāls