De technologie van het aanleggen van een gepulst elektrisch veld (hierna - PEF) wordt sinds 2010 met succes gebruikt bij de productie van aardappelsnacks. Deze technologie wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van frites en frites. De succesvolle implementatie van PEF-apparatuur voor continue voorbehandeling van aardappelen in de voedingsindustrie heeft verschillende voordelen in termen van verbeterde grondstofbenutting, procesefficiëntie en productkwaliteit.
Over het algemeen vervangt de PEF-technologie de traditionele thermische verwarming van aardappelen met tot 90% minder water en energie. Deze technologie helpt de grondstof te verzachten, waardoor de aardappelen beter kunnen worden gesneden en verwerkt. Een gladdere snede met minder oppervlaktebeschadiging, breuken, klein vuil en zetmeelverlies resulteert in hogere opbrengsten van het eindproduct, minder olieabsorptie en een langere levensduur van het snijmes. De verbeterde diffusie van water uit de PEF van de behandelde aardappelen optimaliseert het blancheer-, droog- en bakproces, wat ook helpt om de energie- en bedrijfskosten te verlagen. Met PEF verwerkte frites en frites zijn van hogere kwaliteit en gezonder, met een lager percentage opgenomen vet en een meer uniforme kleur.
Het principe van gepulseerde elektrische veldverwerking PEF
De eerste studies met PEF-technologie door verschillende onderzoeksgroepen werden uitgevoerd in het begin van de 1900e eeuw. Al aan het begin van het nieuwe millennium werd echter het eerste industriële PEF-systeem ontwikkeld en geïnstalleerd in een aardappelverwerkingsfabriek. Meer dan 150 Elea PEF-systemen worden momenteel gebruikt in de voedingsindustrie, waarvan de meeste worden geïnstalleerd bij de productie van frites en frites.
Gepulseerde elektrische veldtechnologie is gebaseerd op het principe van elektroporatie (Figuur 1). Op basis van fysische principes worden tijdens de PEF-behandeling korte elektrische pulsen van hoogspanning gegenereerd die de vorming van poriën in het celmembraan bevorderen zonder andere waardevolle stoffen zoals vitamines, mineralen of pigmenten te beschadigen. Deze technologie kan worden toegepast op weefsels van dierlijke of plantaardige oorsprong en zelfs op micro-organismen. Alle levende cellen zijn omgeven door een semi-permeabel celmembraan, dat voornamelijk bestaat uit fosfolipiden met diëlektrische eigenschappen. Het aanleggen van een extern elektrisch veld leidt tot de accumulatie van lading op het celmembraan en veroorzaakt een toename van het natuurlijke potentieel, het zogenaamde transmembraanpotentiaal. Dit veroorzaakt elektrische samentrekking van het celmembraan en leidt daardoor tot de vorming van poriën.
Door de vorming van poriën in plantenweefselcellen (bijvoorbeeld aardappelcellen) verliezen ze tijdens PEF-verwerking hun intracellulaire druk (turgor), wat leidt tot verzachting van weefsel en gemakkelijker en beter snijden van plantmateriaal. Bovendien leidt elektroporatie van de celstructuur tot een verbeterde massaoverdracht, waardoor ook industriële processen zoals wassen, blancheren en frituren worden verbeterd.
Traditioneel gebruikt de aardappelindustrie thermische voorverwarming (voorverwarmen en blancheren) om kwaliteitsneden te garanderen, waarbij de aardappelen gedurende 65 minuten worden verwarmd tot 45 ° C. Dit proces vereist veel water en energie. Houd er rekening mee dat de verwijdering van microbiologisch geïnsemineerd zetmeelhoudend water vaak problematisch is. Daarnaast duurt het vullen en afvoeren van water uit de kachel meestal lang en is er onderhoud nodig. Dit is vooral moeilijk bij productwijzigingen en ongeplande stilleggingen van de productielijn, die vaak resulteren in het weggooien van grondstoffen.
Opgemerkt moet worden dat bij de productie van frites het gebruik van PEF-verwerkingstechnologie vóór het snijden van grondstoffen al een wereldstandaard is geworden. PEF-technologie vervangt het klassieke thermische verwarmingsproces, waardoor het water- en energieverbruik tot 90% wordt verminderd. Tijdens de PEF-verwerking worden het product en het proceswater praktisch niet verwarmd, waardoor er minder micro-organismen en zetmeel in de procesomgeving aanwezig zijn. De daadwerkelijke verwerking duurt slechts enkele microseconden en, afhankelijk van de productiecapaciteit van de lijn, zitten de aardappelen slechts 5-8 seconden in het PEF-systeem. Het gebruik van gepulseerde elektrische velden heeft ook andere voordelen. Omdat deze methode bulkverwerking is, worden alle aardappelen - groot of klein - gelijkmatig verwerkt. Opgemerkt moet worden dat eerder, na thermische verwarming, de kleine aardappelen al volledig gekookt waren, terwijl de grote aardappelen van binnen nog stevig waren. Door gelijkmatige verzachting wordt een gelijkmatige snede bereikt; rauwe fritessticks zijn flexibeler en breken minder snel, wat resulteert in hogere opbrengsten. De verminderde olie-opname (met ongeveer 10%) tijdens het frituren vermindert het vetgehalte van het eindproduct. Bovendien resulteren verhoogde flexibiliteit en een gladder oppervlak in langere fritessticks en een uniforme kleur met een gelijkmatigere bruining aan de uitloop.
Bij de productie van frites zijn de voordelen vergelijkbaar met die bij de productie van frites, maar de verbetering van de kwaliteit van het eindproduct is nog duidelijker. Het snijden is verbeterd, wat leidt tot minder verspilling van grondstoffen en zetmeel tijdens het snijden, wat weer leidt tot een aanzienlijke verhoging van de opbrengst. De vermindering van het zetmeelverlies is voornamelijk een gevolg van het feit dat de verzachte knollen gemakkelijker te snijden zijn. Dit leidt op zijn beurt tot minder mechanische schade aan de messen en als gevolg daarvan tot minder uitspoeling van zetmeel van het oppervlak. Bovendien kleven er minder frites aan elkaar tijdens het frituren, waardoor het product niet meer hoeft te worden afgekeurd. Wanneer gefrituurde PEF-grondstof voor frites wordt verwerkt, is er een afname van het vetgehalte - tot 20% in het eindproduct, moet worden opgemerkt dat deze afname ook afhangt van het snijden, de kwaliteit van de grondstof en het bakproces zelf. Dit laatste speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de productkwaliteit. De open cellulaire structuur van de grondstoffen en de verbeterde waterdiffusie zorgen voor geoptimaliseerde bakparameters zoals olietemperatuur en frituurtijd. De verhoogde efficiëntie van het frituurproces heeft een grote invloed op de olielevensduur en olieabsorptie van het product, evenals op de kleur en knapperigheid van het eindproduct. Door de tijd en temperatuur van het frituren te verkorten, ontstaat een lichter product met minder thermochemische reactieproducten. Dit is een groot voordeel voor groentechips zoals zoete aardappelen, wortelen, pastinaak of rode bieten.
Bovendien opent de gelijkmatige verzachting van het ruwe product nieuwe mogelijkheden voor het snijden van producten. Momenteel kunnen bij de productie van frites vormen als spiraal, wafel of wavy worden geïmplementeerd, met aanzienlijk minder grondstofverlies. In de aardappelchipindustrie ontstaan nog grotere alternatieven, omdat nu ook hardere groenten zoals zoete aardappelen, pastinaak of rode biet in vorm kunnen worden verwerkt. Zo verschijnt er een grotere verscheidenheid aan producten voor de consument, neemt het concurrentievermogen toe en wordt de productie van ongebruikelijke vormen en / of producten efficiënter.
Milieueffectrapportage PEF bij het verwerken van aardappelen
Milieueffectrapportage (hierna - MER) maakt het mogelijk om de impact van de productie op het milieu te karakteriseren van grondstoffen tot het eindproduct. Een MER-studie voor het gebruik van PEF in aardappelverwerking werd uitgevoerd op industriële schaal met behulp van vergelijkende gegevens van Elea-klanten over de hele wereld, en uit de studie bleek dat het vervangen van conventionele thermische verwarmers door PEF-apparatuur het energieverbruik met 85% en het waterverbruik met 90% zou kunnen verminderen. wat overeenkomt met 60 - 70 liter water en 000 GJ thermische energiebesparing per jaar voor een typische fritesproductielijn van 000 kg / u.Bovendien is er een verminderde vetopname, verbeterde productkwaliteit en een toename van de productopbrengst met 20-50 ,vijf%. Naast de directe voordelen van PEF in termen van verbetering van de productkwaliteit of verbetering van individuele productiestappen, wordt het gehele productieproces efficiënter en duurzamer. Het gebruik van PEF in een continue productielijn voor chips van standaardafmetingen verhoogt de opbrengst van het eindproduct met 000 ton en vermindert het olieverbruik met 1 ton. Dit vermindert ook het hulpbronnen- en waterverbruik dat nodig is voor de productie, en verlaagt bovendien de verwerkingskosten, wat dezelfde of zelfs hogere industriële capaciteit. Met de huidige Elea PEF-systemen over de hele wereld in de aardappelindustrie wordt ongeveer elke seconde 1,5 kWh energie en 67 kg CO-equivalent bespaard2 en 138 liter water.
systeem PEF voor de aardappelindustrie
Elea biedt een scala aan PEF-transportsystemen in verschillende maten met verschillende capaciteiten voor frites en frietlijnen. Bovendien kan elk door Elea vervaardigd PEF-systeem volgens alle specifieke eisen worden ontworpen en gebouwd.
Alle systemen kunnen 24/7 worden bediend en zijn ontworpen om onder extreme omstandigheden te functioneren. Dankzij hun korte doorlooptijden van minder dan 10 seconden en hun compacte formaat zijn Elea PEF-systemen eenvoudig te integreren in bestaande productielijnen. PEF-systemen zijn volledig geautomatiseerd en kunnen direct vanuit de productielijn of op afstand vanuit een centrale controlekamer worden aangestuurd. Alle relevante procesparameters kunnen worden bewaakt en geregistreerd. Aangezien PEF de standaard is in de productie van frites, wordt het geïnstalleerde systeembestand voortdurend uitgebreid, waardoor het gebruik van standaardcomponenten en reserveonderdelen op voorraad mogelijk is. Met wereldwijde partners en externe servicemogelijkheden zorgen toegewijde technische ondersteuningsservices voor uptime, XNUMX/XNUMX ondersteuning en gemoedsrust.
Elea-systemen voor PEF-verwerking bestaan meestal uit een pulsgenerator en een verwerkingseenheid. Voor de verwerking van vaste producten zoals aardappelen is de verwerkingseenheid een speciale transportband. Typische productiviteit van PEF-systemen bij de productie van chips is van 1 tot 6 t / u, en bij het verwerken van frites is de lijncapaciteit aanzienlijk hoger met 10-60 t / u.
De Elea PEF Advantage Belt is verkrijgbaar in vier modellen: PEF Advantage B 1, 10, 100 en 1000, geschikt voor een capaciteit van 1 t / u tot 60 t / u.
Speciaal voor kleine productielijnen van chips hebben we de PEF Elea PEF Advantage B1 en B1 minisystemen ontwikkeld die tot 6 t / u aan grondstoffen kunnen verwerken (Fig. 6).
Het gemiddelde energieverbruik van het Elea PEF-systeem is vrij laag (1 kWh per ton grondstof), wat lagere bedrijfskosten mogelijk maakt. PEF-implementatie brengt natuurlijk investerings- en bedrijfskosten met zich mee. De installatie van meer dan 30 PEF-systemen bij de productie van chips heeft echter een terugverdientijd opgeleverd in een kort tijdsbestek, gemiddeld één tot twee jaar, dankzij besparingen op de kosten van procesefficiëntie of productgerelateerde voordelen zoals een hogere opbrengst, minder uitval en minder vetgehalte.
Over het algemeen omvat PEF-technologie het verbeteren van de kwaliteit van grondstoffen en het optimaliseren van processen in de hele productieketen, wat de producent, de consument en het milieu ten goede komt.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Bezoek onze website voor meer informatie: www.elea-technology.com
Affiliate materiaal