Η τεχνολογία παλλόμενου ηλεκτρικού πεδίου (εφεξής - PEF) χρησιμοποιείται με επιτυχία στην παραγωγή σνακ πατάτας από το 2010. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή τηγανητών πατατών και πατατών. Η επιτυχής εφαρμογή του εξοπλισμού PEF για τη συνεχή προεπεξεργασία πατατών στη βιομηχανία τροφίμων έχει πολλά οφέλη από την άποψη της βελτιωμένης χρήσης πρώτων υλών, της αποτελεσματικότητας της διαδικασίας και της ποιότητας του προϊόντος.
Συνολικά, η τεχνολογία PEF αντικαθιστά την παραδοσιακή θερμική θέρμανση των πατατών χρησιμοποιώντας έως και 90% λιγότερο νερό και ενέργεια. Αυτή η τεχνολογία βοηθά στο να μαλακώσει η πρώτη ύλη, επιτρέποντας βελτιωμένη κοπή και επεξεργασία των πατατών. Μια ομαλότερη κοπή με λιγότερη ζημιά στην επιφάνεια, κατάγματα, μικρά συντρίμμια και απώλεια αμύλου έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις τελικού προϊόντος, λιγότερη απορρόφηση λαδιού και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής μαχαιριού. Η βελτιωμένη διάχυση νερού από το PEF των κατεργασμένων πατατών βελτιστοποιεί τη διαδικασία λεύκανσης, ξήρανσης και τηγανίσματος, η οποία βοηθά επίσης στη μείωση του κόστους ενέργειας και λειτουργίας. Οι τηγανητές πατάτες και τα τσιπ που έχουν υποστεί επεξεργασία με PEF είναι υψηλότερης ποιότητας και πιο υγιεινά, με χαμηλότερο ποσοστό απορροφημένου λίπους και πιο ομοιόμορφο χρώμα.
Η αρχή της επεξεργασίας παλμικού ηλεκτρικού πεδίου PEF
Οι πρώτες μελέτες που χρησιμοποιούν την τεχνολογία PEF από διάφορες ερευνητικές ομάδες διεξήχθησαν στις αρχές του 1900. Ωστόσο, ήδη στις αρχές της νέας χιλιετίας, το πρώτο βιομηχανικό σύστημα PEF αναπτύχθηκε και εγκαταστάθηκε σε ένα εργοστάσιο επεξεργασίας πατάτας. Περισσότερα από 150 συστήματα Elea PEF χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στη βιομηχανία τροφίμων, τα περισσότερα από τα οποία είναι εγκατεστημένα στην παραγωγή τηγανητών πατατών και τσιπ.
Η τεχνολογία παλμού ηλεκτρικού πεδίου βασίζεται στην αρχή της ηλεκτροπόρωσης (Σχήμα 1). Με βάση τις φυσικές αρχές, κατά τη διάρκεια της θεραπείας με PEF, δημιουργούνται σύντομοι ηλεκτρικοί παλμοί υψηλής τάσης, οι οποίοι προωθούν το σχηματισμό πόρων στην κυτταρική μεμβράνη χωρίς να καταστρέφουν άλλες πολύτιμες ουσίες όπως βιταμίνες, μέταλλα ή χρωστικές ουσίες. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί σε ιστούς ζωικής ή φυτικής προέλευσης, ακόμη και σε μικροοργανισμούς. Όλα τα ζωντανά κύτταρα περιβάλλονται από μια ημιπερατή κυτταρική μεμβράνη, η οποία αποτελείται κυρίως από φωσφολιπίδια με διηλεκτρικές ιδιότητες. Η εφαρμογή εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου οδηγεί στη συσσώρευση φορτίου στην κυτταρική μεμβράνη και προκαλεί αύξηση του φυσικού της δυναμικού, το λεγόμενο διαμεμβρανικό δυναμικό. Αυτό προκαλεί ηλεκτρική συστολή της κυτταρικής μεμβράνης και, ως αποτέλεσμα, οδηγεί στο σχηματισμό πόρων.
Λόγω του σχηματισμού πόρων στα κύτταρα των φυτικών ιστών (για παράδειγμα, κύτταρα πατάτας), κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας PEF, χάνουν την ενδοκυτταρική τους πίεση (turgor), η οποία οδηγεί σε μαλάκωμα του ιστού και ευκολότερη και καλύτερη κοπή φυτικών υλικών. Επιπλέον, η ηλεκτροδιάτρηση της δομής των κυττάρων έχει ως αποτέλεσμα βελτιωμένη μεταφορά μάζας, με την οποία βελτιώνονται επίσης οι βιομηχανικές διαδικασίες όπως το πλύσιμο, η λεύκανση και το τηγάνισμα.
Παραδοσιακά, η βιομηχανία πατάτας έχει χρησιμοποιήσει θερμική προθέρμανση (προθέρμανση λεύκανσης) για να εξασφαλίσει ποιοτικές περικοπές, οι οποίες θερμαίνουν τις πατάτες στους 65 ° C για 45 λεπτά. Αυτή η διαδικασία απαιτεί πολύ νερό και ενέργεια. Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η απόρριψη μικροβιολογικά σπερματέγχρονου νερού που περιέχει άμυλο είναι συχνά προβληματική. Επιπλέον, η πλήρωση και εκφόρτιση νερού από τη θερμάστρα διαρκεί συνήθως πολύ χρόνο και απαιτεί επακόλουθη συντήρηση. Αυτό είναι ιδιαίτερα δύσκολο με αλλαγές προϊόντων και μη προγραμματισμένες διακοπές της γραμμής παραγωγής, οι οποίες συχνά οδηγούν στη διάθεση πρώτων υλών.
Πρέπει να αναφερθεί ότι στην παραγωγή τηγανητών πατατών, η χρήση της τεχνολογίας επεξεργασίας PEF πριν από την κοπή της πρώτης ύλης έχει ήδη γίνει παγκόσμιο πρότυπο. Η τεχνολογία PEF αντικαθιστά την κλασική διαδικασία θερμικής θέρμανσης, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση νερού και ενέργειας έως και 90%. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας PEF, το προϊόν και το νερό επεξεργασίας πρακτικά δεν θερμαίνονται, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότεροι μικροοργανισμοί και άμυλο στο περιβάλλον επεξεργασίας. Η πραγματική επεξεργασία διαρκεί μόνο λίγα μικροδευτερόλεπτα και, ανάλογα με την παραγωγική ικανότητα της γραμμής, οι πατάτες βρίσκονται στο σύστημα PEF για μόνο 5-8 δευτερόλεπτα. Η χρήση παλμικών ηλεκτρικών πεδίων έχει επίσης άλλα πλεονεκτήματα. Δεδομένου ότι αυτή η μέθοδος είναι μαζική επεξεργασία, όλες οι πατάτες - είτε μεγάλες είτε μικρές - υποβάλλονται σε ομοιόμορφη επεξεργασία. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι νωρίτερα, μετά τη θερμική θέρμανση, οι μικρές πατάτες είχαν ήδη βρασθεί εντελώς, ενώ οι μεγάλες πατάτες ήταν ακόμα σταθερές στο εσωτερικό. Λόγω ομοιόμορφης μαλάκωσης, επιτυγχάνεται ομοιόμορφη κοπή. Οι ακατέργαστες πατάτες τηγανιτές πατάτες είναι πιο εύκαμπτες και σπάνε λιγότερο, με αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση του τελικού προϊόντος. Η μειωμένη απορρόφηση λαδιού (κατά περίπου 10%) κατά τη διάρκεια του τηγανίσματος μειώνει την περιεκτικότητα σε λιπαρά του τελικού προϊόντος. Επιπλέον, η αυξημένη ευελιξία και η ομαλότερη επιφάνεια οδηγούν σε μακρύτερα μπαστούνια τηγανητών και ομοιόμορφο χρώμα με πιο ομοιόμορφο καφέ στην έξοδο.
Στην παραγωγή τσιπς, τα οφέλη είναι παρόμοια με αυτά στην παραγωγή τηγανητών πατατών, αλλά η βελτίωση της ποιότητας του τελικού προϊόντος είναι ακόμη πιο έντονη. Ο τεμαχισμός βελτιώνεται, με αποτέλεσμα λιγότερες πρώτες ύλες και σπατάλη αμύλου κατά την κοπή, γεγονός που με τη σειρά του οδηγεί σε σημαντική αύξηση της απόδοσης. Η μείωση της απώλειας αμύλου οφείλεται κυρίως στο ότι οι μαλακωμένοι κόνδυλοι είναι πιο εύκολο να κοπούν. Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί σε λιγότερες μηχανικές βλάβες στα μαχαίρια και, κατά συνέπεια, λιγότερη έκπλυση αμύλου από την επιφάνεια. Επιπλέον, λιγότερα τσιπ κολλάνε κατά τη διάρκεια του τηγανίσματος, εξαλείφοντας την ανάγκη απόρριψης προϊόντος. Όταν η βαθιά τηγανισμένη PEF επεξεργάζεται την πρώτη ύλη για τσιπ, υπάρχει μείωση της περιεκτικότητας σε λιπαρά - έως και 20% στο τελικό προϊόν, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η μείωση εξαρτάται επίσης από την κοπή, την ποιότητα της πρώτης ύλης και την ίδια τη διαδικασία τηγανίσματος. Το τελευταίο παίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων. Η ανοιχτή κυψελοειδής δομή της πρώτης ύλης και η βελτιωμένη διάχυση του νερού επιτρέπουν βελτιστοποιημένες παραμέτρους τηγανίσματος όπως θερμοκρασία λαδιού και χρόνο τηγανίσματος. Η αυξημένη απόδοση της διαδικασίας τηγανίσματος έχει μεγάλο αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής του λαδιού και στην απορρόφηση του προϊόντος, καθώς και στο χρώμα και την τραγανότητα του τελικού προϊόντος. Η μείωση του χρόνου και της θερμοκρασίας του τηγανίσματος επιτρέπει ένα ελαφρύτερο προϊόν με λιγότερα προϊόντα θερμοχημικής αντίδρασης. Αυτό είναι ένα μεγάλο όφελος για τσιπ λαχανικών όπως γλυκοπατάτες, καρότα, παστινάκες ή κόκκινα τεύτλα.
Επιπλέον, η ομοιόμορφη απαλότητα του ακατέργαστου προϊόντος ανοίγει νέες δυνατότητες κοπής προϊόντων. Επί του παρόντος, στην παραγωγή τηγανητών πατατών, μπορούν να εφαρμοστούν μορφές όπως σπιράλ, βάφλα ή κυματιστές, με σημαντικά λιγότερες απώλειες πρώτων υλών. Ακόμη μεγαλύτερες εναλλακτικές λύσεις ανοίγουν στη βιομηχανία τσιπς πατάτας, καθώς σκληρότερα λαχανικά όπως γλυκοπατάτες, παστινάκες ή κόκκινα τεύτλα μπορούν επίσης να υποστούν επεξεργασία για να σχηματιστούν. Έτσι, μια μεγαλύτερη ποικιλία προϊόντων εμφανίζεται για τον καταναλωτή, η ανταγωνιστικότητα αυξάνεται και η παραγωγή ασυνήθιστων σχημάτων και / ή προϊόντων γίνεται πιο αποτελεσματική.
Εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων PEF κατά την επεξεργασία πατάτας
Η εκτίμηση περιβαλλοντικών επιπτώσεων (εφεξής - ΕΠΕ) σας επιτρέπει να χαρακτηρίσετε τις επιπτώσεις της παραγωγής στο περιβάλλον από τις πρώτες ύλες έως το τελικό προϊόν. Μια μελέτη ΕΠΕ για τη χρήση PEF στη μεταποίηση πατάτας πραγματοποιήθηκε σε βιομηχανική κλίμακα χρησιμοποιώντας συγκριτικά δεδομένα από πελάτες της Elea σε όλο τον κόσμο και η μελέτη διαπίστωσε ότι η αντικατάσταση των συμβατικών θερμικών θερμαντήρων με εξοπλισμό PEF θα μπορούσε να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 85% και την κατανάλωση νερού κατά 90%. που αντιστοιχεί σε 60 - 70 λίτρα νερού και 000 GJ εξοικονόμησης θερμικής ενέργειας ετησίως για μια τυπική γραμμή παραγωγής τηγανητών πατατών 000 kg / h. Επιπλέον, υπάρχει μειωμένη απορρόφηση λίπους, βελτιωμένη ποιότητα προϊόντος και αύξηση της απόδοσης προϊόντος κατά 20-50 000%. Εκτός από τα άμεσα οφέλη του PEF όσον αφορά τη βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος ή τη βελτίωση των μεμονωμένων σταδίων παραγωγής, ολόκληρη η διαδικασία παραγωγής γίνεται πιο αποτελεσματική και βιώσιμη. Η χρήση PEF σε μια συνεχή γραμμή παραγωγής για τσιπ τυπικού μεγέθους αυξάνει την απόδοση του τελικού προϊόντος κατά 1 τόνους και μειώνει την κατανάλωση λαδιού κατά 1,5 τόνους. Αυτό μειώνει επίσης την κατανάλωση πόρων και νερού που απαιτείται για την παραγωγή, επιπλέον, μειώνοντας περαιτέρω το κόστος επεξεργασίας, παρέχοντας το ίδιο ή ακόμη και υψηλότερη βιομηχανική ικανότητα. Με τα συστήματα Elea PEF εγκατεστημένα σε όλο τον κόσμο στη βιομηχανία πατάτας σήμερα, εξοικονομούνται 67 kWh ενέργειας, 174 κιλά ισοδύναμου CO περίπου κάθε δευτερόλεπτο2 και 138 λίτρα νερού.
Σύστημα PEF για τη βιομηχανία πατάτας
Η Elea προσφέρει μια σειρά συστημάτων μεταφοράς PEF σε διαφορετικά μεγέθη με διαφορετικές δυνατότητες για τηγανητές πατάτες και μάρκες. Επιπλέον, κάθε σύστημα PEF που κατασκευάζεται από την Elea μπορεί να σχεδιαστεί και να κατασκευαστεί σύμφωνα με όλες τις συγκεκριμένες απαιτήσεις.
Όλα τα συστήματα μπορούν να λειτουργήσουν 24/7 και έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε ακραίες συνθήκες. Χάρη στους μικρούς χρόνους επεξεργασίας των λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα και το συμπαγές τους μέγεθος, τα συστήματα Elea PEF ενσωματώνονται εύκολα στις υπάρχουσες γραμμές παραγωγής. Τα συστήματα PEF είναι πλήρως αυτοματοποιημένα και μπορούν να ελεγχθούν απευθείας από τη γραμμή παραγωγής ή από απόσταση από μια κεντρική αίθουσα ελέγχου. Όλες οι σχετικές παράμετροι της διαδικασίας μπορούν να παρακολουθούνται και να καταγράφονται. Δεδομένου ότι το PEF είναι το πρότυπο παραγωγής τηγανιτών πατατών, η εγκατεστημένη βάση συστήματος επεκτείνεται συνεχώς, επιτρέποντας τη χρήση τυποποιημένων εξαρτημάτων και ανταλλακτικών σε απόθεμα. Με παγκόσμιους συνεργάτες και δυνατότητες απομακρυσμένων υπηρεσιών, οι ειδικές υπηρεσίες τεχνικής υποστήριξης εξασφαλίζουν χρόνο λειτουργίας, XNUMXωρη υποστήριξη και ηρεμία.
Τα συστήματα Elea για επεξεργασία PEF αποτελούνται συνήθως από μια γεννήτρια παλμών και μια μονάδα επεξεργασίας. Για την επεξεργασία στερεών προϊόντων όπως οι πατάτες, η μονάδα επεξεργασίας είναι ένας ειδικός ιμάντας μεταφοράς. Η τυπική παραγωγικότητα των συστημάτων PEF στην παραγωγή τσιπς είναι από 1 έως 6 t / h, και κατά την επεξεργασία τηγανιτών πατατών, η χωρητικότητα της γραμμής είναι σημαντικά υψηλότερη στα 10-60 t / h.
Το Elea PEF Advantage Belt διατίθεται σε τέσσερα μοντέλα: PEF Advantage B 1, 10, 100 και 1000, με δυνατότητα χειρισμού από 1 t / h έως 60 t / h.
Ειδικά για μικρές γραμμές παραγωγής τσιπ, έχουμε αναπτύξει τα μίνι συστήματα PEF Elea PEF Advantage B1 και B1 ικανά να επεξεργάζονται έως και 6 t / h πρώτων υλών (Εικ. 6).
Η μέση κατανάλωση ενέργειας του συστήματος Elea PEF είναι αρκετά χαμηλή (1 kWh ανά τόνο πρώτης ύλης), γεγονός που επιτρέπει χαμηλότερο λειτουργικό κόστος. Φυσικά, η εφαρμογή PEF συνοδεύεται από επενδυτικά και λειτουργικά έξοδα. Ωστόσο, η εγκατάσταση περισσότερων από 30 συστημάτων PEF στην παραγωγή τσιπ έχει δείξει απόδοση της επένδυσης σε σύντομο χρονικό διάστημα, κατά μέσο όρο ένα έως δύο χρόνια, χάρη στην εξοικονόμηση κόστους κόστους της διαδικασίας ή σε οφέλη που σχετίζονται με το προϊόν, όπως αυξημένη απόδοση, λιγότερα απορρίμματα και μειωμένα περιεκτικότητα σε λίπος.
Γενικά, η τεχνολογία PEF περιλαμβάνει τη βελτίωση της ποιότητας των πρώτων υλών και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών σε όλη την αλυσίδα παραγωγής, η οποία ωφελεί τον παραγωγό, τον καταναλωτή και το περιβάλλον.
Βίντεο: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε τον ιστότοπό μας: www.elea-technology.com
Υλικό συνεργατών