Bagaimana ia berfungsi?
Aplikasi PEF menyebabkan elektroporasi, atau seperti yang kami suka memanggilnya "elevasi”, membentuk liang dalam membran sel dengan input tenaga yang rendah dan beban haba. Mekanisme tindakan telah lama diketahui, tetapi hanya dalam dekad yang lalu ia telah menemui penggunaan yang meluas dalam industri pemprosesan sayur-sayuran. Dengan 200 sistem Elea PEF yang digunakan dalam industri makanan elea adalah peneraju pasaran dalam bidang ini. Artikel ini akan melihat secara ringkas sejarah penggunaan PEF, membincangkan proses dan faedah produk untuk industri kentang dan reka bentuk peralatan dan memberi pandangan tentang peluang permohonan yang akan datang.
Hari-hari awal
Setakat yang kami dapati laporan penumbuk mengenai penggunaan PEF bermula pada tahun 1960-an, penyelidik di Jerman dan Ukraine telah memerhatikan gangguan sel dan peningkatan proses pengangkutan dan pengasingan massa selepas menggunakan kuasa berdenyut. Jenis prototaip skala industri pertama telah didirikan pada tahun 1980-an untuk pemprosesan tepung ikan, tetapi teknologi pensuisan kuasa tinggi tidak dibangunkan cukup jauh. Teknologi mengambil langkah kembali ke dalam bidang akademik. Pada 1990-an universiti termasuk Ohio State University, Washington State University dan Berlin University of Technology menjalankan projek yang dibiayai awam mengenai penggunaan PEF untuk penyahaktifan mikrob dan gangguan sel tumbuhan. Sekitar tahun 1997 laporan pertama tentang kesan PEF ke atas kentang, lobak merah atau bit gula telah diterbitkan oleh Angersbach et al or Rastogi et al. Kehilangan tekanan turgor dan pelembutan tisu telah diperhatikan dengan menggunakan analisis tekstur.
Penggunaan pertama dalam pemprosesan kentang
Pada tahun 1998 sistem skala teknikal telah dibangunkan untuk ujian berterusan dalam industri kanji kentang. Persediaan pertama menggunakan graviti sebagai alat pengangkutan, tetapi sangat cepat telah menjadi jelas bahawa pengangkutan produk paksa diperlukan dan sistem roda air dan tali sawat telah dibina. Menggunakan tali pinggang pemprosesan elektrod mendatar atau menegak telah menunjukkan prestasi proses yang tinggi, kebolehpercayaan serta kebolehgunaan dalam industri makanan. Pada tahun 2006 sistem skala industri telah dipasang dalam pemprosesan French Fries. Sejak itu, turn-key, sistem PEF industri telah dibangunkan di DIL, Jerman.
Faedah produk PEF untuk French Fries
Apabila tekanan sel dalaman (turgor) hilang, kentang menjadi lembut selepas rawatan elektroporasi. Sama seperti selepas pemanasan awal, tekstur yang melembutkan meningkatkan pemotongan dan mengakibatkan kurang bulu dan pecah. Berbanding dengan pemanasan awal, penggunaan PEF mempunyai beberapa manfaat produk dan proses serta penggunaan tenaga dan air dikurangkan sehingga 90%. Untuk aplikasi PEF input tenaga 0.3 hingga 1.5 kJ/kg kentang digunakan, menyebabkan kenaikan suhu <0.4°C. Semasa musim keamatan proses disesuaikan semasa musim, yang paling tinggi dengan ubi segar dari tanaman ladang atau varieti yang lebih keras dan turun menjelang akhir musim. Purata panjang produk meningkat, dan kehilangan kanji ke dalam pemprosesan aliran air semasa pemotongan dan pemutihan berkurangan. Itu membolehkan peningkatan hasil sehingga 1.5% untuk barisan pemprosesan kentang goreng Perancis. Kurang kerosakan tisu juga mengurangkan pengambilan minyak. Pengurangan sehingga 10% dicapai. Tiada masa penahanan diperlukan kerana kesan medan elektrik adalah serta-merta dan isipadu, juga, tidak memerlukan masa mula atau tutup. Hari ini lebih kurang. Sistem 140 Elea PEF digunakan dalam industri French Fries dengan kapasiti pemprosesan dari 5 hingga 75 t/j. Projek baru-baru ini meningkatkan kapasiti rawatan sehingga 100 t/j pada talian tunggal atau rawatan bahan mentah lain seperti ubi keledek atau ubi kayu.
Goreng cip yang sempurna dengan PEF
Kualiti bahan mentah dan pemprosesan yang dioptimumkan adalah pemacu utama untuk kerepek kentang dan sayur-sayuran berkualiti tinggi. Kualiti dan ketekalan penghirisan adalah faktor utama dalam industri itu, kerana semua langkah pemprosesan seterusnya dan kualiti produk bergantung padanya. PEF mengurangkan pecah dan bilangan denda dan zarah pecah semasa menghiris kentang serta sayur-sayuran lain. Permukaan potongan yang lebih halus akan mengurangkan kehilangan kanji dan tahap kanji bebas pada permukaan produk. Ini berfaedah untuk hasil dan tekstur produk, serta mengurangkan kelekatan produk dan berganda. Menyimpan kanji dalam kepingan menyumbang kepada tekstur dan kerangup yang lebih baik. Dengan kehilangan kanji yang berkurangan dan pemotongan yang lebih baik sehingga 2% peningkatan hasil boleh dicapai. Disebabkan pelepasan yang lebih cepat suhu penggorengan air dan / atau masa boleh dikurangkan. Pada talian menggoreng berterusan – bergantung pada persediaan talian – sehingga 10 % pengurangan masa menggoreng adalah mungkin, yang digabungkan dengan suhu penggorengan akhir yang dikurangkan menghasilkan beban haba yang kurang dan peningkatan kualiti produk. Untuk penggorengan kelompok sehingga 15% peningkatan kapasiti boleh dicapai kerana penyingkiran kelembapan yang dipermudahkan. Kebanyakan garisan kerepek ubi tidak termasuk langkah pemutihan, tetapi jika PEF yang digunakan boleh membantu memulihkan kesan pemutihan yang tidak diingini pada tekstur produk. Kerosakan permukaan kepingan yang lebih sedikit akan mengakibatkan pengambilan minyak yang lebih sedikit, kira-kira 10% untuk produk biasa dan keadaan menggoreng. Untuk bahan mentah seperti lobak merah, ubi, ubi keledek atau ubi kayu faedah yang sama diperhatikan. PEF akan menambah baik pemotongan produk dan membolehkan penyingkiran air lebih cepat dan mengurangkan pengambilan minyak. Mengurangkan masa dan suhu menggoreng akan membolehkan warna produk lebih cerah dan penampilan produk lebih semula jadi. Pada masa ini lebih kurang. Sistem 40 Elea PEF digunakan dalam industri makanan ringan, antara 1 hingga 12 t/j kapasiti rawatan untuk satu talian atau sehingga 28 t/j di mana beberapa garis penghirisan dan penggorengan digabungkan. Lihat testimoni pengguna PEF di bawah.https://www.linkedin.com/embeds/publishingEmbed.html?articleId=9036411920855038759
Reka bentuk peralatan dan penyepaduan talian
Sistem berterusan digunakan untuk pemprosesan kentang skala industri. Ia terdiri daripada modulator nadi untuk bekalan tenaga dan kawasan rawatan. Kuasa sistem dan reka bentuk mekanikal bergantung kepada keperluan kapasiti pemprosesan. Kekuatan medan elektrik (~1 kV/cm) dan input tenaga khusus (0.3 hingga 1.5 kJ/kg) adalah proses utama dan parameter reka bentuk. Keratan rentas maksimum ditentukan oleh kekuatan medan yang diperlukan. Input dan daya pemprosesan tenaga khusus menentukan penarafan kuasa purata. Untuk membolehkan pengangkutan produk yang lancar, keratan rentas ruang rawatan hendaklah lebar dan bebas daripada halangan, dimensi menentukan penarafan kuasa puncak sistem. Penjana nadi semasa sama ada berdasarkan pengubah nadi atau reka bentuk penjana Marx. Sistem berasaskan pengubah nadi membenarkan jejak yang lebih kecil, tetapi arus puncak terhad kepada 1 atau 2 kA. Oleh kerana arus puncaknya yang lebih tinggi sehingga 10 kA penjana Marx membenarkan saluran rawatan yang lebih luas dan lebih disukai untuk sistem pemprosesan yang lebih tinggi. Untuk produk pepejal seperti sistem tali pinggang akar atau ubi telah menunjukkan prestasi terbaik dan kebolehpercayaan dengan keamatan rawatan yang berterusan ke atas daya pemprosesan atau saiz produk yang berbeza-beza. Air digunakan untuk pemindahan tenaga, untuk mengawal keberkesanan rawatan dan mengurangkan keperluan air proses kualiti air dipantau dan diurus secara berterusan. Bergantung pada kapasiti rawatan dan penarafan kuasa penjana kedua-dua konfigurasi elektrod mendatar dan menegak boleh digunakan. Semasa PEF berfungsi mengelupas atau mematikan, kebanyakan sistem dipasang selepas pengelupasan, di mana pemotongan atau penghirisan hidrojet berikutnya mendapat manfaat daripada ketekalan yang dipertingkatkan dan ketahanan pisau yang lebih lama. Untuk pemasangan skala yang lebih besar penjana berdenyut dan unit rawatan diasingkan untuk memastikan jejak kecil dengan garis pemprosesan sebenar. Untuk memenuhi permintaan dalam sektor snek, Elea telah mereka bentuk khusus, padat semua dalam satu unit dengan kapasiti rawatan sehingga 9 t/j. Ini membolehkan pelaksanaan mudah ke dalam barisan pengeluaran sedia ada.
Kawalan dan pengoptimuman proses
Dengan peningkatan tenaga PEF saiz pori input meningkat dan selain air juga gula atau kanji dibebaskan. Lebih banyak lagi lebih baik bukanlah pendekatan yang betul di sini, kerana ia boleh menyebabkan pepejal yang tidak diingini dan kehilangan hasil. Untuk pemantauan dan pengoptimuman proses Elea telah membangunkan dua alat, Kawalan PEF dan Potong Kawalan. Mengikut konsep yang dicadangkan oleh Angersbach et al, Kawalan PEF adalah berdasarkan pengukuran impedans untuk mengesan bilangan sel terbuka dalam tisu dan untuk meramalkan peningkatan pengangkutan jisim contohnya dalam pengekstrakan, infusi atau proses pengeringan. Kawalan Potong mengukur pemampatan dan daya pemotongan untuk ubi dan dengan itu membolehkan pemilihan parameter pemprosesan yang sesuai bergantung kepada kepelbagaian bahan mentah, musim dan potongan yang dikehendaki. Bersama-sama dengan pelanggan kami serta penyepadu talian, kami telah menjalankan projek pemasangan dan pengoptimuman talian yang disokong secara peribadi atau jauh. Dengan menggunakan aplikasi sokongan video kami sendiri, proses ini dikendalikan dari percubaan pertama dalam skala perintis melalui bukti ujian prinsip di tempat kepada pemasangan sistem, permulaan dan pentauliahan. Diagnosis dan sokongan jauh tersedia untuk perkhidmatan pelanggan serta pembangunan produk. Apabila menyepadukan sistem PEF ke dalam projek turnkey atau untuk pengubahsuaian, pasukan pakar kami tersedia untuk memaksimumkan prestasi talian keseluruhan dengan mengoptimumkan peralatan dan tetapan proses pada semua peringkat barisan pengeluaran.
Implikasi kelestarian
Dengan keperluan tenaga lebih kurang. 1 kWj setiap tan produk, PEF ialah teknik gangguan sel yang paling berkesan. Penggunaan air PEF berjulat dari 30 hingga 50 l setiap tan produk, bergantung kepada air suapan dan kekonduksian produk. Untuk meminimumkan penggunaan air, tanah atau kanji bebas perlu dikeluarkan sebelum memasuki mandi rawatan, selepas rawatan air proses boleh digunakan semula dalam peringkat proses lain. Sebilangan pengguna PEF telah menjalankan dan menerbitkan analisis kemampanan selepas pelaksanaan PEF. Untuk talian biasa 26t/j penjimatan air dalam julat 24.000 m3 dan penjimatan tenaga sebanyak 10 juta kWj setahun telah dilaporkan. Penjimatan tersebut digabungkan dengan peningkatan hasil lebih kurang. 950 t dan pengambilan minyak dikurangkan sebanyak 368 t setahun membantu menjimatkan wang, sumber dan alam sekitar.
Apa yang seterusnya dan di mana untuk percubaan?
Kami bekerjasama rapat dengan pelanggan untuk menyediakan penyelesaian yang dibuat khusus untuk memenuhi keperluan individu mereka. Kerja semasa memfokuskan pada pengoptimuman proses dan pembangunan produk baharu untuk bentuk produk baharu atau menggunakan tanaman yang setakat ini kurang digunakan. Penyerapan PEF yang dipertingkatkan dan pengambilan warna, perisa atau bahan aktif membolehkan kesan pada rasa dan penampilan produk. PEF bukan sahaja boleh digunakan untuk melembutkan tisu, tetapi dengan rawatan haba boleh digunakan untuk mengekalkan tekstur tisu dengan pengubahsuaian pektin yang disasarkan. Ini membolehkan mengurangkan kemerosotan tekstur semasa memasak atau mengetin kentang dan sayur-sayuran lain. Dan akhirnya, gabungan PEF dan penggorengan vakum atau pengeringan vakum gelombang mikro membolehkan untuk mencipta tekstur produk yang baru, lazat dan rangup. Dengan PEF Pilot kami telah membangunkan sistem R&D paling serba boleh yang terdapat di pasaran.
Hubungi kami di www.elea-technology.com untuk membangunkan penyelesaian terbaik untuk produk kentang anda.
Baca lebih banyak berita dalam prosesbahagian s