فناوری پالس الکتریک فیلد (PEF) از سال 2010 با موفقیت در تولید تنقلات سیب زمینی استفاده شده است. این فناوری عمدتاً در تولید سیب زمینی سرخ کرده و چیپس استفاده می شود. اجرای موفقیت آمیز تجهیزات PEF برای پیش تصفیه مداوم سیب زمینی در صنایع غذایی با تعدادی از مزایا از نظر بهبود استفاده از مواد خام، راندمان فرآیند و کیفیت محصول همراه است.
به طور کلی، فناوری PEF جایگزین گرمایش حرارتی سنتی سیب زمینی ها می شود و تا 90٪ آب و انرژی کمتری مصرف می کند. این فناوری به نرم شدن مواد خام کمک می کند و امکان برش و فرآوری بهتر سیب زمینی را فراهم می کند. یک برش صاف تر با آسیب سطحی کمتر، بریدگی ها، زباله ها و از دست دادن نشاسته منجر به راندمان بالاتر، جذب روغن کمتر و عمر طولانی تر تیغه برش می شود. انتشار آب بهبود یافته از سیب زمینی های تصفیه شده با PEF امکان بهینه سازی فرآیند بلانچ کردن، خشک کردن و سرخ کردن را فراهم می کند که همچنین هزینه های انرژی و تولید را کاهش می دهد. سیب زمینی سرخ شده و چیپس فرآوری شده با PEF محصولی با کیفیت و سالم تر، با درصد چربی کمتر جذب شده و رنگ یکنواخت تر است.
اصل پردازش میدان الکتریکی پالسی PEF
اولین مطالعات با استفاده از فناوری PEF توسط گروه های تحقیقاتی مختلف در اوایل دهه 1900 انجام شد. با این حال، در ابتدای هزاره جدید، اولین سیستم PEF صنعتی توسعه یافته و در یک کارخانه فرآوری سیب زمینی نصب شد. امروزه بیش از 150 سیستم Elea PEF در صنایع غذایی استفاده می شود که بیشتر آنها در تولید سیب زمینی سرخ کرده و چیپس نصب می شوند.
فناوری میدان الکتریکی پالسی بر اساس اصل الکتروپوراسیون است (شکل 1). بر اساس اصول فیزیکی، در طی درمان PEF، پالس های الکتریکی کوتاه ولتاژ بالا تولید می شود که باعث ایجاد منافذ در غشای سلولی بدون آسیب رساندن به سایر مواد ارزشمند مانند ویتامین ها، مواد معدنی یا رنگدانه ها می شود. این فناوری را می توان برای بافت های حیوانی یا گیاهی و حتی میکروارگانیسم ها به کار برد. تمام سلول های زنده توسط یک غشای سلولی نیمه تراوا احاطه شده اند که عمدتاً از فسفولیپیدها با خواص دی الکتریک تشکیل شده است. اعمال میدان الکتریکی خارجی منجر به تجمع بار روی غشای سلولی می شود و باعث افزایش پتانسیل طبیعی آن می شود که اصطلاحاً به آن پتانسیل گذرنده می گویند. این باعث انقباض الکتریکی غشای سلولی می شود و در نتیجه منجر به تشکیل منافذ می شود.
به دلیل ایجاد منافذ در سلولهای بافتهای گیاهی (مثلاً سلولهای سیبزمینی)، در طی تیمار PEF، فشار داخل سلولی (تورگور) خود را از دست میدهند که منجر به نرم شدن بافت و برش راحتتر و بهتر مواد گیاهی میشود. علاوه بر این، الکتروپوراسیون ساختار سلولی منجر به بهبود انتقال جرم می شود که در نتیجه فرآیندهای صنعتی مانند شستشو، بلانچ کردن و سرخ کردن عمیق نیز بهبود می یابد.
به طور سنتی، برای اطمینان از برش با کیفیت، صنعت سیب زمینی از یک بخاری حرارتی (بلانچر از قبل گرم شده) استفاده می کند تا سیب زمینی ها را تا دمای 65 درجه سانتی گراد به مدت 45 دقیقه گرم کند. این فرآیند به مقدار زیادی آب و انرژی نیاز دارد. باید در نظر داشت که دفع آب تلقیح شده میکروبیولوژیکی حاوی نشاسته اغلب باعث ایجاد مشکلاتی می شود. علاوه بر این، پر کردن و تخلیه آب از بخاری معمولاً زمان زیادی می برد و نیاز به تعمیر و نگهداری بعدی دارد. این امر به ویژه زمانی که تغییرات محصول و توقف برنامه ریزی نشده خط تولید وجود دارد که اغلب منجر به هدر رفتن مواد اولیه می شود دشوار است.
لازم به ذکر است در تولید سیب زمینی سرخ کرده استفاده از تکنولوژی فرآوری PEF قبل از برش مواد اولیه به یک استاندارد جهانی تبدیل شده است. فناوری PEF جایگزین فرآیند گرمایش حرارتی کلاسیک می شود و در نتیجه مصرف آب و انرژی را تا 90 درصد کاهش می دهد. در طول پردازش PEF، محصول و آب فرآیند عملاً گرم نمی شوند، به این معنی که میکروارگانیسم ها و نشاسته کمتری در محیط فرآیند وجود دارد. فرآوری واقعی فقط چند میکروثانیه طول می کشد و بسته به ظرفیت تولید خط، مدت زمانی که سیب زمینی ها در سیستم PEF هستند تنها 5-8 ثانیه است. استفاده از میدان های الکتریکی پالسی مزایای دیگری نیز دارد. از آنجایی که این روش یک فرآوری فله ای است، کل سیب زمینی - مهم نیست چقدر بزرگ یا کوچک - به طور یکنواخت پردازش می شود. لازم به ذکر است که قبلاً پس از حرارت دادن، سیب زمینی های کوچک کاملاً پخته شده بودند، در حالی که سیب زمینی های بزرگ هنوز در داخل سفت بودند. به دلیل نرم شدن یکنواخت، برش یکنواخت حاصل می شود. چوبهای سرخکرده خام انعطافپذیرتر میشوند و احتمال شکستن آنها کمتر میشود و در نتیجه محصول نهایی بازده بالاتری دارد. کاهش جذب روغن (تقریباً 10٪) در هنگام سرخ کردن عمیق، محتوای چربی محصول نهایی را کاهش می دهد. علاوه بر این، افزایش انعطافپذیری و سطح صاف باعث میشود سیبزمینیهای سرخ شده طولانیتر و رنگ ثابتی با قهوهای شدن بیشتر در انتها ایجاد شود.
در تولید چیپس، فواید آن مشابه با تولید سیب زمینی سرخ کرده است، اما بهبود کیفیت محصول نهایی بیشتر مشهود است. عملکرد برش بهبود می یابد و در نتیجه تلفات مواد خام و نشاسته در طول برش کاهش می یابد که به نوبه خود منجر به افزایش قابل توجه عملکرد می شود. کاهش از دست دادن نشاسته در درجه اول به دلیل آسان تر برش غده های نرم شده است. این به نوبه خود منجر به آسیب مکانیکی کمتری به چاقوها و در نتیجه شسته شدن کمتر نشاسته از سطح می شود. علاوه بر این، در طول سرخ کردن عمیق، چیپس های کمتری به هم چسبیده و نیاز به دور ریختن محصول را از بین می برد. هنگام سرخ کردن مواد خام فرآوری شده PEF برای چیپس، میزان چربی کاهش می یابد - تا 20٪ در محصول نهایی، لازم به ذکر است که این کاهش به برش، کیفیت مواد اولیه و سرخ کردن نیز بستگی دارد. خود فرآیند دومی نقش مهمی در بهبود کیفیت محصول دارد. ساختار سلول باز مواد خام و بهبود انتشار آب به بهینه سازی پارامترهای سرخ کردن مانند دمای روغن و زمان سرخ کردن اجازه می دهد. افزایش راندمان فرآیند سرخ کردن عمیق تاثیر زیادی بر عمر روغن و جذب روغن توسط محصول و همچنین رنگ و تردی محصول نهایی دارد. کاهش زمان و دمای برشته کردن، محصولی سبک تر با محصولات واکنش ترموشیمیایی کمتر تولید می کند. این یک مزیت بزرگ برای چیپس سبزیجات مانند سیب زمینی شیرین، هویج، ازگیل یا چغندر قرمز است.
علاوه بر این، نرم شدن یکنواخت محصول خام، امکانات جدیدی را برای برش محصولات باز می کند. امروزه سیب زمینی سرخ کرده را می توان به شکل هایی مانند مارپیچ، وافل یا موج دار تولید کرد و مواد اولیه به میزان قابل توجهی هدر رفت. تولید ترد جایگزین های بزرگ تری را به وجود می آورد زیرا سبزیجات سخت تری مانند سیب زمینی شیرین، ازگیل یا چغندر قرمز نیز اکنون می توانند به اشکال غیرعادی تبدیل شوند. بنابراین، تنوع بیشتری از محصولات در دسترس مصرف کننده وجود دارد، رقابت پذیری افزایش می یابد و تولید اشکال و/یا محصولات غیر معمول کارآمدتر می شود.
ارزیابی اثرات زیست محیطی PEF هنگام پردازش سیب زمینی
ارزیابی اثرات زیستمحیطی (که از این پس EIA نامیده میشود) به ما اجازه میدهد تا اثرات زیستمحیطی تولید از مواد خام تا محصول نهایی را مشخص کنیم. یک مطالعه EIA برای استفاده از PEF در فرآوری سیب زمینی در مقیاس صنعتی با استفاده از داده های مقایسه ای مشتریان Elea در سراسر جهان انجام شد. این مطالعه نشان داد که با جایگزینی پیش گرم کن های حرارتی معمولی با تجهیزات PEF، مصرف انرژی را می توان تا 85 درصد کاهش داد. مصرف آب به میزان 90 درصد، که معادل 60 تا 70،000،000 لیتر آب و 20 GJ صرفه جویی در انرژی حرارتی در سال برای خط تولید سیب زمینی سرخ کرده معمولی 50 کیلوگرم در ساعت است، علاوه بر این، کاهش جذب چربی، بهبود کیفیت محصول و افزایش در بازده محصول 000-1، 1,5% مشاهده می شود. علاوه بر مزایای مستقیم PEF مربوط به افزایش کیفیت محصول یا بهبود در مراحل تولید جداگانه، کل فرآیند تولید کارآمدتر و پایدارتر می شود. استفاده از PEF در خط تولید پیوسته چیپس با سایز استاندارد منجر به افزایش بازده محصول نهایی به میزان 67 تن و کاهش مصرف روغن به میزان 174 تن می شود و همچنین مصرف منابع و آب مورد نیاز برای تولید را کاهش می دهد. کاهش اضافی در هزینه های پردازش، فراهم کردن ظرفیت صنعتی مشابه یا حتی بالاتر. با نصب سیستم های Elea PEF در سراسر جهان، صنعت سیب زمینی در حال حاضر تقریباً در هر ثانیه 29 کیلووات ساعت انرژی، معادل 23 کیلوگرم COXNUMX صرفه جویی می کند.2 و 138 لیتر آب.
سیستم PEF برای صنعت سیب زمینی
Elea طیف وسیعی از سیستم های نوار نقاله PEF را در اندازه های مختلف با ظرفیت های مختلف برای خطوط سیب زمینی سرخ کرده و چیپس ارائه می دهد. علاوه بر این، هر سیستم PEF تولید شده توسط Elea می تواند طراحی و ساخته شود تا تمام نیازهای خاص را برآورده کند.
همه سیستم ها می توانند 24/7 کار کنند و برای کار در شرایط سخت طراحی شده اند. به لطف زمان پردازش کوتاه کمتر از 10 ثانیه و ابعاد فشرده، سیستم های Elea PEF می توانند به راحتی در خطوط تولید موجود ادغام شوند. سیستم های PEF کاملاً خودکار هستند و می توان آنها را مستقیماً از خط تولید یا از راه دور از یک اتاق کنترل مرکزی کنترل کرد. تمام پارامترهای فرآیند مربوطه را می توان نظارت و ثبت کرد. از آنجایی که PEF استاندارد در صنعت سرخ کردنی فرانسه است، پایه سیستم نصب شده به طور مداوم در حال گسترش است و امکان استفاده از قطعات استاندارد و قطعات یدکی موجود در انبار را فراهم می کند. خدمات پشتیبانی مهندسی اختصاصی با شرکای خود در سراسر جهان و قابلیتهای خدمات از راه دور، بهروزرسانی، پشتیبانی XNUMX ساعته و آرامش خاطر را ارائه میکنند.
سیستمهای Elea برای پردازش PEF معمولاً از یک مولد پالس و یک واحد پردازش تشکیل شدهاند. برای پردازش محصولات سخت مانند سیب زمینی، واحد پردازش یک تسمه نقاله مخصوص است. بهره وری معمول سیستم های PEF در تولید چیپس از 1 تا 6 تن در ساعت است و در فرآوری سیب زمینی سرخ کرده بهره وری خط بسیار بالاتر و به 10-60 تن در ساعت می رسد.
سیستم کمربند Elea PEF Advantage در چهار مدل PEF Advantage B 1، 10، 100 و 1000 با قابلیت پردازش از 1 تن در ساعت تا 60 تن در ساعت موجود است.
به خصوص برای خطوط تولید تراشه های کوچک، ما سیستم های کوچک PEF Elea PEF Advantage B 1 و B1 را توسعه داده ایم که قادر به پردازش تا 6 تن در ساعت مواد خام هستند (شکل 6).
میانگین مصرف انرژی سیستم Elea PEF بسیار کم است (1 کیلووات ساعت در هر تن ماده خام)، که هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد. البته اجرای PEF با هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی همراه است. با این حال، نصب بیش از 30 سیستم PEF در تولید تراشه به دلیل صرفه جویی در هزینه های راندمان فرآیند یا مزایای مرتبط با محصول مانند افزایش بازده، بازگشت سرمایه را در مدت زمان کوتاه، به طور متوسط بین یک تا دو سال، نشان داده است. کاهش ضایعات و کاهش محتوای چربی
به طور کلی، فناوری PEF شامل بهبود کیفیت مواد خام و بهینه سازی فرآیندها در کل زنجیره تولید است که به نفع سازنده، مصرف کننده و محیط زیست است.
ویدئو: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
برای اطلاعات بیشتر به وب سایت ما مراجعه کنید: www.elea-technology.com
مواد وابسته