自2010年以来,脉冲电场技术(以下简称PEF)已成功用于生产马铃薯零食。 该技术主要用于生产炸薯条和薯条。 成功地将PEF设备用于食品行业中的马铃薯的连续预处理,在提高原材料利用率,工艺效率和产品质量方面具有多个好处。
总体而言,PEF技术取代了传统的马铃薯加热技术,所使用的水和能源减少了90%。 这项技术有助于软化原材料,从而改善马铃薯的切割和加工。 切面更光滑,表面损伤,破裂,碎屑和淀粉损失少,从而提高了成品率,减少了吸油量,延长了切刀寿命。 水从处理过的马铃薯的PEF中的扩散得到改善,从而优化了热烫,干燥和油炸过程,这也有助于降低能源和运营成本。 用PEF加工的炸薯条和薯条质量更高,更健康,吸收的脂肪比例更低,色泽更均匀。
脉冲电场处理原理 PEF
各个研究小组在1900年代初进行了使用PEF技术的首次研究。 但是,在新千年之初,已经开发了第一个工业PEF系统并将其安装在马铃薯加工厂中。 目前,在食品工业中使用了150多种Elea PEF系统,其中大多数安装在炸薯条和薯条的生产中。
脉冲电场技术基于电穿孔原理(图1)。 根据物理原理,在PEF处理期间,会产生短时的高压电脉冲,这会促进细胞膜中孔的形成,而不会损害其他有价值的物质,例如维生素,矿物质或色素。 该技术可以应用于动物或植物来源的组织,甚至可以应用于微生物。 所有活细胞都被半渗透性细胞膜围绕,该膜主要由具有介电特性的磷脂组成。 施加外部电场会导致电荷在细胞膜上积累,并导致其自然电位(即跨膜电位)升高。 这引起细胞膜的电收缩,结果导致形成孔。
由于在植物组织的细胞(例如,马铃薯细胞)中形成了孔,因此在PEF加工过程中,它们失去了细胞内压力(膨胀),从而导致组织软化并更容易更好地切割植物材料。 另外,细胞结构的电穿孔导致改善的传质,由此也改善了工业过程,例如洗涤,热烫和油炸。
传统上,马铃薯行业使用热预热(预热热烫)来确保切块,将马铃薯加热到65°C持续45分钟。 这个过程需要大量的水和能量。 应该记住的是,含有淀粉的微生物授精水的处置通常是有问题的。 另外,从加热器充水和排出水通常花费很长时间,并且需要随后的维护。 对于产品更改和计划外的生产线停产,这尤其困难,这通常会导致原材料的处置。
应该提到的是,在炸薯条的生产中,在切割原料之前使用PEF加工技术已经成为世界标准。 PEF技术取代了传统的热加热工艺,从而减少了90%的水和能源消耗。 在PEF加工过程中,实际上不加热产品和加工用水,这意味着加工环境中的微生物和淀粉较少。 实际处理仅需几微秒,根据生产线的生产能力,土豆在PEF系统中的停留时间仅为5-8秒。 脉冲电场的使用还具有其他优点。 由于此方法是批量处理,因此所有土豆(无论大小)均被均匀处理。 应当指出的是,在早期加热之后,小土豆已经完全煮熟,而大土豆内部仍然牢固。 由于均匀的软化,可以实现均匀切割; 未加工的炸薯条更加灵活,破碎少,最终产品的产量更高。 油炸过程中减少的吸油量(约10%)降低了最终产品的脂肪含量。 此外,增加的柔韧性和更光滑的表面可提供更长的炸薯条和均匀的颜色,出口处的褐色更均匀。
在薯片生产中,其好处与薯条生产中的好处相似,但最终产品质量的改善更为明显。 切片效果得到改善,减少了切割过程中的原料和淀粉浪费,进而导致了产量的显着提高。 减少淀粉损失的主要原因是软化的块茎易于切割。 反过来,这导致对刀具的机械损伤较小,结果,淀粉从表面的冲刷较少。 此外,在油炸过程中,更少的芯片粘在一起,从而消除了产品报废的需要。 当油炸的PEF加工成薄片的原料时,脂肪含量降低-最终产品中的脂肪含量降低了20%,应注意的是,这种降低还取决于切削,原料的质量和煎炸过程本身。 后者在提高产品质量方面起着重要作用。 原料的开孔结构和改善的水扩散性能可优化油炸参数,例如油温和油炸时间。 油炸过程效率的提高对产品的油寿命和吸油性以及最终产品的颜色和松脆性有很大影响。 减少油炸的时间和温度可以使产品更轻,热化学反应产物更少。 这对于薯片,红薯,胡萝卜,欧洲防风草或红甜菜等蔬菜脆片具有很大的好处。
另外,原料的均匀软化为切割产品开辟了新的可能性。 当前,在炸薯条的生产中,可以实现螺旋,华夫饼或波浪形等形式,而原料损失明显减少。 马铃薯片产业中甚至出现了更多的选择,因为现在也可以加工较硬的蔬菜,例如甘薯,欧洲防风草或红甜菜。 因此,对于消费者而言,出现了更多种类的产品,竞争力增强,并且异常形状和/或产品的生产变得更加有效。
环境影响评估 PEF 加工土豆时
环境影响评估(以下称EIA)可以描述从原材料到最终产品的生产对环境的影响。 根据来自全球Elea客户的比较数据,在工业规模上进行了针对PEF在马铃薯加工中使用的EIA研究,该研究发现,用PEF设备代替传统的热能加热器可以减少85%的能耗和90%的水消耗。对于一条60 kg / h的典型炸薯条生产线,这相当于每年70-000升水和000 GJ的热能节省。此外,脂肪吸收减少,产品质量提高,产品产量提高20-50 ,000%。 PEF除了在改善产品质量或改进单个生产步骤方面的直接好处外,整个生产过程也变得更加高效和可持续。 在标准尺寸切屑的连续生产线中使用PEF可将最终产品产量提高1吨,减少油耗1,5吨,这也减少了生产所需的资源和水消耗,此外,还可以进一步降低加工成本,从而提供相同甚至相同的成本工业能力更高。 如今,在全世界马铃薯行业中安装了Elea PEF系统,大约每秒可节省67 kWh的能源,相当于174 kg的CO2 和138升水。
系统 PEF 用于马铃薯行业
Elea提供各种尺寸的PEF输送机系统,它们具有不同的容量,可用于炸薯条和薯条生产线。 此外,Elea制造的每个PEF系统都可以根据所有特定要求进行设计和制造。
所有系统都可以24/7全天候运行,并且设计为在极端条件下运行。 由于其不到10秒的短处理时间和紧凑的尺寸,Elea PEF系统易于集成到现有生产线中。 PEF系统是全自动的,可以直接从生产线控制,也可以从中央控制室远程控制。 可以监视和记录所有相关的过程参数。 由于PEF是薯条生产中的标准,因此已安装的系统基础在不断扩展,允许使用库存中的标准组件和备件。 借助全球合作伙伴和远程服务功能,专用的工程支持服务可确保正常运行时间,XNUMX/XNUMX支持和安心。
用于PEF处理的Elea系统通常由脉冲发生器和处理单元组成。 对于处理马铃薯等固体产品,处理单元是一条特殊的传送带。 PEF系统在切片生产中的典型生产率为1到6吨/小时,加工炸薯条时,生产线的产能大大提高,为10-60吨/小时。
Elea PEF Advantage皮带有四种型号:PEF Advantage B 1、10、100和1000,能够处理1吨/小时至60吨/小时。
特别是对于小型芯片生产线,我们开发了PEF Elea PEF Advantage B 1和B1 mini系统,该系统能够处理高达6吨/小时的原材料(图6)。
Elea PEF系统的平均能耗非常低(每吨原料1 kWh),从而降低了运营成本。 当然,PEF的实施需要投资和运营成本。 但是,由于节省了工艺效率成本或产品相关的收益(例如,提高了产量,减少了废品并减少了生产成本),在芯片生产中安装了30多个PEF系统在短时间内显示出了平均一到两年的投资回报。脂肪含量。
一般来说,PEF技术包括改善原材料质量和优化整个生产链中的流程,这对生产者,消费者和环境都有利。
视频: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
如果你想知道更多的信息,请访问我们的网站: www.elea-technology.com
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