自2010年以來,脈衝電場技術(以下簡稱PEF)已成功用於生產馬鈴薯零食。 該技術主要用於生產炸薯條和薯條。 在食品工業中成功實施用於土豆連續預處理的PEF設備,在提高原材料利用率,過程效率和產品質量方面具有許多好處。
總體而言,PEF技術取代了傳統的馬鈴薯加熱技術,所使用的水和能源減少了90%。 這項技術有助於軟化原材料,從而改善馬鈴薯的切割和加工。 切面更光滑,表面損傷,破裂,碎屑少和澱粉浪費少,從而提高了成品率,減少了吸油量並延長了切刀壽命。 經過處理的馬鈴薯的PEF中的水擴散得到改善,從而優化了熱燙,乾燥和油炸過程,這也有助於降低能源和運營成本。 用PEF加工的炸薯條和薯條質量更高,更健康,吸收的脂肪比例更低,色澤更均勻。
脈衝電場處理原理 PEF
各個研究小組在1900年代初進行了使用PEF技術的首次研究。 但是,在新千年之初,已經開發了第一個工業PEF系統,並將其安裝在馬鈴薯加工廠中。 目前,在食品工業中使用了150多種Elea PEF系統,其中大多數安裝在炸薯條和薯條的生產中。
脈衝電場技術基於電穿孔原理(圖1)。 根據物理原理,在PEF處理期間,會產生短時的高壓電脈衝,從而促進細胞膜中孔的形成,而不會損害其他有價值的物質,例如維生素,礦物質或色素。 該技術可以應用於動物或植物來源的組織,甚至可以應用於微生物。 所有活細胞都被半滲透性細胞膜圍繞,該膜主要由具有介電特性的磷脂組成。 施加外部電場會導致電荷在細胞膜上積聚,並導致其自然電位(所謂的跨膜電位)增加。 這引起細胞膜的電收縮,結果導致形成孔。
由於在植物組織的細胞(例如,馬鈴薯細胞)中形成了孔,因此在PEF加工過程中,它們失去了細胞內壓力(膨脹),從而導致組織軟化並更容易更好地切割植物材料。 另外,細胞結構的電穿孔導致改善的傳質,由此也改善了工業過程,例如洗滌,熱燙和油炸。
傳統上,馬鈴薯行業使用熱預熱(預熱熱燙)以確保切塊,將馬鈴薯加熱到65°C持續45分鐘。 這個過程需要大量的水和能量。 應該記住的是,含有澱粉的微生物授精水的處置通常是有問題的。 另外,從加熱器充水和排出水通常花費很長時間,並且需要隨後的維護。 對於產品更改和計劃外的生產線停產,這尤其困難,這通常會導致原材料的處置。
應該提到的是,在炸薯條的生產中,在切割原料之前使用PEF加工技術已經成為世界標準。 PEF技術取代了傳統的熱加熱工藝,從而減少了多達90%的水和能源消耗。 在PEF加工過程中,實際上不加熱產品和加工用水,這意味著加工環境中的微生物和澱粉較少。 實際處理僅需幾微秒,根據生產線的生產能力,土豆在PEF系統中的停留時間僅為5-8秒。 脈衝電場的使用還具有其他優點。 由於此方法是批量處理,因此所有土豆(無論大小)均被均勻處理。 應當指出的是,在早期加熱之後,小土豆已經完全煮熟,而大土豆內部仍然牢固。 由於均勻的軟化,可以實現均勻切割; 未加工的炸薯條更加靈活,破碎少,最終產品的產量更高。 油炸過程中減少的吸油量(約10%)降低了最終產品的脂肪含量。 此外,增加的柔韌性和更光滑的表面可提供更長的炸薯條和均勻的顏色,出口處的褐變更均勻。
在薯片生產中,其好處與薯條生產中的好處相似,但最終產品質量的提高甚至更為明顯。 切片得到改善,從而減少了切割過程中原材料和澱粉的浪費,進而導致了產量的顯著提高。 減少澱粉損失的主要原因是軟化的塊莖易於切割。 反過來,這導致對刀具的機械損傷較小,結果,澱粉從表面的沖刷較少。 此外,在油炸過程中,更少的芯片粘在一起,消除了產品剔除的需要。 當油炸的PEF加工成薄片的原料時,脂肪含量降低-最終產品中的脂肪含量降低了20%,應注意的是,這種降低還取決於切削,原料的質量和煎炸過程本身。 後者在提高產品質量方面起著重要作用。 原料的開孔結構和改善的水擴散性能可優化油炸參數,例如油溫和油炸時間。 油炸過程效率的提高對產品的油壽命和吸油性以及最終產品的顏色和鬆脆性有很大影響。 減少煎炸的時間和溫度可以使產品更輕,熱化學反應產物更少。 對於薯片,紅蘿蔔,歐洲防風草或紅甜菜等蔬菜脆片來說,這是一個很大的好處。
另外,原料的均勻軟化為切割產品開闢了新的可能性。 當前,在炸薯條的生產中,可以實現諸如螺旋,華夫餅或波浪形的形式,而原材料的損失明顯更少。 薯片行業正在打開更多選擇,因為現在也可以加工較硬的蔬菜,例如紅薯,防風草或紅甜菜。 因此,對於消費者而言,出現了更多種類的產品,競爭力增強,並且異常形狀和/或產品的生產變得更加有效。
環境影響評估 PEF 加工土豆時
環境影響評估(以下稱EIA)使您能夠表徵從原材料到最終產品的生產對環境的影響。 根據來自全球Elea客戶的比較數據,在工業規模上進行了針對PEF在馬鈴薯加工中使用的EIA研究,該研究發現,用PEF設備代替傳統的熱能加熱器可以減少85%的能源消耗和90%的水消耗。對於一條60 kg / h的典型炸薯條生產線,這相當於每年節省70-000升水,並節省000 GJ熱能;此外,脂肪吸收減少,產品質量提高,產品產量提高20-50 ,五%。 PEF除了在改善產品質量或改進單個生產步驟方面的直接好處外,整個生產過程也變得更加高效和可持續。 在標準尺寸切屑的連續生產線中使用PEF可將最終產品產量提高000噸,減少油耗1噸,這也減少了生產所需的資源和水消耗,此外,還可以進一步降低加工成本,從而提供相同甚至相同的成本工業能力更高。 如今,在全世界馬鈴薯行業中安裝了Elea PEF系統,大約每秒可節省1,5 kWh的能源,67 kg的二氧化碳當量2 和138升水。
系統 PEF 用於馬鈴薯行業
Elea提供各種尺寸的PEF輸送機系統,它們具有不同的容量,可用於炸薯條和薯條生產線。 此外,Elea製造的每個PEF系統都可以根據所有特定要求進行設計和製造。
所有系統都可以24/7全天候運行,並且設計為在極端條件下工作。 由於其不到10秒的短處理時間和緊湊的尺寸,Elea PEF系統易於集成到現有生產線中。 PEF系統是全自動的,可以直接從生產線控製或從中央控制室進行遠程控制。 可以監視和記錄所有相關的過程參數。 由於PEF是炸薯條生產中的標準,因此已安裝的系統基礎在不斷擴大,允許使用庫存中的標準組件和備件。 借助全球合作夥伴和遠程服務功能,專用的工程支持服務可確保正常運行時間,XNUMX/XNUMX支持和安心。
用於PEF處理的Elea系統通常由脈衝發生器和處理單元組成。 對於處理馬鈴薯等固體產品,處理單元是一條特殊的傳送帶。 PEF系統在木片生產中的典型生產率為1到6噸/小時,加工炸薯條時,生產線的產能大大提高,為10-60噸/小時。
Elea PEF Advantage皮帶有四種型號:PEF Advantage B 1、10、100和1000,能夠處理1噸/小時至60噸/小時。
尤其是對於小型切屑生產線,我們開發了PEF Elea PEF Advantage B 1和B1 mini系統,該系統能夠處理高達6噸/小時的原材料(圖6)。
Elea PEF系統的平均能耗非常低(每噸原料1 kWh),從而降低了運營成本。 當然,PEF的實施需要投資和運營成本。 但是,由於節省了工藝效率成本或產品相關的收益(例如增加的產量,更少的廢品和減少了生產成本),在芯片生產中安裝了30多個PEF系統在短時間內顯示出了平均一到兩年的投資回報。脂肪含量。
一般來說,PEF技術包括改善原材料質量和優化整個生產鏈中的流程,這對生產者,消費者和環境都有利。
視頻: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
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