パルス電界を印加する技術(以下、PEF)は、2010年からポテトスナックの製造に使用されています。 この技術は、主にフレンチフライやチップの製造に使用されます。 食品業界でジャガイモを継続的に前処理するためのPEF装置の実装が成功すると、原材料の利用率、プロセス効率、製品品質の向上という点でいくつかの利点があります。
全体的に、PEFテクノロジーは、ジャガイモの従来の熱加熱に代わって、最大90%少ない水とエネルギーを使用します。 この技術は、原料を柔らかくするのに役立ち、ジャガイモの切断と加工の改善を可能にします。 表面の損傷、破損、小さな破片、デンプンの損失が少ないスムーズな切断により、完成品の歩留まりが高くなり、油の吸収が少なくなり、切断ナイフの寿命が長くなります。 処理されたジャガイモのPEFからの水の拡散の改善により、ブランチング、乾燥、および揚げ工程の最適化が可能になり、エネルギーと生産コストの削減にも役立ちます。 PEFで処理されたフライドポテトとチップは、吸収される脂肪の割合が低く、色がより均一で、品質が高く、健康的です。
パルス電界処理の原理 PEF
さまざまな研究グループによるPEF技術を使用した最初の研究は、1900年代初頭に行われました。 しかし、すでに新しいミレニアムの初めに、最初の産業用PEFシステムが開発され、ジャガイモ処理プラントに設置されました。 150を超えるElea PEFシステムが今日の食品業界で使用されており、そのほとんどがフライドポテトとチップの製造に設置されています。
パルス電界技術は、エレクトロポレーションの原理に基づいています(図1)。 物理的原理に基づいて、PEF処理中に高電圧の短い電気パルスが生成され、ビタミン、ミネラル、色素などの他の貴重な物質に損傷を与えることなく、細胞膜に細孔の形成を促進します。 この技術は、動物や植物由来の組織、さらには微生物にも適用できます。 すべての生きている細胞は、主に誘電特性を持つリン脂質からなる半透過性の細胞膜に囲まれています。 外部電場の印加は、細胞膜に電荷を蓄積させ、その自然電位、いわゆる膜貫通電位の増加を引き起こします。 これは、細胞膜の電気的収縮を引き起こし、その結果、細孔の形成につながります。
植物組織の細胞(例えば、ジャガイモ細胞)に細孔が形成されるため、PEF処理中に細胞内圧(乱流)が失われ、組織が柔らかくなり、植物材料の切断がより簡単になります。 さらに、セル構造のエレクトロポレーションにより、質量移動が改善され、洗浄、白化、揚げ物などの工業プロセスも改善されます。
伝統的に、ジャガイモ業界は、ポテトを65°Cに45分間加熱する高品質のカットを保証するために、熱予熱(予熱ブランキング)を使用していました。 このプロセスには多くの水とエネルギーが必要です。 デンプンを含む微生物学的に播種された水の処分はしばしば問題があることに留意する必要があります。 さらに、ヒーターからの水の充填と排出には通常長い時間がかかり、その後のメンテナンスが必要です。 これは、製品の変更や計画外の生産ラインの停止によって特に困難になり、原材料の廃棄につながることがよくあります。
フレンチフライの製造では、原材料を切断する前にPEF処理技術を使用することがすでに世界標準になっていることに注意してください。 PEFテクノロジーは、従来の熱加熱プロセスに代わるものであり、それによって水とエネルギーの消費を最大90%削減します。 PEF処理中、製品とプロセス水は実質的に加熱されません。つまり、プロセス環境内の微生物とデンプンが少なくなります。 実際の処理には数マイクロ秒しかかからず、ラインの生産能力にもよりますが、ジャガイモはPEFシステムに5〜8秒しかありません。 パルス電界の使用には、他の利点もあります。 この方法は一括処理であるため、大小を問わず、すべてのジャガイモが均等に処理されます。 先に、熱加熱後、小さなジャガイモはすでに完全に沸騰していましたが、大きなジャガイモはまだ中がしっかりしていました。 均一な軟化により、均一なカットが実現されます。 生のフレンチフライスティックは柔軟性が高く、壊れにくいため、歩留まりが高くなります。 揚げ物中の吸油量の減少(約10%)により、最終製品の脂肪含有量が減少します。 さらに、柔軟性が向上し、表面が滑らかになると、フレンチフライスティックが長くなり、色が均一になり、出口でより均一な褐色になります。
チップの製造では、フレンチフライの製造と同様のメリットがありますが、最終製品の品質の向上はさらに顕著です。 スライスが改善され、切断中の原材料とデンプンの無駄が少なくなり、歩留まりが大幅に向上します。 デンプンの損失が減少するのは、主に軟化した塊茎が切断しやすいためです。 これにより、ナイフへの機械的損傷が少なくなり、その結果、表面からのデンプンの洗い流しが少なくなります。 さらに、揚げ物中にくっつくチップが少なくなるため、製品を拒否する必要がなくなります。 チップ用のPEF加工原料を揚げた場合、脂肪含有量が最大20%減少します。この減少は、切削、原料の品質、および揚げ工程自体にも依存することに注意してください。 後者は、製品の品質を向上させる上で重要な役割を果たします。 原材料のオープンセル構造と改善された水の拡散により、油温や揚げ時間などの揚げパラメータを最適化できます。 揚げる工程の効率の向上は、製品の油寿命と油吸収、そして最終製品の色とカリカリ感に大きな影響を与えます。 揚げる時間と温度を減らすことは、より少ない熱化学反応生成物でより軽い製品を可能にします。 これは、スイートポテト、ニンジン、パースニップ、レッドビートなどの野菜チップにとって大きなメリットです。
さらに、原材料の均一な軟化は、製品を切断するための新しい可能性を開きます。 現在、フライドポテトの製造では、スパイラル、ワッフル、波状などの形態を実装でき、原料の損失が大幅に少なくなります。 サツマイモ、パースニップ、レッドビートなどの硬い野菜も加工して形を整えることができるため、ポテトチップ業界ではさらに多くの選択肢が開かれています。 したがって、消費者にとってより多様な製品が登場し、競争力が高まり、異常な形状や製品の生産がより効率的になります。
環境影響評価 PEF ジャガイモを処理するとき
環境影響評価(以下、EIA)により、原材料から最終製品までの環境に対する生産の影響を特徴付けることができます。 ジャガイモ加工におけるPEFの使用に関するEIA調査は、世界中のEleaの顧客からの比較データを使用して工業規模で実施され、調査により、従来のサーマルヒーターをPEF機器に置き換えると、エネルギー消費量が85%、水消費量が90%削減できることがわかりました。これは、60 kg / hの典型的なフレンチフライの生産ラインで年間70〜000リットルの水と000 GJの熱エネルギー節約に相当します。さらに、脂肪吸収が減少し、製品の品質が向上し、製品の歩留まりが20〜50増加します。 、五%。 製品の品質の向上または個々の製造ステップの向上という点でのPEFの直接的な利点に加えて、製造プロセス全体がより効率的で持続可能なものになります。 標準サイズのチップの連続生産ラインでPEFを使用すると、最終製品の歩留まりが000トン増加し、石油消費量が1トン削減されます。これにより、生産に必要なリソースと水の消費量が削減され、さらに処理コストがさらに削減されます。より高い産業能力。 今日、世界中のジャガイモ産業にElea PEFシステムが設置されているため、1,5 kWhのエネルギー、67kgのCO相当量がほぼ毎秒節約されます。2 そして138リットルの水。
システム PEF ジャガイモ産業用
Eleaは、フライドポテトとチップライン用にさまざまな容量のさまざまなサイズのさまざまなPEFコンベヤシステムを提供しています。 さらに、Eleaによって製造されたすべてのPEFシステムは、すべての特定の要件に従って設計および構築できます。
すべてのシステムは24時間年中無休で稼働し、極限状態で動作するように設計されています。 7秒未満の短い処理時間とコンパクトなサイズのおかげで、Elea PEFシステムは既存の生産ラインに簡単に統合できます。 PEFシステムは完全に自動化されており、生産ラインから直接、または中央制御室からリモートで制御できます。 関連するすべてのプロセスパラメータを監視および記録できます。 PEFはフライドポテト生産の標準であるため、インストールされたシステムベースは常に拡大しており、標準のコンポーネントとスペアパーツを在庫として使用できます。 世界中のパートナーとリモートサービス機能を備えた専用のエンジニアリングサポートサービスは、10時間年中無休のサポートと安心を保証します。
PEF処理用のEleaシステムは通常、パルス発生器と処理ユニットで構成されています。 ジャガイモなどの固形製品を処理する場合、処理ユニットは特別なコンベヤーベルトです。 チップの生産におけるPEFシステムの典型的な生産性は1〜6 t / hであり、フライドポテトを処理する場合、ライン容量は10〜60 t / hで大幅に高くなります。
Elea PEF Advantage Beltは、PEF Advantage B 1、10、100、1000の1つのモデルで利用可能で、60 t / hからXNUMX t / hまで処理できます。
特にチップの小規模生産ライン向けに、最大1 t / hの原料を処理できるPEF Elea PEF Advantage B 1およびB6 miniシステムを開発しました(図6)。
Elea PEFシステムの平均エネルギー消費量は非常に低く(原料1トンあたり30 kWh)、運用コストを削減できます。 もちろん、PEFの実装には投資と運用コストが伴います。 ただし、チップの製造にXNUMXを超えるPEFシステムをインストールすると、プロセス効率のコストの節約や、歩留まりの向上、スクラップの削減、削減などの製品関連のメリットのおかげで、平均XNUMX〜XNUMX年という短期間で投資収益率が得られます。脂肪分。
一般に、PEFテクノロジーには、原材料の品質の向上と、生産チェーン全体に沿ったプロセスの最適化が含まれ、生産者、消費者、環境に利益をもたらします。
ビデオ: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
詳細については、当社のWebサイトにアクセスしてください。 www.elea-technology.com
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