펄스 전기장 (이하 PEF)을 적용하는 기술은 2010 년부터 감자 스낵 생산에 성공적으로 사용되었습니다. 이 기술은 주로 감자 튀김과 칩 생산에 사용됩니다. 식품 산업에서 감자의 지속적인 전처리를위한 PEF 장비의 성공적인 구현은 개선 된 원료 활용, 공정 효율성 및 제품 품질 측면에서 몇 가지 이점이 있습니다.
전반적으로 PEF 기술은 최대 90 % 적은 물과 에너지를 사용하여 감자의 전통적인 열 가열을 대체합니다. 이 기술은 원료를 부드럽게하여 감자의 절단 및 가공을 개선하는 데 도움이됩니다. 표면 손상, 균열, 작은 파편 및 전분 손실이 적은 부드러운 절단은 완제품 수율을 높이고 오일 흡수를 줄이며 절단 나이프 수명을 연장시킵니다. 처리 된 감자의 PEF에서 물의 확산이 개선되어 데치기, 건조 및 튀김 공정이 최적화되어 에너지 및 생산 비용을 줄이는 데 도움이됩니다. PEF로 처리 된 프렌치 프라이와 칩은 흡수 된 지방의 비율이 낮고 색상이 더 균일 한 품질과 건강에 좋습니다.
펄스 전기장 처리 원리 PEF
다양한 연구 그룹에서 PEF 기술을 사용한 첫 번째 연구는 1900 년대 초에 수행되었습니다. 그러나 이미 새로운 천년이 시작될 무렵 최초의 산업용 PEF 시스템이 개발되어 감자 가공 공장에 설치되었습니다. 150 개 이상의 Elea PEF 시스템이 오늘날 식품 산업에서 사용되고 있으며, 대부분은 프렌치 프라이와 칩 생산에 설치됩니다.
펄스 전기장 기술은 전기 천공의 원리를 기반으로합니다 (그림 1). 물리적 원리에 따라 PEF 처리 중에 고전압의 짧은 전기 펄스가 생성되어 비타민, 미네랄 또는 안료와 같은 다른 귀중한 물질을 손상시키지 않고 세포막의 기공 형성을 촉진합니다. 이 기술은 동물 또는 식물 기원의 조직은 물론 미생물에도 적용될 수 있습니다. 모든 살아있는 세포는 주로 유전 특성을 가진 인지질로 구성된 반투과성 세포막으로 둘러싸여 있습니다. 외부 전기장을 가하면 세포막에 전하가 축적되고 소위 막 횡단 전위라고하는 자연 전위가 증가합니다. 이것은 세포막의 전기적 수축을 일으켜 결과적으로 모공을 형성합니다.
식물 조직 (예 : 감자 세포)의 세포에 기공이 형성되기 때문에 PEF 처리 중에 세포 내 압력 (turgor)을 잃어 조직이 연화되고 식물 재료가 더 쉽고 잘 절단됩니다. 또한, 세포 구조의 전기 천공은 물질 전달을 개선하여 세척, 데치기 및 튀김과 같은 산업 공정도 개선합니다.
전통적으로 감자 산업은 품질 절단을 위해 열 예열 (예열 데치기)을 사용하여 감자를 65 분 동안 45 ° C로 가열합니다. 이 과정에는 많은 물과 에너지가 필요합니다. 전분을 포함하는 미생물 학적으로 수정 된 물을 폐기하는 것은 종종 문제가된다는 것을 명심해야합니다. 또한 히터에서 물을 채우고 배출하는 데는 일반적으로 시간이 오래 걸리고 후속 유지 보수가 필요합니다. 이는 제품 변경 및 예기치 않은 생산 라인 중단으로 인해 특히 어렵고 종종 원자재 폐기로 이어집니다.
프렌치 프라이 생산에서 원료를 절단하기 전에 PEF 가공 기술을 사용하는 것은 이미 세계 표준이되었다는 점을 언급해야합니다. PEF 기술은 기존의 열 가열 공정을 대체하여 물과 에너지 소비를 최대 90 %까지 줄입니다. PEF 공정 중 제품과 공정 수는 실질적으로 가열되지 않으므로 공정 환경에 미생물과 전분이 적습니다. 실제 가공은 몇 마이크로 초 밖에 걸리지 않으며 라인의 생산 능력에 따라 감자는 단 5-8 초 동안 PEF 시스템에 있습니다. 펄스 전기장을 사용하면 다른 장점도 있습니다. 이 방법은 대량 가공이기 때문에 크든 작든 모든 감자가 고르게 가공됩니다. 이전에는 열 가열 후 작은 감자가 이미 완전히 조리되었지만 큰 감자는 여전히 내부가 단단하다는 점에 유의해야합니다. 균일 한 연화로 인해 균일 한 절단이 이루어집니다. 생 감자 튀김 스틱은 더 유연하고 덜 부러지기 때문에 최종 제품의 생산량이 더 높습니다. 튀김 중 기름 흡수가 약 10 % 감소하면 최종 제품의 지방 함량이 감소합니다. 또한 유연성이 향상되고 표면이 더 매끄러 워져 프렌치 프라이 스틱이 길어지고 출구에서 더 고른 갈색으로 변하는 균일 한 색상이 나타납니다.
칩 생산의 이점은 감자 튀김 생산의 이점과 비슷하지만 최종 제품의 품질 향상은 훨씬 더 두드러집니다. 절단이 개선되어 절단 중 원료 및 전분의 낭비가 줄어들고 결과적으로 수율이 크게 증가합니다. 전분 손실의 감소는 주로 연화 된 괴경이 더 쉽게 절단되기 때문에 발생합니다. 결과적으로 나이프에 대한 기계적 손상이 줄어들고 결과적으로 표면에서 전분이 덜 유실됩니다. 또한 튀김 중에 칩이 더 적게 붙기 때문에 제품을 거부 할 필요가 없습니다. 튀긴 PEF 칩 원료를 가공 할 때 지방 함량이 최종 제품에서 최대 20 %까지 감소합니다.이 감소는 절단, 원료 품질 및 튀김 공정 자체에 따라 달라진다는 점에 유의해야합니다. 후자는 제품 품질 향상에 중요한 역할을합니다. 원료의 개방형 세포 구조와 개선 된 물 확산은 오일 온도 및 튀김 시간과 같은 최적화 된 튀김 매개 변수를 허용합니다. 튀김 공정의 효율성 증가는 제품의 기름 수명과 기름 흡수뿐만 아니라 최종 제품의 색상과 바삭함에도 큰 영향을 미칩니다. 튀김 시간과 온도를 줄이면 열화학 반응 생성물이 적은 더 가벼운 제품이 가능합니다. 이것은 고구마, 당근, 파스 닙 또는 붉은 사탕무와 같은 야채 칩에 큰 도움이됩니다.
또한, 원료 제품의 균일 한 연화는 제품 절단의 새로운 가능성을 열어줍니다. 현재, 감자 튀김 생산에서 나선형, 와플 또는 물결 모양과 같은 형태를 구현할 수 있으며 원료 손실이 훨씬 적습니다. 감자 칩 산업에서는 고구마, 파스 닙 또는 붉은 비트와 같은 단단한 야채도 가공하여 모양을 만들 수 있기 때문에 더 많은 대안이 열리고 있습니다. 따라서 소비자에게 더 다양한 제품이 등장하고 경쟁력이 증가하며 특이한 모양 및 / 또는 제품의 생산이 더 효율적이됩니다.
환경 영향 평가 PEF 감자를 가공 할 때
환경 영향 평가 (이하 EIA)를 사용하면 원료에서 최종 제품에 이르기까지 생산이 환경에 미치는 영향을 특성화 할 수 있습니다. 감자 가공에 PEF를 사용하기위한 EIA 연구는 전 세계 Elea 고객의 비교 데이터를 사용하여 산업 규모로 수행되었으며이 연구는 기존 열 히터를 PEF 장비로 교체하면 에너지 소비를 85 %, 물 소비를 90 % 줄일 수 있음을 발견했습니다. 이는 60kg / h의 전형적인 프렌치 프라이 생산 라인에서 연간 70-000 리터의 물과 000 GJ의 열 에너지 절약에 해당합니다. 또한 지방 흡수 감소, 제품 품질 향상 및 제품 수율 20-50 증가가 있습니다. ,다섯%. 제품 품질 개선 또는 개별 생산 단계 개선 측면에서 PEF의 직접적인 이점 외에도 전체 생산 프로세스가보다 효율적이고 지속 가능해집니다. 표준 크기 칩의 연속 생산 라인에서 PEF를 사용하면 최종 제품 수율이 000 톤 증가하고 오일 소비량이 1 톤 감소합니다. 이는 또한 생산에 필요한 자원 및 물 소비량을 감소시킬뿐만 아니라 처리 비용을 추가로 줄여 동일하거나 심지어는 동일한 성능을 제공합니다. 더 높은 산업 용량. 오늘날 감자 산업에서 전 세계에 설치된 Elea PEF 시스템을 통해 1,5kWh의 에너지, 67kg의 CO 등가가 약 174 초마다 절약됩니다.2 그리고 138 리터의 물.
체계 PEF 감자 산업
Elea는 프렌치 프라이와 칩 라인을 위해 다양한 용량의 다양한 크기의 PEF 컨베이어 시스템을 제공합니다. 또한 Elea에서 제조 한 모든 PEF 시스템은 모든 특정 요구 사항에 따라 설계 및 구축 될 수 있습니다.
모든 시스템은 연중 무휴 24 시간 작동 할 수 있으며 극한 조건에서 작동하도록 설계되었습니다. 7 초 미만의 짧은 처리 시간과 컴팩트 한 크기 덕분에 Elea PEF 시스템은 기존 생산 라인에 쉽게 통합 할 수 있습니다. PEF 시스템은 완전히 자동화되어 있으며 생산 라인에서 직접 또는 중앙 제어실에서 원격으로 제어 할 수 있습니다. 모든 관련 공정 매개 변수를 모니터링하고 기록 할 수 있습니다. PEF는 프렌치 프라이 생산의 표준이기 때문에 설치된 시스템 기반이 지속적으로 확장되어 표준 구성품과 예비 부품을 재고로 사용할 수 있습니다. 전 세계 파트너와 원격 서비스 기능을 갖춘 전용 엔지니어링 지원 서비스는 가동 시간, 연중 무휴 지원 및 마음의 평화를 보장합니다.
PEF 처리를위한 Elea 시스템은 일반적으로 펄스 발생기와 처리 장치로 구성됩니다. 감자와 같은 단단한 제품의 가공을 위해 가공 장치는 특수 컨베이어 벨트입니다. 칩 생산에서 PEF 시스템의 일반적인 생산성은 1 ~ 6 t / h이며 감자 튀김을 처리 할 때 라인 용량은 10-60 t / h로 상당히 높습니다.
Elea PEF Advantage Belt는 PEF Advantage B 1, 10, 100 및 1000의 네 가지 모델로 제공되며 1 t / h에서 60 t / h까지 처리 할 수 있습니다.
특히 소규모 칩 생산 라인을 위해 최대 1 t / h의 원료를 처리 할 수있는 PEF Elea PEF Advantage B 1 및 B6 미니 시스템을 개발했습니다 (그림 6).
Elea PEF 시스템의 평균 에너지 소비는 매우 낮기 때문에 (공급 원료 톤당 1kWh) 운영 비용을 낮출 수 있습니다. 물론 PEF 구현에는 투자 및 운영 비용이 따릅니다. 그러나 칩 생산에 30 개 이상의 PEF 시스템을 설치하면 공정 효율성 비용이 절감되거나 수율 증가, 스크랩 감소 및 감소와 같은 제품 관련 이점 덕분에 단기간에 평균 XNUMX ~ XNUMX 년의 투자 수익률이 나타났습니다. 지방 함량.
일반적으로 PEF 기술에는 생산자, 소비자 및 환경에 도움이되는 전체 생산 체인을 따라 원자재의 품질을 개선하고 프로세스를 최적화하는 것이 포함됩니다.
비디오 : https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
자세한 내용은 당사 웹 사이트를 방문하십시오 : www.elea-technology.com
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