La tecnología de campo eléctrico pulsado (en adelante, PEF) se ha utilizado con éxito en la producción de snacks de papa desde 2010. Esta tecnología se utiliza principalmente en la producción de patatas fritas y patatas fritas. La implementación exitosa de equipos PEF para el pretratamiento continuo de papas en la industria alimentaria tiene varios beneficios en términos de mejor utilización de la materia prima, eficiencia del proceso y calidad del producto.
En general, la tecnología PEF reemplaza el calentamiento térmico tradicional de las patatas utilizando hasta un 90% menos de agua y energía. Esta tecnología ayuda a ablandar la materia prima, lo que permite un mejor corte y procesamiento de las patatas. Un corte más suave con menos daño en la superficie, fracturas, escombros pequeños y pérdida de almidón da como resultado un mayor rendimiento del producto terminado, menos absorción de aceite y una vida más larga de la cuchilla de corte. La mejor difusión del agua del PEF de las patatas tratadas optimiza el proceso de escaldado, secado y fritura, lo que también ayuda a reducir los costes energéticos y operativos. Las patatas fritas y patatas fritas procesadas con PEF son de mayor calidad y más saludables, con un menor porcentaje de grasa absorbida y un color más uniforme.
El principio del procesamiento de campo eléctrico pulsado.
Los primeros estudios que utilizaron la tecnología PEF por varios grupos de investigación se llevaron a cabo a principios del siglo XX. Sin embargo, ya a principios del nuevo milenio, se desarrolló e instaló el primer sistema industrial PEF en una planta procesadora de papa. Actualmente se utilizan más de 1900 sistemas Elea PEF en la industria alimentaria, la mayoría de los cuales se instalan en la producción de patatas fritas y patatas fritas.
La tecnología de campo eléctrico pulsado se basa en el principio de electroporación (Figura 1). Con base en principios físicos, durante el tratamiento con PEF se generan pulsos eléctricos cortos de alto voltaje, que promueven la formación de poros en la membrana celular sin dañar otras sustancias valiosas como vitaminas, minerales o pigmentos. Esta tecnología se puede aplicar a tejidos de origen animal o vegetal e incluso a microorganismos. Todas las células vivas están rodeadas por una membrana celular semipermeable, que se compone principalmente de fosfolípidos con propiedades dieléctricas. La aplicación de un campo eléctrico externo conduce a la acumulación de carga en la membrana celular y provoca un aumento de su potencial natural, el llamado potencial transmembrana. Esto provoca la contracción eléctrica de la membrana celular y, como resultado, conduce a la formación de poros.
Debido a la formación de poros en las células de los tejidos vegetales (por ejemplo, células de papa), durante el procesamiento del PEF, pierden su presión intracelular (turgencia), lo que conduce al ablandamiento del tejido y al corte más fácil y mejor de los materiales vegetales. Además, la electroporación de la estructura de la celda da como resultado una transferencia de masa mejorada, de modo que también se mejoran los procesos industriales como el lavado, el blanqueado y la fritura.
Tradicionalmente, la industria de la patata ha utilizado el precalentamiento térmico (escaldado con precalentamiento) para garantizar cortes de calidad, que calienta las patatas a 65 ° C durante 45 minutos. Este proceso requiere mucha agua y energía. Debe tenerse en cuenta que la eliminación de agua que contiene almidón inseminada microbiológicamente es a menudo problemática. Además, el llenado y la descarga de agua del calentador suele llevar mucho tiempo y requiere un mantenimiento posterior. Esto es especialmente difícil con cambios de productos y paradas no planificadas de la línea de producción, que a menudo resultan en la eliminación de materias primas.
Cabe mencionar que en la producción de papas fritas, el uso de tecnología de procesamiento de PEF antes de cortar las materias primas ya se ha convertido en un estándar mundial. La tecnología PEF reemplaza el proceso clásico de calentamiento térmico, reduciendo así el consumo de agua y energía hasta en un 90%. Durante el procesamiento de PEF, el producto y el agua de proceso prácticamente no se calientan, lo que significa que hay menos microorganismos y almidón en el entorno del proceso. El procesamiento real toma solo unos pocos microsegundos y, dependiendo de la capacidad de producción de la línea, las papas están en el sistema PEF por solo 5-8 segundos. El uso de campos eléctricos pulsados también tiene otras ventajas. Dado que este método es un procesamiento a granel, todas las papas, ya sean grandes o pequeñas, se procesan de manera uniforme. Cabe señalar que antes, después del calentamiento térmico, las patatas pequeñas ya estaban completamente hervidas, mientras que las patatas grandes todavía estaban firmes por dentro. Debido al ablandamiento uniforme, se logra un corte uniforme; Los palitos de papas fritas crudas son más flexibles y se rompen menos, lo que da como resultado un mayor rendimiento. La absorción de aceite reducida (en aproximadamente un 10%) durante la fritura reduce el contenido de grasa del producto final. Además, una mayor flexibilidad y una superficie más suave dan como resultado palitos de papas fritas más largos y un color uniforme con un dorado más uniforme en la salida.
En la producción de chips, los beneficios son similares a los de la producción de papas fritas, pero la mejora en la calidad del producto final es aún más pronunciada. Se mejora el corte, lo que conduce a un menor desperdicio de materias primas y almidón durante el corte, lo que a su vez conduce a un aumento significativo del rendimiento. La reducción en la pérdida de almidón es principalmente el resultado de que los tubérculos ablandados son más fáciles de cortar. Esto, a su vez, conduce a un menor daño mecánico a las cuchillas y, como consecuencia, a una menor pérdida de almidón de la superficie. Además, menos virutas se pegan juntas durante la fritura, lo que elimina la necesidad de rechazar el producto. Cuando se fríe la materia prima procesada con PEF para chips, hay una disminución en el contenido de grasa: hasta un 20% en el producto final, debe tenerse en cuenta que esta disminución también depende del corte, la calidad de la materia prima y el proceso de fritura en sí. Este último juega un papel importante en la mejora de la calidad del producto. La estructura celular abierta de las materias primas y la difusión mejorada del agua permiten optimizar los parámetros de fritura, como la temperatura del aceite y el tiempo de fritura. La mayor eficiencia del proceso de fritura tiene un gran impacto en la vida del aceite y la absorción de aceite del producto, así como en el color y el crujido del producto final. Reducir el tiempo y la temperatura de fritura permite obtener un producto más ligero con menos productos de reacción termoquímica. Este es un gran beneficio para los chips de verduras como las batatas, las zanahorias, las chirivías o la remolacha roja.
Además, el ablandamiento uniforme de la materia prima abre nuevas posibilidades para cortar productos. Actualmente, en la producción de patatas fritas se pueden implementar formas como espiral, gofre u ondulado, con pérdidas de materia prima significativamente menores. Se están abriendo alternativas aún mayores en la industria de las papas fritas, ya que ahora también se pueden procesar para darle forma a vegetales más duros como las batatas, las chirivías o la remolacha roja. Así, aparece una mayor variedad de productos para el consumidor, aumenta la competitividad y la producción de formas y / o productos inusuales se vuelve más eficiente.
Evaluación de impacto ambiental al procesar patatas
La Evaluación de Impacto Ambiental (en adelante, EIA) le permite caracterizar el impacto de la producción en el medio ambiente desde las materias primas hasta el producto final. Se llevó a cabo un estudio de EIA para el uso de PEF en el procesamiento de papa a escala industrial utilizando datos comparativos de los clientes de Elea en todo el mundo, y el estudio encontró que reemplazar los calentadores térmicos convencionales con equipos de PEF podría reducir el consumo de energía en un 85% y el consumo de agua en un 90%. que corresponde a 60 - 70 litros de agua y 000 GJ de ahorro de energía térmica por año para una línea típica de producción de papas fritas de 000 kg / h. Además, hay una disminución en la absorción de grasa, una mejor calidad del producto y un aumento en el rendimiento del producto en 20-50 ,cinco%. Además de los beneficios directos del PEF en términos de mejorar la calidad del producto o mejorar los pasos de producción individuales, todo el proceso de producción se vuelve más eficiente y sostenible. El uso de PEF en una línea de producción continua para chips de tamaño estándar aumenta el rendimiento del producto final en 000 toneladas y reduce el consumo de aceite en 1 toneladas. Esto también reduce el consumo de recursos y agua necesarios para la producción, además, reduce aún más los costos de procesamiento, proporcionando el mismo o incluso mayor capacidad industrial. Con los sistemas Elea PEF instalados en todo el mundo en la industria de la papa en la actualidad, se ahorran 1,5 kWh de energía, 67 kg de CO equivalente aproximadamente cada segundo2 y 138 litros de agua.
Системы para la industria de la patata
Elea ofrece una gama de sistemas transportadores PEF en diferentes tamaños con diferentes capacidades para papas fritas y líneas de chips. Además, todos los sistemas PEF fabricados por Elea pueden diseñarse y construirse de acuerdo con todos los requisitos específicos.
Todos los sistemas pueden funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana y están diseñados para funcionar en condiciones extremas. Gracias a sus cortos tiempos de procesamiento de menos de 10 segundos y su tamaño compacto, los sistemas Elea PEF son fáciles de integrar en las líneas de producción existentes. Los sistemas PEF están completamente automatizados y pueden controlarse directamente desde la línea de producción o de forma remota desde una sala de control central. Todos los parámetros relevantes del proceso se pueden monitorear y registrar. Dado que PEF es el estándar en la producción de papas fritas, la base del sistema instalado se expande constantemente, lo que permite el uso de componentes estándar y repuestos en stock. Con socios en todo el mundo y capacidades de servicio remoto, los servicios de soporte de ingeniería dedicados garantizan tiempo de actividad, soporte XNUMX/XNUMX y tranquilidad.
Los sistemas Elea para el procesamiento de PEF generalmente consisten en un generador de impulsos y una unidad de procesamiento. Para el procesamiento de productos sólidos como las patatas, la unidad de procesamiento es una cinta transportadora especial. La productividad típica de los sistemas PEF en la producción de chips es de 1 a 6 t / h, y cuando se procesan papas fritas, la capacidad de la línea es significativamente mayor a 10-60 t / h.
La correa Elea PEF Advantage está disponible en cuatro modelos: PEF Advantage B 1, 10, 100 y 1000, capaz de manipular desde 1 t / ha 60 t / h.
Especialmente para pequeñas líneas de producción de chips hemos desarrollado los mini sistemas PEF Elea PEF Advantage B 1 y B1 capaces de procesar hasta 6 t / h de materias primas (Fig. 6).
El consumo medio de energía del sistema Elea PEF es bastante bajo (1 kWh por tonelada de materia prima), lo que permite reducir los costes operativos. Por supuesto, la implementación de PEF conlleva costos operativos y de inversión. Sin embargo, la instalación de más de 30 sistemas PEF en la producción de chips ha mostrado un retorno de la inversión en un corto período de tiempo, con un promedio de uno a dos años, gracias a los ahorros en los costos de eficiencia del proceso o los beneficios relacionados con el producto, como un mayor rendimiento, menos desperdicios y menos Contenido gordo.
En general, la tecnología PEF incluye mejorar la calidad de las materias primas y optimizar los procesos a lo largo de la cadena productiva, lo que beneficia al productor, al consumidor y al medio ambiente.
Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
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