პულსირებული ელექტრული მინდვრის (PEF) დამუშავების უპირატესობები კარტოფილის ინდუსტრიაში

როგორ მუშაობს?

PEF აპლიკაცია იწვევს ელექტროპორაციას, ან როგორც ჩვენ გვსურს ვუწოდოთ ”ელეაპორაცია”უჯრედის მემბრანებში ფორების ფორმირება დაბალი ენერგიის შეყვანით და სითბოს დატვირთვით. მოქმედების მექანიზმი დიდი ხანია ცნობილია, მაგრამ მხოლოდ ბოლო ათწლეულში იპოვა ფართო გამოყენება ბოსტნეულის გადამამუშავებელ ინდუსტრიაში. 200 Elea PEF სისტემით, რომელიც გამოიყენება კვების მრეწველობაში ელე არის ბაზრის ლიდერი ამ სფეროში. ეს სტატია მოკლედ განიხილავს PEF-ის გამოყენების ისტორიას, განიხილავს პროცესისა და პროდუქტის სარგებელს კარტოფილის ინდუსტრიისთვის და აღჭურვილობის დიზაინში და მისცემს პერსპექტივას აპლიკაციის მომავალ შესაძლებლობებს.

ადრეული დღეები

რამდენადაც ჩვენ გავარკვიეთ, რომ პირველი ანგარიშები PEF-ის გამოყენების შესახებ თარიღდება 1960-იანი წლებით, მკვლევარებმა გერმანიასა და უკრაინაში დააფიქსირეს უჯრედების რღვევა და მასობრივი ტრანსპორტირების და გამოყოფის პროცესების გაუმჯობესება იმპულსური ენერგიის გამოყენების შემდეგ. პირველი სამრეწველო მასშტაბის პროტოტიპების ტიპები შეიქმნა 1980-იან წლებში თევზის ფქვილის დასამუშავებლად, მაგრამ მაღალი სიმძლავრის გადართვის ტექნოლოგია საკმარისად შორს არ იყო განვითარებული. ტექნოლოგიამ გადადგა ნაბიჯი უკან აკადემიაში. 1990-იან წლებში უნივერსიტეტებმა, მათ შორის ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტმა, ვაშინგტონის სახელმწიფო უნივერსიტეტმა და ბერლინის ტექნოლოგიურმა უნივერსიტეტმა აწარმოეს საჯარო დაფინანსებული პროექტები PEF-ის გამოყენების შესახებ მიკრობული ინაქტივაციისა და მცენარეული უჯრედების დარღვევისთვის. დაახლოებით 1997 წელს გამოქვეყნდა პირველი ანგარიშები PEF-ის ზემოქმედების შესახებ კარტოფილზე, სტაფილოზე ან შაქრის ჭარხალზე. ანჯერსბახი და სხვ or რასტოგი და სხვ. ტექსტურული ანალიზის გამოყენებით დაფიქსირდა ტურგორის წნევის დაკარგვა და ქსოვილის დარბილება.

პირველად გამოიყენება კარტოფილის დამუშავებაში

1998 წელს შემუშავდა ტექნიკური მასშტაბის სისტემები კარტოფილის სახამებლის ინდუსტრიაში უწყვეტი ტესტირებისთვის. პირველმა ინსტალაციამ გამოიყენა გრავიტაცია, როგორც სატრანსპორტო საშუალება, მაგრამ ძალიან სწრაფად ცხადი გახდა, რომ საჭიროა პროდუქციის იძულებითი ტრანსპორტირება და აშენდა წყლის ბორბლის და კონვეიერის სისტემები. ჰორიზონტალური ან ვერტიკალური ელექტროდების გადამამუშავებელი ქამრების გამოყენებამ აჩვენა პროცესის მაღალი შესრულება, საიმედოობა და გამოყენებადობა კვების მრეწველობაში. 2006 წელს დამონტაჟდა სამრეწველო მასშტაბის სისტემა ფრანგული კარტოფილის გადამუშავებაში. მას შემდეგ შემუშავდა სამრეწველო PEF სისტემები DIL, გერმანია.

PEF პროდუქტის სარგებელი ფრანგული კარტოფილისთვის

როდესაც უჯრედის შიდა წნევა (ტურგორი) იკარგება, კარტოფილი რბილდება ელექტროპორაციის დამუშავების შემდეგ. ისევე, როგორც წინასწარ გახურების შემდეგ, ტექსტურის დარბილება აუმჯობესებს ჭრას და იწვევს ნაკლებ ბუმბულს და მსხვრევას. წინასწარ გათბობასთან შედარებით, PEF-ის გამოყენებას აქვს პროდუქტისა და პროცესის მთელი რიგი სარგებელი და ენერგიისა და წყლის მოხმარება მცირდება 90%-მდე. PEF გამოყენებისთვის გამოიყენება 0.3-დან 1.5 კჯ/კგ კარტოფილის ენერგიის შეყვანა, რაც იწვევს ტემპერატურის მატებას <0.4°C. სეზონის განმავლობაში პროცესის ინტენსივობა ადაპტირებულია სეზონის განმავლობაში, ყველაზე მაღალია მინდვრის მოსავლის ახალი ტუბერებით ან უფრო მყარი ჯიშებით და მცირდება სეზონის ბოლოს. პროდუქტის საშუალო სიგრძე იზრდება და სახამებლის დანაკარგი ჭრის და გათეთრების დროს მცირდება წყლის ნაკადების გადამუშავებისას. ეს იძლევა 1.5%-მდე გაუმჯობესების მოსავლიანობას ფრანგული კარტოფილის გადამამუშავებელი ხაზისთვის. ქსოვილის ნაკლები მსხვრევა ასევე ამცირებს ზეთის შეწოვას. მიიღწევა 10%-მდე შემცირება. შეკავების დრო არ არის საჭირო, რადგან ელექტრული ველის ეფექტი არის მყისიერი და მოცულობითი, ასევე, არ არის საჭირო დაწყების ან გამორთვის დრო. დღეს დაახლ. 140 Elea PEF სისტემა გამოიყენება ფრანგული კარტოფილის ინდუსტრიაში დამუშავების სიმძლავრეებით 5-დან 75 ტ/სთ-მდე. ბოლო პროექტები ზრდის დამუშავების სიმძლავრეს 100 ტ/სთ-მდე ერთ ხაზზე ან სხვა ნედლეულის დამუშავებას, როგორიცაა ტკბილი კარტოფილი ან კასავა.

შეწვით სრულყოფილი ჩიპი PEF-ით

ნედლეულის ხარისხი და ოპტიმიზებული დამუშავება არის მთავარი მამოძრავებელი ფაქტორი მაღალი ხარისხის კარტოფილისა და ბოსტნეულის ჩიფსებისთვის. დაჭრის ხარისხი და თანმიმდევრულობა არის ძირითადი ფაქტორები ამ ინდუსტრიაში, რადგან დამუშავების ყველა შემდგომი ეტაპი და პროდუქტის ხარისხი დამოკიდებულია მათზე. PEF ამცირებს მსხვრევას და წვრილმანებისა და გატეხილი ნაწილაკების რაოდენობას როგორც კარტოფილის, ასევე სხვა ბოსტნეულის დაჭრის დროს. დაქუცმაცებული ზედაპირი შეამცირებს სახამებლის დანაკარგს და პროდუქტის ზედაპირზე თავისუფალი სახამებლის რაოდენობას. ეს სასარგებლოა პროდუქტის მოსავლიანობისა და ტექსტურისთვის, ასევე პროდუქტის წებოვნების შესამცირებლად და გაორმაგებისთვის. ნაჭრებში სახამებლის შენახვა ხელს უწყობს ტექსტურის გაუმჯობესებას და ხრაშუნას. სახამებლის დაკარგვის შემცირებით და გაუმჯობესებული ჭრით შესაძლებელია მოსავლიანობის გაზრდა 2%-მდე. წყლის უფრო სწრაფად გათავისუფლების გამო შეწვის ტემპერატურა და/ან დრო შეიძლება შემცირდეს. უწყვეტი შეწვის ხაზებზე - ხაზის დაყენებაზეა დამოკიდებული - შესაძლებელია შეწვის დროის 10%-მდე შემცირება, რაც შეწვის საბოლოო ტემპერატურასთან ერთად იწვევს ნაკლებ სითბოს დატვირთვას და პროდუქტის ხარისხს. ჯგუფური შემწვრობისთვის 15%-მდე სიმძლავრის გაზრდა შესაძლებელია ტენიანობის გაადვილებული მოცილების გამო. კარტოფილის ჩიფსების ხაზების უმეტესობა არ შეიცავს გათეთრების საფეხურს, მაგრამ გამოყენებისას PEF-ს შეუძლია დაეხმაროს პროდუქტის ტექსტურაზე ბლანშირების არასასურველი ეფექტების აღდგენაში. ნაჭრის ზედაპირის ნაკლები დაზიანება გამოიწვევს ზეთის ნაკლებ შეწოვას, დაახლოებით 10% ტიპიური პროდუქტისა და შემწვარი პირობებისთვის. ნედლეულისთვის, როგორიცაა სტაფილო, ოხრახუში, ტკბილი კარტოფილი ან კასავა მსგავსი სარგებელი შეინიშნება. PEF გააუმჯობესებს პროდუქტის ჭრას და საშუალებას მისცემს წყლის უფრო სწრაფად მოცილებას და ზეთის შეწოვის შემცირებას. შეწვის დროისა და ტემპერატურის შემცირება საშუალებას მისცემს პროდუქტის უფრო ღია ფერს და უფრო ბუნებრივ იერს. ამჟამად დაახლ. 40 Elea PEF სისტემა გამოიყენება საჭმლის მრეწველობაში, 1-დან 12 ტ/სთ-მდე დამუშავების სიმძლავრე ერთი ხაზისთვის ან 28 ტ/სთ-მდე, სადაც შერწყმულია მრავალი დაჭრისა და შემწვარი ხაზი. იხილეთ PEF მომხმარებლის ჩვენება ქვემოთ.https://www.linkedin.com/embeds/publishingEmbed.html?articleId=9036411920855038759

 აღჭურვილობის დიზაინი და ხაზის ინტეგრაცია

უწყვეტი სისტემები გამოიყენება სამრეწველო მასშტაბის კარტოფილის გადამუშავებისთვის. ისინი შედგება პულსის მოდულატორისგან ენერგომომარაგებისთვის და სამკურნალო ზონისთვის. სისტემის სიმძლავრე და მექანიკური დიზაინი დამოკიდებულია დამუშავების სიმძლავრის საჭიროებებზე. ელექტრული ველის სიძლიერე (~1 კვ/სმ) და სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა (0.3-დან 1.5 კჯ/კგ-მდე) არის პროცესისა და დიზაინის ძირითადი პარამეტრები. მაქსიმალური განივი მონაკვეთი განისაზღვრება საჭირო ველის სიძლიერით. სპეციფიკური ენერგიის შეყვანა და გამტარუნარიანობა განსაზღვრავს საშუალო სიმძლავრის რეიტინგს. პროდუქტის გლუვი ტრანსპორტირების მიზნით, გამწმენდი კამერის ჯვარი უნდა იყოს ფართო და დაბრკოლებების გარეშე, მისი ზომები განსაზღვრავს სისტემის პიკური სიმძლავრის რეიტინგს. მიმდინარე პულსის გენერატორები ან ემყარება იმპულსური ტრანსფორმატორის ან მარქსის გენერატორის დიზაინს. იმპულსური ტრანსფორმატორზე დაფუძნებული სისტემები იძლევა უფრო მცირე კვალს, მაგრამ პიკური დენები შემოიფარგლება 1 ან 2 კA-ით. მათი უმაღლესი პიკური დენების გამო 10 kA-მდე მარქსის გენერატორები იძლევა უფრო ფართო გამწმენდი არხების საშუალებას და უპირატესობას ანიჭებენ უფრო მაღალი გამტარუნარიანობის სისტემებს. მყარი პროდუქტებისთვის, როგორიცაა ფესვები ან ტუბერები, სარტყლის სისტემებმა აჩვენეს საუკეთესო შესრულება და საიმედოობა მუდმივი დამუშავების ინტენსივობით სხვადასხვა გამტარუნარიანობაზე ან პროდუქტის ზომაზე. წყალი გამოიყენება ენერგიის გადაცემისთვის, მკურნალობის ეფექტურობის გასაკონტროლებლად და წყლის მოთხოვნების შესამცირებლად პროცესის წყლის ხარისხის მონიტორინგი და მართვა ხდება. დამუშავების სიმძლავრეზე და გენერატორის სიმძლავრის რეიტინგებზე დამოკიდებულია ელექტროდის ჰორიზონტალური და ვერტიკალური კონფიგურაციების გამოყენება. მიუხედავად იმისა, რომ PEF მუშაობს პილინგის ჩართვაზე ან გამორთვაზე, სისტემების უმეტესობა დამონტაჟებულია პილინგის შემდეგ, სადაც შემდგომი ჰიდროჯეტის ჭრა ან დაჭრა სარგებლობს გაუმჯობესებული თანმიმდევრულობით და დანის ხანგრძლივი გამძლეობით. უფრო დიდი მასშტაბის ინსტალაციისთვის პულსირებული გენერატორი და გამწმენდი განყოფილება გამოყოფილია, რათა უზრუნველყოს მცირე კვალი რეალურ დამუშავების ხაზში. საჭმლის სექტორში მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად, Elea-მ შეიმუშავა გამოყოფილი, კომპაქტური ყველაფერი ერთ ერთეულში, 9 ტ/სთ-მდე დამუშავების სიმძლავრით. ეს საშუალებას იძლევა ადვილად განხორციელდეს არსებულ საწარმოო ხაზებში.

პროცესის კონტროლი და ოპტიმიზაცია

PEF ენერგიის შეყვანის მატებასთან ერთად ფორების ზომა იზრდება და წყლის გარდა გამოიყოფა შაქარი ან სახამებელიც. რაც მეტია მით უკეთესი აქ არ არის სწორი მიდგომა, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს არასასურველი მყარი ნივთიერებები და მოსავლიანობის დაკარგვა. პროცესის მონიტორინგისა და ოპტიმიზაციისთვის Elea-მ შეიმუშავა ორი ინსტრუმენტი, PEF Control და დაჭრილი კონტროლი. ანგერსბახის და სხვების მიერ შემოთავაზებული კონცეფციის მიხედვით, PEF კონტროლი ეფუძნება წინაღობის გაზომვას ქსოვილში ღია უჯრედების რაოდენობის გამოსავლენად და მასობრივი ტრანსპორტის გაუმჯობესების პროგნოზირებისთვის, მაგ. მოპოვების, ინფუზიის ან გაშრობის პროცესებში. Cut Control ზომავს ტუბერების შეკუმშვასა და ჭრის ძალას და, შესაბამისად, საშუალებას იძლევა შეარჩიოს შესაბამისი გადამუშავების პარამეტრები ნედლეულის ჯიშზე, სეზონზე და სასურველ ჭრილზე. ჩვენს კლიენტებთან, ისევე როგორც ხაზის ინტეგრატორებთან ერთად, ჩვენ გავმართეთ პირადად ან დისტანციურად მხარდაჭერილი ინსტალაციისა და ხაზის ოპტიმიზაციის პროექტები. ჩვენი საკუთარი ვიდეო მხარდაჭერის აპლიკაციის გამოყენებით, პროცესი დამუშავებულია პირველი საცდელებიდან საპილოტე მასშტაბით, პრინციპული ტესტირების დადასტურების გზით, სისტემის ინსტალაციამდე, გაშვებამდე და ექსპლუატაციაში. დისტანციური დიაგნოსტიკა და მხარდაჭერა ხელმისაწვდომია როგორც მომხმარებელთა მომსახურებისთვის, ასევე პროდუქტის განვითარებისთვის. PEF სისტემის ინტეგრირებისას ანაზრაურების პროექტებში ან ხელახალი მოწყობისთვის, ჩვენი ექსპერტების გუნდი ხელმისაწვდომია ხაზის მთლიანი მუშაობის მაქსიმალურად გაზრდის პროცესის აღჭურვილობისა და პარამეტრების ოპტიმიზაციის გზით საწარმოო ხაზის ყველა ეტაპზე.

მდგრადობის შედეგები

ენერგიის მოთხოვნით დაახლ. 1 კვტ/სთ პროდუქტის ტონაზე, PEF არის უჯრედის დაშლის ყველაზე ეფექტური ტექნიკა. PEF წყლის მოხმარება მერყეობს 30-დან 50 ლ-მდე ტონა პროდუქტზე, რაც დამოკიდებულია საკვების წყალსა და პროდუქტის გამტარობაზე. წყლის გამოყენების შესამცირებლად ნიადაგი ან თავისუფალი სახამებელი უნდა მოიხსნას სამკურნალო აბანოში შესვლამდე, დამუშავების შემდეგ პროცესის წყალი შეიძლება ხელახლა იქნას გამოყენებული პროცესის სხვა ეტაპებზე. PEF-ის რამდენიმე მომხმარებელმა ჩაატარა და გამოაქვეყნა მდგრადობის ანალიზი PEF-ის განხორციელების შემდეგ. ტიპიური 26 ტ/სთ ხაზისთვის დაფიქსირდა წყლის დაზოგვა 24.000 მ3 დიაპაზონში და ენერგიის დაზოგვა 10 მილიონი კვტ/სთ წელიწადში. ეს დანაზოგი მოსავლიანობის ზრდასთან ერთად დაახლ. 950 ტონა და ნავთობის მიღება წელიწადში 368 ტ-ით შემცირებული ხელს უწყობს ფულის, რესურსების და გარემოს დაზოგვას.

რა არის შემდეგი და სად უნდა გამოსცადოს?

ჩვენ მჭიდროდ ვთანამშრომლობთ კლიენტებთან, რათა მივცეთ მორგებული გადაწყვეტილებები, რომლებიც საუკეთესოდ მოერგება მათ ინდივიდუალურ მოთხოვნებს. მიმდინარე სამუშაოები ფოკუსირებულია პროცესის ოპტიმიზაციაზე და ახალი პროდუქტის განვითარებაზე ახალი პროდუქტის ფორმებისთვის ან აქამდე ნაკლებად გამოუყენებელი კულტურების გამოყენებაზე. PEF გაძლიერებული ინფუზია და ფერის, არომატის ან აქტიური ინგრედიენტების მიღება საშუალებას იძლევა გავლენა მოახდინოს პროდუქტის გემოსა და გარეგნობაზე. PEF შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ქსოვილების დარბილებისთვის, არამედ თერმული დამუშავებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქსოვილის ტექსტურის შესანარჩუნებლად პექტინის მიზანმიმართული მოდიფიკაციით. ეს საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ ტექსტურის დეგრადაცია კარტოფილის და სხვა ბოსტნეულის მომზადების ან კონსერვის დროს. და ბოლოს, PEF-ისა და ვაკუუმური შემწვარი ან მიკროტალღური ვაკუუმური გაშრობის კომბინაცია საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ახალი, გემრიელი და ხრაშუნა პროდუქტის ტექსტურები. PEF Pilot-თან ერთად ჩვენ შევიმუშავეთ ყველაზე მრავალმხრივი R&D სისტემა, რომელიც ხელმისაწვდომია ბაზარზე.

დაგვიკავშირდით www.elea-technology.com-ზე, რათა შევიმუშავოთ საუკეთესო გადაწყვეტა თქვენი კარტოფილის პროდუქტისთვის.

წაიკითხეთ მეტი სიახლე ამ პროცესშიs განყოფილება