Combinat inteligent - uscat eficient și ușor!
Cercetătorii combină metodele convenționale de uscare a fructelor și legumelor cu tehnici inovatoare
Materiile prime vegetale uscate sunt folosite ca ingredient în multe alimente: sunt sărace în calorii și bogate în vitamine, minerale și fibre, precum și în componente secundare ale plantelor, cum ar fi carotenoizi și polifenoli. Fructele sau legumele uscate pot fi găsite în amestecuri de cereale sau ca parte a produselor de confort, cum ar fi piure de cartofi sau supe. De asemenea, se bucură de o popularitate din ce în ce mai mare pe cont propriu - ca gustare gata preparată sub formă de fructe uscate sau ca pudră de fructe sau legume ca supliment nutritiv.
Costisitoare, consumatoare de timp și consumatoare de energie
Înainte de utilizarea ulterioară dorită, există uscare - împotriva căreia s-au înarmat membranele celulare ale plantei: sunt echipate cu bariere - care sunt foarte utile plantei - care îngreunează eliminarea apei și trecerea căldurii, care este necesară uscării. Aceste rezistențe naturale înseamnă că uscarea fructelor și legumelor este costisitoare, consumatoare de timp și consumatoare de energie; sarcina termică și durata de uscare la rândul lor au un impact asupra calității produsului, cum ar fi pierderea de nutrienți și arome sau schimbări de culoare.
Se dorește: proces de uscare optimizat
IGF în loc de încercare și eroare
În plus, a fost necesar să se clarifice procesele din celulele plantei în timpul procesului de uscare pentru a putea transfera descoperirile către alte produse și procese. O echipă de cercetători de la Universitatea Tehnică din Berlin și Institutul de Tehnologie Karlsruhe (KIT) au lucrat la acest lucru în perioada 2011-2014. Prin combinarea celor două procese inovatoare cu procesul de uscare convențional, oamenii de știință au promis o eficiență semnificativ mai mare a procesului de uscare, precum și o îmbunătățire a calității produsului. Merele, morcovii și cartofii au fost folosiți ca materii prime pentru diferite modele vegetale.
Cu ajutorul tomografiei prin rezonanță magnetică, procesele din produs în timpul uscării asistate de SUA sau pre-tratate cu PEF au fost caracterizate neinvaziv și au contribuit semnificativ la o mai bună înțelegere. Influența SUA și a PEF asupra structurii țesuturilor și a mărimii porilor a fost, de asemenea, examinată cu ajutorul unui microscop cu lumină. Măsurarea impedanței a arătat gradul de întrerupere celulară a țesutului examinat.
Economii de timp = economii de costuri
În cazul cartofilor, sa constatat că tratamentul PEF singur a condus la o reducere a timpului de uscare. S-a arătat că efectul tinde să fie favorizat de o viteză mai mare a aerului, prin care temperatura nu are aproape nicio influență.
Utilizarea PEF are sens și pentru uscarea prin congelare
În cazul liofilizării, sa arătat inițial că utilizarea PEF nu a condus la nicio îmbunătățire notabilă a procesului de uscare. Pentru a asigura o liofilizare eficientă și de succes, probele trebuie să fie pre-congelate: Testele au arătat că utilizarea PEF a accelerat procesul de înghețare și a avut un efect pozitiv asupra calității produsului, astfel încât utilizarea PEF și în timpul liofilizării trebuie evaluat ca pozitiv.
În cazul uscării cu microunde, nu s-au putut demonstra avantaje clare pentru utilizarea SUA și PEF la scară pilot.
De asemenea, un plus pentru calitatea produsului
Deoarece beneficiul tratamentului cu tehnologii inovatoare rezultă nu numai din economisirea timpului de uscare, ci și din influențarea parametrilor de calitate, testele de uscare au analizat și comportamentul de contracție și rehidratare, conținutul de vitamina C și posibilele modificări ale culorii. În funcție de utilizarea intenționată a produsului uscat, cerințele privind calitatea produsului sunt foarte diferite: În timp ce inelele de mere uscate ca produs finit nu ar trebui să se micșoreze cât mai mult posibil și nu ar trebui să fie rehidratate, de exemplu, cartofii uscați într-o supă instant ar trebui să aibă exact proprietățile opuse. Investigațiile cuprinzătoare asupra parametrilor de calitate au arătat în ce măsură proprietățile dorite pot fi realizate într-o manieră mai direcționată prin variația parametrilor de uscare și prin combinarea proceselor.
Aplicația permite companiilor să beneficieze în mai multe moduri
Importanța economică ridicată a rezultatelor acestui proiect IGF se arată în primul rând în reducerea semnificativă a timpului de uscare, în special datorită pretratării PEF, care este direct legată de economiile de energie și reducerile de costuri. În plus, timpul scurtat de uscare oferă, de asemenea, posibilitatea unui design mai eficient al sistemului și o creștere a
Capacitatea produsului.
Dacă economisirea timpului nu se află în prim-plan, temperatura de uscare poate fi redusă semnificativ cu un pretratament PEF - cu un timp de uscare constant. Acest lucru duce la o calitate mai ridicată a produsului, precum și la economii de energie și reduceri de costuri. Sub ipoteza realistă că uscarea alimentelor este responsabilă pentru aproximativ 20-25% din energia consumată, o creștere a eficienței energetice cu doar 1% poate reduce costurile de producție cu cel puțin 10% sau crește profiturile cu mai mult de 10%. În plus, s-a arătat că uscarea ușoară a mărfurilor de dimensiuni mari - cum ar fi cuburile de cartofi cu o lungime a marginii de> 1,7 cm - este posibilă numai cu pretratare PEF.
Importanță ridicată pe piață
Toate companiile care usucă materiile prime vegetale sau le prelucrează pot beneficia de rezultatele cuprinzătoare. Semnificația pieței este ridicată: numai în 2013, în Germania au fost produse fructe și legume uscate în valoare de peste 135 de milioane de euro. Utilizarea proceselor inovatoare și eficiente din punct de vedere energetic este o tendință și asigură, de asemenea, avantajele de localizare necesare în Germania pentru ingineria mecanică și a instalațiilor. Prin integrarea tehnologiei PEF în sistemele existente și noi, progresul acestui proces inovator va fi realizat rapid - și va aduce o contribuție importantă la asigurarea competitivității ingineriei mecanice și a instalațiilor germane.
Participanții la proiect
Centre de cercetare:
- Universitatea Tehnică din Berlin, Institutul pentru Tehnologia Alimentelor și Chimia Alimentelor, Grupul de Cercetare Biotehnologie Alimentară și Ingineria Proceselor (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-lebensmitteltechnologie-und-lebensmittelchemie-fg-lebensmittelbiotechnologie-und-prozesstechnik.47368-39899-43172.institut)
- Institutul de Tehnologie Karlsruhe (KIT), Institutul pentru Tehnologia Bio și Alimentară, Divizia I: Ingineria proceselor alimentare (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-bio-und-lebensmitteltechnik-teilinstitut-i-lebensmittelverfahrenstechnik.46910-39941-43223.institut)
Grupul industrial:
- Asociația VDMA pentru mașini alimentare și ambalare e. V. Frankfurt (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/wirtschaftsverbaende/mv-vdma-nahrmittelmaschi.39984.verband)
(Din iunie 2016)
Proiect de cercetare AiF 17161 N "Îmbunătățirea proceselor de uscare a materiilor prime vegetale prin reducerea indusă de proces a rezistenței la transportul materialelor" (https://www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projektdatenbank/aif-17161-n.projekt)
. un proiect de Cercetare în Comunitatea Industrială (IGF)