Ügyesen kombinálva - hatékonyan és finoman szárítva!
A kutatók a gyümölcs és zöldség szárításának hagyományos módszereit ötvözik innovatív technikákkal
A szárított növényi alapanyagokat számos étel összetevőjeként használják: alacsony a kalóriatartalma, gazdag vitaminokban, ásványi anyagokban és rostokban, valamint olyan másodlagos növényi összetevőkben, mint a karotinoidok és a polifenolok. A szárított gyümölcs vagy zöldség megtalálható gabonakeverékekben vagy olyan kényelmi termékek részeként, mint a burgonyapüré vagy a levesek. Önmagukban is növekvő népszerűségnek örvendenek - kész snackként szárított gyümölcs formájában vagy táplálék-kiegészítőként gyümölcs- vagy zöldségpor formájában.
Költséges, időigényes és energiaigényes
A kívánt további felhasználás előtt szárítás következik - amely ellen a növényi sejtmembránok felfegyverkeztek: Olyan akadályokkal vannak felszerelve - amelyek a növény számára nagyon hasznosak - amelyek megnehezítik a víz eltávolítását és a hő áthaladását. Ezek a természetes ellenállások azt jelentik, hogy a gyümölcs és zöldség szárítása költséges, időigényes és energiaigényes; a termikus terhelés és a szárítás időtartama viszont befolyásolja a termék minőségét, például tápanyagok és aromák elvesztése vagy színváltozás.
Wanted: Optimalizált szárítási folyamat
IGF próba és hiba helyett
Ezenkívül a szárítási folyamat során tisztázni kellett a növényi sejtekben zajló folyamatokat, hogy a megállapításokat más termékekre és folyamatokra is át lehessen vinni. A Berlini Műszaki Egyetem és a Karlsruhe Műszaki Intézet (KIT) kutatócsoportja ezen dolgozott 2011 és 2014 között. A két innovatív eljárást a hagyományos szárítási eljárásokkal ötvözve a tudósok a szárítási folyamat lényegesen nagyobb hatékonyságát és a termékminőség javítását ígérték. Almát, sárgarépát és burgonyát használtak különböző növényi modell alapanyagként.
A mágneses rezonancia tomográfia segítségével a termékben az USA által támogatott vagy a PEF által előkezelt szárítás folyamatait nem invazívan jellemeztük, és jelentősen hozzájárultak a jobb megértéshez. Az US és a PEF hatását a szövetszerkezetre és a pórusméretre fénymikroszkóppal is megvizsgáltuk. Az impedancia mérése megmutatta a vizsgált szövet sejttörésének mértékét.
Időmegtakarítás = költségmegtakarítás
A burgonya esetében kiderült, hogy a PEF-kezelés önmagában a szárítási idő csökkenéséhez vezetett. Bebizonyosodott, hogy a hatást inkább a nagyobb légsebesség kedvez, amelynél a hőmérséklet alig befolyásolja.
A PEF használatának van értelme fagyasztva szárításnál is
Fagyasztva szárítás esetén kezdetben bebizonyosodott, hogy a PEF alkalmazása nem vezetett a szárítási folyamat jelentős javulásához. A hatékony és sikeres fagyasztva szárítás biztosítása érdekében a mintákat előzetesen le kell fagyasztani: A vizsgálatok kimutatták, hogy a PEF használata felgyorsította a fagyasztási folyamatot és pozitív hatással volt a termék minőségére, így a PEF fagyasztva szárítás során is pozitívnak kell értékelni.
Mikrohullámú szárítás esetén az USA és a PEF alkalmazásának semmilyen egyértelmű előnye nem mutatható ki kísérleti üzemben.
Plusz a termékminőség
Mivel az innovatív technológiákkal történő kezelés előnye nemcsak a szárítási idő megtakarításából, hanem a minőségi paraméterek befolyásolásából is fakad, a szárítási tesztek a zsugorodási és rehidratációs viselkedést, a C-vitamin-tartalmat és az esetleges színváltozásokat is elemezték. A szárított termék rendeltetésétől függően a termék minőségével szemben támasztott követelmények nagyon eltérőek: Bár a szárított alma gyűrűk mint késztermék nem csökkennek a lehető legjobban, és nem szabad őket dehidratálni, például az azonnali levesben szárított burgonyának pontosan ellentétes tulajdonságokkal kell rendelkeznie. A minőségi paraméterek átfogó vizsgálata megmutatta, hogy a kívánt tulajdonságok milyen mértékben érhetők el konkrétabban a szárítási paraméterek változtatásával és a folyamatok kombinálásával.
Az alkalmazás lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy többféle módon profitáljanak
Az IGF-projekt eredményeinek magas gazdasági jelentősége elsősorban a szárítási idő jelentős csökkenésében mutatkozik meg, különösen a PEF előkezelésének köszönhetően, amely közvetlenül kapcsolódik az energiamegtakarításhoz és a költségcsökkentéshez. Ezenkívül a rövidített száradási idő lehetővé teszi a rendszer hatékonyabb megtervezését és növelését is
A termék áteresztőképessége.
Ha az időmegtakarítás nincs az előtérben, akkor a szárítási hőmérséklet jelentősen csökkenthető egy PEF előkezeléssel - állandó száradási idő mellett. Ez magasabb termékminőséghez, valamint energiatakarékossághoz és költségcsökkentéshez vezet. Annak a reális feltételezésnek az alapján, hogy az élelmiszerek szárítása az elfogyasztott energia 20-25% -áért felel, az energiahatékonyság csupán 1% -os növekedése legalább 10% -kal csökkentheti a termelési költségeket, vagy több mint 10% -kal növelheti a profitot. Ezenkívül bebizonyosodott, hogy a nagyméretű áruk - például az 1,7 cm-nél szélesebb burgonyakockák - kíméletes szárítása csak PEF előkezeléssel lehetséges.
Nagy piaci jelentőségű
Ezért minden növény, amely növényi alapanyagokat szárít vagy feldolgoz, profitálhat az átfogó eredményekből. A piaci jelentőség nagy: egyedül 2013-ban több mint 135 millió euró értékben szárított gyümölcsöt és zöldséget állítottak elő Németországban. Az innovatív és energiatakarékos folyamatok használata trend-meghatározó, és biztosítja a szükséges helyzeti előnyöket Németországban a gépipar és az üzemmérnöki munka számára. A PEF-technológia integrálásával a meglévő és az új rendszerekbe ennek az innovatív folyamatnak az áttörése gyorsan megvalósul - és jelentősen hozzájárul a német gép- és üzemmérnöki versenyképesség biztosításához.
A projekt résztvevői
Kutatóközpontok:
- Berlini Műszaki Egyetem, Élelmiszertechnológiai és Élelmiszerkémiai Intézet, Élelmiszer-biotechnológiai és folyamatmérnöki kutatócsoport (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-lebensmitteltechnologie-und-lebensmittelchemie-fg-lebensmittelbiotechnologie-und-prozesstechnik.47368-39899-43172.institut)
- Karlsruhe Műszaki Intézet (KIT), Bio- és Élelmiszertechnológiai Intézet, I. részleg: Élelmiszer-ipari folyamatok (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-bio-und-lebensmitteltechnik-teilinstitut-i-lebensmittelverfahrenstechnik.46910-39941-43223.institut)
Ipari csoport:
- VDMA Élelmiszer- és Csomagológépek Egyesülete e. V. Frankfurt (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/wirtschaftsverbaende/mv-vdma-nahrmittelmaschi.39984.verband)
(2016. június)
Kutatási projekt AiF 17161 N "Növényi alapanyagok szárítási folyamatainak javítása az anyagszállítási ellenállás folyamat által indukált csökkentésével" (https://www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projektdatenbank/aif-17161-n.projekt)
. projekt Ipari Közösségi Kutatás (IGF)