Chytro kombinované - efektívne a šetrne sušené!

Vedci kombinujú konvenčné metódy sušenia ovocia a zeleniny s inovatívnymi technikami

efektívne

Sušené rastlinné suroviny sa používajú ako prísada do mnohých potravín: majú nízky obsah kalórií a sú bohaté na vitamíny, minerály a vlákninu, ako aj na sekundárne rastlinné zložky, ako sú karotenoidy a polyfenoly. Sušené ovocie alebo zeleninu nájdete v cereálnych zmesiach alebo ako súčasť doplnkových výrobkov, ako je zemiaková kaša alebo polievky. Rastúcej obľube sa tešia aj sami - ako hotové občerstvenie v podobe sušeného ovocia alebo ako prášok z ovocia alebo zeleniny ako doplnok výživy.

Nákladné, časovo a energeticky náročné

Pred požadovaným ďalším použitím je potrebné vysušiť - proti čomu sa vyzbrojili membrány rastlinných buniek: Sú vybavené zábranami - ktoré sú pre rastlinu veľmi užitočné -, ktoré sťažujú odvod vody a priechod tepla potrebného na sušenie. Tieto prirodzené odolnosti znamenajú, že sušenie ovocia a zeleniny je nákladné, časovo a energeticky náročné; tepelné zaťaženie a doba sušenia majú zase vplyv na kvalitu produktu, napríklad stratu živín a aróm alebo zmeny farby.

Hľadáme: Optimalizovaný proces sušenia

IGF namiesto pokusov a omylov

Okrem toho bolo potrebné objasniť procesy v rastlinných bunkách počas procesu sušenia, aby bolo možné výsledky preniesť do ďalších produktov a procesov. Na tom pracoval v rokoch 2011 až 2014 tím výskumníkov z Technickej univerzity v Berlíne a Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Kombináciou dvoch inovatívnych procesov s konvenčným procesom sušenia vedci sľubovali výrazne vyššiu účinnosť procesu sušenia, ako aj zlepšenie kvality produktu. Ako rôzne rastlinné modelové suroviny sa použili jablká, mrkva a zemiaky.
Pomocou magnetickej rezonančnej tomografie boli procesy v produkte počas sušenia s pomocou USA alebo PEF predbežne charakterizované neinvazívne a významne prispeli k lepšiemu porozumeniu. Vplyv US a PEF na tkanivovú štruktúru a veľkosť pórov sa tiež skúmal pomocou svetelného mikroskopu. Meranie impedancie ukázalo stupeň rozrušenia vyšetrovaného tkaniva bunkami.

Úspora času = úspora nákladov

V prípade zemiakov sa zistilo, že samotné ošetrenie PEF viedlo k zníženiu času sušenia. Ukázalo sa, že účinok býva uprednostňovaný vyššou rýchlosťou vzduchu, na ktorú nemá takmer žiadny vplyv teplota.

  • Aj pri sušení mrkvy viedlo samotné ošetrenie PEF k najväčšej úspore času sušenia, zatiaľ čo podpora USA nepreukázala žiadny vplyv na proces sušenia.

    • Použitie PEF má zmysel aj pre lyofilizáciu

    V prípade lyofilizácie sa pôvodne preukázalo, že použitie PEF neviedlo k žiadnemu výraznému zlepšeniu procesu sušenia. Na zabezpečenie efektívneho a úspešného lyofilizácie musia byť vzorky predzmrazené: Testy preukázali, že použitie PEF urýchlilo proces zmrazovania a malo pozitívny vplyv na kvalitu produktu, takže použitie PEF aj počas lyofilizácie treba hodnotiť ako pozitívny.
    V prípade mikrovlnného sušenia nebolo možné preukázať žiadne zreteľné výhody pre použitie USA a PEF v poloprovoznom meradle.

    Plusom aj za kvalitu produktu

    Pretože výhoda liečby inovatívnymi technológiami vyplýva nielen z úspory času na sušenie, ale aj z ovplyvnenia kvalitatívnych parametrov, testy sušenia analyzovali aj správanie pri zmrašťovaní a rehydratácii, obsah vitamínu C a možné zmeny farby. V závislosti na zamýšľanom použití sušeného produktu sú požiadavky na kvalitu produktu veľmi odlišné: Zatiaľ čo sušené jablkové krúžky ako hotový výrobok by sa nemali čo najviac zmenšovať a nemali by sa rehydratovať, napríklad sušené zemiaky v instantnej polievke by mali mať presne opačné vlastnosti. Komplexné skúmanie parametrov kvality ukázalo, do akej miery je možné dosiahnuť požadované vlastnosti cielenejšou zmenou parametrov sušenia a kombináciou procesov.

    Aplikácia umožňuje spoločnostiam ťažiť z mnohých spôsobov

    Vysoký ekonomický význam výsledkov tohto projektu IGF sa ukazuje predovšetkým vo významnom znížení doby sušenia, najmä v dôsledku predúpravy PEF, ktorá priamo súvisí s úsporami energie a znižovaním nákladov. Skrátený čas sušenia navyše ponúka aj možnosť efektívnejšieho návrhu systému a zvýšenia
    Výkon produktu.
    Pokiaľ nie je úspora času v popredí, je možné teplotu sušenia výrazne znížiť pomocou predúpravy PEF - pri konštantnej dobe sušenia. To vedie k vyššej kvalite produktu, ako aj k úsporám energie a znižovaniu nákladov. Za realistického predpokladu, že sušenie potravín je zodpovedné za asi 20 až 25% spotrebovanej energie, môže zvýšenie energetickej účinnosti iba o 1% znížiť výrobné náklady najmenej o 10% alebo zvýšiť zisky o viac ako 10%. Ďalej sa ukázalo, že jemné sušenie veľkého tovaru - napríklad zemiakových kociek s dĺžkou hrany> 1,7 cm - je možné iba pri predbežnej úprave PEF.

    Veľký význam pre trh

    Z komplexných výsledkov preto môžu ťažiť všetky spoločnosti, ktoré zeleninové suroviny sušia alebo ich spracúvajú. Význam na trhu je vysoký: iba v roku 2013 sa v Nemecku vyprodukovalo sušené ovocie a zelenina v hodnote viac ako 135 miliónov eur. Využívanie inovatívnych a energeticky efektívnych procesov určuje trendy a tiež zaisťuje potrebné lokalizačné výhody v Nemecku pre strojárstvo a strojárstvo. Integráciou technológie PEF do existujúcich a nových systémov sa rýchlo dosiahne prielom pre tento inovatívny proces - a bude to významným spôsobom prispievať k zabezpečeniu konkurencieschopnosti nemeckého strojárstva a strojárstva.

    Účastníci projektu

    Výskumné centrá:

    • Technická univerzita v Berlíne, Inštitút pre potravinársku technológiu a chémiu potravín, Výskumná skupina Potravinová biotechnológia a procesné inžinierstvo (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-lebensmitteltechnologie-und-lebensmittelchemie-fg-lebensmittelbiotechnologie-und-prozesstechnik.47368-39899-43172.institut)
    • Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Bio- and Food Technology, Division I: Food Process Engineering (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/forschungsinstitute/institut-fuer-bio-und-lebensmitteltechnik-teilinstitut-i-lebensmittelverfahrenstechnik.46910-39941-43223.institut)

    Priemyselná skupina:

    • Združenie VDMA pre potravinárske a baliace stroje V. Frankfurt (https://www.fei-bonn.de/fei-netzwerk/wirtschaftsverbaende/mv-vdma-nahrmittelmaschi.39984.verband)

    (Od júna 2016)

    Výskumný projekt AiF 17161 N "Zlepšenie procesov sušenia rastlinných surovín procesom indukovaným znížením odolnosti proti transportu materiálu" (https://www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projektdatenbank/aif-17161-n.projekt)

    . projekt z Výskum priemyselného spoločenstva (IGF)