Yüksək Təzyiqli Emalın Təkmilləşdirilmiş Enerji Səmərəliliyi
Yüksək Təzyiqli Emal (HPP) qapalı hava və qaz səbəbindən enerji səmərəsizliyi davamlı tətbiq üçün əməliyyat çətinlikləri yaratsa da, mikrob təhlükəsizliyini təmin edən və qida keyfiyyətini qoruyarkən raf ömrünü uzadan qeyri-termal qida konservasiya üsuludur. Təzyiq ötürən maye və maye qidaların ultrasəslə qazsızlaşdırılması sıxılma qabiliyyətini azaldır, enerji itkilərini minimuma endirir və SES prosesinin ümumi səmərəliliyini artırır.
Yüksək Təzyiqli Emal (HES): Enerji Səmərəliliyi Problemləri
Yüksək Təzyiqli Emal (HPP) maye və bərk qida məhsulları üçün mikrob inaktivasiyası və keyfiyyətin saxlanması kombinasiyasını təklif edən aparıcı qeyri-termal qida konservləşdirmə üsullarından biridir. HPP texnologiyası istehlakçıların minimal emal olunmuş məhsullara artan üstünlükləri ilə uyğunlaşaraq, qidanın hissiyyat və qida xüsusiyyətlərinə xələl gətirmədən qida təhlükəsizliyinə və uzun müddət saxlanmasına nail olur. Bununla belə, SES-in enerji tələbləri, xüsusən də proses zamanı sıxılmış hava və qazın yaratdığı səmərəsizliyə görə əhəmiyyətli əməliyyat çətinlikləri yaradır. Bu problemlərin həlli onun davamlı qida istehsalı üçün tam potensialını açmaq üçün açardır.
İcmal: SES və onun enerji problemləri
| SES tərifi | Çağırışlar | həll |
|---|---|---|
| Mikrob təhlükəsizliyini təmin edən və qida keyfiyyətini qoruyarkən saxlama müddətini uzadan qeyri-termal qida konservasiya üsulu. | Tutulmuş hava və qaz səbəbindən enerji səmərəsizliyi, artan əməliyyat xərcləri. | Ultrasonik deqazasiya sıxılma qabiliyyətini azaldır, enerji itkilərini minimuma endirir və SES-in səmərəliliyini artırır. |
Həll yolu: SES mayelərinin ultrasəs deqazasiyası
Ultrasonik deqazasiya həm təzyiqi ötürən maye, həm də maye qida məhsullarından sıxılmış hava və qazı çıxarmaqla Yüksək Təzyiqli Emalın (HPP) enerji səmərəliliyini artırmaq üçün səmərəli həll təklif edir. Güclü ultrasəs tətbiq etməklə, ultrasəs kavitasiya qaz baloncuklarının sürətli birləşməsini və sərbəst buraxılmasını təşviq edir, sıxılma qabiliyyətini azaldır və sıxılma zamanı enerji itkilərini minimuma endirir. Bu optimallaşdırma nəinki əməliyyat xərclərini azaldır, həm də prosesin dayanıqlığını artırır, SES-i qidanın qorunması üçün daha davamlı və effektiv edir.
Suyun ultrasəs deqazasiyası
SES necə işləyir
Yüksək Təzyiqli Emal (HPP) adətən elastik və suya davamlı qablaşdırmada olan qida məhsullarını 6000 bara (600 MPa) qədər son dərəcə yüksək təzyiqlərə məruz qoymaqla işləyir. Proses su ilə doldurulmuş yüksək təzyiqli bir qabda və sadə ardıcıllıqla baş verir:
- Yüklənir: Qablaşdırılmış məhsullar plastik səbətlərə qoyulur və yüksək təzyiqli qaba daşınır.
- Təzyiqləndirmə: Su təzyiqi ötürən mühit rolunu oynayan gəmiyə doldurulur. Daha sonra sistemə istənilən səviyyəyə təzyiq edilir, adətən bir neçə dəqiqə saxlanılır.
- İzostatik effekt: Təzyiq ölçüsündən, formasından və ya tərkibindən asılı olmayaraq məhsula bərabər və ani olaraq tətbiq edilir. Bu izostatik təzyiq məhsulu əzmədən və ya deformasiya etmədən qida mikroorqanizmlərini və xarab fermentlərini təsirsiz hala gətirir.
- Depressurizasiya və Boşaltma: Gəmi təzyiqsizləşdirilir, su boşaldılır və təmizlənmiş məhsullar istehlaka və ya sonrakı emal üçün hazır vəziyyətə gətirilir.
Yüksək Təzyiqli Emal (HES)
© Balakrishna et al., 2020
SES metodu dad, tekstura və qida tərkibini qoruyarkən qida təhlükəsizliyini təmin edir. Bununla belə, bu proses bir neçə əməliyyat səmərəsizliyindən təsirlənən bir amil olan əhəmiyyətli enerji girişini tələb edir.
SES-də Yüksək Enerji İstehlakının Çətinlikləri
SES-in əsas çatışmazlıqlarından biri onun yüksək enerji sərfiyyatıdır. Prosesin enerji tutumlu təbiəti aşağıdakılardan irəli gəlir:
- Suyun təzyiqi (birləşdirici maye): İzostatik təzyiqi ötürmək üçün istifadə olunan su, hədəf təzyiqi sıxmaq və saxlamaq üçün əhəmiyyətli enerji tələb edir.
- Bağlayıcı Mayedə Tutulmuş Hava və Qaz: Suyun içindəki hava qabarcıqları təzyiqin ötürülməsi səmərəliliyini azaldır, enerji tələbatını artırır. Bu qabarcıqlar təzyiq zamanı sıxılır və qida məhsulunun müalicəsi üçün istifadə oluna biləcək enerjini udur.
- Qablaşdırılmış məhsullarda qaz: Qablaşdırılmış qidalarda (məsələn, konservləşdirilmiş və ya yarımbərk məhsullarda) sıxılmış hava və ya qaz eyni şəkildə enerji itkisinə səbəb olur. Daxili qaz ciblərinin sıxılması əlavə enerji tələb edir və təzyiqin vahidliyinə mane ola bilər.
- İstilik enerjisi itkiləri: SES qeyri-istilik proses hesab edilsə də, suyun sıxılması və avadanlıqların sürtünməsi nəticəsində enerjinin bir hissəsi istilik kimi dağılır. Bu, əməliyyat xərclərini və soyutma tələblərini artırır.
Mayelərin qazsızlaşdırılması və qidaların pasterizasiyası üçün ultrasəs axın hüceyrəsi.
Tutulmuş Hava və Qazın SES-in Enerji Tələbinə Təsirləri
Hava və qazın olması SES-in səmərəliliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir:
- Azaldılmış Təzyiq Ötürmə Effektivliyi: Hava və qaz mayelərdən daha asan sıxılır, yəni gəmidə eyni təzyiqə nail olmaq üçün əlavə enerji tələb olunur.
- Daha uzun emal müddəti: Tutulmuş hava və qaz izostatik təzyiqin sabitləşməsini gecikdirir, dövrünün müddətini uzadır.
- Enerji Tullantıları: Sıxılmış qaz cibləri depressurasiya zamanı enerjini buraxır, onu bərpa etmək mümkün deyil və bu, ümumi səmərəsizliyə səbəb olur.
Bu təsirlər xüsusilə təbii olaraq yüksək hava tərkibi olan qida məhsulları və ya konservləşdirilmiş və ya vakuumla qablaşdırılmış əşyalar kimi boşluq qazını saxlayan qablaşdırma zamanı nəzərə çarpır.
SES-də enerji problemlərini həll etmək üçün strategiyalar
SES-in enerji səmərəliliyini artırmaq səyləri sistem daxilində hava və qazın təsirini azaltmağa yönəlib:
Ön Müalicə – Ultrasonik deqazasiya:
Birləşdirici maye və qida məhsullarından həll olunmuş hava və qazı çıxarmaq üçün ultrasəsin tətbiqi enerji israfını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Ultrasonik kavitasiya qaz baloncuklarını təsirli şəkildə pozur, təzyiqdən əvvəl qaçmağa imkan verir.
Bundan əlavə, məhsullar vakuum altında ultrasəs deqazifikasiyasından sonra, xüsusən də konservləşdirilmiş və ya möhürlənmiş məhsullardan sonra təyin edilə bilər.
Zamanla həll olunmuş oksigenin azalması UP400ST sonikatorundan 100 %, 80 %, 60 %, 40 % və 20 % amplituda istifadə etməklə.
Tədqiqat: ©Rognerud et al., 2020.
Davamlı SES üçün Alternativ olaraq Sonikasiya
Yüksək performanslı ultrasəsi mülayim istiliklə (termosonikasiya) və ya yüksək təzyiq və mülayim istiliklə (manotermosonikasiya) birləşdirən hibrid SES sistemləri mülayim şəraitdə və aşağı enerji sərfiyyatında etibarlı homogenləşdirmə və pasterizasiyanı təmin edən perspektivli alternativ üsullardır. Ultrasəs pasterizasiyası daxili bir proses olduğundan, hətta böyük həcmdə yüksək qiymət səmərəliliyi ilə emal edilə bilər.
Maye qidaların daxili pasterizasiyası üçün Hielscher sonikatorları haqqında daha çox məlumat əldə edin!
SES-dən qida emalı üçün geniş istifadə olunsa da, onun enerji tutumlu təbiəti, sıxılmış hava və qazın səmərəsizliyi ilə çətinləşir. Qida sənayesi ultrasəs qazsızlaşdırma kimi strategiyaları birləşdirərək SES-in davamlılığını və iqtisadi səmərəliliyini artıra bilər.
Hielscher Ultrasonics, enerji səmərəliliyini və prosesin etibarlılığını artırmaq üçün qabaqcıl ultrasəs texnologiyasını təklif edərək, SES optimallaşdırmasında proses həlləri üçün etibarlı tərəfdaşdır. Bundan əlavə, Hielscher, yüksək keyfiyyətli və təhlükəsiz qida məhsullarını təmin edən sinergetik ultrasəs köməyi ilə qida pasterizasiyası üçün yenilikçi həllər təqdim edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Rognerud, Maren; Solemslie, Bjørn; Islam, Md Hujjatul; Pollet, Bruno (2020): How to Avoid Total Dissolved Gas Supersaturation in Water from Hydropower Plants by Employing Ultrasound. Journal of Physics: Conference Series 2020.
- Oner M.E. (2020): The effect of high pressure processing or thermosonication in combination with nisin on microbial inactivation and quality of green juice. Journal of Food Processing and Preservation 2020; 44:e14830.
- Evelyn, Filipa V.M. Silva (2016): High pressure processing pretreatment enhanced the thermosonication inactivation of Alicyclobacillus acidoterrestris spores in orange juice. Food Control, Volume 62, 2016. 365-372.
- Balakrishna, Akash Kaushal, Md Abdul Wazed, Mohammed Farid (2020): A Review on the Effect of High Pressure Processing (HPP) on Gelatinization and Infusion of Nutrients. Molecules 25 (10), 2020. 2369.
Tez-tez soruşulan suallar
Təzyiq ötürən mayelərin deqazasiyası nədir?
Deqazasiya, enerji səmərəliliyini və prosesin sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün Yüksək Təzyiqli Emalda (HES) istifadə olunan mayedən həll edilmiş və sıxılmış qazların çıxarılmasıdır. Sıxılan qazları aradan qaldırmaqla deqazasiya təzyiq itkisini azaldır, təzyiqin vahid paylanmasını gücləndirir və SES sistemlərində kavitasiya ilə əlaqədar aşınmanı minimuma endirir.
Yüksək təzyiqli emal SES müalicəsi nədir?
SES sensor və qida keyfiyyətlərini qoruyarkən mikroorqanizmləri təsirsiz hala gətirmək üçün 600 MPa-a qədər hidrostatik təzyiq tətbiq edən qeyri-termal qida konservasiya üsuludur. Raf ömrünü uzadır, qida təhlükəsizliyini təmin edir və bioloji aktiv birləşmələri istilikdən istifadə etmədən saxlayır, bu da onu təzə və minimal işlənmiş qidalar üçün uyğun edir.
Yüksək təzyiqli emal SES-dən istifadə ilə bağlı problem nədir?
SES-in əsas problemlərinə yüksək enerji sərfiyyatı, təzyiqi ötürən mayelərdə sıxılmış hava ilə bağlı proseslərin səmərəsizliyi və yüksək avadanlıq xərcləri daxildir. Əlavə olaraq, əksər vegetativ patogenlərə qarşı təsirli olsa da, SES yumşaq isitmə (təzyiqli istilik emal, PATP) kimi əlavə maneələr olmadan bakterial sporları təsirsiz hala gətirmir.
Pasterizasiya ilə SES arasındakı fərq nədir?
Pasterizasiya mikroorqanizmləri istilik (adətən 60-85°C) vasitəsilə təsirsiz hala gətirən, qidanın tərkibini və qida tərkibini potensial olaraq dəyişdirən termal prosesdir. SES, əksinə, qidanın orijinal dadını, teksturasını və qida maddələrini qoruyaraq, saxlama müddətini uzadan təzyiq vasitəsilə mikrob inaktivasiyasına nail olan qeyri-termal üsuldur.
Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.