ઉચ્ચ-દબાણ પ્રક્રિયાની સુધારેલ ઊર્જા કાર્યક્ષમતા
હાઈ-પ્રેશર પ્રોસેસિંગ (HPP) એ બિન-થર્મલ ફૂડ પ્રિઝર્વેશન પદ્ધતિ છે જે સૂક્ષ્મજીવાણુઓની સલામતીને સુનિશ્ચિત કરે છે અને ખોરાકની ગુણવત્તા જાળવી રાખતી વખતે શેલ્ફ લાઈફને લંબાવે છે, જો કે તેની ઉર્જા અક્ષમતા હવા અને ગેસને કારણે ટકાઉ અમલીકરણ માટે કાર્યકારી પડકારો રજૂ કરે છે. પ્રેશર-ટ્રાન્સમિટિંગ લિક્વિડ અને લિક્વિડ ફૂડને અલ્ટ્રાસોનિક ડિગાસિંગ કરવાથી કોમ્પ્રેસિબિલિટી ઓછી થાય છે, એનર્જીનું નુકસાન ઓછું થાય છે અને HPP પ્રક્રિયાની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.
હાઇ-પ્રેશર પ્રોસેસિંગ (HPP): ઊર્જા કાર્યક્ષમતા પડકારો
હાઇ-પ્રેશર પ્રોસેસિંગ (HPP) એ અગ્રણી બિન-થર્મલ ફૂડ પ્રિઝર્વેશન તકનીકોમાંની એક છે, જે પ્રવાહી અને નક્કર ખાદ્ય ઉત્પાદનો માટે માઇક્રોબાયલ નિષ્ક્રિયતા અને ગુણવત્તા જાળવી રાખવાનું સંયોજન પ્રદાન કરે છે. HPP ટેક્નોલોજી ખોરાકની સંવેદનાત્મક અથવા પોષક ગુણધર્મો સાથે સમાધાન કર્યા વિના ખોરાકની સલામતી અને વિસ્તૃત શેલ્ફ લાઇફ પ્રાપ્ત કરે છે, ન્યૂનતમ પ્રોસેસ્ડ ઉત્પાદનો માટે વધતી જતી ગ્રાહક પસંદગી સાથે સંરેખિત થાય છે. જો કે, એચપીપીની ઉર્જા માંગણીઓ નોંધપાત્ર ઓપરેશનલ પડકારો ઉભી કરે છે, ખાસ કરીને પ્રક્રિયામાં ફસાયેલી હવા અને ગેસ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવેલી બિનકાર્યક્ષમતાને કારણે. આ પડકારોનો સામનો કરવો એ ટકાઉ ખાદ્ય ઉત્પાદન માટેની તેની સંપૂર્ણ સંભાવનાને અનલોક કરવાની ચાવી છે.
વિહંગાવલોકન: HPP અને તેની ઊર્જા પડકારો
| HPP વ્યાખ્યા | પડકારો | ઉકેલ |
|---|---|---|
| બિન-થર્મલ ફૂડ પ્રિઝર્વેશન પદ્ધતિ જે માઇક્રોબાયલ સલામતીની ખાતરી કરે છે અને ખોરાકની ગુણવત્તા જાળવી રાખતી વખતે શેલ્ફ લાઇફને લંબાવે છે. | ફસાયેલી હવા અને ગેસને કારણે ઊર્જાની અક્ષમતા, ઓપરેશનલ ખર્ચમાં વધારો. | અલ્ટ્રાસોનિક ડીગાસિંગ સંકોચનક્ષમતા ઘટાડે છે, ઉર્જાનું નુકસાન ઘટાડે છે અને HPP કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. |
ઉકેલ: HPP લિક્વિડ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીગાસિંગ
અલ્ટ્રાસોનિક ડીગાસિંગ દબાણ-પ્રસારિત પ્રવાહી અને પ્રવાહી ખાદ્ય ઉત્પાદનો બંનેમાંથી ફસાઈ ગયેલી હવા અને ગેસને દૂર કરીને ઉચ્ચ-દબાણ પ્રક્રિયા (HPP) ની ઊર્જા કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે એક કાર્યક્ષમ ઉકેલ પ્રદાન કરે છે. પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લાગુ કરીને, અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ ગેસના પરપોટાના ઝડપી સંકલન અને પ્રકાશનને પ્રોત્સાહન આપે છે, સંકોચનક્ષમતા ઘટાડે છે અને કમ્પ્રેશન દરમિયાન ઊર્જાના નુકસાનને ઘટાડે છે. આ ઑપ્ટિમાઇઝેશન માત્ર ઓપરેશનલ ખર્ચ ઘટાડે છે પરંતુ પ્રક્રિયાની સ્થિરતામાં પણ વધારો કરે છે, જે HPPને ખોરાકની જાળવણી માટે વધુ ટકાઉ અને અસરકારક બનાવે છે.
પાણીનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીગાસિંગ
HPP કેવી રીતે કામ કરે છે
હાઈ-પ્રેશર પ્રોસેસિંગ (HPP) ખાદ્ય ઉત્પાદનોને, ખાસ કરીને લવચીક અને વોટરપ્રૂફ પેકેજિંગમાં, 6,000 બાર (600 MPa) સુધીના અત્યંત ઊંચા દબાણને આધીન કરીને કામ કરે છે. પ્રક્રિયા પાણીથી ભરેલા ઉચ્ચ-દબાણના જહાજમાં થાય છે અને એક સરળ ક્રમ:
- લોડ કરી રહ્યું છે: પેકેજ્ડ ઉત્પાદનો પ્લાસ્ટિકની બાસ્કેટમાં મૂકવામાં આવે છે અને ઉચ્ચ દબાણવાળા જહાજમાં પહોંચાડવામાં આવે છે.
- દબાણ: વહાણમાં પાણી ભરવામાં આવે છે, દબાણ-પ્રસારણ માધ્યમ તરીકે કામ કરે છે. સિસ્ટમ પછી ઇચ્છિત સ્તર પર દબાણ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે થોડી મિનિટો માટે જાળવવામાં આવે છે.
- આઇસોસ્ટેટિક અસર: દબાણ તેના કદ, આકાર અથવા રચનાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, સમગ્ર ઉત્પાદન પર સમાનરૂપે અને તરત જ લાગુ કરવામાં આવે છે. આ આઇસોસ્ટેટિક દબાણ ઉત્પાદનને કચડી નાખ્યા અથવા વિકૃત કર્યા વિના ખોરાકથી જન્મેલા સુક્ષ્મસજીવો અને બગાડના ઉત્સેચકોને નિષ્ક્રિય કરે છે.
- ડિપ્રેસ્યુરાઇઝેશન અને અનલોડિંગ: જહાજ ડિપ્રેસરાઇઝ્ડ છે, પાણી વહી જાય છે, અને સારવાર કરેલ ઉત્પાદનો બહાર પહોંચાડવામાં આવે છે, વપરાશ અથવા આગળની પ્રક્રિયા માટે તૈયાર છે.
ઉચ્ચ દબાણ પ્રક્રિયા (HPP)
© બાલકૃષ્ણ એટ અલ., 2020
એચપીપી પદ્ધતિ સ્વાદ, પોત અને પોષક તત્ત્વોની સામગ્રીને સાચવતી વખતે ખાદ્ય સુરક્ષાને સુનિશ્ચિત કરે છે. જો કે, આ પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર ઉર્જા ઇનપુટની જરૂર છે, જે અનેક ઓપરેશનલ બિનકાર્યક્ષમતા દ્વારા પ્રભાવિત પરિબળ છે.
HPP માં ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશના પડકારો
HPP ની પ્રાથમિક ખામીઓમાંની એક તેની ઊંચી ઉર્જા વપરાશ છે. પ્રક્રિયાની ઊર્જા-સઘન પ્રકૃતિ આનાથી ઉદ્ભવે છે:
- પાણીનું દબાણ (કપલિંગ લિક્વિડ): આઇસોસ્ટેટિક દબાણને પ્રસારિત કરવા માટે વપરાતા પાણીને લક્ષ્ય દબાણને સંકુચિત કરવા અને જાળવવા માટે નોંધપાત્ર ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
- કપ્લીંગ લિક્વિડમાં ફસાઈ ગયેલી હવા અને ગેસ: પાણીની અંદર હવાના પરપોટા દબાણ ટ્રાન્સમિશન કાર્યક્ષમતા ઘટાડે છે, ઊર્જાની જરૂરિયાતો વધારે છે. આ પરપોટા દબાણ દરમિયાન સંકુચિત થાય છે, ઊર્જાને શોષી લે છે જેનો ઉપયોગ અન્યથા ખાદ્ય ઉત્પાદનની સારવાર માટે થઈ શકે છે.
- પેકેજ્ડ ઉત્પાદનોમાં ગેસ: પેકેજ્ડ ખોરાકમાં ફસાયેલી હવા અથવા ગેસ (દા.ત., તૈયાર અથવા અર્ધ ઘન ઉત્પાદનોમાં) એ જ રીતે ઊર્જાના નુકશાનમાં ફાળો આપે છે. આંતરિક ગેસ ખિસ્સાના સંકોચન માટે વધારાની ઊર્જાની જરૂર પડે છે અને દબાણ એકરૂપતામાં દખલ કરી શકે છે.
- થર્મલ એનર્જી નુકશાન: જ્યારે HPP ને બિન-થર્મલ પ્રક્રિયા માનવામાં આવે છે, ત્યારે પાણીના સંકોચન અને સાધનોના ઘર્ષણને કારણે કેટલીક ઉર્જા ગરમી તરીકે વિખેરાઈ જાય છે. આનાથી કાર્યકારી ખર્ચ અને ઠંડકની જરૂરિયાતોમાં વધારો થાય છે.
પ્રવાહીના ડિગેસિફિકેશન અને ખોરાકના પેશ્ચ્યુરાઇઝેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો સેલ.
HPP એનર્જી ડિમાન્ડ પર ફસાયેલી હવા અને ગેસની અસરો
હવા અને ગેસની હાજરી HPP ની કાર્યક્ષમતાને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે:
- ઘટાડો દબાણ ટ્રાન્સમિશન કાર્યક્ષમતા: હવા અને ગેસ પ્રવાહી કરતાં વધુ સરળતાથી સંકુચિત થાય છે, એટલે કે જહાજની અંદર સમાન દબાણ પ્રાપ્ત કરવા માટે વધારાની ઊર્જાની જરૂર પડે છે.
- લાંબી પ્રક્રિયા સમય: ફસાઇ ગયેલી હવા અને ગેસ આઇસોસ્ટેટિક દબાણના સ્થિરીકરણમાં વિલંબ કરે છે, ચક્રની અવધિ લંબાય છે.
- ઊર્જા કચરો: સંકુચિત ગેસ ખિસ્સા ડિપ્રેસ્યુરાઇઝેશન પર ઊર્જા મુક્ત કરે છે, જે પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી, એકંદર બિનકાર્યક્ષમતા માટે ફાળો આપે છે.
આ અસરો ખાસ કરીને ત્યારે ઉચ્ચારવામાં આવે છે જ્યારે કુદરતી રીતે ઉચ્ચ હવાની સામગ્રી અથવા પેકેજિંગ કે જે હેડસ્પેસ ગેસ, જેમ કે તૈયાર અથવા વેક્યૂમ-પેક્ડ વસ્તુઓ સાથે ખોરાક ઉત્પાદનો પર પ્રક્રિયા કરે છે.
એચપીપીમાં ઊર્જા પડકારોને સંબોધવા માટેની વ્યૂહરચનાઓ
HPP ની ઉર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાના પ્રયાસો સિસ્ટમમાં હવા અને ગેસના પ્રભાવને ઘટાડવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે:
પૂર્વ-સારવાર – અલ્ટ્રાસોનિક ડીગાસિંગ:
પ્રવાહી અને ખાદ્ય ઉત્પાદનોના જોડાણમાંથી ઓગળેલી હવા અને ગેસને દૂર કરવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ ઊર્જાના બગાડને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ અસરકારક રીતે ગેસ પરપોટાને વિક્ષેપિત કરે છે, જેનાથી તેઓ દબાણ પહેલાં બહાર નીકળી શકે છે.
વધુમાં, ઉત્પાદનો શૂન્યાવકાશ હેઠળ અલ્ટ્રાસોનિક ડીગેસિફિકેશન પછી સેટ કરી શકે છે, ખાસ કરીને તૈયાર અથવા સીલ કરેલી વસ્તુઓ.
સમય સાથે ઓગળેલા ઓક્સિજનમાં ઘટાડો 100%, 80%, 60%, 40% અને 20% ના કંપનવિસ્તાર પર સોનીકેટર UP400ST નો ઉપયોગ.
અભ્યાસ: ©રોગ્નેરુડ એટ અલ., 2020.
ટકાઉ HPP માટે વૈકલ્પિક તરીકે Sonication
હળવી ગરમી (થર્મોસોનિકેશન) અથવા ઊંચા દબાણ અને હળવી ગરમી (મેનથર્મોસોનિકેશન) સાથે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસાઉન્ડનું સંયોજન કરતી હાઇબ્રિડ HPP સિસ્ટમો આશાસ્પદ વૈકલ્પિક તકનીકો છે જે હળવી પરિસ્થિતિઓમાં અને ઓછી ઉર્જા વપરાશ પર વિશ્વસનીય એકરૂપીકરણ અને પેશ્ચરાઇઝેશન પ્રદાન કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પેશ્ચરાઇઝેશન એક ઇનલાઇન પ્રક્રિયા હોવાથી, મોટા જથ્થામાં પણ ઉચ્ચ ખર્ચ-કાર્યક્ષમતા સાથે પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.
પ્રવાહી ખોરાકના ઇનલાઇન પેશ્ચ્યુરાઇઝેશન માટે Hielscher sonicators વિશે વધુ જાણો!
જ્યારે એચપીપીનો વ્યાપકપણે ફૂડ પ્રોસેસિંગ માટે ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તેની ઉર્જા-સઘન પ્રકૃતિ, ફસાઈ ગયેલી હવા અને વાયુની બિનકાર્યક્ષમતાઓને કારણે એક જટિલ પડકાર ઊભો કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડિગાસિંગ જેવી વ્યૂહરચનાઓને એકીકૃત કરીને, ખાદ્ય ઉદ્યોગ એચપીપીની ટકાઉપણું અને ખર્ચ-અસરકારકતાને વધારી શકે છે.
Hielscher Ultrasonics એ HPP ઓપ્ટિમાઇઝેશનમાં પ્રોસેસ સોલ્યુશન્સ માટે વિશ્વસનીય ભાગીદાર છે, જે ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયાની વિશ્વસનીયતા સુધારવા માટે અદ્યતન અલ્ટ્રાસોનિક ટેકનોલોજી ઓફર કરે છે. વધુમાં, Hielscher ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અને સલામત ખાદ્ય ઉત્પાદનોને સુનિશ્ચિત કરીને સિનર્જિસ્ટિક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-આસિસ્ટેડ ફૂડ પેસ્ટ્યુરાઇઝેશન માટે નવીન ઉકેલો પ્રદાન કરે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- 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.
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
પ્રેશર ટ્રાન્સમિટિંગ લિક્વિડ્સનું ડીગાસિંગ શું છે?
ડીગાસિંગ એ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયાની સ્થિરતા સુધારવા માટે હાઇ-પ્રેશર પ્રોસેસિંગ (HPP) માં વપરાતા પ્રવાહીમાંથી ઓગળેલા અને ફસાયેલા વાયુઓને દૂર કરવા છે. કોમ્પ્રેસીબલ વાયુઓને દૂર કરીને, ડીગાસિંગ દબાણ નુકશાન ઘટાડે છે, સમાન દબાણ વિતરણને વધારે છે અને HPP સિસ્ટમમાં પોલાણ-સંબંધિત વસ્ત્રોને ઘટાડે છે.
હાઈ પ્રેશર પ્રોસેસિંગ એચપીપી સારવાર શું છે?
HPP એ નોન-થર્મલ ફૂડ પ્રિઝર્વેશન પદ્ધતિ છે જે સંવેદનાત્મક અને પોષક ગુણોને સાચવતી વખતે સુક્ષ્મસજીવોને નિષ્ક્રિય કરવા માટે 600 MPa સુધીના હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણને લાગુ કરે છે. તે શેલ્ફ લાઇફને વિસ્તૃત કરે છે, ખોરાકની સલામતીની ખાતરી કરે છે અને ગરમીનો ઉપયોગ કર્યા વિના બાયોએક્ટિવ સંયોજનોને જાળવી રાખે છે, તેને તાજા અને ઓછામાં ઓછા પ્રોસેસ્ડ ખોરાક માટે યોગ્ય બનાવે છે.
હાઈ પ્રેશર પ્રોસેસિંગ HPP નો ઉપયોગ કરવામાં સમસ્યા શું છે?
એચપીપીના પ્રાથમિક પડકારોમાં ઉર્જાનો ઉચ્ચ વપરાશ, દબાણ-પ્રસારણ પ્રવાહીમાં ફસાઈ ગયેલી હવાને કારણે પ્રક્રિયાની બિનકાર્યક્ષમતા અને ઉચ્ચ સાધનોના ખર્ચનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, મોટાભાગના વનસ્પતિજન્ય રોગાણુઓ સામે અસરકારક હોવા છતાં, HPP બેક્ટેરિયાના બીજકણને હળવા હીટિંગ (પ્રેશર-સહાયિત થર્મલ પ્રોસેસિંગ, PATP) જેવા વધારાના અવરોધો વિના નિષ્ક્રિય કરતું નથી.
પાશ્ચરાઇઝેશન અને એચપીપી વચ્ચે શું તફાવત છે?
પાશ્ચરાઇઝેશન એ થર્મલ પ્રક્રિયા છે જે સૂક્ષ્મજીવોને ગરમી (સામાન્ય રીતે 60-85°C) દ્વારા નિષ્ક્રિય કરે છે, સંભવિત રીતે ખોરાકની રચના અને પોષક રચનામાં ફેરફાર કરે છે. એચપીપી, તેનાથી વિપરીત, બિન-થર્મલ પદ્ધતિ છે જે દબાણ દ્વારા માઇક્રોબાયલ નિષ્ક્રિયતા પ્રાપ્ત કરે છે, શેલ્ફ લાઇફને લંબાવતી વખતે ખોરાકના મૂળ સ્વાદ, રચના અને પોષક તત્વોને સાચવે છે.
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.