Efikasiteti i përmirësuar i energjisë i përpunimit me presion të lartë

Përpunimi me Presion të Lartë (HPP) është një metodë e ruajtjes jo termike të ushqimit që siguron sigurinë mikrobike dhe zgjat jetëgjatësinë duke ruajtur cilësinë e ushqimit, megjithëse joefikasiteti i tij energjetik për shkak të ajrit dhe gazit të bllokuar paraqesin sfida operacionale për zbatimin e qëndrueshëm. Degazimi tejzanor i ushqimeve të lëngshme dhe të lëngshme që transmetojnë presion redukton kompresueshmërinë, duke minimizuar humbjet e energjisë dhe duke përmirësuar efikasitetin e përgjithshëm të procesit të HEC-eve.

Përpunimi me Presion të Lartë (HEC): Sfidat e Efiçiencës së Energjisë

Përpunimi me Presion të Lartë (HPP) është një nga teknikat kryesore të ruajtjes jo termike të ushqimit, që ofron një kombinim të inaktivizimit mikrobial dhe mbajtjes së cilësisë për produktet ushqimore të lëngshme dhe të ngurta. Teknologjia HPP arrin sigurinë ushqimore dhe jetëgjatësi të zgjatur pa kompromentuar vetitë ndijore ose ushqyese të ushqimit, në përputhje me preferencën në rritje të konsumatorit për produkte të përpunuara minimalisht. Megjithatë, kërkesat për energji të HEC-eve paraqesin sfida të rëndësishme operacionale, veçanërisht për shkak të joefikasitetit të paraqitur nga ajri dhe gazi i bllokuar brenda procesit. Adresimi i këtyre sfidave është çelësi për të zhbllokuar potencialin e tij të plotë për prodhim të qëndrueshëm ushqimor.

Vështrim i përgjithshëm: HEC-i dhe sfidat e tij energjetike

Zgjidhja: Degazimi tejzanor i lëngjeve të HEC-eve

Degazimi tejzanor ofron një zgjidhje efikase për të rritur efikasitetin energjetik të Përpunimit me Presion të Lartë (HPP) duke hequr ajrin dhe gazin e bllokuar nga produktet ushqimore të lëngshme dhe të lëngshme që transmetojnë presion. Duke aplikuar ultrazërin e fuqisë, kavitacioni me ultratinguj promovon bashkimin dhe çlirimin e shpejtë të flluskave të gazit, duke reduktuar kompresueshmërinë dhe duke minimizuar humbjet e energjisë gjatë ngjeshjes. Ky optimizim jo vetëm që ul kostot operacionale, por gjithashtu rrit stabilitetin e procesit, duke e bërë HEC-in më të qëndrueshëm dhe efektiv për ruajtjen e ushqimit.
 

Degazimi tejzanor i ujit

Si funksionon HEC-i

Përpunimi me Presion të Lartë (HPP) funksionon duke i nënshtruar produktet ushqimore, zakonisht në ambalazhe fleksibël dhe të papërshkueshëm nga uji, ndaj presioneve jashtëzakonisht të larta deri në 6000 bar (600 MPa). Procesi ndodh në një enë me presion të lartë të mbushur me ujë dhe në një sekuencë të drejtpërdrejtë:

1. Duke u ngarkuar: Produktet e paketuara vendosen në shporta plastike dhe përcillen në enë me presion të lartë.
2. Presioni: Uji mbushet në enë, duke vepruar si medium transmetues i presionit. Sistemi më pas është nën presion në nivelin e dëshiruar, zakonisht mbahet për disa minuta.
3. Efekti izostatik: Presioni aplikohet në mënyrë uniforme dhe të menjëhershme në të gjithë produktin, pavarësisht nga madhësia, forma ose përbërja e tij. Ky presion izostatik çaktivizon mikroorganizmat që vijnë nga ushqimi dhe enzimat e prishjes pa e shtypur ose deformuar produktin.
4. Depresioni dhe shkarkimi: Ena është nën presion, uji kullohet dhe produktet e trajtuara përcillen jashtë, gati për konsum ose përpunim të mëtejshëm.

Përpunimi me presion të lartë (HEC)
© Balakrishna et al., 2020

 
Metoda HPP siguron sigurinë ushqimore duke ruajtur shijen, strukturën dhe përmbajtjen e lëndëve ushqyese. Megjithatë, ky proces kërkon input të konsiderueshëm të energjisë, një faktor i ndikuar nga disa joefikasitete operacionale.

Sfidat e Konsumit të Lartë të Energjisë në HEC

Një nga mangësitë kryesore të HEC-eve është konsumi i lartë i energjisë. Natyra me energji intensive e procesit lind nga:

• Presioni i ujit (Lëngu i bashkimit): Uji i përdorur për të transmetuar presionin izostatik kërkon energji të konsiderueshme për të ngjeshur dhe mbajtur presionin e synuar.
• Ajri dhe gazi i bllokuar në lëngun e bashkimit: Flluskat e ajrit brenda ujit zvogëlojnë efikasitetin e transmetimit të presionit, duke rritur kërkesat për energji. Këto flluska ngjeshen gjatë presionit, duke thithur energji që përndryshe mund të përdoret për të trajtuar produktin ushqimor.
• Gaz në produktet e paketuara: Ajri ose gazi i bllokuar brenda ushqimeve të paketuara (p.sh. në produkte të konservuara ose gjysmë të ngurta) kontribuon në mënyrë të ngjashme në humbjen e energjisë. Kompresimi i xhepave të brendshëm të gazit kërkon energji shtesë dhe mund të ndërhyjë në uniformitetin e presionit.
• Humbjet e energjisë termike: Ndërsa HEC-i konsiderohet një proces jo termik, një pjesë e energjisë shpërndahet si nxehtësi për shkak të ngjeshjes së ujit dhe fërkimit të pajisjeve. Kjo rrit kostot operative dhe kërkesat për ftohje.

Ndikimet e ajrit dhe gazit të bllokuar në kërkesën për energji të HEC-eve

Prania e ajrit dhe gazit ndikon ndjeshëm në efikasitetin e HEC-eve:

• Efikasiteti i reduktuar i transmetimit me presion: Ajri dhe gazi kompresohen më lehtë se lëngjet, që do të thotë se nevojitet energji shtesë për të arritur të njëjtin presion brenda enës.
• Kohë më të gjata të përpunimit: Ajri dhe gazi i bllokuar vonojnë stabilizimin e presionit izostatik, duke zgjatur kohëzgjatjen e ciklit.
• Mbetjet e energjisë: Xhepat e gazit të ngjeshur lëshojnë energji pas uljes së presionit, e cila nuk mund të rikuperohet, duke kontribuar në joefikasitetin e përgjithshëm.

Këto efekte janë veçanërisht të theksuara kur përpunohen produkte ushqimore me përmbajtje natyrale të lartë ajri ose paketim që bllokon gazin e hapësirës së sipërme, të tilla si artikujt e konservuar ose të ambalazhuar me vakum.

Strategjitë për të adresuar sfidat e energjisë në HEC

Përpjekjet për të përmirësuar efiçencën energjetike të HEC-eve fokusohen në reduktimin e ndikimit të ajrit dhe gazit brenda sistemit:
Para-trajtimi – Degazimi me ultratinguj:
Aplikimi i ultrazërit për të hequr ajrin dhe gazin e tretur nga lëngu i bashkimit dhe produktet ushqimore mund të reduktojë ndjeshëm humbjen e energjisë. Kavitacioni tejzanor prish në mënyrë efektive flluskat e gazit, duke i lejuar ata të shpëtojnë përpara presionit.
Për më tepër, produktet mund të vendosen pas degazifikimit tejzanor nën vakum, veçanërisht artikujt e konservuar ose të mbyllur.

Ulja e oksigjenit të tretur me kalimin e kohës duke përdorur sonikatorin UP400ST në amplituda 100 %, 80 %, 60 %, 40 % dhe 20 %.
Studimi: ©Rognerud et al., 2020.

Sonication si alternativë për HEC të qëndrueshëm

Sistemet hibride të HEC-eve që kombinojnë ultratinguj me performancë të lartë me nxehtësi të butë (termosonikim) ose me presion të ngritur dhe nxehtësi të butë (manotermonizim) janë teknika alternative premtuese që ofrojnë homogjenizim dhe pasterizim të besueshëm në kushte të buta dhe me konsum të ulët energjie. Meqenëse pasterizimi me ultratinguj është një proces inline, edhe vëllime të mëdha mund të përpunohen me efikasitet të lartë kostoje.
Mësoni më shumë rreth sonikatorëve Hielscher për pasterizimin inline të ushqimeve të lëngshme!

Ndërsa HEC-i përdoret gjerësisht për përpunimin e ushqimit, natyra e tij intensive energjetike, e shoqëruar nga joefikasiteti nga ajri dhe gazi i bllokuar, përbën një sfidë kritike. Duke integruar strategji të tilla si degazimi me ultratinguj, industria ushqimore mund të rrisë qëndrueshmërinë dhe efektivitetin e kostos së HEC-eve.
Hielscher Ultrasonics është partneri i besuar për zgjidhjet e proceseve në optimizimin e HEC-eve, duke ofruar teknologji të avancuar ultrasonike për të përmirësuar efikasitetin e energjisë dhe besueshmërinë e procesit. Për më tepër, Hielscher ofron zgjidhje inovative për pasterizimin sinergjik të ushqimit me ndihmën e ultrazërit, duke siguruar produkte ushqimore me cilësi të lartë dhe të sigurt.