Yuqori bosimli ishlov berishning energiya samaradorligini oshirish
Yuqori bosimli ishlov berish (GES) oziq-ovqat mahsulotlarini saqlashning termal bo'lmagan usuli bo'lib, u mikrob xavfsizligini ta'minlaydi va oziq-ovqat sifatini saqlab qolish bilan birga saqlash muddatini uzaytiradi, ammo uning havo va gazda tiqilib qolganligi sababli energiya samarasizligi barqaror amalga oshirish uchun operatsion qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Bosim o'tkazuvchi suyuqlik va suyuq oziq-ovqat mahsulotlarini ultratovushli gazsizlantirish siqilishni pasaytiradi, energiya yo'qotilishini kamaytiradi va GES jarayonining umumiy samaradorligini oshiradi.
Yuqori bosimli ishlov berish (GES): energiya samaradorligi muammolari
Yuqori bosimli ishlov berish (HPP) oziq-ovqat mahsulotlarini termal bo'lmagan saqlashning etakchi usullaridan biri bo'lib, suyuq va qattiq oziq-ovqat mahsulotlari uchun mikrobial inaktivatsiya va sifatni saqlash kombinatsiyasini taklif qiladi. HPP texnologiyasi oziq-ovqat xavfsizligi va oziq-ovqatning hissiy yoki ozuqaviy xususiyatlarini buzmasdan, iste'molchilarning minimal qayta ishlangan mahsulotlarga bo'lgan o'sib borayotgan afzalliklariga mos keladigan saqlash muddatini uzaytiradi. Biroq, GESning energiyaga bo'lgan talablari, ayniqsa, jarayon davomida to'plangan havo va gazning samarasizligi tufayli, sezilarli ekspluatatsion muammolarni keltirib chiqaradi. Ushbu muammolarni hal qilish uning barqaror oziq-ovqat ishlab chiqarish uchun to'liq salohiyatini ochish uchun kalit hisoblanadi.
Umumiy ko'rinish: GES va uning energiya muammolari
| GES ta'rifi | Qiyinchiliklar | yechim |
|---|---|---|
| Mikrobial xavfsizlikni ta'minlaydigan va oziq-ovqat sifatini saqlab qolgan holda saqlash muddatini uzaytiradigan oziq-ovqat mahsulotlarini termal bo'lmagan saqlash usuli. | Qopqog'ida qolgan havo va gaz tufayli energiya samarasizligi, operatsion xarajatlarni oshiradi. | Ultrasonik gazsizlantirish siqilishni pasaytiradi, energiya yo'qotilishini kamaytiradi va GES samaradorligini oshiradi. |
Yechim: GES suyuqliklarini ultratovushli gazsizlantirish
Ultrasonik degassatsiya bosim o'tkazuvchi suyuqlik va suyuq oziq-ovqat mahsulotlaridan siqilgan havo va gazni olib tashlash orqali Yuqori bosimli ishlov berishning (GES) energiya samaradorligini oshirish uchun samarali yechim taklif qiladi. Quvvatli ultratovushni qo'llash orqali ultratovushli kavitatsiya gaz pufakchalarining tez birlashishi va chiqishiga yordam beradi, siqilishni kamaytiradi va siqilish paytida energiya yo'qotishlarini kamaytiradi. Ushbu optimallashtirish nafaqat operatsion xarajatlarni pasaytiradi, balki jarayon barqarorligini oshiradi, bu esa GESni yanada barqaror va oziq-ovqat mahsulotlarini saqlash uchun samarali qiladi.
Ultrasonik suvni gazsizlantirish
GES qanday ishlaydi
Yuqori bosimli ishlov berish (HPP) odatda moslashuvchan va suv o'tkazmaydigan qadoqdagi oziq-ovqat mahsulotlarini 6000 bar (600 MPa) gacha bo'lgan o'ta yuqori bosimga ta'sir qilish orqali ishlaydi. Jarayon suv bilan to'ldirilgan yuqori bosimli idishda va oddiy ketma-ketlikda sodir bo'ladi:
- Yuklanmoqda: Qadoqlangan mahsulotlar plastik savatlarga joylashtiriladi va yuqori bosimli idishga o'tkaziladi.
- Bosimlash: suv bosim o'tkazuvchi vosita sifatida ishlaydigan idishga to'ldiriladi. Keyin tizim kerakli darajaga bosim o'tkazadi, odatda bir necha daqiqa davomida saqlanadi.
- Izostatik effekt: Bosim mahsulotning o'lchamidan, shakli va tarkibidan qat'i nazar, bir xil va bir zumda qo'llaniladi. Bu izostatik bosim mahsulotni maydalash yoki deformatsiya qilmasdan oziq-ovqat mikroorganizmlari va buzilish fermentlarini faolsizlantiradi.
- Depressurizatsiya va tushirish: Idishning bosimi tushiriladi, suv drenajlanadi va tozalangan mahsulotlar iste'molga yoki keyingi qayta ishlashga tayyor holda chiqariladi.
Yuqori bosimli ishlov berish (HPP)
© Balakrishna va boshqalar, 2020
HPP usuli ta'mi, tuzilishi va ozuqaviy tarkibini saqlab, oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlaydi. Biroq, bu jarayon sezilarli energiya sarfini talab qiladi, bu omil bir nechta operatsion samarasizliklarga ta'sir qiladi.
GESda yuqori energiya iste'moli muammolari
GESning asosiy kamchiliklaridan biri uning yuqori energiya sarfidir. Jarayonning energiya talab qiladigan tabiati quyidagilardan kelib chiqadi:
- Suvning bosimi (birlashtiruvchi suyuqlik): Izostatik bosimni uzatish uchun ishlatiladigan suv maqsadli bosimni siqish va ushlab turish uchun katta energiya talab qiladi.
- Bog'lanish suyuqligida tutilgan havo va gaz: Suv ichidagi havo pufakchalari bosim o'tkazish samaradorligini pasaytiradi va energiya talabini oshiradi. Bu pufakchalar bosim paytida siqilib, oziq-ovqat mahsulotini qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan energiyani o'zlashtiradi.
- Qadoqlangan mahsulotlardagi gaz: Qadoqlangan oziq-ovqatlar (masalan, konservalangan yoki yarim qattiq mahsulotlarda) ichida qolgan havo yoki gaz ham energiya yo'qotilishiga yordam beradi. Ichki gaz cho'ntaklarini siqish qo'shimcha energiya talab qiladi va bosimning bir xilligiga xalaqit berishi mumkin.
- Issiqlik energiyasini yo'qotish: GES issiqlik bo'lmagan jarayon hisoblansa-da, suvning siqilishi va uskunaning ishqalanishi tufayli energiyaning bir qismi issiqlik sifatida tarqaladi. Bu operatsion xarajatlarni va sovutish talablarini oshiradi.
Suyuqliklarni gazsizlantirish va oziq-ovqat mahsulotlarini pasterizatsiya qilish uchun ultratovushli oqim xujayrasi.
Qoplangan havo va gazning GESning energiya talabiga ta'siri
Havo va gazning mavjudligi GES samaradorligiga sezilarli ta'sir qiladi:
- Kamaytirilgan bosim uzatish samaradorligi: Havo va gaz suyuqliklarga qaraganda osonroq siqiladi, ya'ni idish ichida bir xil bosimga erishish uchun qo'shimcha energiya talab qilinadi.
- Uzoqroq ishlov berish muddati: Tugallangan havo va gaz izostatik bosimni barqarorlashtirishni kechiktiradi, tsikl davomiyligini uzaytiradi.
- Energiya chiqindilari: Siqilgan gaz cho'ntaklari bosimni yo'qotganda energiyani chiqaradi, uni qayta tiklab bo'lmaydi, bu esa umumiy samarasizlikka olib keladi.
Bu ta'sirlar, ayniqsa, yuqori havo miqdori bo'lgan oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlashda yoki bosh bo'shlig'ini gazni ushlab turadigan qadoqlashda, masalan, konservalangan yoki vakuum bilan o'ralgan mahsulotlarda namoyon bo'ladi.
GESda energiya muammolarini hal qilish strategiyalari
GESning energiya samaradorligini oshirishga qaratilgan sa'y-harakatlar tizim ichidagi havo va gaz ta'sirini kamaytirishga qaratilgan:
Oldindan davolash – Ultrasonik gazsizlantirish:
Birlashtiruvchi suyuqlik va oziq-ovqat mahsulotlaridan erigan havo va gazni olib tashlash uchun ultratovushni qo'llash energiya chiqindilarini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Ultrasonik kavitatsiya gaz pufakchalarini samarali ravishda buzadi, bu esa ularni bosimdan oldin qochishga imkon beradi.
Bundan tashqari, mahsulotlar vakuum ostida ultratovushli degasifikatsiyadan so'ng, ayniqsa konservalangan yoki muhrlangan mahsulotlarni sozlashi mumkin.
Vaqt o'tishi bilan erigan kislorodning kamayishi UP400ST sonikatoridan 100%, 80%, 60%, 40% va 20% amplituda foydalanish.
Tadqiqot: ©Rognerud va boshqalar, 2020.
Sonication Barqaror GES uchun muqobil sifatida
Yuqori samarali ultratovushni engil issiqlik (termosonikatsiya) yoki yuqori bosim va engil issiqlik (manotermosonikatsiya) bilan birlashtirgan gibrid GES tizimlari engil sharoitlarda va kam energiya sarfida ishonchli gomogenizatsiya va pasterizatsiyani ta'minlaydigan istiqbolli muqobil usullardir. Ultrasonik pasterizatsiya inline jarayon bo'lganligi sababli, hatto katta hajmlarni ham yuqori iqtisodiy samaradorlik bilan qayta ishlash mumkin.
Suyuq ovqatlarni inline pasterizatsiya qilish uchun Hielscher sonikatorlari haqida ko'proq bilib oling!
GES oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash uchun keng qo'llanilsa-da, uning energiyani ko'p talab qiladigan tabiati, havo va gazning nomutanosibligi bilan qo'shilib, jiddiy muammo tug'diradi. Ultrasonik gazsizlantirish kabi strategiyalarni birlashtirish orqali oziq-ovqat sanoati GESning barqarorligi va iqtisodiy samaradorligini oshirishi mumkin.
Hielscher Ultrasonics - energiya samaradorligi va jarayonning ishonchliligini oshirish uchun ilg'or ultratovush texnologiyasini taklif qiluvchi GESni optimallashtirish bo'yicha texnologik yechimlar uchun ishonchli hamkor. Bundan tashqari, Hielscher yuqori sifatli va xavfsiz oziq-ovqat mahsulotlarini ta'minlaydigan sinergik ultratovush yordamida oziq-ovqat pasterizatsiyasi uchun innovatsion echimlarni taqdim etadi.
Adabiyot / Adabiyotlar
- 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 so'raladigan savollar
Bosim o'tkazuvchi suyuqliklarni gazsizlantirish nima?
Degassatsiya - bu energiya samaradorligi va jarayon barqarorligini oshirish uchun yuqori bosimli ishlov berishda (GES) ishlatiladigan suyuqlikdan erigan va tiqilib qolgan gazlarni olib tashlash. Siqiladigan gazlarni yo'q qilish orqali gazsizlantirish bosim yo'qotilishini kamaytiradi, bosimning bir xil taqsimlanishini yaxshilaydi va GES tizimlarida kavitatsiya bilan bog'liq eskirishni kamaytiradi.
Yuqori bosimli ishlov berish GESi bilan ishlov berish nima?
GES - oziq-ovqat mahsulotlarini saqlashning issiqlik bo'lmagan usuli bo'lib, u mikroorganizmlarni faolsizlantirish uchun 600 MPa gacha gidrostatik bosimni qo'llaydi va shu bilan birga hissiy va ozuqaviy fazilatlarni saqlaydi. Yaroqlilik muddatini uzaytiradi, oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlaydi va issiqlikdan foydalanmasdan bioaktiv birikmalarni saqlaydi, bu uni yangi va minimal qayta ishlangan oziq-ovqatlar uchun mos qiladi.
Yuqori bosimli qayta ishlash GESidan foydalanishda qanday muammo bor?
GESning asosiy muammolari yuqori energiya iste'moli, bosim o'tkazuvchi suyuqliklarda havo to'planishi tufayli texnologik jarayonning samarasizligi va yuqori uskunalar narxini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, ko'pgina vegetativ patogenlarga qarshi samarali bo'lsa-da, GES qo'shimcha to'siqlarsiz bakterial sporalarni faolsizlantirmaydi, masalan, engil isitish (bosim yordamida issiqlik bilan ishlov berish, PATP).
Pasterizatsiya va GES o'rtasidagi farq nima?
Pasterizatsiya - bu mikroorganizmlarni issiqlik (odatda 60-85 ° C) orqali faolsizlantiradigan, oziq-ovqat tarkibi va ozuqaviy tarkibini o'zgartirishi mumkin bo'lgan termal jarayon. Bundan farqli o'laroq, GES issiqlik bo'lmagan usul bo'lib, u bosim orqali mikrobial inaktivatsiyaga erishadi, oziq-ovqatning asl ta'mini, tuzilishini va oziq moddalarini saqlab qoladi va saqlash muddatini uzaytiradi.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.