CHARACTERISTICS OF THE DISCHARGE PULSE AND OPTIMIZATION OF PROCESSING PARAMETERS BY PULSED ELECTRIC FIELD OF FRUIT AND VEGETABLE PRODUCTS

Abstract

Для очистки пищевого сырья растительного происхождения применяют механический, физический (термический), пароводотермический, химический и комбинированные способы, сопровождающиеся значительными энергетическими затратами, а также потерями сырья на стадии переработки. В качестве альтернативного способа при отделении покровной ткани рассмотрена предварительная обработка плодоовощной продукции импульсным электри- ческим полем (ИЭП). Объектом исследования были плоды киви средним весом 85,1 г, которые перед отделением ко- жицы обрабатывали ИЭП при различных уровнях удельной затрачиваемой энергии: 0,3; 0,5; 1 и 1,5 кДж/кг. Контроль- ный образец обработке не подвергался. Обработку плодов киви ИЭП осуществляли на разработанной нами установке. Задачу оптимизации решали с использованием двухфакторной матрицы планирования экспериментов 32 с анализом влияния факторов времени релаксации после обработки и удельной потребляемой мощности на эффективность от- деления покровной кожицы. Результаты воздействия высоковольтных электрических импульсов представлены в виде осциллограмм пропускаемого тока и напряжения. Установлено, что основным эффектом обработки является сниже- ние показателя необходимого усилия снятия кожицы с плодов киви более чем в 10 раз, а также снижение потерь массы плода за счет снижения на 50% по сравнению с контролем удельной массы отделенной кожицы. Определены оптималь- ные параметры обработки плодоовощной продукции ИЭП, характеризующимся низкими энергетическими затратами (~1 кДж/кг сырья), что может стать экономически выгодным инструментом при переработке плодоовощного сырья. For the purification of food raw materials of plant origin, mechanical, physical (thermal), steam-thermal, chemical and combined methods are used, accompanied by significant energy costs, as well as losses of raw materials at the processing stage. As an alternative method for separating the integument, pretreatment of fruit and vegetable products with a pulsed electric field (PEF) is considered. The object of the study was kiwi fruits with an average weight of 85,1 g, which were treated with PEF before peeling at various levels of specific energy consumption: 0,3; 0,5; 1 and 1,5 kJ/kg. The control sample was not processed. The processing of kiwi fruits by PEF was carried out on an installation developed by us. The optimization problem was solved using a two-factor matrix for planning experiments 32 with an analysis of the influence of factors of relaxation time after treatment and specific power consumption on the efficiency of separation of the integument. The results of exposure to high- voltage electrical pulses are presented in the form of waveforms of the transmitted current and voltage. It was found that the main effect of the treatment is a decrease in the required peeling effort from kiwi fruits by more than 10 times, as well as a decrease in fruit weight loss due to a 50% decrease compared with the control of the specific weight of the separated peel. The optimal parameters for processing fruit and vegetable products of PEF, characterized by low energy costs (~1 kJ/kg of raw materials), have been determined, which can become an economically profitable tool for processing fruit and vegetable raw materials.