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高压处理的经济效益

贾津春 译
天津市华泰森淼生物工程技术有限公司

    关于保鲜技术中最重要的一点即为估算每一个处理产品的成本(Ting &Farkas, 1995)。尽管高压加工被认为是可延长食品货架期较有前景的一项技术,但它的消耗要比诸如高温杀菌传统方法更昂贵。因此,高压加工主要应用与生产小生境食品,如新鲜的果酱、海产品、鳄梨酱。现今,高压加工成本即为10-20分/升;而高温加工处理成本最低为2-4分/升。
    若精密考虑高压加工过程中的每一环节,即可降低高压加工成本。较重要的成本消耗包括:高压设备的生产量(每单位时间内可加工处理食品的数量);高压设备的折旧消耗;还包括诸如劳动力、占有率、能量等可变资本的消耗。关于高压加工总体成本较典型的细目分类配置如下:
    •面积:1-2%
    •劳动力:5-10%
    •使用率、能量:2-4%
    •设备维护:5-10%
    •资本:75-80%
    面积为高压设备可运作的区域范围。人员包括操纵设备的操纵人员;依据设备的不同,工作人员的数量可为1-5人。能量成本较低,只占不足总成本的1%。设备维护(主要为设备密封)即为每年投资成本的4%。因此,很明显资本成本为重要的消耗。对高压加工体系(400-600MPa)来说,典型的投资价钱为$1.5-$2.5。高压加工系统的安装资本消耗如下所示:
    •高压容器、容器两端的盖、开关装置:50-60%
    •泵、高压循环系统:30-35%
    •控制器:10-15%
    压力容器是高压设备中最重要的一部分。
    总而言之,要想降低成本,至少要达到如下所列条件的其中一条:
    •提高生产量。可以两种途径完成:(1)(商品)质优价高(增大容器体积,降低每升的成本价钱。Kobelco指出,500-升容器的生产体系每升的总成本为70升容器设备成本的50%);(2)缩短周期。
    •降低投资成本。Barawing概念(van den Berg et al.,1998)表明,若缩短加工周期,即可降低压力容器的成本。

    缩短周期
    高压设备的生产量与加工周期密切相关。对批量生产体系来说,加工周期可分以下几个步骤:
    1.在压力容器中填充处理物料。
    2.关闭压力容器仓。
    3.加压。
    4.保压。
    5.卸压。
    6.打开压力容器仓。
    7.取出已处理的物料。
    每一步骤所需的时间都与机械极限密切相关,第4步(主要与微生物和食品质量相关)除外。有效的温度-压力结合处理可降低保压时间。在实践中,高温-高压的结合可降低保压时间。唯一的缺点就是,较高的压力需要较高水准的高压体系,这就增加了成本消耗。另外,较高的温度也使食品的质量也受到了威胁。因此,对每种食品来说,都应有特定的温度-压力处理结合而确保食品的质量、安全、和经济效益。近一些年来,研究人员了解到有效的压力、温度、两步骤的连续处理可降低保压时间。
    使用自动控制体系控制如上的1、2、7步骤,可加快生产的速度。ACB Pressure System-Alstom Hyperbar体系可在20秒内自动完成对物料的填充、关闭压力容器仓、取出物料这样一个过程。压力容器的封闭系统可使盖子移到容器的端口,因此以水平方向向容器内装载、预卸物料是可能(如图11-1)。自动装载、预卸物料能缩短加工周期,但却增加了投资成本(Lebas, personal communication, June 1998, February 2000)。
    加压所需的时间与高压发生器的功率(要产生400-600MPa压力的话,则200- 300升的系统需要100-200kW的发生器)、最终的压力、水压种类(内/外增压器)密切相关。在实践中,加压这个环节所需的时间可从实验室范围内的秒到实际压力容器商业运作(200-400升)中的3-5分,但也要依据压力而定。增强泵功率可提高生产量,但同时也增加投资成本。在加工过程中,要相对减少保压时间,可使用高-功率压力泵或蓄电器而降低加压时间。卸压可通过使用特殊设计的压力阀(可控制卸压流动而无腐蚀、空化破坏)快速完成。卸压的商业性时间为20-30秒(Träff, personl communication, June 1998, February 2000; Lebas, personal communication, June 1998, February 2000)。
    很显然,生产量与高压设备操作时间相关。每月大概有1天的时间需要对设备密封进行维护。例如,Avomex设备每运作三天就应该停休一天,在每周周日对机器设备进行维护。总的来说,设备的运作时间为总时间的86%(Waugh, 2000)。
    与生产量相关的因素包括:包装效率、及压力容器可有效使用的容积。由于包装形状及方式的不同,这种可有效使用的容积范围为50%-80%;包装之间的空隙就被浪费了。立体或六角型的包装要比圆柱型瓶包装更节省空间。对后者来说,如要有效利用可用容积,则要使包装瓶的直径接近压力容器中心的直径,或者使包装瓶的直径为压力容器中心直径的三分之一,这样容器的横断面就可容纳7个包装瓶(78%效率)。要达到最大的效率,ACB Pressure System-Alstom把90mm、280mm两种内部直径的压力容器做为标准。在90-mm容器中,加工相同直径的圆柱型1-升包装瓶;在280-mm容器中,可容纳七个包装瓶进行压力加工。要考虑到有效容积,还应该把密封空气、包装材料的体积考虑进去(Lebas, personal communication, June 1998, February 2000)。

    结论
    在过去的10年中,高压食品加工已从实验性阶段逐步走向成熟,现在已发展成为一项较有前景、经济适用的保鲜技术。高压技术已进入食品行业,并且首次应用此技术的食品已投入市场。高压加工的成本正在降低,主要是因为与此相关的硬件系统、及处理方式的发展。生产商将尽可能完善低成本、高效率这样一种高压加工设备。合成的应用可允许在高压下运作,而降低成本。此处理方式是由Meyer2000年引进的,它使食品杀菌变得更为简便(失活菌芽孢),而使用传统的高压处理似乎非常难。高压加工有潜力发展成为广泛应用于食品行业的保鲜技术,因为高压处理可保持食品原由的口味及营养成分。

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产品介绍

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HPP.L2型超高压处理设备(一体直压式)
 
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HPP.L4型超高压处理设备(框架式)
 
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HPP.M2型超高压处理设备(分体框架式)
 
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