Ny procesteknologi i fødevareindustrien - AP2 Reduktion af procestid i forædlingsindustrien (2021)

De vigtigste nye output:

Guidelines for accelereret saltning. For hamburgerryg med 30% tilvækst og tilsat fosfat kan dræning udelades uden kogesvind, sliceabilitet og sensoriske egenskaber påvirkes. Tidsbesparelse ca. 16 timer og frigivelse af tumblere såfremt dræning af hamburgerryggene foretages i tumblerne. Ved bacon med 15% tilvækst kan tumbling udelades, uden at udseende og sammenhængsevne påvirkes. Tørre-/røgesvindet øges med 1-2%, men det kan kompenseres ved at øge tilvæksten tilsvarende. Tidsbesparelse er 1-2 timer og mandskabsbesparelse ½-1 person.

Vurdering af ohmsk opvarmning og immersionskøling som kontinuert proces. Det vurderes, at ohmsk opvarmning efterfulgt af immersionskøling vil have et stort potentiale som kontinuerte accelererede processer ved fremstilling af fars- og skrottede produkter som fx kødpølser, toppingskinke og sandwich­skinke. Begge processer skal dog testes i større skala og videreudvikles. Ohmsk opvarmning er ikke velegnet til helmuskelprodukter.

Cost-benefit viser, at der er markante besparelser på personale, procestid og produktionsarealer, samt at ovne kan frigøres til andre produkter. Ohmsk varmebehandlingsanlæg med en kapacitet på 1000kg/t koster ca. 1,5 mill.kr (Alflow). For immersionskøling kendes anlægsomkostningerne pt ikke.

CO2-aftrykket vil kunne reduceres med 50-60% ved brug af ohmsk opvarmning. Immersionskøling vil have et større elektricitetsforbrug, men et markant lavere vandforbrug end traditionel vandkøling.

Projektet slutter ved udgangen af 2021.

Alle forsøg i projektet er afsluttet.

Resultater for saltning af hamburgerryg er rapporteret. Dræning kan udelades ved fremstilling af hamburgerryg med 30% tilvækst, stort set uden at kogesvindet påvirkes. Ved forlænget tumblingstid er der en lille tendens til, at kogesvindet reduceres.

For ohmsk varmebehandling er de optimale procesparametre i vores testanlæg fastlagt. Farsprodukter (kødpølse mv.) og skrottede produkter som fx sandwichskinke kan varmebehandles til 75°C på ca. 2 minutter. Ohmsk opvarmning er uafhængig af produktdimensioner, hvilket betyder, at selv produkter med en diameter på 11 cm eller mere kan varmebehandles på 2 minutter. Produkterne får en glat overflade ved varmebehandlingen og må derfor forventes at være pumpbare, hvilket er nødvendigt i et kontinuert anlæg. 

De næste store aktiviteter i projektet er, at:

•Der skal udarbejdes guidelines for reduceret procestid ved saltning af kødprodukter.

•For ohmsk varmebehandling skal der udarbejdes en potentialeafklaring inklusiv cost benefit og vurdering af bæredygtighed, herunder reduktion af energiforbrug.

•For immersionskøling skal der udarbejdes cost benefit og bæredygtighedsvurdering. Samtidig skal det vurderes, om processen vil indebære yderligere håndtering af produkterne.

•Det skal vurderes, om ohmsk varmebehandling, kombineret med immersionskøling, har potentiale som en kontinuert procesteknologi.

Det vigtigste nye output er, at ved produktion af helmuskel produkter med fosfat kan dræning udelades. Kogesvindet bliver stort set ikke påvirket, når dræning udelades og dermed kan spares et procestrin på op til 16 timer afhængig af dræningstiden. I forsøgene blev der sideløbende undersøgt varierende tumblingstider på hhv. 37, 75, 150 og 225 minutter med og uden dræn. Forsøgene viste, at længden af tumblingen kun havde minimal indflydelse på kogesvindet, idet der kun var en meget lille tendens til, at kogesvindet blev reduceret ved længere tumblingstid. 

De sensoriske bedømmelser internt og af virksomheder viste, at der overordnet set ikke var forskel på tekstur, tyggemodstand, fasthed og smag uanset tumblingstider, samt om der var anvendt dræn eller ikke. Ligeledes kunne det sensoriske panel generelt ikke påvise forskelle mellem drænede og ikke drænede produkter eller produkter med forskellige tumblingstider. 

Den næste store aktivitet i projektet er at undersøge mulighederne for at reducere procestiden for saltede helmuskelprodukter sammensat af flere muskler. Der tages udgangspunkt i resultaterne for reduceret saltningstid af hamburgerryg.

Den anden store aktivitet er, at undersøge potentialet for ohmsk opvarmning på kødpølse, sandwichskinke og leverpostej. Forsøgene vil fokusere på at fastlægge de optimale parametre (strømstyrke/procestid) for de enkelte produkter ift. pumpbarhed, temperaturfordeling og sensoriske egenskaber.

Det vigtigste nye output er, at dræning sandsynligvis kan udelades ved fremstilling af helmuskelprodukter som fx hamburgerryg. De første forsøg peger på, at dræning giver omkring 0,6% mindre kogesvind, men ved at øge tumblingstiden kan kogesvindet reduceres, så der opnås samme kogesvind som ved tumbling + dræn. Tumbling i 75 minutter + dræning i 16 timer gav et kogesvind på 3,7% hvilket svarede til kogesvindet ved tumbling i 150 minutter uden dræn. Sensorisk var der ikke forskel på de 2 behandlinger. Undersøgelserne er fortaget på meget små batch og skal undersøges yderligere. 

For ohmsk opvarmning er udført et sensorisk forsøg med triangeltest, hvor traditionelt varmebehandlet kødpølse og sandwichskinke er sammenlignet med ohmsk varmebehandlet skinke og kødpølse til hhv. 75 eller 85°C. Det havde ingen betydning, sensorisk set, om sandwichskinke og kødpølse blev opvarmet til 75°C eller 85°C ift. smag, farve og tekstur. Ligeledes kunne der ikke påvises forskel på kødpølse varmebehandlet traditionelt eller med ohmsk varmebehandling i forhold til smag, farve og tekstur. For sandwichskinken var der forskel på teksturen ved sammenligning af traditionel varmebehandling og ohmsk opvarmning. Hvad forskellen bestod i fremgik ikke af testen, og det er derfor ikke muligt at vurdere betydningen af forskellen. Det vil blive undersøgt nærmere i efterfølgende forsøg.

Den næste store aktivitet i projektet er at undersøge mulighederne for at reducere procestiden for saltede helmuskelprodukter sammensat af flere muskler. Der tages udgangspunkt i resultaterne for reduceret saltningstid af hamburgerryg.

Den anden store aktivitet er at undersøge potentialet for ohmsk opvarmning på kødpølse, sandwichskinke og leverpostej. Forsøgene vil fokusere på at fastlægge de optimale parametre (strømstyrke/procestid) for de enkelte produkter ift. pumpbarhed, temperaturfordeling og sensoriske egenskaber.

Det vigtigste nye output er, at forsøg med accelereret køling vha. immersionskøling viser, at kølingen af kødprodukter kan accelereres markant. Der er anvendt køling i glycol ved -16°C, hvor produkterne først skalfryses, herefter overføres produkterne til kølerum, hvor de udlignes til en kernetemperatur på 5°C. Køling af topping skinke fra 75°C til 5°C tog 2 timer og 55 minutter. Kødpølse med en diameter på 5 cm kunne køles fra 75°C til 5°C på 38 minutter. Et anlæg til køling af 1,5 ton/time estimeres at koste 1.565.000 kr. inklusiv installation.  

Forsøg med accelereret saltning af hamburgerryg er påbegyndt. Der fokuseres på betydning af tumbling og dræning samt mulighederne for at forkorte, optimere eller helt udelade processerne.

For ohmsk opvarmning er igangsat et sensorisk forsøg, hvor traditionelt varmebehandlet kødpølse og sandwichskinke sammenlignes med ohmsk varmebehandlet skinke og kødpølse til hhv. 75°C eller 85°C.

Den næste store aktivitet i projektet er at videreføre forsøgene med acceleration af saltning med fokus på tumbling og dræning. Betydning af længden og antal omdrejninger under tumbling undersøges. For dræning undersøges om længden samt om brug af omdrejninger periodevis under dræning, kan forbedre udbyttet samt forkorte dræningstiden.

Afslutning af sensorisk bedømmelse af ohmsk varmebehandlet sandwichskinke og kødpølse. Videreførelse af forsøg med optimering af ohmsk varmebehandling af kødpølse og sandwichskinke.

Det vigtigste nye output er, at de indledende test af ohmsk opvarmning på DMRI’s nye anlæg har vist, at farsprodukter fx kødpølser kan varmebehandles til 75°C  på under 2 minutter. Produkterne får en glat overflade, hvilket er vigtigt, da det kræves at produkterne til ohmsk opvarmning skal være pumpbare. De indledende interne smagsbedømmelser viser, at der kan opnås en god tekstur, der vurderes at være svarende til traditionelt varmebehandlede produkter. Der er testet på farsprodukter med 20% fedt og et saltindhold på 0%, 1%, 1,5% 2% og 2,5% mhp. at undersøge effekten af saltindholdet. Forsøgene viste, at det er muligt at anvende ohmsk varmebehandling ved alle de testede saltniveauer.

Den næste store aktivitet i projektet er at fortsætte forsøgene med ohmsk opvarmning af farsprodukter. Det skal undersøges, om sluttemperaturen har indflydelse på de sensoriske egenskaber. Hvis smag og tekstur ikke påvirkes af sluttemperaturen, kan opvarmning til 75°C eller højere give den ønskede fødevaresikkerhed og samtidig kan holdetider undgås. Samtidig skal det undersøges, om opvarmningstiden har indflydelse på hvor homogen en temperaturfordelingen, der kan opnås i produktet.

Med henblik på at skabe rammerne for en kontinuert proces undersøges det, om køling af produkterne kan accelereres tilstrækkeligt ved at anvende immersionskøling.

På saltning skal betydning af tumling og dræning af saltede helmuskelprodukter undersøges. Målet er at undersøge, om processerne kan udelades eller forkortes, uden at de har indflydelse på bl.a. produktkvaliteten, farvedannelse, sliceabilitet og kogesvind

Det vigtigste nye output er, at det er muligt at opnå en homogen og hurtig temperering af frosne råvarer med mikrobølger. Temperering af brystflæsk, skinkemuskler og trimmings fra -16°C til -4°C tog 3-6 minutter og til -2°C mellem 6-9 minutter. Uens produktstørrelse og pakkedimensioner resulterede ikke i en inhomogen temperering.

Undersøgelser af saltudligning fra multistiksprøjtning til efter køling er påbegyndt og viser, at det er vigtigt at opnå en god saltfordeling ved multistiksprøjtning, da de efterfølgende processer ikke kan udligne en stor saltdifference på tværs af produktet fx en skive kam. Bedste saltfordeling i kam med 30% tilvækst blev opnået ved at injicere én gang fra hver side af kammen, hvor saltdifferencen over skiverne lå på 0,1-0,2% salt/100g produkt. Når der blev injiceret 2 gange fra samme side kunne påvises saltdifferencer over skiverne på op til 0,8-0,9% salt/100g produkt efter kogning og nedkøling.

For streaky bacon er muligheden for at udelade tumbling testet. Umiddelbart er der kun minimale forskelle på bacon produceret uden tumbling og med 3 timers tumbling. Svindet var lidt højere uden tumbling, ca. 1-2%, men dette kan der kompenseres for ved lidt større sprøjtetilvækst. Ved tumbling krymper brystsiderne lidt i længde og bredde, hvilket betyder, at skiverne bliver lidt højere. Der var ikke forskel på stegesvind med og uden tumbling.