Veel gestelde vragen

Electroporation of plant and animal raw materials enhances mass transport processes such as extraction, drying, freezing and pressing, saving time and money and increasing value.
Pulsed electric field (PEF) processing is een efficiënte niet-thermische voedselverwerkingstechniek die gebruik maakt van korte pulsen met een hoog voltage. De pulsen maken poriën in plantaardige, dierlijke en microbiële cellen (poratie), wat leidt tot celdesintegratie en microbiële inactivatie.
Het PEF- proces is snel, flexibel en energie-efficiënt, terwijl de warmteontwikkeling geminimaliseerd is. Door die lagere temperatuur behouden voedingsmiddelen en dranken hun nutritionele waarde en smaak beter dan met traditionele conservering door verhitting.
PEF verbetert het persrendement en de extractie van sappen, suikers, kleurstoffen en bioactieve stoffen en verlengt de houdbaarheid significant. Diffusieprocessen zoals het onttrekken van water aan plantaardig of dierlijk weefsel of de opname van marinades, kruiden en hulpstoffen worden versneld, waardoor kostbare tijd wordt bespaard in productieprocessen.
Electroporation of plant and animal raw materials enhances mass transport processes such as extraction, drying, freezing and pressing, saving time and money and increasing value.
Pulsed electric field (PEF) processing is een efficiënte niet-thermische voedselverwerkingstechniek die gebruik maakt van korte pulsen met een hoog voltage. De pulsen maken poriën in plantaardige, dierlijke en microbiële cellen (poratie), wat leidt tot celdesintegratie en microbiële inactivatie.
Het PEF- proces is snel, flexibel en energie-efficiënt, terwijl de warmteontwikkeling geminimaliseerd is. Door die lagere temperatuur behouden voedingsmiddelen en dranken hun nutritionele waarde en smaak beter dan met traditionele conservering door verhitting.
PEF verbetert het persrendement en de extractie van sappen, suikers, kleurstoffen en bioactieve stoffen en verlengt de houdbaarheid significant. Diffusieprocessen zoals het onttrekken van water aan plantaardig of dierlijk weefsel of de opname van marinades, kruiden en hulpstoffen worden versneld, waardoor kostbare tijd wordt bespaard in productieprocessen.
PEF treatment damages cell membranes and inactivates micro-organisms.
Ja, de termen PEF-processing en elektroporatie beschrijven dezelfde techniek. Het pulserende elektrische veld induceert poriën in celmembranen ‒ daar komt het woord elektroporatie vandaan. Een andere veel gebruikte term is permeabilisatie.
De celmembranen van zowel micro-organismen als plantaardig en dierlijk weefsel kunnen doorlaatbaar worden gemaakt met PEF-technologie van Pulsemaster. Dit PEF- of elektroporatieproces is geschikt voor toepassing in een groot aantal bewerkingsprocessen in de voedingsmiddelenindustrie en in bioprocessen waar een lage energie-opname door het product gewenst of noodzakelijk is.
Electroporation of plant and animal raw materials enhances mass transport processes such as extraction, drying, freezing and pressing, saving time and money and increasing value.
Het algemene doel is het toevoegen van waarde door natuurlijke grondstoffen zo goed mogelijk te benutten. Elektroporatie verhoogt de opbrengst, versheid, smaak en kwaliteit van een brede range van voedingsmiddelen en applicaties.
PEF-technologie is bijzonder geschikt voor het verbeteren van massatransport tijdens het extraheren, persen of drogen van groente en fruit. De permeabilisatie van vlees met PEF-processing verbetert droog-, zout- en marineerprocessen.
PEF-technologie is ook geschikt voor de niet-thermische conservering van dranken en semi-vloeibare voedingsmiddelen. De milde behandeling zorgt voor behoud van de nutritionele kwaliteit en versheid.
PEF treatment leaves vitamins, antioxidants, colorants, proteins, fatty acids and polysaccharids unaffected
Bij PEF-processing worden korte (microseconde) elektrische pulsen toegepast van 10 tot 60 kV. De pulsen maken met hun hoge voltage poriën in celmembranen, waardoor de barrièrefunctie daarvan verloren gaat, de inhoud van cellen naar buiten lekt en cellen afsterven.
PEF-processing is een continu proces waarbij het te behandelen product door een kamer met meerdere elektrodes wordt geleid en daarbij wordt blootgesteld aan de pulsen met een hoog voltage. De noodzakelijke behandeltijd is minder dan 1 seconde. Om te zorgen voor een afdoende behandeling van al het product in de kamer, worden de pulsen toegepast met een frequentie van 500 per seconde. Naast elektrische parameters als veldsterkte en specifieke energie-input, hebben ook de producttemperatuur en -receptuur invloed op de behandelintensiteit.

Verlies van barrièrefunctie
Celcytoplasma is omgeven door een dunne semi-doorlaatbare laag, het celmembraan. Het membraan werkt als een barrière voor het intra- en extracellulaire transport van ionen en macromoleculen. Dit membraan is een fosfolipide dubbellaag met een dikte van 5 nanometer (nm). Door cellen bloot te stellen aan pulserende elektrische velden wordt het celmembraan doorboord. Daardoor ontstaan poriën in de orde van grootte van 50-100 nanometer per porie. Dit effect wordt ook wel elektroporatie genoemd, oftewel het verlies van de barrièrefunctie van de cel waardoor de waardevolle inhoud van de cel beter bereikbaar wordt.
Elektroporatie vindt al plaats na 1 microseconde (µs). Het PEF- of elektroporatieproces is snel, flexibel en energie-efficient, terwijl de warmteontwikkeling geminimaliseerd is. Door die lagere temperatuur behouden voedingsmiddelen en dranken hun nutritionele waarde beter dan met traditionele conservering door verhitting.

Doelgericht proces
Pulsed Electric Field (PEF) of elektroporatie werkt dus door het doorboren van het celmembraan, ongeacht de grootte van de cel. Het proces is heel doelgericht. Als resultaat meten we een drastische verhoging in rendement bij extractieprocessen en het behoud van pigmenten, antioxidanten, functionele eiwitten en vitaminen bij conservering. PEF maakt dat gezonde producten langer houdbaar blijven en hun voedingswaarde behouden.
Een cel kan 20-100 micrometer (µm) groot zijn, een bacterie 2-10 micrometer. Poriën zijn 50-100 nanometer (nm) groot. Deze kleine poriën zijn stabieler als de cel en het membraan zijn blootgesteld aan zeer veel pulsen, zodat mogelijke celreparatie en/of overleving van het organisme wordt voorkomen. Pulsemasters Conditioner kan werken met een frequentie tot 1000 pulsen per seconde (1000 Hz).
Het verlies van de barrièrefunctie van het celmembraan van micro-organismen veroorzaakt microbiële sterfte. Doordat PEF geen invloed heeft op vitaminen, eiwitten en smaakstoffen is conservering van hittegevoelige vloeistoffen mogelijk waarbij deze hun sensorische kwaliteit en functionele waarde behouden.
Membraandisruptie vindt plaats als het opgewekte membraanpotentiaal een kritische waarde van 1 volt overschrijdt in veel cellulaire systemen, wat overeenkomt met een extern elektrisch veld van ongeveer 10 kV/cm in het geval van E. coli. Om E. coli af te doden en om in zijn algemeenheid de microbiële besmetting van een vloeistof te reduceren, heb je dus een drempelwaarde nodig van circa 10 kV/cm. Elektroporatie is onomkeerbaar boven een bepaalde drempelwaarde.
Applications of PEF processing are microbial inactivation in beverages and liquid foods, and cel disintegration of solid raw materials such as potatoes, fruits, vegetables, meat and fish for improved mass transport processes and product quality.
Afhankelijk van het doel van de PEF-behandeling kunnen vaste, semi-vloeibare en vloeibare voedingsmiddelen worden behandeld.
Is celdesintegratie het doel, dan zijn er vrijwel geen beperkingen voor de grootte van de te behandelen deeltjes. Zo is PEF-processing toepasbaar op hele vruchten, groenten en aardappelen, fruit- of groentestukjes en fruit- of groentemoes, voorafgaand aan scheidingsprocessen. Wel moet het plantaardige of dierlijke product uiteraard kleiner zijn dan het gat in de behandelkamer.
Voor microbiële inactivatie is de toepassing beperkter, omdat daarvoor een hogere behandelintensiteit is vereist. PEF-technologie is dan alleen inzetbaar voor verpompbare producten met een deeltjesgrootte van minder dan 20 mm.
The dielectric strength of the food matrix has a significant influence on the applicability of pulsed electric field technology
De diëlektrische sterkte van de voedselmatrix heeft een grote invloed op de toepasbaarheid van een pulserend elektrisch veld, omdat diëlektrische overslag of doorslag moet worden voorkomen. Lucht- of gasbellen kunnen echter geen hoge veldsterktes doorstaan. Ze kunnen aanwezig zijn in koolzuurhoudende dranken of vrijkomen door temperatuurverhoging. Daarom moet lucht worden verwijderd uit het product, in het bijzonder bij de hogere veldsterktes die voor microbiële inactivatie nodig zijn. Het aantal luchtbellen kan worden geminimaliseerd met behulp van vacuümontgassing of het op druk brengen van het medium tijdens PEF-processing met positieve achterdruk (positive back pressure).
Voor de behandeling van vaste producten, zoals plantaardig of dierlijk materiaal, moet ingevangen lucht worden verwijderd om elektrische ontlading te voorkomen. Schuimvormende producten zijn mogelijk ongeschikt voor PEF-behandeling.
PEF treatment leaves vitamins, antioxidants, colorants, proteins, fatty acids and polysaccharids unaffected
Kenmerkende toepassingen zijn de milde conservering van dranken en semi-vloeibare voedingsmiddelen, behandeling van aardappels ter vervanging van thermische voorverwarming, en allerlei extractie- en persprocessen, zoals de extractie van antioxidanten, extractie van olie of eiwit uit algen, extractie van suiker uit suikerbieten en extractie van nutriënten of vezels uit schillen en stengels. Daarnaast is PEF is toepasbaar voor de verwijdering van acrylamide, concentratie van aardappeleiwit, en de productie van gekookte ham en droge worst.
PEF processing for mild preservation of beverages and liquid foods
Pulsed electric field-processing kan tijd en geld besparen en waarde toevoegen door het verhogen van de productkwaliteit. Langzame massatransportprocessen, zoals tijdens het drogen van plantaardige producten, kunnen worden versneld, wat leidt tot kortere verwerkingstijden. De opbrengst van sap- of olie-extractie kan worden verhoogd. Bij de productie van gekookte ham verbetert PEF het zouttransport, wat leidt tot een reductie van tumbletijden. Bij de productie van droge worst wordt het vochttransport verbetert, met kortere droogtijden als resultaat. Voordeel is ook dat PEF een snelle en continue behandeltechniek is.

Voordeel van PEF-technologie als conserveringstechniek voor dranken en (semi-)vloeibare voedingsmiddelen is dat de kwaliteit, versheid en nutritionele en functionele kwaliteit blijven behouden. Anders dan thermische pasteurisatie heeft PEF geen effect op vitaminen, eiwitten en andere waardevolle nutritionele en functionele bestanddelen. Voor hittegevoelige producten waarbij thermische pasteurisatie niet mogelijk is, kan PEF een optie zijn.

Met PEF processing kan een significante verhoging van het rendement, de versheid en het smaakbehoud worden gerealiseerd bij de productie van een groot aantal voedingsmiddelen. Toepassing van pulserende elektrische velden zorgt voor belangrijke positieve veranderingen in de voedselproductie. Veranderingen als het verhogen van de opbrengst, het reduceren van arbeidskosten, het stroomlijnen van logistieke processen en het terugbrengen van bederf en derving in de retail.
PEF treated and fried potato products contain less oil. The treatment can reduce frying oil absorption and fat content up to 50%.
Het gebruik van PEF-systemen in plaats van preheaters heeft verschillende voordelen voor de aardappelverwerkende industrie. Door de PEF-behandeling wordt de snijkwaliteit vergroot en het percentage gebroken frietstaven significant verlaagd. Ook het water- en energieverbruik gaan omlaag. Blancheer-, droog- en voorbaktijden worden verkort en de uitloging van suikers wordt verbeterd. Verder kan PEF-processing zorgen voor een lagere olieopname bij het voorbakken, tot wel 50 procent reductie.
PEF treatment leaves vitamins, antioxidants, colorants, proteins, fatty acids and polysaccharids unaffected
Elektroporatie tast specifiek de celmembranen aan. Daardoor kunnen vegetatieve bederforganismen en pathogene micro-organismen worden geïnactiveerd. Op enzymen, sporen en virussen heeft het pulsed electric field weinig effect. Andere bestanddelen, zoals vitaminen, mineralen, kleurstoffen en aromastoffen, blijven ook behouden. En in tegenstelling tot hittebehandeling tast PEF de functionele eigenschappen en voedingswaarde van eiwitten nauwelijks aan.
PEF treatment allows cold pasteurization of liquid foods, such as baby food
Het gebruik van PEF als conserveringstechniek rijkt verder dan milde pasteurisatie. In combinatie met hogere temperaturen kunnen ook sporen worden uitgeschakeld, waardoor sterilisatie van voedingsmiddelen mogelijk wordt.
In general, the shelf life of both PEF-treated and thermally pasteurized foods is comparable. Like thermally pasteurized foods PEF-treated products are usually stored refrigerated.
Ja, in het algemeen is de houdbaarheid vergelijkbaar. En net als thermisch gepasteuriseerde voedingsmiddelen moeten PEF-behandelde producten meestal koel worden bewaard.
Ja, Pulsemaster heeft apparatuur ontwikkeld op industriële schaal onder de naam Conditioner met behandelcapaciteiten tot 5000 l/uur voor microbiële inactivatie en tot 50.000 kg/uur voor celdesintegratie. Daartoe behoren pulsgeneratoren en behandelkamers die zich in de praktijk goed hebben bewezen. De systemen zijn klaar voor industrieel gebruik en voldoen aan alle veiligheidsvoorschriften.

Er is ook specifieke PEF-apparatuur voor de wetenschappelijke sector ontwikkeld. Zo maakt Pulsemaster een reeks systemen op basis van pulserende elektrische velden voor wetenschap en onderzoeksinstituten. Elk systeem wordt op maat gemaakt om aan de specifieke onderzoekseisen te voldoen. Dankzij het compacte en modulair ontwerp zijn deze systemen eenvoudig te integreren, op te schalen en te onderhouden. Ook de bediening is eenvoudig.
PEF treatment damages cell membranes and inactivates micro-organisms.
Ja, omdat pulsed electric field-processing een continu proces is dat weinig ruimte vraagt, kan het makkelijk worden geïmplementeerd in bestaande lijnen. Een PEF-verwerkingslijn voor celdesintegratie van vaste stoffen bestaat uit een transportsysteem met behandelkamer en een pulsgeneratorunit. Voor de milde conservering van vruchtensappen bestaat de opstelling gewoonlijk uit een toevoertank, een vloeistofpomp, een pulsgeneratorunit, een koeler (indien nodig) en een buffertank. De apparatuur kan worden gereinigd volgens CIP (Clean In Place) of SIP (Steam In Place) procedures.
Results of PEF processing are enhanced drying, extraction and pressing, fresher food products with a higner nutritional value and longer shelf life, and the saving of time, energy and water.
PEF is een energiezuinig proces. Afhankelijk van het type applicatie ligt het specifieke energieverbruik in de orde van 10 tot 100 kJ per liter product. Voor kleinere cellen is een hogere behandelintensiteit vereist. Op commerciële schaal zijn de verwachte kosten 1 euro per ton voor celdesintegratie (0,1 eurocent per liter of kg) en 10 euro per ton (1 eurocent per liter of kg) voor milde pasteurisatie.
Pulsemaster supports innovation and manufactures a range of PEF systems for science and research organizations, tailored to suit specific research need
Pulsemaster biedt zijn klanten PEF-systemen op labschaal en andere labfaciliteiten voor (challenge) tests en voor product- en procesontwikkeling. Zo kunnen zowel vertrouwelijke productevaluaties als validaties voor voedselveiligheid en houdbaarheid worden uitgevoerd.
Pulsemaster combines years of unique experience with pulsed power technology
Vanwege vertrouwelijkheid kunnen we niet zo maar voorbeelden geven, maar het commercieel gebruik van PEF-systemen groeit wereldwijd. Op dit moment zijn wereldwijd sappen verkrijgbaar die met PEF-technologie zijn gepasteuriseerd; onder meer in de VS is een installatie operationeel. Aardappelverwerkers hebben grote belangstelling voor PEF-technologie voor celdesintegratie, als alternatief voor preheaters. In de VS en Canada zijn al aardappelsystemen operationeel. Daarnaast wordt elektroporatie commercieel toegepast in Europa, Australië, India en China.

Onze hoog gekwalificeerde engineering experts hebben kennis en ervaring opgebouwd met het bouwen van meer dan 70 PEF systemen sinds 2009, voor een breed scala aan toepassingen en capaciteiten in de voedingsindustrie wereldwijd. De gebruikte pulsgeneratoren hebben zich al uitgebreid bewezen voor toepassingen in de voedingsindustrie en het PEF onderzoek.

Alle pulsed electric field (PEF) systemen voor de productie van frites en chips, die zijn gemaakt volgens Marx solid-state typologie en succesvol werken in de aardappelindustrie in Duitsland, US, Canada, Nederland, België, Oostenrijk, Australië, India en China, vinden hun technische oorsprong in het werk van Pulsemaster’s hoog gekwalificeerd team van Duitse engineering experts.

Pulsemaster’s PEF systemen zijn gebouwd volgens de hoogste Duitse en Nederlandse ontwerpstandaarden om continu (24/24) operationeel te kunnen zijn en om goed en energie-efficiënt te functioneren.
PEF systems for science and research
De Europese wetgeving voor novel foods geldt voor voedingsmiddelen en ingrediënten op de markt in de Europese Unie (EG 258/97). Nieuwe verwerkingsprocessen voor voedingsmiddelen moeten eerst worden beoordeeld. Een product is geen novel food als het proces geen grote veranderingen in de samenstelling of structuur veroorzaakt die invloed hebben op de voedingswaarde, het menselijk metabolisme of het gehalte aan ongewenste componenten. Na een PEF-behandeling zijn er tot nu toe geen significante veranderingen aangetoond in de samenstelling of structuur die invloed hebben de voedingswaarde, het metabolisme of ongewenste bestanddelen. Daarom kan worden aangenomen dat vruchtensappen die met PEF zijn behandeld, geen novel foods zijn.

Meer informatie:

Pulsemaster BV
www.pulsemaster.us
e-mail: info@pulsemaster.us
tel. +31 497 820300