BBI 017 Studentproj-PEFgroep2012_publiek_Nl.pdf - Bio-based.nl

Toepassing van Pulsed Electric Field techniek
op de voorbehandeling van Aardappelen
(Cosun) en de kleurextractie uit Meekrap
(RUBIA)
Minorperiode 3.3 en 3.4
Project E.V.A -
Students:
G. Dercks
S. van der Maas
D. van Loon
D. Schutte
Teacher:
A. van den Dool
Version 2
1

Toepassing van Pulsed Electric Field
techniek op de voorbehandeling van
Aardappelen (Cosun) en de kleurextractie
uit Meekrap (RUBIA)
Business
Royal Cosun
Van de Reijtstraat 15
4814 NE, Breda
Postbus 3411
Telefoon: (076) 530 32 22
Training data
Avans Hogeschool
Academie voor technologie van gezondheid en milieu
chemische technologie
Lovensdijkstraat 61-63
4818 AJ, Breda
Telefoon: 0765. 250 500
Minorperiode 3.3 en 3.4
Teacher
Aart van den Dool a.vandendool@avans.nl
Project E.V.A.
MDT-2
Guus Dercks g.dercks@student.avans.nl
Steven van der Maas sh.vandermaas@student.avans.nl
Dion van Loon d.vanloon@student.avans.nl
Devin Schutte dk.schutte@student.avans.nl
Place and date
Plaats Breda
Datum 25/06/12
Schooljaar 11/12
Periode 3.3 en 3.4
Version 2
2

Voorwoord
Dit rapport is het eindverslag van de minor jaar 3 chemische technologie. Het is gemaakt in
samenwerking met Avans Hogeschool, RUBIA Natural Colours en Royal COSUN. Dit verslag bestaat
uit twee aparte verslagen, één voor CFTC/Aviko en één voor RUBIA.
Hierbij willen wij de volgende mensen bedanken: Wim Boswinkel, voor de begeleiding vanuit CFTC;
Eric Hoets voor de hulp met het D.O.E; Jan Leermakers voor de benodigde hulp en kennis over het
aardappel verwerkingsproces en Dorien Derksen voor de mogelijkheid deze technologie toe te
passen op een nog niet eerder onderzocht product.
Daarnaast veel succes aan de mensen die ons project zullen voortzetten bij de verschillende
bedrijven.
Breda, 02-07-2012
G. Dercks
D. van Loon
S. van der Maas
D. Schutte
3

Introductie bedrijven
Meerdere bedrijven zijn geïnteresseerd om het PEF proces toe te passen binnen de huidige
processen. De grootste interesse kwam van Royal Cosun en Rubia. Onder Royal Cosun vallen
meerdere bedrijven die hier besproken zullen worden. Tevens zullen de opdrachtnemer Avans
Hogeschool, product leverancier DIL (Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik) en Rubia kort
toegelicht worden.
Biobased Innovations (BBI)
Het BBI bestaat uit meerdere organisaties. Het zijn
organisaties uit de chemische-, industriële-, en de
foodsector. Hieronder valt onder andere Rubia. Deze
organisaties willen samenwerken op het gebied van
duurzame, bio-gebaseerde verbeteringen in hun
proces.[2] Figuur 1.1: logo BBI[2]
Het BBI is één van de van de twee overkoepelende organisaties die samen de opdrachtgevers zijn. De
andere organisatie, Royal Cosun, zal hieronder beschreven worden.
Royal Cosun
Royal Cosun omvat meerdere bedrijven. Cosun Food
Technology Centre(CFTC) heeft een centrale positie in
de organisatie als researchcentrum voor deze
verschillende bedrijven van Cosun. Het
onderzoekscentrum ondersteunt bij onderzoek naar
proces- en product- ontwikkeling en de toepassingen
ervan binnen de bedrijven.[1][4]
Figuur 1.2: logo Royal COSUN[4]
Onder Royal Cosun valt naast CFTC ook de frietfabrikant Aviko deze wordt hieronder beschreven.
Aviko
Aviko is bekend als producent van aardappelproducten
in Nederland. Het bedrijf is een van de grootste ter
wereld met betrekking tot de verwerking van
aardappelen tot aardappelproducten. Aviko produceert
ondermeer frites, gesneden aardappelproducten,
gekookte aardappelproducten, gevormde
aardappelspecialiteiten en samengestelde
specialiteiten. Daarnaast is het bedrijf constant bezig
met het ontwikkelen van nieuwe producten.[3] Figuur 1.3: Logo Aviko[3]
Aviko wilde onderzoek verrichten naar de effecten van zetmeelverlies bij het snijden van
aardappelen. PEF zou daarbij interessant zijn als het deze snijverliezen kan verminderen.
Avans Hogeschool
Avans Hogeschool behoort met 25.000 studenten, ruim 100
hbo-opleidingen (voltijd, deeltijd, duaal en
Associate degrees) en 2.200 medewerkers tot de grote
hogescholen van Nederland. Avans heeft locaties in Breda, ’s-
Hertogenbosch en Tilburg. Van deze hoeveelheid
studenten volgen slechts 80 studenten Chemische
Technologie.
Figuur 1.5: logo Avans Hogeschool[7]
Avans heeft ervoor gekozen de toekomst van PEF en milde ontsluiting, op industriële schaal, te willen
onderzoeken voor de bedrijven. Hiervoor is een groep samengesteld van vier studenten chemische
technologie die een in een periode van 5 maanden onderzoeken gaan uitvoeren. [7]
4

Deutsche Institut für Lebensmittel (DIL)
DIL is het bedrijf dat de PEF apparatuur ter beschikking
gesteld heeft. DIL is een industrieel onderzoekinstituut voor
product en procesontwikkeling in de voedingsmiddelen
industrie. Het bedrijf is specialist op het gebied van product-
en proces- ontwikkeling voor milde conserveringstechnieken.
Figuur 1.6: logo DIL[5]
DIL heeft ook expertise over PEF door contacten met universiteiten, waaronder de toonaangevende
expert op PEF gebied Prof. Dr. Töpfl. [5][6]
Omdat met name de bedrijven van Royal Cosun interesse hadden in milde ontsluiting heeft CFTC de
opdracht gekregen om PEF te onderzoeken voor het BBI. De afdeling research en development heeft
via DIL een PEF-apparaat gehuurd. De opdrachtgevers hebben aangegeven dat de proeven worden
uitgevoerd bij CFTC te Roosendaal.
RUBIA
RUBIA is één van de bedrijven die vallen onder het BBI.
RUBIA houdt zich bezig met de productie van volledig
natuurlijke kleurstoffen. Dit wordt gedaan in de meest
geavanceerde fabrieken, op het gebied van natuurlijke
kleurstoffen, ter wereld.[4]
Figuur 1.4: logo Rubia[4]
Het bedrijf heeft meerdere vragen met de betrekken op PEF. Zou het een toevoeging kunnen wezen
aan het proces? Is het eenvoudiger te drogen en/of malen na een behandeling met PEF? Zo zijn er
nog meer vragen aanwezig. Deze vragen zullen onderzocht worden door de minorgroep MDT-2 van
de Avans Hogeschool.
5

1.Literatuurstudies
Milde ontsluiting gaat over het kapot maken van de celstructuur om de belangrijke onderdelen eruit
te halen. Zoals vitamines, kleurstoffen en suikers. Het woord mild slaat op de
procesomstandigheden, een lage temperatuur en zo min mogelijk gebruik van chemicaliën. In dit
hoofdstuk zal een korte beschrijving worden gegeven over de technieken die worden toepast tijdens
dit project. Hier zal met name in worden gegaan op de werking van PEF. [8]
1.1 PEF technologie
De pulsed electric field (PEF) technologie heeft veel mogelijke toepassingen in de bio-industrie. Zo
kan het gebruikt worden om voedsel sneller gaar te krijgen, voor pasteurisatie en sterilisatie op lage
temperaturen. Verder zou het een hogere opbrengst kunnen geven voor een extractie proces.
Bovendien kan het PEF proces worden gebruikt om de celinhoud aan te passen of verschillende
cellen samen te voegen. de technologie is nog redelijk nieuw en daarom is nog niet alles bekend.
Het PEF proces werkt door met korte elektrische pulsen de celporiën te vergroten of zelfs nieuwe
poriën te creëren. Momenteel wordt nog onderzoek gedaan naar hoe de elektrische pulsen dit
proces precies voor elkaar krijgen maar een gedeelte van dit fenomeen kan worden toegewezen aan
de di-electrical breakdown.
Zowel binnen als buiten de cellen zijn verschillende ionen aanwezig. In een normale situatie is het
celmembraan in evenwicht met de oplossingen binnen en buiten de cel. Door dit evenwicht kan het
celmembraan selectief ionen doorlaten. In deze normale situatie bevindt zich een klein
spanningsverschil tussen de binnen en buitenkant van de cel, dit ladingsverschil is ongeveer 10 mV.
In het PEF proces worden de cellen blootgesteld aan een pulserend elektrisch veld. Tijdens deze
korte pulsen loopt een spanning door de cellen heen. Deze spanning zorgt ervoor dat de ionen door
het membraan heen willen gaan stromen. Deze ionen kunnen door de bestaande poriën niet meer
worden tegengehouden en de poriën zullen groter naarmate stroom ionen groter wordt. Als de
elektrische pulsen sterk genoeg zijn kunnen door deze ionenstromen ook nieuwe poriën worden
gemaakt. Dit wordt een di-elektrische breuk genoemd. In figuur 1.1 is te zien hoe de spanningen zich
verdelen over het celmembraan tijdens het PEF-fen en de verschillende gradaties van celschade.
Afhankelijk van de veldsterkte, tijdens de pulsen, is de schade aan het celmembraan verschillend. Als
alleen de bestaande poriën groter worden gemaakt kan de cel dit nog overleven en de schade
repareren. De schade kan ook nog gerepareerd worden als de di-elektrische breuken klein zijn.
Dit is reversibele schade. Zodra de veldsterkte toeneemt kan de schade aan de cel zo groot worden
dat de cel het niet meer kan repareren en overlijd. Dit is irreversibele schade. Als het PEF proces
wordt gebruikt voor pasteurisatie of sterilisatie is de irreversibele schade
het meest gewenst. Tevens is de irreversibele schade handiger om stoffen
uit de cellen te extraheren als de cellen daarna niet meer nodig zijn.
Reversibele schade is alleen handig om de cel inhoud te veranderen waar
levende cellen later nodig zijn.
Naast het verhogen van de veldsterkte zijn er meer mogelijkheden om het
PEF proces effectiever te laten lopen. Zodra de temperatuur verhoogd
wordt neemt de stevigheid van het celmembraan af. Het celmembraan is
gemaakt van fosfolipiden, deze fosfolipiden zijn ordelijk opgestapeld.
Omdat deze zo ordelijk zijn opgestapeld zijn ze moeilijker te doorbreken.
Wanneer de temperatuur wordt verhoogd verliezen de fosfolipiden iets
van hun ordening en zijn daarmee makkelijker te doordringen.
Het PEF proces heeft, naast voordelen, wat nadelen. Zo kan er elektrolyse
optreden, verschillende redox reacties en kan de temperatuur plaatselijk
toenemen door ohmse verwarming.
Figuur 1.1: Werking van PEF op cellen en
di-elektrische breuk[16]
6

Redox reacties kunnen de apparatuur aantasten door de geleidende onderdelen te laten roesten. Als
water elektrolyse ondergaat kunnen gasbellen ontstaan net als op de hotspots van de ohmse
verwarming. Zodra vonken door de luchtbellen springen kan dit ook de apparatuur beschadigen.
De PEF-machine kan op verschillende manieren worden ingedeeld, maar de basis zijn positieve en
negatieve elektroden. De stof die gePEFt moet daar tussendoor worden geleid.
Het PEF proces kan zowel in batch als continu bedrijf worden uitgevoerd. De opstelling van het PEF
apparaat hoeft niet veel te veranderen. Bij een batch proces wordt gebruik gemaakt van een
gesloten kamer die wordt gePEFt. Bij het simpelste continu bedrijf zijn twee van de wanden
opengemaakt zodat er doorstroming kan ontstaan.
Figuur 1.2: verschillende electroden opstellingen voor continu bedrijf.[17]
In figuur 1.2 zijn een paar verschillende uitvoeringsmogelijkheden te zien voor het continu proces. Als
de uiteinden van opstelling (a) worden afgesloten is het de kamer voor het batch PEF-fen. Voor
vloeistoffen wordt opstelling C gebruikt.[9,10,11]
De bedrijven IXL Nederland en Wageningen UR Food & Biobased Research hebben al enkele testen
uitgevoerd met PEF technologie. Het doel van het onderzoek was om te kijken of PEF invloed heeft
op de garings-snelheid van voedsel. Zo waren aardappels na behandeling met de Nutri-Pulse binnen
een minuut gaar bij een temperatuur onder de 100 o C. een ander product waarmee is getest is
stoofvlees, het stoofvlees was binnen 4 minuten gaar. Niet alleen bespaart PEF technologie tijd en
energie, maar omdat er minder thermische degradatie is van de stoffen in het voedsel, kan veel meer
geëxperimenteerd worden met nieuwe smaken en texturen.[12]
Een meer voor de hand liggende toepassing voor PEF technologie is pasteurisatie en sterilisatie van
voedingsmiddelen. Met PEF technologie kunnen celwanden worden beschadigd en met irreversibele
schade kunnen bacteriën worden gedood. Pasteurisatie en sterilisatie gebeurt nu meestal door deze
te verwarmen totdat de bacteriën dood zijn. Dit zorgt voor thermische degradatie van bepaalde
stoffen. Tevens gaat verhitten moeilijker bij viskeuze producten zoals yoghurt en vla. Omdat PEF
technologie de stof nauwelijks opwarmt is thermische degradatie niet aanwezig. Door verschillende
bedrijven is in verschillende projecten onderzoek gedaan naar pasteurisatie en sterilisatie met PEF
technologie. Eerst was het project NovelQ tussen Wageningen University & Research centre,
technische universiteit Delft, TNO, Stork en Unilever. Later werd Friesland Campina toegevoegd. Dit
was een Europees project tussen universiteiten en bedrijven. Op het moment is vooral het Deutsches
Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) bezig met het verder onderzoeken van de PEF technologie op
dit gebied. Om de bacteriën te doden moet gewerkt worden met een veldsterkte tussen de 15 en 20
KV/cm met genoeg pulsen om tussen de 40 en 1000 KJ/Kg aan energie te leveren.[15,13]
Door Avans en CFTC was twee jaar geleden ook een onderzoek gedaan naar het effect van PEF op de
extractie van onder andere suikers uit suikerbieten. PEF kan ook gebruikt worden voor andere agro
grondstoffen zoals algen. Verschillende bedrijven en universiteiten zijn bezig met het onderzoek naar
7

iodieselextractie uit algen. De meeste technologieën die worden gebruikt voor biodieselextractie
brengen hoge kosten met zich mee, 0,46$/liter. Met het gebruik van PEF technologie kost de
productie van biodiesel uit algen maar 0,03$/liter.[14] Maar de PEF technologie zit nog in de
ontwikkelingsfase en wordt daardoor nog niet veel gebruikt. Voor de extractie is minder energie
nodig dan voor pasteurisatie en sterilisatie, 0,7 tot 3 KV/cm en genoeg pulsen om bij de 0,5-5 KJ/Kg
te leveren.[15]
Figuur 1.3.: geschat energieverbruik en energiekosten per ton in euro.[15]
In figuur 1.3. is het geschatte energiegebruik en de kosten daarvan per ton met verschillende
producten. Ook is aangegeven wanneer ohmse verwarming een echte rol gaat spelen.
In de biotechnologie kan het handig zijn om twee of meer cellen samen te voegen tot één grote cel,
dit proces heet electrofusion. Voor electrofusion zijn er verschillende omstandigheden nodig, zo
moet de elektrische puls precies in een reversibel gebied zitten en moeten de cellen dicht tegen
elkaar zitten. Dat de afstand tussen de cellen klein moet zijn is extra belangrijk want, hoewel het
meer dan 10 minuten kan duren voordat het celmembraan volledig is genezen, kan het fuseren van
de cellen alleen plaatsvinden binnen een minuut na de puls.[15]
8

The electrification of agro-commodities by
the use of Pulsed electricity fields
for Royal Cosun and Aviko
Project E.V.A
Students:
G. Dercks
S. van der Maas
D. van Loon
D. Schutte
Teacher:
A. van den Dool
Version 2
Minorperiode 3.3 en 3.4
9

Samenvatting (Aviko)
Dit project is tot stand gekomen door een samenwerkingsverband tussen Royal COSUN, Aviko,
Biobased Innovations, en de Avans Hogeschool. Aviko is een onderdeel van Royal Cosun en wilt in
samenwerking met Avans Hogeschool bekijken of de Pulsed Electric Field (PEF)technologie, geleverd
door DIL, het huidige verwerkingsproces van aardappelen kan verbeteren. Dit op het gebied van
massa en energie rendement. De experimenten hiervoor worden uitgevoerd door studenten van
Avans.
De PEF technologie is een vorm van milde ontsluiting. Dat betekend dat het een techniek is die geen
chemicaliën of hoge temperaturen gebruikt om cellen te openen. PEF doet dit door met elektrische
pulsen de celwand kapot te maken, dit proces heet di-elektrical breakthrough.
Voor het frietproces wordt gekeken of de PEF machine de voorverwarmstap kan vervangen. De
verwachtingen die hieruit voortvloeien zijn dat dit het snijverlies zal verminderen, mogelijk het
blancheerverlies zal vergroten, het drogen zal versnellen en de vetopname zal verminderen.
Voor de proeven is een Design Of Experiments (DOE) opgesteld, dit zorgt ervoor dat het aantal uit te
voeren proeven verminderd. Tijdens het opzetten van de proeven zijn een paar dingen mis gegaan.
Zo beschadigde de frietensnijders de aardappelen te veel, was er geen apparatuur beschikbaar voor
de onderwater wegingen en kon het blancheerbad niet goed een constante temperatuur houden.
Uiteindelijk werd de frietensnijder vervangen voor een schijvensnijder, is er een bakje gemaakt voor
de onderwater wegingen, een weegschaal gevonden die nauwkeurig genoeg was en is het
blancheerbad vervangen door een multi-purpose vat. Deze aanpassingen aan de experimentele
opzet hebben ervoor gezorgd dat het langer dan verwacht duurde voordat de experimentele opzet
klaar was.
Er zijn een aantal voorbereidende proeven gedaan om alvast een indruk te krijgen van de resultaten
en om de Standard Error of the Mean (SEM) te bepalen. Het resultaat van de SEM bepaling is dat de
nauwkeurigheid van de droge stof bepaling en het onderwater gewicht goed waren, de bepaling voor
het vetpercentage in triplo moet worden uitgevoerd en dat de suiker en zetmeel bepalingen van het
blancheerwater onbruikbaar zijn.
Uit de resultaten van de experimenten voor aardappelen blijkt dat de PEF technologie een mogelijke
vervanger zou zijn voor de voorverwarmer. Zo kan er op jaar basis x ton aan massa worden
gewonnen en tot x ton per jaar aan olie worden bespaard.
Deze getallen zijn echter slechts indicatief, om deze conclusie concreet te kunnen maken zal eerst
het gehele DOE uitgevoerd moeten worden. De aanbeveling luidt daarom dat het DOE uitgevoerd
moet worden en dat hierin nog kleine aanpassingen moeten worden gemaakt.
Er wordt sterk aangeraden om een vervolg onderzoek te plegen.
10

Inleiding(Aviko)
Agro-industrieel concern Royal Cosun bestaat uit bedrijven die agrarische grondstoffen verwerken
tot producten en ingrediënten voor voeding die hun weg vinden naar de levensmiddelenindustrie,
Food Service en Retail. Bekende (merk)namen zijn: Suiker Unie, Van Gilse en Aviko.
Deze bedrijven willen het massa als het energie rendement van de productieprocessen verhogen om
het milieu te sparen en de winst te verhogen.
Een van de manieren waarop het rendement verhoogd kan worden is door het gebruik van nieuwere
technieken. Een van deze technieken is de Pulsed Electric Field (PEF) technologie. PEF is een vorm
van milde ontsluiting die cellen opent met behulp van electroporatie. Er zijn al meerdere
experimenten uitgevoerd met deze technologie en de resultaten daarvan lijken aan te geven dat PEF
een alternatief kan zijn voor sommige processen.
In dit project zal PEF worden gebruikt om de voorverwarmstap bij het frietproces te vervangen en
wordt er gekeken of er met het gebruik minder snijverlies bij het snijden van de aardappelen is.
Het effect van PEF wordt ook bepaald op de uitloging van zowel gewenste stoffen (zetmeel) en
ongewenste stoffen(suikers). Een andere mogelijkheid om winst te behalen bij het aardappel
verwerkingsproces is een vermindering van de vetopname bij het voorbakken van de frieten.
Als eerste worden de doelstellingen van dit verslag besproken. In hoofdstuk 1 wordt de theoretische
het huidige proces besproken en de veiligheid doorgenomen. In hoofdstuk 2 worden de bezoeken
aan alle bedrijven behandeld. In hoofdstuk 3 wordt uitgelegd wat er tijdens de experimenten gedaan
is en in hoofdstuk 4 worden de resultaten gegeven. In hoofdstuk 5 wordt er gediscussieerd over wat
er tijdens de experimenten gebeurde. De conclusies worden getrokken in hoofdstuk 6 waarna er in
hoofdstuk 7 aanbevelingen worden gedaan voor vervolgexperimenten. In de literatuurlijst worden
alle gebruikte bronnen weergegeven. En er wordt afgesloten met de bijlagen.
11

Algemene doelstelling en succes(Aviko)
Doelstelling aardappel:
“Het effect van PEF onderzoeken wanneer deze in de huidige procesvoering wordt toegepast. Hierbij
wordt gekeken naar een verbetering in massa efficiëntie met een vermindering van 1% in
snijverliezen. Bij energie efficiëntie, een verkorting van de blancheertijd met 5 minuten of een
vermindering van gebruik aan hulpstoffen met 1% minder vetopname. Deze verbetering in efficiëntie
kan door een verbetering in de verschillende deelprocessen worden gecreëerd”.
De algemene hypothese aardappel:
1: “Verwacht wordt dat wanneer PEF bij exact de juiste instellingen wordt toegepast, een hogere
massa efficiëntie wordt gecreëerd. Tevens zal meer bruikbaar product worden geproduceerd met
dezelfde hoeveelheid ingaande grondstof”.
2: “Verwacht wordt dat het verwerken van de aardappel minder energie kost waardoor de
verbruikskosten van een plant omlaag gaan”.
Succes (Aviko)
Voor ieder project is het belangrijk om de resultaten te genereren waarvoor het project was opgezet,
maar er is meer nodig om een project echt succesvol te maken. Om deze minor een succes te maken
moesten de volgende punten ook succesvol worden afgerond. Goede aanbevelingen kunnen maken
voor de meewerkende bedrijven, het moest een leerzaam project zijn waar een rijk scala aan
werkervaring werd opgedaan, en het met plezier af ronden van het project.
Het product van deze minor is dit verslag. Om een goed verslag in te leveren moeten alle relevante
stukken informatie besproken worden, maar het belangrijkste onderwerp voor het verslag is de
experimentele opzet voor Aviko. Het eerste plan was om al proces en rendement resultaten te
presenteren, maar dit is door verschillende omstandigheden niet gelukt tijdens de minor periode. In
plaats daarvan is gekozen om de experimentele opzet volledig af te ronden en de experimenten later
uit te voeren.
Het tweede onderdeel dat voor succes zorgt zijn de aanbevelingen voor Aviko. De aanbevelingen
zullen vooral gaan over de experimentele opzet en wat er nog aan aangepast moet worden.
Verder is werkervaring ook een belangrijk punt tijdens deze minor. Omdat er veel werk is gedaan bij
op de bedrijven is er veel werkervaring opgedaan. Verder is er veel praktische kennis verkregen.
Omdat er geen experimenten voor Aviko zijn uitgevoerd is het voor de minorgroep belangrijk om bij
de uitvoering van de experimenten betrokken te zij is er aangeboden om in ieder geval één groepslid
aanwezig te laten zijn in de vorm van een vakantiebaantje.
Ook is het belangrijk dat er veel plezier is tijdens het werken. Als iedereen met tegenzin aan het
project werkt zal er ook geen goed resultaat worden afgeleverd.
12

1 Procesvoering van de grondstof(Aviko)
Dit deel van het onderzoek gaat over het aardappel verwerkingsproces. De huidige procesvoering
hiervan zal in dit deel worden beschreven.
1.1 Samenstelling aardappel
De aardappel is een veelzijdig product welke rijk is aan koolhydraten.
Wanneer de aardappel vers geoogst is, bevat deze ongeveer 80% water en 20% droge stof.
Ongeveer 60 tot 80% van deze drogestof bevat zetmeel. Naast zetmeel bevat de aardappel veel
vitamine C en een aantal andere componenten hieronder te zien in figuur 1.4.
Figuur 1.4: Samenstelling aardappel [18]
Zetmeel
De molecuulformule van zetmeel(C6H10O5)n) is een verzamelnaam voor de complexe polymeren
van glucose en koolhydraten die in de natuur dienen als voedselreserve voor planten.
Twee hoofdtypen kunnen worden onderscheiden: amylose en amylopectine. Beide soorten zijn
opgebouwd uit glucosemoleculen. In figuur 1.5 de opbouw van amylose en in figuur 1.6 de opbouw
van amylopectine.
Figuur 1.5: De opbouw van van Amylose[19] Figuur 1.6: De opbouw van amylopectine[20]
Zetmeel is een glucose polymeer. Door de activiteit van hydrolytische enzymen kan zetmeel tot
verschillende zetmeelsuikers worden omgezet. [1]
1.2 Het aardappelproces
Om een duidelijk overzicht te geven van de verwerking van aardappelen tot friet is in figuur 1.7 de
huidige procesvoering te zien.
13

Ontvangst Wassen Opslag Schillen
Voor
verwarmen
Drogen Voorbakken
Figuur 1.7: Huidig proces aardappelverwerking.
Kort/hoog
Snijden Blancheren
Behandeling
Koelen/
vriezen
Afbakken
Ontvangst
Tijdens de ontvangst wordt een monster genomen van de aardappelen. Hierbij worden een aantal
parameters bepaald:
• Het droge stof gehalte: hiermee wordt bepaald hoeveel van het gewicht water is en welke
hoeveelheid vaste massa is
• Bak kleur: suikers welke gevormd zijn in de aardappel kunnen voor bruinkleuring zorgen
Zodra de aardappelen goedgekeurd zijn bij de ontvangt gaan deze door naar het was gedeelte.
Wassen
voordat de aardappel verder verwerkt kan worden, zal eerst al het aanhangende grond verwijderd
moeten worden. Dit gebeurd door ze te spoelen met water.
Hierna worden de aardappelen opgeslagen.
Schillen
De aardappelen worden behandeld met stoom onder druk. Na het verminderen van de druk, laat de
schil los. Op deze manier wordt de aardappel binnen enkele seconden ontdaan van zijn schil.
De losse schillen worden van de aardappel ontdaan doormiddel van een borstel. Hierna worden de
aardappelen nogmaals gewassen, om de laatste schilresten en aanhangend zetmeel te verwijderen.
Om de weg te vervolgen naar de voorverwarmer.
Voorverwarmen
In de voorverwarmer wordt de aardappel voor korte tijd verwarmd op een hoge temperatuur. Dit
wordt gedaan om snij verliezen te voorkomen. De cellen worden door het verwarmen zachter,
hierdoor zullen minder cellen kapot gaan de aardappel wordt gesneden. Hierdoor gaat minder vaste
stof verloren. Dit voorverwarmen gebeurd gedurende x minuten op x o C.
De voorverwarmer moet exact de juiste capaciteit hebben. Is dit niet zo, zullen de effecten van
voorverwarmen eerder nadelig dan voordelig zijn. De voorverwarmer is daarom niet altijd een
standaard procedure voor het aardappel verwerkingsproces.
14

Snijden
De aardappelen worden met een watermes gesneden in staafjes van de gewenste afmetingen. In een
watermes worden de aardappelen met hoge snelheid (circa 100 km per uur) in een waterstroom
door een conisch toelopende buis met een mes geschoten, waardoor de aardappelen altijd in de
lengterichting gesneden worden. De friet zal hierna richting het blancheer bad gaan, voor het zover is
krijgt het eerst een kort/hoog behandeling.
Kort/hoog behandeling
Bij de kort/hoog behandeling wordt de friet voor korte tijd(x sec) aan een hoge temperatuur(x o C)
blootgesteld. Dit gebeurd om 2 redenen:
• De friet opwarmen, zodat de temperatuur val in het blancheer bad niet te groot is;
• Enzymatische en bacteriële controle, de meeste bacteriën worden hier gedood.
Na de kort/hoog behandeling gaat het frietproces verder in het blancheer bad.
Blancheren/voorgaren
De friet wordt gedurende x tot x minuten in water van x tot x graden Celsius geblancheerd.
Welke exacte waarde wordt gekozen voor het blancheren hangt af van de kwaliteit van de aardappel.
Deze is getest tijdens de ontvangt. Hierbij wordt het teveel aan suikers verwijderd. Deze suikers
zorgen bij het bakken voor de bruine kleur. Als er te veel suikers in zitten, worden de frietjes te bruin.
Het blancheren is ook belangrijk voor een goede textuur van het frietje. Dit is de structuur van de
binnenkant van het frietje. Na het blancheren wordt de friet gedroogd.
Drogen
Voor het bakproces worden de staafjes met lucht gedroogd. De lucht wordt langs de staafjes geleid
met een temperatuur van x o C en een snelheid van x m/s Door het drogen ontstaat een 'huidje'
waardoor de frieten krokanter worden. Tevens wordt het gedaan om een gedeelte van het vocht te
verdampen. Hierdoor wordt de tijd om voor te bakken korter, dit is de volgende stap in het proces.
Voorbakken
Hierbij worden de frieten gedurende x minuut gefrituurd in olie van x o C.
Deze stap is cruciaal voordat de friet kan worden afgebakken. Mits de friet in één keer wordt
gebakken, zal de friet aan de buitenkant verbranden/bruin kleuren terwijl de binnenkant nog niet
gaar is.[21][24]
15

1.3 Het aardappel proces met PEF
Zodra een PEF-installatie aan het proces wordt toegevoegd zal deze invloed hebben op verschillende
deelprocessen van het aardappelproces.
Ontvangst Wassen PEF
Opslag Schillen
Voor
verwarmen
Drogen Voorbakken
Kort/hoog
Snijden Blancheren
Behandeling
Koelen/
vriezen
Afbakken
Figuur 1.8: Aardappelverwerkingsproces met de toevoeging van PEF.
In bovenstaand figuur 1.8 is de PEF-installatie geïntegreerd in het gehele aardappel
verwerkingsproces. In groen is aangegeven op welke deel processen de PEF-installatie een mogelijk
effect op kan hebben.
De voorverwarmer, welke bedoeld is voor het verminderen van snijverliezen, kan worden
weggelaten.
De PEF behandeling zou moeten zorgen voor minder snijverlies en breuk tijdens het snijden.
Bij het blancheren wordt verwacht dat de suikers sneller uit de aardappel zullen logen, een mogelijk
bijeffect is dat de kostbare stoffen zoals zetmeel hierbij mee uitlogen.
Doordat de cellen van een gePEFte aardappel meer open zullen staan dan die van een niet gePEFte
zal de droogtijd van de aardappel zal hierdoor iets veranderen.
Tijdens het voorbakken zal minder olie de friet intrekken, dit resulteert in een lager olie gebruik,
welke prijzig is. Verwacht wordt dat door het gebruiken van PEF het water makkelijker uit de cellen
komt. Bij het voorbakken zal er door deze lichte vermeerdering van water een stoomschildje om de
staafjes vormen. Deze voorkomt dat er veel olie in de staafjes trekken. Een grote hoeveelheid van de
olie wordt opgenomen wanneer de staafjes uit de voorbakker zijn, de aanhangende olie zal in de
staafjes trekken. Wanneer de aardappelen gePEFt zijn, zal het snij oppervlakte gladder zijn, hierdoor
trekt er minder olie in de staafjes. Meer informaties over het verwachte effect van PEF is te vinden in
de hypotheses en doelstellingen, hoofdstuk 3.1.
1.3.1 Het proces nabootsen
Om onderzoek te doen naar het effect van PEF in dit proces, is het nodig om het gehele proces op
pilot schaal na te bouwen. Deze pilot plant moet dusdanig kunnen functioneren dat alle waardes
welke onderzocht willen worden, ook daadwerkelijk nauwkeurig en consequent genoeg kunnen
worden bepaald.
Tijdens het opzetten van deze pilot plant zijn sommige deelprocessen weggelaten of is een
alternatief voor gebruikt. Dit is in sommige gevallen om de kwaliteit of consistentie te waarborden en
in andere gevallen wegens proces technische redenen en in samenspraak met de contactpersoon van
Aviko. Waarop deze keuzes zijn berust wordt per deel proces in de volgende paragrafen beschreven.
16

Ontvangst/monstername
De monstername wordt bij deze stap volledig overgeslagen. Dit gebeurd omdat de uitgevoerde
onderzoeken bij deze stap nog niet interessant zijn voor dit onderzoek. Het droge stof gehalte wordt
voor ons onderzoek pas interessant nadat de aardappelen geschild zijn. In de praktijk bepalen ze dit
droge stof gehalte om te bepalen hoeveel ze, de boer die de aardappelen aanlevert, moeten betalen.
De bak kleur/het suikergehalte is voor dit onderzoek op dit stadium ook nog niet interessant.
Wassen
Tijdens het opbouwen en testen van de pilot plant is gebleken dat door de leverancier geschilde
aardappelen de beste oplossing was. Deze was stap wordt dus uitbesteed aan een extern bedrijf.
Meer informatie hier over is te vinden in de volgende paragraaf.
Schillen
Zoals eerder besproken wordt dit door een extern bedrijf gedaan. Dit kan niet intern bij CFTC gedaan
worden omdat hier geen installaties voor aanwezig zijn om dit machinaal te doen.
Wanneer de aardappelen met de hand geschild zouden worden kan dit per proef verschillen. De
ruis/verstoring op ons onderzoek zou hierdoor te groot worden.
Wassen
De aardappelen welke extern worden geschild, zijn wat zetmeel verloren tijdens het schillen. Dit
zetmeel kan nog aan de aardappel hangen. Om ervoor te zorgen dat hierdoor geen meetfouten
ontstaan, wordt er in het pilot proces een extra was stap geplaatst.
Pulsed Electricity Fields
Om de aardappel bloot te stellen aan de Pulsed Electric Field behandeling is door CFTC een continue
PEF-installatie gehuurd. Deze installatie bestaat uit een puls generator en een lopende band waar de
aardappelen tussen 2 elektroden worden geleid. Te zien in figuur 1.9.
Figuur 1.9: de door CFTC gehuurde PEF-installatie, de lopende band(midden) en pulsgenerator(links).
Doordat de aardappelen geschild bij CFTC arriveren, betekent dit dat de al geschilde aardappelen
gePEFt worden. Uit gesprekken met de heer Töpfl van DIL is naar voren gekomen dat het geen
verschil maakt of de aardappelen voor het PEF-en geschild worden of niet. Of deze beweringen
daadwerkelijk kloppen zal in een nader onderzoek naar voren moeten komen. Tevens kan ervoor
gekozen worden om de PEF definitief na het schillen te plaatsen.
17

Voorverwarmen
Deze stap wordt volledig weg gelaten. De stap wordt niet in het huidige aardappel verwerkingsproces
van alle fabrieken gebruikt en is vrij lastig om consequent uit te voeren. Om deze redenen wordt
deze niet toegepast.
Snijden
Snijden met een water mes is onmogelijk zonder een (grote) professionele installatie. Deze is niet
beschikbaar. Voor het snijden van frieten zijn verschillende mogelijkheden geprobeerd:
• De huis, tuin en keuken frieten snijder(figuur 1.10) hierbij pasten een aantal van de
geselecteerde aardappelen niet door het mes.
Figuur 1.10.: De huis, tuin en keuken frieten snijder[22]
• De professionele frietensnijder voor restaurants en cafetaria’s te zien in figuur 1.11. Hierbij
kreeg de aardappel teveel druk te verwerking waardoor deze ook lichtelijk gepureerd werd.
Figuur 1.11. De professionele frieten snijder [23]
• De automatische schijvensnijder te zien in onderstaand figuur 1.12, deze werkt perfect en
geeft een mooie schone snijlijn over de gehele aardappel.
Figuur 1.12: De automatische schijvensnijder.
Kort/hoog behandeling
Deze stap wordt volledig overgeslagen in de pilot plant. De stap wordt in het huidige proces
voornamelijk gebruikt om een temperatuur val te voorkomen in het blancheer bad. Dat zal met de
18

opzet van het blancheer proces in deze pilot opstelling geen probleem zijn. Een andere reden om
deze stap over te slaan is vanwege het feit dat hij niet altijd consequent uit te voeren is.
Blancheren
Het beschikbare waterbad bij CFTC is een langwerpig waterbad waarin een grote hoeveelheid water
wordt rond gepompt. In dit langwerpig bad kan een viertal kleine emmertjes geplaatst worden.
In deze emmertjes kan 2 liter water en 0,5kg aardappelen. Door de slechte warmte overdracht en
grote verhouding friet op water, is de temperatuur val te hoog. Daarom wordt gebruik gemaakt van
het multi-purpose vat. Hier kan een grote hoeveelheid water en aardappelen tegelijkertijd in. Door
het gebruik van x Liter water op x kg aardappelen, is de temperatuur val vele malen kleiner.
Deze is te zien de onderstaande afbeeldingen, figuur 1.13.
Figuur 1.13: Het multi-purpose vat
Drogen
De hoge luchtsnelheden en hoeveelheden die in de fabriek gebruikt worden kunnen nagenoeg niet
worden nagebootst bij CFTC. Het geen wat het dichtst in de buurt komt is de combi-steam oven.
Hier wordt hete lucht langs de aardappelen geleid, terwijl over de vloer van de oven een stroompje
water loopt, deze werkt als een condensor. De droogtijd is in dit geval bijna 3 maal zo lang als die van
een reguliere aardappel verwerkingsproces.
Voorbakken
Hier is gekozen voor een standaard huis, tuin en keuken friteuse. De porties zijn hier klein genoeg en
er zijn geen speciale eisen aan verbonden.
Hier eindigt het experiment en kunnen al de gegevens verzamelen worden welke zijn. De stappen
koelen/vriezen en afbakken zijn enkel nodig wanneer het product naar de klant gaat of daar al is.
Naar afbakken wordt uiteindelijk wel een onderzoek gedaan. Dit om het effect van PEF op de smaak
te ondervinden. Dit onderzoek is enkel gericht op de profijten ervan in het proces zelf. Dit zal
onderzocht worden zodra de uitkomsten van het DOE bekend zijn. De smaak zal worden onderzocht
bij Aviko zelf, door een bij hun bekend smaak panel
1.3.2 Meten en overzicht van de plant
Om de benodigde gegevens te bemachtigen moeten een aantal parameters bij bepaalde processen
gemeten worden. Bepaald wordt hoe deze worden gemeten. De belangrijkste parameters zijn massa,
en vet gehalte.
Massa
De massa wordt bepaald doormiddel van een onderwater weging, hierbij wordt het gewicht van de
aardappelen onder water gewogen om enkel de droge stof te meten. Hoe dit precies in zijn werking
gaat wordt beschreven in hoofdstuk 3(werkwijze protocollen, OWG).
19

Na het drogen, kan geen onderwater weging meer worden uitgevoerd, hiervoor wordt een monster
gepureerd en in een stoof gezet gedurende 8 uur. Dit wordt gedaan op het laboratorium van CFTC.
Hierbij wordt al het vocht verdampt en zal alleen de echt droge stof overblijven
Vetgehalte
Na hydrolyse van het monster wordt het vet gehalte bepaald met een soxhlet extractor.
Dit wordt gedaan op het laboratorium van CFTC.
Brix
Dit wordt bepaald door refractiemethode. Hierbij wordt een monster belicht in een refractiemeter.
Het normaal lineaire licht wordt door de suikers in het water afgebogen. Met de maat van deze
afbuiging wordt het Brix gehalte van het water bepaald.
Zetmeel
Deze wordt met een HPLC(High performance liquid chromatography) bepaald. Dit wordt gedaan op
het laboratorium van CFTC.
Overzicht Pilot plant
Na alle keuzes welke gemaakt zijn komt de pilot plant er iets anders uit te zien dan het reguliere
aardappelverwerkingsproces. Een totaal overzicht van de pilot plan en metingen wordt weergegeven
in figuur 1.14.
Ontvangst
geschilde
aardappel
Schijven
snijden
Droge stof
bepaling
Wassen
Droge stof
bepaling
Droge stof
bepaling
PEF
Blancheren Drogen Voorbakken
Suikers, en
zetmelen in
water
Figuur 1.14: Totaal overzicht van de pilot plant.
Droge stof
bepaling
Droge stof
bepaling
Vet-gehalte
1.4 Veiligheid(Aviko)
In ieder bedrijf is veiligheid van groot belang. De gevaren verschillen van bedrijf tot bedrijf en ook de
plaats waar iemand werkt binnen het bedrijf bepaald welke risico’s er zijn. Risico’s kunnen zowel
fysiek (zoals lichamelijk letsel) als projectmatig (zoals deadlines niet halen). In de volgende
subhoofdstukken worden alle risico’s op een rijtje gezet. Maar eerst wordt aandacht besteed aan de
algemene veiligheidsvoorschriften van CFTC (COSUN Food Technology Centre) zelf aangezien daar
het praktijkgedeelte van de minor duurzaamheid wordt uitgevoerd.
20

1.4.1 Veiligheid op CFTC
CFTC is een industrieel bedrijf dat werkt in de voedselindustrie. Hierdoor is het voor COSUN niet
alleen belangrijk om veilig te werken maar ook schoon. Hiervoor heeft het bedrijf een boekje met
huisregels opgesteld. In dit boekje staat alles over ziekteverzuimregelingen, arbozorg, kwaliteitszorg,
en milieuzorg, medezeggenschap, de voorzieningen en de gedragsregels. Veel van deze punten zijn
niet van belang voor een minorgroep of stage omdat deze punten zich meer richten op de
organisatie binnen het bedrijf maar da voor het project belangrijke punten zullen worden
opgenoemd.
Iedereen die op CFTC komt te werken moet geïnformeerd worden over de veiligheid op het bedrijf.
Deze voorlichting wordt gegeven door de KAM-coördinator (Kwaliteit, Arbeidsomstandigheden en
Milieu) of de direct leidinggevende. Tijdens deze voorlichting wordt verteld over de rechten en
plichten van de werknemer of stagiair op het gebied van veiligheid en wat te doen bij calamiteiten.
Zo hebben alle werknemers de plicht om:
• Veilig te werken en anderen niet in gevaar te brengen;
• De persoonlijke beschermingsmiddelen correct te gebruiken waar dat nodig is;
• Machines en gereedschappen op de juiste wijze gebruiken;
• Bezoekers wijzen op de veiligheidsvoorschriften;
• Gevaarlijke situaties melden aan de direct leidinggevende;
• Andere personen aanspreken op gevaarlijk gedrag.
Als de werkomgeving te gevaarlijk is om in te werken mag iedere werknemer besluiten om werk te
weigeren tot de omgeving weer veilig is. Ook krijgen alle medewerkers die vaak fabrieksproeven
uitvoeren een extra cursus over veiligheid.
Verder moet iedere medewerker zich aan bepaalde kledingvoorschriften moet houden en bepaalde
PBM’s (Persoonlijke bescherming Middelen) dragen in bepaalde locaties. Zo moet er op de
laboratoria een lange broek en dichte schoenen worden gedragen. Ook moet er een dichte labjas
worden gedragen bij alle lab werkzaamheden. Bij het werken met chemicaliën moeten de PBM
worden gedragen die in de MSDS(Material Safety Data Sheet) worden genoemd. In de techno hal, de
COBRA-plant en de CMI-hal zijn ook kledingvoorschriften: er moeten altijd veiligheidsschoenen
worden gedragen in deze hallen, ook in deze hallen wil bij het werken met chemicaliën de juiste PBM
worden gedragen zoals voorgeschreven door de MSDS, verder moet er een helm worden gedragen
waar het hoofd stoten een risico is en/of er kans is op vallende voorwerpen.
Het wordt aangeraden om altijd met minstens twee personen in een ruimte te werken. Als dat niet
kan moet er een afspraak worden gemaakt met een collega of de portier om regelmatig te
controleren of alles nog goed gaat.
Voor ongewone of risicovolle werkzaamheden moet een extra werkformulier te worden ingevuld. Dit
wordt gedaan om vast te leggen om welke werkzaamheden dit gaat en welke extra PBM’s er nodig
zijn.
De algemene regel voor chemicaliën is dat er pas mee gewerkt mag worden nadat de MSDS van de
stof is gelezen en de voorgeschreven PBM’s worden gebruikt. Verder is het verboden om gevaarlijke
chemicaliën te bewaren of gebruiken in de afdeling productontwikkeling, omdat de voedselwaren die
daar geproduceerd gegeten mogen worden. Voor het weggooien van chemicaliën moet ook het
voorschrift op de MSDS worden gevolgd.
Verder moeten alle ongevallen en bijna ongevallen worden gemeld bij de KAM-coördinator, dan
kunnen er maatregelen worden genomen om te zorgen dat een dergelijk ongeval niet meer mogelijk
wordt.[25]
1.4.2 Fysieke veiligheid
Onder de fysieke veiligheid valt alles dat fysieke schade kan opleveren. De verwondingen kunnen
verschillende oorzaken hebben; van een trap vallen, scherpe of hete voorwerpen, enz.
1.4.2.1 PEF-machine
Tijdens het minor project is er veel gewerkt met de PEF-machine. De PEF-machine heeft een gedeelte
waar de elektrische pulsen worden opgewekt en een gedeelte waar de pulsen worden toegediend.
21

Het laatste gedeelte is een grote bak met water waar een lopende band tussen twee elektroden door
loopt. Dit is ook gelijk het gevaarlijkste gedeelte van de machine.
Voordat er gewerkt wordt met de PEF-machine moet de gebruikshandleiding van het apparaat
gelezen worden. in deze handleiding staat operationele informatie over de machine zoals maximale
voltage en puls frequentie en hoe de machine moet worden bediend. Maar het belangrijkste dat in
de handleiding staat is de veiligheidsvoorschriften. Omdat er wordt gewerkt met hoge voltages is het
belangrijk om de stroom van de machine af te halen voordat de beschermende panelen worden
verwijderd. Ook mogen werkzaamheden aan de elektronica alleen uitgevoerd worden door een
elektricien met de instructies van DIL(deutsches institut für lebensmitteltechnik), leverancier van de
PEF-machine). Bij het plaatsen van de machine moet er rekening worden gehouden met het koel
systeem. het koelsysteem heeft een goede toevoer en afvoer van lucht nodig om goed te kunnen
koelen, er moet dus voor gezorgd worden dat het koelsysteem niet de warme lucht recirculeert.
Verder mag het water in de behandelingsbak niet worden aangeraakt wanneer de machine aan staat.
De opening in de bak is ver genoeg van de elektroden vandaan om veilig te zijn maar het is alsnog
niet aan te raden om het water aan te raken.
De machine kan ook worden omgebouwd om vloeibare producten te kunnen PEF’en, in deze
buisconfiguratie is het van belang dat de buis niet lekt en er geen vocht aan de buitenkant van de
buis zit. De elektriciteit zou dan vonken kunnen maken langs de buitenkant wat oververhitting kan
veroorzaken of zelfs brand. Er is een lek sensor bij de PEF-buis die de machine uit zet zodra het een
lek detecteert.
De PEF-machine moet ook worden schoongemaakt en onderhouden volgens een vast schema. Dit
om de levensduur van alle onderdelen te verlengen en ongelukken te voorkomen. De dagelijkse
controle is vooral visueel en beslaat de belangrijkste onderdelen. Iedere week moet het koelsysteem
worden gecontroleerd, dit wordt gedaan door een visuele inspectie en metingen van temperatuur,
geluidsniveau en het olie pijl. Iedere 4 weken moet de lucht toe en afvoer worden bekeken. Dan
moet worden gekeken of de toe en afvoeren niet (gedeeltelijk) verstopt zitten en moet het filter
worden schoongemaakt. Omdat er voedselproducten in worden verwerkt moet de machine ook
regelmatig worden schoongemaakt. Hierbij moet worden gezorgd dat de elektrische onderdelen
nooit met water worden afgespoeld. Ook het gebruik van stoom wordt afgeraden bij het
schoonmaken. De machine moet altijd uit staan tijdens het schoonmaken.
Tijdens het werken met de machine kunnen er een paar waarschuwingen op het scherm verschijnen.
Deze waarschuwingen worden weergegeven als het systeem te ver afwijkt van de ingestelde waardes
of wanneer er handelingen worden uitgevoerde die niet mogen. Hier een paar voorbeelden van
mogelijke waarschuwingen:
-warning: flash-over!;
Deze waarschuwing wordt gegeven als er een spanningsboog tussen de twee elektroden is. Een vonk
kan schade toebrengen aan de elektroden dus wanneer een vonk is wordt de foutmelding gegeven
en de machine wordt uitgezet. Om dit te repareren moet het voltage worden verlaagd.
-warning: door open!;
Deze waarschuwing wordt gegeven wanneer de deur van de behandelkamer open is of wanneer een
van de beschermende panelen open is terwijl de machine aan staat. Om veiligheidsredenen mogen
deze panelen niet geopend worden terwijl de machine aan staat dus wanneer er een paneel open
gaat stopt de machine. de deur van de behandelkamer zou ook niet open moeten kunnen omdat
deze een sleutel deelt met de aan knop van de machine. om dit te repareren moeten alle panelen en
deuren op de machine worden gesloten.
-warning: IGBT-power supply!;
Dit bericht wordt gegeven wanneer er kortsluiting is en de machine automatisch de stroomtoevoer
uitschakelt. Om dit te repareren moet een elektricien de stroomtoevoer controleren en repareren
wanneer dit nodig is.
Er zijn veel meer waarschuwingen die de machine kan geven maar deze geven een idee over wat
voor soort waarschuwingen er kunnen zijn en wat er dan moet gebeuren.[26]
22

1.4.2.2 Overigen
Naast de PEF-machine zijn er nog andere bronnen van fysiek gevaar. Zo is er nog gewerkt met een
schijvensnijder, een blancheer bad, een droogoven, een frituurpan en een pureermachine.
De schijvensnijder bestaat uit twee messen die snel ronddraaien binnen een behuizing. De behuizing
is een veiligheidssysteem op zich omdat de messen niet kunnen draaien wanneer de klep open is. er
zit nog een andere opening op waar iemands hand in kan dus daar moet op gelet worden. als
veiligheidsmaatregel was genomen dat het apparaat uit moest staan voordat de aardappel erin werd
gelegd.
Voor het blancheer bad werd een multi-purpose vat gebruikt om water op een constante
temperatuur te houden voor het blancheren. Deze werd ingesteld op x o C. X o C is vrij warm en er moet
dus voor gezorgd worden dat niemand het hete water over zich heen krijgt. Ook moet het
blancheerbakje met warmte vaste handschoenen worden gepakt.
Bij de droogoven moet ook worden uitgekeken voor de hoge temperaturen. Deze wordt ingesteld op
x o C en de droogplaten kunnen dus ook niet zonder warmte vaste handschoenen worden vastgepakt.
De frituurpannen worden ingesteld op x o C, dat is veel warmer dan het drogen of het blancheren
daarom moet er extra worden opgepast om contact met het vet te voorkomen. Zeker omdat de
frituurpan minder stabiel is dan de oven of het multipurpose vat. Om vet spetters te voorkomen
moet zodra de aardappelschijven in de olie zitten de deksel op de frituur worden gezet.
Als laatste is er nog een pureermachine, aan de bovenkant worden de aardappelschijven ingevoerd,
waarna deze schijven terechtkomen in een schroef. De schroef pureert de aardappel en perst deze
door een plaat met gaten erin. De opening aan de bovenkant is te lang en te dun om vingers in het
schroefgedeelte te krijgen maar alsnog is het niet aan te raden om dat te proberen.
23

2. Bezoek bedrijven (Aviko)
Tijdens het minorproject zijn meerdere bedrijven en personen bezocht, hieronder worden kleine
verslagen gegeven van deze momenten.
2.1 Bezoek CFTC en dhr. Töpfl
De eerste ontmoeting is cruciaal voor het verloop van de opdracht, aangezien een groot deel van tijd
hier doorgebracht zou worden. Op de dag dat het plan van aanpak werd ingeleverd, vond de eerste
ontmoeting plaats met Cosen Food Technology Centre(CFTC). Voor deze introductie werd een
concept plan van aanpak geschreven en besproken.
Tijdens het gesprek, over het plan van aanpak, werd de opdracht samengesteld. Dit werd gedaan
naar de ideeën van CFTC en de projectgroep. Het bleek dat de projectgroep hetzelfde beeld van de
opdracht had als Cosun. Voornamelijk over wat wel en wat niet onderzocht diende te worden.
Zo kwam de eerste doelstelling tot stand, namelijk: “Het theoretisch en praktijkgericht onderzoeken
van de beste voor- en nabehandeling, voor het gebruik van Pulsed Electricity Fields(PEF), bij
verschillende agro-grondstoffen met als hoofddoel aardappelen, in een periode van 20 weken”.
Buitenom aardappelen werden meekrap, reseda en cichoreiwortel onderzocht.
Voor de aardappelen waren verschillende parameters belangrijk. Zoals droge stof verlies tijdens het
snijden en blancheren. Later kwam daar het olieverbruik tijdens het frituren bij. Dit kwam nadat dhr.
Töpfl een bezoek bracht aan CFTC om vragen te beantwoorden. Als laatste kwam de smaak aan bod.
Het was nog niet bekend hoe gePEFte friet smaakt. Dit zou onderzocht worden door Aviko zelf. De
notulen van dit bezoek zijn te vinden in bijlage X van het verslag.
Cosun vroeg om op 9 mei 2012 een presentatie te geven aan de afdeling R&D(Research and
Development). Het bedrijf wist dat er studenten rondliepen, maar niet wat er gedaan werd. Dit werd
gedaan door Guus en Steven. Het ging tijdens de presentatie erom een beeld te geven over het
project, het doel en in welk stadium het bevond. De presentatie was goed bevallen en de
opmerkingen zijn meegenomen.
In verloop van de tijd werd de opdracht meerdere keren veranderd. Dit kwam na het bezoek aan
Aviko, het bezoek van Aviko aan CFTC en het opstellen van het D.O.E(design of experiment). Het ging
dan vooral over de werkzaamheden die verricht moesten worden. Hierdoor kwam de tijd om de
experimenten uit te voeren in gevaar. Na het laatste bezoek van Aviko aan CFTC werd daarom
gekozen om het voorbereidende werk voor het D.O.E. af te maken.
De uiteindelijk doelstellingen die daaruit voort gekomen zijn, zijn te vinden in hoofdstuk 3.
2.3 Bezoek Aviko
Tijdens het bezoek van dhr. Töpfl aan CFTC was ook Jan Leermakers van Aviko aanwezig. De eerste
ontmoeting was relatief laat in de minor.
Hierbij is de eerste kennismaking tussen de project groep en Aviko geweest. Nadat het bezoek was
afgelopen is samen nagepraat over de ideeën welke de projectgroep heeft en welke ideeën Jan
Leermakers heeft.
Om een beter inzicht te verkrijgen in het aardappel verwerkingsproces werd voorgesteld om een
bezoek te plegen aan de Aviko fabriek in Lomm. Dit bezoek is zo snel mogelijk ingepland.
Aangekomen op de site is eerst een uitgebreide uitleg verkregen van het gehele proces en de
mogelijkheid gekregen om vragen te stellen over alle parameters en gebruikte installaties.
Na deze uitleg zijn de ideeën op tafel gekomen om de plant na te bootsen, hierbij is de feedback van
Jan Leermakers opgenomen.
24

Om een nog beter idee te verkrijgen bij de gebruikte installaties is er een rondleiding gegeven.
Tijdens deze rondleiding is de gehele verwerkingsplant van begin tot het einde nagelopen waarbij de
eerder gegeven theoretische achtergrond werd uitgelegd.
Na dit bezoek kon een veel betere proef opzet worden gemaakt om het aardappel
verwerkingsproces na te bootsen en de correcte meetwaarde op de juiste manier te verkrijgen.
25

3. Experimenten (Aviko)
Voordat aan de experimenten kan worden begonnen, moeten er doelstellingen en hypothese voor
de proeven worden beschreven. Naast de doelstelling en hypotheses is een duidelijk overzicht van de
werkzaamheden een pre. Deze zullen in dit hoofdstuk beschreven worden. Tevens zal hier het D.O.E
(Design Of Experiments) uitgelegd worden.
3.1 Doelstelling en hypothese kleurentest
Na het bezoek aan Aviko, werd het aangeraden om de PEF-machine te leren begrijpen voordat de
experimenten van start konden gaan. Wat het doet met de grondstof en hoe het eruit ziet. Eerder is
benoemd dat, zodra de cellen van een aardappel open zijn, er een enzymatische reactie plaats vindt.
Dit kom omdat de enzymen nu bij de inhoud van de cel kunnen. Tijdens deze reactie verkleurd de
aardappel.
Bij het bezoek van dhr. Töpfl werd verteld dat het voor aardappelen het beste was rondom het
reversibele punt te PEF-fen. Op dit punt zijn de cellen gedeeltelijk kapot met de mogelijkheid dat de
cel zichzelf repareert. Dit punt ligt rond de 0.5kV/cm.
Om uit te zoeken op welk punt dit proces plaats vind werd een kleurentest uitgevoerd. Aan de hand
van resultaten van deze test zijn de PEF-parameters bepaald. Hoe deze test verder is uitgevoerd staat
beschreven in hoofdstuk 4.1: Kleurentest.
Het doel van deze proef is: “Het bepalen bij welke intensiteit en frequentie de veldsterkte 0.5kV/cm
bedraagt en bekijken of de beweringen van dhr. Töpfl kloppen”.
3.2 Doelstelling en hypothese geen PEF
Om vergelijkingsmateriaal te verkrijgen is gekozen om een proef te doen zonder de toevoeging van
PEF(Pulsed Electricity Fields). De parameters die tijdens de proef worden gebruikt komen zoveel
mogelijk overeen met de huidige procesvoering. Hiervoor is gekozen, omdat de invloed van PEF
vergleken wordt met het huidige proces.
Het doel van deze proef is: ”Het zo precies mogelijk nabootsen van de huidige procesvoering en
resultaten om hiermee de toevoeging van PEF te kunnen vergelijken”.
Tevens is tijdens het einde van dit proces een andere benodigdheden bepaald. Dit is voor ieder
deelproces de standerd error of the mean (S.E.M.), een onderdeel van het D.O.E. (design of
experiments). Het bepalen van de S.E.M. is nodig om de afwijking te bepalen van de meetgegevens.
Het doel van het bepalen van de S.E.M. is: “Het bepalen van de standaard afwijking op de
meetgegevens”.
3.3 Algemene doelstelling en hypothese minima en maxima proef
Tijdens het opzetten van het D.O.E.(Design Of Experiments) zijn verschillende te onderzoeken
parameters gekozen. Deze parameters worden gevarieerd om het effect hiervan te bepalen. Deze
grenzen zijn gekozen aan de hand van de kleurentest, dhr. Töpfl en de parameters van het huidige
proces. Dit is gedaan om het te onderzoeken gebied af te bakenen. Met het opstellen van deze
settings zijn meerdere proeven tot stand gekomen. Één hiervan was een proef met de minimale
instellingen, een andere die met de maximale instellingen, voor ieder deelproces.
Het algemene doel van deze proeven is: “Bepalen of de gekozen grenzen, voor de verschillende
deelprocessen, voldoende spreiding in de gewenste resultaten tonen”.
Aan een doelstelling zit altijd een hypothese verbonden. Dit is om te bepalen of de doelstelling die
onderzocht wordt, voldoet aan de verwachtingen. Om deze redenen is de algemene hypothese voor
beide proeven: “Verwacht wordt dat de gekozen parameters voldoende meetruimte en resultaat
zullen leveren”.
26

Naast de algemene doelstelling en hypothese bevatten de proeven er meer. Zo is het dat iedere
proef, minima en maxima, per deelproces andere hypotheses en doelstellingen zal hebben. Deze zijn
te vinden in de volgende kopjes.
3.3.1 Doelstellingen per deelprocessen
Zoals eerder benoemd bestaat het aardappelproces uit verschillende deelprocessen. Deze processen
zijn snijden, blancheren, drogen en frituren. De gedachtegang is dat pulsed electricity fields invloed
heeft op ieder deelproces. Daarvoor zijn verschillende doelstellingen opgezet. Deze zijn tot stand
gekomen na de verkregen antwoorden van Stefan Töpfl en onze literatuurstudies.
3.3.1.1 Doelstelling snijden
Door het gebruik van PEF zou in theorie het snij oppervlak gladder worden. Hierdoor zou minder
snijverlies optreden, omdat minder cellen verwoest zouden zijn. Tevens bestaat de kans dat de friet
kan breken tijdens het snijden. Zodra de friet breekt is deze te klein en kunnen niet meer worden
gebruikt. Hierdoor is tot de volgende doelstelling gekomen.
De doelstelling voor snijden is: “Het verminderen van breuk met minimaal 50% en snijverlies met 1%”.
3.3.1.2 Doelstelling blancheren
Tijdens het PEF-fen van aardappelen worden de wanden geperforeerd. Hierdoor zouden in theorie
de suikers, in de aardappel, makkelijker uit de aardappelen te logen zijn. Daarnaast is de
mogelijkheid aanwezig dat de kostbare stoffen als zetmeel en eiwitten daardoor mee uitlogen. Voor
blancheren geldt daarmee de volgende doelstelling: “Het onderzoeken of het uitlogen van suikers
minder tijd kost nadat de aardappelen gePEFt zijn en tevens of de kostbare stoffen meer of evenveel
uitlogen”.
3.3.1.3 Doelstelling drogen
Tijdens het drogen wordt vocht verdampt uit de friet om op deze manier het drogestof gehalte te
verhogen. Doordat de wanden van de cellen kapot zijn zou in theorie de aardappelen makkelijker
ontwateren. Door dat proces zou het vochtgehalte sneller dalen.
Hierdoor is de volgende doelstelling tot stand gekomen: “Het onderzoeken of de droogtijd van
aardappelen verkort kan worden, door de droogtijd constant te houden op x minuten”.
3.3.1.4 Doelstelling frituren
Na het bezoek van dhr. Töpfl werd voor Aviko een nieuwe deur geopend. Stefan deelde mee dat,
naast de bovenstaande processen, de meeste winst te behalen was in het frituren. Verteld werd dat
door het gladdere oppervlak de frieten minder olie op zouden nemen. Aviko wilde dit graag
onderzocht hebben.
Hierdoor luidt de doelstelling voor frituren als volgt: “Het onderzoeken of gePEFte friet minder olie
opneemt per minuut bij het gebruik van PEF”.
3.3.2 Hypotheses Minima en maxima
Hierboven zijn per deelproces de doelstellingen beschreven. Tijdens de proeven wordt de
mogelijkheid van deze doelstellingen onderzocht. Twee van deze proeven waren een proef met
minimale instellingen en één met maximale instellingen per deelproces. Hiervoor was gekozen om te
bepalen bij welke instellingen de respons groot genoeg is.
Na het gesprek met Stefan Töpfl en de literatuurstudies zijn aan deze proeven verschillende
verwachtingen gekoppeld. Deze hypotheses zijn bepaald per deelproces. Hieronder zullen de
verwachtingen, voor minima en maxima, per deelproces beschreven worden. De uitkomsten van de
hypotheses zullen te vinden zijn in het hoofdstuk 4 resultaten.
27

3.3.2.1 Hypotheses snijden
Om te kunnen bepalen of de doelstellingen reëel zijn, zijn de uitkomsten van de hypotheses erg
belangrijk. Anders zijn deze te hoog gegrepen. Om erachter te komen of de gekozen parameters
voldoende meetruimte geven, moet tussen de uitkomsten duidelijk aantoonbaar verschil zijn. De
verwachtingen werden opgesteld naar de huidige manier van procesvoeren.
Hypothese minima: ”Verwacht wordt dat de hoeveelheid breuk en snijverlies weinig zal verschillen
met de hoeveelheden van het huidige proces”.
Hypothese maxima: ”Verwacht wordt dat er duidelijk verschil is te zien tussen de huidige
procesvoering en de maximale PEF-instellingen”.
3.3.2.2 Hypotheses blancheren
De hoeveelheid stof die uitloogt heeft te maken met de tijd die geblancheerd wordt. Hoe langer de
aardappelen geblancheerd zullen worden, des te meer stoffen zullen uitlogen. Daarom wordt
verwacht dat er een duidelijk verschil is te zien tussen de minima en maxima proef. De hypotheses
zijn als volgt.
Minima: ”Verwacht wordt dat de hoeveelheid suikers en kostbare stoffen, bijvoorbeeld zetmeel,
gelijk is of minder dan de hoeveelheid van het huidige proces”.
Maxima: “Verwacht wordt dat de hoeveelheid suikers en kostbare stoffen gelijk of meer is dan de
hoeveelheid van het huidige proces”.
3.3.2.3 Hypotheses drogen
Zoals besproken bij de doelstelling zal door PEF water sneller verdampen uit de aardappel. Dit zou
betekenen dat de tijd van drogen korter zou worden. Dit zou betekenen dat de hoeveelheid vocht
die verdampt toe zou moeten nemen zodra de intensiteit stijgt. Zo zijn de volgende hypotheses
gevormd.
Hypothese minima: “Verwacht wordt dat de hoeveelheid vocht die verdampt gelijk of minder is, in
een constante tijd van 18 minuten, vergeleken met het huidige proces ”.
Hypothese maxima: “Verwacht wordt dat de hoeveelheid vocht die verdampt meer is, in een
constante tijd van 18 minuten, ten opzichte van het huidige proces”.
3.3.2.4 Hypotheses frituren
De hoeveelheid olie die wordt opgenomen door de friet ligt aan meerdere factoren. Onder deze
factoren worden verstaan het oppervlak, de tijd en het vochtgehalte. Zoals eerder gezegd is dat hoe
gladder het oppervlak is er minder olie opgenomen kan worden. Dit komt omdat het contact
oppervlak kleiner is. Tevens is het zo dat gePEFte friet sneller vocht verdampt waardoor een
stoomschild rondom de friet gevormd wordt. Hierdoor kan de olie moeilijker de friet in. De
hypotheses voor dit deelproces luiden als volgt.
Minima: “Verwacht wordt dat de hoeveelheid, olie die opgenomen is, ongeveer gelijk is aan de
hoeveelheid van het huidige proces”.
Maxima: “Verwacht wordt dat de hoeveelheid, olie die opgenomen is, minder of gelijk is aan de
hoeveelheid van het huidige proces”.
3.4 Experimenten DOE
Om goed experimenten uit te kunnen voeren moet eerst een experimentele opzet worden gemaakt.
Er zijn verschillende manieren om dit te doen, de ‘’One Factor At a Time’’(OFAT) methode en een
‘’Design Of Experiments’’(DOE). Meer verschillende soorten van experimentele opzetten zijn bekend,
zoals de Plackett Burman methode, maar dit zijn allemaal variaties op het DOE. Bij een DOE is het
vooral belangrijk om de SEM(Standard Error of the Mean) zo klein mogelijk te krijgen. Ook is het
belangrijk om de tests in een willekeurige volgorde uit te voeren zodat variabelen zoals
28

productleeftijd kunnen worden weggewerkt, maar meer over deze punten in de rest van dit
hoofdstuk.
One Factor At a Time
In de OFAT methode wordt per experiment maar één variabele veranderd. Dit levert een hoge
nauwkeurigheid, maar betekend ,vooral bij meerdere variabelen, dat veel experimenten moeten
worden uitgevoerd. Meerdere variabelen zorgen voor deze methode voor meer problemen. Zo kijkt
de OFAT methode meer naar het effect van een variabele op het resultaat en kan er moeilijk een
uitspraak worden gedaan over de interactie tussen de variabelen. Om het aantal experimenten te
verkleinen kan ervoor worden gekozen om iedere variabele te optimaliseren en dan met die waardes
de verdere experimenten uit te voeren. Deze methode van experimentvermindering heeft wel als
risico dat de meest optimale instellingen over het hele proces worden misgelopen.[27]
Design Of Experiments
In tegenstelling tot de OFAT methode varieert het DOE meerdere factoren tegelijkertijd. Op deze
manier wordt een beter beeld geschetst over de samenhang tussen alle variabelen. Door meerdere
variabelen tegelijkertijd te testen kan het aantal experimenten verminderd worden. Voordat de
experimenten worden uitgevoerd moeten de experimenten wel goed gepland worden anders kan
alsnog niets gezegd worden over het resultaat. [28,29]
Plannen
Dit plannen wordt gedaan door eerst een schema op te stellen waarin alle te testen variabelen,
ruisfactoren en resultaten staan. De variabelen zijn de procesfactoren die worden getest. Enkele
voorbeelden van variabelen zijn: tijd, temperatuur, veldsterkte en pulsfrequentie. De ruisfactoren
zijn de procesfactoren waar geen invloed op kan worden uitgeoefend, bijvoorbeeld:
luchtvochtigheid, buitentemperatuur en aardappelleeftijd. De ruisfactoren zijn alle factoren die
mogelijk invloed hebben op het resultaat, maar niet of moeilijk constant kunnen worden gehouden.
De ruisfactoren zijn van belang om de meetnauwkeurigheid te bepalen, veel ruisfactoren betekend
minder nauwkeurige resultaten. De resultaten zijn de uitkomsten van de experimenten, hetgeen wat
getest wordt. In bijlage I: praatconsulaat staan per onderdeel alle variabelen, ruisfactoren en
resultaten voor de opdracht voor Aviko. Tevens moet worden bepaald in welk gebied de
experimenten worden uitgevoerd, bijv. tussen de 30 en 40 o C of tussen de 20 en 50 o C. Wanneer deze
grenzen worden bepaald moet rekening gehouden worden dat pas aan het einde van alle
experimenten, naar het effect kan worden gekeken. Bovendien kan tijdens het experimenteren de
grenzen niet veranderd worden. Het is mogelijk dat het aantal experimenten toeneemt zodra de
grenzen ruimer worden gekozen. [30]
Punten kiezen
Wanneer alle variabelen, grenzen en resultaten bekend zijn kan begonnen worden aan de opzet. Bij
de OFAT methode worden de variabelen tegen de resultaten uigezet langs twee grafiek assen. Bij een
DOE wordt gewerkt met een drie dimensionale grafiek. Voor het opzetten van de experimenten
worden drie variabelen op de assen gezet. De punten worden zo gekozen dat bij ieder aanzicht
(boven, voor en zij) vier punten zichtbaar zijn. Een klein voorbeeld: Er zijn 3 variabelen x, y en z, het
bereik is voor alle variabelen van 0,5 tot 1,5 en voor iedere variabele worden twee meetpunten
gemeten 0,5 en 1,5. Dit is een vrij kleine proef maar bij de OFAT methode moeten acht proeven
worden uitgevoerd. In tabel 3.1 zijn de gekozen meetpunten te zien en in grafiek 3.1 is de 3D grafiek
te zien met de drie zijaanzichten die zijn gebruikt om deze punten te bepalen.
29

Tabel 3.1: Voorbeeld werkpunten.
Grafieken 3.1 a, b, c, d: Het voorbeeld van de 3D grafiek en de drie zijaanzichten.
Door de punten in het 3D-grafiek strategisch te kiezen kan het aantal experimenten van 8 bij de OFAT
methode verminder worden naar 4 met een DOE. De punten moeten per punt symmetrisch van
elkaar worden gekozen om te zorgen dat de meetgebieden zo niet te veel van elkaar verschillen. Bij
grotere experimenten met meer variabelen wordt het opstellen van dergelijke tabellen en grafieken
ingewikkelder maar de tactiek blijft het zelfde.[31]
Door deze manier van punten te kiezen zijn er in plaats van +-560 experimenten maar 38
experimenten nodigen. Als er wordt aangenomen dat er twee experimenten op een dag worden
uitgevoerd is dat dus een vermindering van 261 werkdagen dus meer dan een jaar aan experimenten
wordt bespaard.
Voorbereiden
Voordat met testen kan worden begonnen moet eerst gekeken worden of de benodigde apparatuur
wel goed genoeg is om de testen mee uit te voeren. Het kan zo zijn dat één van de apparaten,
bijvoorbeeld een frietensnijder, de aardappelen onnodig beschadigd. Dat betekend dat de
frietensnijder ongeschikt is voor de experimenten en moet een alternatief gezocht worden. Tevens
kan het zijn dat de meetapparatuur te onnauwkeurig is om goede metingen uit te kunnen voeren. Dit
soort fouten kunnen eruit worden gehaald door voorbereidende proeven te doen. Voor deze
proeven worden meestal instellingen gekozen die een maximaal en een minimaal resultaat geven.
Door deze instellingen te gebruiken kan niet alleen bekeken worden of alle meet- en testapparatuur
goed functioneren, tevens kan bekeken worden of de gekozen minimale en maximale waardes voor
30

de variabelen voldoende meetruimte bieden. Verder is het uitvoeren van deze testen een goede
maatstaaf om te kijken of alle proefonderdelen goed op elkaar aansluiten en hoe lang een proef
ongeveer duurt. Daarnaast zijn dit soort testen goed om de Standard Error of the Mean(SEM) te
bepalen. Het bepalen van de SEM wordt gedaan door dezelfde test, het liefst met dezelfde batch, 10
keer uit te voeren. In bijlage II: standard error of the mean is de SEM te zien van de tijdens dit project
uitgevoerde testen te zien. De uiteindelijke meetonnauwkeurigheid worden uiteindelijk bepaald door
de hoeveelheid ruisfactoren en de nauwkeurigheid van de meet- en testapparatuur.
Uitvoeren van de testen
Het resultaat van alle voorgaande stappen is een lijst waarin staat hoeveel testen uitgevoerd
moeten, welke instellingen per proef worden gebruikt en in welke volgorde de experimenten moeten
worden uitgevoerd. In bijlage III: instellingen experimenten DOE staat de lijst die tijdens de
experimenten voor Aviko wordt gebruikt. Het is heel belangrijk dat deze lijst tot op de letter wordt
gevolgd. Het DOE zet de proeven namelijk in een willekeurige volgorde om ruisfactoren, zoals de
leeftijd van de aardappelen, te beperken. Daarnaast mag tijdens het uitvoeren van de experimenten
ook geen veranderingen worden aangebracht aan de test opstelling en de meetapparatuur.
Door de hoeveelheid testen te verminderen is het experiment gevoeliger geworden voor
veranderingen en hebben die veranderingen een groter effect op het uiteindelijke resultaat.
Gegevens bekijken
Om de gegevens te kunnen analyseren nadat de experimenten zijn uitgevoerd wordt één van de
assen in de 3D grafiek vervangen door het resultaat van de proef. Een voorbeeld hiervan is te zien in
grafiek 3.2. Bij ieder meetpunt zijn verschillende ‘’bolletjes’’ te zien, deze ‘’bolletjes’’ staan voor de
meetonnauwkeurigheid die is bepaald bij de voorbereidende proeven.
Grafiek 3.2:voorbeeld gegevensverwerking DOE.[28]
Door alle relevante variabelen op deze manier met een resultaat te vergelijken kan goed worden
gezien, bij welke instellingen, wat gebeurt en hoe alle variabelen met elkaar samenhangen. Wanneer
het meetbereik goed bepaald is en de nauwkeurigheid precies genoeg is komt, uit all deze
verschillende 3D grafieken, een plaatje dat lijkt op de rechter grafiek in grafiek 3.2. Deze grafieken
kunnen veel verschillende vormen hebben maar de optimale waardes kunnen altijd gevonden
worden.
3.5 Werkwijze aardappelen
Om de werkwijze zo nauwkeurig mogelijk te houden en eventuele kennis over te dragen aan de
onderzoekers welke dit project gaan vervolgen, zijn deze protocollen opgezet.
Hierin is te vinden hoe een volledig experiment moet worden uitgevoerd bij CFTC.
Meettabel
Om alle gegevens en meetresultaten zo overzichtelijk mogelijk te houden is een tabel opgesteld.
31

Deze is te vinden in Bijlage IV: resultaten invul tabel. Deze tabel is de leidraad voor het gehele
experiment.
3.5.1 Wassen van de aardappelen
De aardappels worden opgehaald, bij Boerke schepers, zijn geschild en vacuüm verpakt. Door het
schillen gaan een aantal cellen van de aardappel kapot. Bij het onderdeel snijden wordt gemeten
hoeveel massa verloren gaat door kapotte cellen. Om meet fouten te voorkomen moeten de
aardappelen om deze reden eerst gewassen worden om al het aanhangend zetmeel te verwijderen.
Om deze handeling zo constant mogelijk te houden worden de volgende handelingen verricht:
• Doe de aardappelen in schone emmer;
• Vul de emmer vullen met water, let hierbij op dat er niet direct op de aardappelen wordt
gespoten;
• Giet het water af;
• Herhaal dit proces nog één maal en bewaar hierna de aardappelen in schoon water.
3.5.2 Droge stof bepaling aardappelen.
Na het wassen van de aardappelen wordt het droge stof gehalte bepaald. Om het droge stof gehalte
te bepalen worden de aardappelen onder water gewogen. Het water welke in de aardappel zit wordt
op deze manier niet meegewogen. Voordat de aardappelen onder water worden gewogen, worden
deze boven water gewogen. Uit de relatie tussen het gewicht van de aardappelen boven en onder
water. Kan het droge stof gehalte in % worden bepaald. Hoe deze relatie ligt, wordt beschreven in
Bijlage V:meettabel onderwaterweging.
Gebruik van bijlage V:meettabel onderwaterweging
In deze tabel komen 3 kolommen herhaaldelijk terug. Het gemeten onderwater gewicht (o.w.g.), het
droge stof gehalte in % (d.s.) en het specifiek gewicht (s.g.). De tabel gaat uit van een bovenwater
gewicht van 5,05 kg, dit getal komt voort uit 5kg aardappelen en 1% aanhangend water.
Bij de experimenten zoals deze voor CFTC zijn opgezet wordt ongeveer 2,5 kg gebruikt. Dit betekent
dat het onderwater gewicht welke daadwerkelijk gemeten is, vermenigvuldig moet worden met een
factor. Deze factor is 5,05 kg gedeeld door het bovenwater gewicht van de gebruikte batch.
Voorbeeld onderwater weging:
Bovenwater gewicht van de Batch: 2,584.
Factor = 5,05
= 1,954
2,584
Gemeten onderwater gewicht: 185,12
185,12 ∙

Figuur 3.1: Weegschaal met bevestigingspunt voor een onder water weging.
• Laat het water stabiliseren en tarreer de weegschaal.
• Plaats de aardappelen voorzichtig in het mandje. Schud hierbij de aardappelen in het water.
Noteer het gewicht.
Correctie OWG
De temperatuur van het waterbad kan van invloed zijn op het OWG. Mits het water van het
waterbad warmer wordt, zal het OWG dalen. Om deze reden wordt een correctie toegepast. Hoe
groot deze correctie is, is te vinden in Bijlage VI: Temperatuur correctie op het OWG
• Haal de correctie van het gemeten OWG af en bepaal het Droge stof gehalte aan de hand van
Bijlage V:meettabel onderwaterweging.
3.5.3 Protocol PEF-fen
De aardappelen moeten na de eerste onderwatermeting met een Pulsed Electric Field behandeld
worden. Hiervoor worden de aardappelen door de PEF installatie geleid. Deze installatie moet op een
juiste manier worden opgestart en afgesloten om een veilig en goed proces te kunnen garanderen:
Opstarten PEF installatie
• Open de waterbak, indien deze op slot is, zit de sleutel nog op de generator van de PEF. Deze
dient verwijderd te worden en op de waterbak geplaatst te worden(figuren 3.2 en 3.3);
Figuur 3.2: Sleutel in Puls generator Figuur 3.3: Sleutel in waterbak
• Sluit de drain van de waterbak;.
• Open de water toevoer en laat de waterbak vullen;
• Sluit de waterbak en plaats de sleutel terug op de PEF generator;
• Zet de lopende band aan, stel deze in op de gewenste snelheid. Doe dit altijd voor het
inschakelen van de puls generator;
• Schakel de puls generator in;
• Zet op de PLC de settings op de gewenste waarde, noteer deze;
• Plaats de aardappelen voorzichtig in de PEF installatie en minimaal 5 seconden uit elkaar.
PEF installatie uitschakelen
• Schakel de PEF generator uit;
• Schakel de lopende band uit;
• Plaats de sleutel op de waterbak en open deze;
• Sluit de toevoer naar de waterbak;
• Plaats de drainslang op de drain aansluiting;
33

• Open de drain van de waterbak;
• Maak de elektroden los en kantel de lopende band;
• Reinig de installatie met de aanwezige waterspuiten;
• Kantel de lopende band in de correcte posistie;
• Monteer de elektroden terug vast;
• Verwijder de drain slang en hang deze terug.
3.5.4 Schijven snijden
Nadat de aardappelen zijn gePEFt worden deze gesneden dit gaat op de volgende manier.
• Plaats de schijven in de schijven snijder(figuur 3.4);
Figuur 3.4: schijven snijder
• Sluit de schijven snijder en zet deze aan;
• Voordat een nieuwe aardappel geplaatst wordt, moeten de grote resten van de vorige
gesneden aardappel verwijderd worden. Doe dit door het apparaat uit te zetten.
• Open het apparaat en verwijder de achtergebleven aardappel stukken.
Om een goede droge stof bepaling van de schijven te doen moet al het aanhangend zetmeel van de
aardappelen worden verwijderd. Dit zetmeel is vrij gekomen door de cellen welke kapot zijn gemaakt
tijden het snijden van de schijven.
• Wassen van de schijven (zie protocol wassen).
.
Droge stof bepaling schijven
Hierbij worden exact dezelfde stappen uitgevoerd als bij de droge stof bepaling van de aardappelen.
Er zijn echter wel 2 belangrijke verschillen:
Doordat er nu vele schijven zijn, is de kans vele malen groter dat zich lucht bevindt tussen de
plakken. Pak dus slechts een aantal schijven per keer en schudt deze zeer zorgvuldig onderwater om
eventuele meetfouten te voorkomen.
Omdat enkel interesse is voor de daadwerkelijk droge stof welke verloren is, hoeft het bovenwater
gewicht niet meer bepaald te worden. Enkel het OWG.
3.5.5 Blancheren
De volgende stap van het proces is het blancheren, hierin worden de aardappelen voorgegaard en de
suikers eruit geloogd. Om tot een goed resultaat te komen wordt de volgende procedure gevolgd.
• Vul de het multi-purpose vat met 18 liter warm water;
• Draai de water toevoer naar de warmtewissel kast open;
• Schakel hierna pas de warmte kast in. Zorg ervoor bij dat de schakelaar op “-” staat (figuur
3.5). Gebeurd dit niet, draait de pomp niet correct en wordt het multi-purpose vat niet
warm;
34

Figuur 3.5 : schakelkast van het Multi purpose vat.
• Stel het setpoint in op de gewenste temperatuur (x o C);
• Wacht hierna tot de ingestelde temperatuur is bereikt(zorg ervoor dat het bad minimaal 15
minuten voor gebruik al aanstaat);
• Plaats de schijven in een mandje in het multi-purpose vat;
• Plaats het roerwerk in het multi-purpose vat en stel deze in op 200 toeren per minuut(figuur
3.6) De snelheid kan worden gevarieerd door de stel knop welke voorop zit geplaatst. Aan de
achterzijde wordt de snelheid in RPM weergegeven;
Figuur 3.6: Roer werk multi purpose vat
• Laat de schijven gedurende de gewenste tijd blancheren.
• Nadat deze tijd is verstreken kunnen de aardappelen uit het blancheerwater verwijderd
worden.
Uit het blancheerwater moet een monster genomen worden.
• Pak hiervoor een standaard CFTC monster potje. Pak in totaal 2 monsters voor een duplo
meting.
• Zorg ervoor dat het water goed geroerd is, voordat het monster wordt gepakt.
• Schrijf de monsternamen op de potjes, en op de meettabel.
• Vul het standaard formulier van CFTC voor de analyse aanvraag in. Hierbij moeten de totaal
suikers (BRIX) bepaald worden en het zetmeel.
Droge stof bepaling schijven(na blancheren
om te bepalen hoeveel massa verloren is gegaan bij het blancheren, moet het OWG weer bepaald
worden. Dit gebeurd op exact dezelfde manier als de droge stof bepaling van de schijven voor het
blancheren.
3.5.6 Textuur analyse
Om de textuur en gaarheid van de aardappel te bepalen wordt de texture analyser gebruikt. De
volgende handelingen behoren verricht te worden.
• Controleer of de gebruikte loadcell er één van 50 kg is;
• Plaats het mes met bijbehorende attributen;
35

• Zet de computer en de texture analyser aan;
• Start het programma exponent (password is Roosendaal);
• Open een nieuw project en laad hierbij het project EVA in. Deze is vooraf ingesteld op de
computer;
• Gebruik de tab T.A. en run een eerste test, dit is een nulmeting om te controleren of de
uitlijning goed is (er mogen dus geen resultaten komen);
• Maak de schijf exact 4 cm breed en plaats deze in het midden onder het mes;
• Run een test en geef deze dezelfde naam als de test welke je uitvoert;
• Run deze test 5 maal. Zoek vervolgens de macro “aardappel EVA” op en run deze over alle
testen(zorg hierbij ervoor dat alle testen geselecteerd zijn).
• Gebruik vervolgens de tab “export files”om de grafiek alsmede de Excel file van de macro te
exporteren;
• Geef deze dezelfde naam als het experiment welke je uitvoert en zet de datum erbij.
Deze gegevens komen later bij het gehele test rapport.
3.5.7 Drogen
• Zet de combi-steam aan en open de watertoevoer naar de combi-steam;
• Wanneer de combi-steam vraagt om te reinigen bij het inschakelen van de installatie,
selecteer dan “nee”;
• Stel vervolgens de tast en crispy stand op maximaal in, zodat zoveel als mogelijk wordt
gedroogd;
• Stel de temperatuur vervolgens op de gewenste temperatuur in (x o c);
• Stel de gewenste tijd in en sluit de deur;
• Laat de combi-steamer vervolgens beginnen met voor verwarmen door middel van de start
knop. Alle settings zouden dan zoals in het, onderstaand figuur 3.7, eruit moeten zien;
Figuur 3.7: instellingen van de combi-steamer
• Verdeel de schijven over 2 droogplaten. Weeg in elk van deze platen ongeveer 750 gr af de
overige schijven kunnen gebruikt worden voor de textuur analyse);
• Noteer de exacte waarden van het gewicht en noteer ook welke droogplaat op welke positie
wordt geplaatst;
• Plaats de droogplaat op de 3 de richel van onder in de combi-steamer. Laat vervolgens één
richel vrij alvorens de 2 de droogplaat in de combi-steamer te plaatsen;
• Droog de aardappelen voor de gewenste tijd in. Bepaal hierna hoeveel vocht is verdampt
door opnieuw te wegen en daarmee zijn ingedroogd.
3.5.8 Droge stof bepaling na drogen
Voor een exacte bepaling van het droge stof wordt een monster volledig ingedroogd.
Het monster moet hiervoor worden vermalen.
• Pak ongeveer 100 gram uit elke droogplaat en vermaal dit monster met de pureer machine;
• Homogeniseer dit monster nog zo goed mogelijk met een stamper en vul vervolgens 2 potjes
voor een droge stof meting(duplo).
De droge stof meting wordt uitgevoerd door het lab en kan daarmee via het analyse aanvraag
formulier worden aangevraagd.
36

3.5.9 Voorbakken
• Verwijder 200 ml frituur olie uit de friteuse en vul de friteuse weer aan tot de maximale
aangegeven waarde;
• Zet de friteuse aan om voor te verwarmen, stel deze op de correcte temperatuur in;
• De daadwerkelijk temperatuur schommelt +/- 10 o C van het set point naar onder en boven,
tevens staat de temperatuur stelknop van de friteuse zo’n 10 o C van het setpoint vandaan. Dit
betekent dat wanneer de temperatuur ingesteld is op x o C, de daadwerkelijk temperatuur
schommelt tussen x o C en x o C mocht enige vorm van twijfel aanwezig zijn, meet de
temperatuur van de friteuse dan na(figuur 3.8);
Figuur 3.8. het nameten van de temperatuur welke heerst in de friteuse
• Voeg zodra het frituur op temperatuur is de overgebleven schijven van 1 bak toe aan de
frituur:
• Laat de schijven frituren zolang als de gewenste tijd;
• Neem de schijven uit de frituur en schud 5 maal met het mandje om aanhangend vet te
verwijderen;
• Laat na het schudden van de schijven het mandje uitlekken voor x minuten;
• Verspreid de schijven evenredig over de droogplaat en laat deze nog verder uitlekken.
• Neem na ongeveer x minuten uitlekken een monster:
• Pureer dit met de pureermachine(zie drogen);
• Zorg ervoor dat de pureer machine ondertussen is schoongemaakt zodat er geen meetfouten
kunnen ontstaan;
• Neem deze meting weer in duplo en laat het vetgehalte/droge stof gehalte door het lab
bepalen.
Zodra alle waardes zijn ingevuld in Bijlage IV: resultaten invul tabel kunnen deze digitaal verwerkt
worden. De gegevens van de textuur analyse kunnen hier direct aan worden toegevoegd. Op het
moment dat de resultaten van het lab binnen zijn gekomen kunnen deze hier ook aan worden
toegevoegd.
Hiermee is het experiment afgerond. Er wordt geen verdere smaak of kleur test uitgevoerd. Nadat
het DOE is uitgewerkt wordt het experiment met het beste resultaat herhaald en zal hier een
monster van worden genomen om een smaak/kleur test op uit te voeren.
37

4. Resultaten (Aviko)
Wat de experimenten tot stand hebben gebracht is een van de belangrijkste response varaibelen die
genoemd wordt in een verslag. De resultaten van ieder experiment wordt in dit hoofdstuk
beschreven.
4.1 Kleurentest gePEFte aardappelen
De kleurentest werd uitgevoerd om handigheid te krijgen met het PEF-apparaat. Hierbij is gekeken
wat de ingestelde intensiteit en frequentie deden met de verkleuring van aardappelen. De proef
begon om 3 uur ’s middags.
De doelstelling voor deze proef is: “Het bepalen bij welke intensiteit en frequentie de veldsterkte
0.5kV/cm bedraagt en bekijken of de beweringen van dhr. Töpfl kloppen”.
De hypothese was: gePEFte aardappelen verkleuren sneller dan ongepefte aardappelen.
Dit komt doordat de cellen kapot zijn en daarmee de enzymatische reactie versnelt intreed.
Voor deze test was gekozen om eerst de maximale intensiteit te pakken. Hierbij past het apparaat
automatisch de frequentie aan naar het maximale vermogen. Deze maximale frequentie was 126Hz.
Na deze bepaling is gekozen om stappen, qua intensiteit, te nemen van x% bij dezelfde frequentie
van x Hz. Zodra voor iedere stap één aardappel was gebruikt, zijn er nog twee extra stappen
genomen. Namelijk x% bij xHz en x% met maximale frequentie, deze was x Hz. Hiervoor is gekozen
omdat de veldsterktes overeen kwam met de verkregen gegevens van Töpfl, namelijk 0,5 kV/cm.
Zodra de aardappelen uit het PEF-apparaat kwamen zijn deze direct gesneden en aan de lucht,
binnen de pilot plant, blootgesteld. Tussen de eerste en de allerlaatste aardappel zat 35 minuten.
Binnen deze tijd was er nog geen verkleuring te zien bij de eerste gePEFte aardappelen. Tot 16.15 is
de projectgroep in de cobraplant gebleven om te kijken naar verkleuringen. Deze trad binnen die tijd
nog niet op. De aardappelen zijn de gehele nacht blijven liggen op dezelfde plek.
De volgende ochtend bij CFTC is direct naar de aardappelen gekeken op verkleuring. Dit was
ongeveer na 18 uur na de als eerst gePEFte aardappel. Op dat moment was er sprake van duidelijke
verkleuringen. De foto’s daarvan zijn te zien in de figuren 4.1, 4.2 en 4.3. Tegelijkertijd waren de
monsters van x% intensiteit tot x% intensiteit nog altijd vochtig.
Figuur 4.1: intensiteit van x% tot x%
38

Figuur 4.2: Intensiteit x% tot x%
Figuur 4.3: Intensiteit bij 20% en 10%
Het omslagpunt lag rond de x %. De veldsterkte bij deze intensiteit kwam ongeveer overeen met de
beweringen van dhr. Töpfl. Door de proef van x % op 2 verschillende frequenties te testen terwijl de
veldsterkte gelijk bleef, werd het duidelijk dat de hoeveelheid pulsen wel degelijk uitmaakte voor de
hoeveelheid schade. Tussen deze 2 monsters is een duidelijk mate van verkleuring en natheid te
voelen.
Het monster met x% en x Hz voelde duidelijk droger aan dan de x% en xHz. Dit is te zien in het
onderstaande figuur 4.4. Naar het inzicht van de projectgroep ligt het optimale punt rondom de x %
en x Hz. Hiervoor wordt ver geëxperimenteerd in de range van x% to x% en een frequentie van x to x
Hz.
39

Figuur 4.4: Intensiteit x % bij x Hz(links) en x % bij x Hz(rechts)
Om een duidelijk beeld te krijgen hoe de veldsterkte veranderd per intensiteit is hiervan een grafiek
gemaakt. Deze is te zien in grafiek 4.1. Bij het gehele experiment is de bandsnelheid niet veranderd
en heeft deze op stand 3 gestaan.
2,5
2
1,5
1
0,5
0
x/cm bij x Hz
100 90 80 70 60 50 40 30 20 15 10
Grafiek 4.1: Grafiek veldsterkte per intensiteit.
4.2 Resultaten “geen PEF”
Om vergelijkingsmateriaal te hebben voor de experimenten en om het proces na te bootsen is ervoor
gekozen om proeven uit voeren zonder PEF. Zodra het proces volledig was nagebootst, werd tijdens
de “geen PEF” proeven de S.E.M bepaald. De resultaten zullen hieronder te vinden zijn.
Onderwater weging
Tijdens het nabootsen van het proces bleek dat CFTC geen specifieke manier had om onderwater
wegingen uit te voeren. Om dit probleem op te lossen is zelf een opzet gefabriceerd. Hierop is een
open bakje gedicht met platen van aluminium. Deze waren vast gemaakt met tie-rips, zie figuur 4.5.
40

Figuur 4.5: A.D.A.M.
Tabel 4.1: S.E.M. onderwater weging
Waarna het bakje onderaan een weegschaal werd
gehangen via een ijzerdraad (figuur 3.1). Om
erachter te komen of manier representatief was
werd de S.E.M. bepaald door het bakje van de
weegschaal te halen, opnieuw eraan te hangen, te
tarreren, te vullen met aardappelen en het gewicht
af te lezen. Dit werd 12 maal herhaald. De
uitkomsten zijn te zien in tabel 4.1.
Uit deze gegevens blijkt dat het verschil tussen de laagste en hoogste uitkomst, niet meer bedraagt
dan 1.16 gram. Dit staat gelijk aan een spreiding van 0,47% naar boven of beneden. Dit wordt
berekend door het verschil tussen hoogst en laagst(1.16) te delen door het gemiddelde gewicht van
alle metingen, 247,16. Deze spreiding zit ruim binnen de eis van 10% verschil en is daarmee zeer
representatief. Iedere keer dat een meting wordt gedaan voldoet deze voor de experimenten
Op het begin van de proef “geen PEF” werden de aardappelen zowel onder als bovenwater gewogen.
Het bovenwatergewicht van het de aardappelen was x kg. Het onderwater gewicht was x g. De
omrekenfactor voor de “geen PEF” proef is hiermee, x. Hiermee komt het onderwater gewicht op
400,47 gram. Hier kan een verschil op zitten van 0.47% naar boven of onder. Dat staat gelijk aan 1.88
gram. Het droge stofgehalte is 21.7%.
Snijden
In eerste instantie werd gebruikt gemaakt van de “brabantia frietensnijder”, te zien in figuur 1.11. De
gebruikte aardappelen tijdens de experimenten waren te groot voor deze manier van snijden.
Ongeveer 1 /3 van de aardappel werd weggesneden voordat deze paste in de frietensnijder.
Na overleg met dhr. Wim Boswinkel werd een betere frietensnijder aangeschaft. Deze frietensnijder,
te zien in figuur 1.12, was groter en paste bijna iedere aardappel doorheen. Het probleem hier lag bij
de kracht die geleverd moest worden. Deze was te groot voor de aardappel waardoor deze lichtelijk
gepureerd werd. Daardoor werden de resultaten onbruikbaar.
Na het bezoek van dhr. Jan Leermakers, van Aviko, werd gekozen voor een schijvensnijder. Deze is te
zien in figuur 1.13. Dit werkte velen malen beter. Deze machine is bij de verdere experimenten
gebruikt.
Na het snijden werd bij de “geen PEF” proef eerst gewassen, om aanhangend zetmeel te
verwijderen. Het waswater van de gesneden schijven was gelig, schuimde veel en was troebel. Dit
duidt op het verlies van zetmeel. Naast dat het water troebel was vond ook veel breuk plaats. Dit
komt omdat de aardappelen vrij hard zijn van structuur. Door de harde structuur moet veel kracht
geleverd worden om de aardappel te kunnen snijden zodra deze nog niet gekookt zijn. De hoge
kracht die nodig is maakt het mogelijk de schijven te breken, waardoor meer zetmeel verloren gaat.
Daarmee is het water ook troebeler.
Dit is te zien in de onderwater weging na het snijden. Deze bedroeg 166.18 gram, een afname van x
gram aan droge stof. Aangenomen is dat het merendeel van dit verlies bestaat uit zetmeel.
41

Blancheren
In het lab voor procesontwikkeling, bij CFTC, staat een waterbad. In hoofdstuk 1.2.3.1.blancheren
staat beschreven hoe deze eruit ziet. Dit bad was voor de experimenten onbruikbaar. Omdat de ratio
water/aardappel te klein was waardoor de temperatuur te ver daalde. Na overleg met de mensen
van CFTC werd daarom gekozen voor het multipurpose-vat te zien in figuur 1.14.
Tijdens het blancheren logen suikers, en kostbare stoffen als zetmeel, uit. In het huidige proces duurt
dit x minuten. Dat is ook tijdens deze proef aangehouden. Om te bepalen of deze constant is werd
een S.E.M. bepaald voor de hoeveelheid suiker en zetmeel in het blancheer water. In de tabellen 4.2
en 4.3, staat de hoeveelheden suikers aanwezig in het blancheer water.
Tabel 4.2: Hoeveelheid sacharose in blancheer water.
Tabel 4.3: hoeveelheid glucose en fructose in blancheer water
Het verschil in de hoeveelheid sacharose uit tabel 5.3 tussen de hoogste en laagste uitkomst komt
twee maal voor. Dit verschil is 100%. De eis voor een S.E.M. is dat het verschil niet groter is dan 10%.
Hiermee zijn de resultaten, van verdere experimenten die uit het lab komen, niet betrouwbaar
genoeg.
De S.E.M. voor deze meetmethode zal opnieuw gedaan moeten worden. Tijdens deze test zal in
plaats van iedere suiker apart te laten berekenen, de hoeveelheid brix onderzocht moeten worden.
Naast de suikeranalyse is een zetmeelanalyse uitgevoerd op het blancheerwater. De S.E.M. hiervan is
te zien in tabel 4.4.
Tabel 4.4: Hoeveelheid zetmeel in blancheerwater.
Het verschil tussen de hoogste en laagste uitkomst in deze tabel bedraagt 86%. Hiermee is deze
parameter onvoldoende response. Het is niet betrouwbaar. Voor deze S.E.M. zal de proef opnieuw
uitgevoerd moeten worden of een andere methode worden bedacht.
Na het blancheren is opnieuw het onderwater gewicht bepaald. Dit was x gram. Een afname van x
gram. Dit komt overeen met een droge stofgehalte van x%. De hoeveelheid zetmeel in het
blancheerwater was 0.015%. Hoeveel gram dit kan niet gezegd worden, aangezien het gewicht van
het blancheerwater onbekend is. De hoeveelheid brix (suikers) in het water was 0.235. Aangezien de
S.E.M. van de suiker- en zetmeelanalyse niet betrouwbaar zijn kunnen deze cijfers enkel gebruikt om
te vergelijken met de minima en maxima proeven.
42

Textuur analyse
De gaarheid van de aardappelen is bepaald met een textuur analyse. Hierbij is met een mes bepaald
hoeveel kracht er nodig is om de aardappel door midden te snijden. Aanvankelijk duwt het mes
tegen het buitenste laagje van de aardappel, wanneer hij hier doorheen is, zal de kracht even dalen,
daar de spanning breekt. Dit is te zien in de eerste daling van onderstaande grafiek.
Grafiek 4.2: grafiek van de textuur analyse
Hierna zal de kracht weer toenemen totdat het mes volledig door de aardappel heen is.
De top waarde geeft aan wat de maximale benodigde kracht is geweest om de aardappel door
midden te snijden. Om een goede meting te krijgen worden in totaal 5 schijven doorgesneden.
Deze schijven zijn elk even breed gemaakt alvorens de test uit te voeren.
Van de 5 gevonden piekwaardes wordt het gemiddelde berekend te zien in tabel 4.5.
Tabel 4.5: Gemiddelde kracht per experiment.
Meting Benodigde kracht (gemiddeld in gr)
Geen PEF x
Minimale instellingen y
Maximale instellingen z
Er is gemiddeld meer kracht nodig om een schijf door te snijden welke langer geblancheerd is.
Dit is niet conform de hypothese of verwachtingen. De resultaten zijn niet representatief door een
onbekende oorzaak. Een vergrote grafiek en uitgebreide meetresultaten van de textuur analyse zijn
te vinden in bijlage VII tot en met IX.
Drogen
Tijdens het drogen werd een constante tijd aangehouden van x minuten. Na het drogen wordt het
droge stofgehalte opnieuw bepaald. Enkel wordt dit niet gedaan doormiddel van de onderwater
weging. Voor deze meting worden 2 monsterpotje gevuld met gepureerde, “gedroogde” aardappel.
Deze worden naar het lab gestuurd om daar het droge stof gehalte te bepalen. Voor dit onderdeel is
ook een S.E.M. uitgevoerd. De resultaten zijn te zien in tabel 4.6.
Tabel 4.6: Droge stofgehalte na drogen.
43

Het verschil tussen de hoogste en laagste droge stofgehalte is 0.8%. Dit staat gelijk aan 4% spreiding
naar boven of onder. Dit is beneden de eis van 10%, hiervoor is 1 meting voldoende om hieruit
conclusies te trekken.
Tijdens de “geen PEF” proef was het droge stofgehalte na het drogen x%. Dit is een toename van x%.
Deze toename is te wijten aan de hoeveelheid vocht die tijdens het drogen is verdampt. Deze x%
staat gelijk aan x gram vocht dat is ingedampt. Dit is een gewichtspercentage van x%.
Voorbakken
Bij het voorbakken nemen de schijven vet op. Om te onderzoeken of deze hoeveelheid olie minder is
bij het gebruik van PEF, is voor de proef “geen PEF” de tijd aangehouden van het huidige proces x
minuten en x seconden. Voor het bepalen van de representeerbaarheid is tijdens deze proef de
S.E.M. bepaald van het droge stofgehalte(tabel 4.7) en vetgehalte(tabel 4.8).
Tabel 4.7: Droge stofgehalte na het voorbakken.
Het droge stofgehalte na het voorbakken is, net als na het drogen, bepaald in het lab. Het verschil
tussen hoogst en laagst is hier 0.7%. Dit staat gelijk aan een spreiding van 2,45% naar boven of
beneden. De response van 1 meting is daarmee genoeg om conclusies eruit te trekken.
Tabel 4.8: Vetgehalte na voorbakken.
Naast drogen wordt tegelijkertijd het vetgehalte in het lab bepaald. Het verschil tussen de hoogste
en laagste uitkomst bedraagt 0%. Dit staat gelijk aan een spreiding van 8,01% naar boven of
beneden. Deze spreiding is aan de hoge kant. Voor een geschikte response zullen x monsters
genomen moeten worden.
Het monster van de “geen PEF” proef had een uiteindelijk droge stofgehalte van x% met een
vetgehalte van x%.
4.3 Resultaten met PEF minimum en maximum
Voordat het echte DOE wordt afgelopen moeten meerdere testen uitgevoerd worden om te bepalen
of alles soepel loopt en de opzet niet aangepast hoeft te worden. Bij deze voorproeven worden
meestal instellingen gekozen die volgens de hypothese het meeste effect hebben. Meeste effect
maximum en minimaal effect minimum .De resultaten van deze proeven zijn hier beschreven per
deelproces.
Onderwater weging
Voor de proef werden de aardappelen boven en onderwater gewogen. Bij de aardappelen die voor
de minimaproef werden gebruikt was het bovenwatergewicht x g en het onderwater gewicht was x
44

g. Dat betekend dat het droge stofgehalte x% was. Na het wegen werden de aardappelen gePEFt.
Voor de minima test werd de PEFmachine ingesteld op x% puls intensiteit en een frequentie van x Hz.
Voor de maxima proef was het bovenwatergewicht x gram en het onderwatergewicht x gram. Dit
komt uit op een droge stofgehalte van x%. Voor de maxima proef was de PEFmachine ingesteld op
x% puls intensiteit en x Hz.
Snijden
Na het PEFen zijn de aardappelen in schijven gesneden met een schijvensnijder. Tijdens het snijden
van de minima proef waren vrij veel kleine aardappel stukjes te zien, dit betekend dat het snijverlies
waarschijnlijk groot is. Voordat opnieuw het onderwatergewicht bepaald werd moesten de schijven
gewassen worden. Tijdens het wassen was te zien dat het waswater flink schuimde en troebel werd,
ook dit is een indicatie dat er veel snijverlies was. De aardappelschijven hadden een
onderwatergewicht van x gram. Dat is een verlies van x gram aan vaste stof tijdens het snijden. Deze
x gram droge stof verlies bevestigd de waarnemingen bij het snijden en wassen.
Bij de maxima proef was juist weinig schuimvorming tijdens het wassen en waren ook weinig kleine
aardappel stukjes. Weinig schuim zou weinig snijverlies betekenen. De onderwaterweging van de
maximaproef na het snijden bevestigd dit. Er was maar x gram onderwatergewicht verloren gegaan
bij het snijden, dat is x gram minder dan bij de minima proef. Dit bevestigd de hypothese voor het
snijden, bij een hogere PEF-intensiteit en frequentie is het snijverlies minder omdat de cellen zachter
zijn en het mes dus makkelijker erlangs kan.
Blancheren
Het blancheer bad is ingesteld op x o C om een gemiddelde werktemperatuur van x O C te krijgen. Voor
de minima proef was de blancheertijd op x minuten. Tijdens het blancheren werd er visueel
gemeten, het blancheerwater was tijdens het blancheren vrij helder gebleven dit betekend dat naar
alle waarschijnlijkheid vrij weinig zetmeel is uitgeloogd tijdens het blancheren. Dit werd bevestigd
door de onderwaterweging die na het blancheren is uitgevoerd. Na het blancheren was het
onderwatergewicht x gram dat is een x gram vermindering. Na analyse, van het lab, van het
blancheerwater bleek het water een brix van x te bevatten. Tevens een analyse naar de
concentraties van de individuele suikers en zetmeel gedaan, de concentraties waren voor alle
onderdelen onder de x%.
Voor de maximale proef is x minuten geblancheerd. Tijdens het blancheren was het blancheerwater
zeer troebel geworden, dit betekend dat er waarschijnlijk veel zetmeel is uitgeloogd tijdens het
blancheren. De onderwaterweging bevestigd dit resultaat. Het onderwatergewicht na blancheren
van de maxima proef was x gram, dat is een verschil van x gram met het onderwatergewicht na
snijden. Na analyse van het blancheerwater bleek het water een brix van x te hebben en kwam de
concentratie van zetmeel op x%. Dit zijn flinke toenames in blancheerverlies ten opzichte van de
minima proef.
Deze toenames in het verlies waren wel verwacht, een hogere PEF-intensiteit en frequentie maken
het uitlogen van suikers en zetmeel namelijk makkelijker en met een langere blancheertijd loogt
meer uit. Om dezelfde hoeveelheid suikers uit te logen is voor zwaarder gePEFte aardappels minder
tijd nodig.
Na het blancheren wordt een deel van de aardappelschijven gebruikt om een structuuranalyse op uit
te voeren. Uit de structuuranalyse bleek dat de aardappels van de maxima proef steviger waren dan
de aardappels van de minima proef. Bij de minima proef was gemiddeld x gram aan kracht nodig om
het mes erdoorheen te krijgen. Voor de maxima proef was gemiddeld x gram aan kracht nodig. Dat
meer kracht nodig was om voor de maxima meting heeft waarschijnlijk meer te maken met de
blancheertijd dan met de mate van PEF-fen maar hier is pas echt een uitspraak over to doen na het
volledige DOE.
45

Drogen
Voor het drogen werden 2 droogplaten met aardappelschijven belegd waarbij zo min mogelijk
overlapping tussen de schijven was. Over de 2 platen wordt ongeveer x kilo aardappelen verdeeld.
Voor zowel de minima als de maxima test werd de droger ingesteld op x o C en x minuten. Voor de
minima proef werd x gram aardappelen over de twee droogschalen verdeeld en na x minuten drogen
was x gram vocht verdampt. Dat is een x% gewichtsafname.
Bij de maxima proef werd x gram aardappelen over de twee platen verdeeld en verdampte er x gram
vocht. Dat is een x% gewichtsafname. Hoewel het verschil klein is droogt de maxima proef sneller.
Voor de minima proef komt dit uit op een droge stofgehalte van ongeveer x% en voor de
maximaproef ongeveer x%. Voor deze droge stof meting is er van iedere plaat ongeveer x gram
aardappelschijven gebruikt.
Voorbakken
De overgebleven x gram aardappelen wordt in tweeën verdeeld. Bij de minima proef is het droge stof
gehalte, na het voorbakken, naar ongeveer x% gestegen en is x% vet opgenomen.
Bij de maxima proef is het droge stof gehalte gestegen naar ongeveer x% en het vetpercentage naar
ongeveer x%.
Met deze gegevens lijkt het erop dat de verwachtingen niet kloppen. Verwacht werd dat de
vetopname minder zou zijn bij een hogere PEF-intensiteit en frequentie. Tijdens bij de maxima proef
werden de aardappelen voor x minuten gefrituurd terwijl de minima proef maar x minuten werd
gefrituurd. Dit betekend dat de minima proef in een minuut x% vet heeft opgenomen terwijl de
maxima proef per minuut ongeveer x % vet heeft opgenomen. Wanneer dezelfde tijdseenheid wordt
aangehouden klopt de hypothese wel.
46

5. Discussie (Aviko)
Tijdens de proeven zal het één en ander mis gaan. Deze verstoringen hebben invloed op de
uiteindelijk resultaten. De problemen die zich voor deden tijdens de minor zijn in dit hoofdstuk
beschreven.
Kleuren test
Bij de kleuren test is een duidelijk omslagpunt naar voren gekomen waarbij de enzymatische
verkleuring optreed. Meerder factoren zouden van invloed geweest kunnen zijn. Zo is onder andere
de grootte van de aardappel niet meegenomen. De afgegeven hoeveelheid energie kan per kg
aardappel anders zijn wanneer deze verschilt in grootte.
Een andere mogelijk verstoring is het feit dat de pulsen bij een grote aardappel makkelijker richting
de aardappel worden getrokken. Dit gebeurd omdat de geleidbaarheid van de aardappel vele malen
hoger is als die van het water. Bij een kleinere aardappel zou dit minder snel gebeuren.
Hier door kan niet met exacte precisie worden gezegd hoeveel energie er in de aardappel is gegaan,
slechts een indicatie kan worden gemaakt.
S.E.M.(Standard Error of the Mean)
De droge stof meting na het drogen lijkt een goede respons. Wanneer de monsters worden
gepureerd en gehomogeniseerd worden deze in afgesloten potjes gedaan. Ondanks deze potjes,
bestaat nog steeds de kans dat het monster iets indroogt. De tijd waarna het lab de monsters
behandeld kan variëren, hierdoor kan ook de droge stof van de test variëren.
Bij het bepalen van het vetgehalte wordt een monster gepureerd en gehomogeniseerd. Voordat het
monster gepureerd wordt, lekken de schijven uit. Hierbij druipt het vet van de schijven af.
De tijd die wordt genomen voor het uitlekken kan variëren. Hierdoor kunnen verschillende waardes
uit de resultaten komen. Van hetzelfde monster wordt tevens een droge stof bepaling gedaan door
het lab, hierbij kunnen dezelfde problemen ontstaan als bij de eerder besproken droge stof bepaling.
Bij het bepalen van de suikers wordt het fructose, sacharose en glucose gehalte bepaald.
Deze waardes zijn echter zo klein dat een verschil hierin ook kan worden verweten aan een kleine
meetfout in plaats van een correcte respons. Hetzelfde geldt voor de zetmeel bepaling.
De onderwater weging lijkt een goede respons te zijn. Een aantal zaken kunnen deze meting
verstoren. Zo kan er lucht in het mandje zitten waarmee de weging wordt uitgevoerd. Dit kan ervoor
zorgen dat het gewicht lager ligt dan dat deze daadwerkelijk is. Wanneer de schijven onderwater
worden gewogen, is dit risico alleen maar groter. De lucht kan tussen de schijven in zitten en
hierdoor de schijven een opwaartse kracht geven.
Snijden
Er is een grote controverse geweest over wat de beste oplossing is om de aardappelen consequent te
snijden. Daar aanvankelijk voor frieten was gekozen met een conventionele frieten snijder, waren er
een aantal discussie punten: de aardappel moest eerst met een machete op maat gesneden worden.
Dit kan de meting beïnvloeden omdat niet consequent wordt gesneden. Bij de daarna gebruikte
frietensnijder voor restaurants paste wel de gehele aardappel door de snijder. Een probleem bij deze
frietensnijder is dat deze erg veel kracht gebruikt. Hierdoor kunnen sommige cellen al beschadigd
raken en de meting beïnvloeden.
De huidig gebruikte schijven snijder is de beste oplossing. Het nadeel is dat de grote aardappelen niet
goed erin passen, deze komen dwars te liggen. De gesneden schijven zullen hierdoor erg lang zijn.
Er kan worden gespeculeerd dat dit de deelprocessen kan beïnvloeden, zoals blancheren en
voorbakken.
47

Blancheren
De grootte van de schijven kan van invloed zijn op de resultaten welke uit de responsen van het
blancheren komen. Het contact oppervlakte wordt verkleind door de grotere schijven.
De waardes welke gevonden zijn voor de suiker zijn erg laag, een mogelijk oorzaak hiervan is de
aanwezigheid van bacteriën. Deze kunnen aanwezig zijn in het blancheer water. De monsterpotjes
worden op het lab enige tijd bewaard voordat de suikerbepalingen worden uitgevoerd. Mochten
deze bacteriën aanwezig zijn, beïnvloed dit de werkelijke meting. Mits de tijd waarna de proeven
gedaan zijn op het lab varieert, kan dit ook de meting beïnvloeden.
Drogen
Bij het drogen worden 2 droogplaten onder elkaar geplaatst. Hoewel de totale massa van het vocht
wordt bepaald, kan gediscussieerd worden dat de platen niet beide even droog zijn. Het water welke
van de eerste plaat verdampt, zal langs de tweede plaat geleid worden. hierdoor zal de bovenste
plaat iets natter zijn na dezelfde tijd in de droger.
Voorbakken
De gekozen friteuse heeft een aanzienlijke temperatuurschommel; zo’n 20 graden Celsius.
Het tijdstip waarop de frieten in de friteuse gaan, kan een groot verschil geven in de resultaten.
Kwaliteit van de aardappelen
Afhankelijk van de periode waarin de aardappelen worden geoogst kunnen er verschillen zijn in de
kwaliteit van de aardappel welke wordt aangeleverd. Zo is het mogelijk dat op het einde van het
seizoen aardappelen meer suikers bevatten dan in het seizoen.
Gezien de grondstof een natuurproduct is, zullen er altijd kleine verschillen zijn in de samenstelling
van de aardappel, dit geeft ook kleine verschillen in de onderzochte responsen.
Een andere mogelijkheid zijn kleine holle gaten die binnenin de aardappel zitten.
Wanneer de hele aardappelen onder water worden gewogen, zal deze ingesloten lucht de
aardappelen een opwaartse kracht geven. Zodra de aardappelen in schijven gesneden zijn, verdwijnt
deze ingesloten lucht, de meting kan hierdoor zwaar beïnvloed worden.
Aanvankelijk zijn de aardappelen ongeschild aangeleverd, deze werden met schil gesneden en
vervolgens ook met schil geblancheerd/voorgebakken. Dit was niet de beste optie omdat dit de
metingen op grote schaal kan beïnvloeden. Het verminderd het contact oppervlakte bij blancheren
en voorbakken.
De aardappels worden nu geschild aangeleverd, deze worden machinaal door de leverancier
geschild. Dit is de meeste consequente optie welke gekozen kan worden.
Echter kan dit nog steeds kleine verschillen opleveren in de aangeleverde aardappelen.
Effect van PEF bij aardappelen
Bij een aantal deel processen lijkt PEF een zeer positief effect te hebben. Er zijn echter een aantal
puntjes die ter discussie staan. Aangezien in totaal slechts 3 proeven zijn gedaan, is niet goed te
zeggen of alle meetwaarden ook gerelateerd zijn aan het effect van PEF.
Zo is het mogelijk dat bij 1 van de batches meerdere aardappelen met (kleine)holle gaten zijn
gemeten.
Een ander puntje van de discussie zijn de waardes die zijn gekozen voor de deelprocessen. Bij de
minima en maxima proef zijn niet enkel de PEF-instellingen veranderd, maar ook die van het
blancheren en voorbakken. Het verschil van vetopname kan ook worden gecreëerd door een
variërend ingaande droge stof. De structuur van de aardappel kan veranderd zijn omdat bij de
maxima proef de schijven tot wel x minuten langer zijn geblancheerd.
48

6. Conclusies (Aviko)
Uit de resultaten komen belangrijke cijfers. Deze cijfers worden vergleken met de hypotheses en
doelstellingen. Uit deze vergelijkingen kunnen conclusies worden getrokken welke beschreven zijn in
dit hoofdstuk.
6.1 Conclusies aardappelen
Bij de conclusies worden een aantal zaken meegenomen. Bepaald wordt of de resultaten
overeenkomen met de hypotheses. Hierbij worden de minima en maxima experimenten vergeleken
met geen PEF. De minima en de maxima proef worden ook gebruikt om te bepalen of de gekozen
range goed is.
6.1.1 Snijden
De aardappels zijn met behulp van een schijvensnijder in schijven gesneden. Tijdens het snijden is
naar een aantal punten gekeken.
Breuk
Tijdens het snijden van de aardappels breken sommige schijven waardoor er kleine stukjes ontstaan
die niet gebruikt kunnen worden. De mate waarin breuk voorkwam nam zichtbaar af in de batches
die een PEF behandeling gehad hebben. Vooral bij de aardappels uit de maxima test was bijna geen
breuk meer aanwezig. De breuk kan niet bepaald worden met een weeg methode en deze is dus
enkel optisch bepaald.
Snijverlies
Tijdens het snijden van de aardappels worden er cellen kapot gesneden door de messen. Door deze
kapotte cellen zal materiaal uit de cellen verloren gaan. Door de PEF behandeling worden de cellen
soepeler waardoor er minder cellen kapot gesneden worden (tabel 6.1).
Tabel 6.1: Snijverliezen bij de verschillende tests
Gewicht verloren tijdens snijden Percentage totaal gewicht Massaverlies per kg
Geen PEF x gr x% x gr
Minima test x gr x% x gr
Maxima test x gr x% x gr
Bij de gePEFte aardappelen is veel minder massa verloren gegaan tijdens het snijden dan bij de niet
gePEFte aardappelen. De maxima test had een veel lager verlies dan de niet gePEFte aardappelen.
Snij-oppervlakte
Een duidelijk verschil was op te merken tussen de snij oppervlaktes van de aardappelen uit de
maxima test en de niet gePEFte aardappelen. Het oppervlakte, van de aardappelen, uit de maxima
test was vrij glad terwijl dat van de niet gePEFte aardappels veel ruwer was. Ook voelde aardappelen
bij de minimaproef gladder dan de niet gePEFte aardappelen. Het oppervlakte bij de minima proef
was wel duidelijk minder glad dan bij de maxima proef.
Waswater
Na het snijden is het zetmeel dat tijdens het snijden vrijkomt van de aardappels gewassen. Het
waswater van de niet gePEFte aardappelen was zeer troebel terwijl het water van de maxima test
redelijk schoon was. Tijdens de minima test was het waswater nog altijd troebel en vond er nog
steeds breuk plaats. De hoeveelheid zetmeel in het waswater kan niet nauwkeurig bepaald worden
omdat er niet consequent dezelfde hoeveelheid was water wordt gebruikt.
Uit de tests bleek dat vooral de aardappelen uit de maxima test veel minder massa verloren dan de
aardappelen uit de “geen PEF” test en minimum proef. Ook was het snij-oppervlakte van de maxima
49

test veel gladder dan het oppervlakte van de “geen PEF” test en minimum proef. Hieruit blijkt dat de
hypothese klopt.
6.1.2 Blancheren
Bij het blancheren van de schijven zijn verschillende dingen naar voren gekomen. De helderheid van
het water was zichtbaar anders bij de verschillende proeven.
Bij de minima proef was het water het helderst, vervolgens bij geen PEF en bij de Maxima proef was
het blancheer water erg troebel. Hieronder, in tabel 6.2, een overzicht van het gewicht dat verloren
gaat per proef
Tabel 6.2: Blancheer verliezen.
Gewicht verloren Gram Percentage totaal gewicht
Bij geen PEF x x%
Bij minimale instellingen x x%
Bij maximale instellingen x x%
De Brix van het water is evenredig met de troebelheid van het water. Dit betekend dat dit een goede
respons is om de hoeveelheid suikers in het blancheer water te bepalen.
Het zetmeel lijkt evenredig te zijn uitgeloogd met de hoeveelheid suikers. Het percentage is echter
dusdanig laag dat er geen concrete conclusies uit getrokken kunnen worden.
Bij de textuur analyse van geen PEF, minima PEF en maxima PEF zijn er duidelijke verschillen.
De structuur van de aardappel was evenredig zachter.
6.1.3. Drogen
De proef waarbij het meeste vocht is verdampt is bij de “geen PEF” proef. Bij die proef verdampte x
gram vocht van x gram aardappelschijven voor het drogen, dat is een afname van x% in gewicht. Bij
de minima proef was dat x% en bij de maxima proef x% gewichtsafname. de verwachting was dat
omdat PEF de cellen openmaakt het vocht in de cellen makkelijker zou verdampen. Maar er zijn meer
factoren die meespelen in deze proef. De geen PEF proef is uitgevoerd op de gemiddelde waardes
waar de minima en maxima proeven zijn uitgevoerd op de minimale respectievelijk maximale
instellingen. De verschillende combinaties van voorbehandelingen kunnen het drogen hebben
beïnvloed. Ook kan het vochtverlies worden verklaard aan de hand van de snijproef. Door het PEFfen
werd het snijvlak veel gladder dan bij de “geen” PEF proef. De schijven bij de “geen PEF” proef
hadden een groter oppervlak om over te verdampen dan de minima en maxima proeven. De totale
droge stof van de geen PEF proef was x%, bij de minima proef was dat x% en bij de maxima proef x %
droge stof.
6.1.4 Voorbakken
Het meeste vet is opgenomen door de proef waarbij geen PEF is gebruikt, het minste vet is
opgenomen bij de proef waarbij alle minimale waardes zijn gehanteerd voor zowel PEF als de
deelprocessen. De proef waarbij de maximale waardes zijn gehanteerd zit hier tussen in, te zien in
tabel 6.3. Hieruit kan geconcludeerd dat de vet opname aanzienlijk verminderd wordt.
De schijven hebben na een PEF behandeling bij een langere voorbak tijd, alsnog minder vet
opgenomen.
Tabel 6.3: Vetgehalte en voorbaktijd.
Test vetgehalte frituurtijd
Geen PEF x x
Minima x x
Maxima x x
50

6.1.5 Het nut van PEF bij het aardappel verwerkingsproces
Wanneer wordt gekeken naar het snijden heeft PEF een groot effect op het massa verlies. Dit komt
overeen met de gestelde hypotheses. Wanneer wordt gekeken naar de snijverliezen per kg, is er een
verbetering te zien van (x – x) = x gram/kg. Wanneer er wordt uitgegaan van een gemiddelde plant
van x ton per dag, kan er tot x kg per dag meer massa worden gewonnen. Dit loopt op tot bijna x ton
per jaar.
De uitgevoerde proeven zijn slechts indicatief en er is nog verder onderzoek nodig om deze
conclusies te bevestigen.
Bij het blancheren zijn de verschillen ook aanzienlijk, dit is hoogstwaarschijnlijk te verklaren aan de
verschillende tijden waarop de schijven zijn geblancheerd. In hoever PEF effect heeft gehad op het
blancheer verlies kan enkel worden bepaald wanneer het volledige DOE wordt afgelopen.
De vet opname was aanzienlijk verminderd zelfs bij een langere baktijd, PEF kan hier een aanzienlijke
winst geven. De reeds uitgevoerde proeven waren slechts indicatief en voornamelijk om te bepalen
of the range goed gekozen is. Uit de resultaten blijkt dat de gekozen range goed is.
Over het exacte effect van PEF kan pas iets worden geconcludeerd als het volledige DOE is afgewerkt,
de tussentijdse resultaten zien er veelbelovend uit.
Wanneer wordt uitgegaan van een vet percentage winst van x% (x-x) en er wordt x ton per dag
geproduceerd wordt er per dag x liter vet per dag worden bespaard. Dit loopt per jaar op tot iets
meer dan x ton. Deze cijfers zijn indicatief en kunnen pas worden geverifieerd na het volledig
uitgevoerde DOE.
51

7. Aanbevelingen (Aviko)
Standard Error of the Mean
Zoals uit het onderzoek is gebleken, zijn de sacharose, fructose, en glucose geen goede parameters
om het suiker gehalte in het blancheer water te bepalen. De waarde was zo extreem laag dat er geen
uitspraken over gedaan konden worden. Bij de minima en maxima proeven is hiervoor het brix
gehalte gebruikt. Deze lijkt een hogere en beter variërende waarde te geven. Om goed te bepalen of
dit brix gehalte een goede respons is, moet de SEM hiervan bepaald worden. aanbevolen wordt om 1
proef te doen waarbij 10 monsters worden genomen en door het lab 10 maal het brix gehalte wordt
bepaald.
Onder water weging
Zoals de onderwater weging huidig opgesteld is, kost het veel tijd. Het neemt zelfs de meeste tijd van
het gehele experiment in beslag. De reden dat dit zoveel tijd in beslag neemt , is omdat het water uit
de grote waterbak moet stabiliseren. Hoe kleiner de waterbak is, hoe korter het stabiliseren zou
duren. Een mogelijkheid is om een kleinere bak te pakken (welke bij CFTC beschikbaar zijn).
Er zou dan een ander weegmandje in moeten komen, een optie is om eenzelfde mandje te gebruiken
welke op dit moment bij het blancheren wordt gebruikt. Het bovenste randje zou er dan wel vanaf
moeten om luchtbellen te voorkomen. Het is mogelijk dat het plaatsen van de schijven in het mandje
erg lastig wordt. Maar het is zeker de moeite om dit even uit te zoeken.
Luchtgaten in aardappel testen
Bij sommige aardappelen kwam het voor dat er lucht in zat. Dit kan de meting dusdanig beïnvloeden
dat er erg foute resultaten uit komen. Dit is slechts bij een aantal van de laatst uitgevoerde testen
gebeurd/naar voren gekomen. Een goede test zou zijn om 20 kg aardappelen te pakken en deze
allemaal te snijden. Zijn er teveel met een luchtgat erin, moet er een selectie proces worden
geïmplanteerd. Dit kan met bijvoorbeeld een zoutbad gedaan worden.
Temperatuur nameten voorbakken
Tijdens het voorbakken varieert de temperatuur van de friteuse aanzienlijk.
Om een zo consequent mogelijk proef te kunnen uitvoeren wordt het aangeraden om de friteuse
continu handmatig na te meten en bij één dezelfde temperatuur de schijven toe te voegen.
Het huidige DOE aanpassen
Bij de droogtijd werd reeds een droogtijd gehanteerd van x,y en z minuten. Bij één van de laatste
proeven is gebleken dat deze droogtijd tot 3 maal hoger ligt. Aangeraden wordt om de droogtijden in
het DOE van z,y en z te veranderen naar a, b en c respectievelijk. Ook zijn er bij een aantal
experimenten de PEF-instellingen op halve waardes gegeven. Dit is technisch gezien onmogelijk en
zal dus moeten worden aangepast.
Consequente tijd voor monster bepaling op het lab
De tijd waarna het monster behandeld wordt, kan het resultaat beïnvloeden.
Hierom wordt het aangeraden om de mogelijkheid te onderzoeken om bij het lab na een vaste tijd de
monsters te behandelen. Dit kan na een aantal dagen pas zijn in verband met drukte, maar als dit
consequent na dezelfde tijd gebeurd, is dit geen probleem.
Vet opname schijven
Een punt van discussie is de uitlektijd van de voorgebakken schijven. Aangeraden wordt om Jan
Leermakers van Aviko te contacteren of dit een groot verschil kan uitmaken. Dit om te onderzoeken
of er een alternatief is en/of de best mogelijke manier om het consequent te krijgen.
Zoals uit het bepalen van de SEM is gekomen, is het aan te raden om een monster in x-voud te
pakken.
52

Uitwerken DOE
De belangrijkste aanbeveling is om het opgezet DOE uit te werken met de gegeven protocollen en
werkwijze. Wanneer deze volledig afgewerkt is, zal duidelijk worden wat het effect van PEF is.
Daarnaast kan op dat moment meer gezegd worden over de resultaten.
Veiligheid bij het werken met de buis opstelling
Wanneer de buis niet helemaal correct is aangesloten, is het mogelijk dat er wat vloeistof aan de
buitenkant van de buis terecht komt. Wanneer dit gebeurd, kan er een elektrische stroom over de
buitenkant van de buis lopen, dit kan erg gevaarlijk zijn. Hoewel de buis beschermt zit in een kast,
wordt aangeraden om de PEF installatie eerst te testen zonder dat de pulsen generator aanstaat.
Hierbij wordt de vloeistof dus rondgepompt om te checken op lekkages zonder dat er gevaar bij
optreed.
7.1 Aanbevelingen algemeen
Tijdens alle projecten zijn er een aantal punten waarop aanbevelingen gemaakt kunnen worden.
Die punten kunnen in dit geval voor de projectgroep, de bedrijven, en Avans zijn. Om vervolg
projecten beter te laten lopen is een top 3 opgesteld van aanbevelingen:
1.De planning beter door spreken
Met de planning, welke de project groep maakt, moet goed rond de tafel worden gezeten met de
betrokken bedrijven. Hierbij moet worden duidelijk gemaakt wat in welke week precies gaat
gebeuren. Hoeveel tijd er per week beschikbaar is, is ook erg belangrijk. Het project is een minor
project, wat betekend dat de project groep naast het project ook andere verplichtingen heeft, zo
wordt er in de slot fase veel tijd gespendeerd aan het rapporteren van het project en tentamens.
Er kan in de slot fase geen praktisch werk meer worden uitgevoerd. De einddatum waarop het
laatste praktische werk wordt uitgevoerd moet helder zijn naar alle betrokken bedrijven.
2. Een strakkere verdeling tussen praktisch werk en rapporteren
Veel van de gedane handelingen tijdens dit project zijn voor de eerste maal ooit uitgevoerd. Dit
betekend een nieuwe situatie voor zowel de bedrijven als de projectgroep. De werkzaamheden
nemen hierdoor veel tijd in beslag, vooral praktisch. Dit lijdt tot een erg drukke slotfase waarbij alles
gerapporteerd moet worden, ook sommige handelingen welke al enige periode achter de rug zijn.
Als het rapporteren wat vloeiender wordt verwerkt met de praktische werkzaamheden zal dat lijden
tot een beter eind resultaat.
3. Meer contact met alle bedrijven
De installaties welke benodigd waren voor het onderzoek, staan bij één bedrijf. Alle praktische
werkzaamheden gebeuren hierdoor bij hetzelfde bedrijf. Gezien er meerdere bedrijven bij het
project zijn betrokken was er een grote wisselwerking van informatie. Om informatie via e-mail te
verkrijgen of te versturen kan soms verwarrend overkomen of niet de gewenste respons krijgen.
Het is daarom aan te bevelen om vaker persoonlijke meetings met contactpersonen van alle
bedrijven te hebben om de stand van zaken door te spreken.
53

Literatuurlijst (Aviko)
[1] Cosun Corporate
http://www.cosun.nl/home.aspx
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[2] Biobased Innovations
http://www.biobasedinnovations.nl/
laatst geraadpleegd op 12-03-2012
[3] Aviko corporate
http://www.aviko.com/nl/corporate/
laatst geraadpleegd 12-03-2012
[4] Cosun Corporate – Cosun en innovatie - CFTC
http://www.cosun.nl/nl/406/412/413/
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[5] Promatec Food Ventures BV – Professionals in machinery technology
http://www.promatecfoodventures.com/index.html
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[6] Deutches Institut für lebensmitteltechnik
www.dil-ev.de
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[7] Avans Hogeschool
http://www.avans.nl/?id=1224&em=1267
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[8] Databank Sciencedirect – Artikel van S.T.L Harrison
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080885049001276
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[9] Töpfl, S. (2006). Pulsed Electric Fields (PEF) for permeabilization of Cell Membranes in Food – and
Bioprocessing – Applications, Process and Equipment Design and Cost Analysis.
Berlijn: Prozeswissenschaften der Technischen Universität Berlin
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[10] Boom, R.M., Pulsed electric field inactivation in a micro reactor
Laats geraadpleegd op 29-02-2012
[11] Soojin, Jun, Joseph, M.(2008), Food Processing Operations Modeling: Design and Analysis, CRC
Press,
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[12]sneller klaar met pef
http://www.flandersfood.com/artikel/2011/02/24/gaar-enkele-minuten-dankzij-pef-technologie
laatst geraadpleegd 15-06-2012
[13]
http://www.promatecfoodventures.com/doc/ZuivelzichtPEFnov2011.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[14]
http://www.divtecs.com/data/File/papers/PDF/pef_algae_10_web_nb.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[15]
electrotechnologies for extraction from food plants and biomaterials
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[16]
http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2006/1397/pdf/toepfl_stefan.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[17]
http://www.hyfoma.com/nl/content/productie-technologie/decontaminatie/pulserend-elektrischveld/pulserend-elektrisch-veld-nl.html
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
54

[18]
http://www.potato2008.org/en/potato/factsheets.html
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[19]
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amylose2.svg
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[20]
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amylopektin_Sessel.svg
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[21]
http://nl.wikipedia.org/wiki/Zetmeel
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[22]
http://verkopen.marktplaats.nl/photopopup/557955655/1
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[23]
http://www.google.nl/imgres?um=1&hl=nl&tbm=isch&tbnid=sfZyUmMylDM1pM:&imgrefurl=https:/
/www.troostwijkauctions.com/uk/manuele-frietsnijder/03-16413-5860-
1809736/&docid=8NXQ71Gvtq7GOM&itg=1&imgurl=https://www.troostwijkauctions.com/upload/7
8/16413/1809736/504.jpg&w=533&h=800&ei=rdjUT8zZOs3s0gWmqt2JBA&zoom=1&iact=hc&vpx=8
48&vpy=169&dur=3&hovh=275&hovw=183&tx=103&ty=173&sig=114491488438790483749&page=
1&tbnh=136&tbnw=91&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:5,s:0,i:86&biw=1280&bih=614
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[24]
http://www.aviko.nl/ActiesEnFun/hoe-wordt-friet-gemaakt.html
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[25] CFTC huisregelboekje
Februari 2012
[26]
gebruikershandleiding ELCRACK HVP 30
DIL(german institute of food technologies)
[27] OFAT methode
http://en.wikipedia.org/wiki/One-factor-at-a-time_method
geraadpleegd: 11-06-12
[28] DOE methode
http://en.wikipedia.org/wiki/Design_of_experiments
geraadpleegd: 11-06-12
[29] DOE methode
http://thequalityportal.com/q_know02.htm
geraadpleegd: 11-06-12
[30] variabelen, resultaten en ruisfactoren
http://www.moresteam.com/toolbox/design-of-experiments.cfm
geraadpleegd: 11-06-12
[31] meetpunten kiezen
http://www.statsoft.com/textbook/experimental-design/
geraadpleegd: 11-06-12
55

The electrification of agro-commodities by
the use of Pulsed electricity fields
for RUBIA Natural Colors
Project E.V.A
Students:
G. Dercks
S. van der Maas
D. van Loon
D. Schutte
Teacher:
A. van den Dool
Version 2
Minorperiode 3.3 en 3.4
56

The electrification of agro-commodities by
the use of Pulsed electricity fields
for RUBIA Natural Colors
Business
Rubia Natural Colors
Prins reiniersstraat 10a
4651 RZ, Steenbergen
Telefoon: (+31) 167 5413 113
Training data
Avans Hogeschool
Academie voor technologie van gezondheid en milieu
chemische technologie
Lovensdijkstraat 61-63
4818 AJ, Breda
Telefoon: 0765. 250 500
Minorperiode 3.3 en 3.4
Teacher
Aart van den Dool a.vandendool@avans.nl
Project E.V.A.
MDT-2
Guus Dercks g.dercks@student.avans.nl
Steven van der Maas sh.vandermaas@student.avans.nl
Dion van Loon d.vanloon@student.avans.nl
Devin Schutte dk.schutte@student.avans.nl
Place and date
Plaats Breda
Datum 29/06/12
Schooljaar 11/12
Periode 3.3 en 3.4
Version 2
57

Samenvatting (Rubia)
Dit project wordt uitgevoerd voor Rubia Natural colours op het terrein van Royal COSUN. Rubia is
een bedrijf dat uit verschillende planten zoals de Rubiaplant kleurstoffen extraheren. Om hun proces
te verbeteren wordt er gekeken naar PEF (Pulsed Electric Field) technologie om de chemische
component in het proces te vervangen. Er wordt verwacht dat dit het massa- en energierendement
kan verbeteren. Als de chemische component verwijderd kan worden betekend dat ook dat er geen
speciale veiligheidsmaatregelen en opslagtanks hoeven te zijn.
PEF is een vorm van milde ontsluiting, dat betekend dat er geen zware chemicaliën of hoge
temperaturen worden gebruikt om cellen te openen. PEF doet dit met elektrische pulsen, door het
spanningsverschil worden de ionen binnen en buiten de cel door de celwand heen getrokken. Door
de PEF intensiteit aan te passen kan de schade aan de cel gevarieerd worden tussen reversibele
schade en irreversibele schade. Bij reversibele schade kan de cel zich nog herstellen na de PEF
behandeling en bij de irreversibele schade kan dat niet. Omdat niet iedere cel hetzelfde is hebben
alle cellen ook een verschillende weerstand, hierdoor is het moeilijk om precies te berekenen
hoeveel energie er nodig is om de rubiawortelen te PEFen, als vuistregel voor het energie gebruik van
de PEFinstallatie wordt aangehouden dat het evenveel kost als een één graad verwarming van
dezelfde hoeveelheid materiaal.
Voor de proeven was er niet veel tijd beschikbaar en er was ook nog niemand die de benodigde
buisopstelling had gebruikt of ervaring had met het PEFen van rubiawortel. Door deze
omstandigheden zijn er wat problemen ontstaan tijdens het uitvoeren van de experimenten. Zo kan
er geen massabalans worden uitgevoerd omdat de precieze verhouding vloeistof/wortelpulp niet
meer achterhaald kon worden nadat de installatie moest worden omgebouwd en er wat slurry
verloren ging. Omdat er tijdgebrek was is er ook geen tijd geweest om op zoek te gaan naar optimale
energie settings. Er is gekozen voor maximaal effect van de PEF en er is dus gewerkt met de hoogste
intensiteit van de machine. hierom kan ook geen uitspraak worden gedaan over het energieverbruik
van de PEF machine en de verbetering van het energierendement. Wel is gekeken naar de kwaliteit
van de geproduceerde kleurstof voor zowel de 5 als de 15 mm. hieruit bleek dat de chemische
component nodig was om de a-polaire componenten in op te lossen. Verder bleek dat er ook
enzymatische omzetting heeft plaatsgevonden in het extract door de lange tijd die zat tussen het
PEF-fen en de monsteranalyse. Als deze twee factoren worden meegerekend met het vergelijken van
de resultaten blijkt dat het product van de proef lijkt op de Rubia standaard. Ook lijken de 5 en
15mm veel op elkaar wat betekend dat de maalgrote geen invloed heeft op de kwaliteit van het
product. Ook wordt er verwacht dat PEF zelf geen redox of elektrolyse reactie veroorzaakt voor een
van de componenten in de Rubiakleur.
58

Inleiding (Rubia)
RUBIA Natural Colours is een bedrijf wat meerdere kleurstoffen produceert uit agroproducten. Het
bedrijft teelt samen met boeren in de omgeving van steenbergen meekrap en reseda voor de
productie van rode en gele kleurstoffen.
Het bedrijf wil zowel het massa als het energie rendement van de productieprocessen verhogen om
het milieu te sparen en de winst te verhogen.
Een van de manieren waarop het rendement verhoogd kan worden is door het gebruik van nieuwere
technieken. Een van deze technieken is de Pulsed Electric Field (PEF) technologie. PEF is een vorm
van milde ontsluiting die cellen opent met behulp van electroporatie
In dit project zal worden gekeken of de PEF techniek gebruikt kan worden om de chemische
component die bij de extractiestap gebruikt wordt te vervangen. Ook wordt er gekeken of het
massarendement kan worden bepaald.
Als eerste worden de doelstellingen van dit verslag besproken. In hoofdstuk 1 worden alle betrokken
bedrijven geïntroduceerd en in hoofdstuk 2 wordt de theoretische achtergrond besproken. In de
theoretische achtergrond wordt milde ontsluiting uitgelegd, de huidige processen besproken en de
veiligheid doorgenomen. In hoofdstuk 3 worden de bezoeken aan alle bedrijven behandeld. In
hoofdstuk 4 wordt uitgelegd wat er tijdens de experimenten gedaan is en in hoofdstuk 5 worden de
resultaten gegeven. In hoofdstuk 6 wordt er gediscussieerd over wat er tijdens de experimenten
gebeurde. De conclusies worden getrokken in hoofdstuk 7 waarna er in hoofdstuk 7 aanbevelingen
worden gedaan voor vervolgexperimenten. In hoofdstuk 9 worden alle gebruikte bronnen
weergegeven. En er wordt afgesloten met de bijlagen.
59

Algemene doelstelling en succes (Rubia)
RUBIA Naturel Colours is een bedrijf dat kleurstoffen op een zo natuurlijk mogelijke manier
produceert. Om het product nog milieuvriendelijker te maken wordt er gezocht naar een andere
productiemethode met behulp van PEF(Pulsed Electric Field) technologie.
Er wordt verwacht dat PEF de plantencellen efficiënter en energiezuiniger kan omsluiten dan het
huidige proces. In het huidige proces wordt er een chemische component gebruikt en de volledige
stroom opgewarmd. Met PEF technologie worden de cellen geopend via elektrische pulsen. Omdat
er geen verwarming meer nodig is wordt verwacht dat het energierendement 30 tot 90% verbeterd
over de extractiestap. Ook kan er een verandering plaatsvinden in het massa rendement als de
proces condities geoptimaliseerd worden kan dit voor een 10% massarendementsverbetering
zorgen.
Omdat de PEF technologie nog nooit is toegepast op meekrapwortel is het ook interessant om te
bekijken of de elektrische pulsen invloed hebben op de verschillende componenten van de
RUBIAkleur. Als de kleur hetzelfde is als wat er nu geproduceerd wordt is er ook geen kwalitatieve
reden om niet op PEF technologie over te gaan.
Om meer energie te besparen wordt ook gekeken of er een grotere maalgrote kan worden gebruikt
als extractie materiaal. RUBIA krijgt materiaal binnen dat een maximale maalgrote heeft van 15 mm
en vermalen het verder tot maximaal 5 mm. Als de 15 mm grootte gebruikt kan worden zou dit een
maalstap kunnen besparen en daarmee energie.
60

1.Het PEF-en van meekrap(Rubia)
1.1 Meekrap
Meekrap, te zien in figuur 2.4 is een plant die van nature voorkomt
in klein-Azië en het oosten van het Middellandse zeegebied. Sinds
de 15 de eeuw wordt de plant ook in Nederland geteeld,
voornamelijk in zeeland en Zuid-Holland. De plant wordt gebruikt
als grondstof voor de kleurstof alizarine. Deze kleurstof wordt
gewonnen uit de wortelstok van de meekrapplant en wordt gebruikt
voor het kleuren van textiel en leer.
De kleurstof werd oorspronkelijk uit de wortelstokken gewonnen
met behulp van een meestoof. Een meestoof bestond uit een
droogtoren met een oven waarin de meekrap wortels gedroogd
werden en een stamphuis waarin de wortels gemalen werden. De
meekrapstoven waren grote investeringen waardoor er meestal
meerdere boeren samen een meestoof gebruikte. [17] Figuur 2.4: De meekrap plant[19]
In de 19 e eeuw werd een manier gevonden om deze kleurstof op een synthetische manier te
produceren uit koolteer. Hierdoor verdween de meekrapteelt bijna. Sinds het begin van de 21 ste
eeuw is de meekrapplant weer in opmars omdat de productie van synthetische kleurstof een
negatief effect op het milieu heeft. Bovendien wordt de kwaliteit van kleurstof beter als deze op
natuurlijke manier wordt geproduceerd.
Het bedrijf RUBIA Natural Colors produceert de kleurstof alizarine volgens het volgende proces te
zien in figuur 2.5. Het bedrijf teelt de meekrap planten in samenwerking met boeren in Zeeland en
Noord-Brabant. Na de oogst worden de wortelstokken gewassen om verontreinigingen en zand te
verwijderen. Hierna worden deze gedroogd en gemalen. Om de extractie van kleurstof uit de wortel
goed te laten verlopen wordt de wortel 2 keer gemalen. De eerste maling geeft een grote van 15
mm, de 2 de maling geeft een grote van 5 mm. [20]
De gemalen meekrap wordt in water opgelost. In een extractievat wordt met behulp van een
chemische component de kleurstof uit de gemalen wortelstokken verwijderd. Na de extractie wordt
het droge stof gehalte van het mengsel bepaald en worden de vaste deeltjes via een decanteur van
de vloeistof gescheiden. De vloeistof wordt hierna geanalyseerd om te controleren of de juiste
kwaliteit bereikt is. In de verdamper wordt de chemische component, die bij de extractie,
gebruikt wordt verwijderd. Na de verdamper wordt met behulp van een spuitdroger, onder hoge
temperatuur, het water verwijderd waardoor de kleurstof overblijft.
Meekrap
Water
Extractie tank
Chemische
Component
Figuur 2.5: het productieproces van Rubia Natural Colors
Decanter
Meekrap resten
Kleurstof/
extractievloeistof
water
Spuit
droger
kleurstof
water/kleurstof
Chemische
Component
Verdamper
61

1.2 Reseda
De reseda plant figuur 2.6 komt al sinds de prehistorie voor in Europa en
wordt al lange tijd gebruikt om een gele kleurstof te produceren. Net als
de meekrap wortel nam het gebruik van reseda plant als bron voor
kleurstoffen sterk af tijdens de industriële revolutie door het ontdekken
van synthetische kleurstoffen.
De kleurstoffen uit de reseda plant kunnen op de zelfde manier gewonnen
worden als de kleurstoffen uit de meekrap plant. Het enige verschil tussen
deze processen is dat bij de meekrap alleen de wortel wordt gebruikt
terwijl bij reseda het bovengrondse deel van de plant wordt gebruikt. [17]
Figuur 2.6 Reseda Ruteola [21]
1.3 Veiligheid
In ieder bedrijf is veiligheid van groot belang. De gevaren verschillen van bedrijf tot bedrijf en ook de
plaats waar iemand werkt binnen het bedrijf bepaald welke risico’s er zijn. Risico’s kunnen zowel
fysiek (zoals lichamelijk letsel) als projectmatig (zoals deadlines niet halen). In de volgende
subhoofdstukken worden alle risico’s op een rijtje gezet. Maar eerst wordt aandacht besteed aan de
algemene veiligheidsvoorschriften van CFTC (COSUN Food Technology Centre) zelf aangezien daar
het praktijkgedeelte van de minor duurzaamheid wordt uitgevoerd.
1.3.1 Fysieke veiligheid
Onder de fysieke veiligheid valt alles dat fysieke schade kan opleveren. De verwondingen kunnen
verschillende oorzaken hebben; van een trap vallen, scherpe of hete voorwerpen, enz.
1.3.1.1 Chemicaliën
Bij de opdracht voor Aviko zijn er geen chemicaliën gebruikt, maar er is ook een opdracht gedaan
voor Rubia. Voor de Rubia opdracht zijn wel chemicaliën gebruikt.
Een van de chemicaliën wordt gebruikt in het productieproces en wordt dus niet genoemd. Deze stof
is brandbaar en moet niet in contact met ogen komen maar zolang er aan standaard lab veiligheid
wordt gehouden is deze stof veilig.
Tijdens het werken met de gemalen meekrapwortel is er wat geknoeid en was de vloer van de
pilotplant voor een gedeelte rood. De rode kleurstof kon niet met gewoon schoonmaakmiddel
worden verwijderd. Om de kleurstof te kunnen verwijderen werd chloorbleekloog gebruikt. Dit is een
bijtende stof die ook gevaarlijk is voor het milieu.[23] Voordat de vloer kon worden schoongemaakt
moest de MSDS worden gelezen, witte pakken moesten worden aangetrokken en er moest worden
gewerkt met handschoenen en een bril. [24]
62

2. Bezoek bedrijven (Rubia)
Tijdens het minorproject zijn meerdere bedrijven en personen bezocht, hieronder worden kleine
verslagen gegeven van deze momenten.
2.2 Verslag bezoek Rubia Natural Colors
Op 19 maart 2012 kwam de projectgroep om 12 uur aan bij RUBIA waarna een gesprek plaatsvond
met Dorien, Eric en Johan. Tijdens dit gesprek is gesproken over wat beide partijen willen bereiken
met het onderzoek. Tegen half 1 is de projectgroep met Johan de fabriek ingegaan voor een
rondleiding en een uitleg van het productieproces(figuur 2.1).
Figuur 2.1: vereenvoudigde weergaven van het productieproces.
Tijdens de rondleiding zijn een aantal vragen zoals de totale productie (x kg per week) en de werking
van de extractie stap (water/chemische component oplossing op kookpunt) beantwoord. De
rondleiding was iets na 1 uur afgelopen waarna lunch aanwezig was in de huiskamer. Tijdens de
lunch is gesproken over het productieproces. Na de lunch is de projectgroep samen met een aantal
werknemers van RUBIA naar de boerderij van Mark de Keijzer gereden. Op deze boerderij staat de
meekrap opgeslagen en worden de geoogste meekrap wortels gedroogd en gemalen. Na het bezoek
aan de boer is de projectgroep terug naar RUBIA gereden. Hier vond een laatste gesprek met Dorien
en Johan plaats over mogelijke plekken waar de PEF machine in het productieproces kan worden
toegepast.
63

3. Experimenten (Rubia)
Voordat aan de experimenten kan worden begonnen, moeten er doelstellingen en hypothese voor
de proeven worden beschreven. Naast de doelstelling en hypotheses is een duidelijk overzicht van de
werkzaamheden een pre. Deze zullen in dit hoofdstuk beschreven worden.
3.1 Meekrap
Naast Aviko is een tweede bedrijf betrokken bij het onderzoeken naar de werking van PEF. Dit
bedrijf, RUBIA, verwerkt de wortel van de meekrapplant tot een rode kleurstof. Tijdens de
kennismaking met het bedrijf is gevraagd om de werking van PEF op meekrap te bekijken. Hieraan
waren geen eisen verbonden. In dit geval ging het om te bekijken wat de invloed is van PEF. Na
hierover te hebben beraadt zijn de volgende doelstelling en hypothese tot stand gekomen.
Doelstelling meekrap: “Het experimenteelgewijs onderzoeken of een PEF-machine de gebruikte
chemicaliën uit het proces kan vervangen voor hetzelfde kleurenspectrum”.
Hypothese meekrap: “Verwacht wordt dat, met het gebruik van PEF, hetzelfde kleurenspectrum
verkregen wordt als met het gebruik van chemicaliën”.
3.2 Werkwijze meekrap
De hypothese die bij meekrap onderzocht: “Verwacht wordt dat door het toepassen van de PEF
techniek de chemische component niet meer nodig is voor de extractie van kleurstof uit de meekrap
wortel, hiermee is de verdamper overbodig”. Tevens is de mogelijkheid bekeken om met behulp van
de PEF techniek de kleurstof uit de wortel te krijgen bij een maal grootte van 15 mm in plaats van de
huidige 5 mm. Dit om een maal stap over te slaan en zo meer energie te besparen.
In het productieproces zijn meerdere plekken bekeken waar de PEF techniek in het proces kan
worden toegepast. De droog stap en de extractie stap zijn de stappen waar PEF het meeste effect zal
hebben. De PEF techniek kan ervoor zorgen dat de gedroogde meekrap opnieuw water opneemt
tijdens de opslag. Hierdoor kan de droogstap ongedaan worden gemaakt, daarom is besloten geen
onderzoek te doen naar het effect op het drogen van de meekrapwortel. Dit heeft geleid dat de focus
lag bij het effect van PEF op de extractiestap. Om deze reden is er besloten dat de beste plek om de
PEF techniek toe te passen voor de extractie stap is (figuur 3.1).
Meekrap
Water
PEF
Extractie
tank
Chemische
Component
Decanter
Meekrap
resten
Kleurstof/
extractievloeistof
droger
water
kleurstof
Figuur 3.1: mogelijke lokactie PEF in huidig productieproces
water/kleurstof
Chemische
Component
Verdamper
Er is gekozen om te onderzoeken of het mogelijk is de chemische component die bij de extractiestap
gebruikt wordt te vervangen met de PEF techniek. Om dit te onderzoeken is het maximale haalbare
vermogen van de PEF-machine gebruikt tijdens de PEF behandeling van de meekrap wortel.
Bovendien heeft RUBIA gevraagd om te kijken naar de mogelijkheid om meekrap bij een grotere
maal grootte te verwerken (15mm i.p.v. 5 mm). Tijdens dit onderzoek is de meekrap met zowel de
maal grootte 15 mm als 5 mm gePEFt. Omdat de meekrapwortels gemalen zijn kan de lopende band,
64

die bij aardappelen gebruikt werd, niet worden toegepast. Om de meekrap toch te kunnen PEF-fen is
er een aparte opstelling naast de PEF-machine geplaatst(figuur 3.2).
opslagtank
pomp
PEF machine
Figuur 3.2: opstelling PEF voor meekrap
Om ervoor te zorgen dat de PEF-machine suspensies kan verwerken is een buis met elektrodes in de
machine geplaatst. Hierna is de PEF-machine met behulp van leidingen aan een pomp en opslagtank
aangesloten. De gemalen meekrap werd in de tank met water gemengd om een water/meekrap
suspensie te maken. Deze oplossing is hierna door de PEF-machine gepompt. De tank die in deze
opstelling gebruikt werd had geen roerwerk waardoor de meekrap naar de bodem zonk, hierdoor
ontstond een dikke slurry op de bodem die niet verpompt kon worden. Om dit probleem op te lossen
zijn de leidingen omgedraaid(figuur3.3).
opslagtank
pomp
Figuur 3.3: Opstelling 2
PEF machine
Door de water/meekrap suspensie via de onderkant weer de tank in te pompen ging de suspensie in
de tank toch circuleren waardoor de problemen met de dikke slurry verholpen waren.
3.2.1 Protocollen meekrap
PEF-behandeling
Voordat de meekrap door de PEF-machine kon worden gepompt moest hier eerst een suspensie van
gemaakt worden. De gebruikte verhouding was 10 delen water voor 1 deel meekrap (massa basis).
Met behulp van een emmer en weegschaal is steeds x liter water gewogen en in de tank gegoten tot
er x liter in de tank aanwezig was. Hierna is de pomp aangezet om het water door de opstelling te
circuleren zonder de PEF-machine te activeren. Tijdens het circuleren is x kg meekrap afgewogen en
toegevoegd. Na het toevoegen van het meekrap werd er voorzichtig geroerd om een zo homogeen
mogelijke suspensie in de tank te krijgen.
Toen de suspensie klaar was en door de opstelling gecirculeerd werd is de PEF-machine geactiveerd.
De PEF-behandeling werd uitgevoerd met x% intensiteit en een frequentie van x Hz. De suspensie
heeft een x aantal uur door opstelling gecirculeerd om zeker te zijn dat de PEF-behandeling zo
volledig mogelijk is uitgevoerd. Er zijn twee suspensies gemaakt, één van meekrap met maalgrootte
15 mm en de ander van meekrap met maalgrootte 5 mm. Beide suspensies zijn een uur door de PEF
machine gecirculeerd. Na deze tijd is er x liter van de suspensie afgetapt in een emmer.
De overgebleven suspensie is via het riool afgevoerd.
65

Monster voorbereiding
De emmers met de gePEFte meekrap suspensie zijn naar het lab
van de Avans Hogeschool gebracht waar ze een weekend gestaan
hebben om te bezinken. Na het bezinken is een deel van het water
(x ml per monster) uit de emmer gepipetteerd en in een kolf
gedaan. Met behulp van een rotavap is het water in de kolfjes
verdampt. Een rotavap (Rotary evaporator) gebruikt een lage druk
om het kookpunt van vloeistoffen te verlagen waardoor de
vloeistof op een lagere temperatuur zal verdampen (figuur 4.4).
De droge stof is hierna uit de kolf geschraapt en een deel hiervan
is opgelost in oplosmiddel F(aangereikt door aanwezige stagiairs
van RUBIA). De oplossing is hierna gefilterd om te zorgen dat er
geen vaste stof mee gaat. Na het filteren is de oplossing in flesjes
gedaan om te worden geanalyseerd met behulp van een HPLC.
HPLC (high-pressure liquid chromatography)
HPLC, te zien in figuur 4.5, is een analyse methode waarin, met behulp
van U.V licht, de samenstelling van een vloeistof bepaald kan worden.
Het monster wordt door een injector in een loop gezogen. Hierna wordt
het met behulp van een vloeistof richting een kolom gespoeld. Deze
kolom is gevuld met een pakking van kleine silica korreltjes, de korrels
zijn bekleed met een apolaire stof die zich bind met de apolaire deeltjes
in het monster. De polaire deeltjes gaan met de vloeistof mee langst een
meetcel waar met behulp van UV licht de concentratie bepaald wordt.
Na een bepaalde tijd wordt de vloeistofstroom gewisseld met een
apolaire vloeistof.
De concentratie van deze vloeistof neemt langzaam toe en neemt de
apolaire deeltjes uit de kolom mee langst de meetcel.
Figuur 4.4: Een rotavap [26]
Figuur 4.5: Een HPLC [27]
66

4. Resultaten (Rubia)
Wat de experimenten tot stand hebben gebracht is een van de belangrijkste reponses die genoemd
wordt in een verslag. De resultaten van ieder experiment wordt in dit hoofdstuk beschreven.
Voor RUBIA waren drie doelstellingen; kijken of PEF de chemische component kan verwijderen of
verminderen, bekijken of PEF het massarendement kan verhogen en of PEF een kwalitatief goed
product levert.
De hypothese was dat de chemische component alleen maar gebruikt werd om de cellen kapot te
maken. Omdat PEF ditzelfde effect heeft, was de verwachting dat door het gebruik van PEF de
chemische component overbodig kon maken.
Omdat PEF alle cellen kapot maakt zou het makkelijker moeten zijn om alle componenten uit de
meekrapwortel te extraheren. Om deze reden werd verwacht dat het massa rendement verhoogd
kan worden met het gebruik van PEF. Tevens wordt verwacht dat met het gebruik van PEF een
grotere snijmaat kan worden gebruikt.
In het huidige productieproces zijn twee maalstappen, een grove maalstap die de wortelen in
stukken van maximaal 15 mm hakt en daarna een maalstap die het verder verkleind naar maximaal 5
mm. Een kleinere snijmaat zorgt voor een betere extractie omdat het oppervlak groter is maar kost
wel meer energie en onderhoud. Als PEF ervoor zorgt dat de extractie verbeterd wordt, zou de
grotere snijmaat gebruikt worden zonder verlies in het massarendement.
Omdat het proces met PEF veel zal verschillen van het huidige proces kan het zijn dat het
eindproduct verschilt van de RUBIA standaard.
Helaas waren er wat problemen bij het uitvoeren van de experimenten. Deze praktische problemen
worden verder besproken in de discussie en de aanbevelingen. Deze problemen hebben helaas
ervoor gezorgd dat er niet meer gewerkt kon worden aan een massabalans. Bovendien kon hierdoor
geen test worden uitgevoerd met een minder mate van de chemische component. Wel kon nog een
kwaliteitsmeting worden gedaan voor het product.
De kwaliteitsmeting is gedaan met behulp van de HPLC(High Pressure Liquid Chromatography). Met
deze methode worden alle bestanddelen gescheiden op polariteit, de polairdere componenten eerst
en dan steeds minder polaire componenten. In grafiek 5.3 is de RUBIA standaard te zien, alle pieken
hebben invloed op de totale kleur omdat geen van de componenten doorzichtig is. Omdat er met
plantaardig materiaal wordt gewerkt kunnen sommige pieken net wat hoger of lager liggen dan in
deze grafiek. Dit komt doordat plantenmateriaal niet altijd dezelfde samenstelling heeft.
67

Grafiek 5.1: Normale extractie de RUBIA standaard.
Met alleen deze grafiek kan niet veel gezegd worden over welke componenten in de kleurstof zitten,
maar deze grafiek kan worden gebruikt om de andere resultaten mee te vergelijken. In grafiek 5.4 is
de eerste proef te zien deze is uitgevoerd met de 5 mm snijmaat. Aan het begin is weer hetzelfde
groepje pieken te zien maar daarna zijn er twee pieken (de pieken 1 en 2) verdwenen. Er kan gezegd
worden dat het resultaat van de proef aangeeft dat er een groot verschil zit tussen de gePEFte
kleurstof en de RUBIA standaard. Dit verschil kan verklaard worden door de handelingen die zijn
uitgevoerd. De twee pieken werden gemaakt door suikerhoudende componenten die door
enzymatische omzettingen kunnen worden afgebroken(informatie verkregen uit een gesprek met
Rubia). Omdat in de PEF-proeven de wortelpulp vrij lang onderwater heeft gestaan zijn de stoffen
waar de pieken voor stonden volledig omgezet. Op dezelfde wijze kunnen de andere pieken zijn
beïnvloed door enzymatische wijze. De extractieproeven die tijdens het project zijn uitgevoerd zijn
ook zonder de chemische component gedaan, uit een later gesprek bleek dat de chemische
component nodig was om belangrijke stoffen in op te lossen hierdoor zijn de componenten die meer
apolair zijn (na piek 4)minder goed meegekomen.
68

Grafiek 5.2: Resultaten 5 mm
In grafiek 5.5 is de 15 mm proef te zien, deze proef heeft minder lang in het water gelegen en dat is
terug te zien in de grafiek. Bij de pieken 1 en 2.
Grafiek 5.3: Resultaten 15 mm
In grafiek 5.6 is een RUBIAstandaard waarin de omzetbare bestanddelen al zijn omgezet in andere
stoffen. Hier is wel weer gewerkt met de chemische component dat betekend dat de laatste pieken
69

hoger zijn dan tijdens de dit project uitgevoerde proeven. Over het algemeen lijken zowel de 5 als de
15 mm proeven qua samenstelling op grafiek 5.4. Er moet wel wat veranderen in de experimentele
opzet om echt concretere resultaten te krijgen maar dat wordt besproken in de discussie en
aanbevelingen.
Grafiek 5.4: RUBIAstandaard na omzetting.
De uitgebreidere resultaten staan in bijlage VII tot en met XII.
Om meer conclusies te trekken uit deze grafieken moet er een Blanco test worden gemeten uit
dezelfde batch wortelpulp.
70

5. Discussie (Rubia)
Tijdens de proeven zal het één en ander mis gaan. Deze verstoringen hebben invloed op de
uiteindelijk resultaten. De problemen die zich voor deden tijdens de minor zijn in dit hoofdstuk
beschreven.
Oplosbaarheid
Tijdens ons onderzoek is een water/meekrap suspensie gemaakt. Deze suspensie heeft een PEF
behandeling gekregen, na de PEF behandeling is de suspensie naar het lab van Avans hogeschool
gebracht voor verder onderzoek. Op het lab hebben de suspensie enige tijd stilgestaan om de
wortelpulp te laten bezinken. Een aantal van de tijdens de extractie vrijgekomen componenten zijn
echter apolaire componenten en lossen dus slecht tot niet in water op. Deze deeltjes zijn hoogst
waarschijnlijk bezonken. Omdat de HPLC methode alleen deeltjes die in het monster (water) zijn
opgelost kan analyseren zijn de bezonken apolaire componenten niet in deze analyse meegenomen.
Alternatieve PEF methode
Tijdens de PEF behandeling van de meekrap wortels is een buis met elektrodes gebruikt. Er werd een
water/meekrap suspensie gemaakt en deze suspensie werd door de buis gepompt. Hierdoor ging de
gemalen wortel door het elektrisch veld van de PEF machine. Het is ook mogelijk om met behulp van
een lopende band de meekrap wortel door het elektrische veld te verplaatsen.(zie literatuurstudie).
Bij deze methode kan alleen geen gemalen meekrap gebruikt worden omdat deze zich door de bak
waar de lopende band zich in bevind zal verspreiden. Er zullen dus ongemalen wortels gebruikt
moeten worden voor deze opstelling van de PEF machine. Het kan echter wel interessant zijn om te
bekijken wat voor effect de PEF techniek op ongemalen wortels heeft. Het gebruik van de lopende
band bij meekrap wortels heeft wel een paar risico’s. Tijdens de PEF behandeling kan diffusie plaats
gaat vinden waardoor er materiaal verloren gaat en de lopende band vervuilt wordt. Ook bevorderd
de PEF behandeling enzymatische omzetting waardoor de kwaliteit van het verkregen eindproduct
kan dalen.
Enzymatische reacties
De suspensies die voor de PEF behandeling gemaakt zijn hebben een paar weken op het lab van de
Avans Hogeschool gestaan. In deze weken zijn een aantal monsters gemaakt voor de HPLC analyse.
Omdat de meekrap zolang in het water gestaan heeft zijn een aantal stoffen omgezet door enzymen.
Het ontbreken van deze stoffen is terug te zien in de grafieken van de HPLC analyse.
Extractie
In het huidige productieproces van RUBIA vindt de extractie plaats op het kookpunt van de
extractievloeistof. Tijdens de PEF behandeling vond er ohmse verwarming plaats waardoor de
meekrapsuspensie werd opgewarmd tot ongeveer 70 °C. Omdat de PEF behandeling een uur duurde
is er voor gekozen om de extractiestap over te slaan aangezien de meekrap suspensie al langere tijd
op 70°C werd gehouden. Er is alleen geen blanco test uitgevoerd van deze werkwijze hierdoor is het
niet mogelijk om te controleren hoeveel effect PEF had en hoeveel effect de gebruikte methode had.
De resultaten van de HPLC analyse worden vergelijken met standaard analyses van RUBIA, dit geeft
een goede indicatie maar er kunnen geen concrete conclusies uit getrokken worden.
Maalstap
Tijdens dit onderzoek is gewerkt met gemalen meekrap van verschillende maalgrote. Er zijn twee
suspensies gemaakt, één met een maximale grote van 15 mm en een met een maximale grote van 5
mm. Beide suspensies hebben de zelfde behandeling en verwerking gekregen zodat de enige
verschillen vanuit de maalgrootte kunnen komen. Omdat er geen verschil is tussen de resultaten van
deze suspensies is te concluderen dat er geen kwalitatieve reden is om de extra maal stap naar 5mm
nog te maken. Een punt van discussie is echter wel dat deze maalstap om proces technische redenen
wel voordelen kan hebben.
71

Chemische component
Tijdens dit onderzoek is gekeken of de chemische component uit het productieproces gehaald kan
worden. Na het uitvoeren van de experimenten is gebleken dat de chemische component nodig is
om de apolaire componenten op te lossen en dus nodig is voor een goede extractie. Omdat de
chemische component ook wordt gebruikt voor cel ontsluiting kan er wel gekeken worden of de PEF
techniek deze functie over kan nemen zodat de hoeveelheid chemische component die nodig is
afneemt.
Reseda
Door tijdgebrek is er bij dit onderzoek niet gekeken naar het effect van de PEF techniek op de reseda
plant. Het extractieproces van reseda lijkt veel op dat van meekrap maar omdat bij reseda een ander
deel van de plant gebruikt wordt kan deze anders reageren op de PEF behandeling.
72

6. Conclusies (Rubia)
Het onderzoek naar het toepassen van de PEF techniek bij meekrap had 4 doelstelling. Door
tegenslagen tijdens het onderzoek is maar voor twee van deze doelstellingen een antwoord
gevonden. Voor de andere twee doelstelling is niet voldoende informatie verzamelt om een concreet
antwoord te geven.
6.1 Verminderen verbruik chemische component
De belangrijkste hypothese van dit project was onderzoeken of de chemische component vervangen
kan worden door de PEF techniek. Bij de tests die voord dit onderzoek zijn uitgevoerd is de
chemische component niet gebruikt. Het product wat uit de tests verkregen werd bestond uit de
zelfde componenten als het referentie product van Rubia.
Omdat de meekrap lange tijd in het water heeft gestaan zijn er hoogst waarschijnlijk een aantal
stoffen enzymatisch omgezet. Ook zijn een paar stoffen niet goed in het water oplosbaar, deze zijn
waarschijnlijk samen met het overgebleven plantenmateriaal bezonken. Om te zorgen dat deze
componenten wel oplossen in de extractievloeistof is de chemische component nodig. Het is dus niet
mogelijk om de chemische component volledig uit het proces te verwijderen. Het is waarschijnlijk
wel mogelijk de hoeveelheid chemische component die nodig is te verminderen.
6.2 Massabalans
Tijdens het onderzoek is tijdens de PEF behandeling een deel van de meekrap slurry verloren gegaan.
Hierdoor was het niet meer mogelijk een massa balans te maken. Aangezien deze massabalans nodig
was om het massarendement te bepalen is het dus ook niet mogelijk geweest een massarendement
te bepalen
6.3 Kwaliteit gePEFt product
Het product wat uit de test verkregen is bevatte dezelfde componenten als het referentie product
van Rubia. Door het ontbreken van de massa balans is het niet mogelijk om te bepalen hoeveel
product er geproduceerd is. De verhouding tussen deze componenten komt niet overheen met die
van het referentieproduct, dit heeft een aantal redenen. De methode die gebruikt is om het monster
te produceren is anders dan het huidige productieproces van Rubia, door het et ontbreken van de
chemische component is de kwaliteit negatief beïnvloed. Ook is door de lange tijd dat de meekrap in
water gelegen een deel van de stoffen enzymatisch omgezet.
6.4 Maal grote
Er was geen verschil te merken tussen de resultaten van de 2 verschillende suspensies. Er kan dus
geconcludeerd worden dat met de toepassing van de PEF techniek er geen kwaliteits gerelateerde
redenen zijn om de meekrap tot 5 mm te malen.
73

7. Aanbevelingen (Rubia)
7.1Aanbevelingen meekrap
In de conclusie is te lezen dat tijdens dit onderzoek bewezen is dat de PEF techniek gebruikt kan
worden voor een (gedeeltelijke) vervanging van de chemische component in het productieproces van
RUBIA. Door tijdgebrek zijn er een aantal punten die tijdens het onderzoek niet konden worden
behandeld.
Blanco test
De resultaten van de PEF test van meekrap bevestigen dat het mogelijk is om de techniek te
gebruiken bij het verkrijgen van de kleurstof. Omdat er geen blanco proef is gemaakt is er niet
bekend hoeveel effect PEF echt had tijdens het onderzoek. Door de tijd en verblijftijd in water na te
bootsen met meekrap dat niet gePEFt is kan worden vastgesteld wat het effect van PEF echt was.
Ethanol
Tijdens dit onderzoek is gekeken of het mogelijk is om de chemische component uit het proces te
verwijderen. Uit gesprekken met medewerkers van RUBIA bleek naderhand dat een deel van de
stoffen die uit de meekrapwortel geëxtraheerd worden apolair zijn en daarmee niet in water
oplossen. Hiervoor is de chemische component alsnog nodig. Het is interessant om te kijken hoeveel
chemische component er daadwerkelijk nodig is om alle apolaire deeltjes op te lossen.
Wortelpulp
Het overgebleven wortel materiaal is na het PEF-fen weggegooid. Het is interessant zijn bij volgende
test deze pulp op te vangen en er als nog een extractie op uit te voeren. Op deze manier kan gekeken
worden of er materiaal in de pulp is achtergebleven.
Massabalans
Het leidingwerk moest een paar keer worden aangepast door verstoppingen en andere problemen,
hierbij ging een deel van het meekrap/water mengsel verloren. Waardoor het niet meer mogelijk
was een massabalans op te stellen. Mocht er verder onderzoek gedaan worden naar het gebruikt van
de PEF techniek is dit een punt om naar te kijken.
Schoonmaken
Tijdens de PEF behandeling van de gemalen meekrap wortel moesten de leidingen die gebruikt
werden een aantal keer verlegt worden. Hierbij is een deel van de meekrap suspensie vrij gekomen.
Deze suspensie is hierbij op de vloer terecht gekomen waardoor deze vrij snel een rode kleur kreeg.
Er zijn een paar schoonmaakmiddelen geprobeerd om de vloer schoon te maken. Uiteindelijk is
chloorbleekloog gebruikt. Het is aan te raden om waar mogelijk bakken onder de koppelstukken te
plaatsen om de meekrap suspensie die vrij komt op te vangen. Dit scheelt een hoop schoonmaak
werk naderhand.
Verbeterpunten onderzoek
Tijdens het uitvoeren van de tests voor dit onderzoek zijn er een aantal punten naar voren gekomen
waarbij de mogelijk opvolgende experimenten op gelet moet worden.
De tank die gebruikt werd tijdens het onderzoek voor dit verslag had geen roerwerk, hierdoor bezonk
een groot deel van de gemalen meekrap. Dit gaf problemen met de pomp waardoor het aan te raden
is om een roerwerk te gebruiken bij verder onderzoek.
De opstelling die gebruikt werd was vrij groot voor onderzoek op labschaal. Er was x liter nodig om
een goede circulatie te kunnen waarborgen. De volgende keer kan beter een zo klein mogelijke
opstelling gebruikt worden aangezien er maar een x of x liter suspensie nodig is bij de
monsterverwerking.
Tijdens het labwerk voor dit onderzoek is geprobeerd om de meekrap/water suspensie te filteren om
de overgebleven wortel deeltjes van de vloeistof te scheiden. Omdat de gebruikte filter steeds
74

verstopt raakte is ervoor gekozen om hiermee te stoppen en de wortel deeltjes te laten bezinken.
Tijdens een gesprek met een medewerker van Rubia is aangeraden om de suspensie warm te
filtreren.
Informatie
Tijdens dit onderzoek ging de communicatie tussen RUBIA en de projectgroep slecht. Hierdoor is er
informatie die handig was geweest voor de projectgroep achterwege gebleven. Informatie zoals de
functie van de chemische component in de extractie stap van het productieproces van RUBIA. Dit is
pas aan het einde het onderzoek bekend geworden. Bij volgende onderzoeken is het aan te raden
om te zorgen dat de groep die het onderzoek uitvoert beter ingelicht is .
Bewaartijd
Het maken van de monsters voor de HPLC analyse duurde twee weken. Aan het eind van de tweede
week stond er een flinke laag schimmel op de meekrap suspensie. Het is aan te raden om bij vervolg
onderzoek de suspensie sneller te verwerken.
75

Literatuurlijst
[1] Cosun Corporate
http://www.cosun.nl/home.aspx
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[2] Biobased Innovations
http://www.biobasedinnovations.nl/
laatst geraadpleegd op 12-03-2012
[3] Avans Hogeschool
http://www.avans.nl/?id=1224&em=1267
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[4] Rubia 100% natural colors
http://www.rubiapigmentanaturalia.nl/
laatst geraadpleegd op 12-03-2012
[5] Cosun Corporate – Cosun en innovatie - CFTC
http://www.cosun.nl/nl/406/412/413/
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[6] Promatec Food Ventures BV – Professionals in machinery technology
http://www.promatecfoodventures.com/index.html
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[7] Deutches Institut für lebensmitteltechnik
www.dil-ev.de
Laatst geraadpleegd op: 29-02-2012
[8] desertatie van toepfl
http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2006/1397/pdf/toepfl_stefan.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[9] Databank Sciencedirect – Artikel van S.T.L Harrison
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780080885049001276
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[10] Töpfl, S. (2006). Pulsed Electric Fields (PEF) for permeabilization of Cell Membranes in Food – and
Bioprocessing – Applications, Process and Equipment Design and Cost Analysis.
Berlijn: Prozeswissenschaften der Technischen Universität Berlin
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[11] Boom, R.M., Pulsed electric field inactivation in a micro reactor
Laats geraadpleegd op 29-02-2012
[12] Soojin, Jun, Joseph, M.(2008), Food Processing Operations Modeling: Design and Analysis, CRC
Press,
Laatst geraadpleegd op 29-02-2012
[13]sneller klaar met PEF
http://www.flandersfood.com/artikel/2011/02/24/gaar-enkele-minuten-dankzij-pef-technologie
laatst geraadpleegd 15-06-2012
[14]sterilisatie met PEF
http://www.promatecfoodventures.com/doc/ZuivelzichtPEFnov2011.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[15]biodiesel ontsluiting uit algen met PEF
http://www.divtecs.com/data/File/papers/PDF/pef_algae_10_web_nb.pdf
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[16] energiegebruik van PEF
electrotechnologies for extraction from food plants and biomaterials
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[17] meekrap plant
76

http://nl.wikipedia.org/wiki/Meekrap
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[18] electrode opstellingen van PEF
http://www.hyfoma.com/nl/content/productie-technologie/decontaminatie/pulserend-elektrischveld/pulserend-elektrisch-veld-nl.html
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[19] meekrap plant
http://pharm1.pharmazie.uni-greifswald.de/allgemei/koehler/koeh-123.jpg
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[20]geschidenis meekrap teelt
http://www.narcis.nl/research/RecordID/OND1315905
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[21] reseda
http://wilde-planten.nl/wouw.htm
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[22] CFTC huisregelboekje
Februari 2012
[23] informatie chloorbleekloog
http://nl.wikipedia.org/wiki/Natriumhypochloriet
geraadpleegd: 30 mei 2012
[24] MSDS chloorbleekloog
http://www.veek.nl/vib/natriumhypochloriet.pdf
geraadpleegd:30 mei 2012
[25] gebruikershandleiding ELCRACK HVP 30
DIL(german institute of food technologies)
[26]rotavap
http://www.keison.co.uk/stuart_re300rotaryevaporator.shtml
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
[27]HPLC
http://www.andrew.cmu.edu/user/jamess3/JWSfac.htm
laatst geraadpleegd: 15-06-2012
77

Nawoord
Reflectie op Plan van Aanpak (PVA)
Bij het maken van het PVA is er rekening gehouden met het volledig ondervinden van het effect van
PEF op het aardappel verwerkingsproces. Hierbij werd er rekening gehouden om vrij snel de pilot
plant op te bouwen en hiermee de testen uit te voeren.
Bij het opbouwen zijn er een aantal zaken naar voren gekomen welke de planning hebben doen
veranderen. Zo was het niet altijd makkelijk om de juiste proces apparatuur te kiezen om op pilot
schaal te gebruiken. Wanneer de keuze werd gemaakt om een deel proces te vervangen, verwijderen
of op een andere manier uit te voeren, moest het effect hiervan op de gehele pilot plant worden
onderzocht.
Verder koste het ook erg veel tijd om de betrouwbaarheid van de pilot plant te bepalen. Het bepalen
van deze betrouwbaarheid is erg belangrijk. Wanneer dit niet wordt bepaald, zijn de resultaten welke
uit de testen komen niet relevant en kunnen er geen concrete conclusies uit getrokken worden.
Vanwege de extra benodigde tijd, is er voor gekozen om niet meer het gehele effect van PEF te
onderzoeken op het aardappel verwerkingsproces. In plaats daarvan is er gekozen om een goed en
betrouwbare manier op te zetten om dit effect snel en doelgericht te kunnen onderzoeken. Een
vervolg project groep zou deze kunnen uitvoeren.
Aanbevelingen (algemeen)
Tijdens alle projecten zijn er een aantal punten waarop aanbevelingen gemaakt kunnen worden.
Die punten kunnen in dit geval voor de projectgroep, de bedrijven, en Avans zijn. Om vervolg
projecten beter te laten lopen is een top 3 opgesteld van aanbevelingen:
1.De planning beter door spreken
Met de planning, welke de project groep maakt, moet goed rond de tafel worden gezeten met de
betrokken bedrijven. Hierbij moet worden duidelijk gemaakt wat in welke week precies gaat
gebeuren. Hoeveel tijd er per week beschikbaar is, is ook erg belangrijk. Het project is een minor
project, wat betekend dat de project groep naast het project ook andere verplichtingen heeft, zo
wordt er in de slot fase veel tijd gespendeerd aan het rapporteren van het project en tentamens.
Er kan in de slot fase geen praktisch werk meer worden uitgevoerd. De einddatum waarop het
laatste praktische werk wordt uitgevoerd moet helder zijn naar alle betrokken bedrijven.
2. Een strakkere verdeling tussen praktisch werk en rapporteren
Veel van de gedane handelingen tijdens dit project zijn voor de eerste maal ooit uitgevoerd. Dit
betekend een nieuwe situatie voor zowel de bedrijven als de projectgroep. De werkzaamheden
nemen hierdoor veel tijd in beslag, vooral praktisch. Dit lijdt tot een erg drukke slotfase waarbij alles
gerapporteerd moet worden, ook sommige handelingen welke al enige periode achter de rug zijn.
Als het rapporteren wat vloeiender wordt verwerkt met de praktische werkzaamheden zal dat lijden
tot een beter eind resultaat.
78