Molekulyar Mətbəx və digər Kulinariya Tətbiqləri

Prinsiplər üçün Qısa Bələdçi

Mark Gaston tərəfindən

• Bu bələdçinin məzmununun əksəriyyəti asanlıqla əldə edilə bilən məlumatdır, lakin bəzən istifadə olunan terminlərlə tanış olmasanız, oxumağı asanlaşdırmayacaq şəkildə yazılır.
• Aşağıda, sonotrode, amplitude və s. kimi sonikasiyanın vacib şərtləri və onların kulinariya tətbiqlərinə təsiri izah olunur.
• Aşağıdakı bu təlimat ultrasəs homogenizatorun istifadəsini daha az elmi və kulinariya ilə əlaqəli şəkildə izah etməyə çalışır.

Ultrasəs dalğaları və onların qidaya tətbiqi

Ultrasəs homojenizatoru bir texnika olaraq uzun illərdir müxtəlif formalarda mövcuddur, lakin yalnız kiçik miqyaslı kulinariya tətbiqlərində öz yolunu tapır. Homojenizatorda elektrik enerjisini metal ucun və ya sonotrotun yüksək tezlikli vibrasiyalarına çevirə və idarə edə bilən bəzi mürəkkəb elektronika var.
Sonotrot səsli diapazondan yuxarı olduqca yüksək tezlikdə əsasən yuxarı və aşağı hərəkət edir (məsələn, saniyədə 26000 dəfə və ya 26Khz UP200Ht). Sonotrotun yuxarı və aşağı hərəkət etdiyi məbləğə amplituda deyilir və adətən 9 ilə 240 µm arasında tənzimlənə bilər (insan saçının orta hesabla 100 µm qalınlığındadır). Sadə dillə desək, sonotrode mayedə yuxarı və aşağı hərəkət edən bir piston kimi davranır.
Sonotrode mayeyə batırılarkən yuxarı və aşağı hərəkət etdikcə, sonotrod ətrafında maye içərisində yüksək və aşağı təzyiq sahələri yaradır, bu da öz növbəsində kavitasiya kimi tanınan bir fenomen yaradır. Mətbəxdə görürük ki, təzyiqin aşağı salınması (məsələn, kameralı möhürləyicidə) mayelərin daha aşağı temperaturda qaynadılmasına, təzyiqin artırılması isə (məsələn, təzyiqli ocak) mayelərin daha yüksək temperaturda qaynamasına səbəb olur.
Sonotrotun ucunda sürətlə dəyişən təzyiq pulsasiyaları maye içərisində baloncukların meydana gəlməsinə və sonra sürətlə çökməsinə səbəb olur. Bütün bunlar bir dəqiqəlik miqyasda baş verir, lakin mayenin yaratdığı sürətlər, temperaturlar və təzyiqlər səbəbindən maye içərisində böyük qüvvələr yaradır. kavitasiya. Mətbəxdə bizim üstünlüyə çevrilə bilən bu nəhəng qüvvələrdir ləzzətlərin çıxarılması tərəfindən qırılan hüceyrələr və ya hissəciklərin parçalanması.

Bununla belə, bu avadanlığın istifadəsində çətinliklərdən biri bu gücü qidaları yaxşılaşdıracaq şəkildə istifadə etmək və idarə etməkdir.
Satın alınan ultrasəs homojenizator modeli UP200Ht istifadəçi üçün mövcud olan maksimum gücü diktə edir və homogenizatorun özündə tətbiqə uyğun olaraq performansını tənzimləmək üçün istifadə edilə bilən bir sıra dəyişənlər var. Bu təlimatın məqsədi üçün istifadə edilən model a idi 200 vatt vahid.

Sonotrode Ölçüsü

Ölçüsü sonotrode Quraşdırılmış olması cihazın gücünü necə çatdırmasına böyük təsir göstərir.
Çox sadə dillə desək, sonotrodun səth sahəsi nə qədər böyükdürsə, onu istənilən amplituda idarə etmək üçün bir o qədər çox güc tələb olunacaq. Mayenin viskozitesi, sonotrodu müəyyən bir amplituda idarə etmək üçün lazım olan gücə də böyük təsir göstərəcəkdir.
Sonotrodu bir piston və ya piston kimi təsəvvür edin, əgər porşen su kimi nazik bir maye qabda çox sürətlə yuxarı və aşağı hərəkət edirsə, bunu hətta ağlabatan sürətlə etmək nisbətən asandır, lakin qazanı qalın sousla doldurun və eyni şey doğru olmayacaq, artan özlülük səbəbindən pistonu mayedə sürətlə yuxarı və aşağı hərəkət etdirmək üçün daha çox güc tələb olunacaq. Pistonun və ya pistonun ölçüsünü artırın və onu mayedə yuxarı və aşağı hərəkət etdirmək üçün daha çox səy tələb olunacaq.
Eyni şey sonotroda da aiddir. Böyük bir sonotrode quraşdırıldıqda, mayenin aşağı özlülüklü maye ilə müqayisədə yüksək özlülüyü varsa, verilmiş salınım amplitüdünü istehsal etmək üçün vahid daha çox işləməli olacaq.

Hər hansı bir güc parametrində a daha kiçik sonotrode onun səth sahəsinə görə daha böyük təzyiq dalğalanmaları yaradacaq və daha yüksək kavitasiya daha böyük bir sonotrode nisbətən ucunda intensivliklər (güc daha kiçik bir sonotrode səth sahəsinə yönəldildiyi üçün).
Daha böyük bir sonotrodu eyni amplituda idarə etmək mümkün olmaya bilər, çünki bunun üçün daha çox güc tələb olunacaq, ola bilsin ki, həddindən artıq yüklənmə səbəbindən bölmənin bağlanması ilə nəticələnir. Bu halda sonotrodun ölçüsü azaldılmalı və ya daha yüksək güc vahidi alınmalıdır.
Giriş ultrasəs intensivliyi (hər hansı bir güc parametrində) artan səth sahəsi (daha böyük sonotrodlar) ilə azalır, burada ultrasəs gücün intensivliyi səth sahəsinin azalması ilə artdıqca və ya başqa bir şəkildə desək, daha kiçik bir sonotrod kiçik bir sahəyə çoxlu ultrasəs gücü qoyur, burada daha böyük bir sonotrode gücü daha böyük bir əraziyə yayır.

Homojenizatordan istifadə edildikdə, nümunə üzərində görülən ümumi iş bunların birləşməsidir güc girişi homogenizatorun, the həcm nümunə və Vaxt ifşa olunur. Təkrarlana bilən nəticələr əldə etmək üçün hər üç parametri nəzərə almalıyıq. Cihazı iki dəqiqə ərzində maye ilə dolu kiçik bir stəkanda saxlamağı və eyni vaxt ərzində bir litr maye ilə eyni nəticə əldə etməyi gözləməyin! Eyni şəkildə xatırlayın ki, kiçik nümunə ölçüləri və yüksək güc girişləri ilə temperatur Nümunə tez yüksələcək. Temperatura həssas nümunələr üçün homogenizatorun istilik kimi daxil etdiyi enerjinin yayılmasına imkan verən daha uzun müddət ərzində aşağı güc parametrlərindən istifadə etmək daha yaxşıdır.
Nümunənin həddindən artıq istiləşməsi tutmağa çalışdığınız bəzi aromaların sistemdən qaçmasına səbəb ola bilər.
Yüksək güc girişləri də müəyyən yağlardan istifadə edərkən göründüyü kimi nümunənin deqradasiyasına səbəb ola bilər. Homojenizatorun ucundakı yüksək enerji girişlərinə məruz qaldıqda yağlar parçalana bilər və nəticədə çox xoşagəlməz bir dad yarana bilər ki, bu da yalnız elektrik yanmasının dadı kimi təsvir edilə bilər!
Temperatur həssas materiallar üçün nümunənin soyudulması nəticələri yaxşılaşdıracaq, məsələn, buz vannasından istifadə etməklə və ya nümunəyə bir qədər quru buz əlavə etməklə. Daha uzun müddət ərzində aşağı güc girişlərindən istifadə, hər bir ultrasəs partlayışı arasında bir qədər soyumağa imkan verən nəbz rejimində cihazın istifadəsi kimi sistemə buraxılan enerjinin yayılmasına kömək edir.
Homojenizatorun elektronikası daxilində istifadəçi bölməni iki əsas idarəetmə rejimində idarə etməyi seçə bilər.

Amplituda nəzarət

Bu rejimdə istifadəçi sonotrode üçün tələb olunan maksimum amplituda % seçir. Elektronika daha sonra sonotrodu həmin amplituda idarə etməyə çalışacaq və sonotroda tələb olunan amplitüdü saxlamaq üçün cihazın giriş gücünü tənzimləyəcək. Sonotrode səthinin sahəsi vahidin mövcud gücü ilə bu amplituda idarə etmək üçün çox böyükdürsə, amplituda müəyyən edilmiş dəyərə çatmayacaq və həddindən artıq yükləmə vəziyyətinə çatdıqda bağlana bilər.

Giriş Gücünə Nəzarət

Bu rejimdə istifadəçi tələb olunan enerji girişini vattla təyin edir və elektronika istifadəçi parametrlərinə giriş gücünü tənzimləmək üçün salınımların amplitüdünü tənzimləyir. Bu rejim mayeyə ötürülən gücün tənzimlənməsinə imkan verir və buna görə də mayedə yaranan istilik daha həssas nümunələrə zərər vermədən məhdudlaşır.

nəbz rejimi

İki iş rejiminə əlavə olaraq, elektronikanın işə salınması və söndürülməsi üçün nəbz rejimi var dövrələr, onun vaxtı istifadəçi tərəfindən vaxtın 10% -də açıq və 90% -dən 90% -ə qədər və 10% -də söndürülməsindən müəyyən edilir. Bu, pulsasiya effekti verir və həm nümunəyə daxil olan ümumi gücü məhdudlaşdırmaq, həm də elektron hər bir iş dövrü ərzində sabitləşdiyi üçün nümunə daxilində yaxşı təşviqat yaratmaq üçün ilkin girişin yüksək olması üçün faydalıdır.

Ümumi göstərişlər və fəndlər

Homojenizatoru ləzzətlərin infuziyası üçün istifadə etdikdə, bərk maddələr homojenləşdirilmədən əvvəl ölçüləri kiçildildikdə daha yaxşı nəticələr əldə edilir, bu, təsirə məruz qalan səth sahəsini artıracaqdır. sonotrode. Eyni prinsip homogenizatordan istifadə edərkən də tətbiq olunur hissəcik ölçüsünün azalması. Homojenizatoru üyüdmə maşını deyil, incə bitirmə vasitəsi kimi düşünün! Hissəcik ölçülərinin azaldılmasında işin çox hissəsi sonotrotda yaranan qüvvələri sürətləndirən hissəciklərin yüksək sürətli toqquşması ilə həyata keçirilir. Hissəciklərin azaldılmasının bir hissəsi sonikasiyadan əvvəl aparılarsa, daha yaxşı nəticələr əldə ediləcəkdir. Kütləvi hissəcik ölçüsünün azaldılması ilə başlamaq, daha böyük bir səth sahəsinin sonikasiyaya məruz qalması və daha kiçik hissəciklərin mayedə daha tez sürətləndiriləcəyi, nəticədə hissəcikləri daha da parçalamaq üçün güclə daha yüksək toqquşmalara səbəb olacağı deməkdir. Temperaturu daha yaxşı idarə etməyə imkan verən homogenizator daha az iş görməlidir.
Homojenizator kifayət qədər lokallaşdırılmış səviyyədə işlədiyinə görə, bir neçə yüz mililitr və ya daha çox olan daha böyük nümunələrlə istifadə edildikdə, nümunənin tam sonikasiyasını təmin edərək, sonotrod ətrafındakı həcmin təzələnməsini təmin etmək üçün əlavə qarışdırma təmin etmək faydalıdır. Bu, xüsusilə daha çox şeyə aiddir viskoz nümunələri. Yaxşı bir maqnit qarışdırıcı buna nail olmaq üçün faydalı bir yoldur. Tərkib həm də sonotrod ətrafındakı mayenin həddindən artıq qızdırılmamasını təmin etməyə kömək edir. Nümunədə buz banyosundan və ya quru buz parçalarından istifadə sonlandırmanın verdiyi enerjini çıxarmağa kömək edəcək. Artıq müzakirə edildiyi kimi, əgər material temperatura həssasdırsa, artan vaxt ərzində aşağı güc parametrlərindən istifadə edin və ya nümunədə yaranan temperaturları məhdudlaşdırmaq üçün impuls rejimindən istifadə edin və nümunənin səs impulsları arasında soyumasına imkan verin.

---

---

Ədəbiyyat

• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.

Bilməyə Dəyər Faktlar

Ultrasonik toxuma homojenizatorlarına tez-tez zond sonikatoru/sonikatoru, sonik lizer, ultrasəs pozucusu, ultrasəs öğütücü, sono-ruptor, sonifier, sonik dismembrator, hüceyrə pozucusu, ultrasəs dispersatoru, emulqator və ya həlledici deyilir. Fərqli şərtlər sonikasiya ilə yerinə yetirilə bilən müxtəlif tətbiqlərdən qaynaqlanır.