Прилагането на мощност ултразвук се използва за многобройни приложения в хранително-вкусовата промишленост, включително екстракция, хомогенизация, пастьоризация и ферментация. Като нетермична обработка, ултразвук подобрява процесите на производство на храни чрез по-високи добиви, по-високо качество, подобрени хранителни и вкусови профили, както и спестяване на време и разходи обработка.

Ултразвукови приложения в хранително-вкусовата промишленост

Мощност ултразвук има широк спектър от приложения в хранително-вкусовата промишленост, включително екстракция, смесване, емулгиране, пастьоризация, дегазация и месо tenderization. Освен тези основни приложения, мощност ултразвук се прилага и за подобряване на замразяване, размразяване и сушене на хранителни продукти.
Основните предимства на ултразвук с висока интензивност са свързани с подобряването на различни операции за преработка на храни, като например намаляване на времето за обработка, увеличаване на добивите, подобряване на качеството на продукта и позволяват по-икономична обработка на разходите и времето.

В следващия параграф, можете да намерите основните приложения на ултразвук с висока интензивност в хранително-вкусовата промишленост:

• Екстракция: Ултразвукът може да се използва за извличане на биоактивни съединения от растителни материали, като антиоксиданти, пигменти и етерични масла. Този процес е известен като ултразвук-подпомага екстракция и може да се използва за производство на висококачествени екстракти за по-кратко време и с по-ниска консумация на разтворител в сравнение с традиционните методи.
• Хомогенизиране и емулгиране: Ултразвукова хомогенизация може да се използва за производство на стабилни емулсии и суспензии, като салатни дресинги, майонеза, кремове и млечни продукти. Процесът включва използването на високочестотни звукови вълни за разграждане на мастните глобули в течността, което води до гладка и равномерна текстура.
• Запазване: Ултразвукът с висока интензивност може да се използва за инактивиране на микроорганизми, като бактерии и дрожди, в хранителни продукти. Процесът, известен като пастьоризация с ултразвук, може да удължи срока на годност на хранителните продукти и да намали риска от хранителни заболявания. Като техника за нетермична обработка, ултразвук предотвратява използването на много високи температури и свързаното с това разграждане на чувствителни към топлина хранителни вещества.

• Дегазация: С прилагането на ултразвук върху течност, газовите мехурчета, уловени в течности, се разбъркват. В резултат на това тези въздушни и газови мехурчета се приближават един до друг и се сливат. Theis означава, че те растат до по-голям размер балон, който им позволява да плават до върха на течността и могат лесно да бъдат отстранени.
• Разтваряне: Благодарение на изключителните си възможности за смесване и смесване, ултразвукът е много ефективен за производство на силно наситени и дори пренаситени разтвори. Това се използва в процесите на кристализация, както и в производството на саламура.
• Ферментация: Тъй като ултразвуковите вълни пробиват и разрушават клетъчните стени на микроорганизмите, те стават по-податливи на процеса на ферментация. В същото време ултразвукът ускорява транспортирането на хранителни вещества и кислород до микроорганизмите, като по този начин повишава тяхната метаболитна активност. Като цяло, ултразвук увеличава скоростта на ферментация, намаляване на времето за ферментация, и подобряване на добива на желания краен продукт. Тази технология е особено полезна за производството на храни и напитки, като млечни продукти, кисело мляко, бира, комбуча и вино.
• Намаляване на вискозитета преди сушене със спрей: Ултразвуковите сили на срязване могат значително да намалят вискозитета при изтъняване на срязване и тиксотропни суспензии. Прилагането на ултразвуково изтъняване на срязване преди пръскане и спрей сушилни позволява значително да се увеличи пропускателната способност през оборудването за пръскане. Кулите за сушене със спрей често са гърлото на бутилката в производствената линия. С ултразвук капацитетът на съществуващите спрей-сушилни може да бъде увеличен.

• Замразяване: Ултразвуковото замразяване може да се използва за намаляване на образуването на ледени кристали в хранителните продукти по време на процеса на замразяване. Процесът включва подлагане на храната на високочестотни звукови вълни, докато тя се замразява. Ултразвуковите вълни създават вибрации, които предотвратяват образуването на големи ледени кристали, което води до продукт с по-гладка текстура и по-добро качество.
• Размразяване: Ултразвуковото размразяване може да се използва за намаляване на времето за размразяване на замразени хранителни продукти. Процесът включва подлагане на замразения продукт на ултразвукови вълни, които генерират топлина и ускоряват процеса на размразяване. Тъй като ултразвукът насърчава много равномерно разпределение на енергията, ултразвуковото размразяване може да бъде особено полезно за продукти, които трудно се размразяват равномерно, като месо, морски дарове, плодове и зеленчуци.
  При замразяване, размразяване и сушене, мощност ултразвук причинява значителни подобрения в процесите на маса и пренос на енергия, което ускорява тези процеси и да ги направи по-икономични.
• Откриване на течове на бутилки: Ултразвукът е много ефективен начин за откриване на течове и пукнатини в бутилки и кутии с въглеродни напитки като сода, бира, пенливо вино и др. Ултразвукът се прилага и при дегазацията на газирани напитки, например бира преди бутилиране, процес, известен като де-фоббиране.
• Саламура / ецване: Саламурата е често срещан процес в консервирането и производството на храни, особено за месо, риба, сирене и зеленчуци. Ultrasonication съкращава времето за саламура и позволява да се използват намалени количества натриев хлорид в сравнение с традиционно саламурени храни и кисели краставички.
• Хидратация / Рехидратация: Мощност ултразвук е прост, но високо ефективен метод за хидратиране или рехидратиране на хранителни продукти като сушени варива (например боб, нахут) или дехидратирани гъби. Тъй като ултразвукът отваря клетъчните пори в храната, водата може да проникне бързо. Това води до ускорено подуване на варивата и впоследствие до по-кратко време за готвене.
• Декристализация на меда: Като нетермична обработка, ултразвукът се използва ефективно, за да се предотврати образуването на големи захарни кристали в меда. Освен това, вече образуваните големи кристали в меда могат да бъдат декристализирани чрез ултразвуково лечение. Като високо ефективна техника за разтваряне, сонда тип ultrasonicators разтварят захарни кристали, което води до равномерно гладък мед. Освен това, ултразвукът подобрява микробиологичното качество на меда, тъй като нежеланите микроби се инактивират поради ефекта на ултразвуково разрушаване на клетките.
• Пържене: Ултразвуковото пържене може да се използва за намаляване на абсорбцията на масло в пържени хранителни продукти. Процесът включва потапяне на месото или зеленчука в горещо масло, докато се подлага на високочестотни звукови вълни. Ултразвуковите вълни създават малки мехурчета по повърхността на храната, които намаляват контактната площ между зеленчука / месото и маслото, което води до по-малко абсорбция на масло и по-здравословен краен продукт. Ултразвуковото пържене позволява да се готви храна при по-ниски температури, създавайки превъзходни вкусови профили, запазвайки хранителните вещества.

Високопроизводителни ultrasonicators за преработка на храни

Hielscher Ultrasonics промишлени ултразвукови процесори са високопроизводителни ultrasonicators, които са точно контролируеми и позволяват по този начин за възпроизводими резултати и непрекъснато качество на продукта. Да бъдеш в състояние да достави много високи амплитуди, Hielscher ултразвукови процесори могат да бъдат използвани за много взискателни приложения.
Клиентите са доволни от изключителната здравина и надеждност на Hielscher Ultrasonics системи. Hielscher ultrasonicators надеждно работят в области на тежкотоварни приложения, взискателни среди и 24/7 работа и по този начин се гарантира ефективна и икономична обработка на храни. Ултразвуковата интензификация на процеса намалява времето за обработка и постига по-добри резултати, т.е. по-високо качество, по-високи добиви, нови продукти.
Чрез последователното прилагане на специални материали, като например Титан, неръждаема стомана, керамика или стъкло от различни степени, съвместимостта на техниката с процеса е гарантирана.
Ултразвукови процесори са оператори приятелски и удобни машини с ниска поддръжка и относително ниска цена.

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Hielscher ultrasonicators са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват гладкото интегриране на нашите ultrasonicators в промишлени съоръжения. Груби условия и взискателни среди се обработват лесно от Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и постави специален акцент върху високопроизводителни ultrasonicators с участието на най-съвременните технологии и удобство за потребителя. Разбира се, Hielscher ultrasonicators са CE съвместими и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Факти заслужава да се знае

Как ултразвук в хранително-вкусовата работа?

Ултразвукова обработка на храни е добре установена технология, използвана за приложения за обработка на храни като смесване и хомогенизация, емулгиране, екстракция, разтваряне, дегазация & обезвъздушаване, месване на месото, кристализация, както и функционализация и модификация на междинни продукти и крайни хранителни стоки. Като се инсталира от десетилетия в предприятия за производство на храни, Hielscher ултразвукови преработватели на храни са сложни и разработени, за да отговарят на изискванията на индустрията. Ултразвукови процесори прилагат физически сили, създадени от мощност ултразвукови вълни, което води до генериране на кавитация.

Какво е акустична кавитация?

Акустична кавитация, известен също като ултразвукова кавитация, е растежът и колапс на минута вакуум мехурчета в ултразвукова поле, генерирано в течности или суспензии. Кавитация мехурчета растат по време на редуващи се цикли на високо налягане/ниско налягане, които са съответно компресия и разреждане фази. След като са били отгледани над няколко редуващи се цикли на налягане, вакуумната мехурче достига точка, където тя не може да абсорбира повече енергия, така че балончетата се препокриват бурно по време на цикъл на високо налягане. По време на колапса на балона се появяват локални екстремни условия, включително екстремни температури до 5000 k с много високи скорости на нагряване и охлаждане, налягане до 2000atm и съответните разлики в налягането и течни струи с скорост до 280 м/сек. В тези “горещи точки”, локално Екстремни сили създават физически условия, които водят до смесване, екстракция и повишен масов трансфер.

Акустичната кавитация, генерирана от високоинтензивен, нискочестотен ултразвук, създава интензивни сили на срязване и локално възникващи високи разлики в налягането и температурата, които осигуряват необходимото въздействие за интензивно смесване и масов трансфер. Тези ултразвукови сили на срязване се прилагат успешно за преработка на храни.

Позоваването литература /

• Li, Fei (2012): Development of Nano-material for Food Packaging. PhD Dissertation at Università degli Studi di Milano.
• Kentish, Sandra; Ashokkumar, Meiyazhagan (2011): The Use of Power Ultrasound to enhance Food Processing Technologies.
• Liu, C.F.; Zhou, W.B. (2008): Stimulating Bio-yogurt Fermentation by High Intensity Ultrasound Processing. Food Science Technology 2008.
• Misra, N.N.; Deora, Navneet Singh; Tiwari, Brijesh, Cullen, Patrick J. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews 5(1), 2013. 36-44.
• Shalmashi, Anvar (2009): Ultrasound-Assisted Extraction of Oil from Tea Seeds. Journal of Food Lipids 16, 2009. 465–474.
• Uppala, Shivani; Kaur, Khushwinder; Kumar, Rajendra; Kaur Kahlon, Nakshdeep; Singh, Rachna; Mehta, S.K. (2017): Encompassment of Benzyl Isothiocyanate in cyclodextrin using ultrasonication methodology to enhance its stability for biological applications. Ultrasonics Sonochemistry 39, 2017. 25-33.
• Wu, J.; Gamage, T.V; Vilkhu, K.S:; Simons, L.K.; Mawson, R. (2007): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.