Primjena ultrazvuka snage koristi se za brojne primjene u preradi hrane, uključujući ekstrakciju, homogenizaciju, pasterizaciju i fermentaciju. Kao netermički tretman, ultrazvučnost poboljšava procese proizvodnje hrane većim prinosima, većim kvalitetom, poboljšanim profilima hranljivih materija i ukusa, kao i preradom koja štedi vreme i troškove.

Ultrazvučne aplikacije u preradi hrane

Power ultrazvuk ima širok spektar primena u preradi hrane, uključujući ekstrakciju, mešanje, emulzifikaciju, pasterizaciju, degasiranje i tenderizaciju mesa. Pored ovih glavnih primena, ultrazvuk snage se takođe primenjuje za poboljšanje zamrzavanja, odmrzavanja i sušenja prehrambenih proizvoda.
Glavne prednosti ultrazvuka visokog intenziteta odnose se na poboljšanje različitih operacija prerade hrane, kao što su smanjenje vremena prerade, povećanje prinosa, poboljšanje kvaliteta proizvoda i omogućavanje ekonomičnije obrade koja štedi troškove i vrijeme.

U sledećem paragrafu možete pronaći glavne primene ultrazvuka visokog intenziteta u prehrambenoj industriji:

• Izvlacenje: Ultrazvuk se može koristiti za izdvajanje bioaktivnih jedinjenja iz biljnih materijala, kao što su antioksidanti, pigmenti i eterična ulja. Ovaj proces je poznat kao ekstrakcija potpomognuta sonicacijom i može se koristiti za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata u kraćem vremenu i sa nižom potrošnjom rastvarača od tradicionalnih metoda.
• Homogenizacija i emulzifikacija Ultrazvučna homogenizacija može se koristiti za proizvodnju stabilnih emulzija i suspenzija, kao što su prelivi za salatu, majoneza, kreme i mlečni proizvodi. Proces uključuje upotrebu visokofrekventnih zvučnih talasa za razgradnju masnih globula u tečnosti, što rezultira glatkom i ujednačenom teksturom.
• Očuvanje: Ultrazvuk visokog intenziteta može se koristiti za inaktivaciju mikroorganizama, kao što su bakterije i kvasci, u prehrambenim proizvodima. Proces, poznat kao pasterizacija potpomognuta sonicacijom, može produžiti rok trajanja prehrambenih proizvoda i smanjiti rizik od bolesti koje se prenose hranom. Kao netermička tehnika obrade, sonicacija sprečava upotrebu veoma visokih temperatura i povezanu degradaciju hranljivih materija osetljivih na toplotu.

• To je to. Primenom ultrazvuka na tečnost, mehurići gasa zarobljeni u tečnostima su uznemireni. Kao posledica toga, ovi mehurići vazduha i gasa se približavaju jedni drugima i spajaju. Theis znači da rastu do veće veličine mehurića što im omogućava da plutaju do vrha tečnosti i lako se mogu ukloniti.
• Rastvaranje: Zbog svojih izvanrednih mogućnosti mešanja i mešanja, ultrazvuk je veoma efikasan za proizvodnju visoko zasićenih, pa čak i prezasićenih rastvora. Koristi se u procesima kristalizacije, kao i u proizvodnji slanih voda.
• Fermentacija: Kako ultrazvučni talasi perforiraju i razbijaju ćelijske zidove mikroorganizama, oni postaju podložniji procesu fermentacije. Istovremeno, ultrazvuk ubrzava transport hranljivih materija i kiseonika do mikroorganizama, čime se poboljšava njihova metabolička aktivnost. Sve u svemu, ultrazvučnost povećava brzinu fermentacije, smanjuje vreme fermentacije i poboljšava prinos željenog krajnjeg proizvoda. Ova tehnologija je posebno korisna za proizvodnju hrane i pića, kao što su mlečni proizvodi, jogurt, pivo, kombuha i vino.
• Smanjenje viskoznosti pre sušenja sprejom: Ultrazvučne sile smicanja mogu značajno smanjiti viskoznost u smicanju i tiksotropnim kašama. Nanošenje ultrazvučnog proređivanja pre prskanja i sušenja spreja omogućava značajno povećanje propusnosti kroz opremu za prskanje. Kule za sušenje sprejom su često usko grlo u proizvodnoj liniji. Ultrazvukom se može povećati kapacitet postojećih sušača spreja.

• Ledeno: Ultrazvučno zamrzavanje može se koristiti za smanjenje stvaranja kristala leda u prehrambenim proizvodima tokom procesa zamrzavanja. Proces uključuje podvrgavanje hrane visokofrekventnim zvučnim talasima dok je zamrznuta. Ultrazvučni talasi stvaraju vibracije koje sprečavaju stvaranje velikih kristala leda, što rezultira proizvodom glatkije teksture i boljim kvalitetom.
• Odmrzavanje: Ultrazvučno odmrzavanje može se koristiti za smanjenje vremena odmrzavanja zamrznutih prehrambenih proizvoda. Proces uključuje podvrgavanje zamrznutog proizvoda ultrazvučnim talasima, koji generišu toplotu i ubrzavaju proces odmrzavanja. Pošto ultrazvuk promoviše veoma ujednačenu distribuciju energije, ultrazvučno odmrzavanje može biti posebno korisno za proizvode koje je teško ravnomerno odmrznuti, kao što su meso, morski plodovi, voće i povrće.
  U zamrzavanju, odmrzavanju i sušenju, ultrazvuk snage uzrokuje značajna poboljšanja u procesima prenosa mase i energije, što ubrzava ove procese i čini ih ekonomičnijim.
• Detekcija curenja boce: Ultrazvuk je veoma efikasan način otkrivanja curenja i pukotina u bocama i limenkama karbonskih pića kao što su soda, pivo, penušavo vino itd. Ultrazvuk se takođe primenjuje u degasiranju gaziranih pića, npr. piva pre flaširanja, proces poznat kao de-fobbing.
• Brining / Pickling: Podmićivanje je uobičajen proces u očuvanju i proizvodnji hrane, posebno za meso, ribu, sir i povrće. Ultrazvučnost skraćuje vreme podmićivanja i omogućava korišćenje smanjenih količina natrijum hlorida u poređenju sa tradicionalno slanom hranom i kiselim krastavcima.
• Hidratacija / rehidracija: Power ultrazvuk je jednostavna, ali vrlo efikasna metoda za hidrataciju ili rehidrataciju prehrambenih proizvoda kao što su sušeni mahunarke (npr. grah, slanutak) ili dehidrirane gljive. Pošto ultrazvuk otvara ćelijske pore u hrani, voda može brzo da prodre. To dovodi do ubrzanog oticanja pulsa, a zatim i kraćeg vremena kuhanja.
• Dekristalizacija meda: Kao netermički tretman, ultrazvuk se efikasno koristi za sprečavanje stvaranja velikih kristala šećera u medu. Osim toga, već formirani veliki kristali u medu mogu se dekristalizirati ultrazvučnim tretmanom. Kao visoko efikasna tehnika rastvaranja, ultrazvučnici tipa sonde rastvaraju kristale šećera što rezultira ravnomerno glatkim medom. Pored toga, ultrazvuk poboljšava mikrobiološki kvalitet meda, jer se neželjeni mikrobi inaktiviraju zbog efekta poremećaja ultrazvučnih ćelija.
• Prženje: Ultrazvučno prženje može se koristiti za smanjenje apsorpcije ulja u prženim prehrambenim proizvodima. Proces uključuje uranjanje mesa ili povrća u vrelo ulje dok ga podvrgava visokofrekventnim zvučnim talasima. Ultrazvučni talasi stvaraju male mehuriće na površini hrane, koji smanjuju kontaktno područje između povrća / mesa i ulja, što rezultira manjom apsorpcijom ulja i zdravijim finalnim proizvodom. Ultrazvučno prženje omogućava kuhanje hrane na nižim temperaturama stvarajući superiorne profile okusa, čuvajući hranjive tvari.

Ultrazvučni sistemi visokih performansi za preradu hrane

Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvučni procesori su ultrazvučni procesori visokih performansi, koji se precizno mogu kontrolisati i na taj način omogućavaju ponovljive ishode i kontinuirani kvalitet proizvoda. Budući da su u stanju da isporuče veoma visoke amplitude, Hielscher ultrazvučni procesori mogu se koristiti za veoma zahtevne aplikacije.
Kupci su zadovoljni izuzetnom robusnošću i pouzdanošću Hielscher Ultrasonics sistema. Hielscher ultrazvučni sistemi pouzdano rade u oblastima teške primene, zahtevnih okruženja i rada 24/7 i obezbeđuju time efikasnu i ekonomičnu preradu hrane. Intenziviranje ultrazvučnog procesa smanjuje vreme obrade i postiže bolje rezultate, odnosno veći kvalitet, veće prinose, nove proizvode.
Pomoću dosljedne primjene specijalnih materijala, kao npr. titanijum, nerjedni čelik, keramiku ili casu razlicitih ocena, kompatibilnost tehnike sa procesom je zagarantovana.
Ultrazvučni procesori su prijateljski nastrojeni i pogodni strojevi s niskim održavanjem i relativno niskim troškovima.

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvalitet proizveden u Nemačkoj

Hielscher ultrazvučni sistemi su poznati po svojim najvišim standardima kvaliteta i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnika u industrijske objekte. Teškim uslovima i zahtevnim okruženjima lako upravljaju Hielscher ultrazvučnici.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučnike visokih performansi sa najsavremenijom tehnologijom i jednostavnošću upotrebe. Naravno, Hielscher ultrazvučnici su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahteve UL, CSA i RoHs.

Činjenice vredi znati

Kako funkcioniše Ultrasonika u obradi hrane?

Ultrazvučna obrada hrane je dobro ustanovljena tehnologija korištena za aplikacije za obradu hrane, poput miješanja i homogenizacije, emulsifikacije, ekstrakcije, razvucivanja, degasiranja & smrti, mesanje mesa, kristalizacija, kao i funkcionalnost i modifikacija posrednika i finalne prehrambene proizvode. Biti instaliran od decenije u fabrikama hrane, Hielscher ultrazvučni procesori su sofisticirani i razvijeni za ispunjavanje industrijskih zahtjeva. Ultrazvučni procesori primjenjuju fizičke snage stvorene na elektrotalasnim talasima, koji rezultira u generaciji podvođenja.

Šta je akusticna Šupljost?

Akustična šupljanja, poznata i kao ultrasonična šupljost, je rast i kolaps minutni mehurići u ultrasonični polje proizvedena u tekućim tečnicama ili slurries. Mehurići se uzgajaju tokom naizmenične cikluse/niskog pritiska, koje su kompresije i rijetke faze. Nakon što je porasla više od nekoliko ciklusa pritiska, vakuum doseže tačku gdje ne može apsorbirati više energije, tako da se mjehurić implozije tokom ciklusa visokog pritiska. Tokom kolapsa, lokalni ekstremni uslovi su bili uključujući i ekstremne temperature do 5, 000K sa vrlo visokom temperaturom i hlađenja, te pritisak na 2000atm i odgovarajući pritisak na nivou i tečni mlaznjaci, uz brzinu do 280m/s. U ovim kavitacijskim “žarišta”, lokalno ekstremna snaga stvara fizičke uslove, što rezultira miješanjem, izvlačenju i povećanim masovnim prijenosu.

Akustična kavitacija, generisana ultrazvukom visokog intenziteta, niske frekvencije, stvara intenzivne sile smicanja i lokalne diferencijale visokog pritiska i temperature, koji pružaju potreban uticaj za intenzivno mešanje i prenos mase. Ove ultrazvučne sile smicanja uspješno se primjenjuju za preradu hrane.

Literatura / Reference

• 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.