Pasteurisierung & Homogenisierung von Flüssigei
Verbessern Sie die Sicherheit, Stabilität und Verarbeitbarkeit von flüssigem Vollei, Eiklar, Eigelb und eibasierten Formulierungen mit Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher. Leistungsultraschall erzeugt intensive Kavitation und hohe Scherung direkt im Flüssigkeitsstrom und ermöglicht dadurch eine schonende Homogenisierung, Emulgierung und Keimreduktion unter kontrollierten Prozessbedingungen.
Für Flüssigeiverarbeiter besteht die zentrale Herausforderung darin, eine zuverlässige Pasteurisierung zu erreichen und gleichzeitig die funktionellen Eigenschaften der Eiproteine zu erhalten. Übermäßige Hitze kann zur Denaturierung von Proteinen, Koagulation, Aromaverlusten und Veränderungen des Schaum-, Binde- oder Emulgiervermögens führen. Ultraschallgeräte von Hielscher unterstützen Konzepte zur Niedertemperaturpasteurisierung wie Thermosonikation und Manothermosonikation. Dabei wird Ultraschall mit moderater Wärme und Druck kombiniert, um die Inaktivierung von Mikroorganismen zu erhöhen und gleichzeitig die Produktqualität zu erhalten.
Warum Lebensmittelverarbeiter Ultraschallgeräte von Hielscher für Flüssigei einsetzen
- Schonende Behandlung hitzeempfindlicher Eiproteine
- Homogene Produkte aus flüssigem Vollei, Eiklar und Eigelb
- Verbesserte Emulsionsstabilität und verringerte Phasentrennung
- Unterstützung einer längeren Haltbarkeit und der Keimreduktion
- Inline-Verarbeitung in hygienischen Ultraschall-Durchflusszellen
- Skalierbare Geräte vom Laborversuch bis zur industriellen Produktion
- Robuster 24/7-Betrieb für kontinuierliche Lebensmittelverarbeitungslinien
- Einfache Integration in bestehende Pasteurisierungs-, Misch- oder Abfüllprozesse
Ultraschallgeräte von Hielscher sind für die Prozessentwicklung, Pilotversuche und die Produktion im industriellen Maßstab erhältlich. Unser technisches Team unterstützt Sie bei der Auswahl des passenden Ultraschallgeräts, der Durchflusszelle und der Betriebsparameter für Ihre Flüssigeiformulierung, den angestrebten Volumenstrom und Ihr Pasteurisierungsziel.
Ultraschallgerät UIP4000hdT zur Homogenisierung und Pasteurisierung von Vollei bei hohem Durchsatz
Ultraschallverarbeitung von Flüssigei – Überblick
| Frage | Empfohlene Antwort |
|---|---|
| Welches Produkt kann ich verarbeiten? | Flüssiges Vollei, Eiklar, Eigelb, Eggnog, Rühreimischungen, Ausgangsprodukt zur Eipulverherstellung |
| Welches Problem löst das Verfahren? | Keimreduktion, Phasentrennung, Viskositätskontrolle, verringerte Hitzeschäden |
| Wie lässt es sich integrieren? | Inline-Durchflusszelle, Chargenverarbeitung oder kontinuierliche Anlage |
| Welche Maßstäbe sind verfügbar? | Labor-, Pilot- und industrielle Produktion |
| Was sollte ich als Nächstes tun? | Einen Versuch zur Ultraschallbehandlung von Flüssigei anfragen oder sich zur Gerätedimensionierung beraten lassen |
Ultraschallpasteurisierung von Flüssigei
Flüssiges Vollei, Eiklar, Eigelb und Eimischprodukte müssen pasteurisiert werden, um Bakterien, Krankheitserreger und Verderbniserreger zu reduzieren. Die Inaktivierung von Mikroorganismen ist ein wesentlicher Prozessschritt für Lebensmittelsicherheit, längere Haltbarkeit und gleichbleibende Produktqualität. Die konventionelle Pasteurisierung beruht auf einer Wärmebehandlung. Eine übermäßige thermische Belastung kann jedoch Eiproteine, Textur, Aroma und wichtige funktionelle Eigenschaften von Ei wie Schaum-, Binde- und Emulgiervermögen beeinträchtigen.
Ultraschallpasteurisierung ist eine effiziente Verarbeitungsalternative bei niedrigen Temperaturen für Flüssigeiprodukte. Ultraschallgeräte von Hielscher erzeugen intensive akustische Kavitation und hohe Scherkräfte im Flüssigkeitsstrom. Dies unterstützt die Keimreduktion bei gleichzeitiger Erhaltung der Produktqualität.
Manothermosonikation: Flüssigeiprodukte können durch Manothermosonikation (MTS) pasteurisiert werden. Dabei wird die Ultraschallbehandlung mit moderater Wärme und erhöhtem Druck kombiniert. Typische Prozessbedingungen liegen bei etwa 50°C und etwa 1 barg. Unter optimierten synergistischen Bedingungen lässt sich eine Bakterienreduktion um bis zu 5 Log-Stufen erreichen. Die genaue Reduktion hängt von der Produktformulierung, dem Zielmikroorganismus, dem Volumenstrom, der Verweilzeit, der Temperatur, dem Druck und der Ultraschallamplitude ab.
Die Manothermosonikation verbessert die Inaktivierung von Mikroorganismen, da das kombinierte Verfahren mehrere Effekte gleichzeitig verstärkt. Erstens werden viele Mikroorganismen bei Temperaturen über etwa 50°C empfindlicher gegenüber der Ultraschallbehandlung. Zweitens erhöht ein gesteigerter Druck die Intensität und Zerstörungskraft der Ultraschallkavitation. Durch diese Synergie kann die Pasteurisierung von Flüssigei effizienter werden als durch eine alleinige Wärmebehandlung.
Im Vergleich zur konventionellen thermischen Pasteurisierung führt die Manothermosonikation von Flüssigei zu geringerer Proteindenaturierung, geringeren Aromaverlusten und verbesserter Homogenität bei höherer Energieeffizienz. Dadurch eignet sich die Ultraschallpasteurisierung besonders für hitzeempfindliche Flüssigeiprodukte, bei denen Lebensmittelsicherheit und funktionelle Eiqualität in Einklang gebracht werden müssen.
Ultraschall-Durchflusszellen von Hielscher leiten das Flüssigeiprodukt direkt durch die hochintensive Kavitationszone. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Inline-Behandlung und die Integration der Ultraschallpasteurisierung in kontinuierliche Lebensmittelverarbeitungslinien.
Ultraschallunterstützte ohmsche Erwärmung – eine Alternative: Ultraschallunterstützte ohmsche Erwärmung: Erfahren Sie, wie Beschallung die ohmsche Erwärmung verbessert!
- Milde Prozessbedingungen
- Unterstützung der Reduktion von Krankheitserregern
- Verlängerte Haltbarkeit
- Gleichmäßige Textur und verbesserte Homogenität
- Bessere ernährungsphysiologische und sensorische Qualität
- Verringerte Proteindenaturierung
- Verringertes Koagulationsrisiko
- Verbesserte Emulsionsstabilität
Ultraschallhomogenisator UP400St zur Pasteurisierung und Homogenisierung von Flüssigei
Industrielles Ultraschallgerät UIP6000hdT zur Inline-Pasteurisierung
Ultraschallemulgierung von Flüssigei
Eiklar besteht zu etwa 90% aus Wasser, während Eigelb etwa 25% Fett enthält. Da Wasser und Öl/Fett nicht miteinander mischbar sind, neigen flüssiges Vollei und eibasierte Formulierungen ohne wirksame Homogenisierung zur Entmischung. Ein stabiles Flüssigeiprodukt erfordert daher ein zuverlässiges Emulgierverfahren.
Ultraschallkavitation und Scherung liefern die Energie, die erforderlich ist, um Fettkügelchen und wässrige Phasen gleichmäßig zu dispergieren. Leistungsstarke Beschallung zerkleinert Fettkügelchen zu kleineren Tröpfchen und verteilt Wasser und Fett gleichmäßig im gesamten Produkt. Dies hilft, eine Phasentrennung zu verhindern, und erzeugt eine stabile, homogene Flüssigeiemulsion.
Die Ultraschallemulgierung eignet sich für flüssiges Vollei, Eigelbmischungen, Eggnog, Rühreimischungen und andere eibasierte Formulierungen, bei denen mechanische Stabilität, eine gleichmäßige Textur und eine zuverlässige Weiterverarbeitung wichtig sind.
- Niedertemperaturbehandlung hitzeempfindlicher Eiprodukte
- Unterstützung der Reduktion von Mikroorganismen und Krankheitserregern
- Verringerte Proteindenaturierung im Vergleich zu übermäßiger Wärmebehandlung
- Verbesserte Homogenität und Produktstabilität
- Geringere Aromaverluste und bessere sensorische Qualität
- Inline-Verarbeitung in hygienischen Ultraschall-Durchflusszellen
- Skalierbar von Laborversuchen bis zur industriellen Produktion
Ultraschallhomogenisator UP400St für Flüssigeiversuche und die Prozessentwicklung
Ultraschallgestützte Formulierung eibasierter Produkte
Während der Ultraschallhomogenisierung und -pasteurisierung können Zusatzstoffe wie Zucker, Salz, Xanthan und andere Stabilisatoren gleichmäßig in das Flüssigeiprodukt eingemischt werden. Dies verbessert die Verteilung der Zutaten, die Produktkonsistenz und die mechanische Stabilität.
Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher werden auch zur Herstellung von Eggnog und anderen Getränken auf Milch- und Eibasis eingesetzt, um Emulsionsstabilität, Textur und Haltbarkeit zu verbessern.
Ultraschallunterstützte Sprühtrocknung zur Herstellung von Eipulver
Flüssigei kann zu Eipulvern wie Volleipulver, Eiklarpulver und Eigelbpulver weiterverarbeitet werden. Da Flüssigei ein scherverdünnendes Verhalten aufweist, ist die Viskositätskontrolle für eine effiziente Sprühtrocknung wichtig. Eine ultraschallbedingte Viskositätsreduzierung kann die Handhabung von Flüssigei verbessern und die Verarbeitungskapazität des Sprühtrockners erhöhen.
Klicken Sie hier, um mehr über das ultraschallunterstützte Sprühtrocknungsverfahren zu erfahren!
Ultraschallgeräte für die Lebensmittelverarbeitung
Ultraschallsysteme von Hielscher zur Lebensmittelverarbeitung sind für einen zuverlässigen industriellen Betrieb bei der Homogenisierung, Emulgierung, Extraktion, Pasteurisierung und Sterilisierung ausgelegt. Für die Flüssigeiverarbeitung erzeugen industrielle Ultraschallgeräte von Hielscher Amplituden von bis zu 200µm. Damit liefern sie die hohe akustische Intensität, die für die Keimreduktion, eine gleichmäßige Pasteurisierung und eine stabile Emulgierung erforderlich ist.
Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher sind für den kontinuierlichen 24/7-Betrieb unter anspruchsvollen Produktionsbedingungen ausgelegt. Sie sind wartungsarm, leicht zu reinigen und lassen sich in Anlagen zur Chargen- oder Inline-Verarbeitung integrieren. Alle produktberührenden Teile bestehen aus hygienischen Werkstoffen wie Titan, Edelstahl oder Glas, sodass sich die Systeme für die lebensmittelgerechte Verarbeitung eignen.
Für die Reinigung und Desinfektion unterstützen Ultraschallsysteme von Hielscher die CIP-Reinigung (Cleaning-in-Place) und die SIP-Sterilisation (Sterilization-in-Place). Dies vereinfacht die Integration in hygienische Lebensmittelproduktionslinien und trägt dazu bei, Stillstandszeiten zwischen Produktionsläufen zu verkürzen.
Der geringe Platzbedarf und die Vielseitigkeit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen eine problemlose Integration in neue oder bestehende Produktionslinien. Die Nachrüstung in bestehende Pasteurisierungs-, Misch- oder Abfülllinien für Flüssigei lässt sich einfach umsetzen.
Der Prozess im Überblick:
Flüssigeiprodukt → Pumpe → Ultraschall-Durchflusszelle → kontrollierte Temperatur und kontrollierter Druck → Kühlung, Abfüllung oder Weiterverarbeitung
Fließschema der Ultraschallverarbeitung von Flüssigei
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | höher | Verbund aus UIP16000hdT |
Weiterführende Forschung zur Ultraschallverarbeitung von Ei
Ultraschallemulgierung
Javad Sargolzaei et al. (2011) modifizierten den Einsatz von Hochleistungsultraschall bei der Herstellung einer stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion. Alle Emulsionsproben wurden mit einem Ultraschallprozessor UP200H von Hielscher hergestellt. Untersucht wurde der Einfluss von pH-Wert, Ionenstärke, Pektin, Guarkernmehl, Lecithin, Eigelb und Xanthan sowie der Beschallungsdauer, Temperatur und Viskosität des Öl-Wasser-Gemischs auf die spezifische Oberfläche und Größe der Tröpfchen sowie den Aufrahmungsindex der Emulsionsproben. Die experimentellen Daten wurden mit der Taguchi-Methode analysiert und optimale Bedingungen ermittelt. Darüber hinaus wurde ein adaptives Neuro-Fuzzy-Inferenzsystem (ANFIS) eingesetzt, um die Eigenschaften der entstandenen Emulsion zu modellieren und zu kategorisieren. Die Ergebnisse zeigten, dass eine längere Beschallungsdauer die Tröpfchengrößenverteilung verengte. Pektin und Xanthan erhöhten die Emulsionsstabilität, wobei sie bei einzelner oder gemeinsamer Verwendung unterschiedliche Auswirkungen auf die Emulsionsstabilität hatten. Guarkernmehl verbesserte die Viskosität der kontinuierlichen Phase. Mit Eigelb stabilisierte Emulsionen erwiesen sich bei einem pH-Wert von 3 und bei relativ niedrigen Salzkonzentrationen als stabil gegenüber der Flockung von Tröpfchen.
Ultraschallgestützter Abbau von Cholesterin in Eigelb
Sun et al. (2011) entwickelten ein ultraschallunterstütztes enzymatisches Verfahren zum Abbau von Cholesterin in natürlichem Eigelb. Ihr Ziel war es, mithilfe der katalytischen Aktivität der Cholesterinoxidase cholesterinreduziertes Eigelb zu erhalten, ohne die Zusammensetzung seiner Hauptnährstoffe zu beeinträchtigen. Cholesterinoxidase wurde eingesetzt, um den Abbau von Cholesterin im Eigelb zu katalysieren. Zunächst wurde eine Portion Eigelb von 30g für 15min mit einem 200W-Ultraschallgerät vorbehandelt und anschließend für 10h bei einer Cholesterinoxidase-Konzentration von 0,6U/g Eigelb und 37°C inkubiert. Schließlich wurde der Cholesteringehalt im Eigelb auf 8,32% seiner ursprünglichen Konzentration reduziert, ohne die Qualitätsmerkmale des Eigelbs zu beeinträchtigen.
Ultraschallstabilisierung von Eggnog: Eggnog-Proben vor (linkes Probengefäß) und nach (rechtes Probengefäß) der Beschallung
Häufig gestellte Fragen zur Ultraschallpasteurisierung von Flüssigei
Was ist die Ultraschallpasteurisierung von Flüssigei?
Bei der Ultraschallpasteurisierung wird Hochleistungsultraschall eingesetzt, um akustische Kavitation in Flüssigeiprodukten zu erzeugen. Die dabei entstehenden Scherkräfte, Mikroströmungen und Druckänderungen können die Inaktivierung von Mikroorganismen und die Homogenisierung unterstützen. In der Lebensmittelverarbeitung wird Ultraschall häufig mit moderater Wärme und Druck kombiniert, um die Pasteurisierungseffizienz zu verbessern und gleichzeitig die thermische Belastung empfindlicher Eiproteine zu verringern.
Kann Ultraschall flüssiges Vollei pasteurisieren?
Ja, Ultraschall kann die Pasteurisierung von flüssigem Vollei unterstützen, insbesondere in Form von Thermosonikation oder Manothermosonikation. Bei diesen Verfahren wird Leistungsultraschall mit kontrollierter Temperatur und kontrolliertem Druck kombiniert. Die genaue Keimreduktion hängt von der Eiformulierung, der Temperatur, dem Druck, der Verweilzeit, der Amplitude, dem Volumenstrom und dem Zielorganismus ab. Daher sollte jeder Prozess für das jeweilige Produkt und die geltenden regulatorischen Anforderungen validiert werden.
Warum Ultraschall anstelle konventioneller thermischer Pasteurisierung einsetzen?
Konventionelle thermische Pasteurisierung kann Eiproteine, Viskosität, Aroma, Textur und funktionelle Eigenschaften wie Schaumbildung, Bindung und Emulgierung beeinträchtigen. Die Ultraschallverarbeitung kann durch zusätzliche mechanische Kavitationseffekte die erforderliche Intensität der Wärmebehandlung verringern. Damit eignet sie sich für Verarbeiter, die die mikrobiologische Sicherheit verbessern und gleichzeitig die Qualität und Funktionalität von Flüssigeiprodukten erhalten möchten.
Was ist Manothermosonikation?
Manothermosonikation ist ein kombiniertes Konservierungsverfahren mit Ultraschall, moderater Wärme und erhöhtem Druck. Die Wärme erhöht die Empfindlichkeit der Mikroorganismen, der Druck verstärkt die Kavitationswirkung und der Ultraschall erzeugt starke mechanische Kräfte in der Flüssigkeit. Diese Kombination kann die Inaktivierung von Mikroorganismen gegenüber einer alleinigen Ultraschallbehandlung oder milden Wärmebehandlung erhöhen.
Kann Ultraschallhomogenisierung die Entmischung von Flüssigei verhindern?
Die Ultraschallhomogenisierung kann die Stabilität von flüssigem Vollei und eibasierten Emulsionen verbessern, indem sie Fettkügelchen und wässrige Phasen gleichmäßiger dispergiert. Dies trägt zur Verringerung der Phasentrennung bei und verbessert die mechanische Stabilität von Produkten wie flüssigem Vollei, Eigelbmischungen, Rühreimischungen, Eggnog und anderen eibasierten Formulierungen.
Ist die Ultraschallverarbeitung für Eiklar geeignet?
Ja, die Ultraschallverarbeitung kann für flüssiges Eiklar eingesetzt werden. Die Prozessbedingungen müssen jedoch sorgfältig gewählt werden, da Eiklarproteine hitzeempfindlich sind. Eine kontrollierte Amplitude, Temperatur und Verweilzeit sowie kontrollierte Strömungsbedingungen sind wichtig, um unerwünschte Proteindenaturierung oder Koagulation zu vermeiden und gleichzeitig die gewünschte Homogenisierungs- oder Pasteurisierungswirkung zu erzielen.
Können Ultraschallgeräte von Hielscher inline eingesetzt werden?
Ja, Ultraschallsysteme von Hielscher können für die Inline-Verarbeitung mit Durchflusszellen ausgestattet werden. Das Flüssigeiprodukt durchläuft die hochintensive Kavitationszone, wodurch eine kontinuierliche Behandlung in einem kontrollierten Prozessstrom möglich wird. Die Inline-Beschallung eignet sich für Pilotversuche, die Maßstabsvergrößerung und industrielle Flüssigeiverarbeitungslinien.
Welches Ultraschallgerät von Hielscher eignet sich für die Flüssigeiverarbeitung?
Die Auswahl des geeigneten Ultraschallgeräts hängt von der Formulierung, dem angestrebten Volumenstrom, dem erforderlichen Energieeintrag und dem Produktionsziel ab. Kompakte Geräte wie das UP400St eignen sich für Laborarbeiten und die Prozessentwicklung, während industrielle Systeme wie das UIP2000hdT, UIP4000hdT und UIP16000hdT für die Verarbeitung im Pilot- und Produktionsmaßstab ausgelegt sind. Höhere Produktionskapazitäten lassen sich mit leistungsstärkeren Geräten oder zu einem Verbund zusammengeschalteten Ultraschallsystemen erreichen.
Kann Ultraschall vor der Sprühtrocknung zur Eipulverherstellung eingesetzt werden?
Ja, die Ultraschallverarbeitung kann vor der Sprühtrocknung eingesetzt werden, um die Handhabung von Flüssigei zu verbessern. Die Beschallung kann die Viskosität verringern und die Homogenisierung verbessern. Dies kann dazu beitragen, die Effizienz des Sprühtrockners zu erhöhen und die Stabilität des zugeführten Produkts zu verbessern. Die Prozessbedingungen sollten für die jeweilige Vollei-, Eiklar- oder Eigelbformulierung optimiert werden.
Verändert die Ultraschallpasteurisierung den Geschmack oder die Textur von Flüssigei?
Bei geeigneter Prozesskontrolle kann die Ultraschallpasteurisierung die thermische Belastung im Vergleich zur konventionellen Behandlung bei hohen Temperaturen verringern. Dies kann dazu beitragen, Aroma, Textur und funktionelle Eigenschaften des Eis zu erhalten. Das endgültige sensorische und funktionelle Ergebnis hängt jedoch von der Prozessintensität, der Temperatur, dem Druck, der Formulierung und der Verweilzeit ab.
Literatur/Referenzen
- Enrique Beitia, Grigorios Mavros, Xiaoai Guo, Dana Middendorf, Andreas Juadjur, Volker Heinz, Vasilis Valdramidis, Kemal Aganovic (2025): Manothermosonisierung – Eine mögliche Alternative zur thermischen Pasteurisierung von flüssigem Vollei: Vergleich der physikalisch-chemischen Eigenschaften. Food Chemistry,
Band 463, Teil 1, 2025. - Enrique Beitia, Edward Ebert, Matthias Plank, Panagiotis Chanos, Christian Hertel, Satyajeet S. Bhonsale, Jan F.M. Van Impe, Volker Heinz, Kemal Aganovic, Vasilis Valdramidis (2024): Modellierung der Inaktivierung von Salmonella Enteritidis in flüssigem Vollei unter dynamischen Manothermosonikationsbehandlungen. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Band 92, 2024.
- Akcicek, Alican; Karasu, Salih; Bozkurt, Fatih; Kayacan, Selma (2022): Zubereitung einer veganen Mayonnaise ohne Eigelb nach der Pickering-Emulsion, stabilisiert durch Gummi-Nanopartikel, mit oder ohne Zugabe von Oliventrester-Extrakten. ACS Omega 2022.
- Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Auswirkungen kombinierter Behandlungen mit Nisin und hochintensivem Ultraschall unter hohem Druck auf die Inaktivierung von Mikroorganismen in flüssigem Vollei. Innovative Food Science & Emerging Technologies 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Enhancement of Emulsifying Properties of Protein by Sonicating with Egg Yolk Lecithin. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36, 1988. 729–732.
- Sun, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Ultrasonic-Assisted Enzymatic Degradation of Cholesterol in Egg Yolk. Innovative Food Science & Emerging Technologies 12/4, 2011. 505–508.
Ultraschallhomogenisator UIP16000hdT für Lebensmittel
Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren vom Labormaßstab bis zum industriellen Maßstab her.