Margarineherstellung mit Ultraschall

Der grundlegende Produktionsschritt bei der Herstellung von Margarine besteht darin, eine Mischung aus pflanzlichen Ölen und Fetten mit Wasser und Zusatzstoffen zu emulgieren. Die Ultraschallemulgierung ist ein zuverlässiges, bewährtes Verfahren zur Herstellung stabiler, feindisperser Lebensmittelemulsionen. Das Ultraschallemulgierverfahren beruht auf intensiven sonomechanischen Scherkräften, die Tröpfchen im Mikro- und Nanometerbereich für höchste Produktqualität erzeugen. Hielscher Ultrasonics bietet Ultraschallgeräte zur Herstellung lebensmitteltauglicher Emulsionen in jedem Maßstab an.

Ultraschallemulgierung für die Margarineproduktion

Der wichtigste Verarbeitungsschritt bei der Margarineherstellung ist die Emulgierung von Wasser und hydrierten Ölen bzw. Fetten wie Maisöl, Sojaöl, Erdnussöl, Sonnenblumenöl usw. Aufgrund der hohen Ölkonzentration von 40–90% ist die Anwendung hoher Scherkräfte besonders wichtig, um eine gleichmäßige, feindisperse Emulsion zu erzeugen. Die Ultraschallemulgierung ist als schnelles und effizientes Verfahren zur Herstellung einer stabilen Nanoemulsion mit sehr kleinem Tröpfchendurchmesser und geringer Polydispersitätdokumentiert. Ultraschallemulsionen sind häufig stabiler als konventionell hergestellte Emulsionen und benötigen oft nur wenig oder gar kein Tensid.^{[Mason 1996]}
Die Tröpfchengröße der Emulsion beeinflusst die Qualität der Margarine maßgeblich, etwa ihre Streichkonsistenz, Stabilität und Geschmackswahrnehmung.
Im Vergleich zu mechanischen Rührwerken und Schermischern benötigt Ultraschall weniger Tenside und erzeugt kleinere und stabilere Tröpfchen. Die Ultraschallemulgierung ist kostensparend, sicher und einfach zu bedienen. Sie lässt sich problemlos in bestehende industrielle Produktionslinien nachrüsten, um die Qualität emulgierter Produkte zu verbessern.

Durch Ultraschall verbesserte Margarineformulierung:

• Kleinere Tröpfchen, bessere Emulsion
• Höherer Wassergehalt möglich
• Weniger Emulgatoren
• Weniger mikrobieller Verderb

Formulierung von Margarine mit Ultraschall

Ultraschall ist nicht nur bei der Emulgierung sehr effizient, sondern hilft auch dabei, Pulver wie Stabilisatoren, Vitamine, Farbstoffe und andere Zutaten gleichmäßig in die Margarine einzumischen. Klicken Sie hier, um mehr über das Homogenisieren und Mischen mit Ultraschall zu erfahren!
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Weniger mikrobieller Verderb in Margarine durch Ultraschallemulgierung

Je kleiner die Wassertröpfchen sind, desto weniger attraktiv ist die Umgebung für Mikroorganismen, da ihnen weniger Nährstoffe zur Verfügung stehen. Ebenso steigt mit abnehmender Wassertröpfchengröße die Wahrscheinlichkeit, dass im Verhältnis mehr sterile Wassertröpfchen als tatsächlich vorhandene Mikroorganismen vorliegen. Kleine Wassertröpfchen verlängern somit die Haltbarkeit des Produkts. Dies ist ein Nebeneffekt der Wirkung von Emulgatoren, die hauptsächlich der Verbesserung von Textur und Stabilität dienen. Mit klein ist gemeint, dass die durchschnittliche Tröpfchengröße in Margarine 4–5 µm beträgt, bei einer Spanne von 1 bis 20µm. Bei Tröpfchengrößen unter 10µm ist es fraglich, ob diese einschränkenden Umgebungsbedingungen das Wachstum von Mikroorganismen zulassen (Delamarre und Batt, 1999).
Da die Ultraschallemulgierung Tröpfchen im Submikrometer- und Nanometerbereich erzeugt, trägt die Ultraschallbehandlung dazu bei, den Verderb zu verringern und die Haltbarkeit von Margarine und anderen Streichfetten zu verlängern.

Hydrierung von Speiseölen mit Ultraschall

Die Hydrierung pflanzlicher Öle ist ein wichtiges großtechnisches Verfahren. Durch Hydrierung werden flüssige Pflanzenöle in feste oder halbfeste Fette umgewandelt. Die Hydrierung ist ein üblicher Vorverarbeitungsschritt bei der Margarineherstellung. Chemisch werden die ungesättigten Fettsäuren während der phasentransferkatalysierten Hydrierungsreaktion durch die Anlagerung von Wasserstoffatomen an den Doppelbindungen in die entsprechenden gesättigten Fettsäuren umgewandelt. Dieser katalytische Prozess lässt sich durch Hochleistungsultraschall beschleunigen. Häufig verwendete Katalysatoren sind Nickel, Aluminium oder Palladium. Hydrierte Fette werden in großem Umfang als Backfette in Backwaren eingesetzt. Ein Vorteil gesättigter Fette ist ihre geringere Oxidationsneigung und damit ein geringeres Risiko des Ranzigwerdens.

Ultraschall-Lebensmittelprozessoren für die Margarineherstellung

Hielscher bietet ein breites Sortiment an Ultraschallgeräten und Zubehör, um die Anforderungen seiner Kunden genau zu erfüllen. Ultraschallgeräte vom Laborgerät über Tischgeräte und Pilotanlagen bis hin zu Anlagen für die industrielle Produktion sind ohne Weiteres verfügbar. Ob Sie Chargen oder Volumenströme inlineverarbeiten möchten, Hielscher bietet Ihnen das passende Ultraschallsystem.
Die Herstellung von Margarine erfolgt normalerweise als kontinuierlicher Prozess. Hielscher’s Ultraschall-Durchflusszellen sind in verschiedenen Größen erhältlich, passend zu Ihren Produktionsanforderungen. Zur Verbesserung des Ultraschallemulgierverfahrens hat Hielscher den zum Patent angemeldeten Durchflusszelleneinsatz MultiPhaseCavitator entwickelt, der die zweite Phase über Injektionskanülen als feine Flüssigkeitsströme direkt in die Kavitationszone einspritzt und dadurch eine ultrafeine Emulsion erzeugt.
Alle industriellen Ultraschallprozessoren lassen sich einfach installieren und in bestehende Produktionslinien nachrüsten. Für besondere Anforderungen und Anwendungen liefern wir maßgeschneiderte Lösungen, die auf Ihre spezifischen Anforderungen abgestimmt sind.