Η εφαρμογή υπερήχων ισχύος χρησιμοποιείται για πολλές εφαρμογές στην επεξεργασία τροφίμων, συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης, της ομογενοποίησης, της παστερίωσης και της ζύμωσης. Ως μη θερμική επεξεργασία, υπερήχους βελτιώνει τις διαδικασίες παραγωγής τροφίμων με υψηλότερες αποδόσεις, υψηλότερη ποιότητα, βελτιωμένα θρεπτικά συστατικά και προφίλ γεύσης, καθώς και επεξεργασία εξοικονόμησης χρόνου και κόστους.

Υπερήχων εφαρμογές στην επεξεργασία τροφίμων

Ο υπερηχογράφος ισχύος έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην επεξεργασία τροφίμων, συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης, της ανάμειξης, της γαλακτωματοποίησης, της παστερίωσης, της απαέρωσης και της τρυφεροποίησης του κρέατος. Εκτός από αυτές τις κύριες εφαρμογές, υπερηχογράφημα ισχύος εφαρμόζεται επίσης για τη βελτίωση της κατάψυξης, της απόψυξης και της ξήρανσης των προϊόντων διατροφής.
Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των υπερήχων υψηλής έντασης σχετίζονται με τη βελτίωση των διαφόρων λειτουργιών επεξεργασίας τροφίμων, όπως η μείωση του χρόνου επεξεργασίας, η αύξηση των αποδόσεων, η βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος και επιτρέπουν περισσότερη εξοικονόμηση κόστους και χρόνου, οικονομική επεξεργασία.

Στην επόμενη παράγραφο, μπορείτε να βρείτε τις κύριες εφαρμογές των υπερήχων υψηλής έντασης στη βιομηχανία τροφίμων:

• Εξαγωγή: Ο υπέρηχος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή βιοδραστικών ενώσεων από φυτικά υλικά, όπως αντιοξειδωτικά, χρωστικές ουσίες και αιθέρια έλαια. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως εκχύλιση με υπερήχους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας σε μικρότερο χρονικό διάστημα και με χαμηλότερη κατανάλωση διαλυτών από τις παραδοσιακές μεθόδους.
• Ομογενοποίηση και γαλακτωματοποίηση: Υπερήχων ομογενοποίηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή σταθερών γαλακτωμάτων και εναιωρημάτων, όπως σάλτσες σαλάτας, μαγιονέζα, κρέμες, και γαλακτοκομικά προϊόντα. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη χρήση ηχητικών κυμάτων υψηλής συχνότητας για τη διάσπαση των σφαιριδίων λίπους στο υγρό, με αποτέλεσμα μια ομαλή και ομοιόμορφη υφή.
• Διατήρηση: Ο υπέρηχος υψηλής έντασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αδρανοποίηση μικροοργανισμών, όπως βακτήρια και ζύμες, σε προϊόντα διατροφής. Η διαδικασία, γνωστή ως παστερίωση με υπερήχους, μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των προϊόντων διατροφής και να μειώσει τον κίνδυνο τροφιμογενών ασθενειών. Ως μη θερμική τεχνική επεξεργασίας, υπερήχηση εμποδίζει τη χρήση πολύ υψηλών θερμοκρασιών και τη σχετική υποβάθμιση των ευαίσθητων στη θερμότητα θρεπτικών ουσιών.

• Εξαέρωση: Με την εφαρμογή υπερήχων σε υγρό, οι φυσαλίδες αερίου που παγιδεύονται σε υγρά αναταράσσονται. Κατά συνέπεια, αυτές οι φυσαλίδες αέρα και αερίου έρχονται κοντά η μία στην άλλη και συγχωνεύονται. Theis σημαίνει ότι μεγαλώνουν σε μεγαλύτερο μέγεθος φυσαλίδων που τους επιτρέπει να επιπλέουν στην κορυφή του υγρού και μπορούν εύκολα να αφαιρεθούν.
• Διάλυση: Λόγω των εξαιρετικών δυνατοτήτων ανάμιξης και ανάμειξης, ο υπέρηχος είναι εξαιρετικά αποτελεσματικός για την παραγωγή εξαιρετικά κορεσμένων και ακόμη και υπερκορεσμένων διαλυμάτων. Αυτό χρησιμοποιείται στις διαδικασίες κρυστάλλωσης καθώς και στην παραγωγή άλμης.
• Ζύμωση: Καθώς τα κύματα υπερήχων διατρυπούν και διασπούν τα κυτταρικά τοιχώματα των μικροοργανισμών, γίνονται πιο ευαίσθητα στη διαδικασία ζύμωσης. Ταυτόχρονα, ο υπέρηχος επιταχύνει τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών και οξυγόνου στους μικροοργανισμούς, ενισχύοντας έτσι τη μεταβολική τους δραστηριότητα. Συνολικά, υπερήχους αυξάνει το ρυθμό ζύμωσης, μείωση του χρόνου ζύμωσης, και να βελτιώσει την απόδοση του επιθυμητού τελικού προϊόντος. Αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την παραγωγή προϊόντων τροφίμων και ποτών, όπως γαλακτοκομικά, γιαούρτι, μπύρα, kombucha και κρασί.
• Μείωση ιξώδους πριν από την ξήρανση με ψεκασμό: Υπερήχων δυνάμεις διάτμησης μπορεί να μειώσει σημαντικά το ιξώδες σε διάτμηση-αραίωση και θιξοτροπικά πολτούς. Η εφαρμογή υπερηχητικής αραίωσης διάτμησης πριν από τον ψεκασμό και τους ξηραντήρες ψεκασμού επιτρέπει την αύξηση της απόδοσης μέσω του εξοπλισμού ψεκασμού σημαντικά. Οι πύργοι ξήρανσης με ψεκασμό είναι συχνά ο λαιμός της φιάλης στη γραμμή παραγωγής. Με υπερήχους, η χωρητικότητα των υπαρχόντων στεγνωτηρίων ψεκασμού μπορεί να αυξηθεί.

• Κατάψυξη: Η υπερηχητική κατάψυξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του σχηματισμού κρυστάλλων πάγου σε τρόφιμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατάψυξης. Η διαδικασία περιλαμβάνει την υποβολή του τροφίμου σε ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας ενώ καταψύχεται. Τα κύματα υπερήχων δημιουργούν δονήσεις που εμποδίζουν το σχηματισμό μεγάλων κρυστάλλων πάγου, με αποτέλεσμα ένα προϊόν με ομαλότερη υφή και καλύτερη ποιότητα.
• Απόψυξη: Υπερήχων απόψυξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του χρόνου απόψυξης των κατεψυγμένων προϊόντων διατροφής. Η διαδικασία περιλαμβάνει την υποβολή του κατεψυγμένου προϊόντος σε κύματα υπερήχων, τα οποία παράγουν θερμότητα και επιταχύνουν τη διαδικασία απόψυξης. Δεδομένου ότι ο υπέρηχος προάγει μια πολύ ομοιόμορφη κατανομή της ενέργειας, η απόψυξη με υπερήχους μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για προϊόντα που είναι δύσκολο να ξεπαγώσουν ομοιόμορφα, όπως το κρέας, τα θαλασσινά, τα φρούτα και τα λαχανικά.
  Κατά την κατάψυξη, την απόψυξη και την ξήρανση, ο υπερηχογράφος ισχύος προκαλεί σημαντικές βελτιώσεις στις διαδικασίες μεταφοράς μάζας και ενέργειας, γεγονός που επιταχύνει αυτές τις διαδικασίες και τις καθιστά πιο οικονομικές.
• Ανίχνευση διαρροής μπουκαλιών: Ο υπέρηχος είναι ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος ανίχνευσης διαρροών και ρωγμών σε φιάλες και δοχεία ανθρακικών ποτών όπως σόδα, μπύρα, αφρώδες κρασί κ.λπ. Υπερήχων εφαρμόζεται επίσης στην απαέρωση των ανθρακούχων ποτών, π.χ., μπύρα πριν από την εμφιάλωση, μια διαδικασία γνωστή ως de-fobbing.
• Άλμη / Αποσκωρίωση: Η άλμη είναι κοινή διαδικασία στη συντήρηση και την παρασκευή τροφίμων, ειδικά για το κρέας, τα ψάρια, το τυρί και τα λαχανικά. Υπερήχους συντομεύει το χρόνο άλμης και επιτρέπει τη χρήση μειωμένων ποσοτήτων χλωριούχου νατρίου σε σύγκριση με παραδοσιακά τρόφιμα άλμης και τουρσιά.
• Ενυδάτωση / Επανυδάτωση: Ο υπέρηχος ισχύος είναι μια απλή, αλλά εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδος ενυδάτωσης ή επανενυδάτωσης τροφίμων όπως αποξηραμένα όσπρια (π.χ. φασόλια, ρεβίθια) ή αφυδατωμένα μανιτάρια. Δεδομένου ότι ο υπέρηχος ανοίγει κυτταρικούς πόρους στα τρόφιμα, το νερό μπορεί να διεισδύσει γρήγορα. Αυτό οδηγεί σε επιταχυνόμενη διόγκωση των οσπρίων και στη συνέχεια σε μικρότερο χρόνο μαγειρέματος.
• Αποκρυστάλλωση μελιού: Ως μη θερμική επεξεργασία, ο υπέρηχος χρησιμοποιείται αποτελεσματικά για την πρόληψη του σχηματισμού μεγάλων κρυστάλλων ζάχαρης στο μέλι. Επιπλέον, ήδη σχηματισμένοι μεγάλοι κρύσταλλοι στο μέλι μπορούν να αποκρυσταλλωθούν με υπερηχογραφική επεξεργασία. Ως εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική διάλυσης, οι υπερήχων τύπου καθετήρα διαλύουν κρυστάλλους ζάχαρης με αποτέλεσμα ένα ομοιόμορφα ομαλό μέλι. Επιπλέον, ο υπέρηχος βελτιώνει τη μικροβιολογική ποιότητα του μελιού, καθώς τα ανεπιθύμητα μικρόβια αδρανοποιούνται λόγω της επίδρασης της διαταραχής των υπερηχητικών κυττάρων.
• Τηγάνισμα: Υπερήχων τηγάνισμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της απορρόφησης πετρελαίου σε τηγανητά προϊόντα διατροφής. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη βύθιση του κρέατος ή του λαχανικού σε καυτό λάδι ενώ το υποβάλλει σε ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας. Τα κύματα υπερήχων δημιουργούν μικρές φυσαλίδες στην επιφάνεια του τροφίμου, οι οποίες μειώνουν την περιοχή επαφής μεταξύ του λαχανικού/κρέατος και του ελαίου, με αποτέλεσμα μικρότερη απορρόφηση ελαίου και ένα πιο υγιεινό τελικό προϊόν. Υπερήχων τηγάνισμα επιτρέπει να μαγειρεύουν τα τρόφιμα σε χαμηλότερες θερμοκρασίες δημιουργώντας ανώτερα προφίλ γεύσης, διατηρώντας τα θρεπτικά συστατικά.

Υπερήχων υψηλής απόδοσης για την επεξεργασία τροφίμων

Hielscher Υπέρηχοι βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές είναι υψηλής απόδοσης υπερήχων, τα οποία είναι ακριβώς ελεγχόμενα και επιτρέπουν με αυτόν τον τρόπο για αναπαραγώγιμα αποτελέσματα και συνεχή ποιότητα του προϊόντος. Όντας σε θέση να παραδώσει πολύ υψηλά πλάτη, Hielscher υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολύ απαιτητικές εφαρμογές.
Οι πελάτες είναι ικανοποιημένοι από την εξαιρετική ευρωστία και αξιοπιστία των συστημάτων Hielscher Ultrasonics. Hielscher υπερήχων λειτουργούν αξιόπιστα σε τομείς βαρέων καθηκόντων εφαρμογή, απαιτητικά περιβάλλοντα και 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία και εξασφαλίζουν έτσι αποτελεσματική και οικονομική επεξεργασία τροφίμων. Υπερήχων εντατικοποίηση της διαδικασίας μειώνει το χρόνο επεξεργασίας και επιτυγχάνει καλύτερα αποτελέσματα, δηλαδή υψηλότερη ποιότητα, υψηλότερες αποδόσεις, νέα προϊόντα.
Με τη συνεπή εφαρμογή ειδικών υλικών, όπως π.χ. τιτάνιο, ανοξείδωτο ατσάλι, κεραμικό ή γυαλί διαφορετικών βαθμών, διασφαλίζεται η συμβατότητα της τεχνικής με τη διαδικασία.
Υπερήχων επεξεργαστές είναι φιλικό προς τον χειριστή και βολικό μηχανήματα με χαμηλή συντήρηση και ένα σχετικά χαμηλό κόστος.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας:

Σχεδιασμός, Κατασκευή και Συμβουλευτική – Ποιότητα κατασκευής στη Γερμανία

Hielscher υπερήχων είναι γνωστοί για τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η ευρωστία και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι δύσκολες συνθήκες και τα απαιτητικά περιβάλλοντα αντιμετωπίζονται εύκολα από υπερήχους Hielscher.

Η Hielscher Ultrasonics είναι μια εταιρεία πιστοποιημένη με ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση σε υπερήχους υψηλής απόδοσης που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και φιλικότητα προς το χρήστη. Φυσικά, οι υπερηχητικοί Hielscher είναι συμβατοί με το CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.

Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε

Πώς υπέρηχοι στην επεξεργασία τροφίμων εργασίας?

Υπερήχων επεξεργασία τροφίμων είναι μια καλά καθιερωμένη τεχνολογία που χρησιμοποιείται για εφαρμογές επεξεργασίας τροφίμων όπως η ανάμειξη και ομογενοποίηση, γαλακτωματοποίηση, εκχύλιση, διάλυση, αποέρωση & αποαερισμός, αναζωογόνηση του κρέατος, κρυστάλλωση, καθώς και λειτουργικοποίηση και τροποποίηση ενδιάμεσων προϊόντων και τελικών τροφίμων. Όντας εγκατασταθεί ένα από δεκαετίες σε εργοστάσια παραγωγής τροφίμων, Hielscher υπερήχων επεξεργαστές τροφίμων είναι εξελιγμένα και αναπτύχθηκε για να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του κλάδου. Υπερήχων επεξεργαστές εφαρμόζουν φυσικές δυνάμεις που δημιουργούνται από τα κύματα υπερήχων ισχύος, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη γενιά της σπηλαίωσης.

Τι είναι η ακουστική Σπηλαίωση;

Ακουστική Σπηλαίωση, επίσης γνωστή ως υπερήχων Σπηλαίωση, είναι η ανάπτυξη και κατάρρευση των λεπτών φυσαλίδες κενού σε ένα υπερηχητικό πεδίο που παράγεται σε υγρά ή πολτούς. Οι φυσαλίδες σπηλαίωσης αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της εναλλασσόμενης υψηλής πίεσης/χαμηλής πίεσης κύκλους, που είναι συμπίεση και αραίωση φάσεις αντίστοιχα. Αφού έχει μεγαλώσει σε αρκετούς κύκλους εναλλασσόμενης πίεσης, η φούσκα κενού φτάνει σε ένα σημείο όπου δεν μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια έτσι ώστε η φούσκα να καταρρεύσει βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης των φυσαλίδων, εμφανίζονται τοπικές ακραίες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων ακραίων θερμοκρασιών έως και 5.000 k με πολύ υψηλά ποσοστά θέρμανσης και ψύξης, πιέσεις έως και 2000 ATM και αντίστοιχες διαφορές πίεσης, και πίδακες υγρών με ταχύτητα έως 280 m/s. Σε αυτές τις καπιταλιστικό “καυτά σημεία”, οι τοπικές ακραίες δυνάμεις δημιουργούν φυσικές συνθήκες, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την ανάμειξη, την εκχύλιση και την αύξηση της μαζικής μεταφοράς.

Η ακουστική σπηλαίωση, που παράγεται από υπερήχους υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας, δημιουργεί έντονες δυνάμεις διάτμησης και τοπικά απαντώμενες διαφορές υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας, οι οποίες παρέχουν την απαραίτητη επίδραση για έντονη ανάμειξη και μεταφορά μάζας. Αυτές οι δυνάμεις διάτμησης υπερήχων εφαρμόζονται με επιτυχία για την επεξεργασία τροφίμων.

Λογοτεχνία / Αναφορές

• 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.