Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Homogeneización de jugos y batidos con ultrasonidos de potencia

Los zumos, batidos y bebidas requieren una homogeneización fiable y eficiente para proporcionar un sabor y una textura deseables, así como una estabilidad a largo plazo. Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento se utilizan ampliamente en la industria alimentaria y de bebidas para producir jugos, bebidas, purés y salsas de calidad superior. Como tratamiento no térmico, la homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento evita la degradación térmica de las vitaminas y los compuestos bioactivos, al tiempo que proporciona una estabilidad y suavidad excepcionales.

Homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento de jugos, batidos y bebidas

Ultrasonic high-shear homogenization improves flavour, texture, nutritional profile, and smoothness.Estabilidad mejorada por ultrasonido – evitando la separación de fases y la sedimentación: La pulpa de frutas y verduras se descompone en pequeñas partículas logrando una gran estabilidad, evitando la sedimentación y dando una textura suave.
Modificación ultrasónica de la viscosidad y la textura del jugo: Las frutas y verduras como las manzanas, zanahorias, naranjas, toronjas, limones y tomates son ricas en pectinas. Las pectinas son polisacáridos que funcionan como estabilizadores naturales. Los homogeneizadores ultrasónicos extraen las pectinas de la matriz celular y las liberan en el jugo, aumentando así la viscosidad y la estabilidad. Por lo tanto, los homogeneizadores ultrasónicos son excelentes para hacer uso de estabilizadores naturales como las pectinas.
Mejora del perfil de fitonutrientes mediante la extracción ultrasónica: Los homogeneizadores ultrasónicos rompen las matrices celulares y promueven la liberación de moléculas atrapadas como vitaminas, antioxidantes, polifenoles y flavonoides en el producto de los jugos. Los fitonutrientes se vuelven así más biodisponibles y bioaccesibles cuando se consumen.
Perfil de sabor intensificado debido a la sonicación: Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento no sólo liberan pectinas, sino también moléculas de sabor, aceites esenciales, azúcares naturales y fitonutrientes. (Para un perfil de nutrientes mejorado por ultrasonido, véase el estudio de caso que figura a continuación). La extracción ultrasónica libera moléculas bioactivas como compuestos de sabor y vitaminas de la matriz celular y las pone así a disposición de las papilas gustativas del consumidor.
Perfil de color intensificado debido a la sonicación: Los pigmentos vegetales también están contenidos en la matriz celular de la planta. Los homogeneizadores ultrasónicos liberan pigmentos vegetales como carotenoides, clorofila, betalaninas y antocianinas y los reducen en el tamaño de las partículas. El tamaño reducido del pigmento dispersa la luz mejor que las partículas más grandes y obtiene así un color más intenso de los jugos, purés o salsas.

Ultrasonic high-shear mixers are used to homogenize fruit and vegetable juices.

Homogeneizador ultrasónico de alto cizallamiento con célula de flujo de vidrio para el tratamiento de jugos, batidos, purés y salsas.

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¿Por qué la Homogeneización de Jugos Ultrasónicos?

  • Mejor perfil de sabor debido a la extracción
  • El aumento del rendimiento de los jugos
  • Mayor valor de micronutrientes
  • Increased dulzura sin azúcar adicional (EE.UU. extrae el azúcar natural intracelular y lo hace disponible para las papilas gustativas)
  • Mayor biodisponibilidad del fito-nutrients
  • Textura suave
  • Enzyme inactivación
  • estabilización microbiana
  • Enhanced vida útil

Homogeneización de jugos ultrasónicos – Múltiples beneficios

Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento son fiables y eficientes para mezclar bebidas como zumos de frutas, néctares, zumos de verduras, batidos, limonadas con infusión de frutas, bebidas lácteas con sabor, batidos de proteínas, bebidas con infusión y más.
En la extracción y el prensado del jugo, la ultrasonificación puede aumentar el rendimiento del jugo. Por ejemplo, el tratamiento con ultrasonidos aumentó el rendimiento del zumo de uva hasta un 3,4%, mientras que el tiempo de tratamiento se triplicó. La ultrasonicación combinada con el tratamiento enzimático también aumentó el rendimiento del zumo hasta un 2% y redujo el tiempo de tratamiento más de cuatro veces en comparación con el tratamiento enzimático tradicional. La aplicación sucesiva de ultrasonido y tratamiento enzimático aumentó el rendimiento de los jugos hasta un 7,3%. Del mismo modo, en el jugo de piña, la ultrasonificación por sí sola aumentó el rendimiento de extracción en un 10,8% para el jugo de la piña. El tratamiento ultrasónico también aumentó el contenido de azúcares, ácidos totales, fenólicos y vitamina C. (cf. Baslar et al. 2015)
La fabricación de bebidas como los zumos, las limonadas con zumo y otras bebidas requiere una homogeneización y emulsificación fiable para lograr estabilidad, mejorar el sabor y la textura, un atractivo aspecto óptico y mejores funcionalidades. Por ejemplo, la homogeneización ultrasónica proporciona una estabilidad excepcional, evita la separación de fases y mejora el sabor y la textura de los zumos, batidos y bebidas a base de leche y proteínas. Además, los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento emulsionan fácilmente diversos ingredientes para producir emulsiones claras. Una aplicación común de la emulsificación ultrasónica es la preparación de aguas y bebidas con infusión de cannabis. Las bebidas de agua clara y otras bebidas pueden ser infundidas por ultrasonido con cannabinoides estables (por ejemplo, CBD, CBG, THC). Para obtener emulsiones claras con una alta biodisponibilidad de los compuestos activos, los compuestos bioactivos deben ser emulsionados a tamaño nano. La emulsificación ultrasónica es la técnica superior para producir nanoemulsiones de aspecto claro, estabilidad excepcional, biodisponibilidad y funcionalidades. Por lo tanto, la nanoemulsión ultrasónica se aplica ampliamente en la fabricación de productos farmacéuticos y suplementos (por ejemplo, tinturas de CBD, etc.).
Al mismo tiempo, los homogeneizadores ultrasónicos extraen moléculas de sabor, compuestos bioactivos y fitonutrientes, haciéndolos más biodisponibles y bioaccesibles. Pero los homogeneizadores ultrasónicos también disuelven azúcares, jarabes o edulcorantes y dispersan e hidratan gomas, almidones y otros aditivos en suspensiones estables a largo plazo. Una sola unidad de ultrasonidos de Hielscher proporciona a la fabricación de zumos y bebidas el cumplimiento de las diversas tareas de homogeneización, nanoemulsificación, extracción, dispersión, disolución, hidratación y mezcla.

Ultrasonication improves the particle size, structure and smoothness of fruit juices and nectars such as apple juice and orange juice.

El efecto de la sonicación con el UP400S a una amplitud de 100μm en la microestructura del jugo de manzana.
Estudio e imagen: Ertugay & Baslar, 2014

Estudio de caso: Mejora del perfil de nutrientes en el zumo de naranja sonicado

La homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento es un método no térmico de conservación y elaboración de alimentos que tiene la ventaja de mejorar la estabilización e inactivar los microorganismos en los zumos de frutas sin causar los comunes efectos secundarios no deseados asociados a los tratamientos térmicos convencionales. Guerrouj y otros (2016) investigaron los efectos de la ultrasonicación en el contenido total de fenólicos y flavonoides, así como en los carotenoides y el ácido ascórbico (vitamina C) en el zumo de naranja utilizando un homogeneizador UP200S de Hielscher Ultrasonics. Encontraron un aumento significativo del contenido fenólico total en las muestras de jugo de naranja sonicadas cuando se las comparó con un control (véase el cuadro siguiente). Este aumento fue de 42,74 a 69,45mg GAE/100 ml para un tratamiento ultrasónico de 30 min. Estos resultados muestran una mejora significativa en los compuestos fenólicos dentro del tratamiento de sonicación.
Los resultados sobre la actividad de eliminación de radicales libres del DPPH en el jugo de naranja también están representados en la tabla siguiente. Las muestras sonicadas mostraron un aumento significativo en el porcentaje de inhibición de DPPH en comparación con el control, lo que indica un mayor nivel de antioxidantes. El porcentaje de inhibición de la DPPH fue del 37,48%, 35,70%, 34,70% y 35,21% en muestras sonicadas de 1, 10, 20 y 30 minutos, respectivamente, en comparación con las muestras de control (21,67%). Estos hallazgos son congruentes con los resultados encontrados en el jugo de lima kasturi sonicado (Bhat et al., 2011). Estos resultados indican que el tratamiento de sonicación mejora la extractabilidad de los compuestos antioxidantes.
Los investigadores concluyen que el tratamiento ultrasónico del zumo de naranja dio lugar a una mejora general de los compuestos bioactivos como los fenólicos totales, los flavonoides, los carotenoides, las antocianinas y el ácido ascórbico, con reducciones significativas en los recuentos microbianos.

Ultrasonically stabilized orange juice shows increased stability and no sedimentation.

Izquierda: jugo de naranja sin tratar; derecha: jugo de naranja sonicado
La homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento produce un jugo estable sin sedimentación


El zumo de naranja de la izquierda no está tratado y muestra una clara sedimentación; el zumo de naranja de la derecha está homogeneizado por ultrasonidos y tiene una textura homogénea, estable y suave.

El zumo de naranja de la izquierda no está tratado y muestra una clara sedimentación; el zumo de naranja de la derecha está homogeneizado por ultrasonidos y tiene una textura homogénea, estable y suave.


The study shows that sonication with the Hielscher UP200S improves the nutrient profile in orange juice.

Mejora ultrasónica de los fenólicos totales, los flavonoides totales, la actividad de eliminación de radicales DPPH, los carotenoides totales y el contenido de ácido ascórbico en el zumo de naranja.
Estudio y mesa: Guerrouj y otros 2016


Sondas ultrasónicas y células de flujo para la homogeneización del jugo

Hielscher Ultrasonics tiene una larga experiencia en la fabricación de homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento que se utilizan en todo el mundo en la producción industrial de zumos de frutas y verduras, néctares, batidos, bebidas proteínicas, así como para purés y salsas. La homogeneización fiable y eficiente de los zumos de frutas, bebidas y productos alimenticios es una aplicación exigente que requiere sondas ultrasónicas de alta potencia que generen amplitudes constantes y proporcionen el cizallamiento suficiente para obtener productos alimenticios y bebidas homogéneos. Todos los dispositivos de ultrasonidos de Hielscher están diseñados y fabricados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, a plena carga. Los procesadores ultrasónicos están disponibles desde compactos ultrasonidos de laboratorio de 50 vatios hasta potentes sistemas ultrasónicos en línea de 16.000 vatios. Una amplia variedad de bocinas de refuerzo, sonotrodos y células de flujo permiten la configuración individual de un homogeneizador ultrasónico de alto cizallamiento en correspondencia con la materia prima (por ejemplo, frutas, verduras, otros ingredientes, etc.) y las características deseadas del producto final.
Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultrasónicas de alto rendimiento que pueden configurarse específicamente para entregar el espectro completo de amplitudes muy suaves a muy altas. Si su aplicación de homogeneización requiere especificaciones inusuales (por ejemplo, combinación con presiones y/o temperaturas elevadas), hay sonotrodos ultrasónicos personalizados disponibles. La robustez del equipo de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo pesado y en entornos exigentes.

Homogeneización de jugos ultrasónicos en modo batch e inline

Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento de Hielscher pueden utilizarse para la sonicación en línea continua y por lotes. Dependiendo del volumen de la bebida y de la velocidad de procesamiento, le recomendaremos la configuración ultrasónica más adecuada.
Feeding multiple feeding streams, which can be independently metered into the continuous ultrasonic homogenizer system, makes the inline homogenization using ultrasonic high-shear treatment highly time- and labour-efficient, convenient and capable to process industrial volumes of juices and beverages.

Sondas ultrasónicas y células de flujo para cualquier volumen

La gama de productos de Hielscher Ultrasonics abarca todo el espectro de procesadores ultrasónicos, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio, pasando por los sistemas de mesa y los sistemas piloto, hasta los procesadores ultrasónicos totalmente industriales con capacidad para procesar cargas de camiones por hora. La gama completa de productos nos permite ofrecerle el equipo de ultrasonidos más adecuado para su producto de bebidas o alimentos, la capacidad de proceso prevista y los objetivos de producción.

Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Todos los homogeneizadores ultrasónicos de Hielscher son controlables con precisión y, por lo tanto, caballos de trabajo fiables. La amplitud es uno de los parámetros de proceso cruciales que influyen en la eficiencia y eficacia de los efectos sonomecánicos como la homogeneización, la emulsificación, la extracción, la hidratación, la disolución y la conservación. Todos los ultrasonidos de Hielscher’ Los procesadores permiten el ajuste preciso de la amplitud. Los sonotrodos y las bocinas de refuerzo son accesorios que permiten modificar la amplitud en un rango aún más amplio. Los homogeneizadores industriales ultrasónicos de alto cizallamiento de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy altas y ofrecer la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7.
Los ajustes de amplitud precisos y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le dan la posibilidad de procesar su jugo, bebida o producto alimenticio en condiciones optimizadas. Sonicación óptima para la más eficiente homogeneización del jugo!
La robustez del equipo de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana, en entornos exigentes. Esto hace del equipo de ultrasonidos de Hielscher una herramienta de trabajo fiable que cumple con su comida & requisitos de fabricación de bebidas.

La más alta calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa familiar, Hielscher da prioridad a los más altos estándares de calidad para sus procesadores de ultrasonidos. Todos los ultrasonidos se diseñan, fabrican y prueban a fondo en nuestra sede en Teltow, cerca de Berlín, Alemania. La robustez y fiabilidad de los equipos de ultrasonidos de Hielscher los convierten en un caballo de batalla en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento de Hielscher.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para dispersión, emulsificación y extracción celular.

Homogeneizadores ultrasónicos de alta potencia de laboratorio a piloto y Uso industrial escala.

Literatura / Referencias



Información interesante

Jugo, jugo de concentrado y néctar

El jugo es una bebida hecha de la extracción o prensado del líquido natural contenido en las frutas y verduras. También puede referirse a los líquidos que están aromatizados con concentrado. El jugo se consume comúnmente como bebida, pero también puede utilizarse como ingrediente o componente de sabor en alimentos u otras bebidas, como en los batidos.
El jugo se diferencia en 100% jugo, jugo de concentrado y néctar. El 100% de jugo es un jugo de fruta hecho al 100% de frutas y vegetales naturales sin colorantes, conservantes o azúcares añadidos. Sin embargo, el zumo de fruta puede ser preparado de diferentes maneras, por ejemplo, a partir de un zumo fresco no concentrado o hecho a partir de un zumo concentrado. En el primer caso, las frutas son prensadas y almacenadas o embotelladas directamente después de la cosecha. Para la última variante de jugo "hecho a partir de concentrado", el jugo prensado se concentra eliminando el agua del jugo recién prensado bajo un tratamiento de vacío. De esta manera se obtiene un concentrado similar al jarabe, de volumen reducido, que es favorable para el transporte del producto del zumo. Después de enviar el concentrado de jugo a su destino final, se convierte en jugo de fruta mediante la adición de agua.
El término néctar se refiere al jugo de frutas que contienen demasiada acidez o pulpa de fruta para ser consumido como jugo al 100%. Ejemplos comunes de frutas que producen néctar son los plátanos, los mangos, los albaricoques, los melocotones o las peras. El jugo o, que técnicamente es un puré, se diluye con agua y puede tener azúcar añadido para darle una consistencia bebible y un sabor agradable. El contenido de zumo de frutas en el néctar varía entre el 25 y el 99 % según el contenido de fruta y la receta del fabricante. Aunque el néctar puede contener azúcares añadidos, no contiene colorantes ni conservantes.
Otras formas de bebidas que contienen jugos son las limonadas y leches con sabor a jugo, los batidos y los productos de jugo fortificado. Los jugos pueden consistir en el extracto de una sola fruta o verdura o pueden combinarse de dos o más fuentes de fruta y verdura. Los zumos de fruta más populares están hechos de naranjas, manzanas, arándanos o uvas. Otras bebidas populares a base de frutas están hechas de piña, maracuyá, pomelo, mango, plátano, cereza y kiwi.
Los zumos de verduras comerciales se elaboran comúnmente a partir de diversas combinaciones de zanahorias, remolacha, apio, calabaza y tomates. Los dos últimos, aunque no son técnicamente vegetales, se utilizan comúnmente para aumentar la palatabilidad. Otros artículos populares en los jugos de verduras son el perejil, las hojas de diente de león, la col rizada, el apio, el hinojo, el brócoli y los pepinos. El limón, el ajo, el jengibre, el tumérculo y otras especias se añaden para obtener beneficios para la salud y crear perfiles de sabor interesantes.