Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Pasteurización por ultrasonidos de alimentos líquidos

La pasteurización por ultrasonidos es un proceso de esterilización no térmico para inactivar microbios como E. coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans y Anoxybacillus flavithermus, entre muchos otros, con el fin de evitar el deterioro microbiano y lograr la estabilidad a largo plazo de los alimentos y las bebidas.

Pasteurización no térmica de alimentos & Bebidas por sonicación

La pasteurización por ultrasonidos es una tecnología alternativa no térmica que se utiliza para destruir o desactivar los organismos y enzimas que contribuyen al deterioro de los alimentos. La ultrasonicación puede utilizarse para pasteurizar alimentos enlatados, leche, productos lácteos, huevos, zumos, bebidas con bajo contenido de alcohol y otros alimentos líquidos. La ultrasonicación sola, así como los ultrasonidos combinados con condiciones de calor y presión elevados (conocidos como termo-manosonización) pueden pasteurizar eficazmente zumos, leche, productos lácteos, huevos líquidos y otros productos alimentarios. Un sofisticado tratamiento de pasteurización por ultrasonidos supera a las técnicas de pasteurización tradicionales, ya que los ultrasonidos no afectan negativamente al contenido de nutrientes ni a las características físicas de los productos alimentarios tratados. El uso de ultrasonidos o de la termo-manosonización para pasteurizar productos alimentarios líquidos puede proporcionar un producto rico en nutrientes y de mayor calidad que el método tradicional de pasteurización a alta temperatura y corta duración (HTST).
Estudios de investigación como el de Beslar et al. (2015) encontraron que el tratamiento ultrasónico puede proporcionar ventajas significativas para el procesamiento de jugos, incluyendo factores de calidad mejorados, como el rendimiento, la extracción, la turbidez, las propiedades reológicas y el color, así como la vida útil.

Solicitar información




Observe nuestro Política de privacidad.


Ultrasonic inline homogenizer for juice, dairy and liquid egg pasteurization

La pasteurización por ultrasonidos es una técnica no térmica para inactivar los microbios en los alimentos líquidos. Debido a la baja temperatura de procesamiento, se evita la descomposición térmica de los nutrientes y los sabores. De este modo, la pasteurización por ultrasonidos da lugar a productos alimentarios de alta calidad.

Ultrasonic pasteurization is a non-thermal alternative technique to pasteurize liquid food products such as juices, dairy, milk, and low alcoholic beverages.

Curvas de supervivencia de Escherichia coli (a) y Staphylococcus aureus (b) en zumo de manzana tras el tratamiento con ultrasonidos (UT) a diferentes temperaturas y tras el tratamiento térmico (HT) a las mismas temperaturas.
imagen y estudio: Baboli et al. 2015

¿Cómo funciona la pasteurización por ultrasonidos?

La inactivación y destrucción de microbios por ultrasonidos es una técnica no térmica, lo que significa que su principio de funcionamiento principal no se basa en el calor. La pasteurización ultrasónica se produce principalmente por los efectos de la cavitación acústica. El fenómeno de la cavitación acústica / ultrasónica es conocido por sus altas temperaturas, presiones y diferenciales respectivos, que se producen dentro y alrededor de las diminutas burbujas de cavitación. Además, la cavitación acústica genera fuerzas de cizallamiento muy intensas, chorros de líquido y turbulencias. Estas fuerzas destructivas causan grandes daños en las células microbianas, como la perforación y la disrupción celular. La perforación y la disrupción de las células son efectos únicos encontrados en las células tratadas con ultrasonidos, causados principalmente por los chorros de líquido generados por la cavitación.

La cavitación ultrasónica/acústica crea fuerzas muy intensas que abren las paredes celulares conocidas como lisis (Haga clic para ampliar!)

La pasteurización por ultrasonidos se basa en la cavitación acústica y sus fuerzas de cizallamiento hidrodinámicas

Por qué la sonicación supera a la pasteurización tradicional

La industria de alimentos y bebidas aplica ampliamente la pasteurización convencional para inactivar o matar microbios como bacterias, levaduras y hongos, con el fin de evitar el deterioro microbiano y dar a sus productos una mayor vida útil y estabilidad. La pasteurización convencional funciona mediante un tratamiento breve a temperaturas elevadas, normalmente inferiores a 100°C (212°F). La temperatura y la duración exactas se ajustan normalmente al producto alimentario específico y a los microbios que deben ser inactivados. La eficacia de un proceso de pasteurización se determina por la tasa de inactivación microbiana, que se mide como reducción logarítmica. La reducción logarítmica mide el porcentaje de microbios inactivados a una temperatura específica durante un tiempo determinado. Las condiciones del tratamiento térmico y la tasa de inactivación microbiana están influidas por el tipo de microbios, así como por la composición del producto alimentario. La pasteurización tradicional basada en el calor tiene varias desventajas que van desde la insuficiente inactivación microbiana, los efectos negativos en el producto alimenticio, así como el calentamiento desigual a través del producto tratado. Un calentamiento insuficiente debido a la corta duración de la pasteurización o a una temperatura demasiado baja da lugar a una baja tasa de reducción logarítmica y al consiguiente deterioro microbiano. Un tratamiento térmico excesivo puede provocar el deterioro del producto, como sabores quemados, y una menor densidad de nutrientes debido a la destrucción de los nutrientes sensibles a la temperatura.

Desventajas de la pasteurización convencional

  • puede destruir o dañar nutrientes importantes
  • puede causar sabores extraños
  • grandes necesidades energéticas
  • ineficaz contra los patógenos resistentes al calor
  • no es aplicable a todos los productos alimentarios
Ultrasonic pasteurization is a non-thermal alternative to pasteurize dairy, milk, liquid egg, juices and other food products.

El UIP16000 es un homogeneizador ultrasónico totalmente industrial para la pasteurización en línea de alimentos y bebidas.

Solicitar información




Observe nuestro Política de privacidad.


Pasteurización por ultrasonidos de productos lácteos

La sonicación, la termosonificación y la termo-manosonificación han sido ampliamente investigadas para la pasteurización de la leche y los productos lácteos. Por ejemplo, se ha comprobado que los ultrasonidos eliminan el deterioro y los patógenos potenciales hasta alcanzar niveles cero o aceptables según la legislación sudafricana y británica sobre la leche, incluso cuando antes del tratamiento había cargas de inóculo iniciales 5 veces superiores a las permitidas. Los recuentos de células viables de E. coli se redujeron en un 100% tras 10 minutos de ultrasonidos. Además, se demostró que los recuentos viables de Pseudomonas fluorescens se redujeron en un 100% tras 6,0 minutos y que Listeria monocytogenes se redujo en un 99% tras 10,0 minutos. (Cameron et al. 2009)
La investigación también demostró que la termosonificación puede inactivar la Listeria innocua y las bacterias mesófilas en la leche entera cruda. Los ultrasonidos demostraron ser una tecnología viable para la pasteurización y homogeneización de la leche, mostrando tiempos de procesamiento más cortos sin cambios importantes en el pH y el contenido de ácido láctico, junto con una mejor apariencia y consistencia en comparación con el tratamiento térmico convencional. Estos hechos son ventajosos en muchos aspectos del procesamiento de productos lácteos. (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)

Pasteurización por ultrasonidos de zumos y purés de frutas

Ultrasonic high-shear homogenization improves flavour, texture, nutritional profile, and smoothness.La pasteurización ultrasónica se aplicó como una técnica de pasteurización alternativa eficaz y rápida para inactivar Escherichia coli y Staphylococcus aureus en el zumo de manzana. Cuando el zumo de manzana sin pulpa se procesó por ultrasonidos, el tiempo de reducción de 5 logs fue de 35 s para E. coli a 60degC y de 30 s para S. aureus a 62degC. Aunque en el estudio se comprobó que el alto contenido de pulpa hacía que el ultrasonido fuera menos letal para S. aureus, mientras que no tenía ningún efecto significativo sobre E. coli, hay que tener en cuenta que no se aplicó ninguna presión. La sonicación bajo presiones elevadas intensifica significativamente la cavitación ultrasónica y, por tanto, la inactivación microbiana en líquidos más viscosos. El tratamiento con ultrasonidos no tuvo un efecto significativo en la actividad antioxidante determinada por la actividad de barrido de radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH), pero aumentó significativamente el contenido fenólico total. El tratamiento también dio lugar a un zumo más estable y con mayor uniformidad. (cf. Baboli et al. 2020)

Inactivación por ultrasonidos de bacterias grampositivas y gramnegativas

bacterias Escherichia coli se lisan fiable utilizando homogeneizadores de tejido ultrasónico.Se sabe que las bacterias grampositivas, como Listeria monocytogenes o Staphylococcus aureus, son en general más resistentes que las gramnegativas y soportan las tecnologías de pasteurización, como la PEF, la HPP y la mano-sonicación (MS), durante períodos de tratamiento más largos debido a que sus paredes celulares son más gruesas. Las bacterias gramnegativas tienen dos – uno externo y otro citoplasmático – membranas celulares lipídicas con una fina capa de peptidoglicano entre ellas, lo que las hace más susceptibles a la inactivación por ultrasonidos. Por otro lado, las bacterias grampositivas tienen una sola membrana lipídica con una pared de peptidoglicano más gruesa, lo que les confiere más resistencia contra los tratamientos de pasteurización. Las investigaciones científicas compararon el efecto de los ultrasonidos de potencia sobre las bacterias gramnegativas y grampositivas y descubrieron que tenían un efecto inhibidor más fuerte sobre las bacterias gramnegativas. (cf. Monsen et al. 2009) Las bacterias grampositivas requieren condiciones de ultrasonido más intensas, es decir, amplitudes más altas, temperaturas más altas, presiones más altas y/o un tiempo de sonicación más largo. Los sistemas de ultrasonidos de potencia de Hielscher Ultrasonics pueden proporcionar amplitudes muy altas y pueden funcionar a temperaturas elevadas y con reactores de celdas de flujo presurizables. Esto permite una sonicación intensa / termo-manosonicación para inactivar incluso cepas de bacterias muy resistentes.

Inactivación por ultrasonidos de las bacterias termodúricas

Las bacterias termoduros son bacterias que pueden sobrevivir, en mayor o menor medida, al proceso de pasteurización. Entre las especies de bacterias termoduros se encuentran Bacillus, Clostridium y Enterococci. "Sin embargo, la ultrasonicación al 80% de amplitud durante 10 minutos inactivó las células vegetativas de B. coagulans y A. flavithermus en la leche desnatada en 4,53 y 4,26 logs, respectivamente. Un tratamiento combinado de pasteurización (63 grados C/30 min) seguido de ultrasonido eliminó completamente aproximadamente log 6 ufc/mL de estas células en la leche desnatada." (Khanal et al. 2014)

Ventajas de la pasteurización por ultrasonidos y por termosonificación

  • Mayor eficiencia
  • Elimina las bacterias termodúricas
  • Eficaz contra varios microbios
  • Aplicable a los alimentos líquidos del colector
  • Efectos sinérgicos
  • Extracción de nutrientes
  • Eficiencia energética
  • Fácil y seguro de operar
  • Equipo de calidad alimentaria
  • CIP / SIP
Ultrasonic inline pasteurization system

Configuración de ultrasonidos UIP4000hdT para la pasteurización no térmica en línea de productos alimentarios (por ejemplo, lácteos, leche, zumos, huevo líquido, bebidas)

Solicitar información




Observe nuestro Política de privacidad.


Equipo de pasteurización por ultrasonidos de alto rendimiento

Hielscher Ultrasonics tiene una larga experiencia en la aplicación de ultrasonidos de potencia en el sector alimentario. & industria de las bebidas, así como muchas otras ramas industriales. Nuestros procesadores ultrasónicos están equipados con sonotrodos y celdas de flujo (las partes húmedas) fáciles de limpiar (limpieza in situ CIP / esterilización in situ SIP). Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores industriales de ultrasonidos pueden ofrecer amplitudes muy elevadas. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Las altas amplitudes son importantes para inactivar los microbios más resistentes (por ejemplo, las bacterias grampositivas). Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. Todos los sonotrodos y reactores de célula de flujo ultrasónico pueden funcionar a temperaturas y presiones elevadas, lo que permite una termosonificación fiable y una pasteurización muy eficaz.
La tecnología más avanzada, el alto rendimiento y el sofisticado software hacen que Hielscher Ultrasonics’ caballos de batalla fiables en su línea de pasteurización de alimentos. Con un tamaño reducido y opciones de instalación versátiles, los ultrasonidos de Hielscher pueden integrarse fácilmente en las líneas de producción existentes.
Póngase en contacto con nosotros para saber más sobre las características y la capacidad de nuestros sistemas de pasteurización por ultrasonidos. Estaremos encantados de hablar con usted sobre su aplicación.
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

Póngase en contacto con nosotros/Envíenos su pregunta

Solicite más información

Por favor, utilice el siguiente formulario para solicitar información adicional sobre los procesadores ultrasónicos, aplicaciones y precio. Estaremos encantados de discutir su proceso con usted y ofrecerle un sistema de ultrasonidos que cumpla con sus requisitos!









Por favor, tenga en cuenta Política de privacidad.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.

Literatura / Referencias



Información interesante

¿Qué son las bacterias mesófilas?

Las bacterias mesófilas definen un grupo de bacterias que crecen a temperaturas moderadas entre 20 °C y 45 °C y con una temperatura óptima de crecimiento en el rango de 30-39 °C. Ejemplos de bacterias mesófilas: E. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum, entre muchas otras.
Las bacterias que prefieren temperaturas más altas se conocen como termófilas. Las bacterias termófilas fermentan mejor cuando superan los 30 °C.