Ultraääni elintarviketeollisuudessa
Tehon ultraäänen käyttöä käytetään lukuisiin sovelluksiin elintarvikkeiden jalostuksessa, mukaan lukien uuttaminen, homogenointi, pastörointi ja käyminen. Ei-lämpökäsittelynä ultrasonication parantaa elintarvikkeiden tuotantoprosesseja suuremmilla saannoilla, paremmalla laadulla, parannetuilla ravintoaine- ja makuprofiileilla sekä aikaa ja kustannuksia säästävällä käsittelyllä.
Ultraäänisovellukset elintarvikkeiden jalostuksessa
Power-ultraäänellä on laaja valikoima sovelluksia elintarvikkeiden jalostuksessa, mukaan lukien uuttaminen, sekoittaminen, emulgointi, pastörointi, kaasunpoisto ja lihan mureuttaminen. Näiden pääsovellusten lisäksi tehon ultraääntä käytetään myös elintarvikkeiden jäädyttämisen, sulatuksen ja kuivauksen parantamiseen.
Korkean intensiteetin ultraäänen tärkeimmät edut liittyvät erilaisten elintarvikkeiden jalostustoimintojen parantamiseen, kuten käsittelyajan lyhentämiseen, saantojen lisäämiseen, tuotteiden laadun parantamiseen ja kustannus- ja aikasäästöön, taloudelliseen käsittelyyn.
Seuraavassa kappaleessa löydät korkean intensiteetin ultraäänien tärkeimmät sovellukset elintarviketeollisuudessa:
- Uuttaminen: Ultraäänellä voidaan uuttaa bioaktiivisia yhdisteitä kasvimateriaaleista, kuten antioksidanteista, pigmenteistä ja eteerisistä öljyistä. Tätä prosessia kutsutaan sonikaatioavusteiseksi uuttamiseksi, ja sitä voidaan käyttää korkealaatuisten uutteiden tuottamiseen lyhyemmässä ajassa ja pienemmällä liuottimen kulutuksella kuin perinteiset menetelmät.
- homogenointi ja emulgointi: Ultraäänihomogenisointia voidaan käyttää stabiilien emulsioiden ja suspensioiden, kuten salaattikastikkeiden, majoneesin, voiteiden ja maitotuotteiden, tuottamiseen. Prosessiin kuuluu korkeataajuisten ääniaaltojen käyttö nesteen rasvapallojen hajottamiseksi, mikä johtaa sileään ja tasaiseen tekstuuriin.
Täältä löydät vaiheittaiset ohjeet ja videon ultraäänimajoneesin emulgointiin! - Säilytys: Korkean intensiteetin ultraääntä voidaan käyttää mikro-organismien, kuten bakteerien ja hiivojen, inaktivointiin elintarvikkeissa. Prosessi, joka tunnetaan sonikaatioavusteisena pastörointina, voi pidentää elintarvikkeiden säilyvyyttä ja vähentää elintarvikeperäisten sairauksien riskiä. Ei-lämpökäsittelytekniikkana sonikaatio välttää erittäin korkeiden lämpötilojen käytön, mikä estää lämpöherkkien ravintoaineiden hajoamisen.
Ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laajalti elintarvikkeiden jalostuksessa. Tyypillisiä sovelluksia ovat uuttaminen, sekoittaminen, emulgointi ja vanhentaminen / kypsyttäminen.
- Kaasupäästöt: Kun ultraääni levitetään nesteeseen, nesteisiin jääneet kaasukuplat sekoitetaan. Tämän seurauksena nämä ilma- ja kaasukuplat tulevat lähelle toisiaan ja sulautuvat yhteen. Theis tarkoittaa, että ne kasvavat suurempaan kuplakokoon, minkä ansiosta ne voivat kellua nesteen yläosaan ja ne voidaan helposti poistaa.
- Liuottamalla: Erinomaisten sekoitus- ja sekoitusominaisuuksiensa ansiosta ultraääni on erittäin tehokas tuottamaan erittäin tyydyttyneitä ja jopa ylikyllästettyjä liuoksia. Tätä käytetään kiteytysprosesseissa sekä suolaveden tuotannossa.
- Käyminen: Kun ultraääniaallot rei'ittävät ja hajottavat mikro-organismien soluseinät, ne ovat alttiimpia käymisprosessille. Samalla ultraääni nopeuttaa ravinteiden ja hapen kuljetusta mikro-organismeihin, mikä parantaa niiden aineenvaihduntaa. Kaiken kaikkiaan ultrasonication lisää käymisnopeutta, vähentää käymisaikaa ja parantaa halutun lopputuotteen saantoa. Tämä tekniikka on erityisen hyödyllinen elintarvikkeiden ja juomien, kuten meijerituotteiden, jogurtin, oluen, kombuchan ja viinin, valmistuksessa.
- Viskositeetin vähentäminen ennen ruiskukuivausta: Ultraäänileikkausvoimat voivat vähentää leikkausharvennuksen ja tiksotrooppisten lietteiden viskositeettia merkittävästi. Ultraäänileikkauksen ohennus ennen ruiskutusta ja ruiskutuskuivaimia mahdollistaa ruiskutuslaitteiden läpimenon lisäämisen merkittävästi. Ruiskukuivaustornit ovat usein pullonkaula tuotantolinjalla. Ultraäänellä voidaan lisätä olemassa olevien ruiskukuivainten kapasiteettia.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu suljettu eräreaktori on varustettu ultraäänilaitteella UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
- Jäädyttäminen: Ultraäänijäädytystä voidaan käyttää vähentämään jääkiteiden muodostumista elintarvikkeissa pakastusprosessin aikana. Prosessiin kuuluu ruoan altistaminen korkeataajuisille ääniaalloille sen jäädyttämisen aikana. Ultraääniaallot luovat tärinää, joka estää suurten jääkiteiden muodostumisen, mikä johtaa tuotteeseen, jolla on tasaisempi rakenne ja parempi laatu.
- Sulaminen: Ultraäänisulatusta voidaan käyttää pakastettujen elintarvikkeiden sulatusajan lyhentämiseen. Prosessiin kuuluu jäädytetyn tuotteen altistaminen ultraääniaalloille, jotka tuottavat lämpöä ja nopeuttavat sulatusprosessia. Koska ultraääni edistää energian hyvin tasaista jakautumista, ultraäänisulatus voi olla erityisen hyödyllinen tuotteille, joita on vaikea sulattaa tasaisesti, kuten liha, äyriäiset, hedelmät ja vihannekset.
Jäädyttämisessä, sulatuksessa ja kuivauksessa tehon ultraääni aiheuttaa merkittäviä parannuksia massa- ja energiansiirtoprosesseissa, mikä nopeuttaa näitä prosesseja ja tekee niistä taloudellisempia. - Pullon vuodon havaitseminen: Ultraääni on erittäin tehokas tapa havaita vuodot ja halkeamat hiilipitoisten juomien, kuten soodan, oluen, kuohuviinin jne., pulloissa ja tölkeissä. Ultrasonicsia käytetään myös hiilihapollisten juomien, esimerkiksi oluen kaasunpoistoon ennen pullotusta, prosessi, joka tunnetaan nimellä de-fobbing.
- Suolavesi / peittaus: Suolavesi on yleinen prosessi elintarvikkeiden, erityisesti lihan, kalan, juuston ja vihannesten, säilönnässä ja valmistuksessa. Ultrasonication lyhentää suolavesiaikaa ja mahdollistaa pienempien natriumkloridimäärien käytön verrattuna perinteisesti suolattuihin elintarvikkeisiin ja suolakurkkuihin.
- Nesteytys / nesteytys: Teho-ultraääni on yksinkertainen, mutta erittäin tehokas menetelmä elintarvikkeiden, kuten kuivattujen palkokasvien (esim. pavut, kikherneet) tai kuivattujen sienien, hydratointiin tai hydratoituun ruokavalioon. Koska ultraääni avaa solujen huokoset ruoassa, vesi voi tunkeutua nopeasti. Tämä johtaa pulssien kiihtyneeseen turvotukseen ja myöhemmin lyhyempään kypsennysaikaan.
- Hunajan dekiteytys: Ei-lämpökäsittelynä ultraääntä käytetään tehokkaasti estämään suurten sokerikiteiden muodostumista hunajassa. Lisäksi hunajassa jo muodostuneet suuret kiteet voidaan dekiteyttää ultraäänikäsittelyllä. Erittäin tehokkaana liuotustekniikkana koetintyyppiset ultraääniastiat liuottavat sokerikiteitä, mikä johtaa tasaisen sileään hunajaan. Lisäksi ultraääni parantaa hunajan mikrobiologista laatua, koska ei-toivotut mikrobit inaktivoidaan ultraäänisolujen häiriöiden vaikutuksesta.
- Paistamiseen: Ultraäänipaistamista voidaan käyttää vähentämään öljyn imeytymistä paistettuihin elintarvikkeisiin. Prosessiin kuuluu lihan tai vihannesten upottaminen kuumaan öljyyn samalla kun se altistetaan korkeataajuisille ääniaalloille. Ultraääniaallot luovat pieniä kuplia ruoan pinnalle, mikä vähentää vihannesten / lihan ja öljyn välistä kosketusaluetta, mikä johtaa vähemmän öljyn imeytymiseen ja terveellisempään lopputuotteeseen. Ultraäänipaistaminen mahdollistaa ruoan kypsentämisen alhaisemmissa lämpötiloissa, mikä luo erinomaiset makuprofiilit ja säilyttää ravintoaineet.
Opi, miten ultraäänellä avustettu paistaminen tuottaa terveellisempiä, maukkaampia, rapeampia ranskalaisia perunoita ja perunalastuja!
Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet elintarvikkeiden jalostukseen
Hielscher Ultrasonics teolliset ultraääniprosessorit ovat korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, jotka ovat tarkasti hallittavissa ja mahdollistavat siten toistettavat tulokset ja jatkuvan tuotteen laadun. Koska Hielscherin ultraääniprosessorit pystyvät tuottamaan erittäin suuria amplitudit, niitä voidaan käyttää erittäin vaativiin sovelluksiin.
Asiakkaat ovat tyytyväisiä Hielscher Ultrasonics -järjestelmien erinomaiseen kestävyyteen ja luotettavuuteen. Hielscher-ultraäänilaitteet toimivat luotettavasti raskaan sovelluksen, vaativien ympäristöjen ja 24/7 toiminnan aloilla ja varmistavat siten tehokkaan ja taloudellisen elintarvikkeiden jalostuksen. Ultraääniprosessin tehostaminen vähentää käsittelyaikaa ja saavuttaa parempia tuloksia eli parempaa laatua, korkeampia saantoja, uusia tuotteita.
Käyttämällä johdonmukaisesti erikoismateriaaleja, kuten titaania, ruostumatonta terästä, keramiikkaa tai erilaatuista lasia, tekniikan yhteensopivuus prosessin kanssa on taattu.
Ultraääniprosessorit ovat käyttöystävällisiä ja käteviä koneita, joilla on alhainen huolto ja suhteellisen alhaiset kustannukset.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 0.5 - 1.5 ml | n.a. | VialTweeter | 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
| 15-150L | 3 - 15L / min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa
Hielscher-ultraääniastiat ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher-ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys ja painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on huipputeknologia ja käyttäjäystävällisyys. Tietenkin, Hielscher-ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Miten ultraääni elintarvikkeiden jalostuksessa toimii?
Ultraäänielintarvikkeiden jalostus on vakiintunut tekniikka, jota käytetään elintarvikkeiden jalostussovelluksiin, kuten sekoittamiseen ja homogenointiin, emulgointiin, uuttamiseen, liuottamiseen, kaasunpoistoon & ilmanpoisto, lihan mureuttaminen, kiteytys sekä välituotteiden ja loppuelintarvikkeiden funktionalisointi ja modifiointi. Hielscherin ultraääniprosessorit, jotka on asennettu vuosikymmenien ajan elintarviketuotantolaitoksiin, ovat hienostuneita ja kehitetty vastaamaan alan vaatimuksia. Ultraääniprosessorit soveltavat tehon ultraääniaaltojen luomia fysikaalisia voimia, mikä johtaa kavitaation syntymiseen.
Mikä on akustinen kavitaatio?
Akustinen kavitaatio, joka tunnetaan myös nimellä ultraäänikavitaatio, on pienten tyhjiökuplien kasvu ja romahtaminen nesteissä tai lietteissä syntyvässä ultraäänikentässä. Kavitaatiokuplat kasvavat vuorottelevien korkeapaine- / matalapainesyklien aikana, jotka ovat vastaavasti puristus- ja harvennusvaiheita. Kun tyhjiökuplaa on kasvatettu useiden vuorottelevien painesyklien aikana, se saavuttaa pisteen, jossa se ei pysty absorboimaan enemmän energiaa niin, että kupla luhistuu voimakkaasti korkeapainesyklin aikana. Kuplan romahtamisen aikana esiintyy paikallisesti äärimmäisiä olosuhteita, mukaan lukien äärimmäiset lämpötilat jopa 5,000K erittäin korkeilla lämmitys- ja jäähdytysnopeuksilla, paineet jopa 2000atm ja vastaavat paine-erot sekä nestemäiset suihkut, joiden nopeus on jopa 280 m / s. Näissä kavitaatioissa “kuumat paikat”, paikallisesti äärimmäiset voimat luovat fysikaalisia olosuhteita, jotka johtavat sekoittumiseen, uuttamiseen ja lisääntyneeseen massansiirtoon.
Korkean intensiteetin, matalataajuisen ultraäänen tuottama akustinen kavitaatio luo voimakkaita leikkausvoimia ja paikallisesti esiintyviä korkeita paine- ja lämpötilaeroja, jotka tarjoavat tarvittavan vaikutuksen voimakkaaseen sekoittumiseen ja massansiirtoon. Näitä ultraäänileikkausvoimia käytetään menestyksekkäästi elintarvikkeiden jalostukseen.
Kirjallisuus/viitteet
Ultraäänihomogenisaattori UIP6000hdT asennettu elintarvikkeiden jalostuslaitokseen.
Kasvitieteellisten aineiden ultraääniuutto Ultraäänilaite UP400St
Toteutettavuustestauksesta prosessien optimointiin ja teolliseen asennukseen – Hielscher Ultrasonics on kumppanisi onnistuneisiin ultraääniprosesseihin!