Ultrasound 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
Teho-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 aikaa säästävän, taloudellisen käsittelyn mahdollistamiseen.
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.
- Säilytys: Korkean intensiteetin ultraääntä voidaan käyttää mikro-organismien, kuten bakteerien ja hiivojen, inaktivointiin elintarvikkeissa. Prosessi, joka tunnetaan nimellä sonikaatioavusteinen pastörointi, voi pidentää elintarvikkeiden säilyvyyttä ja vähentää elintarvikeperäisten sairauksien riskiä. Ei-lämpökäsittelytekniikkana sonikaatio estää erittäin korkeiden lämpötilojen käytön ja siihen liittyvän lämpöherkkien ravintoaineiden hajoamisen.
Ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laajalti elintarvikkeiden jalostuksessa. Tyypillisiä käyttökohteita ovat uuttaminen, sekoittaminen, emulgointi ja vanhentaminen/kypsyminen.
- 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 valmistuksessa.
- 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 vuotoja ja halkeamia hiilijuomien, 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 tasaisesti sileään hunajaan. Lisäksi ultraääni parantaa hunajan mikrobiologista laatua, koska ei-toivotut mikrobit inaktivoidaan ultraäänisolujen häiriöiden vaikutuksesta.
- Paistamiseen: Ultraäänipaistamista voidaan käyttää öljyn imeytymisen vähentämiseen paistetuissa elintarvikkeissa. 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.
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.
Erityisten materiaalien johdonmukaisen soveltamisen avulla, kuten esimerkiksi titaani, ruostumaton teräs, keraaminen tai lasillinen eri laatuja, tekniikan yhteensopivuus prosessin kanssa taataan.
Ultra ääni prosessorit ovat käyttäjäystävällisiä ja käteviä koneita, joissa on vähäinen kunnossapito ja suhteellisen alhaiset kustannukset.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 0.5 - 1,5 ml | n.a | VialTweeter | 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 - 150L | 3-15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa
Hielscherin ultraäänilaitteet ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppo käyttö mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscherin ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on uusinta tekniikkaa ja käyttäjäystävällisyyttä. Tietenkin Hielscherin ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
Miten Ultrasonics elin tarvikkeiden jalostuksessa toimii?
Ultrasonic elin tarvikkeiden käsittely on vakiintunut tekniikka, jota käytetään elin tarvikkeiden käsittelyyn, kuten sekoitus ja homogenisointi, emulgointi, uuttaminen, liuotus, kaasun poisto & ilman poisto, lihan tarjous, kiteytys sekä väli tuotteiden ja lopullisten elin tarvikkeiden funkfiointi ja muuttaminen. Asennetaan vuodesta vuosi kymmeniä elin tarvikkeiden tuotanto laitoksissa, Hielscher Ultra ääni elin tarvikkeiden jalostajat ovat kehittyneitä ja kehitetty vastaamaan alan vaatimuksiin. Ultra ääni prosessorit soveltavat voima-Ultra ääni aalloilla luotuja fyysisiä voimia, mikä johtaa kavitaation tuotantoon.
Mikä on akustinen Kavitaatio?
Akustinen Kavitaatio, joka tunnetaan myös nimellä Ultra ääni Kavitaatio, on minuutti tyhjiö kuplien kasvu ja romahdus nesteissä tai lietteet tuotavalla Ultra ääni alalla. Kavitaatio kuplat kasvavat vuorottelevat korkeapaineiset/matalapaineiset syklit, jotka ovat puristus-ja suuritehoiset vaiheita vastaavasti. Kun on kasvanut useita vuorotellen paine syklit, tyhjiö kupla saavuttaa pisteen, jossa se ei pysty absorboimaan enemmän energiaa niin, että kupla sen väkivaltaisesti aikana korkean paineen sykli. Aikana kupla romahdus, paikallisesti äärimmäisissä olosuhteissa esiintyy äärimmäisiä lämpö tiloja jopa 5, 000K erittäin korkea Lämmitys ja jäähdytys nopeudet, paineet jopa 2000atm ja vastaavat paine erot, ja neste suihkuja jopa 280m/s nopeus. Näissä Kavitaatio “Hot-Spots”, paikallisesti äärimmäiset voimat luovat fyysisiä olosuhteita, jotka johtavat sekoittamiseen, uuttamiseen ja lisääntyneeseen massan siirtoon.
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 Ultraääni up400St
Toteutettavuustestistä prosessien optimointiin ja teolliseen asennukseen – Hielscher Ultrasonics on kumppanisi onnistuneeseen Ultra ääni prosesseihin!