Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistanne.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: [email protected]

Hunajan ultraäänikäsittely

Hunajalla on suuri kysyntä elintarvikkeena ja lääkkeenä. Ultraäänikäsittely on tehokas keino tuhota hunajan ei-toivottuja ainesosia, kuten kiteitä ja mikrobisoluja. Ei-termisenä käsittelytekniikkana hunajan kiteiden liuottaminen ultraäänellä ehkäisee HFM-pitoisuuden ei-toivottua kasvua ja parantaa diastaasin, aromin ja maun säilymistä.

Hunajan kiteiden ultraääniliuotuksen edut

Ultraäänikäsittely on erittäin tehokas menetelmä hunajan kiteiden liuottamiseen.Kiteiden liuottaminen ultraäänellä on tehokas vaihtoehto perinteisille kuumennusmenetelmille hunajan kiteiden liuottamisessa. Hunajan kiteiden ultraääniliuotus tarjoaa lukuisia etuja tavanomaiseen kuumennusmenetelmään verrattuna, mikä tekee hunajan ultraäänikäsittelystä ylivertaisen käsittelyn hunajan nesteytykseen, kiteiden liuottamiseen ja stabilointiin:

  • Hunajan ravintoarvojen säilyminen: Perinteisissä kuumennusmenetelmissä hunaja altistetaan korkeille lämpötiloille, mikä voi heikentää sen ravintoarvoa. Kiteiden ultraääniliuotus tapahtuu alemmissa lämpötiloissa, mikä minimoi lämmön aiheuttaman ravintoainehäviön riskin ja säilyttää hunajan luonnolliset entsyymit, vitamiinit ja antioksidantit.
  • Nopeampi ja tehokkaampi prosessi: Kiteiden ultraääniliuotus voi lyhentää merkittävästi hunajan kiteiden liuottamiseen tarvittavaa aikaa perinteisiin kuumennusmenetelmiin verrattuna. Ultraääniaaltojen käyttö synnyttää hunajaan kavitaatiokuplia, jotka aiheuttavat nopean ja tasaisen lämpenemisen koko tilavuudessa. Tämä johtaa nopeampaan ja tehokkaampaan kiteiden liukenemiseen.
  • Tasainen liukeneminen ja kiteiden liuotus: Hunajan perinteinen kuumennus tuottaa epätasaisen käsittelyn, koska lämpö kohdistetaan tynnyreissä olevaan hunajamassaan. Tämän seurauksena osa hunajasta ylikuumenee, kun taas tynnyrin muissa osissa hunajan lämpötila nousee hädin tuskin riittävästi sokerikiteiden liukenemiseen ja mikrobien inaktivointiin. Hunajan ultraäänikäsittely toteutetaan jatkuvassa virtauksessa, jolloin koko hunajamäärä altistuu ultraäänelle tasaisesti. Näin ultraäänikäsittely tuottaa hyvin hallitun nesteytys-, kiteiden liuotus- ja stabilointikäsittelyn.
  • Parempi laatu ja maku: Lämpö voi muuttaa hunajan makua, väriä ja aromia. Kiteiden ultraääniliuotuksen hellävarainen lämmitys auttaa säilyttämään hunajan alkuperäiset aistinvaraiset ominaisuudet. Se minimoi ylikuumenemisen, karamellisoitumisen ja maun heikkenemisen riskin, mikä tuottaa laadukkaamman lopputuotteen.
  • Pienempi HMF:n muodostumisen riski: Hydroksimetyylifurfuraali (HMF) on yhdiste, jota muodostuu hunajaan sen altistuessa korkeille lämpötiloille. Liian suuret HMF-pitoisuudet osoittavat hunajan heikkoa laatua. Alemmissa lämpötiloissa tapahtuva kiteiden ultraääniliuotus vähentää HMF:n muodostumisen riskiä ja varmistaa hunajan luonnollisen koostumuksen ja korkean laadun säilymisen.
  • Energiatehokkuus: Perinteiset kuumennusmenetelmät kuluttavat huomattavasti energiaa hunajan lämpötilan nostamiseen halutulle tasolle. Kiteiden ultraääniliuotuksella voidaan puolestaan saavuttaa sama tulos pienemmällä energiansyötöllä, koska se pystyy tuottamaan hunajassa paikallista ja tehokasta lämpenemistä.

    •  

    Kiteiden ultraääniliuotus tarjoaa useita etuja, ja se voidaan mukauttaa kaikkiin hunajatyyppeihin ja tuotannon mittakaavoihin. Hielscher valmistaa ultraäänilaitteita, joita voidaan ohjata tarkasti ja säätää esimerkiksi hunajan viskositeetin, kiteiden koon ja laatustandardien mukaan. Näin Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteillaan suuren tehokkuuden sekä helpon ja turvallisen käytön.

     

    Tietopyyntö



    Hunajan ultraäänikäsittelyreaktori korkealaatuisen hunajan nesteytykseen ja kiteiden liuottamiseen.

    Teollinen ultraäänilaite hunajan kiteiden liuottamiseen ja stabilointiin erittäin tasaisessa linjakäsittelyssä.

    Tehoultraääni on ei-terminen menetelmä hunajan sokerikiteiden liuottamiseen, ja se mahdollistaa hellävaraisen kiteiden liuotuksen ja nesteytyksen hunajan laatua heikentämättä.

    Mikroskooppikuvia käsitellystä hunajasta:
    (a) Vertailunäyte. Ennen käsittelyä hunaja näyttää neulamaisten kiteiden verkostolta. Tummat ympyrät ovat ilmakuplia. (b) 40°C:ssa lämpökäsitellyt näytteet 20 min lämpökäsittelyn jälkeen; (c) 40°C:ssa ja ultraäänellä käsitellyt näytteet 20 min käsittelyn jälkeen.
    (Tutkimusjulkaisu ja kuva: ©Deora et al., 2013)

    Hunajan ultraäänikäsittely

    Ultraäänikäsittely on ei-terminen tekniikka hunajan nesteyttämiseen. Ultraääniaallot tunkeutuvat hunajaan ja liuottavat kiteitä.Ultraäänikäsittely on ei-terminen käsittelyvaihtoehto monille nestemäisille elintarvikkeille. Sen mekaanista tehoa käytetään hellävaraiseen mutta tehokkaaseen mikrobien inaktivointiin ja hiukkaskoon pienentämiseen. Kun hunajaa käsitellään ultraäänellä, suurin osa hiivasoluista tuhoutuu. Ultraäänikäsittelystä selviytyvät hiivasolut menettävät yleensä kykynsä kasvaa. Tämä hidastaa hunajan käymistä huomattavasti.
    Ultraäänikäsittely myös nesteyttää hunajaa poistamalla olemassa olevia kiteitä ja estämällä hunajan myöhempää kiteytymistä. Tässä suhteessa se on verrattavissa hunajan kuumentamiseen. Ultraääniavusteinen nesteytys voi toimia huomattavasti alemmissa, noin 35°C:n prosessilämpötiloissa ja lyhentää nesteytysajan alle 30 sekuntiin. Kai (2000) tutki australialaisten hunajien (Brush box, Stringy bark, Yapunyah ja Yellow box) ultraääninesteytystä. Tutkimukset osoittivat, että ultraäänikäsittely 20kHz:n taajuudella nesteytti hunajan kiteet kokonaan. Ultraäänellä käsitellyt näytteet pysyivät nestemäisinä noin 350 päivää (+20% lämpökäsittelyyn verrattuna). Vähäisen lämpöaltistuksen ansiosta ultraääninesteytys parantaa aromin ja maun säilymistä. Ultraäänellä käsitellyissä näytteissä HMF-pitoisuus kasvaa vain hyvin vähän ja diastaasiaktiivisuus vähenee hieman. Koska lämpöenergiaa tarvitaan vähemmän, ultraäänen käyttö auttaa säästämään käsittelykustannuksia tavanomaiseen kuumennukseen ja jäähdytykseen verrattuna.

    Ultraääniliuotusta ja mikrobien inaktivointia käytetään hunajan laadun parantamiseen. Voimakas ultraääni ehkäisee kiteytymistä, auttaa liuottamaan jo muodostuneita kiteitä ja inaktivoimaan ei-toivottuja mikrobeja.

    Teollinen ultraäänilaite UIP6000hdT hunajan nesteytykseen ja mikrobiologiseen stabilointiin.

    Kain (2000) tutkimukset osoittivat myös, että erilaiset hunajatyypit vaativat erilaisia ultraäänikäsittelyn voimakkuuksia ja kestoja. Siksi suosittelemme kokeiden tekemistä pöytämallisella ultraäänikäsittelyjärjestelmällä. Alustavat kokeet tulee tehdä eräkäsittelynä, kun taas jatkokäsittelykokeet vaativat virtauskennon paineistettua takaisinkierrätystä tai linjakokeita varten.

    Mitä tutkimus kertoo hunajan kiteiden ultraääniliuotuksesta

    Hunaja on glukoosin ylikylläinen liuos, jolla on taipumus kiteytyä itsestään huoneenlämmössä glukoosimonohydraattina. Lämpökäsittelyä on perinteisesti käytetty hunajan D-glukoosimonohydraattikiteiden liuottamiseen ja kiteytymisen viivästyttämiseen. Tämä menetelmä kuitenkin vaikuttaa haitallisesti hunajan hienovivahteiseen makuun. Monet tutkijat ovat raportoineet tehoultraäänen hyödyllisestä käytöstä hunajan käsittelyssä. Ultraäänen käytön on osoitettu poistavan olemassa olevia kiteitä ja myös hidastavan kiteytymisprosessia, mikä tekee siitä kustannustehokkaan tekniikan. Kiteytymisprosessin analyysi viittaa siihen, että ultraäänellä käsitellyt hunajanäytteet pysyivät nestemäisinä pidempään kuin lämpökäsitelty hunaja. Lisäksi hunajan laatuparametreissa, kuten kosteuspitoisuudessa, sähkönjohtavuudessa tai pH:ssa, ei havaittu merkittäviä vaikutuksia. Tutkimukset ovat osoittaneet, että ultraäänikäsittely (esimerkiksi mallin UP400St ultraäänianturilla 24 kHz:n taajuudella eräkäsittelynä) johtaa yleensä kiteiden nopeampaan liukenemiseen kuin lämpökäsittely.
    (vrt. Deora et al., 2013)
    Basmacı (2010) vertaili ultraäänikäsittelyä ja korkeaa hydrostaattista painetta hunajan nesteytyksen käsittelyvaihtoehtoina. Korkeaan hydrostaattiseen paineeseen perustuva käsittely osoittautui liian kalliiksi ja tehottomaksi, kun taas ultraääni tuotti erittäin hyviä tuloksia. Siksi ultraäänikäsittelyä suositeltiin vaihtoehdoksi hunajan perinteiselle lämpökäsittelylle.
    Önur et al. (2018) päätyivät samaan johtopäätökseen vertaillessaan tavanomaista lämpökäsittelyä 50ºC:ssa, ultraääninesteytystä ja… He suosittelevat hunajan ultraäänikäsittelyä lämpökäsittelyn ja painekäsittelyn sijaan sen helppouden, lyhyempien käsittelyaikojen ja vähäisemmän laadun heikkenemisen vuoksi.
    Sidor et al. (2021) vertailivat ultraääninesteytystä mikroaaltokuumennukseen sokerikiteiden liuottamiseksi lehmus-, akaasia- ja monikukkahunajista. Mikroaaltokuumennuksen merkittävä haitta oli HMF:n arvojen huomattava kasvu, entsyymiaktiivisuuden muutokset ja diastaasiluvun suuret laskut. Ultraääninesteytys puolestaan aiheutti vain kaikkein vähäisimpiä muutoksia hunajan ominaisuuksissa, joten tutkimusryhmä suositteli selvästi hunajan ultraäänikäsittelyä kiteytymisprosessin viivästyttämiseksi.
    Ultraäänikäsittely lyhentää kiinteiden hunajien nesteytysaikaa niiden laatua heikentämättä.

    Ultraäänilaite UIP2000hdT on liikuteltava, ylhäältä toimiva homogenisaattori lukuisiin nesteiden sekä kiinteiden aineiden ja nesteiden seosten käsittelysovelluksiin.

    Ylhäältä toimiva ultraäänilaite UIP2000hdT liikuteltavalla jalustalla ja cascatrode-sonotrodilla hunajan nesteytykseen ja sokerin liuottamiseen erä- ja linjakäsittelyssä.

    Suuritehoiset ultraäänilaitteet hunajan kiteiden liuottamiseen ja stabilointiin

    Suuritehoinen ultraäänianturi teollisiin sovelluksiin: Hielscher Cascatrode™️Hielscher Ultrasonics valmistaa ja toimittaa suuritehoisia ultraäänilaitteita nestemäisten elintarvikkeiden käsittelyyn, kuten hunajan nesteytykseen, kiteiden vähentämiseen (sokerin liuottamiseen, kiteiden liuottamiseen) ja mikrobiologiseen stabilointiin. Hunajan käsittelyyn erityisesti kehitetyt ultraäänilaitteet mahdollistavat tasaisen ja luotettavan käsittelyn. Tämä varmistaa erinomaisen hunajan tuotannon laatustandardit säilyttäen. Hunajan käsittelyyn Hielscher Ultrasonics tarjoaa erityisiä sonotrodeja (ultraääniantureita), jotka soveltuvat ihanteellisesti hunajan kaltaisten viskoosien nesteiden erittäin tasaiseen käsittelyyn.

    Tiesitkö, että ultraäänikäsittelyä käytetään nanopropolis-uutteiden valmistamiseen raakapropoliksesta? Lue lisää propoliksen ultraääniuutosta, koon pienentämisestä nanomittakaavaan ja liposomaalisesta kapseloinnista!

    Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

    Erän tilavuus Tilavuusvirta Suositellut laitteet
    10–2000 mL 20–400mL/min UP200Ht, UP400St
    0,1–20L 0,2–4L/min UIP2000hdT
    10–100L 2–10L/min UIP4000hdT
    15–150L 3–15L/min UIP6000hdT
    n.a. 10–100L/min UIP16000
    n.a. suurempi laiteryhmä, jossa on UIP16000

    Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

    Pyytäkää lisätietoja

    Pyytäkää alla olevalla lomakkeella lisätietoja hunajan nesteyttämisestä ultraäänellä, ultraäänilaitteista, teknisistä tiedoista ja hinnoista. Keskustelemme mielellämme kanssanne hunajantuotannostanne ja tarjoamme teille vaatimuksenne täyttävän ultraäänijärjestelmän hunajan nesteyttämiseen!





    Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua

    Hielscher tunnetaan ultraäänilaitteidensa korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeista. Kestävyys ja helppo käyttö mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteita, jotka selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.

    Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti suuritehoisia ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät viimeisin tekniikka ja käyttäjäystävällisyys. Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteita, jotka ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL:n, CSA:n ja RoHs:n vaatimukset.

    Miksi valita Hielscher Ultrasonics hunajan käsittelyyn?

    • korkea tehokkuus
    • viimeisin tekniikka
    • luotettavuus ja kestävyys
    • erä- ja linjakäsittely
    • kaikille tilavuuksille – pienistä eristä suuriin tunnissa virtaaviin määriin
    • tieteellisesti todistettu
    • älykäs ohjelmisto
    • yksinkertainen, lineaarinen mittakaavan suurentaminen
    • älykkäät ominaisuudet (esim. tietojen kirjaaminen)
    • CIP (puhdistus paikallaan)
    Voimakkaita leikkausvoimia tuottavia ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laboratorio-, pöytälaite-, pilotti- ja teollisuuskäsittelyssä.

    Hielscher Ultrasonics valmistaa suuritehoisia ultraäänihomogenisaattoreita sekoitukseen, dispergointiin, emulgointiin ja uuttoon laboratorio-, pilotti- ja teollisuusmittakaavassa.

    Liittyvät aiheet

    Kirjallisuus / Lähteet

    Hyödyllisiä tietoja

    Hunajan käsittelyn taustaa

    Hunaja on viskositeetiltaan korkea tuote, jolla on ominainen maku, aromi, väri ja rakenne.
    Hunaja koostuu glukoosista, fruktoosista, vedestä, maltoosista, triaccharides ja muista hiilihydraateista, sakkaroosista, kivennäisaineista, proteiineista, vitamiineista ja entsyymeistä, hiivasta ja muista lämmönkestävistä mikro-organismeista sekä pienistä määristä orgaanisia happoja (katso alla oleva kaavio). Hunajan suuret tetrasykliinien, fenoliyhdisteiden ja vetyperoksidin pitoisuudet antavat sille antimikrobisia ominaisuuksia.

    hunajan ravintosisältö ja sokerit

    Hunajan ravintosisältö ja sokerikoostumus (©www.honey.com)

     

    Hunajan entsyymit

    Hunaja sisältää tärkkelystä pilkkovia entsyymejä. Entsyymit ovat herkkiä lämmölle, joten ne toimivat hunajan laadun ja lämpökäsittelyn asteen indikaattoreina. Tärkeimpiä entsyymejä ovat invertaasi (α-glukosidaasi), diastaasi (α-amylaasi) ja glukoosioksidaasi. Nämä ovat ravitsemuksellisesti tärkeitä entsyymejä. Diastaasi hydrolysoi hiilihydraatteja, jotta ne sulavat helposti. Invertaasi hydrolysoi sakkaroosia ja maltoosia glukoosiksi ja fruktoosiksi. Glukoosioksidaasi katalysoi glukoosin reaktiota, jossa muodostuu glukonihappoa ja vetyperoksidia. Hunaja sisältää myös katalaasia ja hapanta fosfataasia. Entsyymiaktiivisuus mitataan yleensä diastaasiaktiivisuutena ja ilmaistaan diastaasilukuna (DN). Hunajastandardit määrittävät käsitellyn hunajan diastaasiluvun vähimmäisarvoksi 8.

    Hunajan hiivat ja mikro-organismit

    Lingottu hunaja sisältää ei-toivottuja aineksia, kuten hiivaa (yleensä osmofiilista eli sokeria sietävää) ja muita lämmönkestäviä mikro-organismeja. Ne aiheuttavat hunajan pilaantumista varastoinnin aikana. Suuri hiivamäärä johtaa hunajan nopeaan käymiseen. Hunajan käymisnopeus korreloi myös vesi- tai kosteuspitoisuuden kanssa. 17%:n kosteuspitoisuutta pidetään turvallisena tasona hiivan aktiivisuuden hidastamiseksi. Toisaalta kiteytymisen todennäköisyys kasvaa kosteuspitoisuuden pienentyessä. Hiivamäärää 500cfu/mL tai vähemmän pidetään kaupallisesti hyväksyttävänä tasona.

    Hunajan kiteytyminen / rakeistuminen

    Hunaja kiteytyy luonnostaan, koska se on ylikylläinen sokeriliuos, jonka sokeripitoisuus on yli 70% ja vesipitoisuus noin 18%. Glukoosi saostuu itsestään ylikylläisestä tilasta menettämällä vettä, kun se siirtyy vakaampaan, kylläiseen glukoosimonohydraatin tilaan. Tämä johtaa kahden faasin muodostumiseen – nestemäinen faasi on ylhäällä ja kiinteämpi kiteinen muoto alhaalla. Kiteet muodostavat hilan, joka sitoo paikoilleen hunajan muita suspensiossa olevia ainesosia ja muodostaa näin puolikiinteän tilan (National Honey Board, 2007). Kiteytyminen tai rakeistuminen on ei-toivottua, koska se on vakava ongelma hunajan käsittelyssä ja markkinoinnissa. Kiteytyminen myös rajoittaa käsittelemättömän hunajan virtaamista ulos varastointiastioista.
     

    Lämpökäsittely hunajan käsittelyssä

    Linkoamisen ja suodatuksen jälkeen hunaja lämpökäsitellään kosteuspitoisuuden alentamiseksi ja hiivan tuhoamiseksi. Kuumennus auttaa nesteyttämään hunajan kiteitä. Vaikka lämpökäsittely voi tehokkaasti vähentää kosteuden vähenemistä, vähentää ja viivästyttää kiteytymistä sekä tuhota hiivasolut kokonaan, se myös heikentää tuotetta. Kuumennus kasvattaa hydroksimetyylifurfuraalin (HMF) pitoisuutta huomattavasti. HMF:n suurin lain sallima pitoisuus on 40mg/kg. Lisäksi kuumennus vähentää entsyymien (esim. diastaasin) aktiivisuutta, vaikuttaa aistinvaraisiin ominaisuuksiin ja vähentää hunajan tuoreutta. Lämpökäsittely myös tummentaa hunajan luonnollista väriä (ruskistuminen). Erityisesti yli 90°C:n kuumennus johtaa sokerin karamellisoitumiseen. Epätasaisen lämmönsiirron ja lämpöaltistuksen vuoksi lämpökäsittely ei riitä tuhoamaan lämmönkestäviä mikro-organismeja.
    Lämpökäsittelyn rajoitusten vuoksi tutkimuksessa keskitytään ei-termisiin vaihtoehtoihin, kuten mikroaaltosäteilyyn, infrapunakuumennukseen, ultrasuodatukseen ja ultraäänikäsittelyyn. Ei-termisenä käsittelynä ultraäänikäsittely tarjoaa suuria etuja vaihtoehtoisiin hunajan käsittelytekniikoihin verrattuna.

    Suuritehoista ultraäänitekniikkaa! Hielscher tarjoaa tuotevalikoiman, joka kattaa koko kirjon kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta pöytälaitteisiin ja täysimittaisiin teollisiin ultraäänijärjestelmiin.

    Hielscher Ultrasonics valmistaa suuritehoisia ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriokoosta aina teolliseen kokoluokkaan.

    Keskustelemme mielellämme prosessistanne.

    ✕