Margariinin valmistus ultraäänellä
Margariinin valmistuksen perusvaiheessa kasviöljyjen ja -rasvojen seos emulgoidaan veden ja lisäaineiden kanssa. Ultraääniemulgointi on luotettava, hyväksi havaittu tekniikka stabiilien, hienojakoisten elintarvike-emulsioiden valmistamiseen. Ultraääniemulgointiprosessi perustuu voimakkaisiin ultraäänen synnyttämiin mekaanisiin leikkausvoimiin, jotka tuottavat mikrometri- ja nanokokoisia pisaroita korkeimman tuotelaadun saavuttamiseksi. Hielscher Ultrasonics tarjoaa ultraäänilaitteita elintarvikekäyttöön soveltuvien emulsioiden valmistukseen kaikissa mittakaavoissa.
Margariinin ultraääniemulgointi
Margariinin valmistuksen tärkein prosessivaihe on veden ja hydrattujen öljyjen tai rasvojen, kuten maissiöljyjen, soijaöljyjen, maapähkinäöljyjen ja auringonkukansiemenöljyjen, emulgointi. Suuren, 40–90 %:n öljypitoisuuden vuoksi on erittäin tärkeää käyttää voimakkaita leikkausvoimia tasaisen, hienojakoisen emulsion muodostamiseksi. Ultraääniemulgoinnin on dokumentoitu olevan nopea ja tehokas tekniikka, jolla voidaan valmistaa stabiili nanoemulsio, jossa pisaroiden halkaisija on hyvin pieni ja polydispersiteetti alhainen. Ultraääniemulsiot ovat usein stabiilimpia kuin perinteisin menetelmin valmistetut emulsiot, ja ne tarvitsevat usein vain vähän pinta-aktiivista ainetta, jos lainkaan.[Mason 1996]
Emulsion pisarakoolla on huomattava vaikutus margariinin laatuun, kuten levitteen koostumukseen, stabiiliuteen ja makuaistimukseen.
Mekaanisiin sekoittimiin ja leikkausvoimiin perustuviin sekoittimiin verrattuna ultraääni tarvitsee vähemmän pinta-aktiivisia aineita ja tuottaa pienempiä ja stabiilimpia pisaroita. Ultraääniemulgointi säästää kustannuksia, on turvallista ja helppokäyttöistä, ja se voidaan helposti jälkiasentaa olemassa oleviin teollisiin tuotantolinjoihin emulgoitujen tuotteiden laadun parantamiseksi.
Ultraäänellä parannettu margariiniformulaatio:
- Pienemmät pisarat, parempi emulsio
- Suurempi vesipitoisuus mahdollinen
- Vähemmän emulgointiaineita
- Vähemmän mikrobien aiheuttamaa pilaantumista
Margariiniformulaatioiden valmistus ultraäänellä
Ultraääni on erittäin tehokas emulgoinnissa, ja lisäksi se auttaa sekoittamaan jauheet, kuten stabilointiaineet, vitamiinit, väriaineet ja muut ainesosat, tasaisesti margariiniin. Napsauta tästä ja lue lisää ultraäänihomogenoinnista ja -sekoituksesta!
Oleogeelit: Oleogeelit ovat innovatiivinen, terveysnäkökohdat huomioiva vaihtoehto margariinille. Lue lisää elintarvikekäyttöön soveltuvien oleogeeliformulaatioiden valmistamisesta ultraäänikäsittelyllä!
Vähemmän mikrobien aiheuttamaa pilaantumista margariinissa ultraääniemulgoinnin avulla
Mitä pienempi vesipisaroiden koko on, sitä vähemmän houkutteleva ympäristö on mikro-organismeille, koska niiden saatavilla on vähemmän ravintoaineita. Samoin mitä pienempi vesipisaroiden koko on, sitä suurempi on suhteellinen todennäköisyys, että steriilejä vesipisaroita on enemmän kuin mikro-organismeja. Pieni vesipisarakoko pidentää siten tuotteen säilyvyysaikaa, ja tämä on emulgointiaineiden pääasiassa rakenteeseen ja stabiiliuteen kohdistuvan vaikutuksen sivuvaikutus. Pienellä tarkoitetaan sitä, että margariinin keskimääräinen pisarakoko on 4–5 µm ja vaihteluväli 1–20 µm. Kun pisarakoko on alle 10 µm, on epätodennäköistä, että nämä rajoittavat ympäristöt mahdollistavat mikro-organismien kasvun (Delamarre and Batt, 1999).
Koska ultraääniemulgointi tuottaa alle mikrometrin kokoisia ja nanokokoisia pisaroita, ultraäänikäsittely auttaa vähentämään pilaantumista ja pidentämään margariinin ja muiden levitteiden säilyvyysaikaa.
Ruokaöljyjen ultraääniavusteinen hydraus
Kasviöljyjen hydraus on tärkeä suuren mittakaavan teollinen prosessi. Hydraamalla nestemäiset kasviöljyt muutetaan kiinteiksi tai puolikiinteiksi rasvoiksi. Hydraus on yleinen esikäsittelyvaihe margariinin valmistuksessa. Kemiallisesti tyydyttymättömät rasvahapot muuttuvat faasinsiirtokatalysoidun hydrausreaktion aikana vastaaviksi tyydyttyneiksi rasvahapoiksi, kun kaksoissidoksiin lisätään vetyatomeja. Tätä katalyyttistä prosessia voidaan nopeuttaa suuritehoisella ultraäänikäsittelyllä. Yleisesti käytettyjä katalyyttejä ovat nikkeli, alumiini ja palladium. Hydrattuja rasvoja käytetään laajalti leipomotuotteiden mureuttamiseen. Tyydyttyneiden rasvojen etuna on niiden vähäisempi taipumus hapettumiseen ja siten pienempi härskiintymisriski.
Ultraäänilaitteet elintarvikkeiden käsittelyyn margariinin valmistuksessa
Hielscher tarjoaa laajan valikoiman ultraäänilaitteita ja lisävarusteita täyttääkseen asiakkaidensa tarpeet täsmällisesti. Ultraäänilaitteita on helposti saatavana laboratoriolaitteista pöytämallisiin ja pilottilaitteisiin sekä täyden teollisen tuotantomittakaavan laitteisiin. Halusitpa käsitellä eriä tai tilavuusvirtoja suoraan tuotantolinjassa, Hielscher tarjoaa sinulle sopivan ultraäänijärjestelmän.
Margariinia valmistetaan tavallisesti jatkuvana prosessina. Hielscherin ultraäänivirtauskennoja on saatavana eri kokoisina tuotantovaatimustesi mukaisesti. Ultraääniemulgointiprosessin parantamiseksi Hielscher on kehittänyt patenttihakemuksen kohteena olevan MultiPhaseCavitator-virtauskennoinsertin, joka syöttää toisen faasin hienoina nestevirtoina injektiokanyylien kautta suoraan kavitaatiovyöhykkeeseen, jolloin muodostuu erittäin hienojakoinen emulsio.
Kaikki teolliset ultraääniprosessorit voidaan helposti asentaa ja jälkiasentaa olemassa oleviin tuotantolinjoihin. Erityisvaatimuksia ja -sovelluksia varten toimitamme räätälöityjä ratkaisuja, jotka on mukautettu juuri sinun vaatimuksiisi.
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
- erittäin tasainen emulsio
- mikrometri- ja nanokokoiset pisarat
- hyvä stabiilius
- jopa 90 %:n ajansäästö
- prosessin täydellinen hallinta
- vakaa prosessilämpötila
- täysin lineaarinen skaalaus suurempaan mittakaavaan
- täysi toistettavuus
- elintarvikekäyttöön soveltuva hygienia
(CIP/SIP)
Kirjallisuus / Lähteet
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Szymanska, I.; Zbikowska, A.; Onacik-Gür, S. (2024): New Insight into Food-Grade Emulsions: Candelilla Wax-Based Oleogels as an Internal Phase of Novel Vegan Creams. Foods 2024, 13, 729.
- Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
- H. Pehlivanoglu, A. Akcicek, A.M. Can, S. Karasu, M. Demirci, M.T. Yilmaz (2021): Effect of oil type and concentration on solid fat contents and rheological properties of watery oleogels. La Rivista Italiana Delle Sostanze Grasse No 3, 2021.
[/callout]
Elintarvike-emulsiot
Emulsioista voidaan erottaa kaksi päätyyppiä: öljy vedessä (O/W) -emulsiot (esim. maito, jäätelö) ja vesi öljyssä (W/0) -emulsiot (esim. voi, margariini, majoneesi, vähärasvaiset levitteet, kasvirasvalevitteet). Lisäksi on niin sanottuja kaksoisemulsioita (tunnetaan myös nimillä inversioemulsio tai moninkertainen emulsio), kuten vesi öljyssä vedessä (W/O/W) tai öljy vedessä öljyssä (O/W/O). Maun ja ravintoaineiden vapautumisen paremman hallinnan vuoksi kaksoisemulsioita käytetään yhä enemmän elintarviketeollisuudessa. Emulsioiden ja kaksoisemulsioiden emulgointiprosessi edellyttää voimakasta leikkausvaikutusta nesteen hajottamiseksi mikrometrin kokoisiksi, alle mikrometrin kokoisiksi tai nanokokoisiksi pisaroiksi. Ultraääniemulgointi on tehokas ja luotettava käsittelymenetelmä stabiilien elintarvike-emulsioiden valmistamiseen teollisessa mittakaavassa. Ultraäänikavitaatio ja sen synnyttämät suuret leikkausvoimat ovat hyvin tunnettu prosessien tehostamistekniikka.


