खाद्य उद्योग में अल्ट्रासाउंड
पावर अल्ट्रासाउंड का उपयोग खाद्य प्रसंस्करण के अनेक अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें निष्कर्षण, समांगीकरण, पाश्चुरीकरण और किण्वन शामिल हैं। एक गैर-तापीय उपचार के रूप में, अल्ट्रासोनिकेशन अधिक उपज, उच्च गुणवत्ता, बेहतर पोषक तत्त्व और स्वाद प्रोफ़ाइल के साथ-साथ समय और लागत बचाने वाले प्रसंस्करण के माध्यम से खाद्य उत्पादन प्रक्रियाओं को बेहतर बनाता है।
खाद्य प्रसंस्करण में अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग
पावर अल्ट्रासाउंड का खाद्य प्रसंस्करण में व्यापक उपयोग होता है, जिसमें निष्कर्षण, मिश्रण, पायसीकरण, पाश्चुरीकरण, गैस निष्कासन और मांस को मुलायम बनाना शामिल हैं। इन मुख्य अनुप्रयोगों के अलावा, पावर अल्ट्रासाउंड का उपयोग खाद्य उत्पादों को जमाने, उनका हिम-विगलन करने और उन्हें सुखाने की प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने के लिए भी किया जाता है।
उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड के प्रमुख लाभ विभिन्न खाद्य प्रसंस्करण कार्यों में सुधार से संबंधित हैं, जैसे प्रसंस्करण समय घटाना, उपज बढ़ाना, उत्पाद की गुणवत्ता सुधारना और समय तथा लागत की अधिक बचत करने वाला किफायती प्रसंस्करण संभव बनाना।
निम्नलिखित अनुच्छेद में आप खाद्य उद्योग में उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड के मुख्य अनुप्रयोगों के बारे में जान सकते हैं:
- निष्कर्षण: अल्ट्रासाउंड का उपयोग पादप सामग्री से एंटीऑक्सीडेंट, वर्णक और आवश्यक तेलों जैसे जैवसक्रिय यौगिकों को निकालने के लिए किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को सोनिकेशन-सहायित निष्कर्षण कहा जाता है और इसका उपयोग पारंपरिक विधियों की तुलना में कम समय और कम विलायक खपत के साथ उच्च-गुणवत्ता वाले अर्क बनाने के लिए किया जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक पादप निष्कर्षण के लाभों के बारे में और पढ़ें! - समांगीकरण और पायसीकरण: अल्ट्रासोनिक समांगीकरण का उपयोग सलाद ड्रेसिंग, मेयोनेज़, क्रीम और डेयरी उत्पादों जैसे स्थिर पायस और निलंबन बनाने के लिए किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में तरल में मौजूद वसा की गोलिकाओं को छोटे भागों में तोड़ने के लिए उच्च-आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगों का उपयोग किया जाता है, जिससे चिकनी और एकसमान बनावट प्राप्त होती है।
खाद्य पायसों के लिए अल्ट्रासोनिकेशन के बारे में और जानें!
अल्ट्रासोनिक मेयोनेज़ पायसीकरण के लिए चरण-दर-चरण निर्देश और एक वीडियो यहाँ देखें! - परिरक्षण: उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड का उपयोग खाद्य उत्पादों में बैक्टीरिया और यीस्ट जैसे सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करने के लिए किया जा सकता है। सोनिकेशन-सहायित पाश्चुरीकरण के नाम से जानी जाने वाली यह प्रक्रिया खाद्य उत्पादों की शेल्फ लाइफ़ बढ़ा सकती है और खाद्यजनित बीमारियों का जोखिम कम कर सकती है। एक गैर-तापीय प्रसंस्करण तकनीक के रूप में, सोनिकेशन अत्यधिक उच्च तापमान के उपयोग से बचाता है, जिससे ऊष्मा-संवेदनशील पोषक तत्त्वों का उससे संबंधित क्षरण रोका जाता है।
सोनिकेशन का उपयोग करके शेल्फ लाइफ़ बढ़ाने और पोषक तत्त्वों के परिरक्षण के बारे में और पढ़ें!
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का खाद्य प्रसंस्करण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सामान्य अनुप्रयोगों में निष्कर्षण, मिश्रण, पायसीकरण और एजिंग / परिपक्वन शामिल हैं।
- गैस निष्कासन: किसी तरल पर अल्ट्रासाउंड लागू करने से उसमें फँसे गैस के बुलबुलों में हलचल पैदा होती है। परिणामस्वरूप, हवा और गैस के ये बुलबुले एक-दूसरे के पास आते हैं और आपस में मिल जाते हैं। इसका अर्थ है कि वे मिलकर बड़े बुलबुले बन जाते हैं, जिससे वे तरल की सतह तक तैरकर पहुँच सकते हैं और उन्हें आसानी से हटाया जा सकता है।
- घोलना: अपनी उत्कृष्ट मिश्रण और सम्मिश्रण क्षमताओं के कारण, अल्ट्रासाउंड अत्यधिक संतृप्त और यहाँ तक कि अतिसंतृप्त विलयन बनाने में भी अत्यंत प्रभावी है। इसका उपयोग क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं के साथ-साथ नमकीन घोलों के उत्पादन में भी किया जाता है।
- किण्वन: चूँकि अल्ट्रासाउंड तरंगें सूक्ष्मजीवों की कोशिका भित्तियों में छिद्र बनाती हैं और उन्हें तोड़ती हैं, इसलिए ये सूक्ष्मजीव किण्वन प्रक्रिया के प्रति अधिक सुग्राही हो जाते हैं। साथ ही, अल्ट्रासाउंड सूक्ष्मजीवों तक पोषक तत्त्वों और ऑक्सीजन के परिवहन को तेज़ करता है, जिससे उनकी चयापचय गतिविधि बढ़ती है। कुल मिलाकर, अल्ट्रासोनिकेशन किण्वन की दर बढ़ाता है, किण्वन का समय घटाता है और वांछित अंतिम उत्पाद की उपज में सुधार करता है। यह तकनीक डेयरी उत्पादों, योगर्ट, बीयर, कोम्बुचा और वाइन जैसे खाद्य और पेय उत्पादों के उत्पादन के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।
- स्प्रे ड्राइंग से पहले श्यानता में कमी: अल्ट्रासोनिक अपरूपण बल, अपरूपण से पतली होने वाली और थिक्सोट्रॉपिक स्लरियों की श्यानता को काफी कम कर सकते हैं। छिड़काव और स्प्रे ड्रायरों में प्रवेश से पहले अल्ट्रासोनिक अपरूपण द्वारा श्यानता कम करने से छिड़काव उपकरणों की प्रसंस्करण क्षमता को काफी बढ़ाया जा सकता है। स्प्रे-ड्राइंग टावर अक्सर उत्पादन लाइन की क्षमता सीमित करने वाला चरण होते हैं। अल्ट्रासाउंड से मौजूदा स्प्रे ड्रायरों की क्षमता बढ़ाई जा सकती है।
स्टेनलेस स्टील से बना बंद बैच रिएक्टर अल्ट्रासोनिकेटर UIP2000hdT (2kW, 20kHz) से सुसज्जित है।
- जमाना: जमाने की प्रक्रिया के दौरान खाद्य उत्पादों में बर्फ के क्रिस्टलों का निर्माण कम करने के लिए अल्ट्रासोनिक विधि से जमाने का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में खाद्य पदार्थ को जमाते समय उस पर उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें लागू की जाती हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगें ऐसे कंपन उत्पन्न करती हैं जो बर्फ के बड़े क्रिस्टलों का निर्माण रोकते हैं, जिससे अधिक चिकनी बनावट और बेहतर गुणवत्ता वाला उत्पाद मिलता है।
- जमे खाद्य पदार्थों को पिघलाना: जमे हुए खाद्य उत्पादों को पिघलाने में लगने वाला समय कम करने के लिए अल्ट्रासोनिक विधि का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में जमे हुए उत्पाद पर अल्ट्रासाउंड तरंगें लागू की जाती हैं, जो ऊष्मा उत्पन्न करती हैं और पिघलने की प्रक्रिया को तेज करती हैं। चूँकि अल्ट्रासाउंड ऊर्जा के अत्यंत समान वितरण को बढ़ावा देता है, इसलिए अल्ट्रासोनिक विधि से पिघलाना उन उत्पादों के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है जिन्हें समान रूप से पिघलाना कठिन होता है, जैसे मांस, समुद्री खाद्य पदार्थ, फल और सब्जियाँ।
जमाने, पिघलाने और सुखाने में, उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड द्रव्यमान और ऊर्जा अंतरण प्रक्रियाओं में उल्लेखनीय सुधार करता है, जिससे ये प्रक्रियाएँ तेज होती हैं और अधिक किफायती बनती हैं। - बोतलों में रिसाव का पता लगाना: अल्ट्रासाउंड सोडा, बीयर, स्पार्कलिंग वाइन आदि कार्बोनेटेड पेय पदार्थों की बोतलों और कैनों में रिसाव और दरारों का पता लगाने का एक अत्यंत कुशल तरीका है। अल्ट्रासोनिक्स का उपयोग कार्बोनेटेड पेय पदार्थों से गैस निकालने में भी किया जाता है, उदाहरण के लिए बोतलबंदी से पहले बीयर से गैस निकालने में; इस प्रक्रिया को डी-फॉबिंग कहा जाता है।
- नमकीन घोल में रखना / अचार बनाना: नमकीन घोल में रखना खाद्य पदार्थों के संरक्षण और निर्माण की एक सामान्य प्रक्रिया है, विशेष रूप से मांस, मछली, चीज़ और सब्जियों के लिए। अल्ट्रासोनिकेशन नमकीन घोल में रखने का समय घटाता है और पारंपरिक रूप से नमकीन घोल में रखे गए खाद्य पदार्थों और अचारों की तुलना में सोडियम क्लोराइड की कम मात्रा का उपयोग संभव बनाता है।
- जलयोजन / पुनर्जलयोजन: उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड सूखे दलहनों (जैसे बीन्स, चने) या निर्जलित मशरूम जैसे खाद्य उत्पादों के जलयोजन या पुनर्जलयोजन की एक सरल, फिर भी अत्यंत प्रभावी विधि है। चूँकि अल्ट्रासाउंड खाद्य पदार्थों में कोशिकीय छिद्र खोलता है, इसलिए पानी तेजी से भीतर प्रवेश कर सकता है। इससे दलहन तेजी से फूलते हैं और परिणामस्वरूप पकाने में कम समय लगता है।
- शहद का विक्रिस्टलीकरण: गैर-तापीय उपचार के रूप में, अल्ट्रासाउंड का उपयोग शहद में शर्करा के बड़े क्रिस्टलों का निर्माण रोकने के लिए प्रभावी ढंग से किया जाता है। इसके अलावा, शहद में पहले से बने बड़े क्रिस्टलों का अल्ट्रासाउंड उपचार द्वारा विक्रिस्टलीकरण किया जा सकता है। घोलने की अत्यंत प्रभावी तकनीक के रूप में, प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर शर्करा के क्रिस्टलों को घोलते हैं, जिससे एकसमान चिकनाई वाला शहद प्राप्त होता है। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासाउंड शहद की सूक्ष्मजीवविज्ञानी गुणवत्ता में सुधार करता है, क्योंकि अल्ट्रासोनिक कोशिका विघटन के प्रभाव से अवांछित सूक्ष्मजीव निष्क्रिय हो जाते हैं।
- तलना: तले हुए खाद्य उत्पादों में तेल का अवशोषण कम करने के लिए अल्ट्रासोनिक तलने की विधि का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में मांस या सब्जी को गर्म तेल में डुबोया जाता है और साथ ही उस पर उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें लागू की जाती हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगें खाद्य पदार्थ की सतह पर छोटे बुलबुले बनाती हैं, जो सब्जी / मांस और तेल के बीच संपर्क क्षेत्र को कम करते हैं, जिससे तेल का अवशोषण कम होता है और अधिक स्वास्थ्यकर अंतिम उत्पाद प्राप्त होता है। अल्ट्रासोनिक तलने की विधि से खाद्य पदार्थों को कम तापमान पर पकाना संभव होता है, जिससे बेहतर स्वाद विशेषताएँ विकसित होती हैं और पोषक तत्व सुरक्षित रहते हैं।
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खाद्य प्रसंस्करण के लिए उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर हैं, जिन्हें सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है और जो इस प्रकार दोहराए जा सकने वाले परिणाम तथा उत्पाद की निरंतर गुणवत्ता सुनिश्चित करते हैं। अत्यधिक उच्च आयाम प्रदान करने की क्षमता के कारण Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर का उपयोग अत्यंत चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
ग्राहक Hielscher Ultrasonics प्रणालियों की असाधारण मजबूती और विश्वसनीयता से संतुष्ट हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर भारी कार्यभार वाले अनुप्रयोगों, चुनौतीपूर्ण परिवेशों और 24/7 संचालन में विश्वसनीय रूप से काम करते हैं और इस प्रकार कुशल तथा किफायती खाद्य प्रसंस्करण सुनिश्चित करते हैं। अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया तीव्रीकरण प्रसंस्करण समय घटाता है और बेहतर परिणाम प्राप्त करता है, अर्थात उच्चतर गुणवत्ता, अधिक उपज और नवीन उत्पाद।
टाइटेनियम, स्टेनलेस स्टील, सिरेमिक या विभिन्न ग्रेड के काँच जैसी विशेष सामग्रियों का निरंतर उपयोग प्रक्रिया के साथ इस तकनीक की अनुकूलता की गारंटी देता है।
अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर संचालकों के लिए उपयोग में आसान और सुविधाजनक मशीनें हैं, जिनमें कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और जिनकी लागत अपेक्षाकृत कम होती है।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 0.5 से 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 से 150L | 3 से 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | इन उपकरणों का समूह: UIP16000 |
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डिज़ाइन, निर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मजबूती और आसान संचालन हमारे अल्ट्रासोनिकेटर को औद्योगिक प्रतिष्ठानों में सुचारु रूप से एकीकृत करने की सुविधा देते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।
Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोग में सुगमता से युक्त उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर पर विशेष ज़ोर देती है। निस्संदेह, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
जानने योग्य तथ्य
खाद्य प्रसंस्करण में अल्ट्रासोनिक्स कैसे काम करता है?
अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रसंस्करण एक सुस्थापित तकनीक है, जिसका उपयोग मिश्रण और समांगीकरण, पायसीकरण, निष्कर्षण, घोलने, गैस हटाने और वायु हटाने, मांस को मुलायम बनाने, क्रिस्टलीकरण तथा मध्यवर्ती और अंतिम खाद्य उत्पादों के कार्यात्मककरण एवं संशोधन जैसे खाद्य प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। खाद्य उत्पादन संयंत्रों में दशकों से स्थापित Hielscher अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रोसेसर परिष्कृत हैं और इन्हें उद्योग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विकसित किया गया है। अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों द्वारा उत्पन्न भौतिक बलों का प्रयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कैविटेशन उत्पन्न होता है।
सोनिकेशन का उपयोग करके आम तौर पर कौन-से पेय तैयार किए जाते हैं?
सोनिकेशन का उपयोग आम तौर पर कोल्ड-ब्रू कॉफ़ी, चाय (यर्बा माते सहित), फलों और सब्ज़ियों के रस, वानस्पतिक आसव, कार्यात्मक पेय (हर्बल अर्क), पौधों पर आधारित दूध, किण्वित पेय (प्रक्रिया तीव्रीकरण के लिए) और RTD उत्पादन के लिए पेय सांद्र तैयार करने या प्रसंस्कृत करने के लिए किया जाता है।
निम्नलिखित पेयों के उत्पादन के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करें:
ध्वनिक कैविटेशन क्या है?
ध्वनिक कैविटेशन, जिसे अल्ट्रासोनिक कैविटेशन भी कहा जाता है, तरल पदार्थों या स्लरी में उत्पन्न अल्ट्रासोनिक क्षेत्र में सूक्ष्म निर्वात बुलबुलों की वृद्धि और उनके ढहने की प्रक्रिया है। कैविटेशन बुलबुले बारी-बारी से आने वाले उच्च-दाब / निम्न-दाब चक्रों के दौरान बढ़ते हैं, जो क्रमशः संपीड़न और विरलन की अवस्थाएँ हैं। कई वैकल्पिक दाब चक्रों के दौरान बढ़ने के बाद, निर्वात बुलबुला उस बिंदु पर पहुँच जाता है जहाँ वह और अधिक ऊर्जा अवशोषित नहीं कर सकता, जिससे उच्च-दाब चक्र के दौरान बुलबुला तीव्रता से अंतःस्फोटित हो जाता है। बुलबुले के ढहने के दौरान स्थानीय स्तर पर चरम स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं, जिनमें बहुत उच्च तापन और शीतलन दरों के साथ 5,000K तक का अत्यधिक तापमान, 2000atm तक का दाब और उससे संबंधित दाबांतर, तथा 280m/s तक के वेग वाले तरल जेट शामिल हैं। कैविटेशन के इन “हॉट-स्पॉट” में स्थानीय स्तर पर अत्यधिक बल ऐसी भौतिक स्थितियाँ उत्पन्न करते हैं, जिनसे मिश्रण, निष्कर्षण और बढ़ा हुआ द्रव्यमान अंतरण होता है।
उच्च-तीव्रता, निम्न-आवृत्ति वाले अल्ट्रासाउंड से उत्पन्न ध्वनिक कैविटेशन तीव्र अपरूपण बल तथा स्थानीय स्तर पर उच्च दाबांतर और तापांतर पैदा करता है, जो गहन मिश्रण और द्रव्यमान अंतरण के लिए आवश्यक प्रभाव प्रदान करते हैं। इन अल्ट्रासोनिक अपरूपण बलों का खाद्य प्रसंस्करण में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।
साहित्य/संदर्भ
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- Shalmashi, Anvar (2009): Ultrasound-Assisted Extraction of Oil from Tea Seeds. Journal of Food Lipids 16, 2009. 465–474.
- Uppala, Shivani; Kaur, Khushwinder; Kumar, Rajendra; Kaur Kahlon, Nakshdeep; Singh, Rachna; Mehta, S.K. (2017): Encompassment of Benzyl Isothiocyanate in cyclodextrin using ultrasonication methodology to enhance its stability for biological applications. Ultrasonics Sonochemistry 39, 2017. 25-33.
- Wu, J.; Gamage, T.V; Vilkhu, K.S:; Simons, L.K.; Mawson, R. (2007): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UIP6000hdT खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र में स्थापित है।
वनस्पतियों के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिकेटर UP400St
व्यवहार्यता परीक्षण से लेकर प्रक्रिया अनुकूलन और औद्योगिक स्थापना तक – सफल अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाओं के लिए Hielscher Ultrasonics आपका साझेदार है!