Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

Ultrasonication और खाद्य प्रसंस्करण में इसकी मैनिफोल्ड आवेदन

पावर अल्ट्रासाउंड प्रभावी और विश्वसनीय खाद्य प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए कई गुना संभावनाएं प्रदान करता है। खाद्य उद्योग में सबसे आम अनुप्रयोगों मिश्रण शामिल & एकरूपता, पायसीकरण, dispersing, सेल विघटन और इंट्रा-सेलुलर सामग्री, सक्रियण या एंजाइमों के छोड़ना की निकासी (जो अल्ट्रासाउंड तीव्रता पर निर्भर है), संरक्षण, स्थिरीकरण, भंग और क्रिस्टलीकरण, हाइड्रोजनीकरण, मांस tenderization, परिपक्वता, उम्र बढ़ने और ऑक्सीकरण, साथ ही degassing और स्प्रे ड्राइंग के रूप में।

विशिष्ट अनुप्रयोगों की एक सूची नीचे का पता लगाएं।
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जायके और सक्रिय यौगिकों का निष्कर्षण

Ultrasonication एक प्रसिद्ध और विश्वसनीय तरीका है जब यह इंट्रा-सेलुलर बात की निकासी के लिए आता है।
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दही के किण्वन

दही एक किण्वित दूध उत्पाद है कि अकेले दूध से या बैक्टीरियल संस्कृतियों के अलावा द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। Bifidobacteria उपभेदों (जैसे बी बी -12, बी बी -46, बी ब्रीव) आम दही किण्वन के लिए इस्तेमाल किया प्रोबायोटिक्स हैं। अल्ट्रासोनिक गुहिकायन बैक्टीरियल कोशिकाओं के लिए आवेदन किया उनके विनाश और साथ ही साथ, β-galactosidase की रिहाई हो सकती है। β-galactosidase एक hydrolase एंजाइम है कि भारी दूध प्रसंस्करण उद्योग में प्रयोग किया जाता है। ultrasonically सहायता प्रदान की किण्वन एक तेजी से लैक्टोज हाइड्रोलिसिस bifidobacteria कोशिकाओं से β-galactosidase की ultrasonically प्रेरित रिहाई से उत्पन्न होने के कारण त्वरित है।
अल्ट्रासोनिक homogenization प्रभाव दूध वसा globules और एक बहुत ही ठीक आकार वितरण के तोड़ने।
Ultrasonication किण्वन दर (40% तक का कुल उत्पादन समय की कमी) accerlerate और दही की गुणवत्ता विशेषताओं में सुधार, उच्च दलदलापन, मजबूत रक्तकण और बेहतरीन बनावट में जिसके परिणामस्वरूप कर सकते हैं।

दूध की एकरूपता

दूध (उदा. गाय, भैंस, बकरी या ऊंट का दूध) एक पायस या कोलाइडयन प्रणाली है जिसमें पानी आधारित तरल पदार्थ के भीतर बटरफैट ग्लोबुलेस होता है जिसमें घुले हुए कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और खनिज होते हैं। के रूप में वसा और पानी के लिए दो चरणों में अलग करते हैं, दूध homogenized होना चाहिए एक भी उत्पाद प्राप्त करने के लिए. एकरूपीकरण का अर्थ होता है, दूध के द्रव में वसा अणुओं का सम वितरण। अल्ट्रासाउंड डेयरी प्रसंस्करण में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया एक प्रसिद्ध विधि है। दूध के अल्ट्रासोनिक उपचार homogenized वसा globules, जो भी और समान रूप से वितरित कर रहे हैं में परिणाम है। उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड द्वारा एकरूपता नारियल दूध या सोया दूध जैसे पौधों से प्राप्त (वैगन/ डेयरी मुक्त) दूध के लिए भी प्रभावी है।
Sfakianakis और Tzia (2012) के अध्ययन से पता चलता है कि अल्ट्रासोनिक एकरूपता (MFG) दुग्ध वसा ग्लोबुलेस का आकार कम कर देता है। कम आयाम (150W) एक संतोषजनक एकरूपता प्रभाव (Fig.2) नहीं था, MFG आकार और उनके वितरण अनुपचारित दूध (अंजीर की तुलना करें। 1 और 2) के समान थे। मध्यम आयाम अल्ट्रासाउंड (267.5, 375 डब्ल्यू) एक अच्छा एकरूपता प्रभाव नहीं पड़ा; MFG औसत व्यास 2 सुक्ष्ममापी था (चित्र। 3, 4)। उच्चतर आयाम (750W) अल्ट्रासाउंड MFG आकार को कम महत्वपूर्ण (चित्र 6।), उन्हें मुश्किल से ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (100x आवर्धन) पर दृश्यमान बनाने; उनकी औसत व्यास आकार 0.3 सुक्ष्ममापी था।

उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड एक हल्के गैर थर्मल एकरूपता तकनीक है। Sfakianakis एट अल। (2011) दूध पर प्रभावशाली अल्ट्रासोनिक एकरूपता प्रभाव दिखाते हैं।

उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड एक हल्के गैर थर्मल एकरूपता तकनीक है। Sfakianakis एट अल। (2011) दूध पर प्रभावशाली अल्ट्रासोनिक एकरूपता प्रभाव दिखाते हैं।

Chandrapala एट अल। (2012) कैसिइन और कैल्शियम पर ultrasonication के प्रभाव की जांच की। वे ताजा मलाई निकाला दूध, पुनर्गठित micellar कैसिइन, और कैसिइन पाउडर के नमूने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों (20kHz) लागू होता है। वे नमूने sonicated जब तक दूध वसा ग्लोबुलेस लगभग कम हो गई थी। 10nm। sonicated दूध के विश्लेषण से पता चलता है कि कैसिइन मिसेल्स का आकार अपरिवर्तित है। घुलनशील मट्ठा प्रोटीन में एक छोटे से वृद्धि और चिपचिपापन में एक इसी कमी भी sonication के पहले कुछ मिनट के भीतर हुई। अध्ययन निर्धारित किया गया था कि कैसिइन मिसेल्स sonication के दौरान स्थिर हैं और घुलनशील कैल्शियम एकाग्रता अल्ट्रासोनिक उपचार से प्रभावित नहीं है। [Chandrapala एट अल। 2012]

मिष्ठान्न के लिए चीनी Crystallization

नियंत्रित sonication क्रिस्टल बीजिंग (नाभिक का निर्माण) शुरू करने और क्रिस्टल विकास को प्रभावित करने की अनुमति देता है। अल्ट्रासोनिक विकिरण के तहत, छोटे और इस प्रकार अधिक क्रिस्टल बनते हैं। अल्ट्रासोनिक क्रिस्टलाइजेशन प्रक्रिया को दो तरीकों से सहायता करता है: सबसे पहले, पावर अल्ट्रासाउंड एक समाधान बनाने के लिए एक बहुत ही प्रभावी उपकरण है, जो क्रिस्टलाइजेशन के लिए प्रारंभिक पदार्थ है। दूसरे चरण में, अल्ट्रासोनिक बड़ी संख्या में नाभिक के गठन का समर्थन करता है। जबकि खराब न्यूक्लियेशन कम क्रिस्टल की कम संख्या बनाता है, कुशल न्यूक्लियेशन बड़ी मात्रा में छोटे आकार के क्रिस्टल बनाता है। ध्वनिक क्षेत्र में, शर्करा के न्यूक्लियेशन को शुरू करना भी संभव हो जाता है जो आमतौर पर क्रिस्टलाइजिंग (जैसे डी-फ्रक्टोज़, सॉर्बिटल) से विपरीत होता है।
क्रिस्टलीकरण की अल्ट्रासोनिक संशोधन कैंडी, कन्फेक्शनरी, फैलता है, आइसक्रीम, व्हीप्ड क्रीम और चॉकलेट के निर्माण के लिए दिलचस्प है।

खाद्य तेलों के हाइड्रोजनीकरण

वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण एक महत्वपूर्ण औद्योगिक बड़े पैमाने पर प्रक्रिया है। हाइड्रोजनीकरण करके, तरल वनस्पति तेलों ठोस या अर्द्ध ठोस वसा (जैसे नकली मक्खन) में convertetd कर रहे हैं। रासायनिक, असंतृप्त वसा अम्ल के दौरान बदल रहे हैं चरण हस्तांतरण उत्प्रेरित doublebonds पर हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़कर अपने इसी संतृप्त वसा अम्ल में हाइड्रोजनीकरण की प्रतिक्रिया। इस उत्प्रेरक प्रक्रिया उच्च शक्ति ultrasonication द्वारा त्वरित किया जा सकता है। एक आमतौर पर इस्तेमाल किया उत्प्रेरक निकल है। हाइड्रोजनीकृत वसा बड़े पैमाने पर बेकरी उत्पाद में एजेंटों को छोटा करने के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं। संतृप्त वसा का एक लाभ यह ऑक्सीकरण और इस तरह बासी के कम जोखिम के लिए उनके कम प्रवृत्ति है।

हनी के द्रवीकरण

अल्ट्रासाउंड एक प्रभावी तरीका, शहद में क्रिस्टल दव्र बनाना और खमीर को नष्ट, शहद की गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना प्रदान करता है।
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रस और smoothies का स्थिरीकरण

एक गैर थर्मल खाद्य प्रक्रिया तकनीक के रूप में, अल्ट्रासाउंड एक हल्के लेकिन प्रभावी उपचार है कि जायके तेज, और स्थिर और रस और purees को बरकरार रखता है प्रदान करता है। अल्ट्रासोनिक रस उपचार के परिणाम में सुधार स्वाद, स्थिरीकरण और संरक्षण शामिल है।
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शराब और शराब की उम्र बढ़ने

पावर अल्ट्रासाउंड इसके प्रभावी निकासी क्षमता के कारण शराब और आत्माओं के oaking सहायता करता है और काफी लकड़ी के ऊतकों और मादक पेय के बीच बड़े पैमाने पर स्थानांतरण तेज हो गया।
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शराब, चाहिए, बियर और खातिर के किण्वन प्रक्रिया काफी हद तक भी बढ़ाया जा सकता है। 50% 65% तक की त्वरण दरों हासिल किया गया है!
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आइस क्रीम बर्फ़ीली

आइसक्रीम उत्पादन के लिए, एक आइसक्रीम मिश्रण की आवश्यकता है। यह आइसक्रीम मिश्रण दूध, दूध पाउडर, क्रीम, मक्खन या वनस्पति वसा, चीनी, सूखे जन, पायसीकारकों, स्टेबलाइजर के साथ ही इस तरह के फल, मेवा, जायके और रंग के रूप में additives के होते हैं। इस विशेष मिश्रण homogenized जा करने के लिए और pasteurized, तो यह धीरे-धीरे फ्रीज की प्रक्रिया के दौरान बड़े बर्फ क्रिस्टल के गठन को रोकने के लिए हड़कंप मच गया है है। इस प्रकार, बहुत छोटे हवाई बुलबुले (aerating प्रक्रिया तथाकथित) में मिलाया जाता है एक सुचारू रूप से बनावट ठंड मिठाई को प्राप्त करने आइसक्रीम झाग। इस प्रक्रिया कदम है, जहां ultrasonication आइसक्रीम की गुणवत्ता बढ़ाने के लिए लागू किया जा सकता है।
ठंडक प्रक्रिया के दौरान, सुपरकॉल्ड पानी से क्रिस्टल बनते हैं। बर्फ क्रिस्टल की रूपरेखा जमे हुए और आधे जमे हुए भोजन के बनावट और भौतिक गुणों के संबंध में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। चूंकि आइसक्रीम के लिए बर्फ के क्रिस्टल के आकार और वितरण के लिए विशेष महत्व है, आइसक्रीम के लिए, छोटे बर्फ क्रिस्टल को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि बड़े क्रिस्टल का परिणाम बर्फीले बनावट में होता है। क्रिस्टलाइजेशन के दौरान क्रिस्टल आकार वितरण को नियंत्रित करने के लिए न्यूक्लियेशन सबसे महत्वपूर्ण कारक है। इस प्रकार, फ्रीज दर आमतौर पर आइसक्रीम में बर्फ क्रिस्टल के आकार और आकार के वितरण को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला पैरामीटर होता है। कताई और ठंड के दौरान, आइसक्रीम के चिकनी बनावट को प्राप्त करने के लिए हवा को इंजेक्शन दिया जाता है। तथाकथित "ओवर-रन", हवा इंजेक्शन की मात्रा, आनुपातिक है - विशेष रूप से विशेष नुस्खा के लिए - आनुपातिक रूप से ठोस और पानी की संयुक्त मात्रा के लिए। इसलिए, ओवर-रन अलग-अलग आइसक्रीम फॉर्मूलेशन और प्रसंस्करण धाराओं के कारण भिन्न होता है। मानक आइसक्रीम 100% से अधिक रन दिखाता है, जिसका अर्थ है कि अंतिम उत्पाद में आइसक्रीम मिश्रण और वायु बुलबुले की बराबर मात्रा होती है।
Hielscher के के उपयोग उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड उपकरणों बर्फ क्रिस्टल आकार को कम करने और एक ठंड की सतह की पपड़ी से परहेज द्वारा आइसक्रीम की बेहतर गुणवत्ता प्रदान करता है। एक बेहतर स्थिरता और एक अधिक मलाईदार मुंह भावना कम आइसक्रीम क्रिस्टल आकार और बढ़ाया हवा बुलबुला वितरण की वजह से हासिल की है। काफी कम ठंड बार एक उच्च प्रक्रिया क्षमता और एक अधिक ऊर्जा कुशल उत्पादन की प्रक्रिया के लिए सीसा।

बैटर की वातन

स्पंज केक जैसे एयरेटेड खाद्य उत्पादों को sonication द्वारा काफी सुधार किया जा सकता है। बल्लेबाज मिश्रण चरण के दौरान बिजली ultrasonics के आवेदन कम कठोरता के मामले में स्पंज केक की गुणवत्ता में सुधार, और उच्च केक वसंतता, एकता और लचीलापन। परीक्षणों के लिए, सभी अवयवों को "ऑल-इन" विधि का पालन करने के साथ मिश्रित किया गया है, जिसका मतलब है कि कम प्रोटीन पूरे आटा, पायसीकारक, मकई स्टार्च, चीनी, बेकिंग पाउडर, नमक और ताजा पूरे अंडे बल्लेबाज बनाने के लिए एक साथ जोड़े गए हैं। Sonication से पहले, सामग्री एक साथ समान रूप से उत्तेजित किया गया है ताकि अल्ट्रासाउंड एक बल्लेबाज मिश्रण पर भी लागू किया जा सके। अल्ट्रासोनिक वाष्पित केक ने कम कठोरता, कम गड़बड़ी और कम चबाने दिखाया, जबकि केक वसंतता, समेकन और लचीलापन नियंत्रण केक की तुलना में थोड़ा अधिक था।

चॉकलेट

Sonication अच्छी तरह से अपनी निकासी क्षमता के लिए जाना जाता है। कोको बीन से, कोकोआ मक्खन अल्ट्रासोनिक मिलिंग और निष्कर्षण द्वारा कोशिकाओं से जारी किया जा सकता है।
अल्ट्रासाउंड एक वैकल्पिक तकनीक चॉकलेट में चीनी क्रिस्टल को तोड़ने के लिए है और conching के रूप में इस तरह समान प्रभाव प्रदान करता है।

मांस की Tenderization

बहुधा tenderization में मांस परिणाम के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक तरंगों के आवेदन वह मांस संरचना। एक महत्वपूर्ण tenderization मांसपेशियों की कोशिकाओं से myofibrillar प्रोटीन की रिहाई द्वारा हासिल की है। tenderization प्रभाव इसके अलावा, अल्ट्रासाउंड पानी बाध्यकारी क्षमता और मांस के सामंजस्य भी बेहतर बनाता है।

रसोई में sonication

अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रोसेसर पेटू रसोईघर के लिए अपने रास्ते भी मिल गया है। Hielscher की ultrasonicators दो मिशेलिन स्टार-से सम्मानित महाराज द्वारा इस तरह के रूप प्रीमियम महाराज द्वारा उपयोग किया जाता है सेंग-हून Degeimbre।
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साहित्य / संदर्भ

  • Chandrapala, Jayani एट अल। (2012): कैसिइन मिसेल अखंडता पर अल्ट्रासाउंड के प्रभाव। डेयरी साइंस 95/12, 2012 6882-6890 के जर्नल।
  • Chandrapala, Jayani एट अल। (2011): पुनर्गठित मट्ठा प्रोटीन ध्यान में प्रोटीन की थर्मल और संरचनात्मक विशेषताओं पर अल्ट्रासाउंड के प्रभाव। Ultrasonics sonochemistry 18/5, 2011 को 951-957।
  • डेयरी प्रसंस्करण हैंडबुक। टेट्रा पाक प्रसंस्करण प्रणालियों एबी, एस 221 86 लुंड, स्वीडन द्वारा प्रकाशित। 387।
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  • पेज़ॉल्ड, जी और एग्विलेरा, जे.एम. (2009): बर्फ आकृति विज्ञान: बुनियादी बातों और फूड्स में तकनीकी अनुप्रयोग। खाद्य बायोफिज़िक्स Vol.4, नंबर 4, 378-396।
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