Ultrahang az élelmiszeriparban

A nagy teljesítményű ultrahangot az élelmiszer-feldolgozás számos területén alkalmazzák, többek között extrakcióra, homogenizálásra, pasztőrözésre és fermentációra. Nem termikus kezelésként az ultrahangos kezelés nagyobb hozammal, jobb minőséggel, kedvezőbb tápanyag- és ízprofillal, valamint idő- és költségtakarékos feldolgozással javítja az élelmiszer-előállítási folyamatokat.

Az ultrahang alkalmazásai az élelmiszer-feldolgozásban

A nagy teljesítményű ultrahang az élelmiszer-feldolgozás számos területén alkalmazható, többek között extrakcióra, keverésre, emulgeálásra, pasztőrözésre, gáztalanításra és húspuhításra. E fő alkalmazások mellett a nagy teljesítményű ultrahangot az élelmiszerek fagyasztásának, felolvasztásának és szárításának javítására is alkalmazzák.
A nagy intenzitású ultrahang fő előnyei a különböző élelmiszer-feldolgozási műveletek javításához kapcsolódnak: csökkenti a feldolgozási időt, növeli a hozamot, javítja a termékminőséget, és költség- és időtakarékosabb, gazdaságos feldolgozást tesz lehetővé.

A következő bekezdésben a nagy intenzitású ultrahang fő élelmiszeripari alkalmazásait találja:

Extrakció: Az ultrahang bioaktív vegyületek, például antioxidánsok, pigmentek és illóolajok növényi anyagokból történő kivonására használható. Ez az ultrahanggal segített extrakcióként ismert eljárás kiváló minőségű kivonatok előállítására alkalmazható, a hagyományos módszereknél rövidebb idő alatt és kisebb oldószer-felhasználással.
Olvasson többet az ultrahangos növényi extrakció előnyeiről!
Homogenizálás és emulgeálás: Az ultrahangos homogenizálás stabil emulziók és szuszpenziók, például salátaöntetek, majonéz, krémek és tejtermékek előállítására használható. Az eljárás során nagy frekvenciájú hanghullámokkal aprítják fel a folyadékban lévő zsírgömböcskéket, ami sima és egyenletes állagot eredményez.
Tudjon meg többet az élelmiszer-emulziók ultrahangos kezeléséről!
Itt megtalálja az ultrahangos majonézemulgeálás lépésről lépésre haladó útmutatóját és egy videót!
Tartósítás: A nagy intenzitású ultrahang az élelmiszerekben lévő mikroorganizmusok, például baktériumok és élesztőgombák inaktiválására használható. Az ultrahanggal segített pasztőrözésként ismert eljárás meghosszabbíthatja az élelmiszerek eltarthatóságát, és csökkentheti az élelmiszer eredetű megbetegedések kockázatát. Nem termikus feldolgozási technikaként az ultrahangos kezelés elkerüli a nagyon magas hőmérsékletek alkalmazását, így megakadályozza a hőérzékeny tápanyagok ezzel összefüggő lebomlását.
Olvasson többet az eltarthatóság növeléséről és a tápanyagok megőrzéséről ultrahangos kezeléssel!

Saját fűszerkivonatokat vagy szószokat szeretne készíteni? Legyen szó éttermi konyháról, ambiciózus séfhelyettesről vagy kereskedelmi gyártóról, a Hielscher ultrahangos berendezéseivel rövid idő alatt kiváló minőségű kivonatok és szószok készíthetők. Készítsen saját maga biokivonatokat! Hagyja el a tartósítószereket! Kizárólag az Ön által kiválasztott alapanyagokat használja!

Gáztalanítás: Amikor ultrahangot alkalmaznak egy folyadékban, a folyadékban rekedt gázbuborékok mozgásba jönnek. Ennek következtében ezek a levegő- és gázbuborékok közel kerülnek egymáshoz, és összeolvadnak. Így nagyobb buborékokká növekednek, ami lehetővé teszi, hogy a folyadék felszínére emelkedjenek, és könnyen eltávolíthatók legyenek.
Oldás: Kiemelkedő keverési és elegyítési képességeinek köszönhetően az ultrahang rendkívül hatékony nagy telítettségű, sőt túltelített oldatok előállításában. Ezt kristályosítási folyamatokban és sóoldatok előállításában egyaránt alkalmazzák.
Fermentáció: Mivel az ultrahanghullámok átlyukasztják és lebontják a mikroorganizmusok sejtfalát, azok fogékonyabbá válnak a fermentációs folyamatra. Ugyanakkor az ultrahang felgyorsítja a tápanyagok és az oxigén mikroorganizmusokhoz történő szállítását, ezáltal fokozza anyagcsere-aktivitásukat. Összességében az ultrahangos kezelés növeli a fermentáció sebességét, csökkenti a fermentációs időt, és javítja a kívánt végtermék hozamát. Ez a technológia különösen hasznos olyan élelmiszerek és italok előállításában, mint a tejtermékek, a joghurt, a sör, a kombucha és a bor.
Viszkozitáscsökkentés porlasztva szárítás előtt: Az ultrahangos nyíróerők jelentősen csökkenthetik a nyírásra vékonyodó és tixotróp zagyok viszkozitását. Az ultrahangos nyírásra vékonyítás alkalmazása a porlasztás előtt és a porlasztva szárítókba történő bevezetés előtt lehetővé teszi a porlasztóberendezés átbocsátási teljesítményének jelentős növelését. A porlasztva szárító tornyok gyakran a gyártósor szűk keresztmetszetét jelentik. Ultrahanggal növelhető a meglévő porlasztva szárítók kapacitása.

A Hielscher ultrahangos készülékeivel homogenizálhatók és pasztőrözhetők a folyékony tojástermékek (teljes tojás, tojásfehérje, tojássárgája) az élelmiszer-biztonság és a mechanikai stabilitás biztosítása érdekében. A Hielscher ultrahangos homogenizátorai intenzív kavitációt és nagy nyíróerőket hoznak létre a mikroorganizmusok elpusztításához. Az ultrahangos pasztőrözés rendkívül hatásos és hatékony, alacsony hőmérsékletű pasztőrözési alternatíva. Az ultrahanggal pasztőrözött folyékony tojásnál kisebb a fehérjedenaturáció és az ízveszteség, jobb a homogenitás, valamint jelentősen nagyobb az energiahatékonyság.

Fagyasztás: Az ultrahangos fagyasztás az élelmiszerekben a fagyasztási folyamat során képződő jégkristályok mennyiségének csökkentésére használható. Az eljárás során az élelmiszert fagyasztás közben nagy frekvenciájú hanghullámoknak teszik ki. Az ultrahanghullámok olyan rezgéseket keltenek, amelyek megakadályozzák a nagy jégkristályok kialakulását, ezáltal simább állagú és jobb minőségű terméket eredményeznek.
Felolvasztás: Az ultrahangos felolvasztás a fagyasztott élelmiszerek felolvasztási idejének csökkentésére használható. Az eljárás során a fagyasztott terméket ultrahanghullámoknak teszik ki, amelyek hőt termelnek, és felgyorsítják a felolvasztási folyamatot. Mivel az ultrahang elősegíti az energia rendkívül egyenletes eloszlását, az ultrahangos felolvasztás különösen hasznos lehet az olyan termékeknél, amelyeket nehéz egyenletesen felolvasztani, például húsoknál, tengeri élelmiszereknél, gyümölcsöknél és zöldségeknél.
Fagyasztás, felolvasztás és szárítás során a nagy teljesítményű ultrahang jelentősen javítja az anyag- és energiaátadási folyamatokat, ami felgyorsítja és gazdaságosabbá teszi ezeket az eljárásokat.
Palackszivárgás észlelése: Az ultrahang rendkívül hatékony módszer a szénsavas italok, például üdítőitalok, sör, pezsgő stb. palackjain és dobozain jelentkező szivárgások és repedések észlelésére. Az ultrahangot szénsavas italok gáztalanítására is alkalmazzák, például a sör palackozása előtt; ez az eljárás de-fobbing néven ismert.
Sóoldatos pácolás / savanyítás: A sóoldatos pácolás gyakori eljárás az élelmiszerek tartósításában és előállításában, különösen húsok, halak, sajtok és zöldségek esetében. Az ultrahangos kezelés lerövidíti a sóoldatos pácolás idejét, és a hagyományosan sóoldatban pácolt élelmiszerekhez és savanyúságokhoz képest kisebb mennyiségű nátrium-klorid használatát teszi lehetővé.
Hidratálás / rehidratálás: A nagy teljesítményű ultrahang egyszerű, ugyanakkor rendkívül hatékony módszer az élelmiszerek, például szárított hüvelyesek (pl. bab, csicseriborsó) vagy szárított gombák hidratálására vagy rehidratálására. Mivel az ultrahang megnyitja az élelmiszerben lévő sejtpórusokat, a víz gyorsan behatolhat. Ez felgyorsítja a hüvelyesek duzzadását, és ennek következtében rövidebb főzési időt eredményez.
A méz kristálytalanítása: Nem termikus kezelésként az ultrahangot hatékonyan alkalmazzák a nagy cukorkristályok mézben történő kialakulásának megelőzésére. Emellett a mézben már kialakult nagy kristályok ultrahangos kezeléssel kristálytalaníthatók. Rendkívül hatékony oldási technikaként a szondás ultrahangos készülékek feloldják a cukorkristályokat, így egyenletesen sima állagú mézet eredményeznek. Ezenkívül az ultrahang javítja a méz mikrobiológiai minőségét, mivel az ultrahangos sejtfeltárás hatására a nemkívánatos mikroorganizmusok inaktiválódnak.
Olajban sütés: Az ultrahangos olajban sütés a sült élelmiszerek olajfelvételének csökkentésére használható. Az eljárás során a húst vagy zöldséget forró olajba merítik, miközben nagy frekvenciájú hanghullámoknak teszik ki. Az ultrahanghullámok apró buborékokat hoznak létre az élelmiszer felületén, amelyek csökkentik a zöldség / hús és az olaj közötti érintkezési felületet, így kisebb olajfelvételt és egészségesebb végterméket eredményeznek. Az ultrahangos olajban sütés lehetővé teszi az élelmiszerek alacsonyabb hőmérsékleten történő elkészítését, kiválóbb ízprofilokat hozva létre és megőrizve a tápanyagokat.
Tudja meg, hogyan készül egészségesebb, ízletesebb és ropogósabb hasábburgonya és burgonyachips ultrahanggal segített olajban sütéssel!

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek élelmiszer-feldolgozáshoz

A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorai nagy teljesítményű ultrahangos készülékek, amelyek pontosan szabályozhatók, így reprodukálható eredményeket és folyamatosan egyenletes termékminőséget tesznek lehetővé. Mivel nagyon nagy amplitúdók előállítására képesek, a Hielscher ultrahangos processzorai rendkívül igényes alkalmazásokhoz is használhatók.
Az ügyfelek elégedettek a Hielscher Ultrasonics rendszereinek kiemelkedő strapabírásával és megbízhatóságával. A Hielscher ultrahangos készülékei megbízhatóan működnek nagy igénybevételű alkalmazásokban, megterhelő környezetben és 24/7 üzemben, ezáltal hatékony és gazdaságos élelmiszer-feldolgozást biztosítanak. Az ultrahangos folyamatintenzifikálás csökkenti a feldolgozási időt, és jobb eredményeket ér el, azaz jobb minőséget, nagyobb hozamot és újszerű termékeket.
A speciális anyagok, például titán, rozsdamentes acél, különböző minőségű kerámia vagy üveg következetes alkalmazása garantálja a technika és az adott folyamat kompatibilitását.
Az ultrahangos processzorok kezelőbarát, kényelmesen használható gépek, amelyek kevés karbantartást igényelnek, és viszonylag alacsony költségűek.

Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:

Adagtérfogat	Térfogatáram	Ajánlott készülékek
0,5–1,5mL	n.a.	VialTweeter
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	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.	nagyobb	csoportba kapcsolt UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség

A Hielscher ultrahangos készülékei a legmagasabb minőségi és tervezési követelményszintjükről ismertek. A strapabírás és az egyszerű kezelés lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékei könnyedén megbirkóznak a zord körülményekkel és a megterhelő környezetekkel.

A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, amely különös hangsúlyt fektet a korszerű technológiával és felhasználóbarát működéssel rendelkező, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. Természetesen a Hielscher ultrahangos készülékei megfelelnek a CE előírásainak, valamint az UL, a CSA és a RoHs követelményeinek.

Kapcsolódó témák

Hasznos tudnivalók

Hogyan működik az ultrahang az élelmiszer-feldolgozásban?

Az ultrahangos élelmiszer-feldolgozás jól bevált technológia, amelyet olyan élelmiszer-feldolgozási alkalmazásokhoz használnak, mint a keverés és homogenizálás, az emulgeálás, az extrakció, az oldás, a gáztalanítás és levegőmentesítés, a húspuhítás, a kristályosítás, valamint az élelmiszeripari köztes és végtermékek funkcionalizálása és módosítása. A Hielscher ultrahangos élelmiszer-feldolgozó berendezéseit évtizedek óta telepítik élelmiszer-előállító üzemekbe; ezek kifinomult berendezések, amelyeket az iparági követelmények teljesítésére fejlesztettek ki. Az ultrahangos processzorok a nagy teljesítményű ultrahanghullámok által létrehozott fizikai erőket alkalmazzák, ami kavitáció kialakulását eredményezi.

Milyen italokat készítenek általában ultrahangos kezeléssel?

Az ultrahangos kezelést gyakran használják olyan italok elkészítésére vagy feldolgozására, mint a hidegen áztatott kávé, a tea (beleértve a yerba matét), a gyümölcs- és zöldséglevek, a növényi forrázatok, a funkcionális italok (gyógynövénykivonatok), a növényi tejek, az erjesztett italok (folyamatintenzifikálás céljából), valamint az RTD-italok előállításához használt italkoncentrátumok.
További információkat talál az alábbi italok előállításáról:

Mi az akusztikus kavitáció?

Az akusztikus kavitáció, más néven ultrahangos kavitáció, apró vákuumbuborékok növekedése és összeomlása folyadékokban vagy zagyokban létrehozott ultrahangos térben. A kavitációs buborékok a váltakozó nagy nyomású / kis nyomású ciklusok során növekednek, amelyek rendre a sűrűsödési és ritkulási fázisoknak felelnek meg. Miután a vákuumbuborék több váltakozó nyomáscikluson keresztül növekedett, elér egy olyan pontot, ahol már nem képes több energiát elnyelni, ezért egy nagy nyomású ciklus során hevesen befelé összeomlik. A buborék összeomlása során helyileg szélsőséges körülmények alakulnak ki, többek között akár 5 000K szélsőséges hőmérséklet nagyon nagy felmelegedési és lehűlési sebességgel, akár 2000atm nyomás és az ennek megfelelő nyomáskülönbségek, valamint akár 280m/s sebességű folyadéksugarak. Ezekben a kavitációs „forró pontokban” a helyileg fellépő szélsőséges erők olyan fizikai körülményeket teremtenek, amelyek keverést, extrakciót és fokozott anyagátadást eredményeznek.

Akusztikus vagy ultrahangos kavitáció: buboréknövekedés és befelé történő összeomlás

A nagy intenzitású, kis frekvenciájú ultrahang által létrehozott akusztikus kavitáció erős nyíróerőket és helyileg fellépő nagy nyomás- és hőmérséklet-különbségeket hoz létre, amelyek biztosítják az intenzív keveréshez és anyagátadáshoz szükséges hatást. Ezeket az ultrahangos nyíróerőket sikeresen alkalmazzák az élelmiszer-feldolgozásban.

Szakirodalom/Hivatkozások

Li, Fei (2012): Development of Nano-material for Food Packaging. PhD Dissertation at Università degli Studi di Milano.
Kentish, Sandra; Ashokkumar, Meiyazhagan (2011): The Use of Power Ultrasound to enhance Food Processing Technologies.
Liu, C.F.; Zhou, W.B. (2008): Stimulating Bio-yogurt Fermentation by High Intensity Ultrasound Processing. Food Science Technology 2008.
Misra, N.N.; Deora, Navneet Singh; Tiwari, Brijesh, Cullen, Patrick J. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews 5(1), 2013. 36-44.
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.