Ուլտրաձայնը սննդի արդյունաբերությունում

Հզոր ուլտրաձայնը կիրառվում է սննդամթերքի վերամշակման բազմաթիվ գործընթացներում, այդ թվում՝ էքստրակցիայի, հոմոգենացման, պաստերացման և խմորման համար։ Որպես ոչ ջերմային մշակում՝ ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է սննդամթերքի արտադրական գործընթացները՝ ապահովելով ավելի բարձր ելք, ավելի բարձր որակ, սննդանյութերի և համային հատկանիշների բարելավված կազմ, ինչպես նաև ժամանակի և ծախսերի խնայողություն։

Ուլտրաձայնի կիրառությունները սննդամթերքի վերամշակման մեջ

Հզոր ուլտրաձայնը լայնորեն կիրառվում է սննդամթերքի վերամշակման մեջ, այդ թվում՝ էքստրակցիայի, խառնման, էմուլգացման, պաստերացման, գազազերծման և մսի փափկեցման համար։ Այս հիմնական կիրառություններից բացի՝ հզոր ուլտրաձայնը կիրառվում է նաև սննդամթերքի սառեցումը, հալեցումը և չորացումը բարելավելու համար։
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի հիմնական առավելությունները կապված են սննդամթերքի վերամշակման տարբեր գործողությունների բարելավման հետ, օրինակ՝ մշակման ժամանակի կրճատման, ելքի ավելացման և արտադրանքի որակի բարելավման, և հնարավորություն են տալիս իրականացնել ավելի տնտեսող մշակում՝ ժամանակի ու ծախսերի ավելի մեծ խնայողությամբ։

Հաջորդ պարբերությունում կարող եք ծանոթանալ սննդի արդյունաբերությունում բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի հիմնական կիրառություններին՝

• Էքստրակցիա՝ Ուլտրաձայնը կարող է օգտագործվել բուսական նյութերից կենսաակտիվ միացություններ, օրինակ՝ հակաօքսիդանտներ, գունանյութեր և եթերայուղեր էքստրակցիայի միջոցով ստանալու համար։ Այս գործընթացը հայտնի է որպես ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիա և կարող է օգտագործվել բարձրորակ էքստրակտներ ստանալու համար՝ ավանդական մեթոդների համեմատ ավելի կարճ ժամանակում և լուծիչի ավելի փոքր ծախսով։
  Կարդացե՛ք ավելին բուսական նյութերի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի առավելությունների մասին։
• Հոմոգենացում և էմուլգացում՝ Ուլտրաձայնային հոմոգենացումը կարող է օգտագործվել կայուն էմուլսիաներ և կախույթներ, օրինակ՝ աղցանների սոուսներ, մայոնեզ, կրեմներ և կաթնամթերք արտադրելու համար։ Գործընթացում օգտագործվում են բարձր հաճախականության ձայնային ալիքներ՝ հեղուկում ճարպագնդիկները մանրացնելու համար, ինչի արդյունքում ստացվում է հարթ և համասեռ կառուցվածք։
  Իմացե՛ք ավելին սննդային էմուլսիաների ուլտրաձայնային մշակման մասին։
  Մայոնեզի ուլտրաձայնային էմուլգացման քայլ առ քայլ հրահանգը և տեսանյութը գտե՛ք այստեղ։
• Պահպանում՝ Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը կարող է օգտագործվել սննդամթերքում միկրոօրգանիզմները, օրինակ՝ բակտերիաները և խմորասնկերը ապաակտիվացնելու համար։ Գործընթացը, որը հայտնի է որպես ուլտրաձայնի օժանդակությամբ պաստերացում, կարող է երկարացնել սննդամթերքի պահպանման ժամկետը և նվազեցնել սննդով փոխանցվող հիվանդությունների վտանգը։ Որպես ոչ ջերմային մշակման եղանակ՝ ուլտրաձայնային մշակումը թույլ է տալիս խուսափել շատ բարձր ջերմաստիճանների կիրառումից՝ դրանով իսկ կանխելով ջերմազգայուն սննդանյութերի՝ դրա հետ կապված քայքայումը։
  Կարդացե՛ք ավելին ուլտրաձայնային մշակման միջոցով պահպանման ժամկետի երկարացման և սննդանյութերի պահպանման մասին։

• Գազազերծում՝ Հեղուկի վրա ուլտրաձայնի ազդեցությամբ հեղուկներում պարփակված գազային պղպջակները շարժման մեջ են դրվում։ Արդյունքում օդի և գազի այս պղպջակները մոտենում են միմյանց և միաձուլվում։ Սա նշանակում է, որ դրանք մեծանում են՝ առաջացնելով ավելի խոշոր պղպջակներ, ինչի շնորհիվ կարողանում են բարձրանալ հեղուկի մակերևույթ և հեշտությամբ հեռացվել։
• Լուծում՝ Խառնելու և միախառնելու իր բացառիկ կարողությունների շնորհիվ ուլտրաձայնը խիստ արդյունավետ է բարձր հագեցվածությամբ և նույնիսկ գերհագեցած լուծույթներ ստանալու համար։ Սա կիրառվում է բյուրեղացման գործընթացներում, ինչպես նաև աղաջրերի արտադրության մեջ։
• Խմորում՝ Քանի որ ուլտրաձայնային ալիքները ծակում և քայքայում են միկրոօրգանիզմների բջջապատերը, դրանք ավելի ընկալունակ են դառնում խմորման գործընթացի նկատմամբ։ Միաժամանակ ուլտրաձայնն արագացնում է սննդանյութերի և թթվածնի տեղափոխումը դեպի միկրոօրգանիզմներ՝ դրանով ուժեղացնելով դրանց նյութափոխանակային ակտիվությունը։ Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային մշակումը մեծացնում է խմորման արագությունը, կրճատում խմորման ժամանակը և ավելացնում ցանկալի վերջնական արտադրանքի ելքը։ Այս տեխնոլոգիան հատկապես օգտակար է այնպիսի սննդամթերքի և ըմպելիքների արտադրության համար, ինչպիսիք են կաթնամթերքը, յոգուրտը, գարեջուրը, կոմբուչան և գինին։
• Մածուցիկության նվազեցում՝ ցողմամբ չորացումից առաջ՝ Ուլտրաձայնային սահքի ուժերը կարող են զգալիորեն նվազեցնել սահքի ազդեցությամբ նոսրացող և թիքսոտրոպ կախույթների մածուցիկությունը։ Ցողումից և ցողափոշային չորանոցներում մշակումից առաջ ուլտրաձայնային սահքի ազդեցությամբ մածուցիկության նվազեցումը թույլ է տալիս զգալիորեն բարձրացնել ցողող սարքավորումների արտադրողականությունը։ Ցողափոշային չորացման աշտարակները հաճախ արտադրական գծի արտադրողականությունը սահմանափակող օղակն են։ Ուլտրաձայնի միջոցով կարելի է բարձրացնել առկա ցողափոշային չորանոցների արտադրողականությունը։

• Սառեցում․ Ուլտրաձայնային սառեցումը կարող է կիրառվել սառեցման ընթացքում սննդամթերքում սառցաբյուրեղների առաջացումը նվազեցնելու համար։ Գործընթացի ընթացքում սննդամթերքը սառեցնելիս ենթարկվում է բարձր հաճախականության ձայնային ալիքների ազդեցությանը։ Ուլտրաձայնային ալիքներն առաջացնում են տատանումներ, որոնք կանխում են խոշոր սառցաբյուրեղների առաջացումը՝ ապահովելով ավելի հարթ կառուցվածքով և ավելի բարձր որակով արտադրանք։
• Հալեցում․ Ուլտրաձայնային հալեցումը կարող է կիրառվել սառեցված սննդամթերքի հալեցման ժամանակը կրճատելու համար։ Գործընթացի ընթացքում սառեցված արտադրանքը ենթարկվում է ուլտրաձայնային ալիքների ազդեցությանը, որոնք ջերմություն են առաջացնում և արագացնում հալեցման գործընթացը։ Քանի որ ուլտրաձայնը նպաստում է էներգիայի շատ հավասարաչափ բաշխմանը, ուլտրաձայնային հալեցումը կարող է հատկապես օգտակար լինել այնպիսի մթերքների համար, որոնք դժվար է հավասարաչափ հալեցնել, օրինակ՝ միսը, ծովամթերքը, մրգերն ու բանջարեղենը։
  Սառեցման, հալեցման և չորացման ընթացքում հզոր ուլտրաձայնը զգալիորեն բարելավում է զանգվածի և էներգիայի փոխանցման գործընթացները՝ արագացնելով դրանք և դարձնելով ավելի տնտեսող։
• Շշերի արտահոսքի հայտնաբերում․ Ուլտրաձայնը շատ արդյունավետ միջոց է գազավորված ըմպելիքների՝ գազավորված զովացուցիչ ըմպելիքների, գարեջրի, փրփրուն գինու և այլնի շշերում ու բանկաներում արտահոսքերն ու ճաքերը հայտնաբերելու համար։ Ուլտրաձայնը կիրառվում է նաև գազավորված ըմպելիքների գազազերծման համար, օրինակ՝ գարեջուրը շշալցնելուց առաջ․ այս գործընթացը հայտնի է որպես դեֆոբինգ (de-fobbing)։
• Աղաջրով մշակում / Թթու դնում․ Աղաջրով մշակումը սննդամթերքի պահպանման և արտադրության մեջ տարածված գործընթաց է, հատկապես՝ մսի, ձկան, պանրի և բանջարեղենի համար։ Ուլտրաձայնային մշակումը կրճատում է աղաջրով մշակման ժամանակը և թույլ է տալիս օգտագործել ավելի քիչ նատրիումի քլորիդ՝ համեմատած ավանդական եղանակով աղաջրում մշակված մթերքների և թթուների հետ։
• Հիդրատացում / Վերահիդրատացում․ Հզոր ուլտրաձայնը պարզ, սակայն խիստ արդյունավետ մեթոդ է սննդամթերքի, օրինակ՝ չորացրած հատիկաընդեղենի (օրինակ՝ լոբու, սիսեռի) կամ ջրազրկված սնկերի հիդրատացման կամ վերահիդրատացման համար։ Քանի որ ուլտրաձայնը բացում է սննդամթերքի բջջային ծակոտիները, ջուրը կարող է արագ ներթափանցել։ Սա արագացնում է հատիկաընդեղենի ուռչելը և հետագայում կրճատում եփման ժամանակը։
• Մեղրի ապաբյուրեղացում․ Որպես ոչ ջերմային մշակման եղանակ՝ ուլտրաձայնն արդյունավետորեն կիրառվում է մեղրի մեջ շաքարի խոշոր բյուրեղների առաջացումը կանխելու համար։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակմամբ կարելի է ապաբյուրեղացնել մեղրի մեջ արդեն առաջացած խոշոր բյուրեղները։ Որպես լուծման խիստ արդյունավետ մեթոդ՝ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերը լուծում են շաքարի բյուրեղները՝ ապահովելով համասեռ, հարթ խտությամբ մեղր։ Բացի այդ, ուլտրաձայնը բարելավում է մեղրի մանրէաբանական որակը, քանի որ ուլտրաձայնային բջջաքայքայման ազդեցությամբ անցանկալի մանրէներն ապաակտիվացվում են։
• Տապակում․ Ուլտրաձայնային տապակումը կարող է կիրառվել տապակվող սննդամթերքում յուղի ներծծումը նվազեցնելու համար։ Գործընթացը ներառում է միսը կամ բանջարեղենը տաք յուղի մեջ ընկղմելը՝ միաժամանակ այն ենթարկելով բարձր հաճախականության ձայնային ալիքների ազդեցությանը։ Ուլտրաձայնային ալիքները սննդամթերքի մակերեսին առաջացնում են փոքր պղպջակներ, որոնք նվազեցնում են բանջարեղենի / մսի և յուղի շփման մակերեսը՝ հանգեցնելով յուղի ավելի քիչ ներծծման և ավելի առողջարար վերջնական արտադրանքի ստացման։ Ուլտրաձայնային տապակումը թույլ է տալիս սնունդը պատրաստել ավելի ցածր ջերմաստիճաններում՝ ապահովելով ավելի բարձրակարգ համաբույրային բնութագրեր և պահպանելով սննդանյութերը։
  Իմացե՛ք, թե ինչպես է ուլտրաձայնի օգնությամբ տապակումը թույլ տալիս ստանալ ավելի առողջարար, ավելի համեղ ու ավելի խրթխրթան կարտոֆիլ ֆրի և կարտոֆիլի չիպսեր։

Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքեր՝ սննդամթերքի մշակման համար

Hielscher Ultrasonics-ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքեր են, որոնք հնարավոր է ճշգրիտ կառավարել՝ այդպիսով ապահովելով վերարտադրելի արդյունքներ և արտադրանքի կայուն որակ։ Շատ բարձր ամպլիտուդներ ապահովելու ունակության շնորհիվ Hielscher-ի ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են օգտագործվել խիստ պահանջկոտ կիրառությունների համար։
Հաճախորդները գոհ են Hielscher Ultrasonics-ի համակարգերի բացառիկ ամրությունից և հուսալիությունից։ Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը հուսալիորեն աշխատում են ծանրաբեռնված կիրառություններում, պահանջկոտ միջավայրերում և 24/7 աշխատանքային ռեժիմում՝ այդպիսով ապահովելով սննդամթերքի արդյունավետ և տնտեսող մշակում։ Գործընթացների ուլտրաձայնային ինտենսիվացումը կրճատում է մշակման ժամանակը և ապահովում ավելի լավ արդյունքներ՝ ավելի բարձր որակ, ավելի բարձր ելք և նորարարական արտադրանք։
Հատուկ նյութերի, օրինակ՝ տիտանի, չժանգոտվող պողպատի, կերամիկայի կամ տարբեր տեսակների ապակու հետևողական կիրառմամբ երաշխավորվում է տեխնոլոգիայի համատեղելիությունը գործընթացի հետ։
Ուլտրաձայնային պրոցեսորները օպերատորի համար հեշտ օգտագործվող և հարմար սարքեր են, որոնք քիչ տեխնիկական սպասարկում են պահանջում և ունեն համեմատաբար ցածր արժեք։

Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին․

Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – գերմանական արտադրության որակ

Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց որակի և նախագծման ամենաբարձր չափանիշներով։ Ամրությունը և շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերն անխափան ինտեգրել արդյունաբերական կայանքներում։ Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ դիմակայում են ծանր պայմաններին և պահանջկոտ միջավայրերին։

Hielscher Ultrasonics-ը ISO հավաստագրում ունեցող ընկերություն է և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են նորագույն տեխնոլոգիաներով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE-ի պահանջներին և բավարարում են UL-ի, CSA-ի և RoHs-ի պահանջները։

Փաստեր, որոնք արժե իմանալ

Ինչպե՞ս է գործում ուլտրաձայնը սննդամթերքի մշակման մեջ

Սննդամթերքի ուլտրաձայնային մշակումը կայացած տեխնոլոգիա է, որն օգտագործվում է սննդամթերքի մշակման այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են խառնումը և հոմոգենացումը, էմուլգացումը, էքստրակցիան, լուծումը, գազազերծումը և օդազերծումը, մսի փափկեցումը, բյուրեղացումը, ինչպես նաև միջանկյալ և վերջնական սննդամթերքի ֆունկցիոնալացումը և ձևափոխումը։ Տասնամյակներ շարունակ սննդամթերքի արտադրության գործարաններում տեղադրվող Hielscher-ի սննդամթերքի մշակման ուլտրաձայնային պրոցեսորները կատարելագործված սարքեր են, որոնք մշակվել են ոլորտի պահանջները բավարարելու համար։ Ուլտրաձայնային պրոցեսորները գործադրում են հզոր ուլտրաձայնային ալիքների ստեղծած ֆիզիկական ուժերը, ինչի արդյունքում առաջանում է կավիտացիա։

Ի՞նչ ըմպելիքներ են սովորաբար պատրաստվում ուլտրաձայնային մշակմամբ

Ուլտրաձայնային մշակումը սովորաբար օգտագործվում է այնպիսի ըմպելիքներ պատրաստելու կամ մշակելու համար, ինչպիսիք են սառը եղանակով թրմված սուրճը, թեյը (ներառյալ յերբա մատեն), մրգային և բանջարեղենային հյութերը, բուսական թուրմերը, ֆունկցիոնալ ըմպելիքները (բուսական էքստրակտներ), բուսական կաթերը, խմորված ըմպելիքները (գործընթացն ինտենսիվացնելու համար) և օգտագործման համար պատրաստի (RTD) ըմպելիքների արտադրության խտանյութերը։
Գտե՛ք լրացուցիչ տեղեկություններ հետևյալ ըմպելիքների արտադրության մասին․

• Սուրճ / Կանաչ սուրճ
• Թեյի թուրմեր
• Յերբա մատե
• Հյութեր
• Սմուզիներ
• Կոմբուչա
• Ընկուզային կաթեր

Ի՞նչ է ակուստիկ կավիտացիան

Ակուստիկ կավիտացիան, որը հայտնի է նաև որպես ուլտրաձայնային կավիտացիա, հեղուկներում կամ կախույթներում ստեղծված ուլտրաձայնային դաշտում մանր վակուումային պղպջակների աճն ու փլուզումն է։ Կավիտացիոն պղպջակներն աճում են բարձր և ցածր ճնշման հերթագայվող ցիկլերի ընթացքում, որոնք համապատասխանաբար սեղմման և նոսրացման փուլերն են։ Ճնշման մի քանի հերթագայվող ցիկլերի ընթացքում աճելուց հետո վակուումային պղպջակը հասնում է մի վիճակի, երբ այլևս չի կարող էներգիա կլանել, ուստի բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում այն ուժգին փլուզվում է դեպի ներս։ Պղպջակի փլուզման ընթացքում տեղային ծայրահեղ պայմաններ են առաջանում, այդ թվում՝ մինչև 5 000K ծայրահեղ ջերմաստիճաններ՝ տաքացման և սառեցման շատ բարձր արագություններով, մինչև 2000atm ճնշումներ և համապատասխան ճնշման տարբերություններ, ինչպես նաև մինչև 280m/s արագությամբ հեղուկի շիթեր։ Կավիտացիոն այս «թեժ կետերում» տեղային ծայրահեղ ուժերը ստեղծում են ֆիզիկական պայմաններ, որոնք հանգեցնում են խառնման, արդյունահանման և զանգվածափոխանակության ուժեղացման։

Բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնով առաջացած ակուստիկ կավիտացիան ստեղծում է սահքի ուժեղ ուժեր և ճնշման ու ջերմաստիճանի տեղային մեծ տարբերություններ, որոնք ապահովում են ինտենսիվ խառնման և զանգվածափոխանակության համար անհրաժեշտ ազդեցությունը։ Ուլտրաձայնային սահքի այս ուժերը հաջողությամբ կիրառվում են սննդամթերքի վերամշակման համար։

Գրականություն/Հղումներ

• 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.