Պանրի արտադրության բարելավում հզոր ուլտրաձայնի միջոցով
Տարբեր տեսակի կաթից (օրինակ՝ կովի, այծի, ոչխարի, գոմեշի, ուղտի կաթից և այլն) պատրաստվող տարբեր պանրատեսակների՝ պինդ պանիրների, փափուկ պանիրների և կաթնաշոռի արտադրությունը կարելի է արդյունավետորեն բարելավել ուլտրաձայնային մշակման միջոցով։ Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի կիրառումն արագացնում է հոմոգենացումը, խմորումն ու հասունացումը, բարելավում մանրէաբանական կայունությունը և դրական ազդեցություն ունենում սննդային արժեքի ու հյուսվածքի վրա։
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը բարելավում է պանրի արտադրությունը
Սննդամթերքի ուլտրաձայնային մշակումը պանրի արտադրության ընթացքում կաթի հոմոգենացումն ու խմորումը բարելավելու համար լայնորեն հաստատված տեխնոլոգիա է։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակումը մեղմ ջերմային մշակման հետ համատեղ՝ հայտնի որպես ջերմաուլտրաձայնային մշակում, կիրառվում է որպես ավանդական ջերմային պաստերացման այլընտրանք՝ այդպիսով վիտամինները, ամինաթթուներն ու ճարպերը և այլ սննդանյութերը պաշտպանելով ջերմային քայքայումից։ Կաթի կամ շիճուկի օգտագործմամբ պանրի արտադրությունը կարելի է զգալիորեն ինտենսիվացնել և բարելավել բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնի կիրառմամբ։
- Պանրի արագացված արտադրություն
- Պանրի բարելավված որակ
- Պանրի ավելի բարձր ելք
- Խմորման կրճատված տևողություն
- Տնտեսապես արդյունավետ
- Պարզ և անվտանգ օգտագործում
- Էներգաարդյունավետ
Կաթի ուլտրաձայնային մշակում հոսքագծում՝ պանրի արտադրության համար։
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի ազդեցությունը կաթի և մակարդուկի կառուցվածքի վրա պանրի արտադրության ընթացքում
Ուլտրաձայնային մշակումը հաջողությամբ կիրառվել է պանրի արտադրության գործընթացներում՝ խոշոր եղջերավոր անասունների (կովի), ոչխարի, գոմեշի, այծի, ուղտի և ձիու կաթի օգտագործմամբ։
Ուլտրաձայնով խթանվող պանրի արտադրությունը կարող է կիրառվել պանրատեսակների լայն շրջանակի համար՝ ներառյալ չեդդեր, ֆետա, սերուցքային պանիր, կաթնաշոռային պանիր, մեքսիկական պանելա պանիր, իսպանախոս երկրներին բնորոշ փափուկ պանիր և այլ հատուկ պանրատեսակներ։
Պանրի արտադրության ընթացքում կաթի վրա ցածր հաճախականության, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի ազդեցությունները ներառում են գելի ամրության և կարծրության բարձրացում, գելագոյացման արագացում, տեսակարար մակերեսի մեծացում, մակարդուկի պնդության նվազում, ճարպագնդիկների չափերի ավելի փոքր և միատեսակ բաշխում, ինչպես նաև ջուր պահելու ունակության բարձրացում։
Ուլտրաձայնով պայմանավորված համասեռության բարելավումը և կաթի ճարպագնդիկների ավելի հավասարաչափ բաշխումը լրացուցիչ բարելավում են պանրի որակը։ Օրինակ՝ ռենինով մակարդված այծի կաթի ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ 10 րոպե ուլտրաձայնային մշակումից հետո ստացված գելն ունեցել է ավելի խիտ, խաչաձև կապակցված ցանցային կառուցվածք։ Դրա շնորհիվ ձևավորվել է ավելի համասեռ միկրոկառուցվածք՝ բազմաթիվ ծակոտիներով, որոնք զգալիորեն փոքր էին ուլտրաձայնով չմշակված կաթի մակարդուկում դիտվածներից։
Կառուցվածքային այս տարբերությունները վկայում են, որ հզոր ուլտրաձայնով մշակված այծի կաթի մակարդուկն ունի ավելի բարձր պնդություն՝ 100 Pa գերազանցող G’max արժեքներով (առաձգականության կուտակման առավելագույն մոդուլ) – արժեքներ, որոնք նույնիսկ ավելի բարձր են, քան կովի կաթի համար հաղորդվածները։ Նմանատիպ բարելավում է նկատվել նաև կպչունության մեջ (նմուշի ներսում ներքին կապերի ամրությունը)։ Ընդհանուր առմամբ, այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը խթանում է կաթի բաղադրիչների միջև ավելի ուժեղ փոխազդեցությունները՝ այդպիսով բարելավելով կաթի մակարդման հատկությունները պանրի արտադրության ընթացքում (տե՛ս Carrillo-Lopez et al., 2021)։
Ուլտրաձայնային մշակումը նաև նպաստում է կաթի շրդանային մակարդմանը։ Կարդացե՛ք ավելին։
Արդյունաբերական UIP4000hdT ուլտրաձայնային սարք կաթնամթերքի մշակման համար
Ուլտրաձայնի ազդեցությունները պանիրների արտադրության վրա
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի ազդեցությունները կաթնամթերքի մշակման և պանրի արտադրության վրա հանգամանորեն ուսումնասիրվել են։
Պանրի ելքի բարձրացում. Պանելա պանրի արտադրության ընթացքում թարմ հում կաթի մշակումը UP400S ուլտրաձայնային սարքով հանգեցրել է պանրի ելքի (%) բարձրացման՝ չնայած արտազատվող հեղուկի քանակի ավելացմանը։ HIU մշակման 10 min տևողությունը նպաստում է պանրի դեղին երանգների և գունավորման արտահայտմանը։ Սակայն L*, a* և C* գունային կոորդինատներից ոչ մեկը չի փոխվում։ Ուլտրաձայնային մշակման 5 min անց pH արժեքը 6,6-ից բարձրացել է մինչև 6,74, սակայն 10 min անց նվազել է։ (Տե՛ս Carrillo-Lopez et al., 2020)
Պանրի հյուսվածքի բարելավում. Պանրի վերաբերյալ իրականացված ուսումնասիրությունների առնչությամբ Bermúdez-Aguirre և Barbosa-Cánovas հեղինակները հայտնել են, որ թերմոսոնիկացիայով մշակված կաթից ստացված թարմ պանիրը (Hielscher UP400S սարքով – 400 W, 24 kHz, 63 °C, 30 min) ավելի փափուկ և ավելի փխրուն էր, քան հսկիչ կաթից ստացված պանիրը (առանց թերմոսոնիկացիայի)։ Այդ հատկանիշների շնորհիվ պանիրն ավելի հեշտ էր փշրվում, ինչը թարմ պանրի ցանկալի հատկություն է։ Այս հեղինակներն այդ վարքագիծը բացատրել են՝ նշելով, որ թերմոսոնիկացիայով մշակված կաթից ստացված պանրի միկրոկառուցվածքն ավելի համասեռ էր, քան ուլտրաձայնով չմշակված կաթից ստացված պանրինը։ Ավելին, նրանք նշել են, որ թերմոսոնիկացիան բարելավել է սպիտակուցների և ճարպի հոմոգենացումը և մեծացրել ջրի մոլեկուլների պահպանումը մատրիցում։ Հետևաբար, կարելի է ենթադրել, որ բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը (HIU) նպաստում է կաթի բաղադրիչների միջև ուժեղ փոխազդեցություններին՝ բարելավելով մակարդման հատկությունները։
Ուլտրաձայնի ազդեցությունը կաթնամթերքի վրա. մածուցիկություն և ռեոլոգիա, համասեռություն, մանրէային ակտիվություն
Կաթնամթերքն արտադրվում է կենդանական կաթից, օրինակ՝ կովի, ոչխարի, այծի, գոմեշի, ձիու կամ ուղտի կաթից։ Կթելուց հետո կաթը կարող է վերամշակվել տարբեր արտադրանքների՝ հոմոգենացված և յուղազերծված կաթի, յոգուրտի, սերուցքի, կարագի, պանրի, շիճուկի, կազեինի կամ կաթի փոշու։ Կովի կաթը կաթնամթերքի արդյունաբերության ամենակարևոր հումքն է, որի համաշխարհային արտադրությունը կազմում է 542 069 000 տոննա/տարի։[Gerosa et al. 2012]
Շիճուկը (կաթի շիճուկը) պանրի կամ կազեինի արտադրության կողմնակի արդյունք է։ Այն հիմնականում բաղկացած է globinstagers α-լակտալբումինից (~65%), β-լակտոգլոբուլինից (~25%), ինչպես նաև շիճուկային ալբումինի (~8%) և իմունոգլոբուլինների փոքր քանակություններից։ Շիճուկային սպիտակուցները գլոբուլային սպիտակուցներ են, որոնք կարելի է անջատել շիճուկից։
Կաթի փոշին մշակվում է փոշեցրող չորացուցիչներով՝ կաթը չորացնելու և գոլորշիացնելու միջոցով մաքուր չոր կաթի փոշի ստանալու նպատակով։ Փոշեցրող չորացուցիչների էներգիայի չափազանց բարձր սպառման պատճառով հեղուկում պինդ նյութերի բարձր կոնցենտրացիան կարևոր է գործընթացի արդյունավետությունն օպտիմալացնելու համար։
«Թարմ յուղազերծված կաթի, վերականգնված միցելային կազեինի և կազեինի փոշու նմուշները մշակվել են ուլտրաձայնով՝ 20kHz հաճախականությամբ, ուլտրաձայնային մշակման ազդեցությունն ուսումնասիրելու նպատակով։ Թարմ յուղազերծված կաթում մնացած ճարպագնդիկների միջին չափը ուլտրաձայնային մշակումից 60min անց նվազել է մոտավորապես 10nm-ով, սակայն պարզվել է, որ կազեինի միցելների չափը մնացել է անփոփոխ։ Ուլտրաձայնային մշակման առաջին մի քանի րոպեների ընթացքում տեղի են ունեցել նաև լուծելի շիճուկային սպիտակուցի քանակի փոքր աճ և մածուցիկության համապատասխան նվազում, ինչը կարող էր պայմանավորված լինել կազեինի և շիճուկային սպիտակուցների ագրեգատների քայքայմամբ։ Մինչև 60min տևողությամբ ուլտրաձայնով մշակված, ուլտրացենտրիֆուգված յուղազերծված կաթի նմուշներում ազատ կազեինի պարունակության չափելի փոփոխություններ չեն հայտնաբերվել։ Ուլտրաձայնային մշակումը հանգեցրել է pH-ի փոքր, ժամանակավոր նվազման, սակայն լուծելի կալցիումի կոնցենտրացիայի չափելի փոփոխություն չի դիտվել։ Հետևաբար, թարմ յուղազերծված կաթում կազեինի միցելները կայուն են եղել ուլտրաձայնային ազդեցության ընթացքում։ Նմանատիպ արդյունքներ են ստացվել վերականգնված միցելային կազեինի համար, մինչդեռ շիճուկային սպիտակուցի պարունակության մեծացմանը զուգընթաց դիտվել են մածուցիկության ավելի մեծ փոփոխություններ։ Ուլտրաձայնի վերահսկվող կիրառումը կարող է օգտակար լինել մշակման հետևանքով առաջացած սպիտակուցային ագրեգացումը հետադարձելու համար՝ առանց կազեինի միցելների բնիկ վիճակի վրա ազդելու»։ [Chandrapala et al. 2012]
Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի ազդեցությունը կաթի սննդանյութերի և մանրէային կայունության վրա
Razavi և Kenari (2020) հեղինակներն ուսումնասիրել են մեղմ ջերմային մշակման գործընթացի հետ համակցված բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնի ազդեցությունը՝ սննդամթերքի փչացում և անվտանգության նվազում առաջացնող մանրէներն ու ֆերմենտներն ապաակտիվացնելու նպատակով։ Նրանց հետազոտության նպատակն էր գնահատել ուլտրաձայնային մշակման՝ որպես բարձր ջերմաստիճանային ջերմային մշակման այլընտրանքի ազդեցությունը մանրէների քանակի, լիպիդների օքսիդացման՝ որպես որակական ցուցանիշի, և վիտամինների՝ որպես կաթի սննդային բնութագրերի վրա։ Արդյունքները ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնը կարողացել է նվազեցնել կաթի մանրէային բեռնվածությունը և վիտամիններում ավելի քիչ փոփոխություններ է առաջացրել, քան սովորական ջերմային մշակման ենթարկված կաթում։ Այս առումով ուլտրաձայնային զոնդով մշակումը ճանաչվել է առավել արդյունավետ, իսկ ամենաբարձր արդյունավետությունը դիտվել է 75% ինտենսիվության դեպքում։ Զոնդային տիպի ուլտրաձայնի կիրառումը 55°C ջերմաստիճանում և 75% ինտենսիվությամբ՝ 10 րոպե տևողությամբ, խորհուրդ է տրվում որպես կաթի պաստերացման ոչ քայքայիչ գործընթաց։
Արդյունաբերական 4kW ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UIP4000hdT կաթնամթերքի և պանրի մշակման համար։
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ պանրի արտադրության համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը սննդի և խմիչքների արդյունաբերությունում, ինչպես նաև արդյունաբերության բազմաթիվ այլ ճյուղերում հզոր ուլտրաձայնի կիրառման երկարամյա փորձ ունի։ Մեր ուլտրաձայնային մշակման սարքերը հագեցած են հեշտ մաքրվող սոնոտրոդներով և հոսքային խցերով (հեղուկի հետ շփվող մասերով), որոնք նախատեսված են տեղում մաքրման (CIP) / տեղում ստերիլացման (SIP) համար։ Hielscher Ultrasonics ընկերության արդյունաբերական ուլտրաձայնային մշակման սարքերը կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով աշխատանքը կարելի է հեշտությամբ անընդհատ իրականացնել 24/7 ռեժիմով։ Բարձր ամպլիտուդները կարևոր են ավելի դիմացկուն մանրէների (օրինակ՝ գրամդրական բակտերիաների) ապաակտիվացման համար։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Բոլոր սոնոտրոդները և ուլտրաձայնային հոսքային խցերով ռեակտորները կարող են աշխատել բարձրացված ջերմաստիճանների և ճնշումների պայմաններում, ինչը հնարավորություն է տալիս ապահովել հուսալի ջերմաճնշումային ուլտրաձայնային մշակում և բարձր արդյունավետությամբ պաստերացում։
Գերժամանակակից տեխնոլոգիան, բարձր արտադրողականությունը և կատարելագործված ծրագրային ապահովումը Hielscher Ultrasonics ընկերության սարքերը դարձնում են ձեր սննդամթերքի պաստերացման գծի հուսալի աշխատանքային ուժը։ Փոքր զբաղեցրած տարածքի և տեղադրման բազմազան տարբերակների շնորհիվ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքերը կարելի է հեշտությամբ ինտեգրել գործող արտադրական գծերում կամ դրանցով վերազինել այդ գծերը։
Խնդրում ենք կապվել մեզ հետ հիմա՝ մեր ուլտրաձայնային հոմոգենացման համակարգերի առանձնահատկությունների և հնարավորությունների մասին ավելին իմանալու համար։ Ուրախ կլինենք ձեզ հետ քննարկել դրանց կիրառումը ձեր պանրի արտադրության մեջ։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 10-ից մինչև 2000mL | 20-ից մինչև 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-ից մինչև 20L | 0,2-ից մինչև 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-ից մինչև 100L | 2-ից մինչև 10L/min | UIP4000hdT |
| կիրառելի չէ | 10-ից մինչև 100L/min | UIP16000 |
| կիրառելի չէ | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվեք մեզ հետ։ / Հարցրեք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և էքստրակցիայի համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Luis M. Carrillo-Lopez, Ivan A. Garcia-Galicia, Juan M. Tirado-Gallegos, Rogelio Sanchez- Vega, Mariana Huerta-Jimenez, Muthupandian Ashokkumar, Alma D. Alarcon-Rojo (2021): Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry 2021.
- Daniela Bermúdez-Aguirre, Guustavo V. Barbosa-Cánovas (2010): Processing of Soft Hispanic Cheese (“Queso Fresco”) Using Thermo-Sonicated Milk: A Study of Physicochemical Characteristics and Storage Life. Journal of Food Science 75, 2010. S548–S558.
- Carrillo-Lopez L.M., Juarez-Morales M.G., Garcia-Galicia I.A., Alarcon-Rojo A.D., Huerta-Jimenez M. (2020): The effect of high-intensity ultrasound on the physicochemical and microbiological properties of Mexican panela cheese. Foods 9, 2020. 1–14.
- Chandrapala, Jayani et al. (2012): The effect of ultrasound on casein micelle integrity. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
- Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effects of ultrasound on the thermal and structural characteristics of proteins in reconstituted whey protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
- Fahmi, Ronak et al. (2011): Effect of Ultrasound Assisted Extraction upon the Protein Content and Rheological Properties of the Resultant Soymilk. Advance Journal of Food Science and Technology 3/4, 2011. 245-249.
- Gerosa, Stefano et al. (2012): Milk availability. Trends in production and demand and medium-term outlook. ESA Working paper No. 12-01 February 2012.
- Razavi, Razie; Kenari, Reza (2020): Comparative effect of thermo sonication and conventional heat process on lipid oxidation, vitamins and microbial count of milk. Journal of Food Researches Vol.30, No.1, 2020. 167-182.
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։