Մոլեկուլային խոհանոց և այլ խոհարարական կիրառություններ
Ուլտրաձայնային տեխնոլոգիան փոխակերպում է խոհարարների և սննդի գիտնականների կողմից սննդամթերքի և խմիչքների պատրաստման եղանակը. ուլտրաձայնային արդյունահանումը, թուրմը, էմուլգացումը և հոմոգենացումը ուլտրաձայնային սարքերի հիմնական կիրառություններն են խոհարարական ստեղծագործությունների համար: Արագ արդյունահանումներից մինչև ավելի մետաքսանման էմուլսիաներ և ինտենսիվ բույրեր, ուլտրաձայնային ալիքները զարգացնում են ակնառու համեր և հյուսվածքներ: Այս հոդվածում դուք կսովորեք, թե ինչպես են խոհարարներն ու սննդի տեխնոլոգները օգտագործում ուլտրաձայնային կավիտացիան՝ կոկտեյլներից մինչև կոնսոմե ամեն ինչ վերստեղծելու համար:
Սկզբունքների համառոտ ուղեցույց
հյուր-հոդված՝ Մարկ Գաստոնի կողմից
- Այս ուղեցույցի բովանդակության մեծ մասը մատչելի տեղեկատվություն է, սակայն երբեմն այն գրվում է այնպես, որ միշտ չէ, որ հեշտացնում է ընթերցումը, եթե պատահաբար ծանոթ չեք օգտագործված տերմիններին:
- Ստորև բացատրվում են sonication-ի կարևոր տերմինները, ինչպիսիք են sonotrode, amplitude և այլն, և դրանց ազդեցությունը խոհարարական կիրառությունների վրա:
- Ստորև բերված այս ուղեցույցը փորձում է բացատրել ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորի օգտագործումը ոչ այնքան գիտական և ավելի խոհարարական առումով։
Ուլտրաձայնային ալիքները և դրանց կիրառումը սննդի մեջ
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորը որպես տեխնիկա տարիներ շարունակ գոյություն ունի տարբեր ձևերով, բայց նոր է իր տեղը գտնում փոքր մասշտաբի խոհարարական կիրառություններում: Հոմոգենիզատորը պարունակում է որոշ բարդ էլեկտրոնիկա, որը կարող է էլեկտրական էներգիան փոխակերպել և կառավարել մետաղական ծայրի կամ սոնոտրոդի բարձր հաճախականության տատանումների:
Սոնոտրոդը շարժվում է հիմնականում վեր ու վար բավականին բարձր հաճախականությամբ՝ լսելի միջակայքից բարձր (օրինակ՝ 26000 անգամ վայրկյանում կամ 26 ԿՀց հաճախականությամբ Sonicator UP200Ht) Այն քանակությունը, որով sonotrode-ը շարժվում է վեր ու վար, կոչվում է ամպլիտուդա և սովորաբար կարող է ճշգրտվել 9-ից 240 մկմ-ի միջև (մարդու մազերի միջին հաստությունը տեղեկանքի համար մոտ 100 մկմ է): Պարզ ասած, sonotrode-ն իրեն պահում է հեղուկի մեջ վեր ու վար շարժվող մխոցի պես:
Քանի որ sonotrode-ը շարժվում է վեր ու վար, մինչդեռ ընկղմվում է հեղուկի մեջ, այն ստեղծում է բարձր և ցածր ճնշման տարածքներ հեղուկի ներսում sonotrode-ի շուրջ, որն իր հերթին ստեղծում է մի երևույթ, որը հայտնի է որպես կավիտացիա: Խոհանոցում մենք տեսնում ենք, որ ճնշման իջեցումը (օրինակ՝ խցիկի կնիքի դեպքում) հանգեցնում է հեղուկների եռման ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, իսկ ճնշման բարձրացումը (օրինակ՝ ճնշման կաթսայում) առաջացնում է հեղուկների եռում ավելի բարձր ջերմաստիճանում:
Սոնոտրոդի ծայրում արագ տատանվող ճնշման պուլսացիաները առաջացնում են հեղուկի ներսում պղպջակների առաջացում, ապա արագ փլուզում: Այս ամենը տեղի է ունենում փոքր մասշտաբով, բայց հեղուկի ներսում ստեղծում է հսկայական ուժեր՝ կավիտացիայի կողմից առաջացող արագությունների, ջերմաստիճանների և ճնշումների պատճառով: Հենց այս հսկայական ուժերն են, որոնք կարող են մեր օգտին օգտագործվել խոհանոցում՝ համեմունքների արդյունահանում կողմից պատռվող բջիջներ, էմուլգացիա, կամ մասնիկների քայքայումը.
UP200Ht – Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր միքսոլոգիայի և ոգիների ծերացման համար
Իմացեք ավելին վեգան մուսի շոկոլադե ուլտրաձայնային էմուլգացիայի մասին:
Այնուամենայնիվ, այս սարքավորումների օգտագործման մարտահրավերներից մեկը այս ուժը օգտագործելն ու վերահսկելն է այնպես, որ ուժեղացնեն սնունդը:
Գնվածը ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր մոդել UP200Ht թելադրում է օգտագործողի համար հասանելի առավելագույն հզորությունը, և հոմոգենիզատորն ինքնին ունի մի շարք փոփոխականներ, որոնք կարող են օգտագործվել դրա աշխատանքը կիրառմանը համապատասխանեցնելու համար: Այս ուղեցույցի նպատակների համար օգտագործված մոդելը Hielscher 200 վատտ հզորությամբ սոնիկատորն էր:
Sonotrode Չափ
Սոնոտրոդի չափսը մեծ ազդեցություն ունի այն բանի վրա, թե ինչպես է սարքը մատակարարում իր հզորությունը։
Շատ պարզ բառերով, որքան մեծ է sonotrode-ի մակերեսը, այնքան ավելի շատ ուժ կպահանջվի այն վարելու համար ցանկացած տվյալ ամպլիտուդով: Հեղուկի մածուցիկությունը նույնպես մեծ ազդեցություն կունենա տվյալ ամպլիտուդով սոնոտրոդը վարելու համար պահանջվող հզորության վրա:
Պատկերացրեք sonotrode-ը որպես մխոց կամ մխոց, եթե մխոցը շատ արագ վեր ու վար շարժվում է բարակ հեղուկով, օրինակ՝ ջրի կաթսայի մեջ, դա համեմատաբար հեշտ է անել նույնիսկ ողջամիտ արագությամբ, սակայն կաթսան լցրեք թանձր սոուսով և նույնը ճիշտ չի լինի, շատ ավելի մեծ ուժ կպահանջվի մխոցը հեղուկի մեջ արագ վեր ու վար տեղափոխելու համար՝ բարձրացված մածուցիկության պատճառով: Բարձրացրեք մխոցի կամ մխոցի չափը, և այն նաև ավելի շատ ջանք կպահանջի հեղուկի մեջ այն վեր ու վար տեղափոխելու համար:
Նույնը վերաբերում է սոնոտրոդին: Խոշոր sonotrode-ի տեղադրմամբ, միավորը պետք է շատ ավելի դժվար աշխատի, որպեսզի արտադրի տատանումների տվյալ ամպլիտուդ, եթե հեղուկն ունի բարձր մածուցիկություն, քան ցածր մածուցիկության հեղուկի դեպքում:
Տարբեր սոնոտրոդային չափսեր ուլտրաձայնային սարքի մոդել UP200Ht
Ցանկացած տվյալ հզորության դեպքում, իր մակերեսի պատճառով ավելի փոքր սոնոտրոդը կառաջացնի ավելի մեծ ճնշման տատանումներ և ավելի բարձր կավիտացիոն ինտենսիվություններ ծայրում, քան ավելի մեծ սոնոտրոդը (քանի որ իշխանությունը կենտրոնացած է ավելի փոքր սոնոտրոդի մակերեսի վրա):
Հնարավոր է, որ հնարավոր չլինի նույն ամպլիտուդով ավելի մեծ sonotrode վարել, քանի որ դա անելու համար կպահանջվի ավելի շատ հզորություն, ինչը, հնարավոր է, կհանգեցնի գերբեռնվածության պատճառով միավորի անջատմանը: Այս դեպքում պետք է կրճատել sonotrode-ի չափը կամ ստանալ ավելի բարձր էներգաբլոկ:
Ուլտրաձայնային ինտենսիվությունը (ցանկացած տվյալ հզորության կարգավորման դեպքում) նվազում է մակերեսի մակերեսի աճին զուգընթաց (ավելի մեծ սոնոտրոդներ), որտեղ ուլտրաձայնային հզորության ինտենսիվությունը մեծանում է մակերեսի մակերեսի նվազմանը զուգընթաց, կամ այլ կերպ ասած, ավելի փոքր սոնոտրոդը մեծ քանակությամբ ուլտրաձայնային հզորություն է լցնում փոքր տարածքի մեջ, մինչդեռ ավելի մեծ սոնոտրոդը հզորությունը տարածում է ավելի մեծ տարածքի վրա։
Օգտագործելով Hielscher UIP1000hdT ուլտրաձայնային սարքը, Chef Degeimbre-ն ստեղծում է անսովոր համային էմուլսիաներ սոուսների, սոուսների և վինեգրետների համար՝ հյուսվածքներով և համային ինտենսիվություններով, որոնք սովորական մեթոդները չեն կարող հասնել:
Բարձր ինտենսիվությամբ ուլտրաձայնային մշակումը առաջացնում է ակուստիկ կավիտացիա, որը հնարավորություն է տալիս ձևավորել գերնուրբ էմուլսիաներ: Այս խառնման տեխնիկան պահպանում է համերը, երկարացնում կայունությունը և հնարավորություն է տալիս ստեղծել բաղադրիչների նոր համադրություններ:
Լայնորեն օգտագործվում է գաստրոնոմիայում, միքսոլոգիայում և սննդի արտադրության մեջ&Դ, ուլտրաձայնային էմուլգացումը վերաիմաստավորում է հնարավորը՝ սկսած մաքուր պիտակով սննդի բանաձևերից մինչև ըմպելիքներում նանո-կապսուլացված բույրեր։
Hielscher sonicators-ը հասանելի է որպես կոմպակտ ձեռքի հոմոգենիզատորներ, ինչպես նաև արդյունաբերական խոշորածավալ պրոցեսորներ առևտրային սննդի համար։ & ըմպելիքների մշակում: Կիրառությունները, սկսած խառնումից և էմուլգացումից, համեմունքների և կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանումից, ըմպելիքների և թուրմերի ներարկումից, մսի մարինացումից և փափկեցումից կամ գինու, սպիրտային խմիչքների և քացախի հասունացումից, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի օգտագործումը ստեղծագործական խոհանոցներում դարձնում են խոհարարների սիրելի գործիքը:
Նմուշի գերտաքացումը կարող է առաջացնել բույրերից մի քանիսը, որոնք դուք փորձում եք գրավել՝ համակարգից դուրս գալու համար:
Բարձր հզորության մուտքերը նույնպես կարող են հանգեցնել նմուշի քայքայման, ինչպես դա կարելի է տեսնել որոշակի յուղեր օգտագործելիս: Հոմոգենիզատորի ծայրում բարձր էներգիայի մուտքերի ազդեցության տակ գտնվող յուղերը կարող են քայքայվել՝ հանգեցնելով խիստ տհաճ համի, որը կարելի է նկարագրել միայն որպես էլեկտրական այրման համ:
Ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն նյութերի դեպքում նմուշի սառեցումը կբարելավի արդյունքները, օրինակ՝ սառցե բաղնիքի օգտագործումը կամ որոշ չոր սառույցի նմուշի մեջ ներառելը: Ավելի երկար ժամանակահատվածում ավելի ցածր էներգիայի մուտքերի օգտագործումը օգնում է ցրել էներգիան, որը թողարկվում է համակարգում, ինչպես դա անում է միավորի իմպուլսային ռեժիմում օգտագործելը, որը թույլ է տալիս որոշակի սառչել ուլտրաձայնի յուրաքանչյուր պայթյունի միջև:
Հոմոգենիզատորի էլեկտրոնիկայի շրջանակներում օգտատերը կարող է ընտրել սարքը կառավարելու երկու հիմնական ռեժիմով:
Ամպլիտուդային հսկողություն
Այս ռեժիմում օգտագործողը ընտրում է sonotrode-ի համար պահանջվող առավելագույն ամպլիտուդի տոկոսը: Այնուհետև էլեկտրոնիկան կփորձի քշել sonotrode-ն այդ առատությամբ և կկարգավորի սարքի մուտքային հզորությունը, որպեսզի պահպանի պահանջվող ամպլիտուդը sonotrode-ում: Եթե sonotrode մակերեսի մակերեսը չափազանց մեծ է, որպեսզի այս ամպլիտուդով վարվի միավորի առկա հզորությամբ, ամպլիտուդը չի հասնի սահմանված արժեքին և կարող է անջատվել, եթե գերբեռնվածության պայմանը հասնի:
Ուլտրաձայնային ալիքները օգտագործվում են մոլեկուլային խոհանոցում և միքսոլոգիայում՝ յուրահատուկ համեր ստեղծելու համար: Hielscher Sonicator UP200Ht-ն օգտագործվում է բույրը արդյունահանելու, սպիրտային խմիչքները թրմելու, դառը ըմպելիքներ պատրաստելու և լիկյորներն ու գինին հասունացնելու համար:
Ներածման հզորության վերահսկում
Այս ռեժիմում օգտատերը սահմանում է անհրաժեշտ մուտքային հզորությունը վտներով, և էլեկտրոնիկան կկարգավորի տատանումների ամպլիտուդը, որպեսզի կարգավորի մուտքային հզորությունը օգտագործողների կարգավորումներին: Այս ռեժիմը թույլ է տալիս կարգավորել հեղուկին փոխանցվող հզորությունը և, հետևաբար, հեղուկում առաջացած ջերմությունը սահմանափակվում է՝ խուսափելով ավելի զգայուն նմուշների վնասից:
զարկերակային ռեժիմ
Երկու աշխատանքային ռեժիմներից բացի, կա նաև իմպուլսային ռեժիմ, որի դեպքում էլեկտրոնիկան միանում և անջատվում է ցիկլերով, որոնց ժամանակը սահմանվում է օգտատիրոջ կողմից՝ ժամանակի 10%-ը միացված և 90%-ը անջատված լինելուց մինչև ժամանակի 90%-ը միացված և 10%-ը անջատված լինելը։ Սա տալիս է իմպուլսային էֆեկտ և օգտակար է ինչպես նմուշին մուտքային ընդհանուր հզորությունը սահմանափակելու, այնպես էլ նմուշի ներսում լավ խառնաշփոթ ստեղծելու համար՝ սկզբնական մուտքը բարձր լինելու դեպքում, քանի որ էլեկտրոնիկան կայունանում է յուրաքանչյուր աշխատանքային ցիկլի ընթացքում։
Ընդհանուր ակնարկներ և հնարքներ
Համեմունքների ներարկման համար հոմոգենիզատոր օգտագործելիս ավելի լավ արդյունքներ են ստացվում, երբ պինդ նյութերի չափսը փոքրացվում է հոմոգենացումից առաջ, ինչը կմեծացնի ազդեցությանը ենթարկվող մակերեսը։ sonotrodeՆույն սկզբունքը կիրառվում է նաև հոմոգենիզատորի օգտագործման ժամանակ։ մասնիկների չափի կրճատումՄտածեք հոմոգենիզատորի մասին որպես նուրբ հարդարման գործիքի, այլ ոչ թե որպես մշակիչի։ Մասնիկների չափերի փոքրացման գործում աշխատանքի մեծ մասը կատարվում է մասնիկների բարձր արագությամբ բախումների միջոցով, որոնք արագացնում են սոնոտրոդում առաջացող ուժերը։ Շատ ավելի լավ արդյունքներ կստացվեն, եթե մասնիկների որոշ կրճատումներ կատարվեն ուլտրաձայնային մշակումից առաջ։ Սկսելով արդեն իսկ կատարված մեծածավալ մասնիկների չափերի փոքրացումից՝ նշանակում է, որ ավելի մեծ մակերես է ենթարկվում ուլտրաձայնային մշակման, և որ ավելի փոքր մասնիկները ավելի արագ կարագանան հեղուկում, ինչը կհանգեցնի ավելի մեծ բախումների՝ մասնիկները հետագայում քայքայելու ուժով։ Հոմոգենիզատորի կողմից նաև ավելի քիչ աշխատանք կպահանջվի, ինչը թույլ կտա ավելի լավ վերահսկել ջերմաստիճանը։
Քանի որ հոմոգենիզատորը աշխատում է բավականին տեղայնացված մակարդակում, այն օգտակար է, օրինակ, մի քանի հարյուր միլիլիտր կամ ավելի մեծ նմուշների հետ օգտագործելիս, լրացուցիչ խառնում ապահովելու համար, որպեսզի սոնոտրոդի շուրջ ծավալը թարմացվի՝ ապահովելով նմուշի ամբողջական ուլտրաձայնային մշակումը: Սա հատկապես ճիշտ է ավելի մածուցիկ նմուշների համար: Լավ մագնիսական խառնիչը օգտակար միջոց է դրան հասնելու համար: Խառնումը նաև օգնում է ապահովել, որ սոնոտրոդի շուրջ հեղուկի ծավալը չգերտաքանա: Սառցե լոգանքի կամ նմուշում չոր սառույցի կտորների օգտագործումը կօգնի հեռացնել ուլտրաձայնային մշակման միջոցով փոխանցվող էներգիան: Ինչպես արդեն քննարկվել է, եթե նյութը ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն է, օգտագործեք ավելի ցածր հզորության կարգավորումներ ավելի երկար ժամանակահատվածում կամ օգտագործեք իմպուլսային ռեժիմը՝ նմուշում առաջացած ջերմաստիճանները սահմանափակելու համար, ինչը թույլ կտա նմուշին սառչել ձայնային իմպուլսների միջև:
Քրիստիան Միտերմայերը Michelin աստղի մրցանակի արժանացած Villa Mittermeier ռեստորանից UP200Ht ուլտրաձայնային էմուլսացման ժամանակ
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
գրականություն
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.
- Belgheisi S., Motamedzadegan A., Milani J.M., Rashidi L., Rafe A. (2021): Impact of ultrasound processing parameters on physical characteristics of lycopene emulsion. Journal of Food Science and Technology 58(2), 2021. 484-493.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Հյուսվածքների ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները հաճախ կոչվում են զոնդավորող/ձայնացնող, ձայնային լիզեր, ուլտրաձայնային խանգարող, ուլտրաձայնային սրող, սոնո-խափանող, ձայնավորող, ձայնային դիսմեմբրատոր, բջջային խանգարող, ուլտրաձայնային դիսպերսեր, էմուլգատոր կամ լուծող: Տարբեր տերմինները բխում են տարբեր կիրառություններից, որոնք կարող են իրականացվել sonication-ի միջոցով:
