Ultrasound untuk Industri Makanan

Penerapan ultrasound daya digunakan untuk berbagai aplikasi dalam pengolahan makanan, termasuk ekstraksi, homogenisasi, pasteurisasi dan fermentasi. Sebagai perlakuan non-termal, ultrasonikasi meningkatkan proses produksi makanan dengan hasil yang lebih tinggi, kualitas yang lebih tinggi, profil nutrisi dan rasa yang lebih baik serta pemrosesan yang menghemat waktu dan biaya.

Aplikasi Ultrasonik dalam Pengolahan Makanan

Power ultrasound memiliki berbagai aplikasi dalam pengolahan makanan, termasuk ekstraksi, pencampuran, emulsifikasi, pasteurisasi, degassing, dan pelunakan daging. Selain aplikasi utama ini, power ultrasound juga diterapkan untuk meningkatkan pembekuan, pencairan dan pengeringan produk makanan.
Keuntungan utama dari ultrasonik intensitas tinggi terkait dengan peningkatan berbagai operasi pengolahan makanan, seperti mengurangi waktu pemrosesan, meningkatkan hasil, meningkatkan kualitas produk dan memungkinkan pemrosesan yang lebih hemat biaya dan waktu dan ekonomis.

Dalam paragraf berikut, Anda dapat menemukan aplikasi utama ultrasonik intensitas tinggi dalam industri makanan:

• Ekstraksi: Ultrasonografi dapat digunakan untuk mengekstrak senyawa bioaktif dari bahan tanaman, seperti antioksidan, pigmen, dan minyak esensial. Proses ini dikenal sebagai ekstraksi berbantuan sonikasi dan dapat digunakan untuk menghasilkan ekstrak berkualitas tinggi dalam waktu yang lebih singkat dan dengan konsumsi pelarut yang lebih rendah daripada metode tradisional.
• Homogenisasi dan Emulsifikasi: Homogenisasi ultrasonik dapat digunakan untuk menghasilkan emulsi dan suspensi yang stabil, seperti saus salad, mayones, krim, dan produk susu. Prosesnya melibatkan penggunaan gelombang suara frekuensi tinggi untuk memecah gumpalan lemak dalam cairan, menghasilkan tekstur yang halus dan seragam.
  Temukan instruksi langkah demi langkah dan video untuk emulsifikasi mayones ultrasonik di sini!
• Pelestarian: Ultrasonografi intensitas tinggi dapat digunakan untuk menonaktifkan mikroorganisme, seperti bakteri dan ragi, dalam produk makanan. Proses ini, yang dikenal sebagai pasteurisasi berbantuan sonikasi, dapat memperpanjang umur simpan produk makanan dan mengurangi risiko penyakit bawaan makanan. Sebagai teknik pemrosesan non-termal, sonikasi menghindari penggunaan suhu yang sangat tinggi sehingga mencegah degradasi terkait nutrisi yang sensitif terhadap panas.

• Degassing: Dengan penerapan ultrasound ke cairan, gelembung gas yang terperangkap dalam cairan menjadi gelisah. Akibatnya, gelembung udara dan gas ini saling berdekatan dan menyatu. Itu berarti mereka tumbuh ke ukuran gelembung yang lebih besar yang memungkinkan mereka untuk mengapung ke bagian atas cairan dan dapat dengan mudah dihilangkan.
• Melarutkan: Karena kemampuan pencampuran dan pencampurannya yang luar biasa, ultrasound sangat efektif untuk menghasilkan larutan yang sangat jenuh dan bahkan jenuh. Ini digunakan dalam proses kristalisasi serta dalam produksi air garam.
• Fermentasi: Ketika gelombang ultrasound melubangi dan memecah dinding sel mikroorganisme, mereka menjadi lebih rentan terhadap proses fermentasi. Pada saat yang sama, ultrasound mempercepat pengangkutan nutrisi dan oksigen ke mikroorganisme, sehingga meningkatkan aktivitas metabolisme mereka. Secara keseluruhan, ultrasonikasi meningkatkan laju fermentasi, mengurangi waktu fermentasi, dan meningkatkan hasil produk akhir yang diinginkan. Teknologi ini sangat berguna untuk produksi produk makanan dan minuman, seperti susu, yogurt, bir, kombucha, dan anggur.
• Pengurangan Viskositas sebelum Pengeringan Semprot: Gaya geser ultrasonik dapat mengurangi viskositas pada penipisan geser dan bubur thixotropic secara signifikan. Menerapkan penipisan geser ultrasonik sebelum penyemprotan dan pengering semprot memungkinkan untuk meningkatkan through-put melalui peralatan penyemprotan secara signifikan. Menara pengeringan semprot sering menjadi hambatan dalam lini produksi. Dengan ultrasound, kapasitas pengering semprot yang ada dapat ditingkatkan.

• Pembekuan: Pembekuan ultrasonik dapat digunakan untuk mengurangi pembentukan kristal es dalam produk makanan selama proses pembekuan. Prosesnya melibatkan menundukkan makanan ke gelombang suara frekuensi tinggi saat dibekukan. Gelombang ultrasound menciptakan getaran yang mencegah pembentukan kristal es besar, menghasilkan produk dengan tekstur yang lebih halus dan kualitas yang lebih baik.
• Pencairan: Pencairan ultrasonik dapat digunakan untuk mengurangi waktu pencairan produk makanan beku. Prosesnya melibatkan produk beku ke gelombang ultrasound, yang menghasilkan panas dan mempercepat proses pencairan. Karena ultrasound mempromosikan distribusi energi yang sangat seragam, pencairan ultrasonik dapat sangat berguna untuk produk yang sulit dicairkan secara merata, seperti daging, makanan laut, buah-buahan dan sayuran.
  Dalam pembekuan, pencairan dan pengeringan, ultrasound daya menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam proses transfer massa dan energi, yang mempercepat proses ini dan membuatnya lebih ekonomis.
• Deteksi Kebocoran Botol: Ultrasonografi adalah cara yang sangat efisien untuk mendeteksi kebocoran dan retakan pada botol dan kaleng minuman karbonat seperti soda, bir, anggur bersoda dll. Ultrasonik juga diterapkan dalam degassing minuman berkarbonasi, misalnya, bir sebelum pembotolan, sebuah proses yang dikenal sebagai de-fobbing.
• Pengasinan / Acarpan: Pengasinan adalah proses umum dalam pengawetan dan pembuatan makanan, terutama untuk daging, ikan, keju, dan sayuran. Ultrasonikasi mempersingkat waktu pengasinan dan memungkinkan untuk menggunakan jumlah natrium klorida yang berkurang dibandingkan dengan makanan dan acar yang diasinkan secara tradisional.
• Hidrasi / Rehidrasi: USG daya adalah metode sederhana namun sangat efektif untuk menghidrasi atau menghidrasi kembali produk makanan seperti kacang-kacangan kering (misalnya kacang-kacangan, buncis) atau jamur kering. Karena ultrasound membuka pori-pori seluler dalam makanan, air dapat menembus dengan cepat. Hal ini menyebabkan pembengkakan pulsa yang dipercepat dan selanjutnya waktu memasak yang lebih singkat.
• Dekristalisasi Madu: Sebagai perawatan non-termal, ultrasound secara efektif digunakan untuk mencegah pembentukan kristal gula besar dalam madu. Selanjutnya, kristal besar yang sudah terbentuk dalam madu dapat didekristalisasi dengan perawatan ultrasound. Sebagai teknik pelarutan yang sangat efektif, ultrasonicator tipe probe melarutkan kristal gula menghasilkan madu yang halus secara seragam. Selain itu, ultrasound meningkatkan kualitas mikrobiologis madu karena mikroba yang tidak diinginkan dinonaktifkan karena efek gangguan sel ultrasonik.
• Menggoreng: Penggorengan ultrasonik dapat digunakan untuk mengurangi penyerapan minyak dalam produk makanan yang digoreng. Prosesnya melibatkan merendam daging atau sayuran dalam minyak panas sambil menundukkannya pada gelombang suara frekuensi tinggi. Gelombang ultrasound menciptakan gelembung kecil di permukaan makanan, yang mengurangi area kontak antara sayuran / daging dan minyak, menghasilkan lebih sedikit penyerapan minyak dan produk akhir yang lebih sehat. Penggorengan ultrasonik memungkinkan untuk memasak makanan pada suhu yang lebih rendah menciptakan profil rasa yang unggul, menjaga nutrisi.
  Pelajari bagaimana penggorengan yang dibantu ultrasonik menghasilkan kentang goreng dan keripik kentang yang lebih sehat, lebih beraroma, dan renyah!

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Pengolahan Makanan

Prosesor ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics adalah ultrasonicator berkinerja tinggi, yang dapat dikontrol secara tepat dan memungkinkan hasil yang dapat direproduksi dan kualitas produk yang berkelanjutan. Mampu memberikan amplitudo yang sangat tinggi, prosesor ultrasonik Hielscher dapat digunakan untuk aplikasi yang sangat menuntut.
Pelanggan puas dengan kekokohan dan keandalan yang luar biasa dari sistem Hielscher Ultrasonics. Ultrasonicators Hielscher andal berjalan di bidang aplikasi tugas berat, lingkungan yang menuntut dan operasi 24/7 dan memastikan dengan demikian pemrosesan makanan yang efisien dan ekonomis. Intensifikasi proses ultrasonik mengurangi waktu pemrosesan dan mencapai hasil yang lebih baik, yaitu kualitas lebih tinggi, hasil yang lebih tinggi, produk baru.
Dengan cara penerapan bahan khusus yang konsisten, seperti misalnya titanium, baja tahan karat, keramik atau kaca dari berbagai tingkatan, kompatibilitas teknik dengan proses dijamin.
Prosesor ultrasonik adalah mesin yang ramah operator dan nyaman dengan perawatan rendah dan biaya yang relatif rendah.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman

Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas dan standar desainnya yang tertinggi. Ketahanan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi ultrasonicator kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh ultrasonicator Hielscher.

Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.

Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Bagaimana Cara Kerja Ultrasonik dalam Pengolahan Makanan?

Pengolahan makanan ultrasonik adalah teknologi mapan yang digunakan untuk aplikasi pengolahan makanan seperti pencampuran dan homogenisasi, emulsifikasi, ekstraksi, pelarutan, degassing & deaerasi, pelembutan daging, kristalisasi serta fungsionalisasi dan modifikasi zat antara dan produk makanan akhir. Dipasang sejak beberapa dekade di pabrik produksi makanan, pengolah makanan ultrasonik Hielscher canggih dan dikembangkan untuk memenuhi persyaratan industri. Prosesor ultrasonik menerapkan gaya fisik yang diciptakan oleh gelombang ultrasound daya, yang menghasilkan kavitasi.

Apa itu Kavitasi Akustik?

Kavitasi akustik, juga dikenal sebagai kavitasi ultrasonik, adalah pertumbuhan dan keruntuhan gelembung vakum kecil dalam medan ultrasonik yang dihasilkan dalam cairan atau bubur. Gelembung kavitasi tumbuh selama siklus tekanan tinggi / tekanan rendah bergantian, yang masing-masing merupakan fase kompresi dan rarefaction. Setelah ditanam melalui beberapa siklus tekanan bergantian, gelembung vakum mencapai titik di mana ia tidak dapat menyerap lebih banyak energi sehingga gelembung meledak dengan keras selama siklus tekanan tinggi. Selama keruntuhan gelembung, kondisi ekstrem lokal terjadi termasuk suhu ekstrem hingga 5.000K dengan laju pemanasan dan pendinginan yang sangat tinggi, tekanan hingga 2000atm dan diferensial tekanan yang sesuai, dan jet cair dengan kecepatan hingga 280m/s. Dalam kavitasi ini “titik panas”, gaya ekstrem lokal menciptakan kondisi fisik, yang menghasilkan pencampuran, ekstraksi, dan peningkatan transfer massa.

Kavitasi akustik, yang dihasilkan oleh ultrasonografi intensitas tinggi dan frekuensi rendah, menciptakan gaya geser yang intens dan perbedaan tekanan dan suhu tinggi yang terjadi secara lokal, yang memberikan dampak yang diperlukan untuk pencampuran dan perpindahan massa yang intens. Gaya geser ultrasonik ini berhasil diterapkan untuk pengolahan makanan.

Literatur / Referensi

• 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.