Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Produzione di Margarina ad Ultrasuoni

  • Il procedimento di base, nella produzione di margarina ad ultrasuoni, consiste nell'emulsionare una miscela di oli vegetali e grassi con acqua e additivi.
  • L’emulsione attraverso l’utilizzo di ultrasuoni è una tecnica affidabile che è stata collaudata per preparare emulsioni stabili.
  • Il processo di emulsione ad ultrasuoni è basato su forze di taglio cavitazionale intenso che riducono i liquidi a particelle di dimensioni analoghe a delle piccolissime goccioline al fine di ottenere prodotti di alta qualità e stabili.

Produzione di Margarina con Ultrasuoni attraverso il Processo di Emulsione

La fase più importante del processo di produzione di margarina ad ultrasuoni consiste nel processo di emulsificazione di acqua e olii o grassi idrogenati (es. olio di mais, olio di soia, olio di arachide, olio di semi di girasole etc.). A causa della consistenza concentrata dell’olio pari al 40 - 90% è molto importante applicare forze elevate per creare un'emulsione uniforme e stabile. L' emulsificazione a ultrasuoni è una tecnica veloce ed efficiente con un grado di poli dispersione basso, per la formulazione di nano-emulsione stabile, con particelle di dimensioni estremamente piccole e polidispersità bassa e pertanto un prodotto stabile. La tecnica di Emulsioni prodotte con ultrasuoni spesso sono più stabili di quelle prodotte con metodo convenzionale e inoltre richiedono meno tensioattivo. [Mason 1996]
Gli dimensione delle gocce dell'emulsione: La dimensione delle particelle dell’emulsione influisce fortemente sulle caratteristiche della margarina quali consistenza, stabilità e gusto uniforme.
Gli ultrasuoni in confronto ad agitatori meccanici e shear mixer richiedono meno tensioattivi producono particelle decisamente più piccole garantendo l’ottenimento di un goccioline stabilee pertanto un prodotto stabile. La tecnica di la emulsione attraverso ultrasuoni è sicura e semplice da utilizzare, garantisce un risparmio economico e può essere facilmente introdotta in linee industriali già esistenti per ottenere prodotti emulsionati di qualità superiore.

Formulazione di Margarina ad Ultrasuoni :

  • Particelle più piccole, emulsione migliore e più stabile
  • Maggior contenuto di acqua possibile
  • Quantità di emulsionante inferiore
  • Deterioramento microbico inferiore

Formulazione ad Ultrasuoni

Gli ultrasuoni sono molto efficienti per la produzione di margarina perché permettono di ottenere una emulsione uniforme della stessa con polveri quali stabilizzanti, vitamine, coloranti e altri ingredienti. Clicca qui per saperne più sull'omogeneizzazione e miscelazione ad ultrasuoni!

Deterioramento Microbico Inferiore grazie all’Utilizzo degli Ultrasuoni nella Produzione della Margarina tramite Emulsione

Più piccole saranno le particelle della emulsione ottenuta, inferiore sarà la probabilità di contaminazione microbica, in quanto l’ambiente è poco attraente per i microrganismi che non riescono a trovare nutrimento. Dunque grazie a particelle piccolissime l’emulsione sarà sterile e incontaminata, il che comporta un notevole allungamento della shelf life del prodotto. La dimensione media delle particelle di margarina è di circa 4-5 µm, con un range che va da 1 a 20 µm. Quando la dimensione delle particelle è inferiore a 10 µm è improbabile che si sviluppino microrganismi dannosi (Delamarre e Batt, 1999). Grazie all’utilizzo degli ultrasuoni nella produzione tramite emulsificazione di margarina la dimensione delle particelle in submicron– e nano-gamma permette la riduzione del deterioramento del prodotto, comportando conseguentemente un miglioramento della shelf life della margarina e di altre creme da spalmare.

Ultrasuoni Idrogenazione di Oli Commestibili

L'idrogenazione di oli vegetali è un importante processo industriale su larga scala. Attraverso il processo di idrogenazione gli oli vegetali liquidi vengono trasformati in grassi solidi o semi-solidi. L'idrogenazione è una fase comune nel processo di produzione della margarina. Gli acidi grassi insaturi vengono chimicamente convertiti durante la fase di trasformazione catalizzata nei loro corrispondenti acidi grassi saturi grazie all’aggiunta di atomi di idrogeno. Questo processo catalitico può essere accelerato grazie all’implementazione di ultrasuoni ad alta potenza. I catalizzatori utilizzati più comunemente sono il nichel, l’alluminio o il palladio. I grassi idrogenati vengono ampiamente utilizzati come agenti lievitanti in prodotti da forno. Un vantaggio dei grassi saturi è la loro bassa tendenza all'ossidazione e quindi comportano un minor rischio di irrancidimento.

Trasformazione Alimentare ad Ultrasuoni

Hielscher offre una vasta gamma di macchine ad ultrasuoni ed accessori per soddisfare le diverse esigenze dei propri clienti, ’ sono dunque disponibili strumenti per uso laboratoriale fino a strumenti per la produzione industriale. Se di desidera produrre lotti o flussi di volume in linea, Hielscher è in grado di fornire ai suoi clienti il sistema ad ultrasuoni adatto.
Per migliorare il processo di emulsione a ultrasuoni nel processo continuo, Hielscher offre cellules di portata ad ultrasuoni disponibili in varie dimensioni per abbinare i vostri requisiti di produzione. Per migliorare il processo di emulsione a ultrasuoni, Hielscher ha sviluppato e brevettato la cella di flusso MultiPhaseCavitator , la quale permette di iniettare tramite cannule flussi di liquidi sottili direttamente nella zona cavitazionale , consentendo l’ottenimento di una ultra-sottile emulsione.
Tutti gli strumenti ad ultrasuoni possono essere installati facilmente e posso altrettanto facilmente essere inseriti in linee di produzione industriali esistenti. Hielscher è in gradi di fornire ai suoi clienti soluzioni personalizzateadatte alle loro esigenze particolari.

I processi alimentari ad ultrasuoni includono l'emulsificazione a granulometria fine. (Clicca per ingrandire!)

Trasformazione alimentare ad ultrasuoni

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Emulsioni ad ultrasuoni:

  • emulsione altamente uniforme
  • micron & nano goccioline
  • elevata stabilità
  • risparmio di tempo fino al 90%.
  • controllo completo di ogni fase del processo
  • temperatura di processo stabile
  • scale-up completamente lineare
  • piena riproducibilità
  • igienico per uso alimentare
    (CIP/SIP)
Inserto MPC48 con 48 canaline sottili

InsertMPC48 – 48 cannule fini terminano nella zona di cavitazione

Letteratura/riferimenti

  • Awad, T.S:; Moharram, H.A:; Shaltout, O.E:; Saker, D.; Youssef, M.M: (2012): Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review. Food Research International 48, 2012. 410-427.
  • Campbell-Platt, Geoffrey (2011): Food Science and Technology. Technology & Engineering. John Wiley & Sons, 2011.
  • Ghosh, Vijayalakshmi; Mukherjee, Amitava; Chandrasekaran, Natarajan (2013): Ultrasonic emulsification of food-grade nanoemulsion formulation and evaluation of its bactericidal activity. Ultrasonic Sonochemistry 20, 2013. 338-344.
  • Mason, Timothy; Paniwnyk, L.; Lorimer, J.P. (1996): The uses of ultrasound in food technology. Ultrasonics Sonochemsitry 3, 1996. 253-260.
  • Young, Niall; Wassell, Paul (2008): Margarines and Spreads in: Gerard L. Hasenhuettl, Richard W. Hartel: Food Emulsifiers and Their Applications. Springer Science & Business, 2008.

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Emulsioni alimentari

Si possono distinguere due tipi principali di emulsioni: olio in acqua (O/W) emulsioni (ad esempio latte, gelato) e acqua in olio (W/0) emulsioni (ad esempio burro, margarina, maionese, creme da spalmare a basso contenuto di grassi, creme da spalmare di grassi vegetali). Inoltre, ci sono i cosiddetti emulsioni doppie (noto anche come emulsione di inversione o emulsione multipla), come ad esempio acqua-olio-in-olio-in-acqua (W/O/W) oppure olio in acqua in acqua in olio (O/W/O). Grazie ad un migliore controllo di flavour e al rilascio di nutrienti, le doppie emulsioni sono sempre più utilizzate nell'industria alimentare. Il processo di emulsionificazione di emulsioni e doppie emulsioni richiede l'applicazione di un'intensa cesoiatura per scomporre il liquido in gocce di dimensioni micron, sub-micron o nano. L'emulsione ad ultrasuoni è un metodo di lavorazione potente e affidabile per preparare emulsioni alimentari stabili su scala industriale. La cavitazione ad ultrasuoni e quindi la generazione di elevate forze di taglio sono una tecnologia di intensificazione dei processi ben nota.