分子料理およびその他の料理用途

原則への簡単なガイド

マーク・ガストンによります

• このガイドの内容のほとんどは、しかし、それは時々あなたが使用している用語に精通して起こる場合を除き、常に読みやすいをしないように書かれている、容易に入手可能な情報です。
• 以下は、そのようソノトロード、振幅などと料理のアプリケーションへの影響として、超音波処理の重要な用語について説明しています。
• 以下このガイドではあまり科学的でより多くの料理に関連する方法で、超音波ホモジナイザーの使用を説明しようとします。

超音波と食品への応用

技術として、超音波ホモジナイザーは、様々な形で多くの年前から出回っているが、唯一のちょうど小さい規模料理のアプリケーションにその方法を見つけることです。ホモジナイザーは、金属チップ又はソノトロードの高周波振動に電力を変換して制御することができるいくつかの洗練されたエレクトロニクスを含んでいます。
ソノトロードは、主に上下可聴範囲を超える非常に高い周波数で移動（例えば26000時間を有する第二または26Khz Uf200ःトン）。ソノトロードが上下に移動し、量が振幅と呼ばれ、典型的には、9と240ミクロンの間で調整することができる（平均的なヒトの毛髪は、参考のために100μm程度の厚さです）。簡単に言えばソノトロードは、液体中に上下移動するピストンのように振る舞います。
ソノトロードは、上下動などの液体中に浸漬しながら、これは今度はキャビテーションとして知られる現象を作成ソノトロードの周りに液体内に高圧及び低圧の領域を作成します。我々は、より高い温度で沸騰する液体を（例えば、チャンバシーラーのように）圧力を低下させる原因となる液体をより低い温度で沸騰すると（例えば、圧力鍋などの）圧力を上昇させる原因となる台所で見ます。
ソノトロードの先端に急速変動圧力脈動は、液体中の気泡の形成およびその後の急速な崩壊を引き起こします。このすべてが微小スケールで起こるが、速度、温度とによって生成された圧力に起因する液体の中に巨大な力を作成し、 キャビテーション。それはのために台所で私達の利点に回すことができ、これらの巨大な力であります 味の抽出 によって 細胞を破壊 または 微粒子の内訳。

しかし、この機器を使用する際の課題の1つは、食品を強化する方法でこの力を利用して制御することです。
購入した超音波ホモジナイザーモデル Uf200ःトン ユーザーへの最大電力が利用可能に指示し、ホモジナイザー自体は用途に合わせてその性能を調整するために使用することができる変数の数を持っています。このガイドの目的のために、使用されたモデルでした 200ワット 単位。

ソノトロードサイズ

サイズ ソノトロード 取り付けは、ユニットはその電力を供給する方法に大きな影響を持っています。
非常に簡単に言えば、ソノトロードの表面積が大きいほど、所与の振幅でそれを駆動するために必要なパワーがより大きくなる。流体の粘度はまた、所与の振幅でソノトロードを駆動するのに必要なパワーに大きな影響を及ぼす。
ピストンは水のような薄い液体の鍋に非常に速く上下に移動された場合、それも合理的な速度でそうすることは比較的容易である、ピストンまたはプランジャーとしてソノトロードを想像し、しかし厚い醤油で鍋を記入し、同じことが真ではありません、それは増大による粘度の液体で上下に急速にピストンを動かすために非常に多くの電力を必要とします。ピストンまたはプランジャーのサイズを大きくし、それはまた、液体中でそれを上下に移動し、より多くの労力が必要になります。
同じことがソノトロードの真実です。嵌合大ソノトロードと、装置は、液体が低粘度液体よりも高い粘度を有する場合、発振の所定の振幅を生成するためにはるかに困難に動作する必要があります。

任意の電力設定Aの 小さいソノトロード その表面積に起因する大きな圧力変動を発生させます より高いです キャビテーション （電力が小さいソノトロードの表面領域に集光されるように）拡大ソノトロードより先端の強度。
おそらく過負荷ユニットのシャットダウンをもたらす限り多くの電力がそうすることを要求される同じ振幅で大きなソノトロードを駆動することが可能ではないかもしれません。この場合、ソノトロードのサイズを小さくしなければならない、またはより高い電力ユニットが得られます。
入力 超音波の強さ （任意の所与の電力設定で）、減少表面積を有する超音波パワーの強度が増加すると、または別の言い方をするために、より小さなソノトロードは小さな領域に超音波パワーの多くを置く場合、表面積（大きなソノトロード）の増加と共に減少します大きなソノトロードは、大きな面積を超えるパワーを広げる場所として。

ホモジナイザーを使用する場合、試料上で行わ全仕事は、の組み合わせであります 電源入力 ホモジナイザーの、 ボリューム サンプルとの 時間 それが露出されます。再現性のある結果を得るために、我々はすべての3つのパラメータを考慮しなければなりません。 2分間の液体の完全な小さなカップにデバイスを配置し、同じ期間にわたり液体のリットルで同じ結果を得ることを期待しないでください！同様に、小さなサンプルサイズとハイパワー入力でのことを覚えています 温度 サンプルの急速に上昇します。温度に敏感な試料については熱としてホモジナイザーにより入力されたエネルギーを放散できるように、より長い期間にわたって低電力設定を使用した方がよいです。
サンプルを過熱することは、十分にあなたがシステムを逃れるために捕獲しようとしている非常に香りのいくつかを引き起こす可能性があります。
ハイパワー入力はまた、特定の油を使用するときに見られるように、サンプルの劣化を引き起こす可能性があります。ホモジナイザーの先端に高エネルギー入力にさらされる油は、電気燃焼の味のように記述することができる非常に不快な味が得られ打破することができます！
温度に敏感な材料のための試料の冷却は、氷浴またはサンプルに何らかのドライアイスの包含を使用して、その結果を改善します。より長い期間にわたって低電力入力を使用すると、超音波の各バーストの間にいくらかの冷却を可能にするパルスモードでユニットを使用しないようにシステムに放出されるエネルギーを分散させるのに役立ちます。
ホモジナイザーの電子機器内、ユーザはコントロールの二つの主要なモードで装置を動作させるために選択することができます。

振幅制御

このモードでは、ユーザは、ソノトロードに必要な最大振幅の％を選択します。電子機器は、その振幅にソノトロードを駆動しようとするとソノトロードに必要な振幅を維持するために、デバイスの入力電力を調整します。ソノトロード表面積がユニットの利用可能な電力と、この振幅で駆動することが大きすぎる場合、振幅が設定値に到達せず、過負荷状態に達した場合にシャットダウンすることができます。

入力電源の制御

このモードでは、ユーザはワットで必要な電力入力を設定し、電子機器は、ユーザ設定への入力電力を調整するために振動の振幅を調整します。このモードでは、液体に伝達される電力を調節することを可能にし、従って液体中に発生した熱は、より感受性の試料へのダメージを回避限ら。

パルスモード

2つの動作モードに加えて、電子機器がオンとオフに切り替えることにより、パルスモードは、あります サイクル、時間の10％にし、時間の90％で、10％OFF 90％オフであることから、ユーザにより設定されたタイミング。これは、脈動効果を与え、試料への全体的な電力入力を制限し、電子機器が各デューティサイクルの間安定ように、初期入力がハイであることに試料内の良好な攪拌を作成するための両方に有用です。

一般的なヒントとトリック

固体が小型化されているときに良好な結果が前均質化であることに得られる風味の注入のためのホモジナイザーを使用する場合、これは、にさらされる表面積を増加させます ソノトロード。以下のためのホモジナイザーを使用した場合と同じ原理が適用されます 粒子サイズの減少。ホモジナイザーはコースグラインダーではなく、上質な仕上げ工具と考えてください！粒子サイズの減少では、粒子の高速衝突によって仕事の多くが行われ、ソノトロードで発生する力が加速される。超音波処理の前に粒子還元の一部を行うと、より良い結果が得られます。既に行われたバルク粒径の減少から始めることは、より大きな表面積が超音波処理に曝され、より小さな粒子が液体中でより迅速に加速され、粒子をさらに破壊する力でより高い衝突をもたらすことを意味する。ホモジナイザーで作業を減らす必要があり、温度をより良くコントロールすることができます。
ホモジナイザーは非常に局所的なレベルで働くので、サンプルの完全な超音波処理を確実にするために、ソノトロードの周囲の容積が確実に更新されるように、数百ミリリットル以上のより大きなサンプルを使用する場合には、これは特に 粘稠 サンプル。これを達成するには、優れた磁気攪拌器が便利な方法です。攪拌は、ソノトロード周囲の液体の量が過熱されないようにするのにも役立ちます。サンプル中のアイスバスまたはドライアイスを使用すると、超音波処理によって与えられたエネルギーを除去するのに役立ちます。すでに説明したように、材料が温度に敏感である場合は、時間をかけて低出力設定を使用するか、パルスモードを使用してサンプルで発生する温度を制限して、サンプルが音波パルス間で冷却されるようにします。

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文献

• 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.

知る価値のある事実

超音波組織ホモジナイザーは、多くの場合、プローブソニケータ/ sonificator、ソニックlyser、超音波破砕、超音波粉砕機、ソノruptor、ソニファイアー、ソニックジスメンブレーター、細胞破砕、超音波分散、乳化または溶解と呼ばれます。異なる用語は、超音波処理によって達成することができ、さまざまなアプリケーションに起因します。