Ultraskaņa pārtikas rūpniecībā

Jaudas ultraskaņas pielietojums tiek izmantots daudziem lietojumiem pārtikas pārstrādē, ieskaitot ekstrakciju, homogenizāciju, pasterizāciju un fermentāciju. Kā netermiska apstrāde, ultrasonication uzlabo pārtikas ražošanas procesus ar augstāku ražu, augstāku kvalitāti, uzlabotiem barības vielu un garšas profiliem, kā arī laika un izmaksu taupīšanas apstrādi.

Ultraskaņas lietojumi pārtikas pārstrādē

Jaudas ultraskaņai ir plašs lietojumu klāsts pārtikas pārstrādē, ieskaitot ekstrakciju, sajaukšanu, emulgāciju, pasterizāciju, degazēšanu un gaļas tenderizāciju. Papildus šiem galvenajiem lietojumiem jaudas ultraskaņa tiek izmantota arī, lai uzlabotu pārtikas produktu sasaldēšanu, atkausēšanu un žāvēšanu.
Augstas intensitātes ultraskaņas galvenās priekšrocības ir saistītas ar dažādu pārtikas pārstrādes darbību uzlabošanu, piemēram, pārstrādes laika samazināšanu, ražas palielināšanu, produktu kvalitātes uzlabošanu un ļauj vairāk ietaupīt izmaksas un laiku, ekonomisku apstrādi.

Nākamajā punktā jūs varat atrast galvenos augstas intensitātes ultraskaņas lietojumus pārtikas rūpniecībā:

• Ekstrakcijas: Ultraskaņu var izmantot, lai iegūtu bioaktīvus savienojumus no augu materiāliem, piemēram, antioksidantiem, pigmentiem un ēteriskajām eļļām. Šis process ir pazīstams kā ekstrakcija ar ultraskaņu, un to var izmantot, lai ražotu augstas kvalitātes ekstraktus īsākā laikā un ar zemāku šķīdinātāja patēriņu nekā tradicionālās metodes.
• Homogenizācija un emulgācija: Ultraskaņas homogenizāciju var izmantot, lai ražotu stabilas emulsijas un suspensijas, piemēram, salātu mērces, majonēzi, krēmus un piena produktus. Process ietver augstas frekvences skaņas viļņu izmantošanu, lai sadalītu šķidrumā esošos tauku lodītes, kā rezultātā tiek iegūta gluda un vienmērīga tekstūra.
  Atrodiet soli pa solim instrukcijas un video ultraskaņas majonēzes emulgācijai šeit!
• Saglabāšanu: Augstas intensitātes ultraskaņu var izmantot, lai pārtikas produktos inaktivētu mikroorganismus, piemēram, baktērijas un raugus. Process, kas pazīstams kā pasterizācija ar ultraskaņu, var pagarināt pārtikas produktu glabāšanas laiku un samazināt pārtikas izraisītu slimību risku. Kā netermiskās apstrādes tehnika, ultraskaņas apstrāde ļauj izvairīties no ļoti augstas temperatūras lietošanas, tādējādi novēršot ar to saistīto siltumjutīgo barības vielu noārdīšanos.

• Degazēšana: Izmantojot ultraskaņu šķidrumam, šķidrumos iekļuvušie gāzes burbuļi tiek sajaukti. Tā rezultātā šie gaisa un gāzes burbuļi tuvojas viens otram un saplūst. Theis nozīmē, ka tie izaug līdz lielākam burbuļa izmēram, kas ļauj tiem peldēt līdz šķidruma augšdaļai un tos var viegli noņemt.
• Izšķīdinot: Pateicoties izcilajām sajaukšanas un sajaukšanas iespējām, ultraskaņa ir ļoti efektīva, lai radītu ļoti piesātinātus un pat pārsātinātus risinājumus. To izmanto kristalizācijas procesos, kā arī sālījumu ražošanā.
• Fermentācijas: Tā kā ultraskaņas viļņi perforē un noārda mikroorganismu šūnu sienas, tie kļūst jutīgāki pret fermentācijas procesu. Tajā pašā laikā ultraskaņa paātrina barības vielu un skābekļa transportēšanu uz mikroorganismiem, tādējādi uzlabojot to vielmaiņas aktivitāti. Kopumā ultrasonication palielina fermentācijas ātrumu, samazina fermentācijas laiku un uzlabo vēlamā galaprodukta ražu. Šī tehnoloģija ir īpaši noderīga pārtikas un dzērienu produktu, piemēram, piena, jogurta, alus, kombucha un vīna, ražošanai.
• Viskozitātes samazināšana pirms žāvēšanas ar smidzināšanu: Ultraskaņas bīdes spēki var ievērojami samazināt viskozitāti bīdes retināšanas un tiksotropās vircās. Ultraskaņas bīdes retināšanas pielietošana pirms izsmidzināšanas un smidzināšanas žāvētājiem ļauj ievērojami palielināt caurplūdes caur izsmidzināšanas aprīkojumu. Smidzināšanas žāvēšanas torņi bieži ir pudeles kakls ražošanas līnijā. Ar ultraskaņu var palielināt esošo smidzināšanas žāvētāju jaudu.

• Sasalšanas: Ultraskaņas sasaldēšanu var izmantot, lai samazinātu ledus kristālu veidošanos pārtikas produktos saldēšanas procesā. Process ietver pārtikas pakļaušanu augstfrekvences skaņas viļņiem, kamēr tā tiek sasaldēta. Ultraskaņas viļņi rada vibrācijas, kas novērš lielu ledus kristālu veidošanos, kā rezultātā produkts ir ar gludāku tekstūru un labāku kvalitāti.
• Atkausēšanas: Ultraskaņas atkausēšanu var izmantot, lai samazinātu saldētu pārtikas produktu atkausēšanas laiku. Process ietver saldēta produkta pakļaušanu ultraskaņas viļņiem, kas rada siltumu un paātrina atkausēšanas procesu. Tā kā ultraskaņa veicina ļoti vienmērīgu enerģijas sadalījumu, ultraskaņas atkausēšana var būt īpaši noderīga produktiem, kurus ir grūti vienmērīgi atkausēt, piemēram, gaļai, jūras veltēm, augļiem un dārzeņiem.
  Saldējot, atkausējot un žāvējot, jaudas ultraskaņa rada ievērojamus uzlabojumus masas un enerģijas pārneses procesos, kas paātrina šos procesus un padara tos ekonomiskākus.
• Pudeļu noplūdes noteikšana: Ultraskaņa ir ļoti efektīvs veids, kā atklāt noplūdes un plaisas oglekļa dzērienu, piemēram, sodas, alus, dzirkstošā vīna uc, pudelēs un kārbās. Ultrasonics tiek izmantots arī gāzēto dzērienu degazēšanā, piemēram, alus pirms iepildīšanas pudelēs, process, kas pazīstams kā de-fobbing.
• Sālīšana / Kodināšana: Sālīšana ir izplatīts process pārtikas produktu konservēšanā un ražošanā, īpaši gaļai, zivīm, sieram un dārzeņiem. Ultrasonication saīsina sālīšanas laiku un ļauj izmantot samazinātu nātrija hlorīda daudzumu, salīdzinot ar tradicionāli sālītiem pārtikas produktiem un marinētiem gurķiem.
• Hidratācija / rehidratācija: Jaudas ultraskaņa ir vienkārša, bet ļoti efektīva metode, lai mitrinātu vai atkārtoti mitrinātu pārtikas produktus, piemēram, žāvētus pākšaugus (piemēram, pupas, aunazirņus) vai dehidrētas sēnes. Tā kā ultraskaņa atver šūnu poras pārtikā, ūdens var ātri iekļūt. Tas noved pie paātrināta impulsu pietūkuma un pēc tam īsāka gatavošanas laika.
• Medus kristalizācija: Kā ne-termiska apstrāde, ultraskaņa tiek efektīvi izmantota, lai novērstu lielu cukura kristālu veidošanos medū. Turklāt jau izveidotos lielos kristālus medū var dekristalizēt ar ultraskaņas apstrādi. Kā ļoti efektīva šķīdināšanas tehnika, zondes tipa ultrasonatori izšķīdina cukura kristālus, kā rezultātā rodas vienmērīgi gluds medus. Turklāt ultraskaņa uzlabo medus mikrobioloģisko kvalitāti, jo ultraskaņas šūnu darbības traucējumu dēļ tiek inaktivēti nevēlami mikrobi.
• Cepšanas: Ultraskaņas cepšanu var izmantot, lai samazinātu eļļas absorbciju ceptos pārtikas produktos. Process ietver gaļas vai dārzeņu iegremdēšanu karstā eļļā, vienlaikus pakļaujot to augstfrekvences skaņas viļņiem. Ultraskaņas viļņi rada mazus burbuļus uz pārtikas virsmas, kas samazina kontakta laukumu starp dārzeņiem / gaļu un eļļu, kā rezultātā samazinās eļļas absorbcija un veselīgāks galaprodukts. Ultraskaņas cepšana ļauj gatavot ēdienu zemākā temperatūrā, radot izcilus garšas profilus, saglabājot barības vielas.
  Uzziniet, kā ultraskaņas cepšana rada veselīgākus, aromātiskākus, kraukšķīgākus frī kartupeļus un kartupeļu čipsus!

Augstas veiktspējas ultrasonikatori pārtikas pārstrādei

Hielscher Ultrasonics rūpnieciskie ultraskaņas procesori ir augstas veiktspējas ultrasonikatori, kas ir precīzi kontrolējami un ļauj tādējādi reproducējamiem rezultātiem un nepārtrauktai produktu kvalitātei. Tā kā Hielscher spēj nodrošināt ļoti augstas amplitūdas, Hielscher ultraskaņas procesorus var izmantot ļoti prasīgiem lietojumiem.
Klienti ir apmierināti ar Hielscher Ultrasonics sistēmu izcilo izturību un uzticamību. Hielscher ultrasonikatori droši darbojas lieljaudas pielietojuma, prasīgas vides un 24/7 darbības jomās un nodrošina efektīvu un ekonomisku pārtikas pārstrādi. Ultraskaņas procesa intensifikācija samazina apstrādes laiku un sasniedz labākus rezultātus, t.i. augstāka kvalitāte, augstāka raža, jauni produkti.
Konsekventi izmantojot īpašus materiālus, piemēram, titānu, nerūsējošo tēraudu, keramiku vai dažādu kategoriju stiklu, tiek garantēta tehnikas saderība ar procesu.
Ultraskaņas procesori ir operatoriem draudzīgas un ērtas mašīnas ar zemu apkopi un salīdzinoši zemām izmaksām.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

Fakti, kurus ir vērts zināt

Kā darbojas ultrasonics pārtikas pārstrādē?

Ultraskaņas pārtikas pārstrāde ir labi izveidota tehnoloģija, ko izmanto pārtikas pārstrādes lietojumiem, piemēram, sajaukšanai un homogenizācijai, emulgācijai, ekstrakcijai, šķīdināšanai, degazēšanai & atgaisošana, gaļas mīkstināšana, kristalizācija, kā arī starpproduktu un pārtikas galaproduktu funkcionalizācija un modificēšana. Hielscher ultraskaņas pārtikas pārstrādātāji, kas jau gadu desmitiem tiek uzstādīti pārtikas ražošanas rūpnīcās, ir izsmalcināti un izstrādāti, lai apmierinātu nozares prasības. Ultraskaņas procesori izmanto fiziskos spēkus, ko rada jaudas ultraskaņas viļņi, kā rezultātā rodas kavitācija.

Kas ir akustiskā kavitācija?

Akustiskā kavitācija, kas pazīstama arī kā ultraskaņas kavitācija, ir minūšu vakuuma burbuļu augšana un sabrukums ultraskaņas laukā, kas rodas šķidrumos vai vircās. Kavitācijas burbuļi aug mainīgos augstspiediena / zema spiediena ciklos, kas ir attiecīgi kompresijas un retināšanas fāzes. Pēc tam, kad vakuuma burbulis ir izaudzis vairākos mainīgā spiediena ciklos, tas sasniedz punktu, kurā tas nevar absorbēt vairāk enerģijas, lai burbulis spēcīgi implodētu augstspiediena cikla laikā. Burbuļa sabrukuma laikā rodas lokāli ekstremāli apstākļi, tostarp ekstremālas temperatūras līdz 5,000K ar ļoti augstu sildīšanas un dzesēšanas ātrumu, spiediens līdz 2000atm un atbilstošas spiediena starpības, kā arī šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280m / s. Šajās kavitācijas “karstie punkti”, lokāli ekstremāli spēki rada fiziskus apstākļus, kas izraisa sajaukšanos, ekstrakciju un palielinātu masas pārnesi.

Akustiskā kavitācija, ko rada augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņa, rada intensīvus bīdes spēkus un lokāli sastopamas augsta spiediena un temperatūras starpības, kas nodrošina nepieciešamo ietekmi uz intensīvu sajaukšanu un masas pārnesi. Šie ultraskaņas bīdes spēki tiek veiksmīgi izmantoti pārtikas pārstrādei.

Literatūra/Atsauces

• 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.