Uzlabota pārtikas produktu atkausēšana ar gaisā izplatītu ultraskaņu
Pārtikas rūpniecība pastāvīgi meklē inovācijas, lai optimizētu procesus, samazinātu atkritumu daudzumu un saglabātu kvalitāti. Efektīva saldētu pārtikas produktu atkausēšana, saglabājot to struktūras neskartību, ir būtisks izaicinājums, jo īpaši lielā mērogā. Tradicionālās atkausēšanas metodes – piemēram, ūdens vannas, gaisa cirkulācija vai sildīšana ar mikroviļņiem – bieži ir lēnas, energoietilpīgas un var izraisīt nevēlamas tekstūras, garšas un uzturvērtības izmaiņas. Hielscher Ultrasonics piedāvā progresīvu risinājumu šo problēmu pārvarēšanai: pakāpienveida plāksnes ultraskaņas apstrādes ierīci, kas atkausēšanai izmanto gaisā izplatītu ultraskaņu. Šī modernā tehnoloģija sniedz daudzas priekšrocības pārtikas rūpniecībai, apvienojot precizitāti, ātrumu un ilgtspēju.
Kā darbojas pakāpienveida plāksnes ultraskaņas apstrādes ierīce
Hielscher pakāpienveida plāksnes ultraskaņas apstrādes ierīce izmanto augstas intensitātes ultraskaņas viļņus, kas izplatās gaisā un piegādā enerģiju saldētā pārtikas produkta virsmai bez tieša kontakta. Atšķirībā no apstrādes ar ultraskaņas zondi vai ar šķidruma starpniecību, apstrādē ar gaisā izplatītu ultraskaņu izmanto vibrējošas plāksnes, kas izstaro skaņas viļņus apkārtējā gaisā, radot kontrolētu svārstību vidi.
Pakāpienveida plāksnes konstrukcija ir izstrādāta, lai optimizētu enerģijas pārnesi, uzlabojot viļņu sadalījumu un intensitāti lielākā laukumā. Tādējādi tiek nodrošināta vienmērīga atkausēšana un atledināšana pat neregulāras formas pārtikas produktiem.
Kad ultraskaņas viļņi sasniedz sasalušo virsmu, tie rada lokālu sasilšanu un mehāniskas vibrācijas. Šī iedarbība
- izjauc ledus struktūru: Vibrācijas sarauj ūdeņraža saites ledus kristālrežģī, veicinot strauju fāžu pāreju no cieta stāvokļa šķidrā.
- veicina siltuma pārnesi uz virsmas: Ultraskaņas enerģija pastiprina konvekciju un uzlabo siltuma sadalījumu, paātrinot atkausēšanu salīdzinājumā ar pasīvajām metodēm.
- samazina temperatūras gradientus līdz minimumam: Gaisā izplatīta ultraskaņa nodrošina vienmērīgu atkausēšanu, nepārkarsējot atsevišķas zonas un tādējādi mazinot tekstūras bojājumus.
Atkausēšana ar ultraskaņu: priekšrocības pārtikas rūpniecībai
Gaisā izplatītas ultraskaņas integrēšana pārtikas pārstrādes procesos sniedz būtiskas priekšrocības:
- Lielāks atkausēšanas ātrums
Tradicionālās atkausēšanas metodes, piemēram, gaisa cirkulācija vai iegremdēšana ūdenī, var prasīt stundas vai pat dienas, jo īpaši lielu daudzumu apstrādei. Hielscher pakāpienveida plāksnes ultraskaņas apstrādes ierīce ievērojami saīsina šo laiku, atkausējot pārtikas produktus daudzkārt īsākā laikā, jo iedarbojas tieši uz ledus struktūrām.
Šī efektivitāte ir īpaši izdevīga nozarēm, kurās apstrādā ātrbojīgus produktus, jo ļauj saīsināt apstrādes ciklus un samazināt krājumu aizkavēšanos. - Pārtikas kvalitātes saglabāšana
Atkausētas pārtikas kvalitāte ir ārkārtīgi svarīga, jo ilgstoša atkausēšana vai nevienmērīga sildīšana var izraisīt tekstūras bojājumus, šķidruma zudumus notecēšanas dēļ un mikroorganismu vairošanos. Gaisā izplatīta ultraskaņa nodrošina:- Vienmērīgu atledināšanu un atkausēšanu, samazinot pārkarsušu zonu veidošanos, kas var izraisīt daļēju termisku pagatavošanos vai tekstūras izmaiņas.
- Minimālus šķidruma zudumus notecēšanas dēļ, saglabājot sulas un uzturvielas, kas ir būtiskas garšai un izskatam.
- Tekstūras un struktūras neskartības saglabāšanu, tādēļ šī metode ir ideāli piemērota tādiem delikātiem produktiem kā jūras veltes vai augļi.
- Bezkontakta un higiēniska apstrāde
Gaisā izplatītas ultraskaņas bezkontakta iedarbība novērš krusteniskā piesārņojuma risku. Atšķirībā no ūdens vannām vai citām tieša kontakta metodēm ar pārtiku nesaskaras nekāda papildu vide. Tas ir īpaši izdevīgi produktiem, kuriem jāatbilst stingrām higiēnas prasībām, piemēram, lietošanai gataviem ēdieniem vai produktiem, kuriem būtiska ir aizsardzība pret alergēniem. - Energoefektivitāte un ilgtspēja
Tradicionālā atkausēšana bieži prasa lielu ūdens un enerģijas patēriņu, palielinot ekspluatācijas izmaksas un ietekmi uz vidi. Hielscher sistēma izmanto mērķtiecīgi virzītu ultraskaņas enerģiju, kas:- Samazina ūdens patēriņu salīdzinājumā ar iegremdēšanas metodēm.
- Patērē mazāk enerģijas, koncentrējoties uz precīzu, lokālu atkausēšanu.
- Samazina atkausēšanas darbību oglekļa pēdas nospiedumu, atbalstot ilgtspējas mērķus.
- Mērogojamība un daudzpusība
Hielscher pakāpienveida plāksnes ultraskaņas apstrādes ierīces modulārā konstrukcija padara to piemērotu plašam pārtikas produktu klāstam un dažādiem ražošanas apjomiem. No nelielām amatnieciskām ražotnēm līdz lieliem rūpnieciskiem uzņēmumiem – sistēma var apmierināt dažādas vajadzības, tostarp šādu produktu atkausēšanu:- Saldēta gaļa (liellopu gaļa, putnu gaļa, cūkgaļa).
- Jūras veltes (zivju filejas, garneles, ķemmīšgliemenes).
- Augļi un dārzeņi.
- Gatavie ēdieni vai mīklas.
Saldētu pārtikas produktu atkausēšanas izaicinājumi
Saldētu pārtikas produktu, īpaši gaļas, atkausēšana rada vairākus izaicinājumus, kas var būtiski pasliktināt kvalitāti. Atkausēšanas laikā kūstot ledus kristāliem, bieži tiek izjaukta gaļas struktūras integritāte, izraisot olbaltumvielu noārdīšanos, tauku oksidēšanos, krāsas izmaiņas un ūdens saistīšanas spējas samazināšanos.
Olbaltumvielu zudums: Olbaltumvielu noārdīšanās notiek, kad kūstošais ledus pakļauj olbaltumvielas fermentatīviem un oksidatīviem procesiem, pasliktinot tekstūru un uzturvērtību.
Tauku oksidēšanās: Vienlaikus paātrinās tauku oksidēšanās, īpaši tad, kad skābeklis piekļūst iepriekš sasalušajām daļām, izraisot sasmakumu un nevēlamas garšas izmaiņas.
Krāsas pasliktināšanās: Turklāt mioglobīna – pigmenta, kas piešķir gaļai sarkano krāsu – oksidēšanās var pasliktināt tās vizuālo izskatu.
Samazināta ūdens saistīšanas spēja (WHC): Visbeidzot, ledus kristālu izraisītie šūnu bojājumi samazina gaļas spēju saistīt ūdeni, izraisot sulīguma zudumu un kopējās kvalitātes pasliktināšanos.
Hielscher Stepped Plate Sonicator rada spēcīgus gaisā izplatītus ultraskaņas viļņus un tādējādi palīdz pārvarēt šīs problēmas atkausēšanas laikā. Hielscher Stepped Plate Sonicator uzlabo siltuma un masas pārnesi uz pārtikas produkta virsmas, veicinot vienmērīgāku un kontrolētāku atkausēšanu. Šī metode ievērojami saīsina atkausēšanas laiku, ierobežojot skābekļa iedarbību un oksidatīvo stresu un tādējādi aizsargājot olbaltumvielas un lipīdus no noārdīšanās. Ātrais process arī saglabā gaļas dabisko ūdens saistīšanas spēju, līdz minimumam samazinot struktūras bojājumus un ļaujot iegūt sulīgāku un pievilcīgāku produktu.
Turklāt gaisā izplatītas ultraskaņas bezkontakta darbība nodrošina higiēnisku procesu, vienlaikus novēršot pārtikas produkta mehāniskus bojājumus. Ātrāka un vienmērīgāka atkausēšana arī palīdz uzturēt mikrobioloģisko drošumu, līdz minimumam samazinot laiku, ko produkts pavada temperatūras diapazonos, kuri veicina baktēriju augšanu. Pateicoties šīm priekšrocībām, gaisā izplatīta ultraskaņa ir daudzsološs risinājums gaļas atkausēšanas kvalitātes, drošuma un efektivitātes uzlabošanai rūpnieciskos un komerciālos apstākļos.
Hielscher gaisā izplatīta ultraskaņa: pielietojumi un ietekme uz nozari
Hielscher Stepped Plate Sonicator izmantošana rada īpaši būtiskas pārmaiņas tādās nozarēs kā:
- Gaļas pārstrāde: Ātrāka atkausēšana līdz minimumam samazina mikrobioloģiskos riskus, vienlaikus saglabājot olbaltumvielu struktūru.
- Jūras velšu ražošana: Tādi maigi produkti kā garneles un zivis saglabā savu augstākās klases kvalitāti.
- Maizes un konditorejas izstrādājumu ražošana: Mīklas un konditorejas izstrādājumu pildījumus var ātri atkausēt, nezaudējot tekstūru.
- Ēdināšana: Restorāni un izbraukuma ēdināšanas uzņēmumi gūst labumu no īsāka sagatavošanas laika.
Papildus atkausēšanai šo pašu tehnoloģiju var pielāgot apledojuma noņemšanai un virsmu žāvēšanai, vēl vairāk paplašinot tās izmantošanas iespējas. Lasiet vairāk šeit!
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte
Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces ir plaši pazīstamas ar saviem visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes ierīces bez grūtībām integrēt rūpnieciskās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīcēm ar vismodernākajām tehnoloģijām un lietotājam draudzīgu darbību. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.
Literatūra / Atsauces
- Liqing Qiu, Min Zhang, Bimal Chitrakar, Bhesh Bhandari (2020): Application of power ultrasound in freezing and thawing Processes: Effect on process efficiency and product quality. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 68, 2020.
- Coria-Hernández, Jonathan; Meléndez, Rosalía (2024): Cryogel Addition Effect on Ultrasound-Assisted Thawing of Pork Meat. International Journal of Food Science, 2024.
- Yu H., Mei J., Xie J. (2022): New ultrasonic assisted technology of freezing, cooling and thawing in solid food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry 2022
Biežāk uzdotie jautājumi
Kāpēc kūstoši ledus kristāli bojā saldētu pārtiku?
Kūstoši ledus kristāli bojā saldētu pārtiku, piemēram, zivis, jo tie izjauc audu strukturālo integritāti. Atkausēšanas laikā ledus kristāli šūnās un ārpusšūnu telpās kūst, izraisot šūnu plīšanu ūdens izplešanās un saraušanās dēļ. Šie bojājumi pasliktina mīkstuma tekstūru un spēju saglabāt mitrumu.
Atkausējot zivis uz šķīvja atklātā vidē, ārējie slāņi atkūst ātrāk, veidojot sausu, atūdeņotu virskārtu, kamēr iekšpuse var palikt sasalusi. Nevienmērīga atkausēšana pastiprina šūnu šķidruma zudumu, tādēļ zivs ārpuse kļūst sausa un iekšējā tekstūra tiek bojāta. Šis process pasliktina pārtikas kvalitāti un sensorās īpašības. Gaisā izplatīta ultraskaņa ir rūpnieciski izmantojama tehnoloģija saudzīgai saldētas pārtikas atkausēšanai, neizjaucot tās tekstūru.
Kas ir gaisā izplatīta ultraskaņa?
Gaisā izplatīta ultraskaņa ir augstfrekvences skaņas viļņi (parasti virs 20 kHz), kas izplatās gaisā kā pārneses vidē. Atšķirībā no izplatīšanās šķidrumos vai cietās vielās ultraskaņa gaisā ievērojami vājinās gaisa zemā blīvuma un augstās saspiežamības dēļ.
Vai ultraskaņu izmanto pārtikas sasaldēšanai?
Jā, ultraskaņu izmanto pārtikas sasaldēšanā, galvenokārt lietojot lieljaudas ultraskaņu (zema frekvence, augsta intensitāte). Tā uzlabo sasaldēšanas procesu, veicinot strauju nukleāciju – ledus kristālu sākotnējo veidošanos –, vienlaikus kontrolējot to izmēru un sadalījumu. Ultraskaņa saīsina sasaldēšanas laiku, uzlabojot siltuma pārnesi un nodrošinot vienmērīgu temperatūras sadalījumu visā pārtikas produktā.
Šī tehnoloģija ir īpaši noderīga, jo tā veido mazākus, vienmērīgākus ledus kristālus, līdz minimumam samazinot pārtikas struktūras šūnu bojājumus. Tas atkausēšanas laikā saglabā tekstūru, krāsu un ūdens aizturēšanas spēju, uzturot pārtikas vispārējo kvalitāti. Šī metode, ko bieži dēvē par sasaldēšanu ar ultraskaņas palīdzību, ir īpaši vērtīga tādiem jutīgiem pārtikas produktiem kā augļi, dārzeņi un produkti ar augstu olbaltumvielu saturu, piemēram, gaļa un zivis. Vairāk par saldējuma sasaldēšanu ar ultraskaņu lasiet šeit!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus, sākot ar laboratorijas iekārtām un beidzot ar rūpnieciska mēroga iekārtām.




