Ultraskaņas ohmiskā sildīšana pārtikas ražošanā

Pārtikas nozarē ir palielinājies pieprasījums pēc saudzīgām, bet efektīvām apstrādes tehnoloģijām, ko nosaka nepieciešamība sabalansēt mikrobioloģisko drošību ar uzturvērtības un organoleptisko īpašību saglabāšanu. Parastās termiskās apstrādes metodes bieži vien balstās uz siltuma pārnesi no virsmas uz serdi, kas ir lēna un nevienmērīga. Šo problēmu risina ohmiskā sildīšana, kuras pamatā ir elektroenerģijas pārvēršana siltumā tieši pārtikas matricā, nodrošinot ātru un apjomīgu sildīšanu. Savienojumā ar ultraskaņu process tiek vēl vairāk uzlabots: ultraskaņas kavitācija veicina šūnu izjaukšanu, homogenizāciju un masas pārnesi, tādējādi pārvarot vadītspējas svārstības, kas citādi var radīt lokalizētus siltuma kanālus.

ultraskaņas omiskā sildīšana – Maigs, tomēr ļoti efektīvs

Ultraskaņas omiskā siltuma ekstrakcija apvieno vienmērīgu volumetrisku sildīšanu ar mehānisku homogenizāciju ar ultraskaņu, lai salīdzinoši saudzīgos apstākļos panāktu efektīvu pārtikas apstrādi. Atšķirībā no parastās omiskās sildīšanas, kas var radīt lokalizētus siltuma kanālus un termisko degradāciju (t. i., pārkaršanu), ultraskaņas pievienošana veicina kavitāciju un mikrostrūklu, kas homogenizē vadītspēju un vienmērīgāk sadala siltumu. Šī sinerģija nodrošina ātru ekstrakciju pie zemākām efektīvām siltuma slodzēm, saglabājot karstumjutīgus savienojumus un vienlaikus samazinot kopējo enerģijas patēriņu. Rezultātā ultraskaņas omiskā sildīšana kļūst par vieglu, bet spēcīgu metodi augstas kvalitātes pārtikas produktu ražošanai.

ultraskaņas omiskā sildīšana – Daudzi pielietojumi pārtikas pārstrādē

Ultraskaņas omiskā sildīšana ir pētīta plašā pārtikas pārstrādes pielietojumu klāstā. Pasterizācijā un sterilizācijā šī metode nodrošina ātru un vienmērīgu mikrobu inaktivāciju, vienlaikus saglabājot vitamīnus, aromātus un tekstūras īpašības. Stabilizācijas procesos, piemēram, fermentu inaktivācijā vai sēklu dekontaminācijā, tā nodrošina precīzu apstrādes intensitātes kontroli. Šī metode ir īpaši daudzsološa ekstrakcijai – ēteriskās eļļas, augu olbaltumvielas vai bioaktīvie savienojumi – kur ultraskaņas izraisīta kavitācija paātrina atbrīvošanos un omiskā sildīšana veicina efektīvu šķīdinātāja iekļūšanu. To izmanto arī šķidru un daļēji cietu pārtikas produktu, tostarp piena produktu, augļu mīkstuma, sulu un emulsiju, apstrādē, kur ļoti svarīga ir vienmērīga sildīšana un sajaukšana.

 
Galvenie ultraskaņas omiskās sildīšanas pielietojumi pārtikas rūpniecībā ir šādi:

1. Pasterizācija un sterilizācija: ātra un vienmērīga mikrobu inaktivācija, vienlaikus saglabājot organoleptisko un uzturvērtības kvalitāti.
2. Bioaktīvo savienojumu un ēterisko eļļu ekstrakcija: ultraskaņas izraisīta kavitācija kombinācijā ar omisko elektroporāciju paātrina fitoķīmisko vielu, proteīnu un lipīdu izdalīšanos.
3. Augļu un dārzeņu blanšēšana: efektīva fermentu inaktivācija ar minimāliem krāsas, garšas vai vitamīnu zudumiem.
4. Dehidratācijas un iztvaikošanas procesi: paātrināta mitruma noņemšana un enerģijas ietaupījums žāvēšanas vai koncentrēšanas posmos.
5. Fermentācijas atbalsts: kontrolēta sildīšana un uzlabota masas pārnese var uzlabot mikrobu veiktspēju un iznākumu.
6. Šķidru un daļēji cietu pārtikas produktu vispārējā sildīšana: viendabīga temperatūras sadale piena produktos, sulās, biezeņos un emulsijās, izvairoties no karstajiem punktiem.

Ultraskaņas ohmiskās sildīšanas priekšrocības pārtikas rūpniecībā

Pārtikas rūpniecībā ultraskaņas omiskās sildīšanas priekšrocības ir daudzveidīgas. Šī tehnoloģija samazina apstrādes laiku un enerģijas patēriņu, nodrošina ļoti vienmērīgu karsēšanu pat neviendabīgās matricās un samazina termiski jutīgu savienojumu termisko degradāciju. Tā kā gan sildīšana, gan ultraskaņas iedarbība tiek radīta pašā pārtikas produktā, šis process novērš nepieciešamību pēc lieliem ārējiem siltummaiņiem un samazina uzturēšanas izmaksas. Vissvarīgākais ir tas, ka šis process atbilst arvien pieaugošajam uzsvaram uz "tīru" produktu marķējumu un ilgtspējīgu pārstrādi, samazinot atkarību no skarbu apstrādi vai ķīmiskām piedevām. Tādējādi ultraskaņas omiskā sildīšana ir spēcīgs instruments, kas nākotnē apmierinās prasības pēc drošas, uzturvielām bagātas un videi draudzīgas pārtikas ražošanas.
 

Priekšrocības

1. Vienmērīga apkure: Ultraskaņa novērš karstuma kanālu veidošanos, nodrošinot vienmērīgu temperatūras sadalījumu neviendabīgos pārtikas produktos.
2. Ātra apstrāde: Omas sildīšanas un ultraskaņas kombinētā iedarbība saīsina pasterizācijas, sterilizācijas un ekstrakcijas laiku.
3. Energoefektivitātes: mazāks kopējais enerģijas patēriņš salīdzinājumā ar parasto termisko apstrādi.
4. Uzturvielu un garšas saglabāšana: Maigāka termiskā slodze saglabā vitamīnus, antioksidantus un gaistošos aromātiskos savienojumus.
5. Uzlabota ekstrakcija: Elektroporācija un kavitācija paātrina bioaktīvo savienojumu, ēterisko eļļu un proteīnu izdalīšanos.
6. Pārtikas nekaitīgums: Efektīva mikrobioloģiskā un fermentatīvā inaktivācija ar minimāliem kvalitātes zudumiem.
7. Mērogojamība un elastība: Piemērojams šķidrai un daļēji cietai pārtikai.
8. Tīra apstrāde: Bez šķīdinātājiem, bez ķīmiskām vielām un saskaņots ar ilgtspējīgu “Tīra etiķete” ražošana.

Ultraskaņas elektrodi uzlabotai omiskai sildīšanai pārtikas pārstrādē

Hielscher ultraskaņas elektrodi (sono-elektrodi) sniedz ievērojamas priekšrocības omikai, jo tie integrē divus savstarpēji papildinošus mehānismus vienā ierīcē: elektriskās strāvas padevi un ultraskaņas maisīšanu. Lai gan elektrods pievada maiņstrāvu, kas nepieciešama tilpuma Džoula sildīšanai, tā vienlaicīgā oscilācija ar frekvenci 20 kHz rada kavitāciju, mikrostrūklu un bīdes spēku, kas izjauc augu šūnu sieniņas un homogenizē vidi. Šī dubultā darbība samazina karstuma kanālu veidošanos, nodrošina vienmērīgāku elektrisko vadītspēju un tādējādi nodrošina vienmērīgu karsēšanu visā paraugā. Vienlaikus ultraskaņas ekstrakcijas efekts paātrina masas pārnesi un veicina iekššūnu savienojumu izdalīšanos, vēl vairāk uzlabojot iznākumu un kvalitāti. Komerciālā kontekstā Hielscher UIP2000hdT elektrodu sistēma (2000 W uz vienu elektrodu) nodrošina stabilitāti, kas nepieciešama nepārtrauktai rūpnieciskai ražošanai, savukārt mazāki komplekti, piemēram, UP100H (100 W) un VialTweeter, kalpo kā elastīgi instrumenti laboratorijas mēroga pētījumiem un procesu optimizācijai.

Zemāk dotajā tabulā ir norādīta aptuvenā mūsu Ohmic Heating sonikatoru / ultraskaņas elektrodu apstrādes jauda:

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.