Kuchnia molekularna i inne zastosowania kulinarne

Krótki przewodnik do Zasad

Mark Gaston

• Większość z treścią niniejszej instrukcji jest informacja, że ​​jest łatwo dostępne, jednak czasami jest napisany w sposób, który nie zawsze czyni łatwy odczyt chyba że zdarzy ci się być zaznajomieni z terminów używanych.
• Poniżej wyjaśnione są ważne warunki, takie jak sonotrody ultradźwiękami, amplitudy etc. i ich wpływu na zastosowań kulinarnych.
• Ten przewodnik poniżej próbuje wyjaśnić zastosowanie ultradźwięków homogenizator w mniej i bardziej naukowo kulinarnej powiązanej sposób.

Fale ultradźwiękowe oraz ich zastosowanie do żywności

Homogenizator ultradźwiękowy jako technika jest już od wielu lat w różnych formach, ale jest dopiero trafia do zastosowań kulinarnych mniejszą skalę. Homogenizatora zawiera kilka zaawansowanych układów elektronicznych, które można przekształcić i kontroli energii elektrycznej w wysokich częstotliwości drgań końcówki metalowej lub sonotrody.
Sonotroda porusza się głównie do góry i na dół w bardzo wysokiej częstotliwości powyższy zakres słyszalny (na przykład 26000 razy na sekundę lub 26Khz z UP200Ht). Ilość że sonotroda przesuwa się w górę i w dół jest nazywany amplitudę i zazwyczaj może być regulowana w zakresie od 9 do 240 mikrometrów (średnia ludzkich włosów wynosi około 100 mikrometrów grubości odniesienie). W prostych słowach sonotroda zachowuje się jak tłok porusza się w górę iw dół w cieczy.
A sonotroda przemieszcza się w dół podczas zanurzenia w cieczy, tworzy obszarów wysokiego i niskiego ciśnienia w cieczy wokół sonotrody co z kolei tworzy zjawisko znane jako kawitacja. Widzimy w kuchni, że obniżenie ciśnienia (tak jak w przypadku uszczelniania komory) powoduje cieczy wrzeć w niższych temperaturach, a zwiększając ciśnienie (np szybkowarze) powoduje cieczy do wrzenia w wyższej temperaturze.
Szybko wahania pulsacje ciśnienia na wierzchołku sonotrody powstawanie a następnie szybki rozpad pęcherzyków w cieczy. To wszystko dzieje się w skali minut, ale stwarza ogromne siły w cieczy ze względu na prędkości, temperatury i ciśnienia generowanego przez kawitacja, To właśnie te ogromne siły, które można obrócić na naszą korzyść w kuchni dla Ekstrakcja smaków przez rozerwanie komórek lub Podział cząstek.

Jednym z wyzwań związanych z wykorzystaniem tego sprzętu jest jednak wykorzystanie i kontrola tej mocy w taki sposób, aby wzmocnić żywność.
Nabyty homogenizator ultradźwiękowy modelu UP200Ht dyktuje maksymalna moc dostępna dla użytkownika, a sam homogenizator ma wiele zmiennych, które mogą być wykorzystane w celu dostosowania jego wydajność w zależności od zastosowania. Dla celów tego przewodnika, model stosowany był 200 wat jednostka.

sonotroda Rozmiar

Wielkość sonotrody Aneks ma znaczący wpływ na sposób jednostka dostarcza moc.
W bardzo prosty sposób, im większa powierzchnia sonotrody, tym więcej mocy będzie potrzebować, aby ją napędzać przy dowolnej amplitudzie. Lepkość płynu będzie również miała duży wpływ na moc wymaganą do napędzania sonotrody o danej amplitudzie.
Wyobraźmy sobie sonotrody jak tłok lub tłoka, gdy tłok porusza się w górę iw dół bardzo szybko w garnku z cienkiej cieczy, takich jak woda, jest to stosunkowo łatwe do zrobienia, więc nawet przy rozsądnych prędkościach, jednak wypełnić garnek z grubym sos a samo będzie inaczej, to wymagają znacznie większej siły do ​​przemieszczania tłoka szybko i w cieczy z powodu zwiększonej lepkości. Zwiększenie rozmiaru tłoka lub nurnika, a także wymagają więcej wysiłku, aby przemieszczać ją w dół w ciecz.
Tak samo jest z sonotrody. Przy dużej sonotroda zamontowane, urządzenie musi pracować znacznie trudniejsze do wytworzenia określonej amplitudy drgań, gdy ciecz ma dużą lepkość, niż w przypadku cieczy o małej lepkości.

Przy dowolnej mocy ustawienie mniejszy sonotroda z powodu jego powierzchnia będzie wytwarzał większe wahania ciśnienia i wyższy kawitacja intensywności w końcówce niż większej sonotrody (jak moc koncentruje się na powierzchni mniejszej sonotrody).
To może nie być możliwa do prowadzenia większej sonotrodę o tej samej amplitudzie jak daleko większa moc będzie wymagane do tego, co może prowadzić do wyłączenia urządzenia z powodu przeciążenia. W tym przypadku wielkość sonotroda musi być zmniejszona lub większej mocy być uzyskane.
wejście natężenie ultradźwięków (W danym ustawieniu mocy) zmniejsza się wraz ze wzrostem pola powierzchni (większe sonotrody), gdzie jako ultradźwiękowe natężenia zasilania wzrasta wraz ze zmniejszaniem się powierzchni, albo inaczej mówiąc, mniejszy sonotroda daje dużo energii ultradźwiękowej do małego obszaru, gdzie jako większy sonotroda rozprzestrzenia moc na większej powierzchni.

Gdy homogenizator służy całkowitą pracę wykonaną na próbce jest kombinacja wejście zasilania z homogenizator, Tom próbki a czas jest on narażony. W celu uzyskania powtarzalnych wyników, musimy wziąć pod uwagę wszystkie trzy parametry. Nie należy oczekiwać, aby umieścić urządzenie w małej filiżance pełnej cieczy przez dwie minuty, a następnie uzyskać ten sam rezultat w litrze płynu w tym samym czasie! Równie pamiętać, że z niewielkimi rozmiarami próbek i wysokich nakładów mocy, Temperatura próbki będzie szybko rosnąć. Dla próbek wrażliwych na temperaturę lepiej jest używać niższych ustawień zasilania w dłuższych okresach, pozwalając energii wprowadzonej przez homogenizator jak ciepło odprowadzane.
Przegrzaniem próbki może również powodować niektóre z samych zapachów, które próbujesz uchwycić uciec systemu.
Wejścia High Power może również powodować degradację próbki, co widać podczas korzystania z niektórych olejów. Oleje, gdy narażone na wejściach wysokoenergetycznych w końcówce homogenizator można rozbić w wyniku bardzo nieprzyjemny smak, który można określić tylko jako smak spalenizny elektrycznego!
Materiały wrażliwe na temperaturę chłodzenia próbce poprawy wyników, takie jak za pomocą łaźni lodowej lub włączenia części suchego lodu w próbce. Stosowanie mniejszych nakładów energii w dłuższym okresie pomaga rozpraszać energię uwalnianą w systemie, jest za pomocą urządzenia w trybie impulsów, który umożliwia pewne ochłodzenie pomiędzy każdą serią ultradźwięków.
W ciągu elektronice homogenizator, użytkownik może wybrać, aby korzystać z urządzenia w dwóch głównych trybach sterowania.

kontrola amplitudy

W tym trybie użytkownik wybiera% maksymalnej amplitudy wymaganej dla sonotrody. Elektronika będzie próbował napędzać sonotrody w tej amplitudy i dostosuje pobór mocy urządzenia w celu utrzymania wymaganej amplitudy w sonotrode. Jeśli powierzchnia sonotroda jest zbyt duża, aby być prowadzone w tej amplitudy z dostępnej mocy jednostki, amplituda nie osiągnie ustawioną wartość i może zamknąć jeśli stan przeciążenia została osiągnięta.

Wejście Power Control

W tym trybie użytkownik ustawia wymagany pobór mocy w watach i elektronika będzie regulować amplitudę oscylacji w celu regulowania mocy wejściowej do ustawień użytkownika. Ten tryb umożliwia moc przekazywana cieczy jest regulowana, a więc ciepło wytwarzane w cieczy ograniczony uniknięcia uszkodzenia próbki bardziej wrażliwych.

Tryb impulsowy

Poza tymi dwoma trybami działania, to jest w trybie impulsów, przy czym układ elektroniczny przełącznik i wyłączane cykle, Czas, który jest ustawiany przez użytkownika jako 10% czasu i wyłącza na 90% do 90% czasu i wyłącza 10%. Daje to efekt pulsowania i jest użyteczna zarówno w celu ograniczenia całkowitej mocy wejściowej do próbki i tworzenia dobrego mieszania w próbce z pierwszym wejściem jest wysokie, jak elektronika stabilizuje podczas każdego cyklu pracy.

Ogólne wskazówki i triki

Przy użyciu homogenizatora do infuzji smaków lepsze wyniki uzyskuje się, gdy części stałe zostały zmniejszone przed ich homogenizuje się, to zwiększa się powierzchnię wystawioną na działanie sonotrody, Ta sama zasada ma zastosowanie w przypadku korzystania z homogenizator dla rozdrabiani komórek. Pomyśl o homogenizatorze jako doskonałym narzędziu do wykończenia, a nie szlifierce kursu! W redukcji wielkości cząstek większość prac jest wykonywana przez kolizje cząstek o dużej prędkości, przyspieszając siły generowane przez sonotrodę. O wiele lepsze wyniki można uzyskać, jeśli część redukcji cząstek zostanie wykonana przed sonikacją. Zaczynając od znacznej redukcji wielkości cząstek już wykonanej, oznacza to, że większa powierzchnia jest wystawiona na działanie ultradźwięków i że mniejsze cząstki będą szybciej przyspieszane w cieczy, powodując większe zderzenia z siłą do dalszego rozbijania cząstek. Pracę w homogenizatorze wymaga mniej pracy, dzięki czemu można lepiej kontrolować temperaturę.
Ponieważ homogenizator działa na dość zlokalizowanym poziomie, jest użyteczny, gdy jest używany z większymi próbkami, powiedzmy kilkaset mililitrów lub więcej, aby zapewnić dodatkowe mieszanie, aby zapewnić, że objętość wokół sonotrody zostanie odświeżona, zapewniając pełną sonikację próbki. Dotyczy to w szczególności więcej lepki próbki. Dobrym mieszadłem magnetycznym jest przydatny sposób osiągnięcia tego. Pobudzenie pomaga również w zapewnieniu, że objętość płynu wokół sonotrody nie jest przegrzana. Użycie łaźni lodowej lub suchych kawałków lodu w próbce pomoże usunąć energię przekazywaną przez sonifikację. Jak już omówiono, jeśli materiał jest wrażliwy na temperaturę, należy używać niższych ustawień mocy przez dłuższy czas i lub użyć trybu impulsowego, aby ograniczyć temperatury generowane w próbce, pozwalając na schłodzenie próbki pomiędzy impulsami dźwiękowymi.

---

---

Literatura

• 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.

Fakty Warto wiedzieć

homogenizatory tkankowe ultradźwiękowe są często określane jako sondy sonikatora / sonificator Sonic Lyser, ultradźwięków Disruptor ultradźwiękowego szlifierka, sono-ruptor, Sonifier Sonic Dismembrator, rozrywania komórek, dyspergator ultradźwiękowy, emulgatora lub rozpuszczania. Różne warunki wynikają z różnych aplikacji, które mogą być spełnione przez ultradźwiękami.