Ultradźwiękowa produkcja margaryny
Podstawowy etap produkcji margaryny polega na emulgowaniu mieszaniny olejów i tłuszczów roślinnych z wodą i dodatkami. Emulgowanie ultradźwiękowe jest niezawodną, sprawdzoną techniką przygotowywania stabilnych emulsji spożywczych o drobnych kroplach. Proces emulgowania ultradźwiękowego opiera się na intensywnych sonomechanicznych siłach ścinających, które zapewniają krople o rozmiarach mikrometrowych i nanometrowych, umożliwiając uzyskanie najwyższej jakości produktu. Hielscher Ultrasonics oferuje sonikatory do produkcji emulsji przeznaczonych do zastosowań spożywczych w dowolnej skali.
Ultradźwiękowe emulgowanie margaryny
Głównym etapem technologicznym produkcji margaryny jest emulgowanie wody i uwodornionych olejów/tłuszczów, takich jak olej kukurydziany, sojowy, arachidowy, słonecznikowy itp. Ze względu na wysokie stężenie oleju wynoszące 40–90% bardzo ważne jest zastosowanie dużych sił ścinających w celu uzyskania jednorodnej emulsji o drobnych kroplach. Emulgowanie ultradźwiękowe jest udokumentowaną, szybką i wydajną techniką wytwarzania stabilnej nanoemulsji o bardzo małej średnicy kropli i niskiej polidyspersyjności. Emulsje ultradźwiękowe są często bardziej stabilne niż emulsje wytwarzane metodami konwencjonalnymi i często wymagają jedynie niewielkiej ilości środka powierzchniowo czynnego, jeśli w ogóle jest on potrzebny.[Mason 1996]
Wielkość kropli emulsji ma istotny wpływ na jakość margaryny, w tym na jej konsystencję podczas rozsmarowywania, stabilność i odczuwanie smaku.
W porównaniu z mieszadłami mechanicznymi i mieszalnikami ścinającymi ultradźwięki wymagają mniejszej ilości środków powierzchniowo czynnych i wytwarzają mniejsze i bardziej stabilne krople. Emulgowanie ultradźwiękowe pozwala obniżyć koszty, jest bezpieczne, proste w obsłudze i można je łatwo wdrożyć w istniejących liniach przemysłowych, aby poprawić jakość emulgowanych produktów.
Udoskonalona ultradźwiękowo receptura margaryny:
- Mniejsze krople, lepsza emulsja
- Możliwa większa zawartość wody
- Mniej emulgatorów
- Mniejsze psucie mikrobiologiczne
Ultradźwiękowe opracowywanie receptury margaryny
Ultradźwięki są nie tylko bardzo skuteczne w emulgowaniu, ale również pomagają równomiernie mieszać i wprowadzać do margaryny proszki, takie jak stabilizatory, witaminy, barwniki i inne składniki. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o homogenizacji i mieszaniu ultradźwiękowym!
Oleogele: Oleogele stanowią innowacyjną alternatywę dla margaryny, uwzględniającą troskę o zdrowie. Przeczytaj więcej o opracowywaniu receptur oleogeli przeznaczonych do zastosowań spożywczych z wykorzystaniem sonikacji!
Mniejsze psucie mikrobiologiczne margaryny dzięki emulgowaniu ultradźwiękowemu
Im mniejsze są krople wody, tym mniej sprzyjające jest środowisko dla mikroorganizmów, ponieważ mają one do dyspozycji mniej składników odżywczych. Podobnie, im mniejsze są krople wody, tym proporcjonalnie większe jest prawdopodobieństwo, że liczba sterylnych kropli wody przewyższy liczbę obecnych mikroorganizmów. Małe krople wody wydłużają zatem okres przydatności produktu do spożycia, co stanowi dodatkowy efekt działania emulgatorów, stosowanych głównie ze względu na teksturę i stabilność. Określenie „małe” oznacza, że średnia wielkość kropli w margarynie wynosi 4–5 µm, przy zakresie od 1 do 20µm. Gdy wielkość kropli jest mniejsza niż 10µm, wątpliwe jest, aby tak ograniczające środowisko umożliwiało rozwój mikroorganizmów (Delamarre and Batt, 1999).
Ponieważ emulgowanie ultradźwiękowe zapewnia krople o rozmiarach submikrometrowych i nanometrowych, proces sonikacji pomaga ograniczyć psucie oraz wydłużyć okres przydatności do spożycia margaryny i innych produktów do smarowania.
Ultradźwiękowe uwodornianie olejów jadalnych
Uwodornianie olejów roślinnych jest ważnym procesem przemysłowym prowadzonym na dużą skalę. W wyniku uwodorniania ciekłe oleje roślinne przekształcają się w tłuszcze stałe lub półstałe. Uwodornianie jest powszechnie stosowanym etapem wstępnego przetwarzania podczas produkcji margaryny. Pod względem chemicznym nienasycone kwasy tłuszczowe przekształcają się podczas reakcji uwodorniania katalizowanej przeniesieniem fazowym w odpowiadające im nasycone kwasy tłuszczowe poprzez przyłączenie atomów wodoru do wiązań podwójnych. Ten proces katalityczny można przyspieszyć za pomocą sonikacji o dużej mocy. Powszechnie stosowanymi katalizatorami są nikiel, glin lub pallad. Uwodornione tłuszcze są szeroko stosowane w wyrobach piekarniczych jako tłuszcze nadające kruchość. Zaletą tłuszczów nasyconych jest ich mniejsza skłonność do utleniania, a tym samym mniejsze ryzyko jełczenia.
Ultradźwiękowe urządzenia do przetwarzania żywności do produkcji margaryny
Hielscher oferuje szeroką gamę urządzeń ultradźwiękowych i akcesoriów, aby dokładnie zaspokoić potrzeby swoich klientów. Dostępne są sonikatory od urządzeń laboratoryjnych, przez urządzenia stołowe / do skali pilotażowej, po urządzenia do produkcji w pełnej skali przemysłowej. Niezależnie od tego, czy chcesz przetwarzać partie czy strumienie objętościowe w przepływie, Hielscher oferuje odpowiedni system ultradźwiękowy.
Margarynę zwykle wytwarza się w procesie ciągłym. Oferowane przez Hielscher ultradźwiękowe komory przepływowe są dostępne w różnych rozmiarach, aby spełnić wymagania produkcyjne. Aby udoskonalić proces emulgowania ultradźwiękowego, Hielscher opracował objętą zgłoszeniem patentowym wkładkę do komory przepływowej MultiPhaseCavitator , która umożliwia wtryskiwanie drugiej fazy w postaci drobnych strumieni cieczy przez kaniule wtryskowe bezpośrednio do strefy kawitacji, co pozwala uzyskać emulsję o niezwykle drobnych kroplach.
Wszystkie przemysłowe urządzenia ultradźwiękowe można łatwo zainstalować i włączyć do istniejących linii produkcyjnych. W przypadku szczególnych wymagań i zastosowań dostarczamy rozwiązania na zamówienie, dostosowane do konkretnych wymagań.
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
- wysoce jednorodna emulsja
- krople o rozmiarach mikrometrowych i nanometrowych
- wysoka stabilność
- oszczędność czasu do 90%
- pełna kontrola procesu
- stabilna temperatura procesu
- całkowicie liniowe zwiększanie skali
- pełna odtwarzalność
- higiena odpowiednia do zastosowań spożywczych
(CIP/SIP)
Literatura / Źródła
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Szymanska, I.; Zbikowska, A.; Onacik-Gür, S. (2024): New Insight into Food-Grade Emulsions: Candelilla Wax-Based Oleogels as an Internal Phase of Novel Vegan Creams. Foods 2024, 13, 729.
- Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
- H. Pehlivanoglu, A. Akcicek, A.M. Can, S. Karasu, M. Demirci, M.T. Yilmaz (2021): Effect of oil type and concentration on solid fat contents and rheological properties of watery oleogels. La Rivista Italiana Delle Sostanze Grasse No 3, 2021.
[/callout]
Emulsje spożywcze
Można wyróżnić dwa główne typy emulsji: oleju w wodzie (O/W) (np. mleko, lody) oraz wody w oleju (W/0) (np. masło, margaryna, majonez, produkty do smarowania o niskiej zawartości tłuszczu, produkty do smarowania na bazie tłuszczów roślinnych). Ponadto istnieją tak zwane emulsje podwójne (znane również jako emulsje inwersyjne lub emulsje wielokrotne), takie jak woda w oleju w wodzie (W/O/W) lub olej w wodzie w oleju (O/W/O). Ze względu na lepszą kontrolę uwalniania smaku i składników odżywczych emulsje podwójne są coraz częściej stosowane w przemyśle spożywczym. Proces emulgowania emulsji i emulsji podwójnych wymaga zastosowania intensywnego ścinania w celu rozdrobnienia cieczy na krople o rozmiarach mikrometrowych, submikrometrowych lub nanometrowych. Emulgowanie ultradźwiękowe jest skuteczną i niezawodną metodą przetwarzania umożliwiającą przygotowywanie stabilnych emulsji spożywczych na skalę przemysłową. Kawitacja ultradźwiękowa i generowane przez nią duże siły ścinające stanowią dobrze znaną technologię intensyfikacji procesów.


