Ultrassom Na Indústria Alimentar

A aplicação de ultrassom de potência é usada para inúmeras aplicações no processamento de alimentos, incluindo extração, homogeneização, pasteurização e fermentação. Como um tratamento não térmico, a ultrassonografia melhora os processos de produção de alimentos por maiores rendimentos, maior qualidade, melhores perfis de nutrientes e sabores, bem como processamento de tempo e custo.

Aplicações ultra-sônicas no processamento de alimentos

O ultrassom de potência tem uma ampla gama de aplicações no processamento de alimentos, incluindo extração, mistura, emulsificação, pasteurização, desgaseificação e amaciamento de carne. Além dessas principais aplicações, o ultrassom de potência também é aplicado para melhorar o congelamento, descongelamento e secagem de produtos alimentícios.
As principais vantagens dos ultrassons de alta intensidade estão relacionadas à melhoria de várias operações de processamento de alimentos, como a redução do tempo de processamento, o aumento dos rendimentos, a melhoria da qualidade do produto e permitem um processamento econômico e econômico e econômico de custos e tempo.

No parágrafo a seguir, você pode encontrar as principais aplicações da ultrassonografia de alta intensidade na indústria alimentícia:

  • Extração: O ultrassom pode ser usado para extrair compostos bioativos de materiais vegetais, como antioxidantes, pigmentos e óleos essenciais. Este processo é conhecido como extração assistida por sonicação e pode ser usado para produzir extratos de alta qualidade em um tempo mais curto e com menor consumo de solvente do que os métodos tradicionais.
  • Homogeneização e Emulsificação: A homogeneização ultra-sônica pode ser usada para produzir emulsões e suspensões estáveis, como molhos para saladas, maionese, cremes e produtos lácteos. O processo envolve o uso de ondas sonoras de alta frequência para quebrar os glóbulos de gordura no líquido, resultando em uma textura suave e uniforme.
    Encontre o passo-a-passo e um vídeo para emulsificação de maionese ultra-sônica aqui!
  • Preservação: O ultrassom de alta intensidade pode ser usado para inativar microrganismos, como bactérias e leveduras, em produtos alimentícios. O processo, conhecido como pasteurização assistida por sonicação, pode estender a vida útil de produtos alimentícios e reduzir o risco de doenças transmitidas por alimentos. Como uma técnica de processamento não térmico, a sonicação evita o uso de temperaturas muito altas, evitando assim a degradação relacionada de nutrientes sensíveis ao calor.

 

Você quer produzir seus próprios extratos de especiarias ou molhos? Seja para a cozinha do restaurante, o ambicioso sous chef ou para fabricantes comerciais, com o equipamento ultrassônico Hielscher você pode produzir extratos e molhos de alta qualidade em um curto espaço de tempo. Faça extratos orgânicos você mesmo! Elimine os conservantes! Use apenas os ingredientes que você selecionar!

Extração de pimenta - Hielscher ultrasonicator UP200HT

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Homogeneizador ultrassônico em linha para pasteurização de suco, laticínios e ovos líquidos

Homogeneizadores ultrassônicos são amplamente utilizados no processamento de alimentos. Aplicações típicas incluem extração, mistura, emulsificação e envelhecimento/maturação.

  • Desgaseificação: Com a aplicação de ultrassom a um líquido, as bolhas de gás aprisionadas em líquidos são agitadas. Como consequência, essas bolhas de ar e gás se aproximam umas das outras e se aglutinam. Theis significa que eles crescem para um tamanho de bolha maior, o que lhes permite flutuar até o topo do líquido e podem ser facilmente removidos.
  • Dissolução: Devido às suas excelentes capacidades de mistura e mistura, o ultrassom é altamente eficaz para produzir soluções altamente saturadas e até supersaturadas. Isso é usado em processos de cristalização, bem como na produção de salmouras.
  • Fermentação: À medida que as ondas de ultrassom perfuram e quebram as paredes celulares dos microrganismos, elas ficam mais suscetíveis ao processo de fermentação. Ao mesmo tempo, o ultrassom acelera o transporte de nutrientes e oxigênio para os microrganismos, aumentando assim sua atividade metabólica. No geral, a ultrassonografia aumenta a taxa de fermentação, reduz o tempo de fermentação e melhora o rendimento do produto final desejado. Esta tecnologia é particularmente útil para a produção de alimentos e bebidas, como laticínios, iogurte, cerveja, kombucha e vinho.
  • Redução da viscosidade antes da secagem por pulverização: Forças de cisalhamento ultra-sônicas podem reduzir significativamente a viscosidade no afinamento por cisalhamento e lamas tixotrópicas. A aplicação de afinamento de cisalhamento ultra-sônico antes de pulverizar e secar por pulverização permite aumentar significativamente o rendimento através do equipamento de pulverização. Torres de secagem por pulverização são muitas vezes o gargalo na linha de produção. Com o ultrassom, a capacidade dos secadores de spray existentes pode ser aumentada.

 

Os ultrasonicators Hielscher podem homogeneizar e pasteurizar ovoprodutos líquidos (ovos inteiros, claras de ovos, gemas) para garantir a segurança alimentar e a estabilidade mecânica. Os homogeneizadores ultrassônicos Hielscher fornecem cavitação intensa e altas forças de cisalhamento para matar micróbios. A pasteurização ultra-sônica é uma alternativa de pasteurização de baixa temperatura muito eficaz e eficiente. O ovo líquido pasteurizado por ultrassom mostra menos desnaturação de proteínas, menor perda de sabor, melhor homogeneidade e eficiência energética significativamente maior.

Homogeneização e pasteurização de ovos líquidos aplicando ultrassom de potência com o ultra-sonicator UP400ST

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Reator de batelada ultra-sônico para processamento industrial de alimentos, como homogeneização, extração ou pasteurização.

O reator de batelada fechada feito de aço inoxidável está equipado com o ultra-sonicator UIP2000hdT (2kW, 20kHz).

  • Congelação: O congelamento ultra-sônico pode ser usado para reduzir a formação de cristais de gelo em produtos alimentícios durante o processo de congelamento. O processo envolve submeter o alimento a ondas sonoras de alta frequência enquanto ele está sendo congelado. As ondas de ultrassom criam vibrações que impedem a formação de grandes cristais de gelo, resultando em um produto com uma textura mais suave e melhor qualidade.
  • Descongelar: Descongelamento ultra-sônico pode ser usado para reduzir o tempo de descongelamento de produtos alimentares congelados. O processo envolve submeter o produto congelado a ondas de ultrassom, que geram calor e aceleram o processo de descongelamento. Como o ultrassom promove uma distribuição muito uniforme de energia, o descongelamento ultrassônico pode ser particularmente útil para produtos que são difíceis de descongelar uniformemente, como carne, frutos do mar, frutas e legumes.
    No congelamento, descongelamento e secagem, o ultrassom de potência causa melhorias significativas nos processos de transferência de massa e energia, o que acelera esses processos e os torna mais econômicos.
  • Detecção de vazamento de garrafa: O ultrassom é uma maneira muito eficiente de detectar vazamentos e rachaduras em garrafas e latas de bebidas carbônicas, como refrigerante, cerveja, espumante etc. O ultrassom também é aplicado na desgaseificação de bebidas carbonatadas, por exemplo, cerveja antes do engarrafamento, um processo conhecido como de-fobbing.
  • Salmoura / Decapagem: A salmoura é um processo comum na conservação e fabricação de alimentos, especialmente para carne, peixe, queijo e hortaliças. Ultrasonication encurta o tempo de salmoura e permite usar quantidades reduzidas de cloreto de sódio em comparação com alimentos tradicionalmente salgados e picles.
  • Hidratação / Reidratação: O ultrassom de potência é um método simples, mas altamente eficaz, para hidratar ou reidratar produtos alimentares, como leguminosas secas (por exemplo, feijão, grão-de-bico) ou cogumelos desidratados. Como o ultrassom abre os poros celulares nos alimentos, a água pode penetrar rapidamente. Isso leva ao inchaço acelerado das leguminosas e, posteriormente, a um tempo de cozimento mais curto.
  • Descristalização do Mel: Como um tratamento não térmico, o ultrassom é efetivamente usado para prevenir a formação de grandes cristais de açúcar no mel. Além disso, grandes cristais já formados no mel podem ser descristalizados por tratamento de ultrassom. Como técnica de dissolução altamente eficaz, os ultrasonicadores do tipo sonda dissolvem cristais de açúcar, resultando em um mel uniformemente suave. Além disso, o ultrassom melhora a qualidade microbiológica do mel, uma vez que os micróbios indesejados são inativados devido ao efeito da ruptura celular ultra-sônica.
  • Fritura: A fritura ultra-sônica pode ser usada para reduzir a absorção de óleo em produtos de alimentos fritos. O processo envolve a imersão da carne ou vegetal em óleo quente, sujeitando-o a ondas sonoras de alta frequência. As ondas de ultrassom criam pequenas bolhas na superfície do alimento, que reduzem a área de contato entre o vegetal / carne e o óleo, resultando em menor absorção de óleo e um produto final mais saudável. A fritura ultra-sônica permite cozinhar alimentos a temperaturas mais baixas, criando perfis de sabor superiores, preservando nutrientes.
    Saiba como a fritura assistida por ultrassom produz batatas fritas e batatas fritas mais saudáveis, saborosas e crocantes!
Desgaseificação e antiespumação de líquidos é uma aplicação interessante de dispositivos ultra-sônicos. Neste caso, o ultrassom remove o CO2 dissolvido da cerveja. Usando o equipamento ultra-sônico Hielscher você pode desgasear ou depurar líquidos em béqueres, tanques ou em linha (reatores de células de fluxo).

Espuma rápida usando ultrassom

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Ultrasonicators de alto desempenho para processamento de alimentos

UIP4000hdT célula de fluxo para sonication inline em escala industrialOs processadores ultrassônicos industriais Hielscher Ultrasonics são ultrassônicos de alto desempenho, que são precisamente controláveis e permitem, assim, resultados reprodutíveis e qualidade contínua do produto. Sendo capazes de fornecer amplitudes muito altas, os processadores ultrassônicos Hielscher podem ser usados para aplicações muito exigentes.
Os clientes estão satisfeitos com a excelente robustez e confiabilidade dos sistemas Hielscher Ultrasonics. Os ultrasonicators Hielscher funcionam de forma confiável em campos de aplicação pesada, ambientes exigentes e operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, garantindo, assim, um processamento de alimentos eficiente e econômico. A intensificação do processo ultra-sônico reduz o tempo de processamento e alcança melhores resultados, ou seja, maior qualidade, maiores rendimentos, novos produtos.
Por meio de aplicação consistente de materiais especiais, como por exemplo, titânio, aço inoxidável, cerâmica ou vidro de diferentes graus, a compatibilidade da técnica com o processo é garantida.
Os processadores Ultrasonic são máquinas amigáveis e convenientes com baixa manutenção e um custo relativamente baixo.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batchQuociente de vazãoDispositivos Recomendados
00,5 a 1,5 mLn / D.VialTweeter
1 a 500mL10 a 200 mL / minUP100H
10 a 2000 mL20 a 400 mL / minUP200Ht, UP400St
0.1 a 20L00,2 a 4 L / minUIP2000hdT
10 a 100L2 de 10L / minUIP4000hdT
15 a 150L3 a 15L/minUIP6000hdT
n / D.10 a 100L / minUIP16000
n / D.maioraglomerado de UIP16000

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Design, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrasonicators Hielscher são bem conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicators em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados por ultrassonicators Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada ISO e coloca ênfase especial em ultrasonicators de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Naturalmente, os ultrasonicators Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.



Fatos, vale a pena conhecer

Como funciona a Ultrasonics no processamento de alimentos?

O processamento de alimentos ultrassônicos é uma tecnologia bem estabelecida usada para aplicações de processamento de alimentos, como mistura e homogeneização, emulsificação, extração, dissolução, desgaseificação & deaeração, amaciação da carne, a cristalização, bem como a funcionalização e modificação de intermediários e produtos alimentares finais. Sendo instalado um desde décadas em plantas de produção de alimentos, processadores de alimentos ultrassônicos Hielscher são sofisticados e desenvolvidos para atender aos requisitos da indústria. Os processadores ultrassônicos aplicam forças físicas criadas por ondas de ultrassom de energia, o que resulta na geração de cavitação.

O que é cavitação acústica?

Cavitação acústica, também conhecida como cavitação ultrassônica, é o crescimento e o colapso de bolhas de vácuo minuto em um campo ultrassônico gerado em líquidos ou pastas. As bolhas de cavitação crescem durante os ciclos alternados de alta pressão/ baixa pressão, que são fases de compressão e rarefação, respectivamente. Depois de ter sido cultivada ao longo de vários ciclos de pressão alternadas, a bolha de vácuo atinge um ponto onde não pode absorver mais energia para que a bolha implode violentamente durante um ciclo de alta pressão. Durante o colapso da bolha, as condições locais extremas ocorrem, incluindo temperaturas extremas de até 5.000 Mil, com taxas muito altas de aquecimento e resfriamento, pressões de até 2000atm e diferenciais de pressão correspondentes e jatos líquidos com velocidade de até 280m/s. Nestes cavitational “hot-spots”, forças locais extremas criam condições físicas, que resultam na mistura, extração e aumento da transferência de massa.

Cavitação acústica ou ultrassônica: crescimento de bolhas e implosão

A cavitação acústica, gerada por ultrassom de alta intensidade e baixa frequência, cria forças de cisalhamento intensas e diferenciais de alta pressão e temperatura que ocorrem localmente, que proporcionam o impacto necessário para uma mistura intensa e transferência de massa. Essas forças de cisalhamento ultra-sônicas são aplicadas com sucesso para o processamento de alimentos.

Literatura / Referências

O homogeneizador ultra-sônico UIP6000hdT é um processador de alimentos de nível industrial para aplicações de mistura, mistura e extração com alto rendimento.

Homogeneizador ultra-sônico UIP6000hdT instalado em uma planta de processamento de alimentos.

 
 

UP400St agitado 8L extração de instalação

Extração ultra-sônica de botânicos com O ultrassônico UP400St

Hielscher ultrasonics auxilia-lo desde o primeiro teste para a comercialização de sua aplicação.

De testes de viabilidade para otimização de processos e instalação industrial – Hielscher ultrasonics é o seu parceiro para processos ultra-sônicos de sucesso!

Ficaremos felizes em discutir seu processo.

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