Aplicarea ultrasunetelor de putere este utilizată pentru numeroase aplicații în prelucrarea alimentelor, inclusiv extracția, omogenizarea, pasteurizarea și fermentarea. Ca un tratament non-termic, Ultrasonication îmbunătățește procesele de producție a alimentelor prin randamente mai mari, calitate superioară, profiluri îmbunătățite de nutrienți și aromă, precum și procesarea timpului și a costurilor.

Aplicații cu ultrasunete în procesarea alimentelor

Puterea cu ultrasunete are o gamă largă de aplicații în prelucrarea alimentelor, inclusiv extracția, amestecarea, emulsionarea, pasteurizarea, degazarea și tenderization carne. Pe lângă aceste aplicații principale, ultrasunetele de putere sunt, de asemenea, aplicate pentru a îmbunătăți înghețarea, dezghețarea și uscarea produselor alimentare.
Avantajele majore ale ultrasunetelor de mare intensitate sunt legate de îmbunătățirea diferitelor operațiuni de prelucrare a alimentelor, cum ar fi reducerea timpului de procesare, creșterea randamentelor, îmbunătățirea calității produsului și permite o mai mare economie de costuri și timp, prelucrare economică.

În următorul paragraf, puteți găsi principalele aplicații ale ultrasunetelor de mare intensitate în industria alimentară:

• Extracție: Ultrasunetele pot fi utilizate pentru a extrage compuși bioactivi din materiale vegetale, cum ar fi antioxidanți, pigmenți și uleiuri esențiale. Acest proces este cunoscut sub numele de extracție asistată de sonicare și poate fi utilizat pentru a produce extracte de înaltă calitate într-un timp mai scurt și cu un consum mai mic de solvenți decât metodele tradiționale.
• Omogenizare și emulsionare: Omogenizarea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a produce emulsii și suspensii stabile, cum ar fi sosuri pentru salate, maioneză, creme și produse lactate. Procesul implică utilizarea undelor sonore de înaltă frecvență pentru a descompune globulele de grăsime din lichid, rezultând o textură netedă și uniformă.
• Conservare: Ultrasunetele de mare intensitate pot fi utilizate pentru a inactiva microorganismele, cum ar fi bacteriile și drojdiile, în produsele alimentare. Procesul, cunoscut sub numele de pasteurizare asistată de sonicare, poate prelungi termenul de valabilitate al produselor alimentare și de a reduce riscul de boli alimentare. Ca tehnică de prelucrare non-termică, Sonicare previne utilizarea temperaturilor foarte ridicate și degradarea aferentă a nutrienților sensibili la căldură.

• Degazare: Odată cu aplicarea ultrasunetelor la un lichid, bulele de gaz prinse în lichide sunt agitate. În consecință, aceste bule de aer și gaz se apropie unul de celălalt și se coagulează. Theis înseamnă că acestea cresc la o dimensiune mai mare cu bule, care le permite să plutească în partea de sus a lichidului și pot fi îndepărtate cu ușurință.
• Dizolvarea: Datorită capacităților sale remarcabile de amestecare și amestecare, ultrasunetele sunt foarte eficiente pentru a produce soluții foarte saturate și chiar suprasaturate. Acest lucru este utilizat în procesele de cristalizare, precum și în producția de brines.
• Fermentare: Pe măsură ce undele cu ultrasunete perforează și descompun pereții celulari ai microorganismelor, ele devin mai sensibile la procesul de fermentare. În același timp, ultrasunetele accelerează transportul nutrienților și oxigenului către microorganisme, sporind astfel activitatea lor metabolică. În general, Ultrasonication crește rata de fermentare, reduce timpul de fermentare, și de a îmbunătăți randamentul produsului final dorit. Această tehnologie este utilă în special pentru producția de produse alimentare și băuturi, cum ar fi lactate, iaurt, bere, kombucha și vin.
• Reducerea vâscozității înainte de uscarea prin pulverizare: Forțele de forfecare cu ultrasunete pot reduce vâscozitatea în subțierea forfecării și a dejecțiilor tixotropice în mod semnificativ. Aplicarea cu ultrasunete forfecare-subțierea înainte de pulverizare și uscătoare de pulverizare permite pentru a crește prin-a pus prin echipamentul de pulverizare în mod semnificativ. Turnurile de uscare prin pulverizare sunt adesea gâtul sticlei în linia de producție. Cu ultrasunete, capacitatea uscătoarelor de pulverizare existente poate fi crescută.

• Congelare: Înghețarea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a reduce formarea cristalelor de gheață în produsele alimentare în timpul procesului de congelare. Procesul implică supunerea alimentelor la unde sonore de înaltă frecvență în timp ce sunt înghețate. Undele cu ultrasunete creează vibrații care împiedică formarea cristalelor mari de gheață, rezultând un produs cu o textură mai netedă și o calitate mai bună.
• Decongelare: Decongelarea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a reduce timpul de dezghețare a produselor alimentare congelate. Procesul implică supunerea produsului înghețat la unde cu ultrasunete, care generează căldură și accelerează procesul de dezghețare. Deoarece ultrasunetele promovează o distribuție foarte uniformă a energiei, dezghețarea cu ultrasunete poate fi deosebit de utilă pentru produsele care sunt dificil de dezghețat uniform, cum ar fi carnea, fructele de mare, fructele și legumele.
  În congelare, decongelare și uscare, ultrasunete de putere provoacă îmbunătățiri semnificative în procesele de transfer de masă și de energie, care accelerează aceste procese și le face mai economice.
• Detectarea scurgerilor de sticle: Ecografia este o modalitate foarte eficientă de a detecta scurgerile și fisurile din sticle și cutii de băuturi carbonice, cum ar fi sifon, bere, vin spumant etc. Ultrasonics este, de asemenea, aplicat în degazarea băuturilor carbogazoase, de exemplu, bere înainte de îmbuteliere, un proces cunoscut sub numele de de-fobbing.
• Brining / Decapare: Brining este un proces comun în conservarea și fabricarea alimentelor, în special pentru carne, pește, brânză și legume. Ultrasonication scurtează timpul de brining și permite utilizarea unor cantități reduse de clorură de sodiu în comparație cu alimentele și murăturile în mod tradițional brined.
• Hidratare / Rehidratare: Puterea ultrasunetelor este o metodă simplă, dar extrem de eficientă pentru a hidrata sau rehidrata produsele alimentare, cum ar fi leguminoasele uscate (de exemplu, fasole, năut) sau ciupercile deshidratate. Deoarece ultrasunetele deschid porii celulari în alimente, apa poate pătrunde rapid. Acest lucru duce la umflarea accelerată a impulsurilor și, ulterior, la un timp de gătire mai scurt.
• Decrystallization de miere: Ca tratament non-termic, ultrasunetele sunt utilizate în mod eficient pentru a preveni formarea de cristale mari de zahăr în miere. În plus, cristalele mari deja formate în miere pot fi decrystallizate prin tratament cu ultrasunete. Ca tehnică de dizolvare extrem de eficientă, ultrasonicators de tip sondă dizolva cristale de zahăr care rezultă într-o miere uniform netedă. În plus, ultrasunete îmbunătățește calitatea microbiologică a mierii, deoarece microbii nedorite sunt inactivate datorită efectului întreruperii celulelor cu ultrasunete.
• Prăjire: Prăjirea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a reduce absorbția uleiului în produsele alimentare prăjite. Procesul implică scufundarea cărnii sau legumelor în ulei fierbinte în timp ce îl supuneți undelor sonore de înaltă frecvență. Undele cu ultrasunete creează bule mici pe suprafața alimentelor, care reduc zona de contact dintre legume / carne și ulei, rezultând o absorbție mai mică a uleiului și un produs final mai sănătos. Prăjirea cu ultrasunete permite gătirea alimentelor la temperaturi mai scăzute, creând profiluri de aromă superioare, păstrând nutrienții.

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru prelucrarea alimentelor

Hielscher Ultrasonics procesoare cu ultrasunete industriale sunt ultrasonicators de înaltă performanță, care sunt controlabile cu precizie și permit astfel pentru rezultate reproductibile și calitatea continuă a produsului. Fiind capabil să livreze amplitudini foarte mari, procesoare cu ultrasunete Hielscher pot fi utilizate pentru aplicații foarte solicitante.
Clienții sunt mulțumiți de robustețea și fiabilitatea remarcabilă a sistemelor Hielscher Ultrasonics. Hielscher ultrasonicators rula în mod fiabil în domenii de aplicare grele, medii solicitante și funcționare 24/7 și să asigure astfel prelucrarea eficientă și economică a alimentelor. Intensificarea procesului cu ultrasunete reduce timpul de procesare și obține rezultate mai bune, adică o calitate mai mare, randamente mai mari, produse noi.
Prin aplicarea consecventă a materialelor speciale, ca de exemplu Titan, oțel inoxidabil, ceramică sau sticlă de diferite clase, este garantată compatibilitatea tehnicii cu procesul.
Procesoare cu ultrasunete sunt operator-Friendly și mașini convenabile cu întreținere scăzută și un cost relativ scăzut.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

Proiectare, Productie si Consultanta – Calitate fabricată în Germania

Ultrasonicators Hielscher sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manevrat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și a pus un accent special pe ultrasonicators de înaltă performanță featuring tehnologie de ultimă oră și ușurința în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme cu CE și îndeplinesc cerințele ul, CSA și RoHs.

Ce trebuie să știți

ultrasonics în prelucrarea alimentelor de lucru?

Prelucrarea cu ultrasunete a alimentelor este o tehnologie bine stabilită utilizată pentru aplicații de procesare a alimentelor, ar fi amestecarea și omogenizarea, emulsificarea, extracția, dizolvarea, Degazarea & deaerare, mușcare de carne, cristalizare, precum și functionalizarea și modificarea intermediarilor și a produselor alimentare finale. Fiind instalat o din decenii în plante de producție alimentară, Hielscher procesoare alimentare cu ultrasunete sunt sofisticate și dezvoltate pentru a satisface cerințele industriei. Procesoare cu ultrasunete se aplică forțele fizice create de undele de putere cu ultrasunete, ceea ce duce la generarea de cavitație.

Ce este Cavitatie acustica?

Cavitație acustică, de asemenea, cunoscut sub numele de cavitație cu ultrasunete, este creșterea și colapsul de bule de vid minute într-un câmp ultrasonic generat în lichide sau slurries. Bulele de cavitație cresc în timpul ciclurilor alternante de înaltă presiune/joasă presiune, care sunt, respectiv, faze de compresie și rarefiere. După ce au fost cultivate peste mai multe cicluri de presiune alternativ, Bubble vid ajunge la un punct în care nu poate absorbi mai multă energie, astfel încât balonul implodează violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. În timpul colapsului cu bule, apar condiții extreme la nivel local, inclusiv temperaturi extreme de până la 5, 000K cu rate de încălzire și răcire foarte ridicate, presiuni de până la 2000atm și diferentiale de presiune corespunzătoare, și jeturi lichide cu viteza de până la 280m/s. În aceste cavitaționale “hot-spoturi”, forțele extreme locale creează condiții fizice, ceea ce duce la amestecarea, extracția și transferul în masă mărit.

Cavitația acustică, generată de ultrasunete de mare intensitate, de joasă frecvență, creează forțe intense de forfecare și diferențiale de înaltă presiune și temperatură locale, care asigură impactul necesar pentru amestecarea intensă și transferul de masă. Aceste forțe de forfecare cu ultrasunete sunt aplicate cu succes pentru prelucrarea alimentelor.

Literatura / Referințe

• Li, Fei (2012): Development of Nano-material for Food Packaging. PhD Dissertation at Università degli Studi di Milano.
• Kentish, Sandra; Ashokkumar, Meiyazhagan (2011): The Use of Power Ultrasound to enhance Food Processing Technologies.
• Liu, C.F.; Zhou, W.B. (2008): Stimulating Bio-yogurt Fermentation by High Intensity Ultrasound Processing. Food Science Technology 2008.
• Misra, N.N.; Deora, Navneet Singh; Tiwari, Brijesh, Cullen, Patrick J. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews 5(1), 2013. 36-44.
• Shalmashi, Anvar (2009): Ultrasound-Assisted Extraction of Oil from Tea Seeds. Journal of Food Lipids 16, 2009. 465–474.
• Uppala, Shivani; Kaur, Khushwinder; Kumar, Rajendra; Kaur Kahlon, Nakshdeep; Singh, Rachna; Mehta, S.K. (2017): Encompassment of Benzyl Isothiocyanate in cyclodextrin using ultrasonication methodology to enhance its stability for biological applications. Ultrasonics Sonochemistry 39, 2017. 25-33.
• Wu, J.; Gamage, T.V; Vilkhu, K.S:; Simons, L.K.; Mawson, R. (2007): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.