Preparate din bucătăria moleculară și alte aplicații culinare

Un scurt ghid Principiile

de Mark Gaston

• Cea mai mare parte a conținutului acestui ghid este informații care sunt disponibile imediat, cu toate acestea, uneori este scris un mod care nu face întotdeauna o citire ușoară excepția cazului în care se întâmplă să fie familiarizați cu termenii utilizați.
• Mai jos sunt explicate termeni importanți ultrasunetelor, cum ar fi sonotrod, amplitudinea etc. și efectele lor asupra aplicațiilor culinare.
• Acest ghid de mai jos încearcă să explice utilizarea omogenizator cu ultrasunete într-un mod mai puțin științific și mai culinare aferente.

Ultrasunetele și aplicarea lor la produse alimentare

Omogenizator cu ultrasunete ca o tehnică a fost în jur de mulți ani în diverse forme, dar este abia a găsi drumul în aplicații culinare la scară mai mică. Omogenizatorului conține unele electronice sofisticate care pot converti și controla puterea electrică în vibrații de înaltă frecvență ale vârfului metalic sau sonotrodului.
Sonotroda se mișcă în sus și în jos, în primul rând, la frecvență destul de ridicată de mai sus (de exemplu, gama audibil 26000 de ori pe secundă sau 26Khz cu Uf200 ः t). Suma pe care sonotrodului se mișcă în sus și în jos se numește amplitudine și de obicei, poate fi reglată între 9 și 240 pm (parul uman mediu este în jur de 100 pm grosime pentru referință). În termeni simpli sonotroda se comportă ca un piston se deplasează în sus și în jos în lichid.
Pe măsură ce sonotrodului se mișcă în sus și în jos, în timp ce cufundat într-un lichid, se creează zone de presiune înaltă și joasă în lichidul din jurul sonotroda acest lucru la rândul său, creează un fenomen cunoscut sub numele de cavitatie. Noi vedem în bucătărie că scăderea presiunii (cum ar fi într-o cameră de etanșare) cauzează lichide la fierbere la temperaturi mai scăzute și ridicarea presiunii (cum ar fi o oala sub presiune) produce lichide la fierbere, la o temperatură mai mare.
Fluctuant rapid pulsațiilor de presiune, la vârful sonotrodului cauza formarea și prăbușirea apoi rapidă de bule în interiorul lichidului. Acest lucru se întâmplă tot pe o scară de minut, dar creează forțe uriașe în lichid, datorită vitezelor, temperaturile și presiunile generate de cavitație. Este aceste forțe uriașe care pot fi transformate în avantajul nostru în bucătărie pentru extracția de arome de rupturing celule sau defalcare de particule.

Una dintre provocările în utilizarea acestui echipament cu toate acestea este de a valorifica și de a controla această putere într-un mod care îmbunătățește alimentele.
Modelul achizitionat omogenizator cu ultrasunete Uf200 ः t dictează puterea maximă disponibilă pentru utilizator și omogenizator în sine are un număr de variabile care pot fi utilizate pentru a ajusta performanțele sale pentru a se potrivi cererii. În sensul prezentului ghid, modelul utilizat a fost un 200 Watt unitate.

sonotroda Dimensiune

Dimensiunea sonotrod montat are un efect major asupra modului în care unitatea furnizează puterea.
În termeni foarte simpli, cât este mai mare suprafața sonotrodului mai multă putere va fi nevoie să-l conducă la orice amplitudine dată. Vâscozitatea fluidului va avea, de asemenea, o mare influență asupra puterea necesară pentru a conduce sonotrodului la o anumită amplitudine.
Imaginați-vă sonotrodului ca un piston sau un piston, în cazul în care pistonul este deplasat în sus și în jos foarte repede într-o oală de lichid subțire, cum ar fi apa este relativ ușor de a face acest lucru chiar și la viteze rezonabile, cu toate acestea umple oala cu un sos gros, iar acelasi nu va fi adevărat, va fi nevoie de mult mai multă putere pentru a deplasa pistonul rapid în sus și în jos, în lichidul din cauza viscozității crescut. Măriți dimensiunea pistonului sau pistonul și va necesita, de asemenea, mai mult efort pentru al deplasa în sus și în jos în lichid.
Același lucru este valabil sonotrodului. Cu un sonotrod mare montat, unitatea va trebui să lucreze mult mai greu pentru a produce o anumită amplitudine a oscilației dacă lichidul are o vâscozitate ridicată decât cu un fluid cu vâscozitate redusă.

La orice setare de putere dată o sonotrod mai mici datorită suprafeței sale va genera fluctuații de presiune mai mare și superior cavitație intensități la vârful decât un sonotrod mai mare (ca puterea este axat pe suprafața unui sonotrod de dimensiuni reduse).
Nu poate fi posibil de a conduce un sonotrod mai mare la aceeași amplitudine ca și cu mult mai multă putere va fi obligat să facă acest lucru, putând duce la închiderea unității din cauza suprasolicitării. În acest caz, dimensiunea sonotrodului trebuie redusă sau se obține o unitate de putere mai mare.
Intrarea intensitatea cu ultrasunete (La orice setare de putere dată) scade odată cu creșterea suprafeței (sonotrodes mai mari), în cazul în care ar fi cu ultrasunete crește intensitatea puterii cu suprafața descrescătoare, sau să-l pună un alt mod, un sonotrod mai mic pune o mulțime de putere cu ultrasunete într-o zonă mică, în cazul în care un sonotrod mai mare se extinde puterea pe o suprafață mai mare.

Când omogenizator este utilizat activitatea totală efectuată pe eșantion este o combinație a Putere din omogenizator, volum din probă și timp acesta este expus. Pentru a obține rezultate reproductibile, trebuie să luăm în considerare toți cei trei parametri. Nu vă așteptați pentru a pune aparatul într-o ceașcă mică plin de lichid timp de două minute și apoi a obține același rezultat într-un litru de lichid în aceeași perioadă de timp! La fel ne amintim că, cu dimensiuni mici și exemple de factori de producție mare energie Temperatura din eșantion va crește rapid. Pentru probele sensibile la temperatură este mai bine să utilizeze setările de alimentare mai mici pe perioade mai lungi, permițând energiei prin omogenizatorul introduse sub formă de căldură disipată.
Supraîncălzirea proba ar putea provoca unele foarte arome pe care încercați să captura pentru a scăpa de sistem.
intrări de mare putere pot provoca, de asemenea, degradarea probei, după cum se poate observa atunci când se utilizează anumite uleiuri. Uleiuri atunci când sunt expuse la intrările mari de energie la vârful omogenizator se poate descompune rezultând într-un gust foarte neplăcut, care poate fi descris doar ca gustul de ardere electrice!
Pentru temperaturi materiale sensibile la răcirea probei va îmbunătăți rezultatele, cum ar fi prin utilizarea o baie de gheață sau includerea unor gheață uscată în eșantion. Utilizarea intrărilor de putere mai mici pe o perioadă mai lungă ajută la dispersarea energia eliberată în sistem ca nu utilizează unitatea în modul de impulsuri, care permite o oarecare răcire între fiecare explozie de ultrasunete.
In cadrul electronica omogenizator, utilizatorul poate alege să opereze unitatea în două moduri principale de control.

controlul amplitudine

În acest mod, utilizatorul alege% din amplitudinea maximă necesară pentru sonotrodului. Partea electronică va încerca apoi să conducă sonotrodului la acea amplitudine și va ajusta puterea de intrare a dispozitivului pentru a menține amplitudinea necesară la sonotrodului. În cazul în care suprafața sonotrode este prea mare pentru a fi condus la această amplitudine cu puterea disponibilă a unității, amplitudinea nu va atinge valoarea setată și poate închide în cazul în care se ajunge la o stare de suprasarcină.

Controlul puterii de intrare

În acest mod, utilizatorul setează puterea de intrare necesară în wați și electronice va ajusta amplitudinea oscilațiilor, în scopul de a reglementa puterea de intrare la setarea utilizatorilor. Acest mod permite puterea transferată la lichidul care urmează să fie reglată și, prin urmare, căldura generată în lichid limitat evitând deteriorarea mostre mai sensibile.

Modul Puls

În plus față de cele două moduri de operare, există un mod de puls, prin electronica porni și opri în cicluri, Calendarul care este stabilit de către utilizator de la a fi la 10% din timp și off 90% până la 90% la timpul și off 10%. Acest lucru oferă un efect pulsează și este util atât pentru a limita intrarea totală de energie la probă și crearea de bună agitare în probă la intrarea inițială fiind de mare ca electronica se stabilizează în timpul fiecărui ciclu.

Sfaturi generale și trucuri

Când utilizați omogenizator pentru infuzia de arome rezultate mai bune se obțin atunci când solidele au fost reduse în dimensiune, înainte de a fi omogenizată, aceasta va mări suprafața expusă la sonotrod. Același principiu se aplică atunci când se utilizează omogenizator pentru Reducerea dimensiunii particulelor. Gândește-te la omogenizator ca la un instrument de finisare fină, nu la mașină de șlefuit! În reducerea dimensiunilor particulelor, o mare parte a muncii se face prin coliziuni de viteză mare de particule care au accelerat forțele generate la sonotroză. Rezultatele mult mai bune vor fi obținute dacă o reducere a particulelor se va face înainte de sonicare. Pornind de la diminuarea dimensiunii particulelor deja realizate înseamnă că o suprafață mai mare este expusă la sonicare și că particulele mai mici vor fi accelerate mai repede în lichid, ducând la coliziuni mai mari cu o forță de rupere a particulelor. O mai mică muncă va trebui făcută și de către omogenizator, permițând o temperatură mai bună.
Deoarece omogenizatorul funcționează la un nivel destul de localizat, este util atunci când se utilizează cu mostre mai mari de câteva sute de mililitri sau mai mult pentru a asigura o agitare suplimentară pentru a se asigura că volumul din jurul sonotrodei este reîmprospătat, asigurând sonicarea completă a probei. Acest lucru este valabil în special pentru mai mult viscos probe. Un bun agitator magnetic este un mod util pentru a realiza acest lucru. Agitația ajută, de asemenea, la asigurarea că volumul lichidului din jurul sonotrodei nu este supraîncălzit. Folosind o baie de gheata sau bucati de gheata uscata in proba va ajuta la eliminarea energiei impuse de sonificatie. După cum sa discutat deja în cazul în care materialul este sensibil la temperatură, utilizați setări de putere mai mici pe o perioadă mai îndelungată de timp și utilizați modul impuls pentru a limita temperaturile generate în eșantion, permițând eșantionului să se răcească între impulsurile sonice.

---

---

Literatură

• 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.

Ce trebuie să știți

omogenizatoare de țesut cu ultrasunete sunt adesea denumite sondă sonicator / sonificator, lyser sonic, disruptor ultrasunete, polizor cu ultrasunete, sono-ruptor, sonicator, Dismembrator sonic, dislocator celular, dispersor cu ultrasunete, emulgator sau dizolvant. Diferitele termeni rezultă din diversele aplicații care pot fi îndeplinite prin sonicare.