Primena power ultrazvuka se koristi za brojnu primenu u preradi hrane, uključujući ekstrakciju, homogenizaciju, pasterizaciju i fermentaciju. Kao ne-termalni tretman, ultrazvučnost poboljšava procese proizvodnje hrane većim prinosima, višim kvalitetom, poboljšanim profilima hranljivih materija i ukusa, kao i obradom vremena i uštede troškova.

Ultrazvučne primene u preradi hrane

Power ultrazvuk ima širok spektar primena u preradi hrane, uključujući ekstrakciju, mešanje, emulsifikaciju, pasterizaciju, degazaciju i tenderizaciju mesa. Pored ovih glavnih primena, primenjuje se i power ultrazvuk za poboljšanje zamrzavanja, otopljavanja i sušenja prehrambenih proizvoda.
Glavne prednosti ultrazvuka visokog intenziteta vezane su za unapređenje različitih operacija prerade hrane, kao što su smanjenje vremena obrade, povećanje prinosa, poboljšanje kvaliteta proizvoda i omogućavanje većeg troška i ušteda vremena, ekonomična obrada.

U sledećem pasusu možete pronaći glavne primene ultrazvuka visokog intenziteta u prehrambenoj industriji:

• Izvlaиenje: Ultrazvuk se može koristiti za vađenje bioaktivnih jedinjenja iz biljnih materijala, kao što su antioksidansi, pigmenti i esencijalna ulja. Ovaj proces je poznat kao izvlačenje uz pomoć sonikacije i može se koristiti za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata za kraće vreme i sa manjom potrošnjom rastvarača od tradicionalnih metoda.
• Homogenizacija i emulzija: Ultrazvučna homogenizacija se može koristiti za proizvodnju stabilnih emulzija i vešanja, kao što su prelivi za salatu, majonski rez, kreme i mlečni proizvodi. Proces podrazumeva korišćenje visokofrekventnih zvučnih talasa za razbijanje masnih globusa u tečnosti, što rezultira glatkom i ujednačenom teksturom.
• Oиuvanje: Ultrazvuk visokog intenziteta može se koristiti za aktiviranje mikroorganizama, kao što su bakterije i kvasci, u prehrambenim proizvodima. Proces, poznat kao pasterizacija uz pomoć sonication-a, može da produži vek trajanja prehrambenih proizvoda i smanji rizik od bolesti prehrambenih proizvoda. Kao tehnika ne-termičke obrade, sonication sprečava upotrebu veoma visokih temperatura i povezanu degradaciju hranljivih materija osetljivih na toplotu.

• Degassing: Sa primenom ultrazvuka na tečnost, gasni mehurići urezani u tečnost su uznemireni. Kao posledica toga, ovi vazdušni i gasni mehurići se međusobno približavaju i udostoje. Theis znači da rastu do veće veličine mehurića što im omogućava da plutaju do vrha tečnosti i mogu se lako ukloniti.
• Rastvaranje: Zbog izuzetnih mogućnosti mešanja i mešanja, ultrazvuk je veoma efikasan za proizvodnju visoko zasićenih, pa čak i superzasićenih rešenja. Ovo se koristi u procesima kristalizacije kao i u proizvodnji brazdi.
• Fermentacija: Kako ultrazvučni talasi perforiraju i razbijaju ćelijske zidove mikroorganizama, oni su podložniji procesu fermentacije. Istovremeno, ultrazvuk ubrzava transport hranljivih materija i kiseonika u mikroorganizme, čime se pospešuje njihova metabolička aktivnost. Ukupno gledano, ultrazvučnost povećava stopu fermentacije, smanjuje vreme fermentacije i poboljšava prinos željenog krajnjeg proizvoda. Ova tehnologija je posebno korisna za proizvodnju prehrambenih i pića, kao što su mlečni proizvodi, jogurt, pivo, kombuha i vino.
• Smanjenje viskoznosti pre sušenja spreja: Ultrazvučne sile šera mogu značajno da smanje viskoznost u razređivačima i tiksotropskim srljanjama. Nanošenje ultrazvučnog razređivanja čaršije pre prskanja i prskanja omogućava značajno povećanje prolaska kroz opremu za prskanje. Kule za sušenje spreja su često boca-vrat u proizvodnoj liniji. Ultrazvukom se može povećati kapacitet postojećih sušača spreja.

• Ledeno: Ultrazvučno zamrzavanje se može koristiti za smanjenje formiranja kristala leda u prehrambenim proizvodima tokom procesa zamrzavanja. Proces podrazumeva podvrgavanje hrane visokofrekventnim zvučnim talasima dok je zamrznuta. Ultrazvučni talasi stvaraju vibracije koje sprečavaju nastanak velikih kristala leda, što rezultira proizvodom sa glatkom teksturom i boljim kvalitetom.
• Otopljavanje: Ultrazvučno otopljavanje može da se koristi za sniћavanje vremena otopljavanja zamrznutih prehrambenih proizvoda. Proces podrazumeva podvrgavanje zamrznutog proizvoda ultrazvučnim talasima, koji generišu toplotu i ubrzavaju proces otapanja. S obzirom na to da ultrazvuk promoviše veoma ujednačenu distribuciju energije, ultrazvučno otopljavanje može biti posebno korisno za proizvode koji se teško ravnomerno otopljavaju, kao što su meso, morski plodovi, voće i povrće.
  Kod zamrzavanja, otopljavanja i sušenja, ultrazvuk snage izaziva značajna poboljšanja u procesima masovnog i prenosa energije, što ubrzava ove procese i čini ih ekonomičnijim.
• Detekcija curenja flaše: Ultrazvuk je veoma efikasan način za otkrivanje curenja i pucanja u flašama i konzervama karbonskih napitaka kao što su gazirana pića, pivo, penušavo vino itd. Ultrazvuk se primenjuje i u degaziranju gaziranih napitaka, npr.
• Brining / Pickling: Brining je čest proces u očuvanju i proizvodnji namirnica, posebno za meso, ribu, sir i povrće. Ultrazvuka skraćuje vreme i omogućava korišćenje smanjene količine natrijum hlorida u poređenju sa tradicionalno rađenim namirnicama i krastavčićima.
• Hidratacija / Rehidratacija: Power ultrazvuk je jednostavan, a opet veoma efikasan metod hidracije ili ponovnog hidriranja prehrambenih proizvoda kao što su sušeni puls (npr. pasulj, čičoke) ili dehidrirane pečurke. Pošto ultrazvuk otvara ćelijske pore u hrani, voda može brzo da prodre. To dovodi do ubrzanog oticanja pulsa i naknadno kraćeg vremena kuvanja.
• Dešifrovanje meda: Kao ne-termalni tretman, ultrazvuk se efikasno koristi za sprečavanje nastanak velikih kristala šećera u medu. Osim toga, već formirani veliki kristali u medu mogu se dešifrovati ultrazvučnim tretmanom. Kao veoma efikasna tehnika rastvaranja, ultrazvučnici tipa sonde rastvaraju kristale šećera što rezultira ujednačeno glatkim medom. Pored toga, ultrazvuk poboljšava mikrobiološki kvalitet meda pošto su neželjeni mikrobi neaktivni zbog efekta poremećaja ultrazvučnih ćelija.
• Prženje: Ultrazvučno prženje se može koristiti za smanjenje apsorpcije ulja u prženim prehrambenim proizvodima. Proces podrazumeva uranjanje mesa ili povrća u vrelo ulje dok ga podvrgava visokofrekventnim zvučnim talasima. Ultrazvučni talasi stvaraju male mehuriće na površini hrane, koji smanjuju kontaktnu oblast između povrća / mesa i ulja, što rezultira manje apsorpcijom ulja i zdravijim finalnim proizvodom. Ultrazvučno prženje omogućava kuvanje hrane na nižim temperaturama stvarajući superiorne profile ukusa, čuvajući hranljive sastojke.

Ultrazvučnici visokih performansi za preradu hrane

Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvučni procesori su ultrazvučni procesori visokih performansi, koji su precizno pod kontrolom i omogućavaju time reproduktivne ishode i kontinuirani kvalitet proizvoda. Budući da su sposobni da isporuče veoma visoke amplitude, Hielscher ultrazvučni procesori mogu da se koriste za veoma zahtevne aplikacije.
Kupci su zadovoljni izvanrednom robustnošću i odgovornošću Hielscher Ultrasonics sistema. Hielscher ultrazvučnici pouzdano rade na poljima teške primene, zahtevnih okruženja i 24/7 operacije i obezbeđuju time efikasnu i ekonomičnu preradu hrane. Ultrazvučno intenziju procesa smanjuje vreme obrade i postiže bolje rezultate, već kvalitet, veće prinose, nove proizvode.
Putem dosledne primene specijalnih materijala, kao npr. Titan, nerđajući čelik, keramika ili čaša različitih razreda, kompatibilnost tehnike sa procesom je zagarantovana.
Ultrasonični procesori su pogodni i pogodne mašine sa niskim održavanjem i relativno niskim troškovima.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvalitet napravljen u Nemačkoj

Hielscher ultrazvučni su dobro poznati po najvišim standardima kvaliteta i dizajna. Robustnost i lak rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnika u industrijske objekte. Grubim uslovima i zahtevnim okruženjima lako rukohvate Hielscher ultrazvučnici.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i poseban akcenat stavlja na ultrazvučnike visokih performansi koji sadrže vrhunsku tehnologiju i user-friendliness. Naravno, Hielscher ultrazvučni su CE usaglašeni i ispunjavaju zahteve UL, CSA i RoHs.

Чињенице вреди знати

Kako funkcioniše Ultrasonics u procesu obrade hrane?

Ultrazvučna obrada ultrasonije je dobro uspostavljena tehnologija koja se koristi za zahteve za preradu hrane kao što su mešanje i homogenjizacija, emulsacija, vađenje, razrešenja, degassing & deaeracija, kristalizacije tenderizacija, kao i funkcionalizacija i modifikacija repromaterijala i konačnih prehrambenih proizvoda. Da se instalira od nekoliko decenija u fabrikama proizvodnje hrane, Hielscher Ultrazvučni procesori hrane su sofisticirani i razvijeni da bi se ispunili uslovi za industriju. Ultrasonični procesori primenjuju fizičke snage napravljene na talasima ultrazvukom, što dovodi do generisanja kavitacije.

Šta je akustična Kavitacija?

Akustična Kavitacija, poznata i kao ultrasonična Kavitacija, je rast i kolaps minuta vakuum mehurići u ultrasonnom polju Generisano u tečnosti ili slurinama. Mehurići rastu tokom naizmenične cikluse visokog pritiska/niskog pritiska, koji su u fazi komprimovanja i rarefraktacije. Nakon što je odrastao više od nekoliko prelaznih ciklusa, vakum-Mehurić dolazi do tačke gde ne može da apsorbuje više energije, tako da se sa mehurićima tokom ciklusa visokog pritiska. Za vreme kolapsa mehura, pojavljuju se lokalno ekstremni uslovi, uključujući i ekstremne temperature do 5000 m, sa veoma visokim stopama grejanja i hlađenja, pritiscima do 2000bankomata i odgovarajućih diferencera pritiska, kao i tečnim mlaznicama sa brzinom do 280 m. U ovom kavitijskom “Hot-spotovi”, lokalno ekstremne snage stvaraju fizičke uslove, što rezultira mešanjem, ekstraktom i povećanim masovnim transferom.

Akustična kavitacija, generisana ultrazvukom visokog intenziteta, niske frekvencije, stvara intenzivne štićene sile i lokalno pojavu visokog pritiska i temperaturnih različnosti, koje obezbeđuju neophodan uticaj za intenzivno mešanje i masovni prenos. Ove ultrazvučne sile se uspešno primenjuju za preradu hrane.

Литература / Референце

• 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.