Побољшано одмрзавање хране помоћу ултразвука на ваздуху
Прехрамбена индустрија доследно тражи иновације за оптимизацију процеса, смањење отпада и очување квалитета. Ефикасно одмрзавање смрзнуте хране уз очување њиховог интегритета представља значајан изазов, посебно у обиму. Конвенционалне методе одмрзавања – као што су водена купатила, циркулација ваздуха или грејање у микроталасној пећници – често су споре, енергетски интензивне и могу довести до нежељених промена у текстури, укусу и квалитету исхране. Хиелсцхер Ултрасоницс нуди врхунско решење за решавање ових изазова: соникатор са степенастим плочама, који користи ултразвук који се преноси ваздухом за апликације одмрзавања. Ова напредна технологија нуди бројне предности за прехрамбену индустрију, комбинујући прецизност, брзину и одрживост.
Како ради соникатор са степенастим плочама
Хиелсцхер соникатор са степенастим плочама користи ултразвучне таласе високог интензитета који се шире кроз ваздух, испоручујући енергију на површину замрзнуте хране без директног контакта. За разлику од ултразвука заснованог на сонди или течности, ултразвук у ваздуху користи вибрирајуће плоче које емитују звучне таласе у околни ваздух, стварајући контролисано осцилаторно окружење.
Степенасти дизајн плоче је пројектован да оптимизује пренос енергије повећањем дистрибуције таласа и интензитета на већој површини. Ово доводи до уједначеног одмрзавања и одмрзавања, чак и за храну неправилног облика.
Када ултразвучни таласи стигну до смрзнуте површине, они стварају локализовано загревање и механичке вибрације. Ови ефекти
- поремети структуру леда: Вибрације разбијају водоничне везе унутар ледене решетке, олакшавајући брзе фазне прелазе из чврстог у течност.
- промовише површински пренос топлоте: Ултразвучна енергија побољшава конвекцију и дистрибуцију топлоте, убрзавајући одмрзавање у поређењу са пасивним методама.
- минимизирајте топлотне градијенте: Ултразвук који се преноси ваздухом обезбеђује доследно одмрзавање без прегревања одређених региона, смањујући деградацију текстуре.
Ултразвучно одмрзавање: предности за прехрамбену индустрију
Интеграција ултразвука који се преноси ваздухом у процесе обраде хране пружа убедљиве предности:
- Повећана брзина одмрзавања
Традиционалне методе одмрзавања, као што су циркулација ваздуха или урањање у воду, могу трајати сатима или чак данима, посебно за велике количине. Хиелсцхер соникатор са степенастим плочама значајно скраћује ову временску линију, одмрзујући храну у делићу времена директним циљањем на ледене структуре.
Ова ефикасност је посебно корисна за индустрије које се баве кварљивом робом, омогућавајући брже време обраде и смањење задржавања залиха. - Очување квалитета хране
Квалитет одмрзнуте хране је најважнији, јер продужено одмрзавање или неравномерно загревање може довести до оштећења текстуре, губитка капања и раста микроба. Ултразвук ваздушним путем обезбеђује:- Уједначено одмрзавање и одмрзавање, смањујући жаришта која могу изазвати делимично кување или промене текстуре.
- Минимални губитак капања, очување сокова и хранљивих материја критичних за укус и изглед.
- Задржава текстуру и интегритет, што га чини идеалним за деликатне артикле као што су морски плодови или воће.
- Бесконтактна и хигијенска обрада
Бесконтактна природа ултразвука који се преноси ваздухом елиминише ризик од унакрсне контаминације. За разлику од водених купатила или других метода директног контакта, ниједан додатни медијум не долази у контакт са храном. Ово је посебно корисно за производе који захтевају строге хигијенске стандарде, као што су готова јела или предмети осетљиви на алергене. - Енергетска ефикасност и одрживост
Conventional thawing often requires high water and energy inputs, increasing operational costs and environmental impact. Hielscher’s system uses targeted ultrasonic energy, which:- Смањује потрошњу воде у поређењу са методама потапања.
- Троши мање енергије фокусирајући се на прецизно, локализовано одмрзавање.
- Смањује карбонски отисак операција одмрзавања, усклађујући се са циљевима одрживости.
- Скалабилност и свестраност
Модуларни дизајн Хиелсцхеровог соникатора са степенастим плочама чини га погодним за широк спектар прехрамбених производа и производних вага. Од малих занатских операција до великих индустријских објеката, систем може да задовољи различите потребе, укључујући:- Смрзнуто месо (говедина, живина, свињетина).
- Плодови мора (рибљи филети, шкампи, капице).
- Воће и поврће.
- Готова јела или тесто.
Изазови одмрзавања смрзнуте хране
Одмрзавање смрзнуте хране, посебно меса, представља неколико изазова који могу значајно угрозити квалитет. Како се кристали леда топе током одмрзавања, структурни интегритет меса је често нарушен, што доводи до разградње протеина, оксидације масти, промене боје и смањеног капацитета задржавања воде.
Губитак протеина: До разградње протеина долази када лед који се топи излаже протеине ензимским и оксидативним процесима, слабећи текстуру и хранљиву вредност.
Оксидација масти: Истовремено, оксидација масти се убрзава, посебно када кисеоник добије приступ претходно замрзнутим деловима, што доводи до ужеглости и непожељних укуса.
Погоршање боје: Additionally, the oxidation of myoglobin, the pigment responsible for the meat’s red color, can lead to visual deterioration.
Смањени капацитет задржавања воде (ВХЦ): Finally, cellular damage caused by ice crystals reduces the meat’s ability to retain water, leading to a loss of juiciness and overall quality.
The Hielscher Stepped Plate Sonicator generates powerful air-borne ultrasound waves and helps thereby overcoming these issues during thawing. The Hielscher Stepped Plate Sonicator enhances heat and mass transfer at the surface of the food, promoting more uniform and controlled thawing. This technique significantly reduces thawing time, which limits exposure to oxygen and oxidative stress, thereby protecting proteins and lipids from degradation. The rapid process also preserves the meat’s natural water-holding capacity by minimizing structural damage, resulting in a juicier and more appealing product.
Штавише, бесконтактна природа ултразвука који се преноси ваздухом обезбеђује хигијенски рад док спречава механичка оштећења хране. Брже и уједначеније одмрзавање такође помаже у одржавању микробне безбедности минимизирањем времена проведеног у температурним распонима који подржавају раст бактерија. Уз ове предности, ултразвук у ваздуху представља обећавајуће решење за побољшање квалитета, безбедности и ефикасности одмрзавања меса у индустријским и комерцијалним окружењима.
Хиелсцхер ваздушни ултразвук: примене и утицај на индустрију
Употреба Хиелсцхер Степед Плате Соницатор је посебно трансформативна за секторе као што су:
- Прерада меса: Брже одмрзавање минимизира микробне ризике уз очување структуре протеина.
- Производња морских плодова: Деликатни производи као што су шкампи и риба задржавају свој врхунски квалитет.
- Пекарска индустрија: Тесто и надјеви за пецива могу се брзо одмрзнути без губитка текстуре.
- Услуга исхране: Ресторани и угоститељске услуге имају користи од скраћеног времена припреме.
Поред одмрзавања, иста технологија се може прилагодити за одлеђивање и сушење површине, додатно проширујући њену корисност. Прочитајте више овде!
Дизајн, производња и консалтинг – Квалитет Маде ин Германи
Хиелсцхер ултрасоникатори су познати по свом највишем квалитету и стандардима дизајна. Робусност и једноставан рад омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних апарата у индустријске објекте. Хиелсцхер ултрасоникатори се лако носе са тешким условима и захтевним окружењима.
Хиелсцхер Ултрасоницс је ИСО сертификована компанија и ставља посебан нагласак на ултрасоникаторе високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставношћу за коришћење. Наравно, Хиелсцхер ултрасоникатори су усаглашени са ЦЕ и испуњавају захтеве УЛ, ЦСА и РоХ.
Литература? Референце
- Liqing Qiu, Min Zhang, Bimal Chitrakar, Bhesh Bhandari (2020): Application of power ultrasound in freezing and thawing Processes: Effect on process efficiency and product quality. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 68, 2020.
- Coria-Hernández, Jonathan; Meléndez, Rosalía (2024): Cryogel Addition Effect on Ultrasound-Assisted Thawing of Pork Meat. International Journal of Food Science, 2024.
- Yu H., Mei J., Xie J. (2022): New ultrasonic assisted technology of freezing, cooling and thawing in solid food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry 2022
Често постављана питања
Зашто топљење ледених кристала оштећује смрзнуту храну?
Отопљени кристали леда оштећују смрзнуту храну, попут рибе, јер нарушавају структурни интегритет ткива. Током одмрзавања, кристали леда унутар ћелија и ванћелијских простора се топе, што доводи до руптуре ћелије услед ширења и контракције воде. Ово оштећење угрожава текстуру и задржавање влаге меса.
In the case of fish, thawing on a plate in the open causes the outer layers to defrost more quickly, forming a dry, dehydrated skin while the interior may remain frozen. The uneven thawing exacerbates the loss of cellular fluid, leaving the fish dry externally and texturally compromised internally. This process diminishes the quality and sensory attributes of the food. Air-borne ultrasound is an industrially viable technique for gentle thawing frozen foods without destroying the food’s texture.
Шта је ваздушни ултразвук?
Ултразвук који се преноси ваздухом односи се на високофреквентне звучне таласе (обично изнад 20 кХз) који се шире кроз ваздух као медиј за пренос. За разлику од течности или чврстих материја, ултразвук који се преноси ваздухом наилази на значајно слабљење због мале густине и високе компресибилности ваздуха.
Да ли се ултразвук користи за замрзавање хране?
Да, ултразвук се користи у замрзавању намирница, првенствено путем ултразвука снаге (ниске фреквенције, високог интензитета). Побољшава процес замрзавања промовишући брзу нуклеацију – почетно формирање кристала леда – док контролише њихову величину и дистрибуцију. Ултразвук смањује време замрзавања побољшавајући пренос топлоте и обезбеђујући уједначену дистрибуцију температуре у храни.
Ова техника је посебно корисна јер производи мање, уједначеније кристале леда, минимизирајући ћелијско оштећење структуре хране. Ово чува текстуру, боју и способност задржавања воде након одмрзавања, одржавајући укупни квалитет хране. Метода, која се често назива и замрзавање уз помоћ ултразвука, посебно је драгоцена за деликатну храну попут воћа, поврћа и производа са високим садржајем протеина као што су месо и риба. Више о ултразвучном замрзавању сладоледа прочитајте овде!

Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.