Güç ultrasonunun uygulanması, ekstraksiyon, homojenizasyon, pastörizasyon ve fermantasyon dahil olmak üzere gıda işlemede çok sayıda uygulama için kullanılır. Termal olmayan bir işlem olarak, ultrasonication daha yüksek verim, daha yüksek kalite, geliştirilmiş besin ve lezzet profilleri yanı sıra zaman ve maliyet tasarrufu işleme ile gıda üretim süreçlerini geliştirir.

Gıda İşlemede Ultrasonik Uygulamalar

Güç ultrasonu, ekstraksiyon, karıştırma, emülsifikasyon, pastörizasyon, gaz giderme ve et yumuşatma dahil olmak üzere gıda işlemede çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Bu ana uygulamaların yanı sıra, gıda ürünlerinin donmasını, çözülmesini ve kurutulmasını iyileştirmek için güç ultrasonu da uygulanır.
Yüksek yoğunluklu ultrasoniklerin başlıca avantajları, işlem süresini azaltmak, verimi artırmak, ürün kalitesini artırmak ve daha fazla maliyet ve zaman kazandıran, ekonomik işleme sağlamak gibi çeşitli gıda işleme işlemlerinin iyileştirilmesi ile ilgilidir.

Aşağıdaki paragrafta, gıda endüstrisinde yüksek yoğunluklu ultrasoniklerin ana uygulamalarını bulabilirsiniz:

• Çıkarma: Ultrason, antioksidanlar, pigmentler ve uçucu yağlar gibi bitki materyallerinden biyoaktif bileşikleri çıkarmak için kullanılabilir. Bu işlem sonikasyon destekli ekstraksiyon olarak bilinir ve geleneksel yöntemlerden daha kısa sürede ve daha düşük çözücü tüketimi ile yüksek kaliteli ekstraktlar üretmek için kullanılabilir.
• Homojenizasyon ve Emülsifikasyon: Ultrasonik homojenizasyon salata sosları, mayonez, kremalar ve süt ürünleri gibi kararlı emülsiyonlar ve süspansiyonlar, üretmek için kullanılabilir. İşlem, sıvıdaki yağ küreciklerini parçalamak için yüksek frekanslı ses dalgalarının kullanılmasını içerir ve pürüzsüz ve düzgün bir doku elde edilir.
• Koruma: Yüksek yoğunluklu ultrason, gıda ürünlerinde bakteri ve maya gibi mikroorganizmaları inaktive etmek için kullanılabilir. Sonikasyon destekli pastörizasyon olarak bilinen süreç, gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatabilir ve gıda kaynaklı hastalık riskini azaltabilir. Isıl olmayan bir işleme tekniği olarak, sonication çok yüksek sıcaklıkların kullanımını ve ısıya duyarlı besinlerin ilgili bozulmasını önler.

• Gaz giderme: Ultrasonun bir sıvıya uygulanmasıyla, sıvılara sıkışmış gaz kabarcıkları çalkalanır. Sonuç olarak, bu hava ve gaz kabarcıkları birbirine yaklaşır ve birleşir. Bu, sıvının üstüne yüzmelerini ve kolayca çıkarılabilmelerini sağlayan daha büyük bir kabarcık boyutuna kadar büyüdükleri anlamına gelir.
• Erit: Olağanüstü karıştırma ve karıştırma yetenekleri nedeniyle, ultrason yüksek oranda doymuş ve hatta aşırı doymuş çözeltiler üretmek için oldukça etkilidir. Bu, kristalizasyon işlemlerinde ve tuzlu su üretiminde kullanılır.
• Fermantasyon: Ultrason dalgaları mikroorganizmaların hücre duvarlarını delip parçaladıkça, fermantasyon işlemine daha duyarlı hale gelirler. Aynı zamanda, ultrason besin maddelerinin ve oksijenin mikroorganizmalara taşınmasını hızlandırır, böylece metabolik aktivitelerini arttırır. Genel olarak, ultrasonication fermantasyon oranını arttırır, fermantasyon süresini azaltır ve istenen son ürünün verimini arttırır. Bu teknoloji özellikle süt ürünleri, yoğurt, bira, kombucha ve şarap gibi yiyecek ve içecek ürünlerinin üretimi için kullanışlıdır.
• Sprey Kurutma Öncesi Viskozite Azaltma: Ultrasonik kesme kuvvetleri, kesme inceltme ve tiksotropik bulamaçlardaki viskoziteyi önemli ölçüde azaltabilir. Püskürtme ve sprey kurutuculardan önce ultrasonik kesme inceltme uygulanması, püskürtme ekipmanından elde edilen verimin önemli ölçüde artmasını sağlar. Sprey kurutma kuleleri genellikle üretim hattındaki darboğazdır. Ultrason ile mevcut sprey kurutucularların kapasitesi arttırılabilir.

• Donma: Ultrasonik dondurma, dondurma işlemi sırasında gıda ürünlerinde buz kristallerinin oluşumunu azaltmak için kullanılabilir. İşlem, yiyecekleri dondurulurken yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakmayı içerir. Ultrason dalgaları, büyük buz kristallerinin oluşumunu önleyen titreşimler oluşturarak daha pürüzsüz bir dokuya ve daha iyi kaliteye sahip bir ürünle sonuçlanır.
• Çözdürme: Ultrasonik çözme, dondurulmuş gıda ürünlerinin çözülme süresini azaltmak için kullanılabilir. İşlem, dondurulmuş ürünün, ısı üreten ve çözülme işlemini hızlandıran ultrason dalgalarına maruz bırakılmasını içerir. Ultrason çok düzgün bir enerji dağılımını teşvik ettiğinden, ultrasonik çözme özellikle et, deniz ürünleri, meyve ve sebzeler gibi eşit olarak çözülmesi zor olan ürünler için yararlı olabilir.
  Donma, çözülme ve kurutmada, güç ultrasonu kütle ve enerji transfer işlemlerinde önemli gelişmelere neden olur, bu da bu süreçleri hızlandırır ve daha ekonomik hale getirir.
• Şişe Sızıntısı Tespiti: Ultrason, soda, bira, köpüklü şarap gibi karbonik içeceklerin şişe ve kutularındaki sızıntıları ve çatlakları tespit etmenin çok etkili bir yoludur. Ultrasonics, gazlı içeceklerin, örneğin şişelemeden önce biranın, de-fobbing olarak bilinen bir işlemin gazdan arındırılmasında da uygulanır.
• Salamura / Dekapaj: Salamura işlemi, özellikle et, balık, peynir ve sebzeler için gıdaların korunmasında ve üretiminde yaygın bir süreçtir. Ultrasonication salamura süresini kısaltır ve geleneksel salamura gıdalar ve turşular ile karşılaştırıldığında azaltılmış miktarda sodyum klorür kullanılmasına izin verir.
• Hidrasyon / Rehidrasyon: Güç ultrasonu, kurutulmuş bakliyatlar (örneğin fasulye, nohut) veya kurutulmuş mantarlar gibi gıda ürünlerini nemlendirmek veya yeniden nemlendirmek için basit, ancak oldukça etkili bir yöntemdir. Ultrason yiyeceklerdeki hücresel gözenekleri açtığından, su hızla nüfuz edebilir. Bu, bakliyatların daha hızlı şişmesine ve daha sonra daha kısa bir pişirme süresine yol açar.
• Balın Kristalden Arındırılması: Isıl olmayan bir işlem olarak, ultrason balda büyük şeker kristallerinin oluşumunu önlemek için etkili bir şekilde kullanılır. Ayrıca, balda zaten oluşmuş büyük kristaller ultrason tedavisi ile kristalden arındırılabilir. Son derece etkili çözme tekniği olarak, prob tipi ultrasonicators düzgün pürüzsüz bir bal ile sonuçlanan şeker kristallerini çözer. Ek olarak, ultrason balın mikrobiyolojik kalitesini arttırır, çünkü istenmeyen mikroplar ultrasonik hücre bozulmasının etkisiyle inaktive edilir.
• Kızartma: Ultrasonik kızartma, kızartılmış gıda ürünlerinde yağ emilimini azaltmak için kullanılabilir. İşlem, et veya sebzeyi yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakırken kızgın yağa batırmayı içerir. Ultrason dalgaları, gıdanın yüzeyinde küçük kabarcıklar oluşturur, bu da sebze / et ile yağ arasındaki temas alanını azaltır, bu da daha az yağ emilimi ve daha sağlıklı bir nihai ürün ile sonuçlanır. Ultrasonik kızartma, besinleri koruyarak üstün lezzet profilleri oluşturarak yiyecekleri daha düşük sıcaklıklarda pişirmeye izin verir.

Gıda İşleme için Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler

Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemciler tam olarak kontrol edilebilir ve böylece tekrarlanabilir sonuçlar ve sürekli ürün kalitesi için izin veren yüksek performanslı ultrasonicators, vardır. Çok yüksek genlikler sunabilen Hielscher ultrasonik işlemciler çok zorlu uygulamalar için kullanılabilir.
Müşteriler, Hielscher Ultrasonics sistemlerinin olağanüstü sağlamlığı ve güvenilirliğinden memnunlar. Hielscher ultrasonicators güvenilir ağır hizmet uygulaması, zorlu ortamlar ve 7/24 çalışma alanlarında çalışır ve böylece verimli ve ekonomik gıda işleme sağlar. Ultrasonik işlem yoğunlaştırma işleme süresini azaltır ve daha iyi sonuçlar elde eder, yani daha yüksek kalite, daha yüksek verim, yeni ürünler.
Titanyum, paslanmaz çelik, seramik veya farklı kalitelerdeki cam gibi özel malzemelerin tutarlı bir şekilde uygulanması sayesinde, tekniğin proses ile uyumluluğu garanti edilir.
Ultrasonik işlemciler düşük bakım ve nispeten düşük maliyetli operatör dostu ve uygun makinelerdir.

Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:

Tasarım, İmalat ve Danışmanlık – Almanya'da Üretilen Kalite

Hielscher ultrasonicators iyi onların en yüksek kalite ve tasarım standartları için bilinir. Sağlamlık ve kolay kullanım, ultrasonicator'larımızın endüstriyel tesislere sorunsuz entegrasyonunu sağlar. Zorlu koşullar ve zorlu ortamlar kolayca Hielscher ultrasonicators tarafından ele alınır.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve state-of-the-son teknoloji ve kullanıcı dostu özelliğine sahip yüksek performanslı ultrasonicator'lara özel önem vermektedir. Tabii ki, Hielscher ultrasonicators CE uyumlu ve UL, CSA ve RoHs gereksinimlerini karşılamak.

Bilinmesi Gereken Gerçekler

Gıda İşleme Ultrasonik Nasıl Çalışır?

Ultrasonik gıda işleme karıştırma ve homojenizasyon, emülsifikasyon, çıkarma, eritme, gaz giderme gibi gıda işleme uygulamaları için kullanılan iyi kurulmuş bir teknolojidir & deaeration, et ihale, kristalizasyon yanı sıra fonksiyonelleştirme ve ara ve nihai gıda ürünlerinin modifikasyonu. Gıda üretim tesislerinde on yıllardır yüklü olan Hielscher ultrasonik gıda işlemcileri sofistike ve sanayi gereksinimlerini karşılamak için geliştirilmiştir. Ultrasonik işlemciler kavitasyon üretimi ile sonuçlanan güç ultrason dalgaları tarafından oluşturulan fiziksel güçler uygulamak.

Akustik Kavitasyon Nedir?

Akustik kavitasyon, aynı zamanda ultrasonik kavitasyon olarak bilinen, büyüme ve sıvı veya bulamaç üretilen bir ultrasonik alanda dakika vakum kabarcıklar çöküşüdür. Kavitasyon kabarcıkları sırasıyla sıkıştırma ve nadirfazer alternatif yüksek basınç / düşük basınç döngüleri sırasında büyür. Birkaç alternatif basınç döngüleri üzerinde büyüdükten sonra, vakum kabarcığı kabarcık bir yüksek basınç döngüsü sırasında şiddetle implodes böylece daha fazla enerji absorbe edemez bir noktaya ulaşır. Kabarcık çökmesi sırasında, çok yüksek ısıtma ve soğutma hızlarıyla 5.000 K'ye kadar aşırı sıcaklıklar, 2000metreye kadar basınçlar ve buna karşılık gelen basınç farkları ve 280 m/s hıza kadar sıvı jetler dahil olmak üzere yerel olarak aşırı koşullar oluşur. Bu kavitasyonel “sıcak noktalar”, Yerel olarak aşırı kuvvetler karıştırma, çıkarma ve artan kütle transferi ile sonuçlanan fiziksel koşullar oluşturur.

Yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason tarafından üretilen akustik kavitasyon, yoğun karıştırma ve kütle transferi için gerekli etkiyi sağlayan yoğun kesme kuvvetleri ve yerel olarak oluşan yüksek basınç ve sıcaklık farkları oluşturur. Bu ultrasonik kesme kuvvetleri gıda işleme için başarıyla uygulanır.

Edebiyat referansları

• 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.