Gıda Endüstrisinde Ultrason

Güç ultrasonu, ekstraksiyon, homojenizasyon, pastörizasyon ve fermantasyon dahil olmak üzere gıda işlemede çok sayıda uygulamada kullanılır. Isıl olmayan bir işlem olarak sonikasyon; daha yüksek verim, daha yüksek kalite, iyileştirilmiş besin ve lezzet profilleri ile zaman ve maliyet tasarrufu sağlayan işleme sayesinde gıda üretim süreçlerini iyileştirir.

Gıda İşlemede Ultrasonik Uygulamalar

Güç ultrasonu; ekstraksiyon, karıştırma, emülsifikasyon, pastörizasyon, gaz giderme ve et yumuşatma dahil olmak üzere gıda işlemede geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu temel uygulamaların yanı sıra güç ultrasonu, gıda ürünlerinin dondurulmasını, çözündürülmesini ve kurutulmasını iyileştirmek için de kullanılır.
Yüksek yoğunluklu ultrasonun başlıca avantajları; işlem süresini kısaltmak, verimi artırmak, ürün kalitesini iyileştirmek ve daha fazla maliyet ve zaman tasarrufu sağlayan ekonomik işlemeye olanak tanımak gibi çeşitli gıda işleme operasyonlarının iyileştirilmesiyle ilgilidir.

Aşağıdaki bölümde, yüksek yoğunluklu ultrasonun gıda endüstrisindeki başlıca uygulamalarını bulabilirsiniz:

Ekstraksiyon: Ultrason, bitkisel materyallerden antioksidanlar, pigmentler ve uçucu yağlar gibi biyoaktif bileşikleri ekstrakte etmek için kullanılabilir. Bu süreç, sonikasyon destekli ekstraksiyon olarak bilinir ve geleneksel yöntemlere göre daha kısa sürede ve daha düşük çözücü tüketimiyle yüksek kaliteli ekstraktlar üretmek için kullanılabilir.
Ultrasonik bitkisel ekstraksiyonun avantajları hakkında daha fazla bilgi edinin!
Homojenizasyon ve Emülsifikasyon: Ultrasonik homojenizasyon; salata sosları, mayonez, kremalar ve süt ürünleri gibi kararlı emülsiyonlar ve süspansiyonlar üretmek için kullanılabilir. Süreç, sıvıdaki yağ küreciklerini parçalamak için yüksek frekanslı ses dalgalarının kullanılmasını içerir ve pürüzsüz, homojen bir doku sağlar.
Gıda emülsiyonları için sonikasyon hakkında daha fazla bilgi edinin!
Ultrasonik mayonez emülsifikasyonu için adım adım talimatları ve bir videoyu burada bulabilirsiniz!
Muhafaza: Yüksek yoğunluklu ultrason, gıda ürünlerindeki bakteri ve maya gibi mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek için kullanılabilir. Sonikasyon destekli pastörizasyon olarak bilinen bu süreç, gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatabilir ve gıda kaynaklı hastalık riskini azaltabilir. Isıl olmayan bir işleme tekniği olarak sonikasyon, çok yüksek sıcaklıkların kullanılmasını önleyerek ısıya duyarlı besin öğelerinin buna bağlı bozunmasını engeller.
Sonikasyon kullanılarak raf ömrünün uzatılması ve besin öğelerinin korunması hakkında daha fazla bilgi edinin!

Kendi baharat ekstraktlarınızı veya soslarınızı üretmek ister misiniz? İster restoran mutfakları, ister iddialı şef yardımcıları, ister ticari üreticiler için olsun, Hielscher ultrasonik ekipmanlarıyla kısa sürede yüksek kaliteli ekstraktlar ve soslar üretebilirsiniz. Organik ekstraktlarınızı kendiniz hazırlayın! Koruyucu maddeleri ortadan kaldırın! Yalnızca seçtiğiniz malzemeleri kullanın!

Gaz Giderme: Bir sıvıya ultrason uygulanmasıyla sıvılarda hapsolmuş gaz kabarcıkları hareketlendirilir. Bunun sonucunda bu hava ve gaz kabarcıkları birbirine yaklaşır ve birleşir. Böylece daha büyük kabarcıklar oluşur; bu da kabarcıkların sıvının yüzeyine yükselmesini ve kolayca uzaklaştırılabilmesini sağlar.
Çözündürme: Üstün karıştırma ve harmanlama kabiliyetleri sayesinde ultrason, yüksek derecede doygun ve hatta aşırı doygun çözeltiler üretmek için son derece etkilidir. Bu özellik, kristalizasyon süreçlerinin yanı sıra salamura üretiminde de kullanılır.
Fermantasyon: Ultrason dalgaları mikroorganizmaların hücre duvarlarını delip parçaladığından, mikroorganizmalar fermantasyon sürecine daha duyarlı hale gelir. Aynı zamanda ultrason, besin maddelerinin ve oksijenin mikroorganizmalara taşınmasını hızlandırarak metabolik aktivitelerini artırır. Genel olarak sonikasyon, fermantasyon hızını artırır, fermantasyon süresini kısaltır ve istenen son ürünün verimini iyileştirir. Bu teknoloji özellikle süt ürünleri, yoğurt, bira, kombucha ve şarap gibi gıda ve içecek ürünlerinin üretiminde yararlıdır.
Püskürtmeli Kurutma Öncesinde Viskozitenin Azaltılması: Ultrasonik kesme kuvvetleri, kesme etkisiyle incelen ve tiksotropik bulamaçların viskozitesini önemli ölçüde azaltabilir. Püskürtme ve püskürtmeli kurutucular öncesinde ultrasonik kesme incelmesi uygulanması, püskürtme ekipmanından geçen malzeme miktarının önemli ölçüde artırılmasına olanak tanır. Püskürtmeli kurutma kuleleri genellikle üretim hattındaki darboğazdır. Ultrason ile mevcut püskürtmeli kurutucuların kapasitesi artırılabilir.

Hielscher ultrasonikatörleri, gıda güvenliğini ve mekanik kararlılığı sağlamak için sıvı yumurta ürünlerini (bütün yumurta, yumurta akı, yumurta sarısı) homojenize ve pastörize edebilir. Hielscher ultrasonik homojenizatörleri, mikroorganizmaları öldürmek için yoğun kavitasyon ve yüksek kesme kuvvetleri oluşturur. Ultrasonik pastörizasyon, düşük sıcaklıkta pastörizasyon için son derece etkili ve verimli bir alternatiftir. Ultrasonikasyonla pastörize edilen sıvı yumurtada daha az protein denatürasyonu, daha düşük lezzet kaybı, daha iyi homojenlik ve önemli ölçüde daha yüksek enerji verimliliği elde edilir.

Dondurma: Ultrasonik dondurma, dondurma işlemi sırasında gıda ürünlerinde buz kristali oluşumunu azaltmak için kullanılabilir. Süreç, gıdanın dondurulurken yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakılmasını içerir. Ultrason dalgaları, büyük buz kristallerinin oluşumunu engelleyen titreşimler oluşturarak daha pürüzsüz dokulu ve daha kaliteli bir ürün elde edilmesini sağlar.
Çözündürme: Ultrasonik çözündürme, dondurulmuş gıda ürünlerinin çözündürme süresini kısaltmak için kullanılabilir. Süreç, dondurulmuş ürünün ısı oluşturan ve çözündürme sürecini hızlandıran ultrason dalgalarına maruz bırakılmasını içerir. Ultrason, enerjinin çok homojen bir şekilde dağılmasını desteklediğinden, ultrasonik çözündürme özellikle et, deniz ürünleri, meyve ve sebzeler gibi eşit şekilde çözündürülmesi zor ürünler için yararlı olabilir.
Dondurma, çözündürme ve kurutmada güç ultrasonu, kütle ve enerji transferi süreçlerinde önemli iyileştirmeler sağlayarak bu süreçleri hızlandırır ve daha ekonomik hale getirir.
Şişelerde Sızıntı Tespiti: Ultrason; gazoz, bira, köpüklü şarap vb. gazlı içeceklerin şişelerinde ve kutularında sızıntı ve çatlakları tespit etmek için çok verimli bir yöntemdir. Ultrason ayrıca gazlı içeceklerden gaz giderilmesinde de uygulanır; örneğin biradan şişeleme öncesinde gaz giderilmesi, de-fobbing olarak bilinen bir süreçtir.
Salamura / Turşu Yapımı: Salamura, özellikle et, balık, peynir ve sebzeler olmak üzere gıdaların muhafazasında ve üretiminde yaygın bir işlemdir. Sonikasyon, salamura süresini kısaltır ve geleneksel yöntemlerle salamura edilmiş gıdalara ve turşulara kıyasla daha az miktarda sodyum klorür kullanılmasına olanak tanır.
Hidrasyon / Rehidrasyon: Güç ultrasonu, kuru baklagiller (ör. fasulye, nohut) veya suyu giderilmiş mantarlar gibi gıda ürünlerini hidrate veya rehidrate etmek için basit ama son derece etkili bir yöntemdir. Ultrason, gıdadaki hücresel gözenekleri açtığından su hızla nüfuz edebilir. Bu, baklagillerin şişmesini hızlandırır ve dolayısıyla pişirme süresini kısaltır.
Balın Dekristalizasyonu: Isıl olmayan bir işlem olarak ultrason, balda büyük şeker kristallerinin oluşumunu önlemek için etkili bir şekilde kullanılır. Ayrıca balda önceden oluşmuş büyük kristaller de ultrason işlemiyle dekristalize edilebilir. Son derece etkili bir çözündürme tekniği olarak prob tipi sonikatörler, şeker kristallerini çözündürerek her yerinde aynı pürüzsüzlüğe sahip bir bal elde edilmesini sağlar. Ek olarak ultrason, istenmeyen mikroplar ultrasonik hücre parçalama etkisiyle etkisiz hale getirildiğinden balın mikrobiyolojik kalitesini iyileştirir.
Kızartma: Ultrasonik kızartma, kızartılmış gıda ürünlerinde yağ emilimini azaltmak için kullanılabilir. Süreç, etin veya sebzenin yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakılırken sıcak yağa daldırılmasını içerir. Ultrason dalgaları gıdanın yüzeyinde küçük kabarcıklar oluşturur; bunlar sebze / et ile yağ arasındaki temas alanını azaltarak daha az yağ emilmesini ve daha sağlıklı bir son ürün elde edilmesini sağlar. Ultrasonik kızartma, gıdaların daha düşük sıcaklıklarda pişirilmesine olanak tanıyarak üstün lezzet profilleri oluşturur ve besin öğelerini korur.
Ultrason destekli kızartmanın nasıl daha sağlıklı, daha lezzetli, daha çıtır patates kızartmaları ve patates cipsleri ürettiğini öğrenin!

Gıda İşleme İçin Yüksek Performanslı Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri, hassas bir şekilde kontrol edilebilen ve böylece tekrarlanabilir sonuçlara ve tutarlı ürün kalitesine olanak tanıyan yüksek performanslı sonikatörlerdir. Çok yüksek genlikler sağlayabilen Hielscher ultrasonik işlemcileri, çok zorlu uygulamalarda kullanılabilir.
Müşteriler, Hielscher Ultrasonics sistemlerinin üstün sağlamlığından ve güvenilirliğinden memnundur. Hielscher sonikatörleri, ağır hizmet uygulamalarında, zorlu ortamlarda ve 24/7 çalışma koşullarında güvenilir bir şekilde çalışarak verimli ve ekonomik gıda işlemeyi sağlar. Ultrasonik proses yoğunlaştırma, işlem süresini kısaltır ve daha yüksek kalite, daha yüksek verim ve yeni ürünler gibi daha iyi sonuçlar sağlar.
Titanyum, paslanmaz çelik, seramik veya farklı sınıflardaki cam gibi özel malzemelerin tutarlı bir şekilde kullanılması sayesinde tekniğin prosesle uyumluluğu garanti edilir.
Ultrasonik işlemciler, az bakım gerektiren ve nispeten düşük maliyetli, operatör dostu ve kullanışlı makinelerdir.

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bilgi verir:

Kesikli İşlem Hacmi	Debi	Önerilen Cihazlar
0,5–1,5mL	n.a.	VialTweeter
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	20–400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20L	0,2–4L/min	UIP2000hdT
10–100L	2–10L/min	UIP4000hdT
15–150L	3–15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10–100L/min	UIP16000
n.a.	daha yüksek	Bir küme oluşturan UIP16000 cihazları

Bize Ulaşın! / Bize Sorun!

Tasarım, Üretim ve Danışmanlık – Almanya’da Üretilen Kalite

Hielscher sonikatörleri, en yüksek kalite ve tasarım standartlarıyla tanınır. Sağlamlık ve kolay kullanım, sonikatörlerimizin endüstriyel tesislere sorunsuz bir şekilde entegre edilmesini sağlar. Hielscher sonikatörleri, ağır koşulların ve zorlu ortamların gerekliliklerini kolaylıkla karşılar.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en son teknolojiye ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı sonikatörlere özel önem verir. Elbette Hielscher sonikatörleri CE’ye uygundur ve UL, CSA ve RoHs gerekliliklerini karşılar.

İlgili Konular

Bilinmesi Gerekenler

Gıda İşlemede Ultrason Nasıl Çalışır?

Ultrasonik gıda işleme; karıştırma ve homojenizasyon, emülsifikasyon, ekstraksiyon, çözündürme, gaz giderme ve hava giderme, et yumuşatma, kristalizasyon ile ara ürünlerin ve nihai gıda ürünlerinin işlevselleştirilmesi ve modifikasyonu gibi gıda işleme uygulamalarında kullanılan köklü bir teknolojidir. On yıllardır gıda üretim tesislerinde kurulu olan Hielscher ultrasonik gıda işlemcileri, gelişmiş cihazlardır ve endüstrinin gereksinimlerini karşılamak üzere geliştirilmiştir. Ultrasonik işlemciler, güç ultrasonu dalgalarının oluşturduğu fiziksel kuvvetleri uygulayarak kavitasyon oluşmasını sağlar.

Sonikasyon Kullanılarak Yaygın Olarak Hangi İçecekler Hazırlanır?

Sonikasyon; soğuk demlenmiş kahve, çay (yerba mate dahil), meyve ve sebze suları, bitkisel infüzyonlar, fonksiyonel içecekler (bitkisel ekstraktlar), bitkisel sütler, fermente içecekler (proses yoğunlaştırma için) ve içime hazır (RTD) ürünlerin üretimine yönelik içecek konsantreleri gibi içecekleri hazırlamak veya işlemek için yaygın olarak kullanılır.
Aşağıdaki içeceklerin üretimi hakkında daha fazla bilgi edinin:

Akustik Kavitasyon Nedir?

Ultrasonik kavitasyon olarak da bilinen akustik kavitasyon, sıvılarda veya bulamaçlarda oluşturulan ultrasonik bir alanda çok küçük vakum kabarcıklarının büyümesi ve çökmesidir. Kavitasyon kabarcıkları, sırasıyla sıkışma ve seyrelme fazları olan dönüşümlü yüksek basınç / düşük basınç döngüleri sırasında büyür. Birkaç dönüşümlü basınç döngüsü boyunca büyüdükten sonra vakum kabarcığı, daha fazla enerji soğuramayacağı bir noktaya ulaşır ve böylece yüksek basınç döngüsü sırasında şiddetle içe doğru çöker. Kabarcık çökmesi sırasında, çok yüksek ısıtma ve soğutma hızlarıyla birlikte 5.000K’ye kadar ulaşan aşırı sıcaklıklar, 2000atm’ye kadar ulaşan basınçlar ve bunlara karşılık gelen basınç farkları ile 280m/s’ye kadar ulaşan hızlarda sıvı jetleri dahil olmak üzere yerel olarak aşırı koşullar oluşur. Bu kavitasyon kaynaklı “sıcak noktalarda”, yerel olarak aşırı kuvvetler; karıştırma, ekstraksiyon ve artan kütle transferiyle sonuçlanan fiziksel koşullar oluşturur.

Akustik veya ultrasonik kavitasyon: kabarcık büyümesi ve içe doğru çökme

Yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrasonun oluşturduğu akustik kavitasyon, güçlü kesme kuvvetleri ve yerel olarak oluşan yüksek basınç ve sıcaklık farkları meydana getirir; bunlar yoğun karıştırma ve kütle transferi için gerekli etkiyi sağlar. Bu ultrasonik kesme kuvvetleri gıda işlemede başarıyla uygulanır.

Literatür/Kaynaklar

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.