Gıda Endüstrisinde Ultrason

Güç ultrason uygulaması, ekstraksiyon, homojenizasyon, pastörizasyon ve fermantasyon dahil olmak üzere gıda işlemede çok sayıda uygulama için kullanılır. Isıl olmayan bir tedavi olarak, ultrasonication daha yüksek verim, daha yüksek kalite, gelişmiş besin ve lezzet profilleri yanı sıra zaman ve maliyet tasarrufu sağlayan işleme ile gıda üretim süreçlerini geliştirir.

Gıda İşlemede Ultrasonik Uygulamalar

Power ultrason, ekstraksiyon, karıştırma, emülsifikasyon, pastörizasyon, gaz giderme ve et yumuşatma dahil olmak üzere gıda işlemede geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu ana uygulamaların yanı sıra, gıda ürünlerinin dondurulmasını, çözülmesini ve kurutulmasını iyileştirmek için de güç ultrasonu uygulanmaktadır.
Yüksek yoğunluklu ultrasoniklerin başlıca avantajları, işlem süresini azaltmak, verimi artırmak, ürün kalitesini iyileştirmek ve daha fazla maliyet ve zaman tasarrufu sağlayan, ekonomik işlemeye izin vermek gibi çeşitli gıda işleme operasyonlarının iyileştirilmesi ile ilgilidir.

Aşağıdaki paragrafta, gıda endüstrisindeki 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 yöntemlere göre daha kısa sürede ve daha düşük solvent tüketimi ile yüksek kaliteli ekstraktlar üretmek için kullanılabilir.
• Homojenizasyon ve Emülsifikasyon: Ultrasonik homojenizasyon, salata sosları, mayonez, kremalar ve süt ürünleri gibi stabil emülsiyonlar ve süspansiyonlar üretmek için kullanılabilir. İşlem, sıvıdaki yağ küreciklerini parçalamak için yüksek frekanslı ses dalgalarının kullanılmasını içerir, bu da pürüzsüz ve homojen bir doku sağlar.
  Ultrasonik mayonez emülsifikasyonu için adım adım talimatı ve videoyu burada bulabilirsiniz!
• Koruma: Yüksek yoğunluklu ultrason, gıda ürünlerindeki bakteri ve maya gibi mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek için kullanılabilir. Sonikasyon destekli pastörizasyon olarak bilinen işlem, gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatabilir ve gıda kaynaklı hastalık riskini azaltabilir. Isıl olmayan bir işleme tekniği olarak, sonikasyon çok yüksek sıcaklıkların kullanılmasını önler ve böylece ısıya duyarlı besin maddelerinin ilgili bozulmasını önler.

• Gaz giderme: Ultrasonun bir sıvıya uygulanmasıyla, sıvıların içine hapsolmuş gaz kabarcıkları çalkalanır. Sonuç olarak, bu hava ve gaz kabarcıkları birbirine yaklaşır ve birleşir. Bu, sıvının üstüne yüzmelerini sağlayan ve kolayca çıkarılabilen daha büyük bir kabarcık boyutuna ulaştıkları anlamına gelir.
• Erit: Olağanüstü karıştırma ve harmanlama 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 deleyip parçaladıkça, fermantasyon sürecine daha duyarlı hale gelirler. Aynı zamanda, ultrason besinlerin ve oksijenin mikroorganizmalara taşınmasını hızlandırır ve böylece metabolik aktivitelerini arttırır. Genel olarak, ultrasonication fermantasyon oranını artırır, fermantasyon süresini azaltır ve istenen son ürünün verimini artırır. 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. Püskürtmeden ve sprey kurutuculardan önce ultrasonik kesme inceltme uygulamak, püskürtme ekipmanından geçen verimi önemli ölçüde artırmaya izin verir. Püskürtmeli kurutma kuleleri genellikle üretim hattındaki darboğazdır. Ultrason ile mevcut sprey kurutucuların kapasitesi artırılabilir.

• Donma: Ultrasonik dondurma, dondurma işlemi sırasında gıda ürünlerinde buz kristallerinin oluşumunu azaltmak için kullanılabilir. İşlem, gıdanın dondurulurken yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakılmasını içerir. Ultrason dalgaları, büyük buz kristallerinin oluşumunu önleyen titreşimler oluşturarak daha pürüzsüz bir dokuya ve daha iyi kaliteye sahip bir ürün elde edilmesini sağlar.
• Çözdürme: Ultrasonik çözdürme, dondurulmuş gıda ürünlerinin çözülme süresini azaltmak için kullanılabilir. İşlem, donmuş ürünün ısı üreten ve çözülme işlemini hızlandıran ultrason dalgalarına tabi tutulmasını içerir. Ultrason çok düzgün bir enerji dağılımını desteklediğinden, ultrasonik çözdürme, et, deniz ürünleri, meyve ve sebzeler gibi eşit şekilde çözülmesi zor olan ürünler için özellikle yararlı olabilir.
  Dondurma, çözme ve kurutmada, güç ultrasonu kütle ve enerji transfer süreçlerinde önemli gelişmelere neden olur, bu da bu süreçleri hızlandırır ve daha ekonomik hale getirir.
• Şişe Sızıntısı Tespiti: Ultrason, soda, bira, köpüklü şarap vb. gibi karbonlu içeceklerin şişeleri ve tenekelerindeki sızıntıları ve çatlakları tespit etmenin çok etkili bir yoludur. Ultrasonik ayrıca gazlı içeceklerin, örneğin şişelemeden önce biranın gazdan arındırılmasında da uygulanır, bu işlem de-fobbing olarak bilinir.
• Salamura / Asitleme: Salamura, özellikle et, balık, peynir ve sebzeler için gıdaların korunması ve üretilmesinde yaygın bir işlemdir. Ultrasonication, salamura süresini kısaltır ve geleneksel olarak salamura edilmiş gıdalara ve turşulara kıyasla daha az miktarda sodyum klorür kullanılmasına izin verir.
• Hidrasyon / Rehidrasyon: Güç ultrasonu, kuru bakliyat (örneğin fasulye, nohut) veya kurutulmuş mantarlar gibi gıda ürünlerini nemlendirmek veya yeniden nemlendirmek için basit ama oldukça etkili bir yöntemdir. Ultrason yiyeceklerdeki hücresel gözenekleri açtığından, su hızla nüfuz edebilir. Bu, bakliyatların daha hızlı şişmesine ve ardından daha kısa bir pişirme süresine yol açar.
• Balın Kristalden Arındırılması: Isıl olmayan bir işlem olarak, balda büyük şeker kristallerinin oluşumunu önlemek için ultrason etkili bir şekilde kullanılır. Ayrıca, balda zaten oluşmuş büyük kristaller ultrason tedavisi ile dekristalize edilebilir. Son derece etkili bir çözme tekniği olarak, prob tipi ultrasonicators şeker kristallerini çözerek düzgün pürüzsüz bir bal elde eder. Ek olarak, ultrason, ultrasonik hücre bozulmasının etkisiyle istenmeyen mikroplar etkisiz hale getirildiği için balın mikrobiyolojik kalitesini artırır.
• Kızartma: Ultrasonik kızartma, kızarmış gıda ürünlerinde yağ emilimini azaltmak için kullanılabilir. İşlem, et veya sebzenin yüksek frekanslı ses dalgalarına maruz bırakılırken sıcak yağa daldırılmasını 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 sağlar. Ultrasonik kızartma, besinleri koruyarak üstün lezzet profilleri oluşturarak yiyecekleri daha düşük sıcaklıklarda pişirmeye olanak tanır.
  Ultrasonik destekli kızartmanın nasıl daha sağlıklı, daha lezzetli, daha gevrek patates kızartması ve patates cipsi ürettiğini öğrenin!

Gıda İşleme için Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler

Hielscher Ultrasonik endüstriyel ultrasonik işlemciler, hassas bir şekilde kontrol edilebilen ve böylece tekrarlanabilir sonuçlar ve sürekli ürün kalitesi için izin veren yüksek performanslı ultrasonicators'dir. Çok yüksek genlikler sunabilen Hielscher ultrasonik işlemciler çok zorlu uygulamalar için kullanılabilir.
Müşteriler, Hielscher Ultrasonik sistemlerinin olağanüstü sağlamlığı ve güvenilirliğinden memnunlar. Hielscher ultrasonicators, ağır hizmet tipi uygulama, zorlu ortamlar ve 7/24 çalışma alanlarında güvenilir bir şekilde çalışır ve böylece verimli ve ekonomik gıda işleme sağlar. Ultrasonik işlem yoğunlaştırma, işlem süresini azaltır ve daha iyi sonuçlar, yani daha yüksek kalite, daha yüksek verim, yeni ürünler elde eder.
Titanyum, paslanmaz çelik, seramik veya farklı kalitelerde cam gibi özel malzemelerin tutarlı bir şekilde uygulanmasıyla, tekniğin prosese uygunluğu garanti edilir.
Ultrasonik işlemciler, az bakım gerektiren ve nispeten düşük maliyetli, operatör dostu ve kullanışlı makinelerdir.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:

Tasarım, İmalat ve Danışmanlık – Almanya'da Üretilen Kalite

Hielscher ultrasonicators en yüksek kalite ve tasarım standartları için iyi bilinir. Sağlamlık ve kolay kullanım, ultrasonicators'ımızın endüstriyel tesislere sorunsuz bir şekilde entegre edilmesini sağlar. Zorlu koşullar ve zorlu ortamlar Hielscher ultrasonicators tarafından kolayca ele alınır.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en son teknoloji ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı ultrasonicators'a özel önem vermektedir. Tabii ki, Hielscher ultrasonicators CE uyumludur ve UL, CSA ve RoHs gereksinimlerini karşılar.

Bilmeye Değer Gerçekler

Gıda İşlemede Ultrasonik Nasıl Çalışır?

Ultrasonik gıda işleme, karıştırma ve homojenizasyon, emülsifikasyon, ekstraksiyon, çözme, gaz giderme gibi gıda işleme uygulamaları için kullanılan iyi bilinen bir teknolojidir & hava alma, et yumuşatma, kristalizasyon ve ayrıca ara ürünlerin ve nihai gıda ürünlerinin işlevselleştirilmesi ve modifikasyonu. Gıda üretim tesislerinde onlarca yıldan beri kurulu olan Hielscher ultrasonik gıda işlemcileri, endüstri gereksinimlerini karşılamak için sofistike ve geliştirilmiştir. Ultrasonik işlemciler, güç ultrason dalgaları tarafından oluşturulan fiziksel kuvvetleri uygular ve bu da kavitasyon oluşumuna neden olur.

Akustik Kavitasyon Nedir?

Ultrasonik kavitasyon olarak da bilinen akustik kavitasyon, sıvılarda veya bulamaçlarda üretilen ultrasonik bir alanda dakika vakum kabarcıklarının büyümesi ve çökmesidir. Kavitasyon kabarcıkları, sırasıyla sıkıştırma ve seyrekleşme fazları olan alternatif yüksek basınç / düşük basınç döngüleri sırasında büyür. Birkaç alternatif basınç döngüsü boyunca büyütüldükten sonra, vakum kabarcığı daha fazla enerji ememeyeceği bir noktaya ulaşır, böylece kabarcık yüksek basınç döngüsü sırasında şiddetli bir şekilde patlar. Kabarcık çöküşü sırasında, çok yüksek ısıtma ve soğutma oranlarına sahip 5.000K'ya kadar aşırı sıcaklıklar, 2000atm'ye kadar basınçlar ve karşılık gelen basınç farkları ve 280m/s hıza kadar sıvı jetleri dahil olmak üzere yerel olarak aşırı koşullar meydana gelir. Bu kavitasyonel “Sıcak noktalar”, yerel olarak aşırı kuvvetler, karıştırma, ekstraksiyon ve artan kütle transferi ile sonuçlanan fiziksel koşullar yaratır.

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

Literatür/Referanslar

• 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.