Molekulyar oshxona va boshqa pazandalik ilovalari

Prinsiplar bo'yicha qisqacha qo'llanma

Mark Gaston tomonidan

• Ushbu qo'llanmaning aksariyat mazmuni osongina mavjud bo'lgan ma'lumotlardan iborat, biroq u ba'zida foydalanilgan atamalar bilan tanish bo'lmasangiz, o'qishni har doim ham oson bo'lmaydigan tarzda yozilgan.
• Quyida, sonotrode, amplituda va boshqalar kabi sonikatsiyaning muhim shartlari va ularning oshxona ilovalariga ta'siri tushuntiriladi.
• Quyidagi qo'llanma ultratovushli gomogenizatordan foydalanishni kamroq ilmiy va oshpazlik bilan bog'liq tarzda tushuntirishga harakat qiladi.

Ultratovush to'lqinlari va ularning oziq-ovqatga qo'llanilishi

Texnika sifatida ultratovushli gomogenizator ko'p yillar davomida turli xil shakllarda mavjud bo'lib kelgan, ammo faqat kichikroq oshpazlik ilovalariga o'z yo'lini topmoqda. Gomogenizatorda elektr quvvatini metall uchi yoki sonotrodning yuqori chastotali tebranishlariga aylantira oladigan va boshqara oladigan murakkab elektronika mavjud.
Sonotrod asosan eshitiladigan diapazondan yuqori chastotada yuqoriga va pastga harakat qiladi (masalan, soniyada 26000 marta yoki 26 KHz). UP200Ht). Sonotrodning yuqoriga va pastga siljiydigan miqdori amplituda deb ataladi va odatda 9 dan 240 mkm gacha sozlanishi mumkin (o'rtacha inson sochlari ma'lumot uchun taxminan 100 mkm qalinlikda). Oddiy so'zlar bilan aytganda, sonotrode suyuqlikda yuqoriga va pastga harakatlanadigan piston kabi harakat qiladi.
Sonotrod suyuqlikka botganda yuqoriga va pastga harakat qilganda, sonotrod atrofidagi suyuqlik ichida yuqori va past bosimli joylarni hosil qiladi, bu o'z navbatida kavitatsiya deb nomlanuvchi hodisani yaratadi. Oshxonada biz bosimni pasaytirish (masalan, kamera muhrida) suyuqliklarni pastroq haroratda qaynatishini va bosimni oshirish (masalan, bosimli pishirgich) suyuqliklarni yuqori haroratda qaynatishini ko'ramiz.
Sonotrodning uchida tez o'zgaruvchan bosim pulsatsiyalari suyuqlik ichidagi pufakchalarning shakllanishiga va keyin tez qulashiga olib keladi. Bularning barchasi daqiqali miqyosda sodir bo'ladi, lekin suyuqlikning tezligi, harorati va bosimi tufayli suyuqlik ichida katta kuchlarni hosil qiladi. kavitatsiya. Aynan shu ulkan kuchlar oshxonada bizning foydamizga aylantirilishi mumkin lazzatlarni ekstraktsiya qilish tomonidan parchalanadigan hujayralar yoki zarrachalarning parchalanishi.

Biroq, ushbu uskunadan foydalanishdagi qiyinchiliklardan biri bu quvvatni oziq-ovqat mahsulotlarini yaxshilaydigan tarzda ishlatish va nazorat qilishdir.
Sotib olingan ultratovushli gomogenizator modeli UP200Ht foydalanuvchi uchun mavjud bo'lgan maksimal quvvatni belgilaydi va gomogenizatorning o'zi dasturga mos ravishda ishlashini sozlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan bir qator o'zgaruvchilarga ega. Ushbu qo'llanmaning maqsadi uchun foydalanilgan model a edi 200 vatt birlik.

Sonotrode hajmi

ning o'lchami sonotrode o'rnatilganligi jihozning quvvatni qanday etkazib berishiga katta ta'sir ko'rsatadi.
Oddiy so'zlar bilan aytganda, sonotrodning sirt maydoni qanchalik katta bo'lsa, uni istalgan amplituda haydash uchun ko'proq quvvat talab qilinadi. Suyuqlikning yopishqoqligi, shuningdek, ma'lum bir amplituda sonotrodni haydash uchun zarur bo'lgan quvvatga katta ta'sir ko'rsatadi.
Sonotrodni piston yoki piston sifatida tasavvur qiling, agar piston suv kabi yupqa suyuqlik idishida juda tez yuqoriga va pastga harakatlansa, buni o'rtacha tezlikda ham qilish nisbatan oson, ammo idishni qalin sous bilan to'ldiring va xuddi shunday bo'lmaydi, yopishqoqlikning oshishi tufayli pistonni suyuqlikda tez yuqoriga va pastga siljitish uchun ko'proq quvvat talab qilinadi. Piston yoki pistonning hajmini oshiring va uni suyuqlikda yuqoriga va pastga siljitish uchun ham ko'proq harakat talab etiladi.
Xuddi shu narsa sonotrode uchun ham amal qiladi. Katta sonotrod o'rnatilgan bo'lsa, suyuqlik past viskoziteli suyuqlikka qaraganda yuqori yopishqoqlikka ega bo'lsa, ma'lum bir tebranish amplitudasini ishlab chiqarish uchun qurilma ko'proq ishlashi kerak.

Har qanday berilgan quvvat sozlamalarida a kichikroq sonotrode tufayli uning sirt maydoni katta bosim tebranishlari hosil qiladi va yuqoriroq kavitatsiya kattaroq sonotrodega qaraganda uchida intensivlik (kuch kichikroq sonotrode sirt maydoniga qaratilganligi sababli).
Kattaroq sonotrodni bir xil amplitudada haydashning iloji bo'lmasligi mumkin, chunki buning uchun ko'proq quvvat talab qilinadi, ehtimol, haddan tashqari yuk tufayli qurilma yopilishi mumkin. Bunday holda sonotrodning o'lchamini kamaytirish yoki undan yuqori quvvat blokini olish kerak.
Kirish ultratovush intensivligi (har qanday quvvat sozlamasida) sirt maydoni (kattaroq sonotrodlar) ortishi bilan kamayadi, bu erda ultratovush quvvatining intensivligi sirt maydonining kamayishi bilan ortib boradi yoki boshqacha qilib aytganda, kichikroq sonotrod kichik maydonga juda ko'p ultratovush quvvatini qo'yadi, bu erda kattaroq sonotrode kuchni kattaroq maydonga tarqatadi.

Gomogenizatordan foydalanilganda, namunada bajarilgan ishlarning umumiy yig'indisi hisoblanadi quvvat kiritish gomogenizatorning hajmi namuna va Vaqt fosh qilinadi. Qayta tiklanadigan natijalarga erishish uchun biz uchta parametrni hisobga olishimiz kerak. Qurilmani ikki daqiqa davomida suyuqlik bilan to'ldirilgan kichik idishga solib qo'yishni kutmang va bir vaqtning o'zida bir litr suyuqlikda bir xil natijaga erishing! Shuni ham yodda tutingki, kichik namuna o'lchamlari va yuqori quvvatli kirishlar bilan Harorat namunasi tez ko'tariladi. Haroratga sezgir bo'lgan namunalar uchun gomogenizator tomonidan issiqlik sifatida kiritilgan energiyaning tarqalishiga imkon beruvchi pastroq quvvat sozlamalarini uzoq vaqt davomida ishlatish yaxshiroqdir.
Namunaning haddan tashqari qizib ketishi siz qo'lga kiritmoqchi bo'lgan ba'zi xushbo'y hidlarning tizimdan qochishiga olib kelishi mumkin.
Ba'zi moylardan foydalanganda ko'rinib turganidek, yuqori quvvatli kirishlar namunaning degradatsiyasiga olib kelishi mumkin. Gomogenizatorning uchidagi yuqori energiya manbalari ta'sirida yog'lar parchalanishi mumkin, natijada juda yoqimsiz ta'm paydo bo'ladi, buni faqat elektr yonish ta'mi deb ta'riflash mumkin!
Haroratga sezgir materiallar uchun namunani sovutish natijalarni yaxshilaydi, masalan, muz hammomidan foydalanish yoki namunaga ozgina quruq muz qo'shilishi. Kamroq quvvat manbalaridan uzoqroq vaqt davomida foydalanish tizimga chiqarilgan energiyani tarqatishga yordam beradi, chunki qurilmani impuls rejimida ishlatganda, bu ultratovushning har bir portlashi o'rtasida biroz sovutish imkonini beradi.
Gomogenizatorning elektronikasi doirasida foydalanuvchi qurilmani ikkita asosiy boshqaruv rejimida boshqarishni tanlashi mumkin.

Amplituda nazorati

Ushbu rejimda foydalanuvchi sonotrod uchun zarur bo'lgan maksimal amplitudaning% ni tanlaydi. Keyinchalik elektronika sonotrodni shu amplitudada boshqarishga harakat qiladi va sonotroda kerakli amplitudani saqlab qolish uchun qurilmaning kirish quvvatini moslashtiradi. Agar sonotrode sirt maydoni ushbu amplituda qurilmaning mavjud quvvati bilan haydash uchun juda katta bo'lsa, amplituda belgilangan qiymatga etib bormaydi va agar ortiqcha yuk holatiga erishilsa, yopilishi mumkin.

Kirish quvvatini boshqarish

Ushbu rejimda foydalanuvchi talab qilinadigan quvvatni vattlarda o'rnatadi va elektronika foydalanuvchi sozlamalariga kirish quvvatini tartibga solish uchun tebranishlar amplitudasini o'rnatadi. Ushbu rejim suyuqlikka o'tkaziladigan quvvatni tartibga solish imkonini beradi va shuning uchun suyuqlikda hosil bo'ladigan issiqlik yanada sezgir namunalarga zarar etkazmaslik uchun cheklangan.

puls rejimi

Ikki ish rejimiga qo'shimcha ravishda, elektronni yoqish va o'chirish uchun impuls rejimi mavjud sikllar, uning vaqti foydalanuvchi tomonidan vaqtning 10% yoqilgan va 90% dan 90% gacha va 10% oʻchirilgan holda oʻrnatiladi. Bu pulsatsiya qiluvchi ta'sir ko'rsatadi va namunaga kirishning umumiy quvvatini cheklash va namuna ichida yaxshi qo'zg'atishni yaratish uchun ham foydalidir, chunki elektron har bir ish aylanishi davomida barqarorlashadi.

Umumiy maslahatlar va fokuslar

Gomogenizatorni lazzatlarni infuzion qilish uchun ishlatganda, qattiq moddalar bir hil holga keltirilgunga qadar hajmi kamaytirilsa, yaxshi natijalarga erishiladi, bu ta'sir qiladigan sirt maydonini oshiradi. sonotrode. Xuddi shu printsip gomogenizatordan foydalanganda ham qo'llaniladi zarrachalar hajmini kamaytirish. Gomogenizatorni silliqlash mashinasi emas, balki nozik pardozlash vositasi sifatida tasavvur qiling! Zarrachalar o'lchamlarini kamaytirishda ishning ko'p qismi sonotrode hosil bo'lgan kuchlarni tezlashtirgan zarralarning yuqori tezlikdagi to'qnashuvi bilan amalga oshiriladi. Agar zarrachalarni kamaytirishning bir qismi sonikatsiyadan oldin amalga oshirilsa, ancha yaxshi natijalarga erishiladi. Katta hajmdagi zarrachalar hajmini kamaytirishdan boshlash, kattaroq sirt maydoni sonikatsiyaga duchor bo'lishini va kichikroq zarralar suyuqlikda tezroq tezlashishini anglatadi, natijada zarrachalarni yanada parchalash uchun kuch bilan yuqori to'qnashuvlar sodir bo'ladi. Gomogenizator tomonidan kamroq ish qilish kerak bo'ladi, bu esa haroratni yaxshiroq nazorat qilish imkonini beradi.
Gomogenizator juda mahalliy darajada ishlaganligi sababli, sonotrod atrofidagi hajm yangilanishini ta'minlash va namunaning to'liq sonikatsiyasini ta'minlash uchun bir necha yuz millilitr yoki undan ko'proq kattaroq namunalar bilan foydalanilganda foydalidir. Bu, ayniqsa, ko'proq narsalarga to'g'ri keladi yopishqoq namunalar. Yaxshi magnit aralashtirgich bunga erishishning foydali usuli hisoblanadi. Ajitasyon, shuningdek, sonotrod atrofidagi suyuqlik hajmini haddan tashqari qizib ketmasligini ta'minlashga yordam beradi. Muz hammomidan yoki namunadagi quruq muz bo'laklaridan foydalanish sonifikatsiya orqali olingan energiyani olib tashlashga yordam beradi. Yuqorida aytib o'tilganidek, agar material haroratga sezgir bo'lsa, ko'proq vaqt oralig'ida pastroq quvvat sozlamalaridan foydalaning yoki namunada hosil bo'ladigan haroratlarni cheklash uchun impuls rejimidan foydalaning, bu esa namunani tovush impulslari orasida sovutish imkonini beradi.

---

---

Adabiyot

• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.

Bilishga arziydigan faktlar

Ultrasonik to'qimalarni gomogenizatorlari ko'pincha zond sonikatori / sonifikatori, sonik lizer, ultratovushni buzuvchi, ultratovushli maydalagich, sono-ruptor, sonifikator, tovush dismembrator, hujayra buzuvchi, ultratovush dispersator, emulsifikator yoki erituvchi deb ataladi. Turli xil atamalar sonication orqali bajarilishi mumkin bo'lgan turli xil ilovalardan kelib chiqadi.