Teknoloġija ultrasonika tal-ipproċessar tal-ikel
Biż-żieda fid-domanda tal-konsumatur u l-issikkar tar-regolamenti dwar l-ikel u l-ambjent, it-teknoloġiji tradizzjonali tal-ipproċessar tal-ikel tilfu l-aħjar prestazzjoni tagħhom, u dan irriżulta f'teknoloġiji emerġenti superjuri. L-ultrasound hija teknoloġija ekoloġika mhux distruttiva mgħaġġla, b'diversi użi, emerġenti u promettenti applikata fl-industrija tal-ikel f'dawn l-aħħar snin. L-ultrasound jintuża f'diversi oqsma tat-teknoloġija tal-ikel, bħall-kristallizzazzjoni, l-iffriżar, l-ibbliċjar, it-tneħħija tal-gass, l-estrazzjoni, it-tnixxif, il-filtrazzjoni, l-emulsifikazzjoni, l-isterilizzazzjoni, it-tqattigħ, eċċ. Bħala għodda effettiva ta 'preservazzjoni, l-ultrasound intuża ħafna f'oqsma tal-ipproċessar tal-ikel bħal frott u ħxejjex, ċereali, għasel, ġellijiet, proteini, enżimi, inattivazzjoni mikrobika, teknoloġija taċ-ċereali, trattament tal-ilma, u teknoloġija tal-ħalib. . .
Introduzzjoni
Matul is-snin, id-domanda minima tal-industrija tal-ikel għall-ikel ipproċessat wasslet għal bidliet kbar fil-metodi tal-ipproċessar, minħabba li f'kundizzjonijiet kritiċi, xi teknoloġiji tal-ipproċessar inaqqsu l-livelli nutrittivi u l-bijodisponibbiltà tagħhom billi jinduċu bidliet fiżiċi u kimiċi, u b'hekk inaqqsu l-aċċettazzjoni sensorja Sess. Għalhekk, sabiex jinżammu l-proprjetajiet nutrittivi, mhux nutrittivi (attività bijoloġika) u sensorjali, l-industrija tal-ikel fasslet metodi ta' pproċessar ġentili aktar ġodda biex tissostitwixxi dawn it-teknoloġiji. Il-metodu ultrasoniku huwa wieħed mit-teknoloġiji li qed jiżviluppaw b'rata mgħaġġla mmirati lejn it-tnaqqis tal-ipproċessar, it-titjib tal-kwalità, u l-iżgurar tas-sikurezza tal-ikel. It-teknoloġija ultrasound, bħala qasam ewlieni tar-riċerka u l-iżvilupp fl-industrija tal-ikel, hija bbażata fuq mewġ mekkaniku bi frekwenza ogħla mil-limitu tas-smigħ tal-bniedem (> 16khz), li jista' jinqasam f'żewġ firxiet ta' frekwenzi: enerġija baxxa u enerġija għolja. Ultrasound b'enerġija baxxa (b'enerġija baxxa, b'intensità baxxa) huwa ogħla minn 100 kHz fi frekwenzi taħt 1 Wcm−2, u ultrasound b'enerġija għolja (qawwa għolja, intensità għolja) fi frekwenzi bejn 20 u 500 kHz Ogħla minn 1 Wcm−2.
Il-firxa rappreżentattiva ta' frekwenzi użati komunement fit-teknoloġija ultrasonika hija bejn 20 kHz u 60 kHz. Bħala teknika analitika, l-ultrasound ta' frekwenza għolja jintuża biex tinkiseb informazzjoni dwar il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-ikel bħall-aċidità, l-ebusija, il-kontenut taz-zokkor, u l-maturità. L-ultrasound ta' frekwenza baxxa jibdel il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-ikel billi jinduċi pressjoni, shear u differenza fit-temperatura fil-midjum li jinxef, u jipproduċi vacuoles, u b'hekk jinattiva l-mikroorganiżmi fl-ikel. It-trattament ultrasoniku huwa adattat għall-kontroll tal-kwalità tal-ħxejjex friski u l-frott qabel u wara l-ħsad, l-ipproċessar tal-ipproċessar tal-ġobon, iż-żejt kummerċjali li jittiekel, il-prodotti tal-ħobż u taċ-ċereali, l-ikel tax-xaħam bl-ingrossa u emulsifikat, il-ġellijiet tal-ikel, l-ikel bil-arja u l-ikel iffriżat. Applikazzjonijiet oħra jinkludu s-sejbien ta' adulterazzjoni tal-għasel u stat ta' aggregazzjoni, valutazzjoni tad-daqs u tat-tip ta' proteini. Il-firxa tal-frekwenza u l-ispettru tal-ultrasound ta 'frekwenza baxxa, kif ukoll ir-reżonanza manjetika nukleari (NMR), bħalissa huma l-aktar metodi ta' analiżi mhux distruttivi popolari, prattiċi u użati ħafna. Matul is-snin, ultrasound ta 'frekwenza baxxa ntuża b'suċċess biex jistudja l-proprjetajiet fiżikokimiċi u strutturali ta' ikel fluwidu.
Mekkaniżmu
L-applikazzjoni ta 'mewġ ultrasoniku f'sistemi likwidi tista' tikkawża kavità akustika, jiġifieri, il-ġenerazzjoni, it-tkabbir u l-ftuq eventwali ta 'bżieżaq. Meta l-mewġ ultrasoniku jinxtered, il-bżieżaq joxxillaw u jinfaqgħu, jipproduċu effetti termali, mekkaniċi u kimiċi. L-effetti mekkaniċi jinkludu l-pressjoni tal-kollass, it-turbulenza u l-istress shear, filwaqt li l-effetti kimiċi m'għandhom x'jaqsmu xejn mal-ġenerazzjoni ta' radikali ħielsa. Iż-żona ta' kavità tiġġenera temperatura estremament għolja (5000 K) u pressjoni (1000 atm). Skond il-frekwenza ta' l-ultrasound, il-pressjoni pożittiva u negattiva li talterna ġġenerata lokalment tista' tikkawża li l-materjal jespandi jew jikkompressa, li jwassal għal qsim taċ-ċelloli. L-ultrasound jista' jidrolizza l-ilma fil-bżieżaq oxxillanti biex jifforma radikali ħielsa mill-H+ u l-OH. Dawn ir-radikali ħielsa jistgħu jinqabdu f'ċerti reazzjonijiet kimiċi. Pereżempju, ir-radikali ħielsa jistgħu jkunu involuti fl-istabbilizzazzjoni strutturali, l-irbit tas-sottostrat jew il-funzjoni katalitika tal-enżimi. L-aċidu amminiku jitneħħa. Dan l- effett ta ' ksur ultrasoniku huwa mrażżan b' mod sinifikanti mill- likwidu omoġenju.
Il-bżieżaq iġġenerati matul it-trattament ultrasoniku jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji skont l-istruttura tagħhom:
Il-formazzjoni ta' sħaba kbira mhux lineari tal-bużżieqa b'daqs ta' ekwilibriju matul iċ-ċiklu tal-pressjoni tissejjaħ bużżieqa ta' kavità stabbli.
Bżieżaq instabbli, kollass mgħaġġel u diżintegrazzjoni f'bżieżaq iżgħar jissejħu bżieżaq interni (temporanji).
Dawn il-bżieżaq żgħar jinħallu malajr, iżda matul il-proċess tat-tiġbid tal-bużżieqa, is-saff tal-limitu tat-trasferiment tal-massa huwa irqaq u ż-żona tal-interface hija akbar miż-żona tal-interface meta tinfaqa 'l-bużżieqa. Dan ifisser li l-arja li tidħol fil-bużżieqa matul l-istadju tat-tiġbid hija akbar mill-arja li toħroġ matul l-istadju tal-fqigħ. Ħafna.
Applikazzjoni
Fil-preżent, it-teknoloġija ultrasound intużat ħafna fi kważi l-oqsma kollha bħat-trattament tal-ultrasound tal-iskannjar mediku, l-ipproċessar tal-minerali, in-nanoteknoloġija, it-teknoloġija tal-ikel u x-xorb, l-ittestjar mhux distruttiv, l-iwweldjar industrijali, it-tindif tal-wiċċ, il-purifikazzjoni ambjentali, eċċ., u ntużat ħafna fl-industrija tal-ikel. tħassib. L-ultrasound, bħala teknoloġija mhux sensittiva għas-sħana, jintuża ħafna f'ikel sensittiv għas-sħana minħabba li jżomm proprjetajiet sensorji, nutrittivi u funzjonali, filwaqt li jtejjeb il-ħajja fuq l-ixkaffa, is-sikurezza mikrobika, u jneħħi l-bijofilms batterjali. F'dawn l-aħħar ftit deċennji, l-applikazzjoni tal-ultrasound fl-ipproċessar u l-ittestjar ġiet ottimizzata, għalhekk l-applikazzjoni tal-ultrasound fl-emulsifikazzjoni, id-defoaming, id-dekontaminazzjoni, l-estrazzjoni, it-trattament tal-ilma mormi, l-estrużjoni u l-offerta tal-laħam ġiet kummerċjalizzata. Barra minn hekk, ir-radjazzjoni ultrasonika, sors ta 'enerġija ta' frekwenza baxxa, intużat ħafna biex ittejjeb il-proċessi ta 'trattament minn qabel, bħal degassing, kristallizzazzjoni, preċipitazzjoni, lissija, tindif, estrazzjoni, preparazzjoni ta' kampjun ta 'diġestjoni, u tibdil tal-proprjetajiet funzjonali tal-proteini tal-ikel u l-proprjetajiet strutturali tal-prodotti tax-xaħam (Kristallizzazzjoni akustika) u tippromwovi l-estrazzjoni ta' ingredjenti bijoloġikament attivi. L-effetti tajbin tal-ultrasound fl-ipproċessar tal-ikel jinkludu t-titjib tal-preservazzjoni tal-ikel, l-assistenza għat-trattament tas-sħana, it-titjib tat-trasferiment tal-massa, u t-tibdil tal-istruttura u l-analiżi tal-ikel. Bl-iżvilupp modern ta 'elettronika ultrasonika / disinn transducer, sistemi ġodda ta' spezzjoni bbażati fuq ultrasoniku u sistemi ta 'spezzjoni assistiti ultrasoniċi jkomplu jiżviluppaw, u t-teknoloġija ultrasonika ġiet żviluppata ħafna wkoll.
