Teknoloġija tal-Ipproċessar tal-Ikel ultrasoniku

Teknoloġija tal-ipproċessar tal-ikel ultrasoniku

applikazzjoni

Biż-żieda fid-domanda tal-konsumatur u l-issikkar tar-regolamenti tal-ikel u ambjentali, it-teknoloġiji tradizzjonali tal-ipproċessar tal-ikel tilfu l-aħjar prestazzjoni tagħhom, u rriżultaw f'teknoloġiji emerġenti superjuri. L-ultrasoniku huwa teknoloġija ħadra mhux distruttiva mgħaġġla, b'ħafna għanijiet, emerġenti u promettenti applikata fl-industrija tal-ikel f'dawn l-aħħar snin. L-ultrasound jintuża f'diversi oqsma tat-teknoloġija tal-ikel, bħal kristallizzazzjoni, iffriżar, ibbliċjar, tneħħija tal-gass, estrazzjoni, tnixxif, filtrazzjoni, emulsifikazzjoni, sterilizzazzjoni, qtugħ, eċċ. Bħala għodda effettiva ta 'preservazzjoni, l-ultrasound intuża ħafna f'oqsma tal-ipproċessar tal-ikel bħal bħala frott u ħaxix, ċereali, għasel, ġellijiet, proteini, enżimi, inattivazzjoni mikrobjali, teknoloġija taċ-ċereali, trattament ta 'ilma, u teknoloġija tal-ħalib.

Introduzzjoni

Matul is-snin, id-domanda minima tal-industrija tal-ikel għal ikel ipproċessat wasslet għal bidliet kbar fil-metodi tal-ipproċessar, minħabba li taħt kundizzjonijiet kritiċi, xi teknoloġiji tal-ipproċessar inaqqsu l-livelli nutrittivi u l-bijodisponibilità tagħhom billi jinduċu bidliet fiżiċi u kimiċi, u b’hekk inaqqsu l-aċċettazzjoni sensorja Sess. Għalhekk, sabiex jinżammu proprjetajiet nutrittivi, mhux nutrittivi (attività bijoloġika) u sensorji, l-industrija tal-ikel iddisinjat metodi ta ’pproċessar ġentili ġodda biex jissostitwixxu dawn it-teknoloġiji. Il-metodu ultrasoniku huwa wieħed mit-teknoloġiji li jiżviluppaw malajr immirati biex inaqqsu l-ipproċessar, itejbu l-kwalità, u jiżguraw is-sigurtà tal-ikel. It-teknoloġija tal-ultrasound, bħala qasam ewlieni ta 'riċerka u żvilupp fl-industrija tal-ikel, hija bbażata fuq mewġ mekkaniku bi frekwenza ogħla mil-limitu ta' smigħ uman (GG gt; 16khz), li jista 'jinqasam f'żewġ firxiet ta' frekwenza: enerġija baxxa u enerġija għolja. Ultrasound ta 'enerġija baxxa (enerġija baxxa, intensità baxxa) huwa ogħla minn 100 kHz fi frekwenzi taħt 1 Wcm − 2, u ultrasound ta' enerġija għolja (qawwa għolja, intensità għolja) fi frekwenzi bejn 20 u 500 kHz Ogħla minn 1 Wcm − 2.

Il-firxa rappreżentattiva tal-frekwenzi komunement użati 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 ta' l-ikel billi jinduċi pressjoni, shear u differenza fit-temperatura fil-mezz li jinfirex, u jipproduċi vacuoles, u b'hekk jattiva l-mikroorganiżmi fl-ikel. Trattament ultrasoniku huwa adattat għall-kontroll tal-kwalità ta 'ħaxix u frott frisk qabel u wara l-ħsad, l-ipproċessar ta' proċessar ta 'ġobon, żejt li jittiekel kummerċjali, prodotti tal-ħobż u taċ-ċereali, ikel bl-ingrossa u xaħam emulsifikat, ġellijiet tal-ikel, ikel bil-gass u ikel iffriżat. Applikazzjonijiet oħra jinkludu l-iskoperta ta 'adulterazzjoni ta' għasel u status ta 'aggregazzjoni, daqs u stima tat-tip ta' proteina. Il-firxa tal-frekwenza u l-ispettru tal-ultrasound bi frekwenza baxxa, kif ukoll tar-reżonanza manjetika nukleari (NMR), bħalissa huma l-aktar metodi ta 'analiżi mhux distruttivi popolari, prattiċi u użati ħafna. Matul is-snin, l-ultrasound bi frekwenza baxxa intuża b'suċċess biex jistudja l-proprjetajiet fiżikokimiċi u strutturali ta 'ikel fluwidu.

Mekkaniżmu

L-applikazzjoni ta 'mewġ ultrasoniku f'sistemi likwidi tista' tikkawża kavitazzjoni akustika, jiġifieri, il-ġenerazzjoni, it-tkabbir u eventwali ksur ta 'bżieżaq. Meta l-mewġ ultrasoniku jinfirex, il-bżieżaq joxxillaw u jinfaqgħu, u jipproduċu effetti termali, mekkaniċi u kimiċi. L-effetti mekkaniċi jinkludu l-pressjoni tal-kollass, it-turbulenza u l-istress tal-shear, filwaqt li l-effetti kimiċi m'għandhom x'jaqsmu xejn mal-ġenerazzjoni ta 'radikali ħielsa. Iż-żona tal-kavitazzjoni tiġġenera temperatura għolja ħafna (5000 K) u pressjoni (1000 atm). Skont il-frekwenza tal-ultrasound, il-pressjoni alternattiva pożittiva u negattiva ġġenerata lokalment tista 'tikkawża li l-materjal jespandi jew jikkompressa, u jwassal għal ksur taċ-ċellula. L-ultrasound jista 'jidrolizza l-ilma fil-bżieżaq oxxillanti biex jifforma radikali ħielsa minn H + u OH. Dawn ir-radikali ħielsa jistgħu jinqabdu f'ċerti reazzjonijiet kimiċi. Pereżempju, radikali ħielsa jistgħu jkunu involuti fi stabbilizzazzjoni strutturali, twaħħil ta 'sottostrat jew funzjoni katalitika ta' enżimi. L-aċidu amminiku jitneħħa. Dan l-effett ta 'tkissir ultrasoniku huwa mrażżan b'mod sinifikanti mil-likwidu omoġenju.

Il-bżieżaq iġġenerati waqt it-trattament ultrasoniku jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji skond l-istruttura tagħhom:

Il-formazzjoni ta 'sħab bużżieqa kbira mhux lineari b'daqs ta' ekwilibriju matul iċ-ċiklu tal-pressjoni tissejjaħ bużżieqa stabbli tal-kavitazzjoni.

Kollass instabbli u mgħaġġel u diżintegrazzjoni fi bżieżaq iżgħar jissejħu bżieżaq interni (temporanji) tal-kavitazzjoni.

Dawn il-bżieżaq żgħar jinħallu malajr, iżda matul il-proċess ta 'tiġbid tal-bżieżaq, is-saff tal-konfini tat-trasferiment tal-massa huwa irqaq u l-erja tal-interface hija akbar mill-erja tal-interface meta tinfaqa' l-bużżieqa. Dan ifisser li l-arja li tidħol fil-bużżieqa waqt l-istadju tat-tiġbid hija akbar mill-arja li toħroġ matul l-istadju tat-tifqigħ.