Ультразвукова технологія, застосована до молочної промисловості
За останні кілька десятиліть збільшились альтернативні методи вдосконалення традиційної переробки їжі. Крім того, розробка нових молочних продуктів набуває дедалі більшого значення через збільшення попиту споживачів на смачні, корисні та мінімально оброблені продукти. Ультразвукова обробка або ультразвукова обробка є перспективною альтернативною технологією у харчовій промисловості, оскільки вона може покращити технічні та функціональні характеристики молока та молочних продуктів.
Застосування ультразвуку для звичайної переробки молочних продуктів може забезпечити значні переваги для молочної галузі, такі як можлива економія витрат та поліпшення продуктивності продукції. Методи обробки в багатьох молочних продуктах мають перевагу над традиційними методами термічної обробки в останні роки. Ультразвук генерує фізичні сили, такі як акустичні струми, акустичне випромінювання, зсув, мікрострумені та ударні хвилі.
Принцип роботи
Ультразвук високої інтенсивності розпізнається як звукові хвилі, що виходять за межі людського слуху. Діапазон частот ультразвуку становить 20 кГц-10 МГц. Взаємодія між ультразвуковими хвилями, рідиною та розчиненим газом спричинить&"; кавітація GG"; коли ультразвукові хвилі проходять через рідке середовище.
Під дією ультразвукових хвиль велика кількість бульбашок, розчинених у рідині, буде зливатися внаслідок випрямлення та дифузії. Бульбашки будуть продовжувати рости, а збільшені бульбашки коливаються і відчувають коливання під дією ультразвукових хвиль. Коли бульбашки досягнуть діапазону резонансних розмірів, який залежить від ультразвукової частоти, вони розширяться до максимуму і сильно лопаються. Це бурхливе явище може спричинити умови високої температури та тиску до 10 000 К. Це явище називається" миттєва кавітація" ;. Миттєва кавітація може завершити рідинну емульгування та стерилізацію.
Ультразвукова емульгування
Завдяки вдосконаленому характеру ультразвукової технології, ультразвукова технологія може бути використана як чудовий вибір для отримання менших розмірів крапель, вузького розподілу за розміром, етикетки з можливістю використовувати найменший вміст емульгатора, підвищеної стійкості емульсії, простоти експлуатації та очищення до низького енергоспоживання виробнича собівартість низька. Тому низькочастотний та потужний ультразвук широко застосовується для отримання стабільних емульсій. Ударна хвиля, породжена пухирцем, руйнується поблизу двох непересічних меж фази. Легко розчинна рідина призводить до ефективного змішування двох рідин.
Процес ультразвукової емульгування розділений на два етапи. Перший крок включає вибух крапель дисперсної фази в безперервну фазу, що призводить до утворення менших крапель із використанням турбулентності, викликаної механічними коливаннями. Цей другий крок полягає у ініціації злиття крапель-крапель через збудження на межі розділу. У процесі кінцевої емульгування за розміром крапель розподіл, отриманий завдяки конкуренції між емульгаторами, є двома протилежними процесами.
Ультразвукова стерилізація
Молоко забезпечує ідеальне середовище для росту мікроорганізмів, тому якість мікроорганізмів дуже важлива для молока та молочних продуктів. Термічна обробка - це найпоширеніша практика, що застосовується для контролю росту мікробів у молочній галузі. Однак різні фізико-хімічні, харчові та сенсорні властивості змінилися, і завдяки цьому шукали альтернативні методи. У цьому випадку обробку ультразвуком можна стерилізувати, зберігаючи в найбільшій мірі колір, смак та живлення молочних продуктів.
Антибактеріальний ефект та бактерицидний ефект, викликаний акустичною кавітацією, виробляється внутрішньоклітинною кавітацією, яка руйнує структуру та функціональне поєднання бактерій і, нарешті, завершує інактивацію мікроорганізмів. Крім того, коливання тиску та температури ультразвукової обробки можуть пошкодити клітинні стінки. Утворення вільних радикалів та мікрофлюїдів руйнує та розріджує клітинні мембрани та руйнує мікроорганізми.
Підсумовувати
Порівняно з іншими новітніми технологіями, привабливість ультразвуку як технології обробки вважається безпечною. За останні десять років ця технологія швидко перетворилася на щадний нетермічний інструмент обробки, який може замінити чи допомогти багатьом звичайним програмам переробки молочних продуктів, таким як інактивація мікроорганізмів та ферментів, гомогенізація та емульгування, емульгування, кристалізація та поліпшення функціональних можливостей. в молочній системі.
