Ультразвуковая технология в молочной промышленности
За последние несколько десятилетий увеличилось количество альтернативных методов улучшения традиционной обработки пищевых продуктов. Кроме того, разработка новых молочных продуктов приобретает все большее значение из-за растущего потребительского спроса на вкусные, полезные и минимально обработанные продукты. Ультразвуковая обработка или ультразвуковая обработка является многообещающей альтернативной технологией в пищевой промышленности, поскольку она может улучшить технические и функциональные характеристики молока и молочных продуктов.
Применение ультразвука в традиционной переработке молочных продуктов может принести значительные выгоды для молочной промышленности, такие как возможная экономия средств и улучшение характеристик продукта. В последние годы методы обработки во многих молочных продуктах имеют приоритет над традиционными методами термической обработки. Ультразвук генерирует физические силы, такие как акустические токи, акустическое излучение, сдвиг, микроструи и ударные волны.
Принцип работы
Ультразвук высокой интенсивности распознается как звуковые волны за пределами диапазона человеческого слуха. Частотный диапазон ультразвука 20 кГц-10 МГц. Взаимодействие между ультразвуковыми волнами, жидкостью и растворенным газом вызовет" кавитацию" когда ультразвуковые волны проходят через жидкую среду.
Под действием ультразвуковых волн большое количество растворенных в жидкости пузырьков сольется за счет выпрямления и диффузии. Пузырьки будут продолжать расти, а увеличенные пузырьки колеблются и колеблются под действием ультразвуковых волн. Когда пузырьки достигают диапазона резонансных размеров, который зависит от ультразвуковой частоты, они расширяются до максимума и сильно лопаются. Это сильное явление может привести к высокой температуре и давлению до 10 000 К. Это явление называется" мгновенная кавитация" ;. Мгновенная кавитация может завершить операции по эмульгированию и стерилизации жидкости.
Ультразвуковое эмульгирование
Благодаря передовому характеру ультразвуковой технологии, ультразвуковая технология может использоваться как отличный выбор для получения капель меньшего размера, узкого распределения по размерам, этикетки с возможностью использования наименьшего содержания эмульгатора, повышенной стабильности эмульсии, простоты эксплуатации и очистки. к низкому потреблению энергии, себестоимость производства невысока. Поэтому низкочастотный и мощный ультразвук широко используется для получения стабильных эмульсий. Ударная волна, создаваемая пузырьком, схлопывается около двух непересекающихся фазовых границ. Легко растворимая жидкость приводит к эффективному смешиванию двух жидкостей.
Процесс ультразвукового эмульгирования делится на два этапа. Первый этап включает в себя взрыв капель дисперсной фазы в непрерывную фазу, в результате чего образуются более мелкие капли с использованием турбулентности, вызванной механическими колебаниями. Этот второй шаг должен инициировать слияние капля-капля посредством возбуждения на границе раздела. В процессе эмульгирования конечного размера капель распределение, полученное в результате конкуренции между эмульгаторами, представляет собой два противоположных процесса.
Ультразвуковая стерилизация
Молоко обеспечивает идеальную среду для роста микроорганизмов, поэтому качество микроорганизмов очень важно для молока и молочных продуктов. Термическая обработка является наиболее распространенной практикой, используемой для контроля роста микробов в молочной промышленности. Однако изменились различные физические и химические, пищевые и сенсорные свойства, и поэтому были предприняты поиски альтернативных методов. В этом случае обработка ультразвуком может быть стерилизована, максимально сохранив цвет, вкус и питательность молочных продуктов.
Антибактериальный эффект и бактерицидный эффект, создаваемый акустической кавитацией, вызван внутриклеточной кавитацией, которая разрушает структуру и функциональную комбинацию бактерий и, наконец, завершает инактивацию микроорганизмов. Кроме того, колебания давления и температуры при ультразвуковой обработке могут повредить клеточные стенки. Образование свободных радикалов и микрофлюидов разрушает и разжижает клеточные мембраны и уничтожает микроорганизмы.
Подвести итог
По сравнению с другими развивающимися технологиями, ультразвук как технология обработки данных был признан более безопасным. За последние десять лет эта технология быстро превратилась в щадящий инструмент нетермической обработки, который может заменить или помочь во многих традиционных процессах переработки молока, таких как инактивация микроорганизмов и ферментов, гомогенизация и эмульгирование, эмульгирование, кристаллизация и функциональные улучшения. в молочной системе.
