초음파 식품 가공 기술

초음파 식품 가공 기술

소비자 수요의 증가와 식품 및 환경 규제강화로 전통적인 식품 가공 기술은 최고의 성과를 잃어 내고 우수한 신흥 기술을 만들었습니다. 초음파는 최근 식품 산업에 적용되는 빠르고 다목적적이며 유망한 녹색 비파괴 기술입니다. 초음파는 결정화, 동결, 표백, 탈가스, 추출, 건조, 여과, 유화, 살균, 절단 등과 같은 다양한 식품 기술 분야에서 사용됩니다. 효과적인 보존 도구로서, 초음파는 과일과 채소, 시리얼, 꿀, 젤, 단백질, 효소, 미생물 불활성화, 시리얼 기술, 수처리 및 우유 기술과 같은 식품 가공 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. . .

소개

수년에 걸쳐 식품 산업의 가공 식품 에 대한 최소한의 수요는 중요한 조건에서 일부 가공 기술이 물리적 및 화학적 변화를 유도하여 영양 수준과 생체 이용률을 감소시켜 감각 수용성을 감소시키기 때문에 가공 방법의 주요 변화를 초래했습니다. 따라서 영양, 비영양(생물학적 활성) 및 감각 적 특성을 유지하기 위해 식품 산업은 이러한 기술을 대체할 새로운 부드러운 가공 방법을 설계했습니다. 초음파 방법은 처리를 줄이고 품질을 개선하며 식품 안전을 보장하기위한 빠른 개발 기술 중 하나입니다. 식품 산업의 연구 개발의 핵심 분야인 초음파 기술은 인간의 청력(> 16khz)보다 빈도가 높은 기계적 파를 기반으로 하며, 이는 저에너지 및 고에너지의 두 주파수 범위로 나눌 수 있습니다. 저에너지(저전력, 저강도) 초음파는 1Wcm-2 이하의 주파수에서 100kHz 이상이며, 20~500kHz의 주파수에서 1Wcm-2 이상의 고에너지(고출력, 고강도) 초음파가 있습니다.

초음파 기술에 일반적으로 사용되는 주파수의 대표적인 범위는 20 kHz와 60 kHz 사이입니다. 분석 기술로서 고주파 초음파는 산도, 경도, 설탕 함량 및 성숙도와 같은 식품의 물리적 및 화학적 특성에 대한 정보를 얻기 위해 사용됩니다. 저주파 초음파는 전파하는 매체의 압력, 전단 및 온도 차이를 유도하여 식품의 물리적 및 화학적 특성을 변화시키고, 이를 통해 식품내 미생물을 활성화시다. 초음파 처리는 수확 전후신선한 채소와 과일의 품질 관리, 치즈 가공, 상업용 식용 유, 빵 및 시리얼 제품, 대량 및 유화 지방 식품, 식품 젤, 기름진 식품 및 냉동 식품의 품질 관리에 적합합니다. 그밖 응용 은 꿀 간음 및 집계 상태, 크기 및 단백질 유형 평가의 검출을 포함한다. 저주파 초음파의 주파수 범위 와 스펙트럼뿐만 아니라 핵 자기 공명 (NMR), 현재 가장 인기있는, 실용적이고 널리 사용되는 비 파괴 분석 방법. 수년에 걸쳐, 저주파 초음파는 유체 식품의 물리 화학 및 구조적 특성을 연구하는 데 성공적으로 사용되었습니다.

기구

액체 시스템에 초음파의 응용 프로그램은 음향 캐비테이션, 즉, 생성, 성장 및 거품의 궁극적 인 파열을 일으킬 수 있습니다. 초음파가 전파되면 기포가 진동하고 파열되어 열, 기계적 및 화학적 효과를 생성합니다. 기계적 효과는 붕괴 압력을 포함, 난류와 전단 스트레스, 화학 효과는 자유 라디칼의 생성과는 아무 상관이없는 동안. 캐비테이션 영역은 매우 높은 온도(5000K) 및 압력(1000 atm)을 생성합니다. 초음파의 주파수에 따라, 현지에서 발생하는 양압과 음압의 교대로 물질이 팽창하거나 압축되어 세포 파열로 이어질 수 있습니다. 초음파는 진동 기포의 물을 가수분해하여 H+ 및 OH-free 라디칼을 형성할 수 있습니다. 이러한 자유 래 디 칼 특정 화학 반응에서 캡처 될 수 있습니다. 예를 들어, 자유 래 디 칼 효소의 구조적 안정화, 기판 결합 또는 촉매 기능에 관여 할 수 있습니다. 아미노산이 지워집니다. 이 초음파 파괴 효과는 균일 한 액체에 의해 크게 억제됩니다.

초음파 처리 도중 생성된 기포는 그들의 구조에 따라 2개의 범주로 나눌 수 있습니다:

압력 주기 동안 평형 크기의 대형 비선형 버블 구름을 형성하여 안정적인 캐비테이션 버블이라고 합니다.

불안정하고, 급속히 붕괴되고, 더 작은 기포로 분해하는 것을 내부(일시적인) 캐비테이션 기포라고 합니다.

이러한 작은 기포는 빠르게 용해되지만, 버블 스트레칭 과정에서 질량 이송 경계 층이 얇고 거품이 터질 때 인터페이스 영역보다 더 큽니다. 이는 스트레칭 스테이지 에서 거품에 들어가는 공기가 파열 단계에서 흐르는 공기보다 크다는 것을 의미합니다. 많은.

신청

현재 초음파 기술은 의료용 스캐닝 초음파 처리, 광물 처리, 나노 기술, 식음료 기술, 비파괴 테스트, 산업 용접, 표면 청소, 환경 정화 등 거의 모든 분야에서 널리 사용되고 있으며 식품 산업에서 크게 사용되고 있습니다. 우려. 초음파는 열에 민감한 기술로 서식감, 영양 및 기능성을 유지하면서 유통 기한, 미생물 안전 성 및 세균 성 생물막을 제거하기 때문에 열에 민감한 식품에 널리 사용됩니다. 지난 수십 년 동안 초음파의 처리 및 테스트 적용이 최적화되었기 때문에 유화, 탈포화, 오염 제거, 추출, 폐수 처리, 압출 및 육류 입찰에서 초음파의 적용이 상용화되었습니다. 또한, 저주파 에너지원인 초음파 방사선은 탈가스, 결정화, 침출, 청소, 추출, 소화 샘플 준비, 식품 단백질의 기능적 특성 변화 및 지방 제품의 구조적 특성 변화(음향 결정화) 및 생물학적 활성 성분의 추출촉진 과 같은 전처리 공정을 향상시키는 데 널리 사용되어 왔다. 식품 가공에서 초음파의 좋은 효과는 식품 의 보존을 향상, 열 처리를 지원, 대량 전송을 개선하고, 식품의 구조와 분석을 변경하는 것을 포함한다. 초음파 전자 /트랜스듀서 디자인의 현대적인 개발과 함께, 새로운 초음파 기반 의 검사 시스템과 초음파 보조 검사 시스템은 개발을 계속하고, 초음파 기술도 크게 개발되었다.