Tecnología ultrasónica aplicada a la industria láctea
En las últimas décadas, los métodos alternativos para mejorar el procesamiento tradicional de alimentos han aumentado. Además, el desarrollo de nuevos productos lácteos se ha vuelto cada vez más importante debido a la creciente demanda de los consumidores de productos deliciosos, saludables y mínimamente procesados. El procesamiento ultrasónico o procesamiento ultrasónico es una tecnología alternativa prometedora en la industria alimentaria porque tiene el potencial de mejorar las características técnicas y funcionales de la leche y los productos lácteos.
La aplicación del ultrasonido al procesamiento de productos lácteos convencional tiene el potencial de proporcionar beneficios significativos a la industria láctea, como posibles ahorros de costos y un mejor rendimiento del producto. Los métodos de procesamiento en muchas aplicaciones lácteas tienen prioridad sobre los métodos tradicionales de procesamiento térmico en los últimos años. El ultrasonido genera fuerzas físicas, como corrientes acústicas, radiación acústica, cizalladura, micro-chorros y ondas de choque.
Principio de funcionamiento
El ultrasonido de alta intensidad se reconoce como ondas sonoras más allá del rango de la audición humana. El rango de frecuencia del ultrasonido es de 20 kHz-10 MHz. La interacción entre las ondas ultrasónicas, el líquido y el gas disuelto causará "cavitación" cuando las ondas ultrasónicas pasen a través del medio líquido.
Bajo la acción de las ondas ultrasónicas, un gran número de burbujas disueltas en el líquido se fusionarán debido a la rectificación y difusión. Las burbujas continuarán creciendo, y las burbujas ampliadas oscilan y experimentan fluctuaciones bajo la acción de ondas ultrasónicas. Cuando las burbujas alcanzan el rango de tamaño de resonancia, que depende de la frecuencia ultrasónica, se expandirán al máximo y estallarán violentamente. Este fenómeno violento puede producir condiciones de alta temperatura y presión de hasta 10.000 K. Este fenómeno se denomina "cavitación instantánea". La cavitación instantánea puede completar las actividades de emulsificación y esterilización de líquidos.
Emulsificación ultrasónica
Debido a la naturaleza avanzada de la tecnología ultrasónica, la tecnología ultrasónica se puede utilizar como una excelente opción para producir tamaños de gotas más pequeños, distribución de tamaño estrecho, una etiqueta con la capacidad de usar el contenido de emulsionante más pequeño, mayor estabilidad de la emulsión, fácil operación y limpieza- Debido al bajo consumo de energía, el costo de producción es bajo. Por lo tanto, el ultrasonido de baja frecuencia y alta potencia se ha utilizado ampliamente para producir emulsiones estables. La onda expansiva generada por la burbuja colapsa cerca de los dos límites de fase disjuntas. El líquido fácilmente soluble resulta en la mezcla efectiva de los dos líquidos.
El proceso de emulsificación ultrasónica se divide en dos pasos. El primer paso consiste en explotar las gotitas de fase dispersas en la fase continua, lo que resulta en la formación de gotas más pequeñas utilizando turbulencias causadas por vibraciones mecánicas. Este segundo paso es iniciar la fusión gota-gota a través de la excitación en la interfaz. En el proceso de emulsificación final de tamaño de gota, la distribución obtenida debido a la competencia entre emulsionantes es de dos procesos opuestos.
Esterilización ultrasónica
La leche proporciona un ambiente ideal para el crecimiento de microorganismos, por lo que la calidad de los microorganismos es muy importante para la leche y los productos lácteos. El tratamiento térmico es la práctica más común utilizada para controlar el crecimiento microbiano en la industria láctea. Sin embargo, varias propiedades físicas y químicas, nutricionales y sensoriales han cambiado, y debido a esto, se han buscado métodos alternativos. En este caso, la sonicación se puede esterilizar preservando el color, el sabor y la nutrición de los productos lácteos en la mayor medida.
El efecto antibacteriano y el efecto bactericida producido por la cavitación acústica se producen por cavitación intracelular, que destruye la combinación de estructura y función de las bacterias, y finalmente completa la inactivación de microorganismos. Además, las fluctuaciones de presión y temperatura del tratamiento ultrasónico pueden dañar las paredes celulares. La formación de radicales libres y microfluídica destruyen y diluyen las membranas celulares y destruyen los microorganismos.
sumar
En comparación con otras tecnologías emergentes, el atractivo del ultrasonido como tecnología de procesamiento se ha considerado seguro. En los últimos diez años, esta tecnología se ha convertido rápidamente en una herramienta de procesamiento no térmico suave que puede reemplazar o ayudar a muchas aplicaciones convencionales de procesamiento de productos lácteos, como la inactivación de microorganismos y enzimas, homogeneización y emulsificación, emulsificación, cristalización y mejoras funcionales en el sistema lácteo.
