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Pulizia ad ultrasuoni per industria alimentare
Negli ultimi anni le proprietà degli ultrasuoni hanno suscitato un crescente interesse nell'industria alimentare, poiché l'induzione di reazioni fisiche e chimiche può portare un vantaggio strategico nelle diverse fasi di lavorazione degli alimenti. Gli ultrasuoni sono stati applicati alle tecnologie alimentari per i loro effetti meccanici e/o chimici nei processi di omogeneizzazione, miscelazione, estrazione, filtrazione, cristallizzazione, disidratazione, fermentazione e degasaggio attraverso le loro azioni antischiuma, riduzione delle dimensioni delle particelle, modifiche temporanee o permanenti della viscosità, modulazione della crescita delle cellule vive, distruzione cellulare e dispersione di aggregati, inattivazione di microrganismi ed enzimi e sterilizzazione delle attrezzature.
Questa forma di energia, offrendo numerosi vantaggi, è stata utilizzata per migliorare le caratteristiche qualitative di alimenti di alta qualità e per garantire la sicurezza di un'ampia varietà di alimenti, riducendo al minimo gli effetti negativi sulle caratteristiche sensoriali degli alimenti. Inoltre, la natura non distruttiva di questa tecnologia offre numerose opportunità per l'analisi della composizione degli alimenti.
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Come tutte le altre tecnologie di elaborazione all'avanguardia, gli ultrasuoni ad alta potenza non sono una tecnologia standard e pertanto devono essere studiati e sviluppati per ogni tipo di applicazione. A seconda della frequenza utilizzata e dell'ampiezza dell'onda sonora applicata, è possibile sfruttare numerosi effetti fisici, chimici e biochimici per diverse applicazioni.L'applicazione di ultrasuoni ad alta energia/intensità migliora la qualità degli alimenti trasformati e produce caratteristiche simili a quelle del prodotto fresco (colore, consistenza, sapore e sostanze nutritive).
Nell'industria alimentare, gli ultrasuoni vengono utilizzati per controllare i processi di produzione, valutare le caratteristiche degli alimenti, rilevare difetti, monitorare la maturazione della frutta, migliorare la resa e la velocità di estrazione dei componenti degli alimenti e valutarne lo stato di conservazione. Gli ultrasuoni sono stati utilizzati per migliorare le tradizionali operazioni di lavorazione degli alimenti, riducendo il fabbisogno energetico e chimico e offrendo così un'opzione più ecologica. Nella lavorazione degli alimenti, le applicazioni degli ultrasuoni rientrano in due categorie: la sostituzione delle tecnologie tradizionali e il supporto delle tecnologie tradizionali. In quest'ultimo caso, l'uso degli ultrasuoni per migliorare vari processi alimentari, come l'estrazione, il congelamento, lo scongelamento, la salamoia, l'ossidazione, la filtrazione e l'essiccazione/disidratazione, aumenta l'efficienza della lavorazione e migliora gli svantaggi delle tecnologie tradizionali utilizzate durante la lavorazione.
Di seguito sono riportate alcune delle caratteristiche degli ultrasuoni nei diversi processi:
Attrezzature per la pulizia ad ultrasuoni per l'industria alimentare
Questa forma di energia, offrendo numerosi vantaggi, è stata utilizzata per migliorare le caratteristiche qualitative di alimenti di alta qualità e per garantire la sicurezza di un'ampia varietà di alimenti, riducendo al minimo gli effetti negativi sulle caratteristiche sensoriali degli alimenti. Inoltre, la natura non distruttiva di questa tecnologia offre numerose opportunità per l'analisi della composizione degli alimenti.
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Come tutte le altre tecnologie di elaborazione all'avanguardia, gli ultrasuoni ad alta potenza non sono una tecnologia standard e pertanto devono essere studiati e sviluppati per ogni tipo di applicazione. A seconda della frequenza utilizzata e dell'ampiezza dell'onda sonora applicata, è possibile sfruttare numerosi effetti fisici, chimici e biochimici per diverse applicazioni.L'applicazione di ultrasuoni ad alta energia/intensità migliora la qualità degli alimenti trasformati e produce caratteristiche simili a quelle del prodotto fresco (colore, consistenza, sapore e sostanze nutritive).
Nell'industria alimentare, gli ultrasuoni vengono utilizzati per controllare i processi di produzione, valutare le caratteristiche degli alimenti, rilevare difetti, monitorare la maturazione della frutta, migliorare la resa e la velocità di estrazione dei componenti degli alimenti e valutarne lo stato di conservazione. Gli ultrasuoni sono stati utilizzati per migliorare le tradizionali operazioni di lavorazione degli alimenti, riducendo il fabbisogno energetico e chimico e offrendo così un'opzione più ecologica. Nella lavorazione degli alimenti, le applicazioni degli ultrasuoni rientrano in due categorie: la sostituzione delle tecnologie tradizionali e il supporto delle tecnologie tradizionali. In quest'ultimo caso, l'uso degli ultrasuoni per migliorare vari processi alimentari, come l'estrazione, il congelamento, lo scongelamento, la salamoia, l'ossidazione, la filtrazione e l'essiccazione/disidratazione, aumenta l'efficienza della lavorazione e migliora gli svantaggi delle tecnologie tradizionali utilizzate durante la lavorazione.
Applicazioni della pulizia ad ultrasuoni nell'industria alimentare
- Antischiuma per linea di riempimento
- Pulizia delle teglie da forno
- Pulizia delle piastre di cottura
- Disinfezione degli utensili da taglio
- Pulizia e disinfezione dei ganci
- Sgrassaggio delle parti
- Decalcificazione
- Pulizia delle padelle e delle padelle per friggere
- Pulizia della stufa
- Pulizia dei filtri della cappa aspirante
Di seguito sono riportate alcune delle caratteristiche degli ultrasuoni nei diversi processi:
Caratteristiche - Pulizia degli ultrasuoni
Nel settore alimentare vengono continuamente introdotte nuove tecnologie e un miglioramento costante dei processi esistenti, con l'obiettivo di migliorare l'efficienza produttiva, garantire maggiore sicurezza e qualità e ridurre i costi energetici. Le tecnologie di trasformazione alimentare rappresentano quindi un settore in continuo sviluppo. L’evoluzione dei gusti dei consumatori e la necessità di offrire prodotti sempre più sicuri e di qualità superiore richiedono una ricerca innovativa e in continua evoluzione.L’introduzione di nuove tecnologie può infatti portare ad una riduzione dei tempi di lavorazione e ad un miglioramento nella gestione delle condizioni di lavorazione. Questi aspetti sono strettamente legati all’ottenimento di prodotti di elevata qualità che preservino al massimo le caratteristiche naturali del prodotto.
Un altro aspetto molto importante da tenere in considerazione è la riduzione del fabbisogno energetico dei processi, al fine di limitare i costi sia ambientali che economici. Gli ultrasuoni sono stati applicati a prodotti a base di carne, verdura e frutta, prodotti a base di cereali, alimenti aerati, miele, gel alimentari, proteine alimentari ed enzimi alimentari per l'inattivazione microbica, il congelamento, l'essiccazione e l'estrazione, con risultati sorprendenti.
Cristallizzazione
Gli ultrasuoni ad alta intensità influenzano il processo di cristallizzazione avviando la nucleazione e controllando lo sviluppo e la formazione di piccoli cristalli.Il congelamento assistito da ultrasuoni riduce il tempo necessario per la formazione dei cristalli e garantisce una maggiore omogeneità, riducendo i danni cellulari e preservando l'integrità del prodotto.Applicando gli ultrasuoni in modalità batch, ovvero tramite sonicazione, il processo di cristallizzazione dello zucchero viene controllato facilitando la formazione di numerosi nuclei da una soluzione di zucchero, e i nuclei vengono potenziati dalla formazione di cristalli ben definiti.Questo processo di cristallizzazione fisica avviene senza l'introduzione di sostanze estranee.La sonicazione viene utilizzata durante il congelamento per migliorare, ad esempio, la qualità del gelato. Cristalli di ghiaccio con dimensioni e distribuzione uniformi contribuiscono in modo importante alla qualità del prodotto; la nucleazione è il fattore più importante che controlla la formazione e la distribuzione dei cristalli durante il congelamento.
Emulsione
Le emulsioni e le dispersioni contengono spesso tensioattivi per aumentarne la stabilità. I tensioattivi inibiscono l'agglomerazione del materiale disperso nella fase liquida. Infatti, i tensioattivi formano uno strato attorno a ciascuna particella. Tuttavia, gli stessi tensioattivi possono incapsulare bolle di gas sospese nella fase liquida, che vengono sostanzialmente stabilizzate. In questo modo, il tensioattivo viene consumato, la qualità dell'emulsione o della dispersione viene ridotta e vengono generate letture errate delle dimensioni delle particelle. I liquidi vengono semplicemente degassati tramite sonicazione per ridurre il problema delle bolle di gas stabilizzate, riducendone il numero e favorendo l'emulsione. L'implosione di una bolla di cavitazione lungo l'interfaccia tra due liquidi immiscibili genera un'emulsione altamente stabile, anche a bassa energia.Nel settore alimentare, le onde ultrasoniche a bassa frequenza e alta energia vengono utilizzate specificamente anche per generare emulsioni, maionese, succhi di frutta, ketchup e latte omogeneizzato.
Estrazione
Gli effetti meccanici facilitano una maggiore penetrazione del solvente nelle cellule, migliorando l'effetto di trasferimento e di cavitazione, che provoca la rottura delle pareti cellulari e il rilascio del loro contenuto nel mezzo. Pertanto, con questa tecnologia si ottengono rese più elevate in tempi più rapidi e con temperature di lavorazione più basse. Inoltre, diverse applicazioni hanno dimostrato che l'estrazione assistita da ultrasuoni rappresenta un'alternativa ecologicamente ed economicamente valida alle tecniche convenzionali per alimenti e prodotti naturali.
Azione antischiuma
L'antischiuma e l'antischiuma dei liquidi sono interessanti applicazioni degli ultrasuoni. Gli ultrasuoni, infatti, costringono le piccole bolle sospese nel liquido a salire in superficie e a rilasciare nell'ambiente il gas intrappolato, riducendo così il livello di gas disciolto al di sotto del livello del liquido. Il trattamento ad ultrasuoni viene quindi utilizzato per ottenere bevande gassate senza schiuma, negli impianti di fermentazione o in altri processi in cui la schiuma peggiora la qualità dei prodotti.
Fermentazione
Ad alta intensità, gli ultrasuoni distruggono le cellule e/o denaturano gli enzimi. A bassa intensità, migliora il trasferimento di massa dei reagenti e dei prodotti attraverso l'interfaccia o attraverso la parete cellulare. In questi processi gli ultrasuoni sono stati utilizzati per monitorare l'avanzamento della fermentazione o per influenzarne la progressione. Inoltre, è stato utilizzato anche per eliminare microrganismi che potrebbero altrimenti ostacolare il processo.
Pastorizzazione
La combinazione degli ultrasuoni con il trattamento termico è efficace a basse temperature e di conseguenza migliora la qualità del prodotto. La pastorizzazione a ultrasuoni a 50 ◦C ha il potenziale di preservare la qualità di molti prodotti alimentari in termini di proprietà fisico-chimiche, colore e sapore rispetto alle tecniche di pastorizzazione convenzionali che comportano temperature molto più elevate e costi energetici più elevati.
Filtrazione
L'energia vibrazionale generata dagli ultrasuoni consente alle particelle di rimanere in sospensione e di continuare a muoversi, lasciando libere le superfici del filtro e facilitando il passaggio del solvente nei pori.
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