Anwendung der Ultraschalltechnologie niedriger Intensität im Lebensmittelbereich

Anwendung der Ultraschalltechnologie niedriger Intensität im Lebensmittelbereich

Die qualitative Messung der im Lebensmittelbereich eingesetzten Ultraschalltechnologie geringer Intensität begann in den 1940er Jahren, doch diese Technologie hat erst in jüngster Zeit die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen. Die Anwendung der Ultraschallanalyse- und Messtechnik in der Lebensmittelindustrie basiert hauptsächlich auf mehreren charakteristischen Hauptparametern (Schallgeschwindigkeit, Dämpfungskoeffizient und Schallimpedanz) messbarer Ultraschallwellen, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Lebensmittelsystemen (wie Zusammensetzung, Textur und Rheologie) widerspiegeln können. Physikalische Eigenschaften). Diese Beziehung kann auf zwei Arten hergestellt werden. Eine besteht darin, eine modifizierte Kurve zu erstellen, indem die gemessenen charakteristischen Ultraschallparameter und die physikalischen Parameter des Lebensmittels ermittelt werden, und die andere Möglichkeit besteht darin, das Auftreten der Ultraschallwelle durch das Medium theoretisch zu beschreiben. Eine qualitative Veränderung in der Natur des Nahrungsmittelsystems.

1.Bestimmen Sie die Dicke des Mediums

Ultraschallgeräte können die Dicke des Mediums genau bestimmen. Im Vergleich zu anderen Technologien erfolgt die Ultraschallmessung der Dicke des Mediums so lange, wie sich das Instrument in der Nähe eines Endes der zu prüfenden Probe befindet. Wenn es daher schwierig ist, die Dicke der Probe mit herkömmlichen Techniken zu messen, ist es praktisch, Ultraschall zur Messung der Dicke zu verwenden. Diese Technik wurde zur Bestimmung der Dicke des Schokoladenüberzugs in der Süßigkeit, der Dicke des Fleisches, der Dicke der Flüssigkeitsschicht in der Dose und der Dicke der Eierschale verwendet.

2.Erkennung von Fremdkörpern in Lebensmitteln

Bei der Lebensmittelverarbeitung fallen häufig Fremdstoffe wie Metallspäne, Glassplitter und Holzspäne an. Herkömmliche optische Inspektionstechniken können nicht auf optisch nicht transparente Systeme angewendet werden. In diesem Fall ist die Ultraschallerkennungstechnologie sehr schnell und bequem. Das Messprinzip besteht darin, dass beim Einbringen eines Ultraschallimpulses in die Probe der Impuls von allen Oberflächen des Mediums, auf die er trifft, zurückreflektiert wird. Aufgrund des offensichtlichen Unterschieds zwischen der Verunreinigung und der Schallimpedanz der Produktkomponente unterscheiden sich auch die Ultraschalleigenschaften erheblich, sodass die Verunreinigung erkannt werden kann. herauskommen.

3.Bestimmung der Durchflussmenge

In vielen Lebensmittelverarbeitungsbetrieben ist es wichtig, die Durchflussrate der Lebensmittelmaterialien zu kontrollieren. Forscher haben eine Reihe von Durchflussmessern zur Messung des Durchflusses von Lebensmittelmaterialien durch Rohre entwickelt, beispielsweise Durchflussmesser. Der Messbereich von Ultraschall-Durchflussmessern reicht von wenigen Millimetern pro Sekunde bis zu mehreren zehn Metern. Diese Ultraschall-Durchflussmesser messen im Allgemeinen die durchschnittliche Durchflussrate des Materials. Kürzlich entwickelte, anspruchsvollere Durchflussmesser können verwendet werden, um die Querschnittszustandsparameter des Flüssigkeitsflusses durch das Rohr qualitativ zu bestimmen. Viele Ultraschall-Durchflussmesser dienen der genauen Bestimmung der Durchflussrate verschiedener Komponenten in einer Flüssigkeit und sind nicht auf die Bestimmung der Durchflussrate einer einzelnen Flüssigkeit beschränkt.

4.Bestimmung der Lebensmittelzusammensetzung

Das Prinzip der Ultraschalltechnologie zur Messung der Lebensmittelzusammensetzung ist der Unterschied in den Ultraschalleigenschaften verschiedener Komponenten, wie z. B. Schallgeschwindigkeit, Dämpfungskoeffizient und Schallimpedanz. Je größer der Unterschied, desto einfacher lässt sich die Zusammensetzung des Lebensmittels erkennen. Diese Technologie wurde erfolgreich zur Messung der Zuckerkonzentration in verschiedenen Säften und Getränken eingesetzt.

5.Bestimmung der Partikelgröße der dispergierten Phase

Die Größe der dispergierten Phasenpartikel hat einen erheblichen Einfluss auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Dispersionen wie Emulgierung, Suspension und Schaum und beeinflusst die Stabilität, das Aussehen und das Mundgefühl des Systems. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode kann die Ultraschallwelle die Vorbehandlung der Probenvorbereitung überflüssig machen und den Online-Erkennungsvorgang bei der Messung der Partikelgröße der dispergierten Phase realisieren und ist auch für die Erkennung des nicht transparenten Systems geeignet.

Das Prinzip der Ultraschallmessung der Größe der dispergierten Phasenpartikel besteht darin, dass die Streuung auftritt, wenn die Ultraschallwelle auf das System trifft. Der Streueffekt hängt von der Konzentration und Größe der Partikel ab. Die Schallgeschwindigkeit und der Dämpfungskoeffizient der Ultraschallwelle können durch den Streugrad ausgedrückt werden. Daher können Daten über die Partikelgröße der dispergierten Phase durch Messung der Schallgeschwindigkeit und des Dämpfungskoeffizienten erhalten werden. Tatsächlich können die Größe und Konzentration der Partikel in der Emulsion und der Suspension durch Messung der Frequenz bestimmt werden, und die Verteilung der Partikelgröße kann durch Messung des Dämpfungskoeffizienten gemessen werden. Diese Technik wurde verwendet, um die Größe von Partikeln im Lebensmittelsystem wie Mayonnaise und Margarine zu bestimmen.

6.die Erkennung der Emulsionsschichtung

Da die Dichte des Öls im Allgemeinen geringer ist als die Dichte des Wassers, führt dies dazu, dass die Tröpfchen der Öl-in-Wasser-Emulsion auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmen und sich schichten, während die Tröpfchen im Wasser-in-Öl-System dagegen durch Niederschlag zu einer Schichtung der Flüssigkeit führen. Die Anwendung der Ultraschalltechnologie zur Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit oder des Dämpfungskoeffizienten von Schallwellen im System kann wichtige Referenzdaten für die Bestimmung der Stabilität des Produktsystems liefern. Mit den entsprechenden mathematischen Gleichungen lassen sich die Ultraschallparameter in die physikalischen und chemischen Eigenschaften des gewünschten Detektionssystems, wie etwa Partikelkonzentration und -größe, umrechnen und so das Auftreten von Schaumbildung und Ausfällung in komplexen Lebensmittelsystemen effektiv überwachen. Mit dieser Technik wurde die Stabilität von Milchemulsionen, Säften, Margarinen, Bierschäumen und Salatcremes untersucht.

7. Überwachung des Phasenübergangs

Phasenübergänge treten hauptsächlich auf, weil Lebensmittel Zutaten enthalten, die schmelzen oder kristallisieren, wie etwa Zucker, Öl und Feuchtigkeit. Da sich die Ultraschalleigenschaften des Schmelz- oder Kristallisationsprozesses erheblich ändern, kann der Phasenübergang mithilfe der Ultraschalltechnologie überwacht werden.

Die Ultraschallgeschwindigkeit des Feststoffs ist deutlich größer als die der Flüssigkeit, sodass die Geschwindigkeit der Ultraschallwellen deutlich zunimmt, wenn die Komponenten in der Probe kristallisieren. Die Geschwindigkeit der Ultraschallwelle wird beim Schmelzen deutlich reduziert. In praktischen Anwendungen wird häufig durch Messung der Wellengeschwindigkeit festgestellt, ob eine Phasentrennung von Mayonnaise oder Margarine auftritt.

8, Ultraschall-Entwicklungstechnologie

Diese Technik wird häufiger in der Medizin eingesetzt und dient auch zur Untersuchung der inneren Struktur einiger Materialien, die heute in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. In der ausländischen Literatur gibt es viele Literaturstellen und Anwendungen, die Tiere klassifizieren. Die Ultraschallentwicklungstechnologie kann auch zur Erkennung der Schichtung von Emulsionen und Suspensionen, zur Erkennung des Vorhandenseins von Verunreinigungen und zur Bestimmung des Kristallisationsgrads in Lebensmitteln eingesetzt werden. Darüber hinaus werden die Kosten für Instrumente zur Ultraschallentwicklungstechnologie schrittweise gesenkt und es wird erwartet, dass sie in der Lebensmittelindustrie weiter eingesetzt werden.