Application de la technologie ultrasonique de faible intensité dans le domaine alimentaire

Application de la technologie ultrasonique de faible intensité dans le domaine alimentaire

La mesure qualitative de la technologie ultrasonique de faible intensité utilisée dans le domaine alimentaire a débuté dans les années 1940, mais cette technologie n’a attiré l’attention des chercheurs que récemment. L'application de la technologie d'analyse et de mesure par ultrasons dans l'industrie alimentaire repose principalement sur plusieurs paramètres caractéristiques principaux (vitesse du son, coefficient d'atténuation et impédance du son) des ondes ultrasonores mesurables, qui peuvent refléter les propriétés physiques et chimiques des systèmes alimentaires (telles que la composition, la texture et la rhéologie). Propriétés physiques). Cette relation peut être établie de deux manières. L'une consiste à établir une courbe modifiée en établissant les paramètres caractéristiques ultrasonores mesurés et les paramètres physiques de l'aliment, et l'autre consiste à décrire théoriquement l'apparition de l'onde ultrasonore à travers le milieu. Un changement qualitatif dans la nature du système alimentaire.

1. Déterminer l'épaisseur du support

L'équipement à ultrasons peut déterminer avec précision l'épaisseur du support. Par rapport à d'autres technologies, la mesure par ultrasons de l'épaisseur du milieu s'effectue tant que l'instrument est proche d'une extrémité de l'échantillon à tester. Par conséquent, lorsqu’il est difficile de mesurer l’épaisseur de l’échantillon à l’aide de techniques conventionnelles, il est pratique d’utiliser des ultrasons pour mesurer l’épaisseur. Cette technique a été utilisée pour déterminer l'épaisseur de l'enrobage de chocolat dans le bonbon, l'épaisseur de la viande, l'épaisseur de la couche liquide dans la boîte et l'épaisseur de la coquille d'œuf.

2. Détection de corps étrangers dans les aliments

Dans le processus de transformation des aliments, il y a souvent des matières étrangères telles que des copeaux de métal, des fragments de verre et des copeaux de bois. Les techniques d’inspection optique traditionnelles ne peuvent pas être appliquées aux systèmes optiques non transparents. Dans ce cas, la technologie de détection par ultrasons est très rapide et pratique. Le principe de mesure est que lorsqu’une impulsion ultrasonore est introduite dans l’échantillon, l’impulsion sera réfléchie par toutes les surfaces du milieu rencontrées. En raison de la différence évidente entre l'impureté et l'impédance sonore du composant du produit, les propriétés ultrasoniques sont également significativement différentes, de sorte que l'impureté peut être détectée. sortir.

3. Détermination du débit

Dans de nombreuses opérations de transformation des aliments, il est important de contrôler le débit des matières alimentaires. Les chercheurs ont développé une série de débitmètres pour mesurer le débit de matières alimentaires dans les tuyaux, tels que des débitmètres. La plage de mesure des débitmètres à ultrasons va de quelques millimètres par seconde à des dizaines de mètres. Ces débitmètres à ultrasons mesurent généralement le débit moyen du matériau. Des débitmètres plus sophistiqués récemment développés peuvent être utilisés pour déterminer qualitativement les paramètres d’état transversal de l’écoulement du fluide à travers le tuyau. De nombreux débitmètres à ultrasons sont utilisés pour déterminer avec précision le débit de différents composants dans un fluide plutôt que de se limiter à déterminer le débit d'un seul fluide.

4. Détermination de la composition des aliments

Le principe de la technologie ultrasonique pour mesurer la composition des aliments réside dans la différence des propriétés ultrasoniques des différents composants, telles que la vitesse du son, le coefficient d'atténuation et l'impédance sonore. Plus la différence est grande, plus il est facile d’identifier la composition de l’aliment. Cette technologie a été utilisée avec succès pour mesurer la concentration de sucre dans divers jus et boissons.

5. Détermination de la granulométrie de la phase dispersée

La taille des particules de la phase dispersée a un effet significatif sur les propriétés physicochimiques des dispersions telles que l'émulsification, la suspension et la mousse, affectant la stabilité, l'apparence et la sensation en bouche du système. Par rapport à la méthode traditionnelle, l'onde ultrasonore peut éliminer le prétraitement de la préparation de l'échantillon et réaliser l'opération de détection en ligne lors de la mesure de la taille des particules de la phase dispersée, et convient également à la détection du système non transparent.

Le principe de la mesure ultrasonore de la taille des particules de phase dispersée est que la diffusion se produit lorsque l'onde ultrasonore arrive sur le système. L'effet de diffusion dépend de la concentration et de la taille des particules. La vitesse du son et le coefficient d'atténuation de l'onde ultrasonore peuvent être exprimés par le degré de diffusion. Par conséquent, des données sur la taille des particules de la phase dispersée peuvent être obtenues en mesurant la vitesse du son et le coefficient d'atténuation. En effet, la taille et la concentration des particules dans l'émulsion et la suspension peuvent être déterminées en mesurant la fréquence, et la répartition de la taille des particules peut être mesurée en mesurant le coefficient d'atténuation. Cette technique a été utilisée pour déterminer la taille des particules du système alimentaire telles que la mayonnaise et la margarine.

6.la détection de la stratification de l'émulsion

Étant donné que la densité du pétrole est généralement inférieure à la densité de l’eau, les gouttelettes de l’émulsion huile dans l’eau flottent et se stratifient à la surface du liquide, tandis que les gouttelettes du système eau dans l’huile, en revanche, provoquent la stratification du liquide en raison des précipitations. L'application de la technologie ultrasonique pour déterminer la vitesse de propagation ou le coefficient d'atténuation des ondes sonores dans le système peut fournir des données de référence importantes pour la détermination de la stabilité du système de produits. Les équations mathématiques appropriées peuvent être utilisées pour convertir les paramètres ultrasonores en propriétés physiques et chimiques du système de détection souhaité, telles que la concentration et la taille des particules, surveillant ainsi efficacement l'apparition de mousse et de précipitations dans les systèmes alimentaires complexes. Cette technique a été utilisée pour étudier la stabilité des émulsions de lait, des jus, des margarines, des mousses de bière et des crèmes à salade.

7. Surveillance de transition de phase

Les transitions de phase se produisent principalement parce que les aliments contiennent des ingrédients qui fondent ou cristallisent, tels que le sucre, l'huile et l'humidité. Étant donné que les propriétés ultrasoniques du système de processus de fusion ou de cristallisation changent de manière significative, la transition de phase peut être surveillée à l'aide de la technologie ultrasonique.

La vitesse ultrasonore du solide est nettement supérieure à celle du liquide, de sorte que la vitesse des ondes ultrasonores augmente considérablement à mesure que les composants de l’échantillon cristallisent. La vitesse de l'onde ultrasonore est considérablement réduite lors de la fusion. Dans les applications pratiques, elle est souvent déterminée en mesurant la vitesse des vagues pour déterminer si une séparation de phase de la mayonnaise ou de la margarine se produit.

8, technologie de développement ultrasonique

Cette technique est plus couramment utilisée en médecine et permet également d’étudier la structure interne de certains matériaux, aujourd’hui utilisés dans l’industrie alimentaire. Il existe de nombreuses littératures et applications dans la littérature étrangère qui classent les animaux. La technologie de développement par ultrasons peut également être utilisée pour détecter la stratification des émulsions et des suspensions, pour détecter la présence d'impuretés et pour déterminer le degré de cristallisation qui se produit dans les aliments. De plus, le coût des instruments technologiques de développement par ultrasons diminue progressivement et devrait être davantage utilisé dans l’industrie alimentaire.