Applicazione della tecnologia ad ultrasuoni a bassa intensità in campo alimentare

Applicazione della tecnologia ad ultrasuoni a bassa intensità in campo alimentare

La misurazione qualitativa della tecnologia ad ultrasuoni a bassa intensità utilizzata in campo alimentare è iniziata negli anni ’40, ma solo di recente questa tecnologia ha attirato l’attenzione dei ricercatori. L'applicazione della tecnologia di analisi e misurazione a ultrasuoni nell'industria alimentare si basa principalmente su diversi parametri caratteristici principali (velocità del suono, coefficiente di attenuazione e impedenza sonora) delle onde ultrasoniche misurabili, che possono riflettere le proprietà fisiche e chimiche dei sistemi alimentari (come composizione, struttura e reologia). Proprietà fisiche). Questa relazione può essere stabilita in due modi. Uno è quello di stabilire una curva modificata stabilendo i parametri caratteristici degli ultrasuoni misurati e i parametri fisici del cibo, e l'altro modo è descrivere teoricamente il verificarsi dell'onda ultrasonica attraverso il mezzo. Un cambiamento qualitativo nella natura del sistema alimentare.

1.Determinare lo spessore del supporto

Le apparecchiature ad ultrasuoni possono determinare con precisione lo spessore del mezzo. Rispetto ad altre tecnologie, la misurazione ad ultrasuoni dello spessore del mezzo avviene finché lo strumento è vicino a un'estremità del campione da testare. Pertanto, quando è difficile misurare lo spessore del campione utilizzando tecniche convenzionali, è conveniente utilizzare gli ultrasuoni per misurare lo spessore. Questa tecnica è stata utilizzata per determinare lo spessore del rivestimento di cioccolato nelle caramelle, lo spessore della carne, lo spessore dello strato liquido nella lattina e lo spessore del guscio d'uovo.

2.Rilevamento di corpi estranei negli alimenti

Nel processo di lavorazione degli alimenti sono spesso presenti materiali estranei come trucioli di metallo, frammenti di vetro e trucioli di legno. Le tradizionali tecniche di ispezione ottica non possono essere applicate a sistemi ottici non trasparenti. In questo caso, la tecnologia di rilevamento ad ultrasuoni è molto veloce e conveniente. Il principio di misurazione è che quando un impulso ultrasonico viene introdotto nel campione, l'impulso verrà riflesso da tutte le superfici del mezzo incontrato. A causa dell'ovvia differenza tra l'impurità e l'impedenza sonora del componente del prodotto, anche le proprietà ultrasoniche sono significativamente diverse, quindi è possibile rilevare l'impurità. uscire.

3.Determinazione della portata

In molte operazioni di lavorazione alimentare, è importante controllare la portata dei materiali alimentari. I ricercatori hanno sviluppato una serie di flussometri per misurare il flusso di materiali alimentari attraverso tubi, come i flussometri. Il campo di misura dei misuratori di portata ad ultrasuoni va da pochi millimetri al secondo a decine di metri. Questi misuratori di portata ad ultrasuoni misurano generalmente la portata media del materiale. Misuratori di portata più sofisticati sviluppati di recente possono essere utilizzati per determinare qualitativamente i parametri di stato della sezione trasversale del flusso di fluido attraverso il tubo. Molti misuratori di portata a ultrasuoni vengono utilizzati per determinare con precisione la portata di diversi componenti in un fluido anziché limitarsi a determinare la portata di un singolo fluido.

4.Determinazione della composizione degli alimenti

Il principio della tecnologia a ultrasuoni per misurare la composizione degli alimenti è la differenza nelle proprietà ultrasoniche dei diversi componenti, come la velocità del suono, il coefficiente di attenuazione e l'impedenza del suono. Maggiore è la differenza, più facile sarà individuare la composizione dell'alimento. Questa tecnologia è stata utilizzata con successo per misurare la concentrazione di zucchero in vari succhi e bevande.

5.Determinazione della dimensione delle particelle della fase dispersa

La dimensione delle particelle della fase dispersa ha un effetto significativo sulle proprietà fisico-chimiche delle dispersioni come emulsione, sospensione e schiuma, influenzando la stabilità, l'aspetto e la sensazione in bocca del sistema. Rispetto al metodo tradizionale, l'onda ultrasonica può eliminare il pretrattamento della preparazione del campione e realizzare l'operazione di rilevamento in linea quando si misura la dimensione delle particelle della fase dispersa ed è adatta anche per il rilevamento del sistema non trasparente.

Il principio della misurazione ultrasonica della dimensione delle particelle della fase disperse è che la diffusione avviene quando l'onda ultrasonica incide sul sistema. L'effetto di diffusione dipende dalla concentrazione e dalla dimensione delle particelle. La velocità del suono e il coefficiente di attenuazione dell'onda ultrasonica possono essere espressi dal grado di diffusione. Pertanto, i dati sulla dimensione delle particelle della fase dispersa possono essere ottenuti misurando la velocità del suono e il coefficiente di attenuazione. Infatti, la dimensione e la concentrazione delle particelle nell'emulsione e nella sospensione possono essere determinate misurando la frequenza, e la distribuzione della dimensione delle particelle può essere misurata misurando il coefficiente di attenuazione. Questa tecnica è stata utilizzata per determinare la dimensione delle particelle del sistema alimentare come maionese e margarina.

6.rilevamento della stratificazione dell'emulsione

Poiché la densità dell'olio è generalmente inferiore alla densità dell'acqua, le goccioline nell'emulsione olio in acqua galleggiano e si stratificano sulla superficie del liquido, mentre le goccioline nel sistema acqua in olio, al contrario, causano la stratificazione del liquido a causa delle precipitazioni. L'applicazione della tecnologia ad ultrasuoni per determinare la velocità di propagazione o il coefficiente di attenuazione delle onde sonore nel sistema può fornire importanti dati di riferimento per la determinazione della stabilità del sistema del prodotto. Le equazioni matematiche appropriate possono essere utilizzate per convertire i parametri ultrasonici nelle proprietà fisiche e chimiche del sistema di rilevamento desiderato, come concentrazione e dimensione delle particelle, monitorando così efficacemente la formazione di schiuma e precipitazione in sistemi alimentari complessi. Questa tecnica è stata utilizzata per studiare la stabilità di emulsioni di latte, succhi, margarine, schiume di birra e creme per insalata.

7.Monitoraggio della transizione di fase

Le transizioni di fase si verificano principalmente perché gli alimenti contengono ingredienti che si sciolgono o cristallizzano, come zucchero, olio e umidità. Poiché le proprietà ultrasoniche del sistema di processo di fusione o cristallizzazione cambiano in modo significativo, la transizione di fase può essere monitorata utilizzando la tecnologia ad ultrasuoni.

La velocità ultrasonica del solido è significativamente maggiore di quella del liquido, quindi la velocità delle onde ultrasoniche aumenta significativamente man mano che i componenti del campione cristallizzano. La velocità dell'onda ultrasonica viene notevolmente ridotta una volta fusa. Nelle applicazioni pratiche, viene spesso determinata misurando la velocità dell'onda per determinare se si verifica la separazione di fase della maionese o della margarina.

8, tecnologia di sviluppo ad ultrasuoni

Questa tecnica è più comunemente utilizzata in medicina e viene utilizzata anche per studiare la struttura interna di alcuni materiali, che oggi vengono utilizzati nell'industria alimentare. Esistono molte letterature e applicazioni nella letteratura straniera, che classificano gli animali. La tecnologia di sviluppo ad ultrasuoni può essere utilizzata anche per rilevare la stratificazione di emulsioni e sospensioni, per rilevare la presenza di impurità e per determinare il grado di cristallizzazione che si verifica negli alimenti. Inoltre, il costo degli strumenti tecnologici di sviluppo a ultrasuoni viene gradualmente ridotto e si prevede che vengano ulteriormente utilizzati nell'industria alimentare.