Aplicación de tecnología ultrasónica de baja intensidad en el campo de la alimentación.

Aplicación de tecnología ultrasónica de baja intensidad en el campo de la alimentación.

La medición cualitativa de la tecnología ultrasónica de baja intensidad utilizada en el campo de los alimentos comenzó en la década de 1940, pero esta tecnología ha atraído recientemente la atención de los investigadores. La aplicación de la tecnología de análisis y medición ultrasónica en la industria alimentaria se basa principalmente en varios parámetros característicos principales (velocidad del sonido, coeficiente de atenuación e impedancia del sonido) de ondas ultrasónicas medibles, que pueden reflejar las propiedades físicas y químicas de los sistemas alimentarios (como la composición , textura y reología). Propiedades físicas). Esta relación se puede establecer de dos maneras. Una es establecer una curva modificada estableciendo los parámetros característicos ultrasónicos medidos y los parámetros físicos del alimento, y la otra forma es describir teóricamente la ocurrencia de la onda ultrasónica a través del medio. Un cambio cualitativo en la naturaleza del sistema alimentario.

1. Determinar el grosor del medio

El equipo ultrasónico puede determinar con precisión el grosor del medio. En comparación con otras tecnologías, la medición ultrasónica del grosor del medio es siempre que el instrumento esté cerca de un extremo de la muestra a analizar. Por lo tanto, cuando es difícil medir el espesor de la muestra usando técnicas convencionales, es conveniente usar ultrasonidos para medir el espesor. Esta técnica se ha utilizado para determinar el grosor del recubrimiento de chocolate en el dulce, el grosor de la carne, el grosor de la capa líquida en la lata y el grosor de la cáscara del huevo.

2.Detección de materia extraña en los alimentos.

En el proceso de procesamiento de alimentos, a menudo hay materiales extraños como astillas de metal, fragmentos de vidrio y astillas de madera. Las técnicas tradicionales de inspección óptica no pueden aplicarse a sistemas ópticos no transparentes. En este caso, la tecnología de detección ultrasónica es muy rápida y conveniente. El principio de medición es que cuando se introduce un pulso ultrasónico en la muestra, el pulso se reflejará desde todas las superficies del medio encontrado. Debido a la diferencia obvia entre la impureza y la impedancia de sonido del componente del producto, las propiedades ultrasónicas también son significativamente diferentes, por lo que se puede detectar la impureza. salga.

3. Determinación del caudal

En muchas operaciones de procesamiento de alimentos, es importante controlar la velocidad de flujo de los materiales alimenticios. Los investigadores han desarrollado una serie de medidores de flujo para medir el flujo de materiales alimenticios a través de tuberías, como los medidores de flujo. El rango de medición de los medidores de flujo ultrasónico varía desde unos pocos milímetros por segundo hasta decenas de medidores. Estos medidores de flujo ultrasónicos generalmente miden la tasa de flujo promedio del material. Los medidores de flujo más sofisticados desarrollados recientemente se pueden usar para determinar cualitativamente los parámetros de estado de sección transversal del flujo de fluido a través de la tubería. Muchos medidores de flujo ultrasónicos se utilizan para determinar con precisión la velocidad de flujo de diferentes componentes en un fluido en lugar de limitarse a determinar la velocidad de flujo de un solo fluido.

4. Determinación de la composición de los alimentos.

El principio de la tecnología ultrasónica para medir la composición de los alimentos es la diferencia en las propiedades ultrasónicas de diferentes componentes, como la velocidad del sonido, el coeficiente de atenuación y la impedancia del sonido. Cuanto mayor es la diferencia, más fácil es identificar la composición de los alimentos. Esta tecnología se ha utilizado con éxito para medir la concentración de azúcar en varios jugos y bebidas.

5. Determinación del tamaño de partícula de la fase dispersa.

El tamaño de las partículas de la fase dispersa tiene un efecto significativo sobre las propiedades fisicoquímicas de las dispersiones como la emulsión, la suspensión y la espuma, afectando la estabilidad, la apariencia y la sensación en la boca del sistema. En comparación con el método tradicional, la onda ultrasónica puede eliminar el pretratamiento de la preparación de la muestra y realizar la operación de detección en línea al medir el tamaño de partícula de la fase dispersa, y también es adecuada para la detección del sistema no transparente .

El principio de la medición ultrasónica del tamaño de las partículas de la fase dispersa es que la dispersión ocurre cuando la onda ultrasónica incide en el sistema. El efecto de dispersión depende de la concentración y el tamaño de las partículas. La velocidad del sonido y el coeficiente de atenuación de la onda ultrasónica se pueden expresar por el grado de dispersión. Por lo tanto, los datos sobre el tamaño de partícula de la fase dispersa se pueden obtener midiendo la velocidad del sonido y el coeficiente de atenuación. De hecho, el tamaño y la concentración de las partículas en la emulsión y la suspensión se pueden determinar midiendo la frecuencia, y la distribución del tamaño de partícula se puede medir midiendo el coeficiente de atenuación. Esta técnica se ha utilizado para determinar el tamaño de las partículas del sistema alimentario, como la mayonesa y la margarina.

6.la detección de estratificación de emulsión

Dado que la densidad del aceite es generalmente menor que la densidad del agua, esto hace que las gotas en la emulsión de aceite en agua floten y se estratifiquen en la superficie del líquido, mientras que las gotas en el sistema de agua en aceite, en contraste , hacen que el líquido se estratifique debido a la precipitación. La aplicación de tecnología ultrasónica para determinar la velocidad de propagación o el coeficiente de atenuación de las ondas sonoras en el sistema puede proporcionar datos de referencia importantes para la determinación de la estabilidad del sistema del producto. Las ecuaciones matemáticas apropiadas se pueden usar para convertir los parámetros ultrasónicos en las propiedades físicas y químicas del sistema de detección deseado, como la concentración y el tamaño de las partículas, y así monitorear efectivamente la aparición de espuma y precipitación en sistemas complejos de alimentos. Esta técnica se ha utilizado para estudiar la estabilidad de las emulsiones de leche, jugos, margarinas, espumas de cerveza y cremas para ensaladas.

7.Monitorización de transición de fase

Las transiciones de fase ocurren principalmente porque los alimentos contienen ingredientes que se derriten o cristalizan, como el azúcar, el aceite y la humedad. Dado que las propiedades ultrasónicas del sistema de proceso de fusión o cristalización cambian significativamente, la transición de fase se puede monitorear utilizando tecnología ultrasónica.

La velocidad ultrasónica del sólido es significativamente mayor que la del líquido, por lo que la velocidad de las ondas ultrasónicas aumenta significativamente a medida que los componentes de la muestra cristalizan. La velocidad de la onda ultrasónica se reduce significativamente cuando se funde. En aplicaciones prácticas, a menudo se determina midiendo la velocidad de la onda para determinar si se produce la separación de fases de mayonesa o margarina.

8, tecnología de desarrollo ultrasónico

Esta técnica se usa más comúnmente en medicina y también se usa para estudiar la estructura interna de algunos materiales, que ahora se usan en la industria alimentaria. Existen muchas publicaciones y aplicaciones en la literatura extranjera que clasifican a los animales. La tecnología de desarrollo ultrasónico también se puede utilizar para detectar la estratificación de emulsiones y suspensiones, para detectar la presencia de impurezas y para determinar el grado de cristalización que ocurre en los alimentos. Además, el costo de los instrumentos de tecnología de desarrollo ultrasónico se está reduciendo gradualmente, y se espera que se siga utilizando en la industria alimentaria.