Aplicação da tecnologia ultrassônica de baixa intensidade no campo de alimentos

Aplicação da tecnologia ultrassônica de baixa intensidade no campo de alimentos

A medição qualitativa da tecnologia ultrassônica de baixa intensidade usada na área de alimentos começou na década de 1940, mas essa tecnologia só recentemente atraiu a atenção dos pesquisadores. A aplicação da tecnologia de análise e medição ultrassônica na indústria de alimentos é baseada principalmente em vários parâmetros característicos principais (velocidade do som, coeficiente de atenuação e impedância do som) de ondas ultrassônicas mensuráveis, que podem refletir as propriedades físicas e químicas dos sistemas alimentares (como composição , textura e reologia). Propriedades físicas). Esse relacionamento pode ser estabelecido de duas maneiras. Uma é estabelecer uma curva modificada estabelecendo os parâmetros característicos ultrassônicos medidos e os parâmetros físicos dos alimentos, e a outra maneira é descrever teoricamente a ocorrência da onda ultrassônica através do meio. Uma mudança qualitativa na natureza do sistema alimentar.

1.Determine a espessura do meio

O equipamento ultrassônico pode determinar com precisão a espessura do meio. Comparada com outras tecnologias, a medição ultrassônica da espessura do meio é contanto que o instrumento esteja próximo a uma extremidade da amostra a ser testada. Portanto, quando é difícil medir a espessura da amostra usando técnicas convencionais, é conveniente usar ultrassom para medir a espessura. Esta técnica foi utilizada para a determinação da espessura da cobertura de chocolate no doce, a espessura da carne, a espessura da camada líquida na lata e a espessura da casca de ovo.

2. Detectando matérias estranhas nos alimentos

No processo de processamento de alimentos, geralmente existem materiais estranhos, como lascas de metal, fragmentos de vidro e lascas de madeira. As técnicas tradicionais de inspeção óptica não podem ser aplicadas a sistemas ópticos não transparentes. Nesse caso, a tecnologia de detecção ultrassônica é muito rápida e conveniente. O princípio da medição é que, quando um pulso ultrassônico é introduzido na amostra, o pulso será refletido de volta a partir de todas as superfícies do meio encontrado. Devido à diferença óbvia entre a impureza e a impedância do som do componente do produto, as propriedades ultrassônicas também são significativamente diferentes, portanto a impureza pode ser detectada. sair.

3. Determinação da vazão

Em muitas operações de processamento de alimentos, é importante controlar a taxa de fluxo de materiais alimentares. Os pesquisadores desenvolveram uma série de medidores de vazão para medir o fluxo de materiais alimentares através de tubos, como medidores de vazão. A faixa de medição dos medidores de vazão ultrassônicos varia de alguns milímetros por segundo a dezenas de metros. Esses medidores de vazão ultrassônicos geralmente medem a vazão média do material. Os medidores de vazão mais sofisticados desenvolvidos recentemente podem ser usados ​​para determinar qualitativamente os parâmetros do estado da seção transversal do fluxo de fluido através do tubo. Muitos medidores de vazão ultrassônicos são usados ​​para determinar com precisão a vazão de diferentes componentes em um fluido, em vez de limitar-se a determinar a vazão de um único fluido.

4. Determinação da composição alimentar

O princípio da tecnologia ultrassônica para medir a composição dos alimentos é a diferença nas propriedades ultrassônicas de diferentes componentes, como velocidade do som, coeficiente de atenuação e impedância do som. Quanto maior a diferença, mais fácil é identificar a composição do alimento. Esta tecnologia foi usada com sucesso para medir a concentração de açúcar em vários sucos e bebidas.

5.Determinação do tamanho de partícula da fase dispersa

O tamanho das partículas da fase dispersa tem um efeito significativo nas propriedades físico-químicas de dispersões como emulsificação, suspensão e espuma, afetando a estabilidade, a aparência e a sensação na boca do sistema. Comparada com o método tradicional, a onda ultrassônica pode eliminar o pré-tratamento da preparação da amostra e realizar a operação de detecção on-line ao medir o tamanho de partícula da fase dispersa, e também é adequada para a detecção do sistema não transparente .

O princípio da medição ultrassônica do tamanho das partículas da fase dispersa é que a dispersão ocorre quando a onda ultrassônica é incidente no sistema. O efeito de dispersão depende da concentração e tamanho das partículas. A velocidade do som e o coeficiente de atenuação da onda ultrassônica podem ser expressos pelo grau de dispersão. Portanto, dados sobre o tamanho de partícula da fase dispersa podem ser obtidos medindo a velocidade do som e o coeficiente de atenuação. De fato, o tamanho e a concentração das partículas na emulsão e na suspensão podem ser determinados medindo a frequência e a distribuição do tamanho das partículas pode ser medida medindo o coeficiente de atenuação. Essa técnica foi usada para determinar o tamanho das partículas do sistema alimentar, como maionese e margarina.

6. a detecção de estratificação de emulsão

Como a densidade do óleo é geralmente menor que a densidade da água, isso faz com que as gotículas na emulsão óleo em água flutuem e estratifiquem na superfície do líquido, enquanto as gotículas no sistema água em óleo, em contraste , faça com que o líquido estratifique devido à precipitação. A aplicação da tecnologia ultrassônica para determinar a velocidade de propagação ou o coeficiente de atenuação das ondas sonoras no sistema pode fornecer dados de referência importantes para a determinação da estabilidade do sistema do produto. As equações matemáticas apropriadas podem ser usadas para converter os parâmetros ultrassônicos nas propriedades físicas e químicas do sistema de detecção desejado, como concentração e tamanho de partículas, monitorando efetivamente a ocorrência de formação de espuma e precipitação em sistemas alimentares complexos. Esta técnica tem sido usada para estudar a estabilidade de emulsões, sucos, margarinas, espumas de cerveja e cremes para salada de leite.

Monitoração da transição 7.Phase

As transições de fase ocorrem principalmente porque os alimentos contêm ingredientes que derretem ou cristalizam, como açúcar, óleo e umidade. Como as propriedades ultrassônicas do sistema de processo de fusão ou cristalização mudam significativamente, a transição de fase pode ser monitorada usando a tecnologia ultrassônica.

A velocidade ultrassônica do sólido é significativamente maior que o líquido, portanto a velocidade das ondas ultrassônicas aumenta significativamente à medida que os componentes da amostra cristalizam. A velocidade da onda ultrassônica é significativamente reduzida quando derretida. Em aplicações práticas, é frequentemente determinado medindo a velocidade da onda para determinar se ocorre a separação de fases de maionese ou margarina.

8, tecnologia de desenvolvimento ultra-sônico

Essa técnica é mais comumente usada na medicina e também é usada para estudar a estrutura interna de alguns materiais, que agora são usados ​​na indústria de alimentos. Existem muitas literaturas e aplicações na literatura estrangeira, que classificam os animais. A tecnologia de desenvolvimento ultrassônico também pode ser usada para detectar a estratificação de emulsões e suspensões, detectar a presença de impurezas e determinar o grau de cristalização que ocorre nos alimentos. Além disso, o custo dos instrumentos de tecnologia de desenvolvimento ultra-sônico está sendo gradualmente reduzido e espera-se que seja utilizado ainda mais na indústria de alimentos.