استفاده از اولتراسوند در انجماد مواد غذایی نسبتا جدید بوده و موضوع بسیاری از تحقیقات می باشد. امواج فراصوت با انرژی پایین و فرکانس بالا در محدوده MHz10-KHz100 در فرایند انجماد مواد غذایی بکار گرفته می شوند که مزایایی مانند کارایی بالا، قابلیت تعیین دمای اولیه تشکیل هسته، عدم نیاز به تماس مستقیم با محصول و نبود موانع قانونی در بکارگیری را به همراه دارند. مشخص ترین پدیده در استفاده از اولتراسوند، کاویتاسیون می باشد که نه تنها منجر به تولید حباب های گاز بلکه باعث ایجاد ریز جریان ها نیز می شود. کاویتاسیون با کمک به تشکیل هسته و ریز جریان ها نیز با تسریع انتقال حرارت و جرم در فرایند انجماد تاثیر گذار می باشند. فرایند صوتی متناوب با اثر بر کریستال های یخ باعث تکه شدن و توزیع اندازه کوچکتر کریستال ها می گردد که در بسیاری از فرایند های انجماد مد نظر می باشد. در نگهداری انجمادی مواد غذایی تازه اولتراسوند باعث کوتاه شدن فرایند انجماد و در نتیجه تولید محصول با کیفیت بهتر می شود. همچنین استفاده از آن در تغلیظ انجمادی و خشک کردن انجمادی منجر به توزیع اندازه کنترل شده کریستال ها در محصول منجمد می گردد.
واژگان کلیدی: اولتراسوند، انجماد، کاویتاسیون، خشک کردن انجمادی، تغلیظ انجمادی، کیفیت محصول منجمد
فرایند انجماد در صنایع غذایی نه تنها بعنوان یک روش نگهداری بلکه بعنوان بخشی از فرایند تولید برخی محصولات بسیار حایز اهمیت می باشد. و با توجه به اینکه فرایند هزینه بری است، افزایش کارایی آن علاوه برجنبه کیفی از لحاظ اقتصادی نیز بسیار مورد توجه می باشد. ازجمله مواردی که با هدف افزایش کارایی انجماد توسط محققین مختلف مورد پژوهش قرار گرفته ، استفاده از نیروی اولتراسوند است. امواج فراصوت به امواج با فرکانس بیش از KHz18 اطلاق می شود که توسط انسان قابل شناسایی نمی باشند و در دو محدوده قوی با فرکانس KHz 100-18 و ضعیف با فرکانس MHz10-KHz100 طبقه بندی می شوند. دسته اول معمولا در تکنیک های ارزیابی تائید کیفیت، کنترل فرایند و بررسی های غیر تخریبی مانند تعیین ویژگی های مواد غذایی، اندازگیری دبی جریان و بررسی بسته بندی های مواد غذایی استفاده می شود. اما کاربرد دسته دوم در صنعت غذا نسبتا جدید و در دست پژوهش می باشد که می توان استفاده از آن در کریستالیزاسیون، خشک کردن، گاز زدایی، استخراج، فیلتراسیون، هموژنیزاسیون، ترد کردن گوشت، اکسیداسیون و استرلیزاسیون نام برد. هرچند بکار گیری این نیرو در انجماد مواد غذایی موضوع نسبتا جدیدی است اما آینده روشنی در صنعت غذا برای آن پیش بینی می شود. از این نیرو با تغییر شرایط فرایند می توان برای کاهش یا افزایش اندازه کیریستال های یخ استفاده کرد. در این مقاله علاوه بر مکانیسم اثر اولتراسوند، به مزایا و کاربردها و همچنین عوامل موثر بر آن پرداخته شده است.
2- مکانیسم تاثیر اولتراسوند
توزیع کریستال های یخ در فاز آبی منجمد نشده از موارد اساسی انجماد سیستم غذایی است. انتقال امواج صوتی از میان فاز آبی می تواند باعث وقوع کاویتاسیون شود (شکل2-1). فشار منفی دامنه پایین موج باعث شکست مایع و تشکیل حباب ها یا حفراتی می شود. در طی بخش فشار منفی موج صوت، حباب ها (از جمله حباب هایی که از ابتدا در مایع وجود دارند.) به سرعت رشد کرده و ایجاد خلاء می کنند که این خلاء باعث حل شدن گازهای درون مایع و انتشار آنها به سمت این حباب ها می شود. هنگامی که بخش پایین دامنه موج صوتی گذشت، فشار منفی کاهش یافت و به فشار اتمسفری رسید، حباب ها تحت کشش سطحی کوچک می شوند. هنگامیکه دوره تراکمی شروع شود و تا وقتی که فشار مثبت باقی باشد، گازی گه درون حباب ها منتشر شده بود به درون مایع بیرون می ریزد. انتشار گاز به خارج حباب ها تا بعد از متراگم شدن حباب ها اتفاق نمی افتد. هنگامی که حباب فشرده می شود، مساحت قابل دسترس برای انتشار کاهش می یابد. بنابراین میزان گازی که بیرون میرود کمتر از میزانی است که در طول دوره پایین دامنه، پر شده است و در نتیجه حباب ها در هر دوره اولتراسوند بزرگتر می شوند. حباب های کاویتاسیون زمانی که به اندازه بحرانی هسته برسند می توانند بعنوان هسته در تشکیل هسته یخ استفاده شوند. آزمایشات نشان می دهد که نیروی اولتراسوند بطور مشخص می تواند تعداد هسته را در محلول غلیظ شکر افزایش دهد.
شامل 12 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله بررسی تاثیر اولتراسوند در فرایند انجماد موادغذایی