Teknologi ultrasonik diterapkan pada industri susu dairy
Selama beberapa dekade terakhir, metode alternatif untuk meningkatkan pengolahan makanan tradisional telah meningkat. Selain itu, pengembangan produk susu baru menjadi semakin penting karena meningkatnya permintaan konsumen akan produk yang lezat, sehat, dan diproses secara minimal. Pengolahan ultrasonik atau pengolahan ultrasonik merupakan teknologi alternatif yang menjanjikan dalam industri makanan karena berpotensi untuk meningkatkan karakteristik teknis dan fungsional susu dan produk susu.
Penerapan ultrasound pada pengolahan susu konvensional berpotensi memberikan manfaat yang signifikan bagi industri susu, seperti kemungkinan penghematan biaya dan peningkatan kinerja produk. Metode pemrosesan dalam banyak aplikasi susu lebih diutamakan daripada metode pemrosesan termal tradisional dalam beberapa tahun terakhir. Ultrasound menghasilkan kekuatan fisik, seperti arus akustik, radiasi akustik, geser, mikro-jet, dan gelombang kejut.
Prinsip bekerja
Ultrasonografi intensitas tinggi diakui sebagai gelombang suara di luar jangkauan pendengaran manusia. Rentang frekuensi ultrasound adalah 20 kHz-10 MHz. Interaksi antara gelombang ultrasonik, cairan dan gas terlarut akan menyebabkan"kavitasi" ketika gelombang ultrasonik melewati medium cair.
Di bawah aksi gelombang ultrasonik, sejumlah besar gelembung yang dilarutkan dalam cairan akan bergabung karena pembetulan dan difusi. Gelembung akan terus tumbuh, dan gelembung yang membesar berosilasi dan mengalami fluktuasi di bawah aksi gelombang ultrasonik. Ketika gelembung mencapai kisaran ukuran resonansi, yang tergantung pada frekuensi ultrasonik, mereka akan mengembang secara maksimal dan meledak dengan hebat. Fenomena kekerasan ini dapat menghasilkan kondisi suhu dan tekanan tinggi hingga 10.000 K. Fenomena ini disebut"kavitasi sesaat". Kavitasi sesaat dapat menyelesaikan aktivitas emulsifikasi dan sterilisasi cair.
Emulsifikasi ultrasonik
Karena sifat maju dari teknologi ultrasonik, teknologi ultrasonik dapat digunakan sebagai pilihan yang sangat baik untuk menghasilkan ukuran tetesan yang lebih kecil, distribusi ukuran yang sempit, label dengan kemampuan untuk menggunakan kandungan pengemulsi terkecil, peningkatan stabilitas emulsi, pengoperasian yang mudah dan pembersihan- Karena dengan konsumsi energi yang rendah, biaya produksi rendah. Oleh karena itu, ultrasound frekuensi rendah dan daya tinggi telah banyak digunakan untuk menghasilkan emulsi yang stabil. Gelombang kejut yang dihasilkan oleh gelembung runtuh di dekat dua batas fase yang terputus. Cairan yang mudah larut menghasilkan pencampuran yang efektif dari dua cairan.
Proses emulsifikasi ultrasonik dibagi menjadi dua langkah. Langkah pertama melibatkan meledakkan tetesan fase terdispersi ke dalam fase kontinu yang menghasilkan pembentukan tetesan yang lebih kecil menggunakan turbulensi yang disebabkan oleh getaran mekanis. Langkah kedua ini adalah memulai penggabungan droplet-droplet melalui eksitasi pada antarmuka. Pada proses emulsifikasi ukuran tetesan akhir, distribusi yang diperoleh akibat persaingan antar pengemulsi merupakan dua proses yang berlawanan.
Sterilisasi ultrasonik
Susu menyediakan lingkungan yang ideal untuk pertumbuhan mikroorganisme, sehingga kualitas mikroorganisme sangat penting untuk susu dan produk susu. Perlakuan panas adalah praktik yang paling umum digunakan untuk mengontrol pertumbuhan mikroba dalam industri susu. Namun, berbagai sifat fisik dan kimia, nutrisi dan sensorik telah berubah, dan karena itu, metode alternatif telah dicari. Dalam hal ini, sonikasi dapat disterilkan sambil mempertahankan warna, rasa, dan nutrisi produk susu semaksimal mungkin.
Efek antibakteri dan efek bakterisida yang dihasilkan oleh kavitasi akustik dihasilkan oleh kavitasi intraseluler, yang menghancurkan kombinasi struktur dan fungsi bakteri, dan akhirnya menyelesaikan inaktivasi mikroorganisme. Selain itu, fluktuasi tekanan dan suhu perlakuan ultrasonik dapat merusak dinding sel. Pembentukan radikal bebas dan mikrofluida menghancurkan dan mengencerkan membran sel dan menghancurkan mikroorganisme.
Menyimpulkan
Dibandingkan dengan teknologi baru lainnya, daya tarik ultrasound sebagai teknologi pemrosesan telah dianggap aman. Dalam sepuluh tahun terakhir, teknologi ini telah berkembang pesat menjadi alat pemrosesan non-termal yang lembut yang dapat menggantikan atau membantu banyak aplikasi pengolahan susu konvensional, seperti inaktivasi mikroorganisme dan enzim, homogenisasi dan emulsifikasi, emulsifikasi, kristalisasi, dan peningkatan fungsional. dalam sistem susu.
