Współczesne trendy w przetwórstwie mięsnym

Wykład III

Ultradźwięki

Dźwięki z otoczenia

-Ultradźwięki przemieszczają się z prędkością dźwięku

-Prędkość dźwięku jest mniejsza niż światła

- Dźwięk zależy od materiału w którym się rozchodzi

-Częstotliwość dźwięku zmienia się podczas przechodzenia przez materiał

Fale mechaniczne:

-fale poprzeczne (naprężenie styczne)

-ciała stałe

-gęstość materiału pozostaje niezmienna

-drgania poprzeczne do kierunku fali

-Fale wzdłużne(naprężenie normalne)

Fale ultradźwiękowe w ośrodku sprężystym

-fale podłużne (lokalne zagęszczenie)

-parametry fali (długość, prędkość, częstotliwość, okres)

Energia potencjalna i siła w układzie cząsteczki dwuatomowej:

-dla małych wychyleń siła przyrasta niemal proporcjonalnie do wychylenia

-naprężenia mechaniczne nie przekraczają zakresu stałych wartości modułu sprężystości

Czynniki wpływające na prędkość rozchodzenia się ultradźwięków:

-moduł

-gęstość

-temperatura

-częstotliwość

Wielkość energetyczna:

-moc akustyczna

-gęstość energii

-Gęstość strumienia energii (natężenie fali akustycznej)

-poziom natężenia dźwięków

Opis rozchodzenia się fali:

• Opis klasyczny

-opatry na złożeniu ciągłości materii bez wnikania w ,,ziarnistość” struktury

- opis zjawiska liniowy

• Opis molekularny

- relaksacja termiczna(wzrost temperatury)

-relaksacja strukturalna

Fale w ośrodku rzeczywistym

-fala ulega tłumieniu

- przyczyny odstępstw od praw idealnych

• Absorpcja i dyspersja

• Rozpraszanie

• Procesy nieliniowe

-zniekształcenie kształtu fali

- ciśnienie akustyczne

Załamanie fali (refrakcja)

-zmiana kierunku rozchodzenia się fali związana ze zmiana jej prędkości przy przejsciu przez granicę ośrodków o różnej impedancji

-zmiana prędkości

Rozpraszanie:

Zachodzi na niejednorodności środowiska o wymiarach porównywalnych z długością fali

Osłabienie fali:

-obniżenie energii

-rozproszenie

Metody wytwarzania ultradźwięków:

• Generatory

*odwracalne

-elektryczne

-magnetyczne

*nieodwracalne

- mechaniczne

- aero- i hydrodynamiczne

- optyczne

Pole akustyczne

-pole bliskie

-pole dalekie

Technika ultradźwiękowa jest motorem innowacji w technologii żywności

Niektóre aplikacje:

-pomiar strumienia płynu

- skaner akustyczny

-spektrometry

- wysokociśnieniowe komory akustyczne

- mikroskop akustyczny

Pomiary składu żywności

-kryst. tłuszczu

- roztwory cukru w sokach

-przemiany emulsji

-gęstość

-zawartość tłuszczu w tkankach

- zawartość ody w tkankach

- zawartość etanolu w winie

-zawartość oleju w wodach poekstrakcyjnych

- przebieg zamrażania

Zastosowanie ultradźwięków:

-wytwarzanie emulsji

- niszczenie struktur komurkowych?

- inicjowanie reakcji ciemnienia

-inicjowanie enzymów

-kruszenie mięsa

-wpływa na przebieg krystalizacji

-odgazowanie cieczy

-czyszczenie powierzchni

-homogenizacja emulsji

-dyspergowanie materiału w zawiesinach

- koagulacja

- dyspergowanie

-mycie i czyszczenie

-obróbka i formowanie

-spajanie i lutowanie

- ekstrakcja i suszenie

- dyfuzja

Reakcje sonochemiczne:

-przyspieszenie reakcji konwencjonalnych

-degradacja polimerów

-Wytwarzanie wolnych rodników

-inicjacje utleniania