超聲波分離增強乳脂球的乳化

傳(chuan) 統上，分離隻是通過讓牛奶中的奶油上升，然後去除頂部奶油來進行分離。這種做法很慢，需要很多小時才能實現充分的分離。 然後，這種方式舊然在被使用，主要是由像意大利北部以巴馬幹酪和羅馬諾奶酪聞名的奶酪製造商。這些奶酪生產(chan) 商繼續應用這些傳(chuan) 統的方法，因為(wei) 它生產(chan) 出具有脂肪大小分布的牛奶，有助於(yu) 這些奶酪的*風味。這個(ge) 過程創造了一個(ge) 用離心無法實現的分離方式。超聲波分離已被*為(wei) 該技術補充技術，可以通過“自然"方法顯著提高牛奶中脂肪的分離率。

當聲波駐波應用於(yu) 牛奶體(ti) 積時，脂肪球聚集在壓力波腹上，可以觀察到脂肪球的“條帶"。 邁爾斯等人在一個(ge) 小試管容器中觀察到了這種現象。乳脂球在壓力中心聚集和濃縮，聚集成較大的絮凝體(ti) 的概率增加。當脂肪球聚集成較大的絮狀物時，由於(yu) 斯托克斯定律所描述的流體(ti) 動力學半徑增加，它們(men) 開始更快地上升到表麵。

Juliano等人使用重組乳狀液演示了在批處理係統中擴大(可達6L體(ti) 積)的方法。對於(yu) 重組乳狀液，可以在容器中使用400kHz的超聲頻率實現快速的分離，其中換能器到反射器的距離在18~20cm之間。在這些距離處，1MHz的頻率不如400kHz有效，2MHz的頻率比1MHz的效果差。然而，用於(yu) 快速分離重組乳狀液的參數並不能成功分離同一容器內(nei) 天然全脂乳中的脂肪球。

可以歸結為(wei) 幾個(ge) 原因：

• 天然全脂牛奶與(yu) 重組乳狀液相比，具有不同的性質，即粒徑分布和表麵組成。

• 天然全脂奶的平均粒徑較小，因此需要高頻超聲或強大的聲能密度才能有效地進行操作。

• 為(wei) 了有效地應用> 1MHz的高頻超聲，傳(chuan) 感器與(yu) 反射器之間的距離的幾何形狀也應盡量小以減小衰減。

Leong等人應用這些概念來實現使用天然全脂乳的分離。研究表明，在本例中>1mhz的高頻超聲，在使用短的傳(chuan) 感器-反射器分離距離(30 - 85 mm)的情況下，可以有效操縱和分離天然全脂牛奶中的脂肪小球。此外，發現采用並聯布置的雙換能器由於(yu) 能夠實現單位體(ti) 積更高的能量密度而影響更快地撇去脂肪。

Leong等人也表明存在一個(ge) “蕞優(you) "的溫度範圍，在此範圍內(nei) 乳脂分離率蕞大。在20和60℃之間的溫度範圍提供了實驗實驗中乳脂的快速分離。

近已經強調了超聲分離能夠將乳脂肪球分餾成或大或小的脂肪球，提高流體(ti) 中脂肪球的比例。這些流可能具有創造具有增強的微結構的乳製品的潛力。這是通過持續的在反應器內(nei) 的特定位置以規定的間隔操作加工和收集產(chan) 品來實現的。

值得注意的是，經超聲處理後，乳脂在分離容器中的分布，小的脂滴留在容器底部，較大的脂滴富集在靠近容器頂部的奶油中。這些位於(yu) 容器頂部和底部的餾分可以通過溢流/下流門收集。類似的技術可以用於(yu) 分離含有特定粒徑分布的食物成分流。