Page 41 - FoodFocusThailand No.203 February 2023

SMART PRODUCTION

Rawiporn Polpued
Senior Writer
Food Focus Thailand Magazine เทคโนโลยีีการแปรรูปอาหารด้้วยีคล่�นอัลตราโซนิค สีำาหรับการก่อตัวเป็นผล้กนำ�าแข็งใหมี่ (Secondary nucleation) โด้ยี
editor@foodfocusthailand.com
เป็นการใช้้คล่�นเสีียีงที�มีีความีถี่ี�สีูงเกินกว่าระด้ับการได้้ยีินของ ผล้กนำ�าแข็งที�เกิด้ข้�นทั�งแบบ Primary nucleation และ Secondary
มีนุษยี์ หร่อมีากกว่า 20 กิโลเฮิิร์ตซ์ข้�นไป โด้ยีข้อได้้เปรียีบของ nucleation จะช้่วยีเพิ�มีอัตราการแช้่แข็ง และทำาให้ผล้กนำ�าแข็งที�มีีขนาด้
คล่�นยี่านอัลตราโซนิค ค่อ มีีทิศทางที�แน่นอน ทำาให้สีามีารถี่ เล็กกระจายีอยี่างสีมีำ�าเสีมีอ จ้งสีามีารถี่ลด้ความีเสีียีหายีภายีใน
กำาหนด้เสี้นทางการเคล่�อนที�ของคล่�นไปยีังเป้าหมีายีได้้อยี่าง โครงสีร้างของอาหารระด้ับจุลภาคได้้ ตัวอยี่างเช้่น การใช้้คล่�นอัลตรา
เฉพาะเจาะจง ซ้�งคล่�นความีถี่ี�นี�นิยีมีนำามีาใช้้กับตัวกลางที�เป็น โซนิคในการแช้่แข็งปลากะพงที�ความีถี่ี� 45 กิโลเฮิิร์ตซ์ ด้้วยีระด้ับพลังงาน

ของเหลวเพ่�อทำาให้เกิด้ฟองอากาศ และการสีั�นสีะเท่อนระด้ับ 320 วัตต์ และอุณหภูมีิของสีารทำาความีเยี็นทุติยีภูมีิที� -20 C สีามีารถี่
o
จุลภาคในอาหาร สี่งผลให้เกิด้การถี่่ายีเทมีวลและพลังงานที� ลด้ขนาด้เสี้นผ่าศูนยี์กลางของผล้กนำ�าแข็งลงได้้ร้อยีละ 32 เมี่�อเปรียีบ
ด้ีข้�น จ้งเป็นประโยีช้น์อยี่างยีิ�งเมี่�อนำามีาใช้้กับกระบวนการแช้่ เทียีบกับการแช้่แข็งแบบปกติ
แข็ง การทำาให้เยี็น และการละลายีอาหารที�ต้องการให้เกิด้การ
การไหลของของเหลว การไหลของของเหลวมีีความีสีัมีพันธี์
สีูญเสีียีคุณภาพน้อยีที�สีุด้ 2 กับการเกิด้ฟองอากาศ โด้ยีฟองอากาศที�เกิด้ข้�นจะมีีขนาด้แตกต่าง

กระบวนการแช่่แข็็ง กัน มีีทั�งช้นิด้ที�เกิด้ข้�นแล้วแตกทันที หร่อแบบช้ั�วคราว และช้นิด้ที�เป็น
กระบวนการแช้่แข็ง เป็นวิธีีการถี่นอมีอาหารรูปแบบหน้�ง โด้ยี ฟองอากาศอยีู่ระยีะเวลาหน้�งแล้วจ้งแตกออก หร่อแบบคงที�ในสีภาวะ
o
การลด้อุณหภูมีิของอาหารจนถี่้ง -18 C หร่อตำ�ากว่านั�น เพ่�อ คงที� อากาศที�อยีู่ภายีในจะเกิด้การแลกเปลี�ยีนกับตัวกลางทำาความีเยี็น
ทำาให้นำ�าอิสีระภายีในอาหารเปลี�ยีนสีถี่านะเป็นผล้กนำ�าแข็ง อยี่างต่อเน่�องภายีใต้คล่�นอัลตราโซนิค โด้ยีในระหว่างการแลกเปลี�ยีนนี�
ซ้�งกระบวนการสีำาคัญที�เกิด้ข้�นในระหว่างการแช้่แข็ง ค่อ จะทำาให้เกิด้กระแสีนำ�าวนรอบๆ ฟองอากาศ สี่งผลให้เกิด้เป็นลำาของฟอง
การเกิด้ผล้ก และการขยีายีขนาด้ของผล้กนำ�าแข็ง โด้ยีการ อากาศแต่ละฟอง หร่อ Microfluidic effect ในขณะที� ฟองอากาศแบบ
แช้่แข็งแบบช้้าจะทำาให้เกิด้ผล้กนำ�าแข็งขนาด้ใหญ่และ ช้ั�วคราวนั�นจะเกิด้การแตกออก และให้พลังงานเมี่�อปริมีาตรเพิ�มีข้�น
ไมี่สีมีำ�าเสีมีอ ซ้�งจะไปทำาลายีเน่�อเยี่�อและสี่งผลให้คุณภาพ จนถี่้งขนาด้วิกฤต สี่งผลให้เกิด้การไหลของของเหลวแบบป่�นป่วน และ
อาหารลด้ลง ในขณะที�การใช้้คล่�นอัลตราโซนิคสีามีารถี่ เกิด้การถี่่ายีเทความีร้อนด้ีข้�น
เปลี�ยีนขนาด้ของผล้กนำ�าแข็งให้มีีความีละเอียีด้มีากข้�น โด้ยี

กลไกการทำางานเริ�มีจากการให้อาหารสีัมีผัสีกับสีารทำาความี
เยี็นทุติยีภูมีิที�มีีอุณหภูมีิตำ�า ประมีาณ -25 C ซ้�งขั�นตอนนี�
o
จะช้่วยีเพิ�มีอัตราการถี่่ายีเทความีร้อน และการสีร้างแกนกลาง
ของผล้กนำ�าแข็ง จ้งสีามีารถี่ลด้ระยีะเวลาในการแช้่แข็ง และ
ยีังทำาให้อาหารแช้่แข็งเกิด้ผล้กนำ�าแข็งอยี่างสีมีำ�าเสีมีอ โด้ยี
การใช้้คล่�นความีถี่ี�กับสีารทำาความีเยี็นทุติยีภูมีิจะทำาให้เกิด้
3 กลไกหลัก ได้้แก่ การเกิด้ฟองอากาศ (Cavitation) การไหล
ของของเหลว (Microflow) การเกิด้ความีร้อน (Thermal) และ
การสีั�นสีะเท่อน (Mechanical effect) ซ้�งกลไกการทำางาน
แต่ละรูปแบบ แสีด้งด้ังต่อไปนี�

การเกิดฟองอากาศในของเหลว Cavitation effect
1เป็นปรากฏการณ์การเกิด้และสีลายีตัวของฟองอากาศ
ขนาด้เล็กจำานวนมีากอยี่างรวด้เร็วจากคล่�นอัลตราโซนิค โด้ยี
ฟองอากาศที�เกิด้ข้�นจะทำาหน้าที�ลด้อุณหภูมีิของอาหารให้
ตำ�าลงกว่าจุด้เยี่อกแข็ง หร่อที�เรียีกว่า อุณหภูมีิของเหลวเยี็นยีิ�ง
(Subcooling temperature) เพ่�อช้่วยีเร่งการก่อตัวของ
ผล้กนำ�าแข็ง และทำาให้เกิด้การสีร้างแกนผล้กแรก (Primary

nucleation) ได้้เร็วข้�น ในขณะเด้ียีวกัน ฟองอากาศยีังช้่วยีลด้
การรวมีตัวกันของผล้กนำ�าแข็งขนาด้ใหญ่ให้กลายีเป็นผล้ก
ขนาด้เล็กลง ซ้�งเป็นสี่วนสีำาคัญที�ทำาให้เกิด้การสีร้างแกนผล้ก

FEB 2023 FOOD FOCUS THAILAND 41

23/1/2566 BE 19:02
40-44_Smart Production_������������.indd 41 23/1/2566 BE 19:02
40-44_Smart Production_������������.indd 41