Ultrasuoni, ultime frontiere per miscelare e omogeneizzare

Gli ultrasuoni sono onde acustiche con frequenze superiori ai 20 kHz (20.000 Hertz), la massima frequenza udibile dall’orecchio umano (da cui il nome). Sono generate sollecitando per esempio un quarzo con un campo elettrico di cui si inverte periodicamente la polarità: per effetto del campo elettromagnetico che si crea, il quarzo si comprime ed espande, generando vibrazioni meccaniche che provocano le onde acustiche degli ultrasuoni. Essi hanno il vantaggio che, in virtù della loro piccola lunghezza d’onda, permettono di emettere fasci molto sottili e quindi molto precisi. Gli ultrasuoni sono infatti usati in medicina per scopi diagnostici (ecografie), in quanto a tali lunghezze d’onda non hanno effetti dannosi per gli esseri umani (1). Gli ultrasuoni trovano varie applicazioni anche nelle tecnologie alimentari: si utilizzano sia quelli a bassa intensità, che non alterano la struttura degli alimenti, che quelli ad alta intensità, che hanno effetti più pervasivi. I primi sono utilizzati in particolare per analisi non distruttive di alcune caratteristiche qualitative degli alimenti: misurazione dello spessore di ricoperture, rilevazione di corpi estranei, determinazione del flusso di liquidi in tubature, analisi composizionali, determinazione delle dimensioni di particelle e delle caratteristiche di emulsioni, sospensioni, transizioni di fase, etc. (2). Gli ultrasuoni sono da tempo utilizzati anche per la saldatura dei materiali plastici. Più recentemente le tecnologie alimentari si sono interessate alle applicazioni degli ultrasuoni più potenti (e cioè a minore frequenza), sfruttando i loro effetti meccanici, fisici o chimici sugli alimenti che attraversano: riduzione del tempo di fermentazione per la preparazione di yogurt, riduzione delle dimensioni dei cristalli di ghiaccio all’interno del gelato con diminuzione del tempo necessario alla surgelazione del gelato industriale e prevenzione dell’effetto “crosta di ghiaccio” superficiale, accelerazione dell’essiccamento delle bucce di arancia con riduzione
del dispendio energetico e migliore mantenimento degli aromi, abbinamento alla pastorizzazione dei succhi di frutta per ridurre i costi
energetici e mantenere ottimali caratteristiche organolettiche, effetto inattivante su alcuni microrganismi, miglioramento del processo di
estrazione di sostanze organiche da piante, semi e tessuti animali, etc (3). Gli ultrasuoni sono applicati con successo anche ad alcune
operazioni meccaniche dell’industria alimentare quali il taglio di pane e prodotti da forno (4).