In sintesi: il sonicatore è un omogeneizzatore a ultrasuoni. Le onde ad alta energia generano cavitazione: bolle che crescono e implodono, con onde d'urto capaci di rompere le pareti cellulari. Al bar serve per estrarre in pochi minuti invece che in giorni, simulare l'invecchiamento, rendere più omogenei succhi e puree, degasare i liquidi e creare emulsioni stabili senza emulsionanti.
Il settore della miscelazione sta vivendo un forte periodo di rinnovamento, sperimentando tecniche di lavorazione degli ingredienti sempre più evolute, al fine di offrire un prodotto migliore e innovativo al consumatore finale.
Uno degli strumenti più in vista è l'omogeneizzatore a ultrasuoni, chiamato anche sonicatore.
Il sonicatore può essere utilizzato per realizzare infusioni in alcol o acqua, per simulare il processo di invecchiamento dei distillati, per degasare i liquidi, per rendere più omogenei succhi e puree di frutta, per creare emulsioni stabili e per disperdere solidi all'interno di liquidi, come per esempio degli additivi.
Se preferisci, prima di continuare a leggere puoi guardare il video all'inizio dell'articolo, dove ti spiego come funziona.
Gli ultrasuoni e la cavitazione
Gli ultrasuoni sono onde meccaniche con frequenza superiore a 20 kHz, non udibili dall'orecchio umano. Nell'industria alimentare se ne usano due tipi: quelli a bassa energia, con frequenza superiore a 100 kHz e intensità inferiore a 1 W/cm2, e quelli ad alta energia, con frequenza compresa tra i 20 e i 100 kHz e intensità superiore a 1 W/cm2.
I primi sono utilizzati, in maniera non distruttiva, per controlli di qualità e sicurezza durante i processi di lavorazione degli alimenti, mentre quelli ad alta energia hanno la capacità di alterare le proprietà fisiche, chimiche e organolettiche degli alimenti.
L'emissione di questi ultrasuoni ad alta energia all'interno di un liquido genera un fenomeno chiamato cavitazione. Se sei un amante del mare e delle barche il termine non ti sarà nuovo: la cavitazione è un fenomeno che si può verificare in prossimità delle eliche e danneggiarle.
Cerchiamo di capire come gli ultrasuoni generano cavitazione, un fenomeno che per noi non è dannoso ma necessario.
Immagina l'ultrasuono come un'onda in grado di causare, in maniera ciclica, un aumento e una diminuzione di pressione all'interno del liquido che vuoi trattare. La fase in cui la pressione diminuisce è detta anche fase di espansione, o rarefazione: in questa fase si creano delle bolle all'interno del liquido. Nella fase in cui la pressione aumenta, detta fase di compressione, non è detto che le bolle create riescano a ricomprimersi completamente.
Se la bolla non scompare, nei successivi cicli di espansione aumenta le sue dimensioni, fino a diventare instabile e collassare su sé stessa, generando un'onda d'urto e una turbolenza altamente distruttive. Questo fenomeno viene chiamato cavitazione.
Una cosa molto importante, su cui torneremo: le bolle di cavitazione si formano, generalmente, in prossimità di particelle solide disperse nel liquido.
Come è fatto un sonicatore
Il sonicatore è composto da 3 parti principali: un generatore, un convertitore e una sonda. Alcuni modelli prevedono anche una camera stagna per attutire il rumore generato durante l'implosione delle bolle: gli ultrasuoni in sé non sono udibili.
Il generatore trasforma la frequenza della corrente elettrica di rete da 50 Hz a 20 kHz, mentre il convertitore, grazie a dei materiali piezoelettrici, trasforma questa energia elettrica ad alta frequenza in vibrazioni meccaniche. Queste vibrazioni, cioè gli ultrasuoni, vengono poi irradiate dalla sonda nel liquido da trattare.
Applicazioni al bar
Estrazioni in alcol o in acqua
Il sonicatore non solo permette di ridurre i tempi di estrazione, ma anche di aumentare la quantità di sostanze estratte e di far avvenire il processo a bassa temperatura.
Quello che accade è facile da intuire: la cavitazione favorisce l'ingresso del solvente all'interno della materia prima da cui estrarre — per esempio alcol e foglie di menta essiccate — aumentando il trasferimento di materia all'interfaccia liquido-solido, e distrugge le pareti cellulari facendo fuoriuscire il materiale contenuto nelle cellule.
Ridurre i tempi è un vantaggio anche economico: si passa da alcuni giorni di macerazione classica a pochi minuti. Diversi studi hanno inoltre verificato che, a fronte di questa riduzione, aumenta la frazione di sostanze estratte, riducendo la quantità di materia prima necessaria e, ancora una volta, i costi.
Invecchiamento accelerato
Anche l'invecchiamento non è altro che un'estrazione, dove la materia prima è legno adatto all'invecchiamento, come il rovere. Da notare che il risultato non è paragonabile a un vero invecchiamento in botte, che dura mesi o anni.
Succhi e puree più omogenei
Gli ultrasuoni rendono succhi e puree più omogenei e saporiti, riducendo le dimensioni delle componenti solide della frutta frullata o del succo spremuto; inoltre, rompendo le cellule, favoriscono la fuoriuscita di zuccheri e componenti aromatiche. È molto importante utilizzare succhi freddi, per limitare l'aumento di temperatura.
Degasaggio dei liquidi
Il degasaggio lo vedi nel video: ho utilizzato della cola perché il processo fosse ben visibile. Nel momento in cui ho sonicato il liquido, parte della CO2 disciolta è immediatamente tornata in fase gassosa. Sonicando per qualche secondo è possibile sgasare completamente un liquido. Il fenomeno può essere sfruttato anche altrove, per esempio per degasare i liquidi prima della distillazione, o direttamente nei cocktail.
Emulsioni stabili senza emulsionanti
Con questo strumento è possibile creare emulsioni stabili senza l'utilizzo di emulsionanti — non che ci sia nulla di male nell'usarli, sia chiaro. Se con la tecnica del fat washing è possibile aromatizzare un distillato con una materia prima grassa senza che questo diventi unto, con il sonicatore si può disperdere un grasso in un distillato in maniera talmente fine da rendere l'emulsione stabile per diversi giorni.
Dove acquistare un sonicatore
Se ti interessa acquistarne uno, scrivimi: grazie alla collaborazione con Seneco possiamo proporti un prezzo dedicato.
Domande frequenti sul sonicatore
Che cos'è un sonicatore?
È un omogeneizzatore a ultrasuoni: un generatore, un convertitore piezoelettrico e una sonda che irradia onde ad alta energia dentro un liquido. Alcuni modelli hanno anche una camera stagna, che serve solo ad attutire il rumore.
Che cos'è la cavitazione?
È il fenomeno alla base di tutto: le onde creano cicli di compressione e rarefazione, si formano bolle che crescono ciclo dopo ciclo fino a diventare instabili e collassare, generando onde d'urto e turbolenze molto distruttive. Sono queste a rompere le pareti cellulari.
Quanto tempo fa risparmiare il sonicatore in un'estrazione?
Molto: si passa da alcuni giorni di macerazione classica a pochi minuti. In più aumenta la frazione di sostanze estratte, quindi serve meno materia prima.
Il sonicatore invecchia davvero un distillato?
Fa un'estrazione dal legno, che è una parte di quello che succede in botte, ma il risultato non è paragonabile a un invecchiamento vero, che dura mesi o anni.
A che cosa serve degasare un liquido con gli ultrasuoni?
A togliere la CO2 disciolta in pochi secondi. È utile per esempio prima di una distillazione, o direttamente su un cocktail quando l'effervescenza non serve.
Vuoi approfondire le tecniche di estrazione?
Il sonicatore è uno strumento potente, ma è solo uno dei modi per estrarre sapore da una materia prima. Se vuoi capire quando conviene e quando no, insieme a tutte le altre preparazioni home made, dai un'occhiata al Master Home Made, il mio master dedicato alle preparazioni e alle tecniche di produzione al bar.
Buona miscelazione,
Giovanni
Bibliografia
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