Ultrazvučno poboljšana proizvodnja sladoleda

Primjena ultrazvuka ima nekoliko povoljnih učinaka na proizvodnju visokokvalitetnog sladoleda. Glavne prednosti ultrazvučne obrade uključuju smanjenje veličine kristala i ubrzanje smrzavanja u sladoledu. Na taj način, ultrazvučna obrada poboljšava kvalitetu i osjećaj potrošača, a istovremeno smanjuje troškove proizvodnje.

Ultrazvučni efekti na proizvodnju sladoleda

Proizvodnja sladoleda uključuje sofisticiranu obradu kako bi se dobio visokokvalitetni slatki prehrambeni proizvod koji zadovoljava zahtjeve kupaca. Razrađeni koraci obrade proizlaze uglavnom iz činjenice da je sladoled jedna od najsloženijih namirnica: sladoled je pjena i emulzija. Sadrži kristale leda i nesmrznutu tečnu mješavinu. Ultrazvuk velike snage primijenjen tokom proizvodnje sladoleda može promovirati nukleaciju kristala leda kako bi se ubrzao proces prijenosa topline i mase koji prati proces zamrzavanja. Na taj način, ultrazvuk smanjuje veličinu kristala i skraćuje vrijeme zamrzavanja u proizvodnji sladoleda. Istraživanje Mortazavija i Tabatabaie-a pokazalo je da se vrijeme smrzavanja u obradi sladoleda može smanjiti za oko 30% ultrazvukom u trajanju od 20 minuta.

Proizvodnja sladoleda i prednosti ultrazvuka

Za proizvodnju sladoleda potrebna je mješavina sladoleda. Ova sladoledna mješavina se sastoji od mlijeka, mlijeka u prahu, vrhnja, putera ili biljne masti, šećera, suve mase, emulgatora, stabilizatora kao i dodataka kao što su voće, orašasti plodovi, arome i boje. Ova posebna smjesa mora biti homogenizirana i pasterizirana, a zatim se polako miješa tokom procesa zamrzavanja kako bi se spriječilo stvaranje velikih kristala leda. Pri tome se vrlo mali mjehurići zraka miješaju u (tzv. proces prozračivanja) kako bi se sladoled zapjenio čime se postiže glatka tekstura hladnog deserta. Ultrazvučna obrada pospješuje ravnomjernu raspodjelu svih sastojaka mješavine sladoleda i istovremeno doprinosi pasterizaciji. Više o ultrazvučnoj pasterizaciji tečne hrane pročitajte ovdje!
Nakon toga, ultrazvučna obrada se primjenjuje tokom faze zamrzavanja tokom proizvodnje sladoleda. Ultrazvučna obrada potiče nukleaciju i rast kristala leda, tako da se proces zamrzavanja značajno ubrzava. Istovremeno, ultrazvuk smanjuje veličinu kristala leda tako da se dobijaju jednolično mali kristali leda. Ovo sladoledu daje glatku teksturu i prijatan osećaj u ustima – oba atributa kvaliteta, koji su visoko cijenjeni od strane potrošača.

Koraci proizvodnje sladoleda

Proizvodnja sladoleda ima pet faza:

1. priprema mješavine za sladoled
2. homogenizacija, pasterizacija, odležavanje mješavine za sladoled
3. zamrzavanje i prozračivanje
4. oblikovanje i oblikovanje
5. stvrdnjavanje i pakovanje

Koraci proizvodnje sladoleda.
Izvor: Priručnik za preradu mlijeka. Izdavač Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Švedska. str.387.

Ultrazvučno promovirano zamrzavanje sladoleda

Tokom procesa zamrzavanja, kristali se formiraju iz prehlađene vode. Morfologija ledenih kristala igra važnu ulogu u pogledu teksturnih i fizičkih svojstava smrznute i polusmrznute hrane. Kako su veličina i raspored kristala leda od posebne važnosti za kvalitet proizvoda od odmrznutog tkiva, za sladoled se preferiraju manji kristali leda jer veliki kristali rezultiraju ledenom teksturom. Nukleacija je najvažniji faktor za kontrolu distribucije veličine kristala tokom kristalizacije. Stoga je brzina smrzavanja obično parametar koji se koristi za kontrolu veličine i raspodjele veličine kristala leda u sladoledu. Tokom mućenja i zamrzavanja, ubrizgava se vazduh kako bi se postigla glatka tekstura sladoleda. Takozvani „prekoračivanje“, količina ubrizganog vazduha, proporcionalna je – posebno prema određenom receptu – proporcionalno kombinovanoj zapremini čvrstih materija i vode. Dakle, prekoračenje varira zbog različitih formulacija sladoleda i tokova obrade. Standardni sladoled pokazuje prekoračenje od 100%, što znači da se konačni proizvod sastoji od jednake količine mješavine sladoleda i mjehurića zraka.
Upotreba Hielscherovih ultrazvučnih procesora visokih performansi rezultira boljom kvalitetom sladoleda promicanjem kristalizacije, smanjenjem veličine kristala leda i izbjegavanjem inkrustacije površine koja se smrzava. Bolja konzistencija i kremastiji osjećaj u ustima postižu se zahvaljujući smanjenoj veličini kristala sladoleda i poboljšanoj distribuciji mjehurića zraka. Značajno kraće zamrzavanje sa cca. 30% smanjeno vrijeme zamrzavanja dovodi do većeg kapaciteta procesa i energetski efikasnijeg proizvodnog procesa.

Naučno dokazano: poboljšan kvalitet sladoleda zahvaljujući ultrazvuku

Aslan i Dogan (2021) istraživali su efekte sonikacije na proizvodnju sladoleda koristeći sonikator tipa Hielscher UP400St (vidi sliku lijevo). Rezultati istraživanja su pokazali da ultrazvuk potiče smanjenje veličine čestica zbog kavitacije. Bilo je evidentno da ultrazvuk poboljšava kvalitet sladoleda i smrznutih prehrambenih proizvoda jer je proizveo manju veličinu kristalnog leda. S obzirom da ledeni kristali daju sladoledu jedinstveni osjećaj u ustima, vrlo je važno dobiti najmanje kristale u procesu zamrzavanja kako bi se spriječila zrnasta struktura, postigla željena glatkoća i mekoća sladoleda. Ova studija je također zaključila da ultrazvučna homogenizacija daje dobro dispergiranu emulziju. Testirano od strane potrošačkog panela za senzor i okus hrane, pokazalo se da ultrazvučna homogenizacija sladoleda pomaže u ispunjavanju preferencija potrošača s manjim kristalima leda i korelirajućim ugodnim osjećajem sladoleda u ustima.
(up. Aslan i Dogan, 2021.)

Ultrazvučni procesori hrane visokih performansi za proizvodnju sladoleda

Hielscher Ultrasonics ima dugogodišnje iskustvo u primjeni ultrazvuka snage u hrani & industriju pića kao i mnoge druge industrijske grane. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su sonotrodama i protočnim ćelijama (mokrim dijelovima) koje se lako čiste (CIP za čišćenje na mjestu / sterilizacija na mjestu SIP).
Hielscher Ultrasonics industrijski sonikatori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude u neprekidnom radu 24/7. Precizna kontrola amplitude od blagog do visokog intenziteta važna je za fino podešavanje procesa sonikacije prema ciljanim karakteristikama proizvoda formulacije sladoleda.
Uz ultrazvučne procesore hrane bilo koje veličine, Hielscher nudi pouzdane sisteme za serijski i kontinuirani tretman hrane i pića, uključujući sladoled. Dok za male zanatske gelaterije modeli sonikatora UP400ST (400 vati) ili UIP1000hdT (1000 vati) isporučuju dovoljan kapacitet obrade, industrijsko postrojenje za proizvodnju sladoleda će instalirati modele sonikatora visoke propusnosti UIP6000hdT, UIP6000hdT (6000hdT (6000hdT, 60000001000) tts) .
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:

Literatura / Reference