Ultrazvukem vylepšená výroba zmrzliny

Aplikace výkonového ultrazvuku má několik příznivých účinků na výrobu vysoce kvalitní zmrzliny. Mezi hlavní výhody použití ultrazvuku patří zmenšení velikosti krystalu a zrychlení zmrazení ve zmrzlině. Tím ultrazvuku zlepšuje kvalitu a pocit spotřebitele a současně snižuje výrobní náklady.

Ultrazvukové účinky na výrobu zmrzliny

Ice cream production involves a sophisticated processing in order to obtain a high-quality sweet food product that satisfies customer demands. The elaborated processing steps result mainly from the fact that ice cream is one of the most complex foods: ice cream is a foam as well as an emulsion. It contains ice crystals and a non-frozen liquid blend. High power ultrasound applied during ice cream manufacturing can promote ice crystal nucleation to accelerate the heat and mass transfer process accompanying the freezing process. Thereby, sonication reduces the crystal size and shortens the freezing time in ice cream production. Research by Mortazavi and Tabatabaie showed that the freezing time in ice cream processing could be reduces by about 30% by sonication for 20 min.

Výroba zmrzliny a výhody ultrazvuku

Pro výrobu zmrzliny je nutná zmrzlinová směs. Tato zmrzlinová směs se skládá z mléka, sušeného mléka, smetany, másla nebo rostlinného tuku, cukru, suché hmoty, emulgátoru, stabilizátoru a přísad, jako je ovoce, ořechy, příchutě a barvení. Tato speciální směs musí být homogenizována a pasterizována, poté se během procesu zmrazení pomalu míchá, aby se zabránilo tvorbě velkého ledového krystalu. Tím se smíchají velmi malé vzduchové bubliny (tzv. provzdušňování), aby se zmrzlina zpěněla a dosáhla hladce texturovaného studeného dezertu. Ultrazvuku podporuje rovnoměrné rozložení všech složek směsi zmrzliny a zároveň přispívá k pasterizaci. Přečtěte si více o ultrazvukové pasterizaci tekutých potravin zde!
Následně se ultrazvuku aplikuje během fáze zmrazení během výroby zmrzliny. Ultrazvuku podporuje nukleaci a růst ledových krystalů, takže proces zmrazení je výrazně urychlen. Současně použití ultrazvuku snižuje velikost ledových krystalů tak, aby byly získány rovnoměrně malé ledové krystaly. To dává zmrzlině hladkou texturu a příjemný pocit v ústech – oba atributy kvality, které jsou od spotřebitelů vysoce ceněné.

Kroky výroby zmrzliny

Výroba zmrzliny má pět fází:

1. příprava zmrzlinové směsi
2. homogenizace, pasterizace, stárnutí zmrzlinové směsi
3. zmrazení a prosévání
4. tvarování a tvarování
5. kalení a balení

Kroky výroby zmrzliny.
Zdroj: Příručka pro zpracování mléka. Vydal Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Švédsko. str. 387.

Ultrazvukem propagované zmrazení zmrzliny

Během procesu zmrazení se tvoří krystaly fom podchlacené vody. Morfologie ledových krystalů hraje důležitou roli, pokud jde o textové a fyzikální vlastnosti zmrazených a napůl zmrazených potravin. Vzhledem k tomu, že velikost a distribuce ledových krystalů má zvláštní význam pro kvalitu produktů rozmrazené tkáně, u zmrzliny jsou upřednostňovány menší ledové krystaly, protože velké krystaly mají za následek ledovou strukturu. Nukleace je nejdůležitějším faktorem pro řízení distribuce velikosti krystalu během krystalizace. Rychlost zmrazení je tedy obvykle parametrem používaným pro kontrolu velikosti a velikosti distribuce ledových krystalů ve zmrzlině. Během šlehání a zmrazení se vstřikuje vzduch, aby se dosáhlo hladké textury zmrzliny. Tzv. "over-run", množství vstřikování vzduchu, je úměrné – konkrétně konkrétnímu receptu – úměrně kombinovanému objemu pevných látek a vody. Takže přeběh se liší v důsledku různých složení zmrzliny a zpracovatelských toků. Standardní zmrzlina vykazuje přeběh 100%, což znamená, že konečný produkt se skládá ze stejného objemu zmrzlinové směsi a vzduchových bublin.
Použití vysoce výkonných ultrazvukových procesorů Hielscher má za následek lepší kvalitu zmrzliny podporou krystalizace, snížením velikosti ledových krystalů a zabráněním inkruzitace mrazivého povrchu. Lepší konzistence a krémovější pocit v ústech je dosaženo díky snížené velikosti krystalu zmrzliny a zvýšené distribuci vzduchových bublin. Výrazně kratší zmrazení s přibližně 30% zkrácenou dobou zmrazení vede k vyšší kapacitě procesu a energeticky účinnějšímu výrobnímu procesu.

Vysoce výkonné ultrazvukové potravinářské procesory pro výrobu zmrzliny

Hielscher Ultrazvuk je dlouholetý zkušenosti s aplikací výkonového ultrazvuku v potravinách & nápojového průmyslu a mnoha dalších průmyslových odvětví. Naše ultrazvukové procesory jsou vybaveny snadno čistitelnými (čistými CIP / sterilizovat na místě SIP) sorody a průtokovými buňkami (mokré části).
Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonárody. Přesná kontrola amplitudy od mírné až po vysokou intenzitu je důležitá pro doladění procesu použití ultrazvuku na cílené vlastnosti produktu ve složení zmrzliny.
S ultrazvukovými potravinářskými procesory o velikosti, Hielscher nabízí spolehlivé systémy pro dávku a nepřetržité zpracování potravin a nápojů, včetně zmrzliny. S UIP16000, výkonný inline ultrasonicator o výkonu 16 kW, který lze snadno nainstalovat do clusterů, lze efektivně zpracovat i velmi vysoké průmyslové objemy.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Literatura / Reference