Ultrasonisk forbedret isproduktion

Anvendelsen af effekt ultralyd har flere gavnlige virkninger på produktionen af højkvalitetsis. De største fordele ved sonikering omfatter reduktion af krystalstørrelsen og acceleration af frysning i is. Derved forbedrer ultralydning kvaliteten og forbrugernes fornemmelse og reducerer samtidig produktionsomkostningerne.

Ultralydseffekter på fremstilling af is

Isproduktion indebærer en sofistikeret forarbejdning for at opnå et sødt fødevareprodukt af høj kvalitet, der opfylder kundernes krav. De udarbejdede behandlingstrin skyldes hovedsageligt, at is er en af de mest komplekse fødevarer: is er et skum såvel som en emulsion. Den indeholder iskrystaller og en ikke-frossen flydende blanding. Ultralyd med høj effekt, der påføres under fremstilling af is, kan fremme iskrystalkerner for at fremskynde varme- og masseoverførselsprocessen, der ledsager fryseprocessen. Derved reducerer sonikering krystalstørrelsen og forkorter frysetiden i isproduktionen. Forskning foretaget af Mortazavi og Tabatabaie viste, at frysetiden i isforarbejdning kunne reduceres med ca. 30% ved sonikering i 20 minutter.

Isproduktion og fordelene ved ultralyd

Til isproduktion kræves en isblanding. Denne isblanding består af mælk, mælkepulver, fløde, smør eller vegetabilsk fedt, sukker, tørmasse, emulgator, stabilisator samt tilsætningsstoffer som frugt, nødder, smag og farvestoffer. Denne specielle blanding skal homogeniseres og pasteuriseres, så omrøres den langsomt under fryseprocessen for at forhindre dannelse af stor iskrystal. Derved blandes meget små luftbobler i (såkaldt beluftningsproces) for at skumme isen og opnå en glat tekstureret kold dessert. Ultralydbehandling fremmer den ensartede fordeling af alle ingredienser i isblandingen og bidrager samtidig til pasteuriseringen. Læs mere om ultralyd pasteurisering af flydende fødevarer her!
Efterfølgende påføres ultralydbehandling i frysefasen under isproduktion. Ultralydbehandling fremmer nukleation og vækst af iskrystaller, så fryseprocessen accelereres betydeligt. Samtidig reducerer sonikering størrelsen af iskrystaller, så der opnås ensartet små iskrystaller. Dette giver isen en glat tekstur og en behagelig mundfølelse – kvalitet attributter, som er højt værdsat fra forbrugerne.

Trin til fremstilling af is

Fremstillingen af is har fem faser:

1. forberedelse af isblandingen
2. homogenisering, pasteurisering, ældning af isblandingen
3. frysning og bestråling
4. formning og støbning
5. hærdning og emballering

Trin i isproduktion.
Kilde:Mejeriforarbejdningshåndbog. Udgivet af Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Sverige. s.387.

Ultrasonisk fremmet isfrysning

Under fryseprocessen dannes krystaller fom supercooled vand. Iskrystallernes morfologi spiller en vigtig rolle med hensyn til de stoflige og fysiske egenskaber ved frossen og halvfrossen mad. Da størrelsen og fordelingen af iskrystallerne er af særlig betydning for kvaliteten af optøede vævsprodukter, foretrækkes mindre iskrystaller for is, fordi store krystaller resulterer i en iskold tekstur. Nukleation er den vigtigste faktor til at kontrollere krystal størrelse fordeling under krystallisering. Derved er frysehastigheden normalt den parameter, der bruges til at kontrollere størrelsen og størrelsesfordelingen af iskrystallerne i is. Under piskning og frysning injiceres luft for at opnå den glatte tekstur af is. Den såkaldte "over-run", mængden af luft injiceres, er forholdsmæssigt - specielt til den særlige opskrift - proportionalt med den kombinerede mængde af faste stoffer og vand. Så overskridelse varierer på grund af de forskellige isformuleringer og forarbejdningsstrømmene. Standardis viser en overløb på 100%, hvilket betyder, at det endelige produkt består af en lige stor mængde isblanding og luftbobler.
Brugen af Hielschers højtydende ultralydsprocessorer resulterer i en bedre kvalitet af is ved at fremme krystallisering, reducere iskrystalstørrelsen og undgå incrustation af en frysende overflade. En bedre konsistens og en mere cremet mund følelse opnås på grund af den reducerede is krystal størrelse og den forbedrede luftboble distribution. Markant kortere frysning med ca. 30% reduceret frysetid fører til en højere proceskapacitet og en mere energieffektiv produktionsproces.

Højtydende ultralydsfødevareprocessorer til isproduktion

Hielscher Ultrasonics har længe erfaring med anvendelse af effektlys i maden & drikkevareindustrien samt mange andre industrigrene. Vores ultralydsprocessorer er udstyret med let at rengøre (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotoder og flow-celler (de våde dele).
Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssontroder tilgængelige. Den præcise kontrol af amplituden fra mild til høj intensitet er vigtig for at finjustere sonikeringsprocessen til isformuleringens målrettede produktegenskaber.
Med ultralydsfødevareprocessorer i en størrelse tilbyder Hielscher pålidelige systemer til batch og kontinuerlig behandling af mad- og drikkevareprodukter, herunder is. Med UIP16000, en 16kW kraftig inline ultralydsfaktor, der let kan installeres i klynger, kan selv meget høje industrielle mængder behandles effektivt.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Litteratur / Referencer