Producción de helado mejorada por ultrasonidos

La aplicación de ultrasonidos de potencia tiene varios efectos beneficiosos en la producción de helados de alta calidad. Las principales ventajas de la sonicación son la reducción del tamaño de los cristales y la aceleración de la congelación en el helado. De este modo, la ultrasonicación mejora la calidad y la sensación del consumidor, al tiempo que reduce los costes de producción.

Efectos de los ultrasonidos en la fabricación de helados

La producción de helados implica un sofisticado procesamiento para obtener un producto alimenticio dulce de alta calidad que satisfaga las demandas de los clientes. Las elaboradas fases de procesamiento se deben principalmente a que el helado es uno de los alimentos más complejos: el helado es una espuma y una emulsión. Contiene cristales de hielo y una mezcla líquida no congelada. Los ultrasonidos de alta potencia aplicados durante la fabricación del helado pueden promover la nucleación de los cristales de hielo para acelerar el proceso de transferencia de calor y masa que acompaña al proceso de congelación. De este modo, la sonicación reduce el tamaño de los cristales y acorta el tiempo de congelación en la producción de helados. Las investigaciones de Mortazavi y Tabatabaie demostraron que el tiempo de congelación en la elaboración de helados podía reducirse en un 30% aproximadamente mediante la sonicación durante 20 minutos.

La producción de helados y los beneficios de los ultrasonidos

Para la producción de helado se necesita una mezcla de helado. Esta mezcla de helado se compone de leche, leche en polvo, nata, mantequilla o grasa vegetal, azúcar, masa seca, emulsionante, estabilizador y aditivos como frutas, frutos secos, aromas y colorantes. Esta mezcla especial tiene que ser homogeneizada y pasteurizada, y luego se agita lentamente durante el proceso de congelación para evitar la formación de grandes cristales de hielo. De este modo, se mezclan burbujas de aire muy pequeñas (el llamado proceso de aireación) para espumar el helado y conseguir un postre frío de textura suave. La ultrasonicación favorece la distribución uniforme de todos los ingredientes de la mezcla de helado y contribuye al mismo tiempo a la pasteurización. Lea más sobre la pasteurización por ultrasonidos de alimentos líquidos aquí.
Posteriormente, se aplica la ultrasonicación durante la etapa de congelación en la producción de helados. La ultrasonicación promueve la nucleación y el crecimiento de los cristales de hielo, de modo que el proceso de congelación se acelera considerablemente. Al mismo tiempo, la sonicación reduce el tamaño de los cristales de hielo, de modo que se obtienen cristales de hielo uniformemente pequeños. Esto da al helado una textura suave y una agradable sensación en la boca – ambos atributos de calidad, muy valorados por los consumidores.

Pasos de la producción de helados

La fabricación del helado consta de cinco etapas:

1. preparación de la mezcla de helado
2. homogeneización, pasteurización, envejecimiento de la mezcla de helado
3. congelación y aireación
4. moldear y dar forma
5. endurecimiento y envasado

Pasos de la producción de helados.
Fuente:Dairy Processing Handbook. Publicado por Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Suecia. p.387.

Congelación de helados por ultrasonidos

Durante el proceso de congelación, se forman cristales a partir del agua sobreenfriada. La morfología de los cristales de hielo desempeña un papel importante en relación con las propiedades físicas y de textura de los alimentos congelados y semicongelados. Como el tamaño y la distribución de los cristales de hielo son de especial importancia para la calidad de los productos tisulares descongelados, en el caso de los helados se prefieren los cristales de hielo más pequeños, ya que los cristales grandes dan lugar a una textura helada. La nucleación es el factor más importante para controlar la distribución del tamaño de los cristales durante la cristalización. Por ello, la velocidad de congelación suele ser el parámetro utilizado para controlar el tamaño y la distribución del tamaño de los cristales de hielo en el helado. Durante el batido y la congelación, se inyecta aire para conseguir la textura suave del helado. El llamado "over-run", la cantidad de aire inyectado, está proporcionado -específicamente a la receta concreta- de forma proporcional al volumen combinado de sólidos y agua. Por lo tanto, el over-run varía debido a las diferentes formulaciones de helado y a los flujos de procesamiento. El helado estándar presenta un rebasamiento del 100%, lo que significa que el producto final está formado por un volumen igual de mezcla de helado y de burbujas de aire.
El uso de los procesadores de ultrasonidos de alto rendimiento de Hielscher da como resultado una mejor calidad del helado al promover la cristalización, reducir el tamaño de los cristales de hielo y evitar la incrustación de la superficie de congelación. Se consigue una mejor consistencia y una sensación en boca más cremosa gracias a la reducción del tamaño de los cristales del helado y a la mejor distribución de las burbujas de aire. Una congelación significativamente más corta, con un tiempo de congelación reducido en un 30% aproximadamente, permite una mayor capacidad de proceso y un proceso de producción más eficiente desde el punto de vista energético.

Procesadores de alimentos por ultrasonidos de alto rendimiento para la producción de helados

Hielscher Ultrasonics tiene una larga experiencia en la aplicación de ultrasonidos de potencia en el sector alimentario. & industria de las bebidas, así como muchas otras ramas industriales. Nuestros procesadores ultrasónicos están equipados con sonotrodos y celdas de flujo (las partes húmedas) fáciles de limpiar (limpieza in situ CIP / esterilización in situ SIP).
Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores industriales de ultrasonidos pueden ofrecer amplitudes muy elevadas. Las amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. El control preciso de la amplitud, desde intensidades suaves hasta altas, es importante para ajustar el proceso de sonicación a las características del producto objetivo de la formulación del helado.
Con los procesadores de alimentos por ultrasonidos a medida, Hielscher ofrece sistemas fiables para el tratamiento por lotes y en continuo de productos alimenticios y bebidas, incluidos los helados. Con el UIP16000, un potente ultrasonido en línea de 16kW que se puede instalar fácilmente en grupos, se pueden procesar de forma eficiente incluso volúmenes industriales muy elevados.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Literatura / Referencias