Ultraäänellä parannettu jäätelön tuotanto
Teho-ultraäänen soveltamisella on useita hyödyllisiä vaikutuksia korkealaatuisen jäätelön tuotantoon. Sonikoinnin tärkeimpiä etuja ovat kiteen koon pienentäminen ja jäätelön jäätymisen kiihtyminen. Näin ultraääni parantaa laatua ja kuluttajien tunnetta vähentäen samalla tuotantokustannuksia.
Ultraäänivaikutukset jäätelön valmistukseen
Jäätelöntuotantoon kuuluu hienostunut käsittely korkealaatuisen makean elintarvikkeen saamiseksi, joka täyttää asiakkaiden vaatimukset. Kehitetyt käsittelyvaiheet johtuvat pääasiassa siitä, että jäätelö on yksi monimutkaisimmista elintarvikkeista: jäätelö on sekä vaahto että emulsio. Se sisältää jääkiteitä ja pakastamatonta nesteseosta. Jäätelön valmistuksen aikana käytetty suuritehoinen ultraääni voi edistää jääkiteiden nukleaatiota pakastusprosessiin liittyvän lämmön- ja massansiirtoprosessin nopeuttamiseksi. Siten sonikaatio vähentää kiteen kokoa ja lyhentää jäätelöntuotannon jäätymisaikaa. Mortazavin ja Tabatabaien tutkimus osoitti, että jäätelönjalostuksen jäätymisaikaa voitaisiin lyhentää noin 30% sonikaatiolla 20 minuutin ajan.

Teollinen prosessori UIP2000hdT (2kW) jäätelön tuotantoon. Ultraääni edistää homogenointia ja kiteytymistä ja nopeuttaa jäätymisprosessia.
Jäätelön tuotanto ja ultraäänen edut
Jäätelön valmistukseen tarvitaan jäätelöseos. Tämä jäätelösekoitus koostuu maidosta, maitojauheesta, kermasta, voista tai kasvirasvasta, sokerista, kuivasta massasta, emulgointiaineesta, stabilointiaineesta sekä lisäaineista, kuten hedelmistä, pähkinöistä, aromeista ja väriaineista. Tämä erityinen seos on homogenoitava ja pastöroitava, sitten sitä sekoitetaan hitaasti jäädytysprosessin aikana suurten jääkiteiden muodostumisen estämiseksi. Tällöin hyvin pienet ilmakuplat sekoitetaan (ns. ilmastusprosessi) jäätelön vaahdottamiseksi, jolloin saadaan tasaisesti kuvioitu kylmä jälkiruoka. Ultrasonication edistää jäätelöseoksen kaikkien ainesosien tasaista jakautumista ja edistää samalla pastörointia. Lue lisää nestemäisten elintarvikkeiden ultraäänipastöroinnista täältä!
Tämän jälkeen ultrasonicationia käytetään pakastusvaiheessa jäätelöntuotannon aikana. Ultrasonication edistää jääkiteiden nukleaatiota ja kasvua, niin että jäätymisprosessi kiihtyy merkittävästi. Samalla sonikaatio vähentää jääkiteiden kokoa niin, että saadaan tasaisesti pieniä jääkiteitä. Tämä antaa jäätelölle sileän tekstuurin ja miellyttävän suutuntuman – molemmat laatuominaisuudet, joita kuluttajat arvostavat suuresti.
Jäätelön tuotantovaiheet
Jäätelön valmistuksessa on viisi vaihetta:
- Jäätelöseoksen valmistus
- jäätelöseoksen homogenointi, pastörointi, vanhentaminen
- jäätyminen ja ilmastus
- Muotoilu ja muovaus
- Karkaisu ja pakkaus
Ultraäänellä mainostettu jäätelön jäädyttäminen
Pakastusprosessin aikana muodostuu kiteitä ylijäähdytetylle vedelle. Jääkiteiden morfologialla on tärkeä rooli jäädytettyjen ja puoliksi jäädytettyjen elintarvikkeiden tekstuuristen ja fysikaalisten ominaisuuksien suhteen. Koska jääkiteiden koko ja jakautuminen ovat erityisen tärkeitä sulatettujen kudostuotteiden laadun kannalta, jäätelössä suositaan pienempiä jääkiteitä, koska suuret kiteet johtavat jäiseen tekstuuriin. Nukleaatio on tärkein tekijä kiteen kokojakauman hallitsemiseksi kiteytymisen aikana. Siten jäätymisnopeus on yleensä parametri, jota käytetään jäätelön jääkiteiden koon ja kokojakauman säätämiseen. Vatkaamisen ja jäädyttämisen aikana ruiskutetaan ilmaa jäätelön sileän tekstuurin saavuttamiseksi. Niin kutsuttu "ylitys", ruiskutetun ilman määrä, suhteutetaan - erityisesti tiettyyn reseptiin - suhteessa kiintoaineen ja veden yhdistettyyn tilavuuteen. Joten ylitys vaihtelee erilaisten jäätelöformulaatioiden ja käsittelyvirtojen vuoksi. Tavallisen jäätelön ylitys on 100%, mikä tarkoittaa, että lopputuote koostuu yhtä suuresta määrästä jäätelöseosta ja ilmakuplia.
Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorien käyttö johtaa jäätelön parempaan laatuun edistämällä kiteytymistä, pienentämällä jääkiteen kokoa ja välttämällä jäätymispinnan kuoriutumista. Parempi koostumus ja kermaisempi suutuntuma saavutetaan pienemmän jäätelökiteen koon ja paremman ilmakuplien jakautumisen ansiosta. Huomattavasti lyhyempi pakastus noin 30 % lyhyemmällä jäätymisajalla johtaa suurempaan prosessikapasiteettiin ja energiatehokkaampaan tuotantoprosessiin.

Sonikaattori UP400St parantaa hiukkasten ja kiteiden koon pienentämistä jäätelössä
Tieteellisesti todistettu: parantunut jäätelön laatu sonikoinnin ansiosta
Aslan ja Dogan (2021) tutkivat sonikaatioiden vaikutuksia jäätelöntuotantoon käyttämällä Hielscher-koetintyyppistä sonikaattoria UP400St (katso kuva vasemmalla). Tutkimustulokset osoittivat, että ultraääni edistää kavitaation aiheuttamaa hiukkasten koon pienenemistä. Oli ilmeistä, että sonikaatio parantaa jäätelön ja pakastettujen elintarvikkeiden laatua, koska se tuotti pienemmän kristallijään koon. Koska jääkiteet antavat jäätelölle ainutlaatuisen suutuntuman, on erittäin tärkeää saada pienimmät kiteet pakastusprosessissa karkean rakenteen estämiseksi ja jäätelön halutun sileyden ja pehmeyden saavuttamiseksi. Tässä tutkimuksessa todettiin myös, että ultraäänihomogenisointi tarjoaa hyvin dispergoituneen emulsion. Kuluttajapaneelin testaama elintarvikkeiden aistinvarainen ja maku osoitti, että ultraäänijään homogenisointi auttaa täyttämään kuluttajien mieltymykset pienemmillä jääkiteillä ja jäätelön korreloivalla miellyttävällä suutuntumalla.
(vrt. Aslan ja Dogan, 2021)
Korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorit jäätelön tuotantoon
Hielscher Ultrasonics on pitkään kokenut tehon ultraäänen soveltamisesta ruokaan & juomateollisuus sekä monet muut teollisuudenalat. Ultraääniprosessorimme on varustettu helposti puhdistettavilla (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodeilla ja virtaussoluilla (märät osat).
Hielscher Ultrasonics teolliset sonicators voi tuottaa erittäin suuria amplitudit 24/7 jatkuvassa toiminnassa. Amplitudin tarkka hallinta lievästä korkeaan intensiteettiin on tärkeää sonikaatioprosessin hienosäätämiseksi jäätelöformulaation kohdennettuihin tuoteominaisuuksiin.
Hielscher tarjoaa luotettavia järjestelmiä elintarvikkeiden ja juomien, mukaan lukien jäätelön, erä- ja jatkuvaan käsittelyyn. Vaikka pienelle käsityöläiselle gelaterylle sonicator-mallit UP400ST (400 wattia) tai UIP1000hdT (1000 wattia) tarjoavat riittävästi käsittelykapasiteettia, teollinen jäätelönvalmistuslaitos asentaa korkean suorituskyvyn sonicator-mallit UIP6000hdT (6000 wattia) tai UIP16000hdT (16 000 wattia).
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
---|---|---|
10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
15-150L | 3 - 15L / min | UIP6000hdT |
n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Kirjallisuus / Viitteet
- Mortazavi, A. and Tabatabaie, F. (2008): Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Appl. Sci. J 4, 188-190.
- Aslan Türker, Duygu; Dogan, Mahmut (2021): Effects of ultrasound homogenization on the structural and sensorial attributes of ice cream: optimization with Taguchi and data envelopment analysis. Journal of Food Measurement and Characterization 15, 2021, 1-11.
- Vildan Akdeniz, A. Sibel Akalın (2019): New approach for yoghurt and ice cream production: High-intensity ultrasound. Trends in Food Science & Technology, Volume 86, 2019. 392-398.
- Petzold, G. and Aguilera, J. M. (2009): Ice Morphology: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
- Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. p.387.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.