અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી સુધારેલું આઇસક્રીમ ઉત્પાદન

ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા આઇસક્રીમના ઉત્પાદન પર ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગની અનેક લાભદાયક અસરો થાય છે. સોનિકેશનના મુખ્ય ફાયદાઓમાં સ્ફટિકનું કદ ઘટાડવું અને આઇસક્રીમના હિમીકરણને વેગ આપવો સામેલ છે. આમ, અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવાની સાથે ગુણવત્તા અને ગ્રાહકના સંવેદનાત્મક અનુભવને સુધારે છે.

આઇસક્રીમના ઉત્પાદન પર અલ્ટ્રાસોનિક અસરો

ગ્રાહકોની માગ સંતોષતું ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું મીઠું ખાદ્ય ઉત્પાદન મેળવવા માટે આઇસક્રીમના ઉત્પાદનમાં સુવિકસિત પ્રક્રિયાની જરૂર પડે છે. પ્રક્રિયાના વિસ્તૃત તબક્કાઓનું મુખ્ય કારણ એ છે કે આઇસક્રીમ સૌથી જટિલ ખાદ્ય પદાર્થોમાંનો એક છે: આઇસક્રીમ ફીણ પણ છે અને ઇમલ્શન પણ છે. તેમાં બરફના સ્ફટિકો અને ન જામેલું પ્રવાહી મિશ્રણ હોય છે. આઇસક્રીમના ઉત્પાદન દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતો ઉચ્ચ શક્તિવાળો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બરફના સ્ફટિકોના નાભિકનને પ્રોત્સાહિત કરી શકે છે, જેથી હિમીકરણ પ્રક્રિયા સાથે થતી ઉષ્મા અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણની પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે. આમ, સોનિકેશન આઇસક્રીમના ઉત્પાદનમાં સ્ફટિકનું કદ ઘટાડે છે અને હિમીકરણનો સમય ટૂંકાવે છે. Mortazavi અને Tabatabaieના સંશોધનમાં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે 20 min માટે સોનિકેશન કરવાથી આઇસક્રીમની પ્રક્રિયામાં હિમીકરણનો સમય લગભગ 30% ઘટાડી શકાય છે.

આઇસક્રીમનું ઉત્પાદન અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ફાયદા

આઇસક્રીમના ઉત્પાદન માટે આઇસક્રીમ મિશ્રણ જરૂરી છે. આ આઇસક્રીમ મિશ્રણમાં દૂધ, દૂધનો પાઉડર, ક્રીમ, માખણ અથવા વનસ્પતિ ચરબી, ખાંડ, શુષ્ક દ્રવ્ય, ઇમલ્સિફાયર, સ્થિરીકારક તેમજ ફળો, સૂકામેવા, સ્વાદદ્રવ્યો અને રંગદ્રવ્યો જેવા ઉમેરણો હોય છે. આ વિશિષ્ટ મિશ્રણનું સમાનાંગીકરણ અને પાશ્ચુરીકરણ કરવું પડે છે; ત્યારબાદ બરફના મોટા સ્ફટિકો બનતા અટકાવવા માટે હિમીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન તેને ધીમેથી હલાવવામાં આવે છે. આ દરમિયાન હવાના ખૂબ નાના પરપોટા ભેળવવામાં આવે છે, જેને વાયુમિશ્રણ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે, જેથી આઇસક્રીમમાં ફીણ ઉત્પન્ન થાય અને મુલાયમ રચના ધરાવતી ઠંડી મીઠાઈ મળે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન આઇસક્રીમ મિશ્રણના તમામ ઘટકોના સમાન વિતરણને પ્રોત્સાહિત કરે છે અને સાથે પાશ્ચુરીકરણમાં પણ ફાળો આપે છે. પ્રવાહી ખાદ્ય પદાર્થોના અલ્ટ્રાસોનિક પાશ્ચુરીકરણ વિશે અહીં વધુ વાંચો!
ત્યારબાદ, આઇસક્રીમના ઉત્પાદન દરમિયાન હિમીકરણના તબક્કામાં અલ્ટ્રાસોનિકેશન લાગુ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન બરફના સ્ફટિકોના નાભિકન અને વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહિત કરે છે, જેથી હિમીકરણ પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર વેગ મળે છે. સાથે જ, સોનિકેશન બરફના સ્ફટિકોનું કદ ઘટાડે છે, જેથી એકસરખા નાના બરફના સ્ફટિકો મળે છે. આથી આઇસક્રીમને મુલાયમ રચના અને મોંમાં સુખદ અનુભૂતિ મળે છે – ગુણવત્તાના આ બંને ગુણધર્મોને ગ્રાહકો ખૂબ મહત્ત્વ આપે છે.

આઇસક્રીમના ઉત્પાદનના તબક્કાઓ

આઇસક્રીમના ઉત્પાદનમાં પાંચ તબક્કાઓ હોય છે:

1. આઇસક્રીમ મિશ્રણની તૈયારી
2. આઇસક્રીમ મિશ્રણનું સમાનાંગીકરણ, પાશ્ચુરીકરણ અને પરિપક્વન
3. હિમીકરણ અને વાયુમિશ્રણ
4. આકાર આપવો અને ઢાળવું
5. સખત બનાવવું અને પેકેજિંગ કરવું

આઇસક્રીમના ઉત્પાદનના તબક્કાઓ.
સ્રોત:ડેરી પ્રોસેસિંગ હેન્ડબુક. Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Sweden દ્વારા પ્રકાશિત. પૃ.387.

અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી વેગ પામતું આઇસક્રીમનું હિમીકરણ

હિમીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન અતિશીતિત પાણીમાંથી સ્ફટિકો બને છે. બરફના સ્ફટિકોની આકારવિદ્યા જમેલા અને અર્ધજમેલા ખાદ્ય પદાર્થોની રચનાત્મક અને ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓમાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. પેશીય રચના ધરાવતા પીગળેલા ખાદ્ય ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા માટે બરફના સ્ફટિકોનું કદ અને વિતરણ ખાસ મહત્ત્વ ધરાવે છે; આઇસક્રીમ માટે નાના બરફના સ્ફટિકો પસંદ કરવામાં આવે છે, કારણ કે મોટા સ્ફટિકો બરફ જેવી રચના ઉત્પન્ન કરે છે. સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન સ્ફટિકોના કદના વિતરણને નિયંત્રિત કરવા માટે નાભિકન સૌથી મહત્ત્વનું પરિબળ છે. તેથી, આઇસક્રીમમાં બરફના સ્ફટિકોના કદ અને કદના વિતરણને નિયંત્રિત કરવા માટે સામાન્ય રીતે હિમીકરણનો દર પરિમાણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ફેંટવા અને હિમીકરણ દરમિયાન આઇસક્રીમની મુલાયમ રચના મેળવવા માટે હવા દાખલ કરવામાં આવે છે. કહેવાતો “ઓવર-રન”, એટલે કે દાખલ કરવામાં આવતી હવાનું પ્રમાણ, ઘન પદાર્થો અને પાણીના સંયુક્ત આયતનના પ્રમાણમાં – ચોક્કસ વાનગીને અનુરૂપ – નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી, આઇસક્રીમની વિવિધ સંઘટન રચનાઓ અને પ્રક્રિયા પ્રવાહોને કારણે ઓવર-રન બદલાય છે. પ્રમાણભૂત આઇસક્રીમમાં 100% ઓવર-રન હોય છે, જેનો અર્થ એ છે કે અંતિમ ઉત્પાદનમાં આઇસક્રીમ મિશ્રણ અને હવાના પરપોટા સમાન આયતનમાં હોય છે.
Hielscher ના ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોસેસરોનો ઉપયોગ સ્ફટિકીકરણને પ્રોત્સાહિત કરીને, બરફના સ્ફટિકોનું કદ ઘટાડીને અને હિમીકરણ કરતી સપાટી પર પોપડો જામતો અટકાવીને આઇસક્રીમની ગુણવત્તા સુધારે છે. આઇસક્રીમમાં બરફના સ્ફટિકોનું કદ ઘટવાથી અને હવાના પરપોટાનું વિતરણ સુધરવાથી વધુ સારી ઘટ્ટતા અને મોંમાં વધુ મલાઈદાર અનુભૂતિ મળે છે. હિમીકરણનો સમય આશરે 30% ઘટવાથી હિમીકરણ નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકા સમયમાં થાય છે, જેના પરિણામે પ્રક્રિયાની ક્ષમતા વધે છે અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયા વધુ ઊર્જા કાર્યક્ષમ બને છે.

વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત: સોનિકેશનને કારણે આઇસક્રીમની ગુણવત્તામાં સુધારો

Aslan અને Dogan (2021)એ Hielscher ના પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટર UP400St નો ઉપયોગ કરીને આઇસક્રીમના ઉત્પાદન પર સોનિકેશનની અસરોની તપાસ કરી હતી (ડાબી બાજુનું ચિત્ર જુઓ). સંશોધનનાં પરિણામોએ દર્શાવ્યું કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કેવિટેશનને કારણે કણોના કદમાં ઘટાડાને પ્રોત્સાહિત કરે છે. સોનિકેશનથી બરફના નાના સ્ફટિકો ઉત્પન્ન થતા હોવાથી તે આઇસક્રીમ અને જમેલા ખાદ્ય ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા સુધારે છે તે સ્પષ્ટ થયું હતું. બરફના સ્ફટિકો આઇસક્રીમને મોંમાં વિશિષ્ટ અનુભૂતિ આપતા હોવાથી, દાણાદાર રચના અટકાવવા અને આઇસક્રીમની ઇચ્છિત મુલાયમતા તથા નરમાઈ મેળવવા માટે હિમીકરણ પ્રક્રિયામાં સૌથી નાના સ્ફટિકો મેળવવા ખૂબ મહત્ત્વનું છે. આ અભ્યાસે એવું પણ તારણ કાઢ્યું હતું કે અલ્ટ્રાસોનિક સમાનાંગીકરણથી સારી રીતે વિખેરાયેલું ઇમલ્શન મળે છે. ખોરાકના સંવેદનાત્મક ગુણધર્મો અને સ્વાદ માટે ગ્રાહક સમિતિ દ્વારા પરીક્ષણ કરવામાં આવતાં દર્શાયું હતું કે આઇસક્રીમનું અલ્ટ્રાસોનિક સમાનાંગીકરણ બરફના નાના સ્ફટિકો અને તેની સાથે સંકળાયેલી આઇસક્રીમની મોંમાં સુખદ અનુભૂતિ દ્વારા ગ્રાહકોની પસંદગીઓ સંતોષવામાં મદદ કરે છે.
(સરખાવો: Aslan અને Dogan, 2021)

આઇસક્રીમના ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક ફૂડ પ્રોસેસરો

Hielscher Ultrasonicsને ખાદ્ય અને પીણાં ઉદ્યોગ તેમજ અન્ય અનેક ઔદ્યોગિક શાખાઓમાં ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગનો લાંબો અનુભવ છે. અમારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો સરળતાથી સાફ કરી શકાય તેવા (સ્થાને જ સફાઈ CIP / સ્થાને જ નિર્જંતુીકરણ SIP) સોનોટ્રોડ અને પ્રવાહ કોષો (પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવતા ભાગો)થી સજ્જ છે.
Hielscher Ultrasonicsના ઔદ્યોગિક સોનિકેટરો 24/7 સતત કામગીરીમાં ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર આપી શકે છે. આઇસક્રીમની સંઘટન રચનાના લક્ષિત ઉત્પાદન ગુણધર્મોને અનુરૂપ સોનિકેશન પ્રક્રિયાનું સૂક્ષ્મ સમાયોજન કરવા માટે ઓછીથી ઊંચી તીવ્રતા સુધી કંપનવિસ્તારનું ચોક્કસ નિયંત્રણ મહત્ત્વનું છે.
કોઈ પણ કદના અલ્ટ્રાસોનિક ફૂડ પ્રોસેસરો સાથે, Hielscher આઇસક્રીમ સહિતના ખાદ્ય અને પીણાં ઉત્પાદનોની બેચ અને સતત પ્રક્રિયા માટે વિશ્વસનીય પ્રણાલીઓ પૂરી પાડે છે. નાના હસ્તકલા પદ્ધતિથી આઇસક્રીમ બનાવતા વ્યવસાય માટે સોનિકેટર મોડેલો UP400ST (400 watts) અથવા UIP1000hdT (1000 watts) પૂરતી પ્રક્રિયા ક્ષમતા આપે છે, જ્યારે ઔદ્યોગિક આઇસક્રીમ ઉત્પાદન એકમ ઊંચી પ્રક્રિયા ક્ષમતા ધરાવતા સોનિકેટર મોડેલો UIP6000hdT (6000 watts) અથવા UIP16000hdT (16,000 watts) સ્થાપિત કરશે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• 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.