अल्ट्रासोनिक तकनीक से बेहतर आइसक्रीम उत्पादन

उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड के उपयोग से उच्च गुणवत्ता वाली आइसक्रीम के उत्पादन पर कई लाभकारी प्रभाव पड़ते हैं। सोनिकेशन के प्रमुख लाभों में क्रिस्टल का आकार घटाना और आइसक्रीम के जमने की प्रक्रिया को तेज करना शामिल है। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिकेशन गुणवत्ता और उपभोक्ता के संवेदी अनुभव को बेहतर बनाता है तथा साथ ही उत्पादन लागत घटाता है।

आइसक्रीम निर्माण पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव

ग्राहकों की अपेक्षाओं को पूरा करने वाला उच्च गुणवत्ता का मीठा खाद्य उत्पाद प्राप्त करने के लिए आइसक्रीम उत्पादन में परिष्कृत प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। प्रसंस्करण के विस्तृत चरण मुख्यतः इस तथ्य के कारण आवश्यक होते हैं कि आइसक्रीम सबसे जटिल खाद्य पदार्थों में से एक है: आइसक्रीम फोम भी है और इमल्शन भी। इसमें बर्फ के क्रिस्टल और बिना जमा हुआ तरल मिश्रण होता है। आइसक्रीम निर्माण के दौरान उपयोग किया जाने वाला उच्च शक्ति वाला अल्ट्रासाउंड बर्फ के क्रिस्टलों के नाभिकन को बढ़ावा दे सकता है, जिससे जमने की प्रक्रिया के साथ होने वाली ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण की प्रक्रिया तेज होती है। इस प्रकार, सोनिकेशन आइसक्रीम उत्पादन में क्रिस्टल का आकार घटाता है और जमने का समय कम करता है। Mortazavi और Tabatabaie के शोध से पता चला कि 20 min तक सोनिकेशन करने से आइसक्रीम प्रसंस्करण में जमने का समय लगभग 30% कम किया जा सकता है।

आइसक्रीम उत्पादन और अल्ट्रासाउंड के लाभ

आइसक्रीम उत्पादन के लिए आइसक्रीम मिश्रण की आवश्यकता होती है। इस आइसक्रीम मिश्रण में दूध, दूध पाउडर, क्रीम, मक्खन या वनस्पति वसा, चीनी, शुष्क पदार्थ, इमल्सीकारक, स्थिरीकारक तथा फल, मेवे, स्वादकारी पदार्थ और रंग जैसे योजक होते हैं। इस विशेष मिश्रण का समांगीकरण और पाश्चुरीकरण करना आवश्यक है, जिसके बाद जमने की प्रक्रिया के दौरान इसे धीरे-धीरे हिलाया जाता है ताकि बर्फ के बड़े क्रिस्टल न बनें। इस दौरान, हवा के बहुत छोटे बुलबुले मिश्रण में मिलाए जाते हैं, जिसे वातन प्रक्रिया कहा जाता है। इससे आइसक्रीम में झाग बनता है और चिकनी बनावट वाला ठंडा मिष्ठान प्राप्त होता है। अल्ट्रासोनिकेशन आइसक्रीम मिश्रण की सभी सामग्रियों के समान वितरण को बढ़ावा देता है और साथ ही पाश्चुरीकरण में भी योगदान देता है। तरल खाद्य पदार्थों के अल्ट्रासोनिक पाश्चुरीकरण के बारे में यहाँ और पढ़ें!
इसके बाद, आइसक्रीम उत्पादन में जमने के चरण के दौरान अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन बर्फ के क्रिस्टलों के नाभिकन और वृद्धि को बढ़ावा देता है, जिससे जमने की प्रक्रिया काफी तेज हो जाती है। साथ ही, सोनिकेशन बर्फ के क्रिस्टलों का आकार घटाता है, जिससे एकसमान छोटे बर्फ के क्रिस्टल प्राप्त होते हैं। इससे आइसक्रीम को चिकनी बनावट और मुँह में सुखद अनुभूति मिलती है – गुणवत्ता के ये दोनों गुण उपभोक्ताओं को अत्यंत प्रिय हैं।

आइसक्रीम उत्पादन के चरण

आइसक्रीम निर्माण के पाँच चरण हैं:

1. आइसक्रीम मिश्रण तैयार करना
2. आइसक्रीम मिश्रण का समांगीकरण, पाश्चुरीकरण और परिपक्वन
3. जमाना और वातन
4. आकार देना और साँचे में ढालना
5. कठोर करना और पैकेजिंग

आइसक्रीम उत्पादन के चरण।
स्रोत: Dairy Processing Handbook. प्रकाशक: Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Sweden. p.387.

अल्ट्रासोनिक तकनीक से आइसक्रीम के जमने में तेजी

जमने की प्रक्रिया के दौरान अतिशीतित पानी से क्रिस्टल बनते हैं। जमे हुए और अर्ध-जमे हुए खाद्य पदार्थों की बनावट तथा भौतिक गुणों में बर्फ के क्रिस्टलों की आकारिकी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ऊतक संरचना वाले, पिघलाए गए खाद्य उत्पादों की गुणवत्ता के लिए बर्फ के क्रिस्टलों का आकार और वितरण विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं। आइसक्रीम में छोटे बर्फ के क्रिस्टल पसंद किए जाते हैं, क्योंकि बड़े क्रिस्टल बर्फीली बनावट उत्पन्न करते हैं। क्रिस्टलीकरण के दौरान क्रिस्टल आकार के वितरण को नियंत्रित करने में नाभिकन सबसे महत्वपूर्ण कारक है। इसलिए, आइसक्रीम में बर्फ के क्रिस्टलों के आकार और आकार वितरण को नियंत्रित करने के लिए आम तौर पर जमने की दर को प्राचल के रूप में उपयोग किया जाता है। फेंटने और जमाने के दौरान आइसक्रीम की चिकनी बनावट प्राप्त करने के लिए उसमें हवा प्रविष्ट कराई जाती है। तथाकथित “ओवर-रन”, यानी प्रविष्ट कराई गई हवा की मात्रा, विशेष रेसिपी के अनुसार ठोस पदार्थों और पानी के संयुक्त आयतन के अनुपात में निर्धारित की जाती है। इसलिए, आइसक्रीम के अलग-अलग फॉर्मूलेशन और प्रसंस्करण प्रवाहों के कारण ओवर-रन बदलता है। मानक आइसक्रीम का ओवर-रन 100% होता है, जिसका अर्थ है कि अंतिम उत्पाद में आइसक्रीम मिश्रण और हवा के बुलबुलों का आयतन बराबर होता है।
Hielscher के उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासाउंड प्रोसेसरों का उपयोग क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देकर, बर्फ के क्रिस्टलों का आकार घटाकर और जमाने वाली सतह पर परत जमने से बचाकर आइसक्रीम की गुणवत्ता बेहतर बनाता है। आइसक्रीम में बर्फ के क्रिस्टलों का आकार घटने और हवा के बुलबुलों का वितरण बेहतर होने से अधिक अच्छी संगति और मुँह में अधिक मलाईदार अनुभूति प्राप्त होती है। लगभग 30% कम समय में जमने की काफी तेज प्रक्रिया से प्रसंस्करण क्षमता बढ़ती है और उत्पादन प्रक्रिया अधिक ऊर्जा दक्ष बनती है।

वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित: सोनिकेशन से आइसक्रीम की बेहतर गुणवत्ता

Aslan और Dogan (2021) ने Hielscher के प्रोब प्रकार के सोनिकेटर UP400St का उपयोग करके आइसक्रीम उत्पादन पर सोनिकेशन के प्रभावों का अध्ययन किया (बाईं ओर चित्र देखें)। शोध के परिणामों ने दर्शाया कि अल्ट्रासाउंड कैविटेशन के कारण कणों का आकार घटाने को बढ़ावा देता है। यह स्पष्ट था कि सोनिकेशन आइसक्रीम और जमे हुए खाद्य उत्पादों की गुणवत्ता बेहतर बनाता है, क्योंकि इससे बर्फ के क्रिस्टल छोटे बनते हैं। चूँकि बर्फ के क्रिस्टल आइसक्रीम को मुँह में एक विशिष्ट अनुभूति देते हैं, इसलिए दानेदार संरचना को रोकने और आइसक्रीम में वांछित चिकनापन तथा मुलायमपन प्राप्त करने के लिए जमने की प्रक्रिया में सबसे छोटे क्रिस्टल प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है। इस अध्ययन ने यह भी निष्कर्ष निकाला कि अल्ट्रासोनिक समांगीकरण से अच्छी तरह परिक्षेपित इमल्शन प्राप्त होता है। खाद्य पदार्थ के संवेदी गुणों और स्वाद के लिए उपभोक्ता पैनल द्वारा किए गए परीक्षण से पता चला कि आइसक्रीम का अल्ट्रासोनिक समांगीकरण बर्फ के छोटे क्रिस्टल और उनसे जुड़ी मुँह में सुखद अनुभूति प्रदान करके उपभोक्ता की पसंद पूरी करने में मदद करता है।
(तुलना करें: Aslan and Dogan, 2021)

आइसक्रीम उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रोसेसर

Hielscher Ultrasonics को खाद्य एवं पेय उद्योग तथा कई अन्य औद्योगिक क्षेत्रों में उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड के उपयोग का लंबा अनुभव है। हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर आसानी से साफ किए जा सकने वाले सोनोट्रोड और प्रवाह सेल (तरल के संपर्क में आने वाले भाग) से सुसज्जित हैं, जिनकी स्थापित अवस्था में ही सफाई (clean-in-place CIP) / निर्जीवीकरण (sterilize-in-place SIP) किया जा सकता है।
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक सोनिकेटर 24/7 निरंतर संचालन में बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। कम से उच्च तीव्रताओं तक आयाम का सटीक नियंत्रण, आइसक्रीम फॉर्मूलेशन के लक्षित उत्पाद गुणों के अनुसार सोनिकेशन प्रक्रिया का सूक्ष्म समायोजन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
हर आकार के अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रोसेसरों के साथ, Hielscher आइसक्रीम सहित खाद्य और पेय उत्पादों के बैच तथा निरंतर उपचार के लिए विश्वसनीय प्रणालियाँ प्रदान करता है। जहाँ छोटे स्तर पर पारंपरिक तरीके से जेलाटो बनाने वाले प्रतिष्ठान के लिए सोनिकेटर मॉडल UP400ST (400 वाट) या UIP1000hdT (1000 वाट) पर्याप्त प्रसंस्करण क्षमता प्रदान करते हैं, वहीं औद्योगिक आइसक्रीम निर्माण संयंत्र में उच्च प्रसंस्करण क्षमता वाले सोनिकेटर मॉडल UIP6000hdT (6000 वाट) या UIP16000hdT (16,000 वाट) स्थापित किए जाएँगे।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

साहित्य / संदर्भ

• 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.