Primjena ultrazvuka snage ima nekoliko blagotvornih učinaka na proizvodnju visokokvalitetnog sladoleda. Glavne prednosti sonikacije uključuju smanjenje veličine kristala i ubrzanje smrzavanja u sladoledu. Time ultrazvukcija poboljšava kvalitetu i raspoloženje potrošača uz istovremeno smanjenje troškova proizvodnje.

Ultrazvučni učinci na proizvodnju sladoleda

Proizvodnja sladoleda uključuje sofisticiranu preradu kako bi se dobio visokokvalitetni proizvod slatke hrane koji zadovoljava zahtjeve kupaca. Razrađeni koraci obrade uglavnom proizlaze iz činjenice da je sladoled jedna od najsloženijih namirnica: sladoled je pjena kao i emulzija. Sadrži kristale leda i ne-smrznutu tekuću mješavinu. Ultrazvuk velike snage primijenjen tijekom proizvodnje sladoleda može promicati nukleaciju kristala leda kako bi se ubrzao proces prijenosa topline i mase koji prati proces zamrzavanja. Time ultrazvukom smanjuje veličinu kristala i skraćuje vrijeme smrzavanja u proizvodnji sladoleda. Istraživanje Mortazavija i Tabatabaie pokazalo je da se vrijeme smrzavanja u preradi sladoleda može smanjiti za oko 30% ultrazvukom tijekom 20 minuta.

Proizvodnja sladoleda i prednosti ultrazvuka

Za proizvodnju sladoleda potrebna je mješavina sladoleda. Ova mješavina sladoleda sastoji se od mlijeka, mlijeka u prahu, vrhnja, maslaca ili biljne masti, šećera, suhe mase, emulisifiera, stabilizatora kao i aditiva kao što su voće, orašasti plodovi, okusi i boje. Ova posebna smjesa mora biti homogenizirana i pasterizirana, a zatim se polako miješa tijekom procesa zamrzavanja kako bi se spriječilo stvaranje velikog kristala leda. Time se miješaju vrlo mali mjehurići zraka (takozvani proces prozračivanja) kako bi se sladoled pjenio postižući glatko teksturirani hladni desert. Ultrazvuka potiče ravnomjernu distribuciju svih sastojaka mješavine sladoleda i istovremeno pridonosi pasterizaciji. Više o ultrazvučnijoj pasterizaciji tekuće hrane pročitajte ovdje!
Nakon toga, ultrazvukcija se primjenjuje tijekom faze zamrzavanja tijekom proizvodnje sladoleda. Ultrazvuka potiče nukleaciju i rast kristala leda, tako da se proces smrzavanja značajno ubrzava. U isto vrijeme, sonikacija smanjuje veličinu kristala leda tako da se dobivaju jednoliko mali kristali leda. To sladoledu daje glatku teksturu i ugodan osjećaj usta – i kvalitetne atribute, koji su visoko cijenjeni od potrošača.

Koraci proizvodnje sladoleda

Proizvodnja sladoleda ima pet faza:

1. priprema mješavine sladoleda
2. homogenizacija, pasterizacija, starenje mješavine sladoleda
3. zamrzavanje i aeracija
4. oblikovanje i oblikovanje
5. stvrdnjavanje i pakiranje

Koraci proizvodnje sladoleda.
Izvor:Priručnik za preradu mliječnih proizvoda. Objavio Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Švedska. p.387.

Ultrazvuk promovirao zamrzavanje sladoleda

Tijekom procesa zamrzavanja, kristali se formiraju fom superhlađena voda. Morfologija kristala leda igra važnu ulogu u tekstualnim i fizičkim svojstvima smrznute i polusmrzene hrane. Kako su veličina i distribucija kristala leda od posebne važnosti za kvalitetu proizvoda odmrznutog tkiva, za sladoled se preferiraju manji kristali leda jer veliki kristali rezultiraju ledenom teksturom. Nukleacija je najvažniji čimbenik za kontrolu raspodjele veličine kristala tijekom kristalizacije. Time je stopa zamrzavanja obično parametar koji se koristi za kontrolu veličine i raspodjele veličine kristala leda u sladoledu. Tijekom bičevanja i smrzavanja ubrizgava se zrak kako bi se postigla glatka tekstura sladoleda. Takozvani "over-run", količina ubrizganog zraka, proporcionalna je – konkretno određenom receptu – proporcionalno kombiniranom volumenu krutih tvari i vode. Dakle, prekomjerno pokretanje varira zbog različitih formulacija sladoleda i tokova za obradu. Standardni sladoled pokazuje prekomjernu vožnju od 100%, što znači da se konačni proizvod sastoji od jednakog volumena mješavine sladoleda i mjehurića zraka.
Korištenje Hielscherovog ultrazvučnog procesora visokih performansi rezultira boljom kvalitetom sladoleda promicanjem kristalizacije, smanjenjem veličine ledenog kristala i izbjegavanjem inkrustacije ledene površine. Bolja konzistencija i kremastiji osjećaj usta postiže se zbog smanjene veličine kristala sladoleda i poboljšane distribucije mjehurića zraka. Znatno kraće zamrzavanje s oko 30% smanjenim vremenom smrzavanja dovodi do većeg kapaciteta procesa i energetski učinkovitijeg proizvodnog procesa.

Znanstveno dokazano: Poboljšana kvaliteta sladoleda zbog ultrazvuka

Aslan i Dogan (2021) istraživali su učinke ultrazvukom na proizvodnju sladoleda pomoću hielscher sonde tipa sonda tipa UP400St (vidi sliku. lijevo). Rezultati istraživanja pokazali su da ultrazvuk potiče smanjenje veličine čestica zbog kavitacije. Bilo je očito da ultrazvukom poboljšava kvalitetu sladoleda i smrznutih prehrambenih proizvoda jer proizvodi manju veličinu kristalnog leda. Budući da kristali leda sladoledu daju jedinstven osjećaj za usta, vrlo je važno dobiti najmanje kristale u procesu zamrzavanja za sprječavanje borbene strukture, postizanje željene glatkoće i mekoće sladoleda. Ova studija je također zaključila da ultrazvučna homogenizacija osigurava dobro raspršenu emulziju. Testirano od strane potrošačke ploče za senzor i okus hrane, pokazalo se da ultrazvučna homogenizacija kremiranja leda pomaže u ispunjavanju preferencija potrošača s manjim kristalima leda i korelacijskim ugodnim osjećajem sladoleda u ustima.
(usp. Aslan i Dogan, 2021.)

Ultrazvučni procesori hrane visokih performansi za proizvodnju sladoleda

Hielscher Ultrasonics je dugo iskusan u primjeni ultrazvuka snage u hrani & industriju pića, kao i mnoge druge industrijske grane. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su lako čistim (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodes i flow-cells (mokri dijelovi).
Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvukom može isporučiti vrlo visoke amplitude u 24/7 kontinuiranom radu. Precizna kontrola amplitude od blagih do visokih intenziteta važna je za fino podešavanje procesa ultrazvukom na ciljane karakteristike proizvoda formulacije sladoleda.
S ultrazvučnim procesorima hrane u bilo kojoj veličini, Hielscher nudi pouzdane sustave za seriju i kontinuirano liječenje hrane i pića, uključujući sladoled. Dok za malu zanatsku gelateriju modeli sonikatora UP400ST (400 vata) ili UIP1000hdT (1000 vata) isporučuje dovoljno kapaciteta obrade, industrijski pogon za proizvodnju sladoleda instalirat će visokopropusne modele sonikatora UIP6000hdT (6000 vata) ili UIP16000hdT (16.000 vata).
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Književnost / Reference