Ultrahanggal javított fagylaltgyártás

A nagy teljesítményű ultrahang alkalmazása számos kedvező hatással jár a kiváló minőségű fagylalt gyártásában. Az ultrahangos kezelés fő előnyei közé tartozik a kristályméret csökkentése és a fagylalt fagyásának felgyorsítása. Az ultrahangos kezelés ezáltal javítja a minőséget és a fogyasztók érzékszervi élményét, miközben csökkenti a gyártási költségeket.

Az ultrahang hatásai a fagylaltgyártásban

A fagylaltgyártás összetett feldolgozást igényel ahhoz, hogy a vásárlói igényeknek megfelelő, kiváló minőségű édes élelmiszer készüljön. A gondosan kidolgozott feldolgozási lépések elsősorban abból adódnak, hogy a fagylalt az egyik legösszetettebb élelmiszer: egyszerre hab és emulzió. Jégkristályokat és nem fagyott folyékony keveréket tartalmaz. A fagylaltgyártás során alkalmazott nagy teljesítményű ultrahang elősegítheti a jégkristályok magképződését, felgyorsítva a fagyási folyamatot kísérő hő- és anyagátadást. Az ultrahangos kezelés ezáltal csökkenti a kristályméretet és lerövidíti a fagyasztási időt a fagylaltgyártásban. Mortazavi és Tabatabaie kutatása kimutatta, hogy 20 min időtartamú ultrahangos kezeléssel a fagylalt feldolgozása során a fagyasztási idő mintegy 30%-kal csökkenthető.

A fagylaltgyártás és az ultrahang előnyei

A fagylaltgyártáshoz fagylaltkeverék szükséges. Ez a fagylaltkeverék tejből, tejporból, tejszínből, vajból vagy növényi zsiradékból, cukorból, szárazanyagból, emulgeálószerből, stabilizátorból, valamint olyan adalékokból áll, mint a gyümölcsök, diófélék, ízesítők és színezékek. Ezt a speciális keveréket homogenizálni és pasztőrözni kell, majd a fagyasztás során lassan keverik, hogy megakadályozzák a nagy jégkristályok kialakulását. Ennek során nagyon apró légbuborékokat kevernek bele (ez az úgynevezett levegőztetési folyamat), hogy a fagylaltot felhabosítva sima állagú hideg desszertet kapjanak. Az ultrahangos kezelés elősegíti a fagylaltkeverék valamennyi összetevőjének egyenletes eloszlását, és egyúttal hozzájárul a pasztőrözéshez. Itt olvashat bővebben a folyékony élelmiszerek ultrahangos pasztőrözéséről!
Ezt követően a fagylaltgyártás fagyasztási szakaszában alkalmaznak ultrahangos kezelést. Az ultrahangos kezelés elősegíti a jégkristályok magképződését és növekedését, így a fagyási folyamat jelentősen felgyorsul. Ugyanakkor az ultrahangos kezelés csökkenti a jégkristályok méretét, így egyenletesen kisméretű jégkristályok keletkeznek. Ez sima állagot és kellemes szájérzetet kölcsönöz a fagylaltnak – mindkettő olyan minőségi jellemző, amelyet a fogyasztók nagyra értékelnek.

A fagylaltgyártás lépései

A fagylaltgyártás öt szakaszból áll:

1. a fagylaltkeverék elkészítése
2. a fagylaltkeverék homogenizálása, pasztőrözése és érlelése
3. fagyasztás és levegőztetés
4. alakítás és formázás
5. keményítés és csomagolás

A fagylaltgyártás lépései.
Forrás:Dairy Processing Handbook. Kiadó: Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Svédország. 387. o.

Ultrahanggal elősegített fagylaltfagyasztás

A fagyási folyamat során a túlhűtött vízből kristályok képződnek. A jégkristályok morfológiája fontos szerepet játszik a fagyasztott és részben fagyasztott élelmiszerek állagbeli és fizikai tulajdonságaiban. Mivel a jégkristályok mérete és eloszlása különösen fontos a felengedett, szövetes szerkezetű termékek minősége szempontjából, a fagylalt esetében a kisebb jégkristályok előnyösebbek, mert a nagy kristályok jeges állagot eredményeznek. A magképződés a legfontosabb tényező a kristályméret-eloszlás szabályozásában a kristályosodás során. Ezért általában a fagyás sebességét használják paraméterként a fagylaltban található jégkristályok méretének és méreteloszlásának szabályozására. A habosítás és a fagyasztás során levegőt juttatnak be a fagylalt sima állagának elérése érdekében. Az úgynevezett „over-run”, vagyis a bejuttatott levegő mennyiségét – az adott recepthez igazítva – a szilárd anyagok és a víz együttes térfogatával arányosan határozzák meg. Az over-run tehát a különböző fagylaltreceptek és feldolgozási anyagáramok függvényében változik. A szokásos fagylalt over-run értéke 100%, ami azt jelenti, hogy a végtermék azonos térfogatú fagylaltkeverékből és légbuborékokból áll.
A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos processzorainak használata jobb fagylaltminőséget eredményez azáltal, hogy elősegíti a kristályosodást, csökkenti a jégkristályok méretét és megakadályozza a kéregképződést a fagyasztófelületen. A fagylalt kisebb jégkristályainak és a légbuborékok jobb eloszlásának köszönhetően jobb állag és krémesebb szájérzet érhető el. A jelentősen rövidebb fagyasztás, mintegy 30%-kal csökkentett fagyasztási idővel, nagyobb feldolgozási kapacitást és energiahatékonyabb gyártási folyamatot eredményez.

Tudományosan igazolt: jobb fagylaltminőség az ultrahangos kezelésnek köszönhetően

Aslan és Dogan (2021) a Hielscher UP400St szondás ultrahangos kezelőberendezésével vizsgálta az ultrahangos kezelés hatásait a fagylaltgyártásra (lásd a bal oldali képet). A kutatási eredmények kimutatták, hogy az ultrahang a kavitáció révén elősegíti a részecskék méretének csökkentését. Egyértelmű volt, hogy az ultrahangos kezelés javítja a fagylalt és a fagyasztott élelmiszerek minőségét, mivel kisebb jégkristályméretet eredményezett. Mivel a jégkristályok egyedi szájérzetet kölcsönöznek a fagylaltnak, nagyon fontos, hogy a fagyási folyamat során a lehető legkisebb kristályok keletkezzenek, megelőzve a szemcsés szerkezetet, és elérve a fagylalt kívánt simaságát és lágyságát. A tanulmány arra is következtetett, hogy az ultrahangos homogenizálás jól diszpergált emulziót biztosít. Az élelmiszer érzékszervi tulajdonságait és ízét vizsgáló fogyasztói panel tesztje kimutatta, hogy a fagylalt ultrahangos homogenizálása a kisebb jégkristályokkal és az ezekhez kapcsolódó kellemes szájérzettel segít megfelelni a fogyasztói preferenciáknak.
(vö. Aslan és Dogan, 2021)

Nagy teljesítményű ultrahangos élelmiszer-feldolgozó berendezések fagylaltgyártáshoz

A Hielscher Ultrasonics sokéves tapasztalattal rendelkezik a nagy teljesítményű ultrahang alkalmazásában az élelmiszer- és italiparban, valamint számos más iparágban. Ultrahangos processzoraink könnyen tisztítható (helyben tisztítható CIP / helyben sterilizálható SIP) szonotródákkal és átfolyó cellákkal (a folyadékkal érintkező alkatrészekkel) vannak felszerelve.
A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos kezelőberendezései 24/7 folyamatos üzemelés mellett is nagyon nagy amplitúdókat képesek biztosítani. Az amplitúdó pontos szabályozása az enyhétől a nagy intenzitásokig fontos ahhoz, hogy az ultrahangos kezelési folyamatot a fagylaltrecept célzott termékjellemzőihez lehessen finomhangolni.
A Hielscher minden méretben kínál ultrahangos élelmiszer-feldolgozó berendezéseket, megbízható rendszereket biztosítva az élelmiszerek és italok, köztük a fagylalt szakaszos és folyamatos kezeléséhez. Míg egy kis kézműves fagylaltozó számára az UP400ST (400 watt) vagy az UIP1000hdT (1000 watt) ultrahangos kezelőberendezés elegendő feldolgozási kapacitást biztosít, egy ipari fagylaltgyártó üzem a nagy áteresztőképességű UIP6000hdT (6000 watt) vagy UIP16000hdT (16 000 watt) ultrahangos kezelőberendezéseket telepíti.
Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos kezelőberendezéseink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:

Szakirodalom / Hivatkozások

• 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.