Produksi Es Krim yang Ditingkatkan Secara Ultrasonik

Penerapan ultrasound daya memiliki beberapa efek menguntungkan pada produksi es krim berkualitas tinggi. Keuntungan utama dari sonikasi termasuk pengurangan ukuran kristal dan percepatan pembekuan dalam es krim. Dengan demikian, ultrasonikasi meningkatkan kualitas dan sensasi konsumen sekaligus mengurangi biaya produksi.

Efek Ultrasonik pada Pembuatan Es Krim

Produksi es krim melibatkan pemrosesan yang canggih untuk mendapatkan produk makanan manis berkualitas tinggi yang memenuhi permintaan pelanggan. Langkah-langkah pemrosesan yang diuraikan terutama dihasilkan dari fakta bahwa es krim adalah salah satu makanan yang paling kompleks: es krim adalah busa dan juga emulsi. Ini mengandung kristal es dan campuran cairan yang tidak beku. Ultrasonografi berdaya tinggi yang diterapkan selama pembuatan es krim dapat meningkatkan nukleasi kristal es untuk mempercepat proses perpindahan panas dan massa yang menyertai proses pembekuan. Dengan demikian, sonikasi mengurangi ukuran kristal dan mempersingkat waktu pembekuan dalam produksi es krim. Penelitian oleh Mortazavi dan Tabatabaie menunjukkan bahwa waktu pembekuan dalam pengolahan es krim dapat dikurangi sekitar 30% dengan sonikasi selama 20 menit.

Produksi Es Krim dan Manfaat USG

Untuk produksi es krim, campuran es krim diperlukan. Campuran es krim ini terdiri dari susu, susu bubuk, krim, mentega atau lemak nabati, gula, massa kering, pengemulsi, penstabil serta aditif seperti buah-buahan, kacang-kacangan, perisa dan pewarna. Campuran khusus ini harus dihomogenisasi dan dipasteurisasi, kemudian diaduk perlahan selama proses pembekuan untuk mencegah pembentukan kristal es besar. Dengan demikian, gelembung udara yang sangat kecil dicampur (yang disebut proses aerasi) untuk membubuih es krim sehingga menghasilkan makanan penutup dingin yang bertekstur halus. Ultrasonication mempromosikan distribusi seragam semua bahan campuran es krim dan berkontribusi pada saat yang sama pada pasteurisasi. Baca lebih lanjut tentang pasteurisasi ultrasonik makanan cair di sini!
Selanjutnya, ultrasonikasi diterapkan selama tahap pembekuan selama produksi es krim. Ultrasonikasi mendorong nukleasi dan pertumbuhan kristal es, sehingga proses pembekuan dipercepat secara signifikan. Pada saat yang sama, sonikasi mengurangi ukuran kristal es sehingga diperoleh kristal es kecil yang seragam. Ini memberi es krim tekstur yang halus dan rasa mulut yang menyenangkan – kedua atribut kualitas, yang sangat dihargai oleh konsumen.

Langkah Produksi Es Krim

Pembuatan es krim memiliki lima tahap:

1. Persiapan campuran es krim
2. homogenisasi, pasteurisasi, penuaan campuran es krim
3. Pembekuan dan aerasi
4. Membentuk dan Mencetak
5. Pengerasan dan Pengemasan

Langkah-langkah Produksi Es Krim.
Sumber:Buku Pegangan Pengolahan Susu. Diterbitkan oleh Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Swedia. hlm.387.

Pembekuan Es Krim yang Dipromosikan Secara Ultrasonik

Selama proses pembekuan, kristal terbentuk dari air supercooled. Morfologi kristal es memainkan peran penting mengenai sifat tekstur dan fisik makanan beku dan setengah beku. Karena ukuran dan distribusi kristal es sangat penting untuk kualitas produk jaringan yang dicairkan, untuk es krim, kristal es yang lebih kecil lebih disukai karena kristal besar menghasilkan tekstur es. Nukleasi adalah faktor terpenting untuk mengontrol distribusi ukuran kristal selama kristalisasi. Dengan demikian, laju pembekuan biasanya merupakan parameter yang digunakan untuk mengontrol ukuran dan distribusi ukuran kristal es dalam es krim. Selama kocok dan pembekuan, udara disuntikkan untuk mencapai tekstur es krim yang halus. Apa yang disebut "over-run", jumlah udara yang disuntikkan, proporsional – khususnya dengan resep tertentu – secara proporsional dengan volume gabungan padatan dan air. Jadi, over-run bervariasi karena formulasi es krim dan aliran pemrosesan yang berbeda. Es krim standar menunjukkan over-run 100%, yang berarti bahwa produk akhir terdiri dari volume campuran es krim dan gelembung udara yang sama.
Penggunaan prosesor ultrasound berkinerja tinggi Hielscher menghasilkan kualitas es krim yang lebih baik dengan mempromosikan kristalisasi, mengurangi ukuran kristal es dan menghindari kerak permukaan beku. Konsistensi yang lebih baik dan perasaan mulut yang lebih lembut dicapai karena ukuran kristal es krim yang berkurang dan distribusi gelembung udara yang ditingkatkan. Pembekuan yang jauh lebih singkat dengan waktu pembekuan yang berkurang sekitar 30% menghasilkan kapasitas proses yang lebih tinggi dan proses produksi yang lebih hemat energi.

Terbukti Secara Ilmiah: Peningkatan Kualitas Es Krim karena Sonikasi

Aslan dan Dogan (2021) menyelidiki efek sonikasi pada produksi es krim menggunakan sonicator tipe probe Hielscher UP400St (lihat gambar kiri). Hasil penelitian menunjukkan bahwa ultrasound mendorong pengurangan ukuran partikel karena kavitasi. Terbukti bahwa sonikasi meningkatkan kualitas es krim dan produk makanan beku karena menghasilkan ukuran es kristal yang lebih kecil. Karena kristal es memberikan rasa yang unik pada es krim, sangat penting untuk mendapatkan kristal terkecil dalam proses pembekuan untuk mencegah struktur berpasir, mencapai kehalusan dan kelembutan es krim yang diinginkan. Studi ini juga menyimpulkan bahwa homogenisasi ultrasonik memberikan emulsi yang terdispersi dengan baik. Diuji oleh panel konsumen untuk sensorik dan rasa makanan, ditunjukkan bahwa homogenisasi es crem ultrasonik membantu memenuhi preferensi konsumen dengan kristal es yang lebih kecil dan rasa es krim yang menyenangkan di mulut.
(lih. Aslan dan Dogan, 2021)

Pengolah Makanan Ultrasonik Kinerja Tinggi untuk Produksi Es Krim

Hielscher Ultrasonics telah lama berpengalaman dalam penerapan ultrasound daya dalam makanan & industri minuman serta banyak cabang industri lainnya. Prosesor ultrasonik kami dilengkapi dengan sonotrode dan sel aliran yang mudah dibersihkan (CIP bersih di tempat / SIPnya sterilisasi di tempat) (bagian basah).
Sonikator industri Hielscher Ultrasonics dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dalam operasi terus menerus 24/7. Kontrol amplitudo yang tepat dari intensitas ringan hingga tinggi penting untuk menyempurnakan proses sonikasi dengan karakteristik produk yang ditargetkan dari formulasi es krim.
Dengan pengolah makanan ultrasonik pada berbagai ukuran, Hielscher menawarkan sistem yang andal untuk batch dan pengolahan berkelanjutan produk makanan dan minuman, termasuk es krim. Sementara untuk gelatery artisanal kecil, model sonicator UP400ST (400 watt) atau UIP1000hdT (1000 watt) memberikan kapasitas pemrosesan yang cukup, fasilitas manufaktur es krim industri akan memasang model sonicator throughput tinggi UIP6000hdT (6000 watt) atau UIP16000hdT (16.000 watt).
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Literatur / Referensi