ნაყინის წარმოების ულტრაბგერითი გაუმჯობესება

მოცულობითი ულტრაბგერის გამოყენებას აქვს რამდენიმე სასარგებლო ეფექტი მაღალი ხარისხის ნაყინის წარმოებაზე. ულტრაბგერითი დამუშავების მთავარი უპირატესობები მოიცავს კრისტალის ზომის შემცირებას და ნაყინში გაყინვის აჩქარებას. ამრიგად, ულტრაბგერითი დამუშავება აუმჯობესებს ხარისხს და მომხმარებლის შეგრძნებას, რა დროსაც ამავდროულად ამცირებს წარმოების ხარჯებს.

ულტრაბგერითი ეფექტები ნაყინის წარმოებაზე

ნაყინის წარმოება მოიცავს რთულ დამუშავებას, რათა მივიღოთ მაღალი ხარისხის ტკბილი საკვები პროდუქტი, რომელიც აკმაყოფილებს მომხმარებლის მოთხოვნებს. დამუშავების დახვეწილი ეტაპები ძირითადად გამოწვეულია იმ ფაქტით, რომ ნაყინი ერთ-ერთი ყველაზე რთული საკვებია: ნაყინი არის როგორც ქაფი, ისე ემულსია. ის შეიცავს ყინულის კრისტალებს და არაგაყინულ თხევად ნარევს. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა, რომელიც გამოიყენება ნაყინის წარმოების დროს, შეუძლია ხელი შეუწყოს ყინულის კრისტალების ნუკლეაციას, რათა აჩქარდეს სითბოსა და მასის გადაცემის პროცესი, რომელიც თან ახლავს გაყინვის პროცესს. ამრიგად, ულტრაბგერითი დამუშავება ამცირებს კრისტალის ზომას და ამოკლებს გაყინვის დროს ნაყინის წარმოებაში. Mortazavi-ს და Tabatabaie-ს მიერ ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ნაყინის დამუშავების დროს გაყინვის დრო შესაძლებელია შემცირდეს დაახლოებით 30%-ით 20 წუთის განმავლობაში ულტრაბგერითი დამუშავების შედეგად.

ნაყინის წარმოება და ულტრაბგერის სარგებელი

ნაყინის წარმოებისთვის საჭიროა ნაყინის ნარევი. ეს ნაყინის ნარევი შედგება რძის, რძის ფხვნილის, ნაღების, კარაქის ან მცენარეული ცხიმის, შაქრის, მშრალი მასის, ემულგატორის, სტაბილიზატორის, ასევე დამატებითი ინგრედიენტებისგან, როგორიცაა ხილი, თხილი, არომატიზატორები და საღებავები. ეს სპეციალური ნარევი უნდა ჰომოგენიზირდეს და პასტერიზირდეს, შემდეგ ის ნელა ირევა გაყინვის პროცესის დროს, რათა თავიდან იქნას აცილებული დიდი ყინულის კრისტალების წარმოქმნა. ამრიგად, ძალიან პატარა ჰაერის ბუშტები ერევა (ე.წ. აერაციის პროცესი) ნაყინის გასაფუებლად, რათა მივიღოთ გლუვი ტექსტურის მქონე ცივი დესერტი. ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობს ნაყინის ნარევის ყველა ინგრედიენტის თანაბარ განაწილებას და ამავდროულად ხელს უწყობს პასტერიზაციას. გაიგეთ მეტი თხევადი საკვების ულტრაბგერითი პასტერიზაციის შესახებ აქ!
შემდეგ, ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება გაყინვის ეტაპზე ნაყინის წარმოების დროს. ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობს ყინულის კრისტალების ნუკლეაციას და ზრდას, რის შედეგადაც გაყინვის პროცესი მნიშვნელოვნად აჩქარდება. ამავდროულად, ულტრაბგერითი დამუშავება ამცირებს ყინულის კრისტალების ზომას, რის შედეგადაც მიიღება თანაბრად პატარა ყინულის კრისტალები. ეს ნაყინს აძლევს გლუვ ტექსტურას და სასიამოვნო პირის ღრუს შეგრძნებას – ორივე ხარისხის მახასიათებელი, რომლებიც ძალიან მაღლა დგას მომხმარებლებისთვის.

ნაყინის წარმოების ეტაპები

ნაყინის წარმოებას აქვს ხუთი ეტაპი:

1. ნაყინის ნარევის მომზადება
2. ნაყინის ნარევის ჰომოგენიზაცია, პასტერიზაცია, დაძველება
3. გაყინვა და აერაცია
4. ფორმირება და ჩამოსხმა
5. გამაგრება და შეფუთვა

ნაყინის წარმოების ეტაპები.
წყარო: Dairy Processing Handbook. გამოქვეყნებულია Tetra Pak Processing Systems AB-ის მიერ, ლუნდი, შვედეთი. გვ. 387.

ულტრაბგერითი ხელშეწყობილი ნაყინის გაყინვა

გაყინვის პროცესის დროს, კრისტალები წარმოიქმნება გადაგრილებული წყლიდან. ყინულის კრისტალების მორფოლოგია მნიშვნელოვან როლს თამაშობს გაყინული და ნახევრად გაყინული საკვების ტექსტურულ და ფიზიკურ თვისებებთან მიმართებაში. რადგან ყინულის კრისტალების ზომა და განაწილება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გაყინული ქსოვილოვანი პროდუქტების ხარისხისთვის, ნაყინისთვის უპირატესობა ენიჭება პატარა ყინულის კრისტალებს, რადგან დიდი კრისტალები იწვევს ყინულოვან ტექსტურას. ნუკლეაცია არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი კრისტალის ზომის განაწილების კონტროლისთვის კრისტალიზაციის დროს. ამრიგად, გაყინვის სიჩქარე ჩვეულებრივ არის პარამეტრი, რომელიც გამოიყენება ნაყინში ყინულის კრისტალების ზომისა და ზომის განაწილების კონტროლისთვის. ცემისა და გაყინვის დროს, ჰაერი ინჟექტირდება ნაყინის გლუვი ტექსტურის მისაღწევად. ე.წ. „over-run“, ინჟექტირებული ჰაერის რაოდენობა, პროპორციულია – კონკრეტულად კონკრეტული რეცეპტის – მყარი ნივთიერებებისა და წყლის ჯამური მოცულობის პროპორციულად. ასე რომ, over-run იცვლება სხვადასხვა ნაყინის ფორმულაციებისა და დამუშავების ნაკადების გამო. სტანდარტული ნაყინი აჩვენებს 100% over-run-ს, რაც ნიშნავს, რომ საბოლოო პროდუქტი შედგება ნაყინის ნარევისა და ჰაერის ბუშტების თანაბარი მოცულობისგან.
Hielscher-ის მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი პროცესორების გამოყენება იწვევს ნაყინის უკეთეს ხარისხს კრისტალიზაციის ხელშეწყობით, ყინულის კრისტალის ზომის შემცირებით და გაყინვის ზედაპირის დაფარვის თავიდან აცილებით. უკეთესი კონსისტენცია და უფრო კრემისებური პირის ღრუს შეგრძნება მიიღება შემცირებული ნაყინის კრისტალის ზომისა და გაუმჯობესებული ჰაერის ბუშტების განაწილების გამო. მნიშვნელოვნად უფრო მოკლე გაყინვა დაახლოებით 30%-ით შემცირებული გაყინვის დროით იწვევს უფრო მაღალ პროცესის წარმადობას და უფრო ენერგოეფექტურ წარმოების პროცესს.

მეცნიერულად დამტკიცებული: ნაყინის ხარისხის გაუმჯობესება ულტრაბგერითი დამუშავების გამო

Aslan და Dogan (2021) შეისწავლეს ულტრაბგერითი დამუშავების გავლენა ნაყინის წარმოებაზე Hielscher-ის პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატის UP400St გამოყენებით (იხ. სურათი მარცხნივ). კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერა ხელს უწყობს ნაწილაკების ზომის შემცირებას კავიტაციის გამო. ცხადი იყო, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება აუმჯობესებს ნაყინისა და გაყინული საკვები პროდუქტების ხარისხს, რადგან ის წარმოქმნის უფრო პატარა ყინულის კრისტალის ზომას. რადგან ყინულის კრისტალები ნაყინს აძლევს უნიკალურ პირის ღრუს შეგრძნებას, ძალიან მნიშვნელოვანია მივიღოთ უმცირესი კრისტალები გაყინვის პროცესში, რათა თავიდან ავიცილოთ ხაოიანი სტრუქტურა, მივაღწიოთ ნაყინის სასურველ გლუვობასა და სირბილეს. ეს კვლევა ასევე დაასკვნა, რომ ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაცია უზრუნველყოფს კარგად დისპერგირებულ ემულსიას. მომხმარებელთა პანელის მიერ საკვების სენსორული და არომატული თვისებების შესამოწმებლად ჩატარებული ტესტის შედეგად, ნაჩვენები იყო, რომ ულტრაბგერითი ნაყინის ჰომოგენიზაცია ხელს უწყობს მომხმარებლის პრეფერენციების დაკმაყოფილებას უფრო პატარა ყინულის კრისტალებით და ნაყინის შესაბამისი სასიამოვნო პირის ღრუს შეგრძნებით.
(იხ. Aslan და Dogan, 2021)

მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი საკვები პროცესორები ნაყინის წარმოებისთვის

Hielscher Ultrasonics-ს აქვს ხანგრძლივი გამოცდილება მოცულობითი ულტრაბგერის გამოყენებაში საკვები და სასმელი მრეწველობაში, ასევე ბევრ სხვა სამრეწველო დარგში. ჩვენი ულტრაბგერითი პროცესორები აღჭურვილია მარტივად გასაწმენდი (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) სონოტროდებით და ნაკადის კამერებით (პროდუქტთან შემხები ნაწილები).
Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატებს შეუძლიათ უზრუნველყონ ძალიან მაღალი ამპლიტუდები 24/7 უწყვეტი ოპერაციის დროს. ამპლიტუდის ზუსტი კონტროლი მსუბუქიდან მაღალ ინტენსივობამდე მნიშვნელოვანია ულტრაბგერითი დამუშავების პროცესის დახვეწისთვის ნაყინის ფორმულაციის მიზნობრივი პროდუქტის მახასიათებლების შესაბამისად.
ნებისმიერი ზომის ულტრაბგერითი საკვები პროცესორებით, Hielscher გთავაზობთ საიმედო სისტემებს საკვები და სასმელი პროდუქტების, მათ შორის ნაყინის, პარტიული და უწყვეტი დამუშავებისთვის. მაშინ, როდესაც პატარა ხელნაკეთი ნაყინის მაღაზიისთვის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატის მოდელები UP400ST (400 ვატი) ან UIP1000hdT (1000 ვატი) უზრუნველყოფენ საკმარის დამუშავების წარმადობას, სამრეწველო ნაყინის წარმოების ობიექტი დააინსტალირებს მაღალი გამტარუნარიანობის ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატის მოდელებს UIP6000hdT (6000 ვატი) ან UIP16000hdT (16 000 ვატი).
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი დამუშავების აპარატების დაახლოებითი დამუშავების წარმადობის შესახებ:

ლიტერატურა / რეფერენსები

• 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.