초음파로 개선 된 아이스크림 생산

파워 초음파의 적용은 고품질 아이스크림 생산에 몇 가지 유익한 효과가 있습니다. 초음파 처리의 주요 장점은 결정 크기의 감소와 아이스크림의 동결 가속화를 포함합니다. 따라서 초음파는 품질과 소비자 감각을 향상시키는 동시에 생산 비용을 절감합니다.

아이스크림 제조에 대한 초음파 효과

아이스크림 생산에는 고객의 요구를 만족시키는 고품질의 단 식품을 얻기 위해 정교한 가공이 포함됩니다. 정교한 가공 단계는 주로 아이스크림이 가장 복잡한 식품 중 하나라는 사실에서 비롯됩니다 : 아이스크림은 거품이자 에멀젼입니다. 그것은 얼음 결정과 얼지 않은 액체 혼합물을 포함합니다. 아이스크림 제조 중에 적용되는 고출력 초음파는 얼음 결정 핵 형성을 촉진하여 냉동 과정에 수반되는 열 및 물질 전달 과정을 가속화할 수 있습니다. 따라서 초음파 처리는 결정 크기를 줄이고 아이스크림 생산에서 동결 시간을 단축합니다. Mortazavi와 Tabatabaie의 연구에 따르면 아이스크림 가공의 동결 시간은 20 분 동안 초음파 처리하여 약 30 % 줄일 수 있습니다.

아이스크림 생산과 초음파의 이점

아이스크림 생산을 위해서는 아이스크림 믹스가 필요합니다. 이 아이스크림 믹스는 우유, 분유, 크림, 버터 또는 식물성 지방, 설탕, 건조 질량, 유화제, 안정제 및 과일, 견과류, 향료 및 착색료와 같은 첨가제로 구성됩니다. 이 특수 혼합물은 균질화되고 저온 살균되어야 하며, 그런 다음 큰 얼음 결정이 형성되는 것을 방지하기 위해 동결 과정에서 천천히 교반해야 합니다. 따라서 매우 작은 기포가 혼합되어(소위 폭기 공정) 아이스크림 거품을 만들어 부드러운 질감의 차가운 디저트를 만듭니다. 초음파는 아이스크림 혼합물의 모든 성분의 균일 한 분포를 촉진하고 동시에 저온 살균에 기여합니다. 액체 식품의 초음파 저온 살균에 대해 자세히 알아보기 여기!
그 후, 아이스크림 생산 중 동결 단계에서 초음파가 적용됩니다. 초음파는 얼음 결정의 핵 형성과 성장을 촉진하여 동결 과정을 크게 가속화합니다. 동시에, 초음파 처리는 얼음 결정의 크기를 줄여 균일하게 작은 얼음 결정을 얻습니다. 이렇게 하면 아이스크림의 질감이 부드럽고 입맛이 좋아집니다 – 두 가지 품질 속성 모두 소비자로부터 높은 평가를 받고 있습니다.

아이스크림 생산 단계

아이스크림 제조는 5단계로 이루어집니다.

1. 아이스크림 믹스의 준비
2. 균질화, 저온 살균법, 아이스크림 믹스의 노화
3. 동결 및 폭기
4. 형성 및 몰딩
5. 경화 및 포장

아이스크림 생산 단계.
출처 : 유제품 가공 핸드북. Tetra Pak Processing Systems AB, 스웨덴 룬드에서 발행. 387쪽.

초음파로 촉진 된 아이스크림 냉동

동결 과정에서 결정은 과냉각된 물에서 형성됩니다. 얼음 결정의 형태는 냉동 및 반냉동 식품의 질감 및 물리적 특성과 관련하여 중요한 역할을 합니다. 얼음 결정의 크기와 분포는 해동된 티슈 제품의 품질에 특히 중요하기 때문에 아이스크림의 경우 큰 결정이 얼음 질감을 생성하기 때문에 더 작은 얼음 결정이 선호됩니다. 핵 형성은 결정화 중 결정 크기 분포를 제어하는 가장 중요한 요소입니다. 따라서 동결 속도는 일반적으로 아이스크림에서 얼음 결정의 크기 및 크기 분포를 제어하는 데 사용되는 매개 변수입니다. 휘핑 및 냉동 중에는 공기를 주입하여 아이스크림의 부드러운 질감을 얻습니다. 소위 "오버런(over-run)"이라고 불리는 분사되는 공기의 양은 특히 특정 제조법에 따라 고형물과 물의 결합된 부피에 비례합니다. 따라서 오버런은 다양한 아이스크림 제형과 가공 스트림으로 인해 다릅니다. 표준 아이스크림은 100%의 오버런을 보여주며, 이는 최종 제품이 동일한 양의 아이스크림 믹스와 기포로 구성됨을 의미합니다.
Hielscher의 고성능 초음파 프로세서를 사용하면 결정화를 촉진하고 얼음 결정 크기를 줄이며 동결 표면의 외피를 피함으로써 아이스크림의 품질이 향상됩니다. 더 나은 일관성과 더 크림 같은 입 느낌은 감소된 아이스크림 크리스탈 크기와 향상된 기포 분포로 인해 달성됩니다. 약 30%의 동결 시간 단축으로 동결 시간이 크게 단축되어 공정 용량이 증가하고 에너지 효율이 높은 생산 공정이 가능합니다.

과학적으로 입증 된 : 초음파 처리로 인한 아이스크림 품질 향상

Aslan과 Dogan(2021)은 Hielscher 프로브형 초음파 발생기 UP400St를 사용하여 아이스크림 생산에 대한 초음파 처리의 효과를 조사했습니다(왼쪽 그림 참조). 연구 결과는 초음파가 캐비테이션으로 인한 입자의 크기 감소를 촉진한다는 것을 보여주었습니다. 초음파 처리가 더 작은 크리스탈 얼음 크기를 생성함에 따라 아이스크림 및 냉동 식품의 품질을 향상시키는 것이 분명했습니다. 얼음 결정은 아이스크림에 독특한 입맛을 주기 때문에 거친 구조를 방지하고 아이스크림의 원하는 부드러움과 부드러움을 얻기 위해 냉동 과정에서 가장 작은 결정을 얻는 것이 매우 중요합니다. 이 연구는 또한 초음파 균질화가 잘 분산 된 에멀젼을 제공한다는 결론을 내렸습니다. 식품 감각 및 풍미에 대한 소비자 패널의 테스트에서 초음파 얼음 크림 균질화는 더 작은 얼음 결정과 아이스크림의 쾌적한 입맛으로 소비자 선호도를 충족시키는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다.
(참조: Aslan and Dogan, 2021)

아이스크림 생산을 위한 고성능 초음파 식품 처리기

Hielscher 초음파는 식품에 전력 초음파를 적용하는 데 오랜 경험을 가지고 있습니다 & 음료 산업 및 기타 여러 산업 분야. 당사의 초음파 프로세서에는 세척이 용이한(clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP), 소노트로드 및 플로우 셀(습식 부품)이 장착되어 있습니다.
Hielscher 초음파 산업용 초음파 발생기는 24/7 연속 작동에서 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 온화한 강도에서 높은 강도에 이르기까지 진폭을 정밀하게 제어하는 것은 아이스크림 제형의 목표 제품 특성에 대한 초음파 처리 과정을 미세 조정하는 데 중요합니다.
모든 크기의 초음파 식품 처리기를 통해 Hielscher는 아이스크림을 포함한 식품 및 음료 제품의 배치 및 연속 처리를위한 신뢰할 수있는 시스템을 제공합니다. 소규모 장인 gelatery의 경우 UP400ST (400 와트) 또는 UIP1000hdT (1000 와트)의 초음파 발생기 모델이 충분한 처리 용량을 제공하지만, 산업용 아이스크림 제조 시설에서는 고 처리량 초음파 발생기 모델 UIP6000hdT (6000 와트) 또는 UIP16000hdT (16,000 와트)를 설치합니다.
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

문헌 / 참고문헌