Ulepszona ultradźwiękowo produkcja lodów

Zastosowanie ultradźwięków o dużej mocy ma szereg korzystnych efektów w produkcji wysokiej jakości lodów. Do głównych zalet sonikacji należy zmniejszenie wielkości kryształów i przyspieszenie zamrażania w lodach. W ten sposób ultradźwięki poprawiają jakość i odczucia konsumentów przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji.

Wpływ ultradźwięków na produkcję lodów

Ice cream production involves a sophisticated processing in order to obtain a high-quality sweet food product that satisfies customer demands. The elaborated processing steps result mainly from the fact that ice cream is one of the most complex foods: ice cream is a foam as well as an emulsion. It contains ice crystals and a non-frozen liquid blend. High power ultrasound applied during ice cream manufacturing can promote ice crystal nucleation to accelerate the heat and mass transfer process accompanying the freezing process. Thereby, sonication reduces the crystal size and shortens the freezing time in ice cream production. Research by Mortazavi and Tabatabaie showed that the freezing time in ice cream processing could be reduces by about 30% by sonication for 20 min.

Produkcja lodów i korzyści z ultradźwięków

Do produkcji lodów niezbędna jest mieszanka lodowa. Mieszanka ta składa się z mleka, mleka w proszku, śmietany, masła lub tłuszczu roślinnego, cukru, suchej masy, emulgatora, stabilizatora oraz dodatków takich jak owoce, orzechy, aromaty i barwniki. Ta specjalna mieszanka musi być homogenizowana i pasteryzowana, a następnie jest powoli mieszana podczas procesu zamrażania, aby zapobiec tworzeniu się dużych kryształów lodu. W ten sposób bardzo małe pęcherzyki powietrza są mieszane (tzw. proces napowietrzania), aby spienić lody i uzyskać gładką teksturę zimnego deseru. Ultradźwięki sprzyjają równomiernemu rozprowadzeniu wszystkich składników mieszanki lodowej i jednocześnie przyczyniają się do pasteryzacji. Więcej o pasteryzacji ultradźwiękowej płynnych produktów spożywczych dowiesz się tutaj!
Następnie ultradźwięki są stosowane na etapie zamrażania podczas produkcji lodów. Ultradźwięki sprzyjają zarodkowaniu i wzrostowi kryształów lodu, dzięki czemu proces zamrażania jest znacznie przyspieszony. W tym samym czasie sonikacja zmniejsza rozmiar kryształów lodu, dzięki czemu uzyskuje się jednolicie małe kryształy lodu. Dzięki temu lody mają gładką konsystencję i są przyjemne w dotyku. – obie cechy jakościowe, które są wysoko cenione przez konsumentów.

Etapy produkcji lodów

Produkcja lodów składa się z pięciu etapów:

1. przygotowanie mieszanki do lodów
2. homogenizacja, pasteryzacja, dojrzewanie mieszanki lodowej
3. zamrażanie i napowietrzanie
4. kształtowanie i formowanie
5. hartowanie i pakowanie

Etapy produkcji lodów.
Źródło: Podręcznik przetwórstwa mleczarskiego. Wydany przez Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Szwecja. str.387.

Zamrażanie lodów wspomagane ultradźwiękami

Podczas procesu zamrażania z przechłodzonej wody powstają kryształy. Morfologia kryształów lodu odgrywa ważną rolę w teksturalnych i fizycznych właściwościach mrożonej i półmrożonej żywności. Ponieważ wielkość i rozmieszczenie kryształów lodu ma szczególne znaczenie dla jakości rozmrożonych produktów tkankowych, w przypadku lodów preferowane są mniejsze kryształy lodu, ponieważ duże kryształy powodują lodowatą teksturę. Nukleacja jest najważniejszym czynnikiem kontrolującym rozkład wielkości kryształów podczas krystalizacji. Dlatego szybkość zamrażania jest zwykle parametrem używanym do kontrolowania wielkości i rozkładu wielkości kryształów lodu w lodach. Podczas ubijania i zamrażania, powietrze jest wstrzykiwane w celu osiągnięcia gładkiej tekstury lodów. Tak zwany "nadbieg", czyli ilość wtryskiwanego powietrza, jest proporcjonalny - w zależności od konkretnej receptury - proporcjonalnie do łącznej objętości substancji stałych i wody. Z tego powodu nadmiar powietrza różni się w zależności od różnych receptur lodów i strumieni przetwarzania. Standardowe lody wykazują przekroczenie 100%, co oznacza, że produkt końcowy składa się z równej objętości mieszanki lodowej i pęcherzyków powietrza.
Dzięki zastosowaniu wysokowydajnych procesorów ultradźwiękowych firmy Hielscher uzyskuje się lepszą jakość lodów poprzez wspomaganie krystalizacji, zmniejszenie wielkości kryształów lodu i uniknięcie inkrustacji powierzchni mrożącej. Lepsza konsystencja i bardziej kremowe odczucie w ustach są osiągane dzięki zmniejszonej wielkości kryształów lodu i lepszemu rozmieszczeniu pęcherzyków powietrza. Znacznie krótszy czas zamrażania o ok. 30% prowadzi do większej wydajności procesu i bardziej energooszczędnego procesu produkcji.

Wysokowydajne ultradźwiękowe roboty kuchenne do produkcji lodów

Hielscher Ultrasonics ma długoletnie doświadczenie w stosowaniu ultradźwięków mocy w przemyśle spożywczym. & przemysł napojów jak również wiele innych gałęzi przemysłu. Nasze procesory ultradźwiękowe wyposażone są w łatwe do czyszczenia (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrody i komory przepływowe (części mokre).
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200µm mogą być z łatwością osiągane w trybie ciągłym 24/7. Dla jeszcze większych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Precyzyjna kontrola amplitudy od łagodnej do wysokiej intensywności jest ważna dla dostrojenia procesu sonikacji do docelowej charakterystyki produktu w recepturze lodów.
Z ultradźwiękowymi procesorami spożywczymi na wymiar firma Hielscher oferuje niezawodne systemy do wsadowej i ciągłej obróbki produktów spożywczych i napojów, w tym lodów. Dzięki UIP16000, ultradźwiękowemu urządzeniu inline o mocy 16kW, które można łatwo instalować w klastrach, można efektywnie przetwarzać nawet bardzo duże ilości produktów przemysłowych.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Literatura / materiały źródłowe