Produção de sorvete ultrassonicamente aprimorada

A aplicação do ultrassom de potência tem vários efeitos benéficos na produção de sorvete de alta qualidade. As principais vantagens da sonicação incluem a redução do tamanho do cristal e a aceleração do congelamento em sorvetes. Assim, a ultrassonografia melhora a qualidade e a sensação do consumidor, ao mesmo tempo em que reduz os custos de produção.

Efeitos ultrassônicos na fabricação de sorvete

A produção de sorvete envolve um processamento sofisticado para obter um produto alimentício doce de alta qualidade que satisfaça as demandas dos clientes. As etapas de processamento elaboradas resultam principalmente do fato de que o sorvete é um dos alimentos mais complexos: o sorvete é uma espuma e também uma emulsão. Contém cristais de gelo e uma mistura líquida não congelada. O ultrassom de alta potência aplicado durante a fabricação de sorvete pode promover a nucleação de cristais de gelo para acelerar o processo de transferência de calor e massa que acompanha o processo de congelamento. Assim, a sonicação reduz o tamanho do cristal e encurta o tempo de congelamento na produção de sorvete. A pesquisa de Mortazavi e Tabatabaie mostrou que o tempo de congelamento no processamento de sorvete pode ser reduzido em cerca de 30% por sonicação por 20 min.

Produção de sorvete e os benefícios do ultrassom

Para a produção de sorvete, é necessária uma mistura de sorvete. Esta mistura de sorvete é composta por leite, leite em pó, creme, manteiga ou gordura vegetal, açúcar, massa seca, emulsificante, estabilizante, além de aditivos como frutas, nozes, aromas e corantes. Esta mistura especial deve ser homogeneizada e pasteurizada, depois é agitada lentamente durante o processo de congelamento para evitar a formação de grandes cristais de gelo. Assim, bolhas de ar muito pequenas são misturadas (o chamado processo de aeração) para espumar o sorvete, obtendo uma sobremesa fria de textura suave. A ultrassonografia promove a distribuição uniforme de todos os ingredientes da mistura de sorvete e contribui ao mesmo tempo para a pasteurização. Leia mais sobre pasteurização ultrassônica de alimentos líquidos aqui!
Posteriormente, a ultrassonografia é aplicada durante a etapa de congelamento durante a produção de sorvete. A ultrassonografia promove a nucleação e o crescimento de cristais de gelo, de modo que o processo de congelamento é significativamente acelerado. Ao mesmo tempo, a sonicação reduz o tamanho dos cristais de gelo para que cristais de gelo uniformemente pequenos sejam obtidos. Isso dá ao sorvete uma textura suave e uma sensação agradável na boca – ambos os atributos de qualidade, que são altamente valorizados pelos consumidores.

Etapas de produção de sorvete

A fabricação de sorvetes tem cinco etapas:

1. Preparação da mistura de sorvete
2. homogeneização, pasteurização, envelhecimento da mistura de sorvete
3. congelamento e aeração
4. Modelagem e moldagem
5. Endurecimento e embalagem

Etapas da produção de sorvete.
Fonte: Manual de processamento de laticínios. Publicado pela Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Suécia. pág. 387.

Congelamento de sorvete promovido por ultrassom

Durante o processo de congelamento, os cristais são formados a partir da água super-resfriada. A morfologia dos cristais de gelo desempenha um papel importante em relação às propriedades texturais e físicas dos alimentos congelados e semicongelados. Como o tamanho e a distribuição dos cristais de gelo são de especial importância para a qualidade dos produtos de tissue descongelados, para o sorvete, cristais de gelo menores são preferidos porque cristais grandes resultam em uma textura gelada. A nucleação é o fator mais importante para controlar a distribuição do tamanho do cristal durante a cristalização. Assim, a taxa de congelamento é geralmente o parâmetro usado para controlar o tamanho e a distribuição de tamanho dos cristais de gelo no sorvete. Durante a batida e congelamento, o ar é injetado para obter a textura suave do sorvete. O chamado "over-run", a quantidade de ar injetada, é proporcional – especificamente à receita específica – proporcionalmente ao volume combinado de sólidos e água. Portanto, o excesso varia devido às diferentes formulações de sorvete e aos fluxos de processamento. O sorvete padrão mostra um excesso de 100%, o que significa que o produto final consiste em um volume igual de mistura de sorvete e bolhas de ar.
O uso dos processadores de ultrassom de alto desempenho da Hielscher resulta em uma melhor qualidade de sorvete, promovendo a cristalização, reduzindo o tamanho do cristal de gelo e evitando a incrustação de uma superfície de congelamento. Uma melhor consistência e uma sensação mais cremosa na boca são alcançadas devido ao tamanho reduzido do cristal do sorvete e à distribuição aprimorada das bolhas de ar. O congelamento significativamente mais curto com aprox. 30% de redução do tempo de congelamento leva a uma maior capacidade de processo e a um processo de produção mais eficiente em termos energéticos.

Cientificamente comprovado: Melhor qualidade do sorvete devido à sonicação

Aslan e Dogan (2021) investigaram os efeitos da sonicação na produção de sorvete usando o sonicador tipo sonda Hielscher UP400St (ver foto à esquerda). Os resultados da pesquisa demonstraram que o ultrassom promove a redução do tamanho das partículas devido à cavitação. Ficou evidente que a sonicação melhora a qualidade do sorvete e dos produtos alimentícios congelados, pois produz um tamanho menor de gelo cristalino. Como os cristais de gelo dão uma sensação única na boca ao sorvete, é muito importante obter os menores cristais no processo de congelamento para evitar a estrutura arenosa, alcançando a suavidade e maciez desejadas do sorvete. Este estudo também concluiu que a homogeneização ultrassônica fornece uma emulsão bem dispersa. Testado por um painel de consumidores para sensorial e sabor de alimentos, foi demonstrado que a homogeneização ultrassônica de sorvete ajuda a atender às preferências do consumidor com cristais de gelo menores e a sensação agradável na boca do sorvete.
(cf. Aslan e Dogan, 2021)

Processadores de alimentos ultrassônicos de alto desempenho para produção de sorvete

A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na aplicação de ultrassom de potência nos alimentos & indústria de bebidas, bem como muitos outros ramos industriais. Nossos processadores ultrassônicos são equipados com sonotrodos e células de fluxo fáceis de limpar (CIP de limpeza no local / esterilização no local SIP) e células de fluxo (as partes úmidas).
Os sonicadores industriais Hielscher Ultrasonics podem fornecer amplitudes muito altas em operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana. O controle preciso da amplitude de intensidades leves a altas é importante para ajustar o processo de sonicação às características do produto alvo da formulação do sorvete.
Com processadores de alimentos ultrassônicos de qualquer tamanho, a Hielscher oferece sistemas confiáveis para o tratamento contínuo e em lote de produtos alimentícios e bebidas, incluindo sorvetes. Enquanto para uma pequena gelateria artesanal os modelos de sonicador UP400ST (400 watts) ou UIP1000hdT (1000 watts) oferecem capacidade de processamento suficiente, uma fábrica de sorvete industrial instalará os modelos de sonicador de alto rendimento UIP6000hdT (6000 watts) ou UIP16000hdT (16.000 watts).
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Literatura / Referências