Ultrazvočno izboljšana proizvodnja sladoleda

Uporaba močnega ultrazvoka ima več koristnih učinkov na proizvodnjo visokokakovostnega sladoleda. Glavne prednosti ultrazvočnega razbijanja so zmanjšanje velikosti kristalov in pospeševanje zamrzovanja sladoleda. S tem ultrazvok izboljša kakovost in občutek potrošnikov, hkrati pa zmanjša proizvodne stroške.

Ultrazvočni učinki na proizvodnjo sladoleda

Proizvodnja sladoleda vključuje prefinjeno predelavo, da bi dobili visokokakovosten sladki živilski izdelek, ki zadovoljuje zahteve kupcev. Izdelani koraki predelave izhajajo predvsem iz dejstva, da je sladoled ena najbolj zapletenih živil: sladoled je pena in emulzija. Vsebuje ledene kristale in nezamrznjeno tekočo mešanico. Ultrazvok visoke moči, ki se uporablja med proizvodnjo sladoleda, lahko spodbuja nukleacijo ledenih kristalov, da pospeši proces prenosa toplote in mase, ki spremlja postopek zamrzovanja. S tem ultrazvočna obdelava zmanjša velikost kristalov in skrajša čas zamrzovanja pri proizvodnji sladoleda. Raziskave Mortazavija in Tabatabaieja so pokazale, da se lahko čas zamrzovanja pri predelavi sladoleda skrajša za približno 30% s ultrazvočnim razbijanjem za 20 minut.

Proizvodnja sladoleda in prednosti ultrazvoka

Za proizvodnjo sladoleda je potrebna mešanica sladoleda. Ta sladoledna mešanica je sestavljena iz mleka, mleka v prahu, smetane, masla ali rastlinske maščobe, sladkorja, suhe mase, emulgatorja, stabilizatorja ter dodatkov, kot so sadje, oreški, arome in barvila. To posebno zmes je treba homogenizirati in pasterizirati, nato pa jo med postopkom zamrzovanja počasi mešati, da se prepreči nastanek velikega ledenega kristala. S tem se vmešajo zelo majhni zračni mehurčki (tako imenovani postopek prezračevanja), da se sladoled peni in doseže gladko teksturirano hladno sladico. Ultrasonication spodbuja enakomerno porazdelitev vseh sestavin mešanice sladoleda in hkrati prispeva k pasterizaciji. Preberite več o ultrazvočni pasterizaciji tekočih živil tukaj!
Nato se ultrazvok uporablja med zamrzovanjem med proizvodnjo sladoleda. Ultrasonication spodbuja nukleacijo in rast ledenih kristalov, tako da se proces zamrzovanja znatno pospeši. Hkrati ultrazvočna obdelava zmanjša velikost ledenih kristalov, tako da dobimo enakomerno majhne ledene kristale. To daje sladoledu gladko teksturo in prijeten občutek v ustih – Oba atributa kakovosti, ki sta zelo cenjena pri potrošnikih.

Koraki proizvodnje sladoleda

Proizvodnja sladoleda ima pet stopenj:

1. Priprava sladoledne mešanice
2. homogenizacija, pasterizacija, staranje sladoledne mešanice
3. zamrzovanje in prezračevanje
4. oblikovanje in oblikovanje
5. utrjevanje in pakiranje

Koraki proizvodnje sladoleda.
Vir: Priročnik za predelavo mleka. Objavil Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Švedska. str.387.

Ultrazvočno promovirano zamrzovanje sladoleda

Med postopkom zamrzovanja se kristali tvorijo v superohlajeni vodi. Morfologija ledenih kristalov igra pomembno vlogo pri teksturnih in fizikalnih lastnostih zamrznjene in napol zamrznjene hrane. Ker sta velikost in porazdelitev ledenih kristalov še posebej pomembni za kakovost odmrznjenih izdelkov iz tkiva, so za sladoled zaželeni manjši ledeni kristali, ker veliki kristali povzročijo ledeno teksturo. Nukleacija je najpomembnejši dejavnik za nadzor porazdelitve velikosti kristalov med kristalizacijo. Tako je stopnja zamrzovanja običajno parameter, ki se uporablja za nadzor velikosti in porazdelitve velikosti ledenih kristalov v sladoledu. Med stepanjem in zamrzovanjem se vbrizga zrak, da se doseže gladka tekstura sladoleda. Tako imenovani "prekoračitev", količina vbrizganega zraka, je sorazmerna – natančneje s posameznim receptom – sorazmerno s skupno količino trdnih snovi in vode. Torej, prekoračitev se razlikuje zaradi različnih formulacij sladoleda in tokov predelave. Standardni sladoled kaže prekoračitev 100%, kar pomeni, da je končni izdelek sestavljen iz enake količine sladoledne mešanice in zračnih mehurčkov.
Uporaba Hielscherjevih visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev ima za posledico boljšo kakovost sladoleda s spodbujanjem kristalizacije, zmanjšanjem velikosti ledenih kristalov in preprečevanjem inkrustacije zmrzovalne površine. Boljša konsistenca in bolj kremast občutek v ustih je dosežena zaradi zmanjšane velikosti kristalov sladoleda in izboljšane porazdelitve zračnih mehurčkov. Bistveno krajše zamrzovanje s približno 30% krajšim časom zamrzovanja vodi do večje procesne zmogljivosti in energetsko učinkovitejšega proizvodnega procesa.

Znanstveno dokazano: izboljšana kakovost sladoleda zaradi ultrazvočnega razbijanja

Aslan in Dogan (2021) sta raziskala učinke ultrazvočnega razbijanja na proizvodnjo sladoleda z uporabo sondnega sondnega tipa Hielscher UP400St (glej sliko levo). Rezultati raziskav so pokazali, da ultrazvok spodbuja zmanjšanje velikosti delcev zaradi kavitacije. Očitno je bilo, da ultrazvočna obdelava izboljša kakovost sladoleda in zamrznjenih živil, saj je proizvedla manjšo velikost kristalnega ledu. Ker ledeni kristali dajejo sladoledu edinstven občutek v ustih, je zelo pomembno, da v procesu zamrzovanja pridobimo najmanjše kristale, da preprečimo zrnato strukturo in dosežemo želeno gladkost in mehkobo sladoleda. Ta študija je tudi ugotovila, da ultrazvočna homogenizacija zagotavlja dobro razpršeno emulzijo. Testirano s strani potrošniškega odbora za senzoriko in okus hrane, je bilo dokazano, da ultrazvočna homogenizacija ledene kreme pomaga izpolniti želje potrošnikov z manjšimi ledenimi kristali in povezanim prijetnim občutkom sladoleda v ustih.
(prim. Aslan in Dogan, 2021)

Visoko zmogljivi ultrazvočni predelovalci hrane za proizvodnjo sladoleda

Hielscher Ultrasonics ima dolgoletne izkušnje z uporabo ultrazvoka moči v hrani & industrija pijač in številne druge industrijske panoge. Naši ultrazvočni procesorji so opremljeni z enostavnimi za čiščenje (čiščenje na mestu CIP / sterilizacija na mestu SIP) sonotrodami in pretočnimi celicami (mokri deli).
Industrijski sonikatorji Hielscher Ultrasonics lahko zagotovijo zelo visoke amplitude v neprekinjenem delovanju 24 ur na dan, 7 dni v tednu. Natančen nadzor amplitude od blage do visoke intenzivnosti je pomemben za natančno prilagoditev postopka ultrazvočnega razbijanja ciljnim značilnostim izdelka formulacije sladoleda.
Z ultrazvočnimi predelovalci hrane vseh velikosti Hielscher ponuja zanesljive sisteme za serijsko in neprekinjeno obdelavo hrane in pijače, vključno s sladoledom. Medtem ko za majhno obrtniško gelaterijo sonikatorski modeli UP400ST (400 vatov) ali UIP1000hdT (1000 vatov) zagotavljajo zadostno zmogljivost predelave, bo industrijski obrat za proizvodnjo sladoleda namestil visoko zmogljive modele sonikatorjev UIP6000hdT (6000 vatov) ali UIP16000hdT (16.000 vatov).
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Literatura / Reference