Primena power ultrazvuka ima nekoliko blagotvornih efekata na proizvodnju visokokvalitetnog sladoleda. Glavne prednosti sonikacije uključuju smanjenje veličine kristala i ubrzanje zamrzavanja sladoleda. Time ultrazvučnost poboljšava kvalitet i senzaciju potrošača dok istovremeno smanjuje troškove proizvodnje.

Ultrazvučni efekti na proizvodnju sladoleda

Proizvodnja sladoleda podrazumeva sofisticiranu preradu kako bi se dobio visokokvalitetni slatki prehrambeni proizvod koji zadovoljava zahteve kupaca. Razrađeni koraci za preradu uglavnom su rezultat činjenice da je sladoled jedna od najsloženijih namirnica: sladoled je pena kao i emulzija. Sadrži kristale leda i nezamrznute tečne mešavine. Ultrazvuk visoke snage koji se primenjuje tokom proizvodnje sladoleda može da promoviše jezgro kristala leda kako bi se ubrzao proces prenosa toplote i mase koji prati proces zamrzavanja. Time sonicija smanjuje veličinu kristala i skraćuje vreme zamrzavanja u proizvodnji sladoleda. Istraživanja Mortazavija i Tabatabaie pokazala su da bi vreme zamrzavanja u preradi sladoleda moglo da se smanji za oko 30 odsto sonikacijom na 20 min.

Proizvodnja sladoleda i prednosti ultrazvuka

Za proizvodnju sladoleda potrebna je mešavina sladoleda. Ova mešavina sladoleda sastoji se od mleka, mleka u prahu, pavlake, maslaca ili biljne masti, šećera, suve mase, emulziju, stabilizatora kao i aditiva kao što su voće, orašasti plodovi, ukusi i bojenje. Ova posebna mešavina mora biti homogenizovana i pasterizovana, zatim se lagano meša tokom procesa zamrzavanja kako bi se sprečilo formiranje velikog ledenog kristala. Samim tim, veoma mali vazdušni mehurići se mešaju u (takozvani proces aeriranja) kako bi se sladoled promešao postižući glatko teksturiran hladan desert. Ultrazvučnost promoviše ujednačenu raspodelu svih sastojaka mešavine sladoleda i istovremeno doprinosi pasterizaciji. Više o ultrazvučnim pasterizacijama tečnih namirnica pročitajte OVDE!
Naknadno se ultrazvučnost primenjuje tokom faze zamrzavanja tokom proizvodnje sladoleda. Ultrazvučnost promoviše jezgro i rast kristala leda, tako da je proces zamrzavanja znatno ubrzan. Istovremeno, sonicija smanjuje veličinu kristala leda tako da se dobijaju ujednačeno mali kristali leda. To sladoledu daje glatku teksturu i prijatan osećaj u ustima – oba atributa kvaliteta, koji su visoko vrednovani od potrošača.

Koraci proizvodnje sladoleda

Proizvodnja sladoleda ima pet faza:

1. priprema mešavine sladoleda
2. homogenizacija, pasterizacija, starenje mešavine sladoleda
3. zamrzavanje i aeracija
4. oblikovanje i buđi
5. očvršćivanje i pakovanje

Koraci proizvodnje sladoleda.
Izvor:Priručnik za preradu mlečnih proizvoda. Izdavač: Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Švedska. str.387.

Ultrasonično promovisano zamrzavanje sladoleda

Tokom procesa zamrzavanja, kristali se formiraju kao fom superkuvana voda. Morfologija kristala leda igra važnu ulogu u pogledu tekstualnih i fizičkih svojstava smrznute i poluzamrznute hrane. Kako su veličina i distribucija kristala leda od posebnog značaja za kvalitet proizvoda od otopljenog tkiva, za sladoled su poželjni manji kristali leda jer veliki kristali rezultiraju ledenom teksturom. Nukleacija je najvažniji faktor za kontrolu raspodele kristalne veličine tokom kristalizacije. Samim ovim, stopa zamrzavanja je obično parametar koji se koristi za kontrolu veličine i veličine kristala leda u sladoledu. Tokom bičevanja i zamrzavanja vazduh se ubrizgava da bi se postigla glatka tekstura sladoleda. Takozvani "over-run", količina ubrizganog vazduha, proporcionalna je – konkretno određenom receptu – srazmerno kombinovanoj zapremini čvrstine i vode. Dakle, preterano trčanje varira zbog različitih formulacija sladoleda i tokova za obradu. Standardni sladoled pokazuje preterano trčanje od 100%, što znači da se finalni proizvod sastoji od jednake zapremine mešavine sladoleda i vazdušnih mehurića.
Upotreba Hielscherovih ultrazvučnih procesora visokih performansi rezultira boljim kvalitetom sladoleda promovisanjem kristalizacije, smanjenjem veličine kristala leda i izbegavanjem inkrustacije ledene površine. Bolja postojanost i kremastiji osećaj usta postiže se zbog smanjene veličine kristala sladoleda i unapređene distribucije vazdušnog mehura. Znatno kraće zamrzavanje sa oko 30% smanjenog vremena zamrzavanja dovodi do većeg procesnog kapaciteta i energetski efikasnijeg procesa proizvodnje.

Naučno dokazano: Poboljšan kvalitet sladoleda zbog sonikacije

Aslan i Dogan (2021) istraživali su efekte sonikacije na proizvodnju sladoleda koristeći hielscher soniator sonda-tip Sonicator UP400St (vidi pik. levo). Rezultati istraživanja pokazali su da ultrazvuk promoviše smanjenje veličine čestica zbog kavitacije. Bilo je evidentno da sonicija poboljšava kvalitet sladoleda i zamrznutih prehrambenih proizvoda jer proizvodi manju veličinu kristalnog leda. S obzirom na to da kristali leda daju jedinstveni ustima sladoled, veoma je važno nabaviti najmanje kristale u procesu zamrzavanja za sprečavanje rešetkaste strukture, postizanje željene glatkoće i mekoće sladoleda. Ova studija je takođe zaključila da ultrazvučna homogenizacija pruža dobro raspršenu emulziju. Testirana od strane potrošačkog panela za senzornu hranu i ukus, pokazalo se da ultrazvučna homogenizacija leda pomaže da se ispune potrošačke preferencije manjim kristalima leda i korelirajućim prijatnim osećajem za usta sladoleda.
(cf. Aslan and Dogan, 2021)

Procesori ultrazvučne hrane visokih performansi za proizvodnju sladoleda

Hielscher Ultrasonics je odavno iskusan u primeni power ultrazvuka u hrani & industriju pića, kao i mnoge druge industrijske grane. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su lako čistim (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodima i protočnim ćelijama (vlažnim delovima).
Hielscher Ultrasonics industrijski sononičari mogu da isporuče veoma visoke amplitude u 24/7 neprekidnom radu. Precizna kontrola amplitude od blagog do visokog intenziteta je važna da bi se proces sonicacije precizno podesio na ciljane karakteristike proizvoda formulacije sladoleda.
Sa ultrazvučnim prerađivačima hrane u bilo kojoj veličini, Hielscher nudi pouzdane sisteme za grupno i kontinuirano lečenje prehrambenih i pića, uključujući sladoled. Dok za malu zanatsku gelateriju soniator modeli UP400ST (400 vati) ili UIP1000hdT (1000 vati) isporučuju dovoljno kapaciteta za obradu, industrijsko postrojenje za proizvodnju sladoleda instaliraće modele sonicatora visoke protoka UIP6000hdT (6000 vati) ili UIP16000hdT (16.000 vati).
Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

Literatura/reference