การผลิตไอศกรีมที่ได้รับการปรับปรุงด้วยอัลตราโซนิก

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานมีผลดีหลายประการในการผลิตไอศกรีมคุณภาพสูง ข้อได้เปรียบที่สําคัญของ sonication ได้แก่ การลดขนาดผลึกและการเร่งการแช่แข็งในไอศกรีม ด้วยเหตุนี้อัลตราโซนิกจึงช่วยเพิ่มคุณภาพและความรู้สึกของผู้บริโภคในขณะเดียวกันก็ลดต้นทุนการผลิต

ผลกระทบอัลตราโซนิกในการผลิตไอศกรีม

การผลิตไอศกรีมเกี่ยวข้องกับการแปรรูปที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อาหารหวานคุณภาพสูงที่ตอบสนองความต้องการของลูกค้า ขั้นตอนการแปรรูปที่ซับซ้อนส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าไอศกรีมเป็นหนึ่งในอาหารที่ซับซ้อนที่สุด: ไอศกรีมเป็นโฟมและอิมัลชัน ประกอบด้วยผลึกน้ําแข็งและส่วนผสมของเหลวที่ไม่แช่แข็ง อัลตราซาวนด์กําลังสูงที่ใช้ในระหว่างการผลิตไอศกรีมสามารถส่งเสริมการสร้างนิวเคลียสของผลึกน้ําแข็งเพื่อเร่งกระบวนการถ่ายเทความร้อนและมวลที่มาพร้อมกับกระบวนการแช่แข็ง ด้วยเหตุนี้ sonication จะลดขนาดผลึกและลดระยะเวลาการแช่แข็งในการผลิตไอศกรีม การวิจัยโดย Mortazavi และ Tabatabaie แสดงให้เห็นว่าเวลาในการแช่แข็งในการแปรรูปไอศกรีมสามารถลดลงได้ประมาณ 30% โดยการ sonication เป็นเวลา 20 นาที

การผลิตไอศกรีมและประโยชน์ของอัลตราซาวนด์

สําหรับการผลิตไอศกรีมจําเป็นต้องมีไอศกรีมผสม ส่วนผสมของไอศกรีมนี้ประกอบด้วยนม นมผง ครีม เนยหรือไขมันพืช น้ําตาล มวลแห้ง อิมัลซิไฟเออร์ สารทําให้คงตัว ตลอดจนสารเติมแต่ง เช่น ผลไม้ ถั่ว รสชาติ และสี ส่วนผสมพิเศษนี้จะต้องทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและพาสเจอร์ไรส์ จากนั้นจึงกวนช้าๆ ในระหว่างกระบวนการแช่แข็งเพื่อป้องกันการก่อตัวของผลึกน้ําแข็งขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้จึงผสมฟองอากาศขนาดเล็กมาก (ที่เรียกว่ากระบวนการเติมอากาศ) เพื่อทําให้ไอศกรีมเป็นฟองเพื่อให้ได้ของหวานเย็นที่มีเนื้อสัมผัสเรียบเนียน อัลตราโซนิกส่งเสริมการกระจายส่วนผสมทั้งหมดของส่วนผสมไอศกรีมอย่างสม่ําเสมอและมีส่วนช่วยในการพาสเจอร์ไรส์ในเวลาเดียวกัน อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกของอาหารเหลวที่นี่!
ต่อจากนั้นอัลตราโซนิกจะถูกนําไปใช้ในระหว่างขั้นตอนการแช่แข็งระหว่างการผลิตไอศกรีม อัลตราโซนิกส่งเสริมการสร้างนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของผลึกน้ําแข็งเพื่อให้กระบวนการแช่แข็งเร็วขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ ในขณะเดียวกันการ sonication จะลดขนาดของผลึกน้ําแข็งเพื่อให้ได้ผลึกน้ําแข็งขนาดเล็กอย่างสม่ําเสมอ ทําให้ไอศกรีมมีเนื้อสัมผัสที่นุ่มนวลและให้ความรู้สึกสบายปาก – คุณลักษณะด้านคุณภาพทั้งสองซึ่งมีมูลค่าสูงจากผู้บริโภค

ขั้นตอนการผลิตไอศกรีม

การผลิตไอศกรีมมีห้าขั้นตอน:

1. การเตรียมส่วนผสมของไอศกรีม
2. การทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน, พาสเจอร์ไรส์, อายุของส่วนผสมไอศกรีม
3. การแช่แข็งและการเติมอากาศ
4. การสร้างและการขึ้นรูป
5. การชุบแข็งและบรรจุภัณฑ์

ขั้นตอนการผลิตไอศกรีม
ที่มา:คู่มือการแปรรูปนม เผยแพร่โดย Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Sweden หน้า 387.

การแช่แข็งไอศกรีมที่ส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิก

ในระหว่างกระบวนการแช่แข็งผลึกจะเกิดขึ้นจากน้ําที่เย็นยิ่งยวด สัณฐานวิทยาของผลึกน้ําแข็งมีบทบาทสําคัญเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเนื้อสัมผัสและทางกายภาพของอาหารแช่แข็งและอาหารแช่แข็งครึ่งหนึ่ง เนื่องจากขนาดและการกระจายของผลึกน้ําแข็งมีความสําคัญเป็นพิเศษต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์เนื้อเยื่อที่ละลายสําหรับไอศกรีมจึงควรใช้ผลึกน้ําแข็งที่เล็กกว่าเนื่องจากผลึกขนาดใหญ่ส่งผลให้มีเนื้อสัมผัสที่เป็นน้ําแข็ง นิวเคลียสเป็นปัจจัยที่สําคัญที่สุดในการควบคุมการกระจายขนาดผลึกระหว่างการตกผลึก ด้วยเหตุนี้อัตราการแช่แข็งจึงเป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ในการควบคุมขนาดและการกระจายขนาดของผลึกน้ําแข็งในไอศกรีม ในระหว่างการตีและการแช่แข็งอากาศจะถูกฉีดเข้าไปเพื่อให้ได้เนื้อสัมผัสที่เรียบเนียนของไอศกรีม สิ่งที่เรียกว่า "โอเวอร์รัน" ซึ่งเป็นปริมาณอากาศที่ฉีดเข้าไปนั้นเป็นสัดส่วน – โดยเฉพาะกับสูตรเฉพาะ – ตามสัดส่วนของปริมาตรรวมของของแข็งและน้ํา ดังนั้นการโอเวอร์รันจึงแตกต่างกันไปตามสูตรไอศกรีมและกระแสการแปรรูปที่แตกต่างกัน ไอศกรีมมาตรฐานแสดงการโอเวอร์รัน 100% ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายประกอบด้วยส่วนผสมของไอศกรีมและฟองอากาศในปริมาณที่เท่ากัน
การใช้เครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ประสิทธิภาพสูงของ Hielscher ส่งผลให้ไอศกรีมมีคุณภาพดีขึ้นโดยการส่งเสริมการตกผลึกลดขนาดผลึกน้ําแข็งและหลีกเลี่ยงการเกิดเปลือกโลกของพื้นผิวที่แช่แข็ง ความสม่ําเสมอที่ดีขึ้นและความรู้สึกครีมในปากมากขึ้นเกิดขึ้นเนื่องจากขนาดผลึกไอศกรีมที่ลดลงและการกระจายฟองอากาศที่เพิ่มขึ้น การแช่แข็งที่สั้นลงอย่างมีนัยสําคัญด้วยเวลาการแช่แข็งที่ลดลงประมาณ 30% นําไปสู่ความสามารถในการผลิตที่สูงขึ้นและกระบวนการผลิตที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น

พิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์: ปรับปรุงคุณภาพไอศกรีมเนื่องจาก Sonication

Aslan และ Dogan (2021) ตรวจสอบผลกระทบของโซนิเคชั่นต่อการผลิตไอศกรีมโดยใช้เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบ Hielscher UP400St (ดูรูปซ้าย) ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ส่งเสริมการลดขนาดของอนุภาคเนื่องจากโพรงอากาศ เห็นได้ชัดว่าการ sonication ช่วยเพิ่มคุณภาพของไอศกรีมและผลิตภัณฑ์อาหารแช่แข็งเนื่องจากผลิตน้ําแข็งคริสตัลขนาดเล็กลง เนื่องจากผลึกน้ําแข็งให้ความรู้สึกที่เป็นเอกลักษณ์แก่ไอศกรีมจึงเป็นสิ่งสําคัญมากที่จะต้องได้ผลึกที่เล็กที่สุดในกระบวนการแช่แข็งเพื่อป้องกันโครงสร้างที่หยาบคายเพื่อให้ได้ความนุ่มนวลและความนุ่มนวลที่ต้องการของไอศกรีม การศึกษานี้ยังสรุปด้วยว่าการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกให้อิมัลชันที่กระจายตัวได้ดี การทดสอบโดยคณะกรรมการผู้บริโภคสําหรับประสาทสัมผัสและรสชาติของอาหารแสดงให้เห็นว่าการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของครีมน้ําแข็งอัลตราโซนิกช่วยตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคด้วยผลึกน้ําแข็งที่เล็กกว่าและความรู้สึกที่น่ารื่นรมย์ในปากของไอศกรีม
(เทียบ Aslan และ Dogan, 2021)

เครื่องเตรียมอาหารอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตไอศกรีม

Hielscher Ultrasonics มีประสบการณ์มาอย่างยาวนานในการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานในอาหาร & อุตสาหกรรมเครื่องดื่มและสาขาอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของเราติดตั้ง sonotrodes และโฟลว์เซลล์ที่ทําความสะอาดง่าย (CIP ทําความสะอาดในสถานที่ / SIP ฆ่าเชื้อในสถานที่)
เครื่องสะท้อนเสียงอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากในการทํางานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน การควบคุมแอมพลิจูดที่แม่นยําจากความเข้มอ่อนไปจนถึงสูงเป็นสิ่งสําคัญในการปรับแต่งกระบวนการ sonication ให้เข้ากับลักษณะผลิตภัณฑ์เป้าหมายของสูตรไอศกรีม
ด้วยเครื่องเตรียมอาหารอัลตราโซนิกทุกขนาด Hielscher นําเสนอระบบที่เชื่อถือได้สําหรับการบําบัดผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มแบบแบทช์และต่อเนื่องรวมถึงไอศกรีม ในขณะที่สําหรับเครื่องไอศกรีมขนาดเล็กรุ่นโซนิคเตอร์ UP400ST (400 วัตต์) หรือ UIP1000hdT (1000 วัตต์) ให้กําลังการผลิตที่เพียงพอโรงงานผลิตไอศกรีมอุตสาหกรรมจะติดตั้งเครื่องโซนิคเตอร์ที่มีปริมาณงานสูง UIP6000hdT (6000 วัตต์) หรือ UIP16000hdT (16,000 วัตต์)
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

วรรณกรรม / อ้างอิง