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Friandise au lait glacé, déshydratée par congélation*
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La présente invention se rapporte à la production de friandises au lait glacé, déshydratées par congélation. Ces produite de confiserie au lait et à la crème glacée, séchés par congélation et stables à l'entreposage peuvent être uti- lisés comme friandise en soi ou comme pièce centrale d'un produit de confiseris à enduit sucré, On peut également les réhydrater pour reformer la friandise au lait et à la crème congel-ée originale, par simple addition d'eau et congélation.
Les techniques de séchage par congélation reposent sur le principe de la sublimation de cristaux de glace et de la diffusion des vapeurs d'eau résultantes à travers le produit et hors de celui-ci. La chaleur de sublimation dans les pro- cédés de séchage par congélation est fournie par radiation de
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plaques ou d'échangeurs de chaleur similaires situés à proxi. mité de la matière congelée. Une chaleur excessive, un vide insuffisant ou un contact direct de la matière congelée avec l'échangeur de chaleur, conduisent au dégel ou à la conversion de la glace en eau, suivie d'une déshydratation ordinaire et d'une évaporation. Ceci provoque un affaissement ou une altéra- tion indésirable de la cellule ou autre édifice physique du pro- duit en train de sécher.
Dans le cas de friandises congelées à la crème ou au lait glacé, la texture et la qualité du produit sont dues dans une large mesure au caractère stabilisé émulsifié de la crème de beurre dans le produit. Le dégel et la déshydra- tation d produit conduisent à une rupture de l'émulsion de la crème de beurre et à la séparation des divers composante, qui ne sont pas restaurés en leur état original par tout degré d'ef- fort raisonnable.
Pour les buts de la présente invention, l'expression "friandises congelées au lait glacé" comprend les mélanges de crème glacée, les produits de crème glacée, les laits glacée les glaces sucrées, les glaces à haute teneur en graisse, les sorbets, les crèmes congelées et la crème glacée synthétique.
L'entreposage et le transport de ces produits ont nécessité l'utilisation d'un équipement de réfrigération onéreux. Cette dépense a limité la distribution à partir des installations commerciales sur une aire essentiellement locale.,
Conformément à la présente invention, les friandises congelées au lait glacé sont séchées par congélation en vue d'obtenir un produit à basse teneur en humidité, qui sous une forme finement divisée est aisément réhydratable en un produit ressemblant au produit original quant au goût età la texture.
De même il est possible de déshydrater des friandises congelées au lait glacé en un produit sec qui présente de l'intérêt comme friandise en soi ou comme constituant d'un produit alimentaire de confiserie*
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C'est pourquoi une friandise congelée au lait glacéest produite en refroidissant une friandise congelée au lait glacé, solide sous la formé d'une plaque, en une plaque monolithique congelée, en déshydratant cette plaque congelée par chauffage sous près- , sion réduite, le degré de chauffage étant tel qu'il empêche le dégel et le moussage concomitant de la plaque, jusqu'à ce que la déshydratation soit pratiquement complète.
Dans la friandise con- 'gelée au lait glacé déshydratée résultante et réhydratable, le caractère émulsifié cellulaire du produit congelé original est conservé sous la forme monolithique déshydratée, et la plaque monolithique déshydratée est restaurable en ses propriétés ori- ginales de texture et de goût par réhydratation et congélation.
Le stade initial de refroidissement ou de congélation doit être effectué sous la pression atmosphérique pour éviter le moussage du produit congelé. B@@@ qu'il soit conventionnel d'utiliser un refroidissement par évaporation, c'est-à-dire d'appliquer un vide pour réduire la température du produit, cette technique n'est pas réalisable dans le traitement d'une frian- dise congelée au lait glacé, à moins qu'elle ne soit déjà à l'état congelé solide non ramolli ou non dégelé. On a découvert que le dégel de la crème glacée ou de matières similaires, quand il est fait sous vide, conduit à un grand volume de mousse. Dans un appareil conventionnel de séchage par congélation, le produit à déshydrater est placé sur plusieurs plateaux, ordinairement du type tamis, de construction ouverte et réticulée.
Les plateaux contenant le produit sont empilés en séries espacées à l'inté- rieur de la chambre à vide. Plusieurs échangeurs de chaleur sont disposés en relation substantiellement opposée entre les plateaux et à distance de ceux-ci. L'espacement et la construction de* échangeurs de chaleur août tels qu'ils assurent le transfert de l'énergie calorifique rayonnante sur un trajet relativement court au produit à sécher. Dans un système à vide poussé, le pourcen- tage de transmission de chaleur par conduction ou par convection est réduit à un minimum.
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Le moussage sous vide des friandises congelées au lait glacé ramollies, particulièrement à une surface dégelée dans un tel appareil conventionnel de séchage par congélation, conduit à un contact direct de la mousse avec la surface chauffante adja- cente et le procédé doit être arrêté.
Par conséquent il est nécessaire que, préalablement à l'introduction de la friandise congelée au lait glacé dans la chambre à vide de l'appareil de séchage par congélation, celle-ci soit refroidie à un point où elle se congèle sous forme solide et possède une surface congelée dure qui, lors de la manipulation et du formage, n'est pas prédisposée à fondre, à se dégeler ou à ramollir. A cet égard une température d'environ -23 C de préfé- rence de -29 C ou moins, @st ordinairement requise, bien que le point de fusion ou de dégel du produit particulier varie selon la formulation, c'est-à-dire les diverses quantités de sucre et d'aromates.
On comprendra toutefois que le refroidissement éva- poratoire peut être et est en fait employé pour maintenir la température des portions congelées non déshydratées dans un état non dégelé au cours du stade de déshydratation, après que le produit a été refroidi au point désiré, à savoir lorsque la pla- que monolithique tout entière, y compris toutes les surfaces, est durcie par congélation.
Le procédé de déshydratation est effectué soue des pres- sions basses, à savoir en-dessous de la pression de vapeur d'eau de la glace à la température particulière du produit subissant la déshydratation. De préférence la pression doit être inférieur à environ 1,5 mm de Hg, de préférence inférieure à environ 1,0mm de Hg (absolue).
Le produit est chauffé pendant le stade de déshydratation au moyen d'énergie rayonnante qui émane de la surface de la pla- que ou surface d'échange de chaleur. Dans les stades initiaux du procédé, alors que le vide voulu est en train d'être établi, il faut peu de chaleur ou il n'en faut pas, particulièrement si
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l'équilibre de température du produit est établi par un refroi- dissement par sublimation mous vide. Lorsqu'un chauffage à par- tir de sources extérieures est requis pour maintenir la déshy- dratation à un taux économiquement réalisable, il est obtenu par des échangeurs de chaleur.
Ceux-ci peuvent fonctionner dans une gamme étendue de température et ils sont réglés en sorte de fournir une chaleur suffisante pour maintenir la sublimation ou déshydratation à un maximum sans fondre ni dégeler le produit.
De préférerce des températures plus élevées sont utilisées dans les stades initiaux de la déshydratation et elles sont lentement diminuées par étapes lorsque le séchage progresse. On peut em- ployer une gamme étendue de températures d'échangeurs ou de pla- ques, allant d'environ 120 C à environ 32 C: de préférence elles ne dépassent pas 70 C La température du produit, tout au moins en ce qui concerne la portion congelée non déshydratée, doit être maintenue à un point où il ne se produit pas de dégel sub- stantiel, par exemple à environ -23 C ou moins, au cours du sta- de de séchage.
La durée du procédé est variable, mais ordinairement le séchage par congélation peut être effectué en une période d'en- viron une à vingt heures. Dans la méthode de séchage par congé= lation de la présente invention, le produit congelé de confise- rie au lait glacé est découpé ou autrement formé en plaques mono- ' lithiques avantageusement de moins d'environ 25 mm. d'épaisseur, de préférence d'environ 12 mm. d'épaisseur au moins. Ordinaire- ment les plaques plus minces permettent une diffusion plus rapide de la vapeur du noyau de la matière congelée en voie d'être déshydratée, et elles présentent aussi un plus grand interface de sublimation.
Les friandises congelées au lait glacé de la présente invention sont séchées à une basse teneur en humidité, , de préférence inférieure à 4 % d'humidité (en poids); dans la forme de réalisation que l'on préfère, cette teneur est infé- rieure à 1 1/2 % d'humidité.
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Les friandises au lait glacé et leurs méthodes de àbri* cation sont connues. Les normes fédérales et d'état des Etats- Unis relatives à la composition des friandises au lait glacé sont mentionnées dans Agriculture Handbook No. 51, U.S. Depart- ment of Agriculture Agricultural Marketing Service, Washington, D.C. (revisée en 1962), particulièrement aux pages 10, 11, 12, 20, 21, 22, 23, 24 et 25. Les crèmes glacées synthétiques et les laits glacés signalés plus haut sont les produits désignés par "Frozen dessert-mellorine type" et par "Low fat frozen dessert- mellorine type" dans ledit Agriculture Handbook No. 51.
Ce sont essentiellement des produits du genre crème à la glace qui sont préparés avec des graisses animalas ou végétales au lieu de l'être avec les matières grasses du lait (par exemple la crème de beurre).
Le procédé considéré ici produit une unité monolithique qui peut être utilisée comme telle en tant que friandise ou qui peut être utilisée comme composant de celle-ci, par exemple com- me ba@@ de bonbon ou comme remplissage de pièce pouvant être enduit de chocolat. On peut aussi la réduire ou la broyer en une matière finement divisée que l'on peut emballer dans des sacs ou dans des boites pour le transport et le stockage. Le ,produit à l'état de poudre peut aussi être réhydraté par simple mélange avec de l'eau et/ou du lait et être congelé pour fournir un produit comparable à l'original en texture et arôme.
On com- prendra que, pour mieux les conserver, les friandises au lait glacé déshydratées par congélation, de la présente invention, sont entreposées de manière à exclure l'humidité atmosphérique, par exemple dans des bottes scellées hermétiquement sous azote ou dans des sacs laminés à l'épreuve de l'humidité.
Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.
Exemple 1.
De la crème glacée à la vanille ayant une teneur de 10 % en crème de beurre est découpée en plaques monolithiques de
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12 mm. d'épaisseur. Les plaques sont préliminairement refroi- dies sous la pression atmosphérique à -20 C. Le produit est alors placé dans une chambre de séchoir par congélation (Freeze-, Dry Pilot - modèle UPFD-X, vacudyne Corp. ) et soumis à une pres- sion de vide de 0,41 mm. Hg (absolue) pendant une période d'une heure et quinze minutes. Pendant ce temps la température du pro- duit tombe à environ -30 C à -32 C, par suite du refroidissement par sublimation.
La chaleur dans les plaques du séchoir est ap- pliquée conformément au régime suivant de pression de chambre, @ de température de plaques et de durée pour chaque séquence :
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<tb> Température <SEP> de <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm. <SEP> de <SEP> durée.
<tb> plaques <SEP> en <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolue) <SEP> dures.
<tb>
<tb>
65 <SEP> 0.68 <SEP> 50 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 52 <SEP> 0.49 <SEP> 30 <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
<tb>
38 <SEP> 0,45 <SEP> - <SEP> 0,5 <SEP> 15 <SEP> heures <SEP> 40 <SEP> minutes.
<tb>
<tb> produit <SEP> enlevé.
<tb>
Le produit est enlevé du séchoir congélateur après une durée totale de traitement de 18 heures et 15 minutes sous forme, de plaque monolithique à environ 1 % de teneur en humidité. Le ; produit est aisément entreposé dans des récipients hermétique- ment scellés, à l'épreuve de l'humidité, sans réfrigération.
@
Des pièces de la plaque sont enduites de chocolat pour ' produire une barre de bonbon ou un type de pièce de confiserie. ; D'autres sections de la plaque séchée sont découpées en petits morceaux, elles sont enduites de caramel et ensuite d'une cou- che de chocolat. On comprendra que l'enduit sucré, de chocolat et/ou de caramel, se comporte comme une barrière contre les vapeurs humides entourant le noyau de la pièce de bonbon.
Une portion de la plaque est broyée en une poudre fine et entreposée dans des récipients pendant une période de 12 se- maines. Au terme de cette période, le produit à l'état finement divisé est mélangé avec de l'eau dans le rapport de deux parties en poids de produit séché par congélation pour trois parties en
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poids d'eau, on place le mélange dans des plateaux et on con- @ gèle. Lorsqu'elle est solidifiée, la matière a easentiellement : la texture lisse, le goût le corps et la qualité fine de la crème glacée originale.
Exemple 2
Une friandise congelée au lait glacé, connue aux Etats-
Unis sous le nom de crème glacée, ayant une teneur en crème de beurre d'environ 4 1/2 %, est traitée par le procédé de l'exem- ple 1. Le produit en plaques d'environ 12 mm. d'épaisseur est initialement solidifié par congélation à une température d'envi- ron -32 C sous la pression atmosphérique. On le place ensuite dans les plateaux de la chambre Je séchage par congélation et l'on réduit la pression à environ 0,12 mm. Hg (absolue) en une période de quarante minutes. Au curs de cette période la tempé- rature du produit tombe à environ -36 C par suite du refroidis- sement par sublimation.
De la chaleur est alors appliquée aux plaques du séchoir conformément au régime suivant de température de plaques, pression et durée pour chaque séquence :
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<tb> Température <SEP> des <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm. <SEP> de <SEP> durée.
<tb> plaques <SEP> en <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolue) <SEP> durée
<tb>
<tb> 65 <SEP> 0,19 <SEP> 25 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 52 <SEP> 0,19 <SEP> 30 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 38 <SEP> 0,15 <SEP> - <SEP> 0,09 <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> 10 <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
Produit <SEP> enlevé.
<tb>
Le produit est retiré du séchoir-congélateur après une durée totale de 19 heures et 45 minutes. Le produit a une teneur en humidité inférieure à environ 1 %. On notera que la dernière séquence de séchage est sensiblement plus longue que dans l'exem- ple 1, par suite de l'opération durant une nuit, mais on compren- dra que le séchage est essentiellement complet en un temps plus cour. Le produit est broyé, mélangé avec de l'eau dans un rap- port d'environ deux parties de produit et de trois parties d'eau,,
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et on le verse dans des plateaux de congélation. Le ayoduit con- gelé a la texture, le corps, l'arôme et la qualité d \\la matière ' ,
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congelée au lait glacé originale.
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Un sorbet à l'ananas est découpé en plaques Monolithiques.
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d'environ 37 mm x 50 Ma sur 9 rrua dr6ps,eeur et il cet ensuite traité par le procède de l'exemple 1. Les plaquée sont initiale-', ment congelées à l'état solide à une température d'environ -40*0. sous la pression atmosphérique. Ces plaques sont placées dans les plateaux de la chambre de l'appareil de séchage par congélation et la pression est réduite à moins de 1 mm de Hg (absolue) en une période de 13 minutes.
La température du produit tombe à environ -43 C à -46 C De la chaleur est alors appliquée sui- vant le régime suivant de température de plaques, de pression et de durée :
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<tb> Température <SEP> de <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm. <SEP> de <SEP> Durée
<tb>
<tb>
<tb> plaques <SEP> en <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolu)
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 65 <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 37 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 52 <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> heures <SEP> 7 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> heures <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Arrêt <SEP> du <SEP> chauffage <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 0,
5 <SEP> 18 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> 5 <SEP> heures <SEP> 15 <SEP> minutes.
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Produit <SEP> enlevé.
<tb>
Par suite de la durée de cycle relativement courte du séchage par congélation, toutes les plaques ne sont pas séchées au degré désiré. Plusieurs plaques ont séché jusqu'à une teneur en humidité inférieure à environ 1% dans le tempe accordé.
Celles-ci ont un bon corps croquant et un goût excellent, avec un bon arôme net caractéristique. Elles sont jugées comme con- venant éminemment bien pour l'emploi comme sorbet réhydratable , ou comme centres à goût de fruit dans un bonbon enrobé avec du ; chocolat ou autre enduit pour bonbon.
Exemple 4.,
Une friandise congelée au lait glacé du type mellorine est préparée en utilisant la formulation suivante :
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formulation, imitation de crème glacée.
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Qonatituante6 PartiM .en 'O:!..41"
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<tb> Huile <SEP> de <SEP> mats <SEP> 1100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lait <SEP> écrémé <SEP> en <SEP> poudre <SEP> 1337
<tb>
<tb>
<tb> Sucre <SEP> de <SEP> canne <SEP> 1100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sucres <SEP> de <SEP> eirop <SEP> de <SEP> Maïs <SEP> en <SEP> poudre <SEP> (Frodex) <SEP> 660
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stabilisant <SEP> 33
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 6770
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aromate <SEP> (Vanille) <SEP> 4
<tb>
Tous les constituants (sauf l'aromate) sont mélangée et pasteurisés à 70-82 C pendant 30 minutes,
homogénéisés à envi- ron 70-140 kg/cm2, refroidis et entreposés pour un usage ulté- rieur. L'aromate est mélangé préalablement au traitement.
Ce produit est traité en appliquant le mode opératoire général des exemples qui précèdent. Des plaques épaisses de 9 mm. environ sont initialement congelées à l'état solide à une température d'environ -40 C sous la pression atmosphérique.
Elles sont placées dans la chambre de l'appareil de séchage par congélation et la pression est réduite à environ 0,25 mm Hg (absolu) en une période de 7 minutes. Pendant cette période la température du produit s'est abaissée à environ -46 C On appli- que alors de la chaleur aux plaques du séchoir à une température de 65 C pendant 5 heures 37 minutes, tout en maintenant la pres- sion de la chambre à environ 0,25 mm Hg (absolue) ou moins.
Après la durée de séchage indiquée, le produit a une te- neur en humidité inférieure à 1 % . Il convient bien pour l'em- ploi comme crème glacée synthétique réhydratable ou comme pièce centrale de bonbon, tout comme les autres friandises au lait glacé de la présente invention.
Les friandises congelées au lait glacé contiennent géné- ralement des solides du lait non gras, du sucre ou d'autres édul- corants, de la gélatine ou d'autres stabilisants et de la crème de beurre ou des matières grasses équivalentes. La teneur en
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graisse peut varier depuis un très petit pourcentage, à savoir de 1 ou de 2 %, jusqu'à une teneur très riche en crème ou en produits synthétiques pour crme glacée. D'autres additifs tels que des fruits, des noix, des oeufs et des aromates sont conven.
'tionnellement ajoutas aux friandises congelées au lait glacé.
Par exemple, de la crème à la glace contenant des fruits ou des noix peut être déshydratée par le procédé de la présente inven- tion pour produire une pièce chargée de fruit ou de noix comme fourré pour bonbon. Les friandises au lait glacé séchées par congélation peuvent aussi être utilisées conjointement avec des galettes à la vanille, des macarons, etc, comme pièce centrale pour bonbons revêtus de chocolat.
L'avantage de la possibilité d'entreposage sans réfrigé- ration est d'importance commercial- parce que les friandises congelées au lait glacé, séchées par congélation, peuvent être facilement transportées à de grandes distances et être réhydra- tées au point d'utilisation, à des frais considérablement réduit surtout si l'on tient compte de ce que la crème glacée originale ou autre friandise congelée contient jusqu'environ 60 % en poids d'eau sous la forme de cristaux de glace.
Des matières d'enduit autre que des enduits sucrés peuven être utilisés pour protéger la friandise au lait glacé séchée par congélation de l'humidité atmosphérique. Beaucoup de matière d'enduit comestibles qui servent dans ce but sont connues dans l'art, par exemple la gélatine, le sel sodique de carboxyméthyl-
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cellulose. la mathy,..ae,u,oee et 1'hydroxypropy,mthy..ae,xulcc Les produits ainsi enduits peuvent être utilisés par exemple comme additifs pour céréales séchées ou comme aliments pour astronautes.
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Frozen milk candy, dehydrated by freezing *
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The present invention relates to the production of frozen milk treats, dehydrated by freezing. These freezer-dried, storage-stable milk and ice cream confectionery products can be used as a treat per se or as a centerpiece of a sweet coated confectionery product. They can also be rehydrated to reform the original frozen milk and cream treat by simply adding water and freezing.
Freeze drying techniques are based on the principle of the sublimation of ice crystals and the diffusion of the resulting water vapors through the product and out of it. The heat of sublimation in freeze-drying processes is provided by radiation of
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plates or similar heat exchangers located nearby. moth of frozen material. Excessive heat, insufficient vacuum, or direct contact of the frozen material with the heat exchanger, leads to thawing or conversion of ice to water, followed by ordinary dehydration and evaporation. This causes collapse or unwanted damage to the cell or other physical structure of the drying product.
In the case of frozen cream or iced milk treats, the texture and quality of the product is largely due to the stabilized emulsified character of the buttercream in the product. The thawing and dehydration of the product leads to the breaking of the buttercream emulsion and the separation of the various components, which are not restored to their original state by any reasonable degree of effort.
For the purposes of the present invention, the term "frozen iced milk treats" includes ice cream mixes, ice cream products, frozen milks, sweetened ice creams, high fat ice creams, sorbets, ice creams. frozen creams and synthetic ice cream.
The storage and transportation of these products required the use of expensive refrigeration equipment. This expense limited distribution from commercial facilities to an essentially local area.,
In accordance with the present invention, the frozen iced milk treats are freeze dried to obtain a low moisture product, which in finely divided form is easily rehydratable into a product resembling the original product in taste and quality. texture.
Likewise, it is possible to dehydrate frozen candies with iced milk into a dry product which is of interest as a candy in itself or as a constituent of a confectionery food product *
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Therefore, a frozen ice milk treat is produced by cooling a frozen frozen milk treat, solid in the form of a plate, into a frozen monolithic plate, dehydrating this frozen plate by heating under reduced pressure, the degree of heating being such as to prevent thawing and concomitant foaming of the plate, until dehydration is practically complete.
In the resulting dehydrated and rehydratable frozen milk frozen treat, the cellular emulsified character of the original frozen product is retained in the dehydrated monolithic form, and the dehydrated monolithic plate is restorable to its original texture and taste properties by. rehydration and freezing.
The initial stage of cooling or freezing should be carried out under atmospheric pressure to avoid foaming of the frozen product. B @@@ it is conventional to use evaporative cooling, i.e. to apply a vacuum to reduce the temperature of the product, this technique is not feasible in the processing of frian. - says frozen with iced milk, unless it is already in the frozen solid state not softened or not thawed. It has been found that the thawing of ice cream or the like, when done under vacuum, results in a large volume of foam. In a conventional freeze-drying apparatus, the product to be dehydrated is placed on several trays, usually of the sieve type, of open and cross-linked construction.
The trays containing the product are stacked in spaced series within the vacuum chamber. Several heat exchangers are arranged in substantially opposite relationship between the trays and at a distance from them. The spacing and construction of * August heat exchangers such as to ensure the transfer of radiant heat energy over a relatively short path to the product to be dried. In a high vacuum system, the percentage of heat transfer by conduction or convection is reduced to a minimum.
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Vacuum foaming of the softened frozen ice milk treats, particularly at a thawed surface in such a conventional freeze dryer, results in direct contact of the foam with the adjacent heating surface and the process must be stopped.
Therefore it is necessary that, prior to the introduction of the frozen ice milk treat into the vacuum chamber of the freeze drying apparatus, it is cooled to a point where it freezes in solid form and has a hard frozen surface which, upon handling and forming, is not predisposed to melt, thaw or soften. In this regard, a temperature of about -23 ° C, preferably -29 ° C or less, is ordinarily required, although the melting or thawing point of the particular product will vary depending on the formulation, i.e. say the various amounts of sugar and aromatics.
It will be appreciated, however, that evaporative cooling can be and in fact is employed to maintain the temperature of the frozen undehydrated portions in an unfrozen state during the dehydration stage, after the product has been cooled to the desired point, namely. when the entire monolithic plate, including all surfaces, is freeze hardened.
The dehydration process is carried out at low pressures, namely below the water vapor pressure of the ice at the particular temperature of the product being dehydrated. Preferably the pressure should be less than about 1.5mm Hg, preferably less than about 1.0mm Hg (absolute).
The product is heated during the dehydration stage by means of radiant energy which emanates from the surface of the plate or heat exchange surface. In the initial stages of the process, while the desired vacuum is being established, little or no heat is needed, particularly if
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the temperature equilibrium of the product is established by vacuum soft sublimation cooling. When heating from external sources is required to maintain dehydration at an economically feasible rate, it is achieved by heat exchangers.
These can operate over a wide temperature range and are adjusted to provide sufficient heat to keep sublimation or dehydration to a maximum without melting or thawing the product.
Preferably higher temperatures are used in the initial stages of dehydration and are slowly lowered in stages as drying progresses. A wide range of heat exchanger or plate temperatures can be employed, ranging from about 120 ° C to about 32 ° C: preferably they do not exceed 70 ° C. The temperature of the product, at least as regards the frozen portion, not dehydrated, should be maintained at a point where no substantial thawing occurs, for example at about -23 ° C or less, during the drying stage.
The duration of the process is variable, but usually freeze drying can be carried out in a period of about one to twenty hours. In the freeze drying method of the present invention, the frozen iced milk confectionery product is cut or otherwise formed into monolithic slabs preferably less than about 25mm. thick, preferably about 12 mm. at least thick. Usually the thinner plates allow more rapid diffusion of the vapor from the core of the frozen material being dehydrated, and they also have a greater sublimation interface.
The frozen iced milk treats of the present invention are dried to a low moisture content, preferably less than 4% moisture (by weight); in the preferred embodiment, this content is less than 1 1/2% moisture.
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Ice milk treats and their methods of embedding are known. United States federal and state standards for the composition of iced milk candies are mentioned in Agriculture Handbook No. 51, US Department of Agriculture Agricultural Marketing Service, Washington, DC (revised 1962), particularly pages 10, 11, 12, 20, 21, 22, 23, 24 and 25. The synthetic ice creams and the frozen milk mentioned above are the products designated by "Frozen dessert-mellorine type" and by "Low fat frozen dessert- type mellorin "in said Agriculture Handbook No. 51.
These are essentially products of the ice cream type which are prepared with animal or vegetable fats instead of being made with milk fat (for example butter cream).
The process considered here produces a monolithic unit which can be used as such as a treat or which can be used as a component thereof, for example as a candy bar or as a part filling which can be coated with chocolate. . It can also be reduced or crushed into a finely divided material which can be packaged in bags or boxes for transport and storage. The powdered product can also be rehydrated by simple mixing with water and / or milk and frozen to provide a product comparable to the original in texture and aroma.
It will be understood that, for better preservation, the frozen dehydrated iced milk treats of the present invention are stored in such a way as to exclude atmospheric humidity, for example in bundles hermetically sealed under nitrogen or in laminated bags. moisture proof.
The following examples illustrate the implementation of the process of the present invention.
Example 1.
Vanilla ice cream with a content of 10% buttercream is cut into monolithic plates of
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12 mm. thick. The plates are preliminarily cooled under atmospheric pressure to -20 C. The product is then placed in a freezer dryer chamber (Freeze-, Dry Pilot - model UPFD-X, Vacudyne Corp.) and subjected to pressure. 0.41 mm vacuum dimension. Hg (absolute) over a period of one hour and fifteen minutes. During this time the temperature of the product drops to about -30 C to -32 C as a result of the sublimation cooling.
The heat in the plates of the dryer is applied according to the following regime of chamber pressure, @ plate temperature and time for each sequence:
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<tb> Temperature <SEP> of <SEP> Pressure <SEP> in <SEP> mm. <SEP> of <SEP> duration.
<tb> <SEP> plates in <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolute) <SEP> hard.
<tb>
<tb>
65 <SEP> 0.68 <SEP> 50 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 52 <SEP> 0.49 <SEP> 30 <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
<tb>
38 <SEP> 0.45 <SEP> - <SEP> 0.5 <SEP> 15 <SEP> hours <SEP> 40 <SEP> minutes.
<tb>
<tb> product <SEP> removed.
<tb>
The product is removed from the freezer dryer after a total processing time of 18 hours and 15 minutes as a monolithic slab at about 1% moisture content. The ; Product is easily stored in hermetically sealed, moisture proof containers without refrigeration.
@
Pieces of the plate are coated with chocolate to produce a candy bar or type of confectionery piece. ; Other sections of the dried plate are cut into small pieces, they are coated with caramel and then with a layer of chocolate. It will be understood that the sweet coating, of chocolate and / or caramel, behaves as a barrier against the humid vapors surrounding the core of the piece of candy.
A portion of the plate is ground to a fine powder and stored in containers for a period of 12 weeks. At the end of this period, the finely divided product is mixed with water in the ratio of two parts by weight of freeze-dried product to three parts by weight.
<Desc / Clms Page number 8>
weight of water, place the mixture in trays and freeze. When solidified, the material has easentially: the smooth texture, body flavor and fine quality of the original ice cream.
Example 2
A frozen treat made with iced milk, known in the United States
United under the name ice cream, having a buttercream content of about 4 1/2%, is processed by the process of Example 1. The product in slabs of about 12 mm. thick is initially solidified by freezing at a temperature of about -32 ° C under atmospheric pressure. It is then placed in the trays of the freeze-drying chamber and the pressure reduced to about 0.12 mm. Hg (absolute) in a period of forty minutes. During this period the temperature of the product drops to about -36 ° C as a result of the sublimation cooling.
Heat is then applied to the dryer plates in accordance with the following plate temperature, pressure and time regime for each sequence:
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<tb> Temperature <SEP> of <SEP> Pressure <SEP> in <SEP> mm. <SEP> of <SEP> duration.
<tb> plates <SEP> in <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolute) <SEP> duration
<tb>
<tb> 65 <SEP> 0.19 <SEP> 25 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 52 <SEP> 0.19 <SEP> 30 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 38 <SEP> 0.15 <SEP> - <SEP> 0.09 <SEP> 18 <SEP> hours <SEP> 10 <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
Product <SEP> removed.
<tb>
The product is removed from the dryer-freezer after a total time of 19 hours and 45 minutes. The product has a moisture content of less than about 1%. It will be appreciated that the last drying sequence is significantly longer than in Example 1, as a result of the overnight operation, but it will be understood that the drying is essentially complete in a shorter time. The product is ground, mixed with water in a ratio of about two parts of product and three parts of water,
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and poured into freezer trays. The frozen ayoduct has the texture, the body, the aroma and the quality of the material ',
<Desc / Clms Page number 9>
frozen ice milk original.
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? hl.e.
A pineapple sorbet is cut into Monolithic plates.
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of about 37 mm x 50 Ma over 9 dr6ps, eeur and then treated by the procedure of Example 1. The plates are initially frozen in the solid state at a temperature of about -40 * 0. under atmospheric pressure. These plates are placed in the trays of the freeze dryer chamber and the pressure is reduced to less than 1 mm Hg (absolute) over a period of 13 minutes.
The temperature of the product drops to approximately -43 C to -46 C Heat is then applied according to the following regimen of plate temperature, pressure and time:
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<tb> Temperature <SEP> of <SEP> Pressure <SEP> in <SEP> mm. <SEP> of <SEP> Duration
<tb>
<tb>
<tb> plates <SEP> in <SEP> C <SEP> Hg <SEP> (absolute)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 65 <SEP> Less <SEP> of <SEP> 0.5 <SEP> 37 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 52 <SEP> Less <SEP> of <SEP> 0.5 <SEP> 2 <SEP> hours <SEP> 7 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> Less <SEP> of <SEP> 0.5 <SEP> 2 <SEP> hours <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stop <SEP> of <SEP> heating <SEP> Less <SEP> of <SEP> 0,
5 <SEP> 18 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> 5 <SEP> hours <SEP> 15 <SEP> minutes.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Product <SEP> removed.
<tb>
Due to the relatively short freeze drying cycle time, not all plates are dried to the desired degree. Several plates were dried to less than about 1% moisture content in the tuned temple.
These have a good crunchy body and excellent taste, with a characteristic good clean aroma. They are found to be eminently suitable for use as a rehydratable sorbet, or as fruit flavored centers in a candy coated with; chocolate or other candy coating.
Example 4.,
A frozen mellorin type ice milk treat is prepared using the following formulation:
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formulation, imitation of ice cream.
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Qonatituante6 PartyM. In 'O:! .. 41 "
EMI10.2
<tb> Oil <SEP> from <SEP> mats <SEP> 1100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Skimmed <SEP> milk <SEP> in <SEP> powder <SEP> 1337
<tb>
<tb>
<tb> Sugar <SEP> from <SEP> cane <SEP> 1100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sugars <SEP> of <SEP> eirop <SEP> of <SEP> Corn <SEP> in <SEP> powder <SEP> (Frodex) <SEP> 660
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Stabilizer <SEP> 33
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 6770
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aromatics <SEP> (Vanilla) <SEP> 4
<tb>
All the components (except the aromatics) are mixed and pasteurized at 70-82 C for 30 minutes,
homogenized to approx. 70-140 kg / cm2, cooled and stored for later use. The aromatics are mixed prior to treatment.
This product is treated by applying the general procedure of the preceding examples. 9mm thick plates. about are initially frozen in a solid state at a temperature of about -40 ° C under atmospheric pressure.
They are placed in the chamber of the freeze dryer and the pressure is reduced to about 0.25 mm Hg (absolute) over a period of 7 minutes. During this period the temperature of the product has dropped to about -46 ° C. Heat is then applied to the plates of the dryer at a temperature of 65 ° C. for 5 hours 37 minutes, while maintaining the pressure in the chamber. at about 0.25 mm Hg (absolute) or less.
After the indicated drying time, the product has a moisture content of less than 1%. It is well suited for use as a rehydratable synthetic ice cream or as a candy centerpiece, as are the other ice milk treats of the present invention.
Frozen ice milk treats usually contain non-fat milk solids, sugar or other sweeteners, gelatin or other stabilizers, and buttercream or equivalent fat. Content
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fat can vary from a very small percentage, namely 1 or 2%, up to a very high content in cream or synthetic products for ice cream. Other additives such as fruits, nuts, eggs and flavorings are suitable.
Occasionally add to frozen iced milk treats.
For example, ice cream containing fruit or nuts can be dehydrated by the method of the present invention to produce a piece loaded with fruit or nuts as a candy filling. Freeze dried iced milk treats can also be used in conjunction with vanilla pancakes, macaroons, etc., as a centerpiece for chocolate coated candies.
The advantage of being able to store without refrigeration is of commercial importance - because frozen frozen milk treats, freeze-dried, can be easily transported great distances and rehydrated at the point of use. , at a considerably reduced cost, especially considering that the original ice cream or other frozen treat contains up to about 60% by weight of water in the form of ice crystals.
Coating materials other than sweet coatings can be used to protect the freeze-dried iced milk treat from atmospheric moisture. Many edible coating materials which serve for this purpose are known in the art, for example gelatin, sodium carboxymethyl salt.
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cellulose. mathy, .. ae, u, oee and hydroxypropy, mthy..ae, xulcc The products thus coated can be used, for example, as additives for dried cereals or as food for astronauts.