Procédé de fabrication d'une friandise au lait glacé, déshydratée par congélation La présente invention se rapporte à la production de friandises au lait glacé, déshydratées par congélation. Ces produits de confiserie au lait et à la crème glacée, séchés par congélation et stables à l'entreposage peu vent être utilisés comme friandise en soi ou comme pièce centrale d'un produit de confiserie à enduit sucré. On peut également les déhydrater pour reformer la friandise au lait et à la crème congelée 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 procédés de séchage par congélation est fournie par radiation de plaques ou d'échangeurs de chaleur similaires situés à proximité de la matière congelée. Une chaleur excessive, un vide insuffisant ou un contact direct de la matière congelée avec l'échangeur de cha leur, 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 alté ration indésirable de la cellule ou autre édifice physique du produit 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 déshydratation du produit conduisent à une rupture de l'émulsion de la crème de beurre et à la séparation des divers composants, qui ne sont pas restaurés en leur état original par tout degré d'effort raisonnable.
Pour les buts de la présente invention, l'expression friandises congelées au lait glacé comprend les mé langes de crème glacée, les produits de crème glacée, les laits glacés, 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 distri bution 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 réhydra- table en un produit ressemblant au produit original quant au goût et à 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 frian dise en soi ou comme constituant d'un produit alimen- taire de confiserie.
C'est pourquoi une friandise congelée au lait glacé est produite en refroidissant une friandise congelée au lait glacé, sous la forme d'une plaque, en une plaque monolithique congelée solide, en déshydratant cette pla que congelée par chauffage sous pression 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 congelée au lait glacé déshydratée résultante et réhydratable, le caractère émulsifié cellulaire du pro duit congelé original est conservé sous la forme mono lithique déshydratée, et la, plaque monolithique déshy dratée est restaurable en ses propriétés - originales 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. Bien qu'il soit conventionnel d'utiliser un refroidissement par évapora tion, c'est-à-dire d'appliquer un vide pour réduire la température du produit, cette technique n'est pas réali sable dans le traitement d'une friandise congelée au lait glacé; à moins qu'elle ne soit déjà à l'état congelé so- lide 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'intérieur de la chambre à vide. Plusieurs échangeurs de chaleur sont disposés en relation substantiellement opposée en tre les plateaux et à distance de ceux-ci.
L'espacement et la construction des échangeurs de chaleur sont tels qu'ils assurent le transfert de l'énergie calorifique rayon nante sur un trajet relativement court au produit à sé cher. Dans un système à vide poussé, le pourcentage de transmission de chaleur par conduction ou par convec tion est réduit à un minimum.
Le moussage sous vide des friandises congelées au lait glacé ramollies, particulièrement à une surface dége lée dans un tel appareil conventionnel de séchage par congélation, conduit à un contact direct de la mousse avec la surface chauffante adjacente 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 con gelée 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 -230 C, de préférence de -290 C ou moins, est ordinairement requise, bien que le point de fusion ou de dégel du pro duit particulier varie selon la formulation, c'est-à-dire les diverses quantités de sucre et d'aromates.
On com prendra toutefois que le refroidissement évaporatoire peut être et est en fait employé pour maintenir la tem pérature 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 plaque monolithique tout entière, y compris toutes les surfaces, est durcie par congélation.
Le procédé de déshydratation est effectué sous des pressions basses, à savoir au-dessous de la pression de vapeur d'eau de la glace à la température particulière du produit subissant la déshydratation. La pression doit être inférieure à 1,5 mm de Hg, de préférence inférieure à environ 1,0-mm de Hg (absolue).
Le produit est chauffé pendant le stade de déshydra tation, par exemple au moyen d'énergie rayonnante qui émane de la surface de la plaque 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 l'équi libre de température du produit est établi par un refroi dissement par sublimation sous vide.
Lorsqu'un chauf fage à partir de sources extérieures est requis pour main tenir la déshydratation à un taux économiquement réali sable, 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 préférence des températures plus élevées sont utilisées dans les stades initiaux de la déshydra tation et elles sont lentement diminuées par étapes lors- que le séchage progresse.
On peut employer une gamme étendue de températures d'échangeurs ou de plaques, allant d'environ 1200 C à environ 320 C ; de préférence elles ne dépassent pas<B>700</B> 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 substantiel, par exemple à environ -230 C ou moins, au cours du stade de séchage.
La durée du procédé est variable, mais ordinaire ment le séchage par congélation peut être effectué en une période d'environ une à vingt heures. Dans la mé thode de séchage par congélation de la présente inven tion, le produit congelé de confiserie au lait glacé est découpé ou autrement formé en plaques monolithiques avantageusement de moins d'environ 25 mm d'épais seur, de préférence d'environ 12 mm d'épaisseur au moins. Ordinairement les plaques plus minces permet tent 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 te neur est inférieure à 11/s Vo d'humidité.
Les friandises au lait glacé et leurs méthodes de fa brication sont connues. Les normes fédérales et d'état des Etats-Unis relatives à la composition des friandises au lait glacé sont mentionnées dans Agriculture Hand- book N0 51, U.S. Department of Agriculture, Agricul- tural Marketing Service, Washington, D.C. (révisée 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 (c Frozen dessert-mellorine type et par Low fat frozen dessert-mellorine type dans ledit Agriculture Handbook N0 51. Ce sont essentiellement des produits du genre crème à la glace qui sont préparés avec des graisses animales ou végétales au lieu de l'être avec des matières grasses du lait (par exemple la crème de beurre).
Le procédé considéré ici produit une unité monoli thique qui peut être utilisée comme telle en tant que friandise ou qui peut être utilisée comme composant de celle-ci, par exemple comme barre 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 boîtes 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 con gelé pour fournir un produit comparable à l'original en texture et arôme.
On comprendra 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 boîtes scellées hermétiquement sous azote ou dans des sacs laminés à l'épreuve de l'humi dité.
Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.
<I>Exemple 1</I> De la crème glacée à la vanille ayant une teneur de 10 % en crème de beurre est découpée en plaques mo- nolithiques de 12 mm d'épaisseur. Les plaques sont pré- liminairement refroidie sous la pression atmosphérique à -200 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 pression de vide de 0,41 mm de Hg (absolue) pendant une pé riode d'une heure et quinze minutes.
Pendant ce temps la température du produit tombe à environ -300 C à -320 C, par suite du refroidissement par sublimation. La chaleur dans les plaques du séchoir est appliquée conformément au régime suivant de pression de cham bre, de température de plaques et de durée pour chaque séquence
EMI0003.0011
Température <SEP> des <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm
<tb> plaques <SEP> en <SEP> OC <SEP> de <SEP> Hg <SEP> (absolue) <SEP> Durée
<tb> 65 <SEP> 0,68 <SEP> 50 <SEP> minutes
<tb> 52 <SEP> 0,49 <SEP> 30 <SEP> minutes
<tb> 38 <SEP> 0,45-0,
5 <SEP> 15 <SEP> heures <SEP> 40 <SEP> minutes
<tb> Produit <SEP> enlevé Le produit est enlevé du séchoir congélateur après une durée totale de traitement de 18 heures et 15 minu tes sous forme de plaque monolithique à environ 10/0 de teneur en humidité. Le produit est aisément entre posé dans des récipients hermétiquement 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 confiserie. D'autres sections de la plaque séchée sont découpées en petits morceaux, elles sont enduites de caramel et ensuite d'une couche de chocolat. On com prendra que l'enduit sucré, de chocolat et/ou de caramel, se comporte comme une barrière contre les vapeurs hu mides 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 pé riode de 12 semaines. 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 pro duit séché par congélation pour trois parties en poids d'eau, on place le mélange dans des plateaux et on congèle. Lorsqu'elle est solidifiée, la matière a essen tiellement la texture lisse; le goût, le corps et la. qualité fine de la crème glacée originale.
<I>Exemple 2:</I> Une friandise congelée au lait glacé, connue aux Etats-Unis sous le nom de crème glacée, ayant une te neur en crème de beurre d'environ 41/2 0/0, est traitée par le procédé de l'exemple 1. Le produit en plaques d'environ 12 mm d'épaisseur est initialement solidifié par congélation à une température d'environ -320 C sous la pression atmosphérique. On le place ensuite dans les plateaux de la chambre de séchage par congé lation et l'on réduit la pression à environ 0,12 mm de Hg (absolue) en une période de quarante minutes. Au cours de cette période la température du produit tombe à environ -360 C par suite du refroidissement par subli mation.
De la chaleur est alors appliquée aux plaques du séchoir conformément au régime suivant de tempé rature de plaques, pression et durée pour chaque sé quence
EMI0003.0027
Température <SEP> des <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm
<tb> plaques <SEP> en <SEP> OC <SEP> de <SEP> Hg <SEP> (absolue) <SEP> Durée
<tb> 65 <SEP> 0,19 <SEP> 25 <SEP> minutes
<tb> 52 <SEP> 0,<B>1</B>9 <SEP> 30 <SEP> minutes
<tb> 38 <SEP> <B>0,15-0,09</B> <SEP> 18 <SEP> heures <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb> Produit <SEP> enlevé 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 sensi blement plus longue que dans l'exemple 1, par suite de l'opération durant une nuit, mais on comprendra que le séchage est essentiellemeent complet en un temps plus court.
Le produit est broyé; mélangé avec de l'eau dans un rapport d'environ deux parties de produit et de trois parties d'eau, et on le verse dans des plateaux de congélation. Le produit congelé a la texture, le corps, l'arôme et la qualité de la matière congelée au lait glacé originale.
Exemple 3 Un sorbet à l'ananas est découpé en plaques mono lithiques d'environ 37 mm X 50 mm sur 9 mm d'épais seur et il est ensuite traité par le procédé de l'exemple 1. Les plaques sont initialement congelées à l'état solide à une tempéarture d'environ -401) C sous la pression atmosphérique: Ces plaques sont placées dans les pla teaux de la chambre de l'appareil de séchage par congé lation 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 -430 C à -46 C.
De la cha leur est alors appliquée suivant le régime suivant de températures de plaques, de pression et de durée
EMI0003.0053
Température <SEP> des <SEP> Pression <SEP> en <SEP> mm
<tb> plaques <SEP> en <SEP> OC <SEP> de <SEP> Hg <SEP> (absolue) <SEP> Durée
<tb> 65 <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 37 <SEP> minutes
<tb> 52 <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> heures <SEP> 7 <SEP> minutes
<tb> 80 <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> heures
<tb> Arrêt <SEP> du <SEP> chauffage <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,5 <SEP> 18 <SEP> minutes
<tb> Total: <SEP> 5 <SEP> heures <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb> Produit <SEP> enlevé 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 temps accordé. Celles-ci ont un bon corps cro quant et un goût excellent, avec un bon arôme net ca ractéristique.
Elles sont jugées comme convenant émi nemment bien pour l'emploi comme sorbet réhydra- table ou comme centres à goût de fruit dans un bonbon enrobé avec du chocolat ou autre enduit pour bonbon. <I>Exemple 4:</I> Une friandise congelée au lait glacé du type mello- rine est préparée en utilisant la formulation suivante
EMI0004.0001
<I>Formulation <SEP> imitation <SEP> de <SEP> crème <SEP> glacée</I>
<tb> Constituant <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Huile <SEP> de <SEP> maïs <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1100
<tb> Lait <SEP> écrémé <SEP> en <SEP> poudre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> . <SEP> . <SEP> 1337
<tb> Sucre <SEP> de <SEP> canne <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1100
<tb> Sucres <SEP> de <SEP> sirop <SEP> de <SEP> maïs <SEP> en <SEP> poudre <SEP> (Frodex) <SEP> . <SEP> 660
<tb> Stabilisant <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 33
<tb> Eau <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6770
<tb> Aromate <SEP> (Vanille) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 4 Tous les constituants (sauf l'aromate) sont mélangés et pasteurisés à 70-82 C pendant 30 minutes, homogé néisés à environ 70-140 kg/cmz, refroidis et entreposés pour un usage ultérieur.
L'aromate est mélangé préala blement au traitement.
Ce produit est traité en appliquant le mode opéra toire général des exemples qui précèdent. Des plaques épaisses de 9 mm environ sont initialement congelées à l'état solide à une température d'environ -400 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 tem pérature s'est abaissée à environ -461, C.
On applique alors de la chaleur aux plaques du séchoir à une tempé rature de 650 C pendant 5 heures 37 minutes, tout en maintenant la pression de la chambre à environ 0,25 mm Hg (absolue) ou moins.
Après la durée de séchage indiquée, le produit a une teneur en humidité inférieure à 1%. Il convient bien pour l'emploi comme crème glacée synthétique réhydra- table ou comme pièce centrale de bonbon, tout comme les autres friandises au lait glacé de la présente in vention.
Les friandises congelées au lait glacé contiennent généralement des solides du lait non gras, du sucre ou d'autres édulcorants, de la gélatine ou d'autres stabili sants et de la crème de beurre ou des matières grasses équivalentes. La teneur en 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 crème glacée.
D'autres additifs tels que des fruits, des noix, des #ufs et des aromates sont conventionnellement ajoutés aux friandises congelées au lait glacé. Par exemple, de la crème à la glace conte nant des fruits ou des noix peut être déshydratée par le procédé de la présente invention pour produire une pièce chargée de fruit ou de noix comme fourré pour bonbon.
Les friandises au lait glacé séchées par congé lation 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 réfri gération est d'importance commerciale parce que les friandises au lait glacé; séchées par congélation, peuvent être facilement transportées à de grandes distances et être réhydratées au point d'utilisation,
à des frais con sidérablement réduits surtout si l'on tient compte de ce que la crème glacée originale ou autre friandise conge- lée contient jusqu'environ 60 % en poids d'eau sous la forme de cristaux de glace.
Des matières d'enduit autre que des enduits sucrés peuvent être utilisées pour protéger la friandise au lait glacé séchée par congélation de l'humidité atmosphé rique. Beaucoup de matières d'enduit comestibles qui servent dans ce but sont connues dans l'art, par exemple la gélatine, le sel sodique de carboxyméthyl-cellulose, la méthyl-cellulose et l'hydroxypropyl-méthyl-cellulose. Les produits ainsi enduits peuvent être utilisés par exemple comme additifs pour céréales séchées ou com me aliments pour astronautes.