PL222988B1 - Sposób wytwarzania lodów na patyku oraz lody na patyku - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania lodów na patyku, w szczególności lodów o dużym stopniu napowietrzenia.

Istotną cechą użytkową lodów spożywczych jest ich odporność na zmiany temperatury podczas magazynowania i transportu. Odpowiednie procedury pozwalają na zapewnienie stałej, niskiej temperatury lodów na etapie ich magazynowania u producenta, transportu do hurtowni, magazynowania w hurtowni i transportu do punktu sprzedaży detalicznej. Jednak w trakcie magazynowania lodów w punkcie sprzedaży detalicznej mogą one podlegać szokom termicznym, wynikającym przykładowo z zaniku zasilania lodówek, niedomkniętych drzwi lodówek, czy też z transportu w opakowaniu niezabezpieczonym termicznie z punktu sprzedaży do konsumenta. Szoki termiczne mogą powodować utratę napowietrzenia lodów i właściwości polewy, powstawanie kryształków wody, co obniża ich walory organoleptyczne.

Najważniejszym procesem w produkcji lodów jest zamrażanie, które ma zasadniczy wpływ na jakość wyrobu gotowego. W przypadku lodów, głównym celem działania niskich temperatur jest jednoczesne wytworzenie i utrwalenie pożądanej struktury i konsystencji produkowanych wyrobów.

W typowym procesie produkcyjnym lodów na patyku, z cukru, mleka w proszku, syropu gluk ozowego, płynnego tłuszczu kokosowego, serwatki w proszku, stabilizatora i wody przygotowuje się mieszankę lodową, którą następnie poddaje się homogenizacji pod ciśnieniem od 14 MPa do 17 MPa i pasteryzacji w temperaturze od 80°C do 90°C w czasie od 2 s do 30 s. Następnie mieszankę schładza się do temperatury od 3°C do 6°C i przeprowadza się proces dojrzewania w temperaturze od 3°C do 6°C z jednoczesnym mieszaniem w czasie od 2 do 4 godzin. Na tym etapie mogą zostać dodane dodatkowe składniki recepturowe, takie jak aromaty, barwniki i/lub wsady owocowe. Dojrzałą mieszankę lodową tłoczy się do freezera, w którym jest zamrażana do temperatury od -4,5°C do -5,5°C i napowietrzana o około 60%, po czym dozuje się mieszankę do form. Następnie w częściowo zamr ożonej mieszance, za pomocą urządzenia do wciskania patyczków, umieszcza się patyczki. Po zamrożeniu masy, w celu usunięcia jej z formy, podgrzewa się dolną część formy. Gotowe lody wyjmuje się za pomocą chwytacza i przekazuje się, za pomocą taśmociągu, do pakowania w opakowania jednos tkowe i zbiorcze. Zamrażanie wyrobu odbywa się za pomocą czynnika chłodzącego - solanki, w którym zanurzona jest forma. Masa nie ma bezpośredniego kontaktu z czynnikiem chłodzącym. Solanka schładzana jest w układzie chłodzącym za pomocą freonu lub amoniaku. Najniższa temperatura czynnika chłodzącego, jaką w znanych instalacjach można uzyskać przy schładzaniu solanki freonem lub amoniakiem wynosi około -40°C.

Opisany powyżej proces nadaje się dobrze do schładzania lodów wykonanych ze standard owych mieszanek, o stosunkowo małym napowietrzeniu, nie przekraczającym 100%. Zwiększanie napowietrzenia lodów prowadzi do zwiększenia stopnia krystalizacji wody zawartej w mieszance, przy czym powstałe zarodki kryształków stopniowo zwiększają swoje rozmiary i objętość, prowadząc do powstania nieregularnej, gruboziarnistej, szorstkiej tekstury.

Celem wynalazku jest opracowanie alternatywnej metody zamrażania lodów, pozwalającej uzyskać lody na patyku o zwiększonej puszystości przy niewielkim poziomie krystalizacji.

Sposób wytwarzania lodów na patyku według wynalazku polega na tym, że przygotowuje się mieszankę składającą się z cukru od 10% do 12% wagowo, syropu glukozowego 45 od 4% do 7% wagowo, tłuszczu kokosowego w płynie od 8,0% do 11% wagowo, serwatki w proszku od 2,5% do 6% wagowo, koncentratu białek od 0% do 3% wagowo, mleka odtłuszczonego w proszku od 2% do 7% wagowo, barwników i aromatów od 0,05% do 0,5% wagowo, stabilizatora od 0,5% do 0,7% wagowo oraz wody w uzupełnieniu do 100% wagowo, którą poddaje się kolejno procesom homogenizacji, pasteryzacji, chłodzenia, dojrzewania z mieszaniem i wstępnego zamrażania z napowietrzaniem, po czym dozuje się masę do form i wciska się w nią patyczki, a następnie masę chłodzi się w układzie chłodzącym za pomocą czynnika chłodzącego, w którym zanurza się formę, a po zamrożeniu gotowe lody wyjmuje się za pomocą chwytacza i przekazuje się taśmociągiem do pakowania w opakowania jednostkowe i zbiorcze. Jako stabilizator mieszanki stosuje się mieszankę mono- i diglicerydów estryfikowanych kwasem mlekowym w ilości od 55% do 65% wagowo stabilizatora; mono- i diglicerydów od 15% do 25% wagowo, gumy ksantanowej od 10% do 20% wagowo; gumy guar od 10% do 20% wagowo, antyoksydantów w ilości nie większej niż 100 mg/kg i przeciwutleniaczy w ilości nie

PL 222 988 B1 większej niż 100 mg/kg. Mieszankę napowietrza się do zakresu od 190% do 210% objętości mieszanki przed napowietrzaniem. Czynnik chłodzący chłodzi się do temperatury w zakresie od -49°C do -51 °C w wymienniku ciepła zasilanym dwutlenkiem węgla CO₂ o temperaturze od -52°C do -56°C, mrożąc masę lodową do uzyskania temperatury nie wyższej niż -18°C w całej objętości loda.

Przedmiotem wynalazku są również lody na patyku wytworzone sposobem według wynalazku.

Zaletą wynalazku jest to, że dzięki zastosowaniu CO₂ jako czynnika chłodzącego możliwe jest znaczne obniżenie temperatury zamrażania lodów z -40°C do -51 °C, co pozwala na skrócenie czasu zamrażania o około 30%, a to z kolei umożliwia uzyskać odporne na szoki termiczne lody na patyku o zwiększonej puszystości, około 200%. Uzyskanie stabilności puszystości lodów na tak wysokim poziomie możliwe było dzięki zastosowaniu specjalnego stabilizatora. Zastosowanie CO₂ jako czynnika chłodzącego daje ponadto korzyści ekologiczne, gdyż w przeciwieństwie do szkodliwego amoniaku, CO₂ jest nietoksyczny i przyczynia się do uzyskania bezpiecznej, ekologicznej i biodegradowalnej solanki. Ponadto, wyeliminowanie amoniaku zwiększa bezpieczeństwo przeciwpożarowe procesu produkcji.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania lodów sposobem według wynalazku. Do mieszalnika 10, za pomocą urządzeń sterujących, zwanych ogólnie sterownikiem 11, dozowane są ze zbiorników składników sypkich 12, składniki sypkie takie jak: cukier, mleko w proszku, serwatka w proszku, koncentrat białek, stabilizatory oraz ze zbiorników surowców płynnych 13, składniki płynne takie jak woda, syrop glukozowy, tłuszcz w płynie.

W sposobie według wynalazku stosuje się mieszankę o następującej recepturze:

Cukier: od 10% do 12% wagowo całkowitej masy

Syrop glukozowy 45: od 4% do 7% wagowo całkowitej masy

Tłuszcz kokosowy w płynie: od 8,0% do 11 % wagowo całkowitej masy

Serwatka w proszku: od 2,5% do 6% wagowo całkowitej masy

Koncentrat białek: od 0% do 3% wagowo całkowitej masy

Mleko odtłuszczone w proszku: od 2% do 7% wagowo całkowitej masy

Barwniki, aromaty: od 0,05% do 0,5% wagowo całkowitej masy

Stabilizator: od 0,5% do 0,7% wagowo całkowitej masy

Woda: w uzupełnieniu do 100% wagowo całkowitej masy.

Jako stabilizator stosuje się mieszankę o następującym składzie: mono- i diglicerydy estryfikowane kwasem mlekowym w ilości od 55% do 65% wagowo; mono- i diglicerydów od 15% do 25% wagowo, oraz gumę ksantanową od 10% do 20% wagowo; gumę guar od 10% do 20% wagowo, antyoksydanty (przykładowo, alfa tokoferol) w ilości nie większej niż 100 mg/kg i przeciwutleniacze (przykładowo, palmitynian askorbylu) w ilości nie większej niż 100 mg/kg. Mono- i diglicerydy jako emulgatory służą do emulgowania tłuszczu, powodując lepsze rozpadanie cząstek tłuszczu i łączenie z innymi składnikami, głównie białkami. Natomiast guma guar jest właściwym stabilizatorem mającym wpływ na zmiany zachodzące w pęcherzykach powietrza, zapobiegają ich rozpadaniu lub łączeniu się. Rozpadanie lub łączenie pęcherzyków powietrza powoduje utratę objętości lodów podczas wahań temperatury w trakcie dystrybucji. Stabilizator o takim składzie okazał się szczególnie skuteczny do zachowania wysokiej puszystości lodów, związanej z napowietrzeniem rzędu 200%.

Przygotowaną w mieszalniku 10 mieszankę podaje się do homogenizatora 14, w którym następuje ujednolicenie (homogenizacja) mieszanki poprzez wymieszanie cząsteczek wody i cząsteczek tłuszczu i zintensyfikowanie działania emulgatora. Dla mieszanki o podanej powyżej recepturze homogenizację przeprowadza się pod ciśnieniem w zakresie 16-18 MPa. Następnie mieszankę poddaje się pasteryzacji w wymienniku ciepła 15, której celem jest wyeliminowanie lub co najmniej zmniejszenie ilości drobnoustrojów w produkcie, dezaktywacja enzymów powodujących niepożądane zmiany i dokładne wymieszanie składników. Pasteryzację prowadzi się w temperaturze od 80°C do 90°C w czasie od 2 s do 30 s (pasteryzacja typu VHT - Very High Temperature). Następnie mieszankę schładza się do temperatury od 3°C do 6°C. Schłodzoną mieszankę umieszcza się w dojrzewalniku 16, który stanowi zbiornik z mieszadłem i przeprowadza się proces dojrzewania z mieszaniem w temperaturze od 3°C do 6°C w czasie od 2 do 4 godzin. Podczas dojrzewania mieszanka zwiększa swą lepkość, w wyniku pęcznienia białek i żelowania stabilizatora. Na tym etapie mogą zostać dodane dodatkowe składniki recepturowe, takie jak aromaty, barwniki i/lub wsady owocowe. Dojrzałą mieszankę lodową tłoczy się do frezera 17, w którym mieszanka jest zamrażana do temperatury od -4,5°C do

PL 222 988 B1

-5,5°C i napowietrzana do 190-210% objętości mieszanki przed napowietrzaniem, dzięki czemu uzyskuje odpowiednią gładkość, miękkość i puszystość. Freezer 17, to znaczy maszyna do wstępnego zamrażania lodów, ma postać poziomego cylindra o podwójnych ściankach, pomiędzy którymi znajduje się czynnik chłodzący, z obracającym się wewnątrz wałem. Mieszanka zamarza na ściankach cylindra, z których jest zeskrobywana. Do cylindra podawane jest powietrze, które w wyniku ciągłego mieszania napowietrza mieszankę. Następnie dozuje się mieszankę za pomocą dozownika 18 do form 19. Formy 19 obracają się skokowo po impulsie z maszyny pakującej. W częściowo zamrożonej mieszance, za pomocą urządzenia 20 do wciskania patyczków, umieszczane są patyczki. W dalszej kolejności umieszczone w formie lody na patykach zamraża się w układzie chłodzącym 21. Zamrażanie lodów odbywa się za pomocą czynnika chłodzącego - solanki w którym zanurzona jest forma 19. Masa nie ma bezpośredniego kontaktu z czynnikiem chłodzącym. W sposobie według wynalazku solankę chłodzi się do temperatury od -49°C do -51 °C za pomocą wymiennika ciepła zasilanego dwutlenkiem węgla CO₂, którego temperatura wynosi -52°C do -56°C mrożąc w ten sposób lody do uzyskania temperatury nie wyższej niż -18°C w całej masie. Dzięki tak niskiej temperaturze czynnika chłodzącego czas zamrażania skraca się o ok. 30%, co wpływa jednocześnie na lepszą jakość, strukturę, puszystość i gładkość gotowych produktów, pomimo znacznie większego niż standardowy stopnia napowietrzenia. Obniżenie temperatury czynnika chłodzącego a co za tym idzie skrócenie czasu zamrażania zapobiega bowiem powstawaniu dużych kryształów.

Po zamrożeniu masy, w celu usunięcia jej z formy 19, dolna część formy 19 jes t podgrzewana za pomocą podgrzewacza 22. Gotowe lody wyjmowane są chwytaczem 23 i przekazywane, za pom ocą taśmociągu 24, do stanowiska 25 pakowania w opakowania jednostkowe i zbiorcze.

Zastosowanie nowego sposobu wytwarzania lodów, wykorzystującego do mrożenia, solankę chłodzoną za pomocą dwutlenku węgla CO₂, a nie freonu lub amoniaku jak dotychczas, umożliwia uzyskanie lodów o nieosiągalnej dotychczas tak wysokiej puszystości, dochodzącej do 210%, przy braku obecności dużych kryształków lodu w masie lodowej.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania lodów na patyku, w którym:

   - przygotowuje się mieszankę składającą się z cukru od 10% do 12% wagowo, syropu glukozowego 45 od 4% do 7% wagowo, tłuszczu kokosowego w płynie od 8,0% do 11% wagowo, serwatki w proszku od 2,5% do 6% wagowo, koncentratu białek od 0% do 3% wagowo, mleka odtłuszczonego w proszku od 2% do 7% wagowo, barwników i aromatów od 0,05% do 0,5% wagowo, stabilizatora od 0,5% do 0,7% wagowo oraz wody w uzupełnieniu do 100% wagowo,

   - którą poddaje się kolejno procesom homogenizacji, pasteryzacji, chłodzenia, dojrzewania z mieszaniem i wstępnego zamrażania z napowietrzaniem, po czym dozuje się masę do form i wciska się w nią patyczki, a następnie masę chłodzi się w układzie chłodzącym za pomocą czynnika chłodzącego, w którym zanurza się formę, a po zamrożeniu gotowe lody wyjmuje się za pomocą chwytacza i przekazuje się taśmociągiem do pakowania w opakowania jednostkowe i zbiorcze, znamienny tym, że:

   - jako stabilizator mieszanki stosuje się mieszankę mono- i diglicerydów estryfikowanych kwasem mlekowym w ilości od 55% do 65% wagowo stabilizatora; mono- i diglicerydów od 15% do 25% wagowo, gumy ksantanowej od 10% do 20% wagowo; gumy guar od 10% do 20% wagowo, antyoksydantów w ilości nie większej niż 100 mg/kg i przeciwutleniaczy w ilości nie większej niż 100 mg/kg,

   - przy czym mieszankę napowietrza się do zakresu od 190% do 210% objętości mieszanki przed napowietrzaniem,

   - natomiast czynnik chłodzący chłodzi się do temperatury w zakresie od -49°C do -51 °C w wymienniku ciepła zasilanym dwutlenkiem węgla CO2 o temperaturze od -52°C do -56°C, mrożąc masę lodową do uzyskania temperatury nie wyższej niż -18°C w całej objętości loda.