Технология производства мороженого

Содержание

Введение

1.Основная часть

1.1.Технология производства мороженного

1.2.Приготовление смесей  мороженого

1.3.Формирование структуры  мороженого

1.4.Формирование кристаллов льда

1.5.Дестабилизация жировой эмульсии

1.6.Введенте воздуха

Заключение

Список литературы

Введение

Мороженое является одним  из самых любимых и популярных продуктов населения нашей страны. Это объясняется не только его  приятными вкусовыми свойствами, но также высокой пищевой и биологической ценностью.

Предшественниками мороженого можно считать смешанные со снегом или льдом натуральные или  подслащенные фруктовые соки, которые  в Китае использовались почти 3000 лет тому назад. Именно от китайцев «секрет» мороженого в виде фруктового льда стал известен в Европе.

В 1560 году испанский доктор по имени Бласиус Вилафранк изобрел процесс обрызгивания льда и снега селитрой для того, чтобы лучше заморозить смесь из сливок, фруктов и специй. Это привело к изобретению первого «морозильника» для мороженого. Процесс замораживания происходил с помощью двух металлических шаров, между которых измельчался лед. Ингредиенты мороженого были внутри меньшего шара, их взбивали и оставляли для заморозки. Однако широкого распространения тогда мороженое не получило, так как было довольно сложно обеспечить круглосуточное снабжение производителей средствами охлаждения и замораживания. Положение существенно изменилось после появления в конце XIX в. холодильных машин.

В России по европейским  рецептам мороженое готовили только для царского двора и для знати. В 1845 г. русскому купцу Ивану Излеру был выдан патент на «машину для приготовления мороженого», но еще долго его вырабатывали в кустарных условиях и в небольших количествах. Началом промышленного производства мороженого в России принято считать 1932 г., когда в Москве на молочном комбинате были созданы первые цеха по производству этого продукта. Производство мороженого развивалось быстрыми темпами. В начале 60-х гг. в промышленность были внедрены линии для выработки мороженого в брикетах, эскимо и в вафельных стаканчиках. К 70-м гг. относится разработка второго поколения отечественного оборудования для производства мороженого, которое используется и до настоящего времени. Выработка отечественного мороженого может соперничать с импортной продукцией по качеству, современному виду и доступности цен.

Несмотря на богатую историю  и интенсивное развитие этой отрасли  на протяжении многих лет в основном менялись только технологии изготовления мороженого, способы его приготовления. Так, с начала применения фризеров их конструкция в своей основе мало изменилась. Хотя достижения электроники и механики позволили сделать их менее габаритными и более эффективными, принцип их работы остался прежним. [9]

1.Основная часть

1.1 Технология производства мороженого

 Условно, технологический процесс производства мороженого можно разделить на два этапа: приготовление смеси мороженого (в данный этап входят такие операции как составление смеси, фильтрование, пастеризация, гомогенизация и созревание смеси) и непосредственно получение структуры мороженого, которая окончательно формируется при последующей холодильной обработке мороженого (к операциям данного этапа относятся фризерование смесей, фасование и закаливание мороженого). Рассмотрим технологию производства мороженого на примере выработки мороженого в вафельных стаканчиках.[3]

1.2 Приготовление смесей  мороженого

После приемки сырья по выбранной рецептуре рассчитывается потребное количество различного сырья для выработки мороженого заданной партии. Отобранное сырье, соответствующее по качеству действующей нормативно - технической документации, точно взвешивается, чтобы получить продукт стандартного состава. Перед смешиванием компоненты должны быть соответственным образом подготовлены. Для смешивания сырьевых компонентов при приготовлении смесей мороженого используют сыродельные ванны, ванны длительной пастеризации, сливкосозревательные и другое оборудование.

Сливкосозревательная ванна представляют собой емкость с мешалкой и приводным механизмом, изготовленную из нержавеющей стали и заключенную в рубашку. Мешалка сливкосозревательной ванны состоит из нержавеющих труб, закрепленных концами в коллекторах. Продукт заливается в ванну, мешалка получает от привода колебательное движение, в результате чего происходит равномерное перемешивание. К отводам мешалки подводится теплоноситель который через поверхность мешалки подогревает смесь до необходимой температуры.[8]

Для удаления из смеси не растворившихся комочков сырья (сухого молока, стабилизаторов и др.) и возможных  различных механических примесей ее фильтруют после смешивания компонентов  и после пастеризации, используя  для этой цели дисковые, плоские, пластинчатые, цилиндрические и другие фильтры. [6]

Пастеризация смеси необходима для уничтожения болезнетворных микроорганизмов и снижения общего содержания микрофлоры. Помимо обеспечения  необходимого санитарного состояния  готового продукта, пастеризация способствует хорошему смешению и растворению  компонентов, а также создает  лучшие условия для гомогенизации. Смесь пастеризуют в аппаратах  непрерывного действия - автоматизированных пластинчатых пастеризационно - охладительных установках, трубчатых пастеризаторах и пастеризаторах с вытеснительным барабаном, а также в аппаратах периодического действия - ваннах со змеевиковой мешалкой, ваннах длительной пастеризации, пароварочных котлах и др. Пастеризацию проводят при температуре 85 ºС с выдержкой 50 - 60 с или без выдержки при температуре 92 - 95 ºС. Высокие режимы тепловой обработки объясняются тем, что смеси для мороженого содержат повышенное количество сухих веществ, которые, увеличивая вязкость смеси, оказывают защитное действие на микроорганизмы. [1]

После пастеризации и фильтрования смеси гомогенизируют для раздробления жировых шариков, чтобы уменьшить  их отстаивание при хранении и  подсбивание (укрупнение) при фризеровании смесей и тем самым улучшить структуру мороженого. Жир в молоке присутствует в виде жировых шариков диаметром от 1 до 10 мкм. В процессе гомогенизации жировые шарики дробятся на более мелкие размером 1 - 2 мкм.[7]

Эффективность гомогенизации  определяется размерами жировых  шариков и количеством жировых  скоплений. Взбиваемость смеси заметно ухудшается в том случае, когда после гомогенизации хотя бы 1% жира будет присутствовать в виде крупных шариков. Таким образом, процесс гомогенизации способствует повышению взбиваемости смеси, улучшает консистенцию готового мороженого и придает ему нежную консистенцию. Смесь гомогенизируют при температуре, близкой к температуре пастеризации смеси (с целью избежания вторичного обсеменения).

После гомогенизации смесь  охлаждают до температуры от 2 до 6 °С. Для этой цели используют автоматизированные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, пластинчатые и кожухотрубные охладители, оросительные охладители открытого и закрытого типа, ВДП, сливкосозревательные ванны и другое оборудование.[2]

Охлажденную смесь направляют в специальные теплоизолированные вертикальные и горизонтальные резервуары для кратковременного хранения. Хранение является обязательной стадией технологического процесса только для смесей мороженого, приготовляемых с использованием желатина (стабилизатора). Такие смеси требуется  выдерживать при температуре  не выше 6 °С в течение от 4 до 12 ч. При этом повышается вязкость, так называемый процесс «старения смеси».[1]

В настоящее время приготовление  смеси можно разделить на две  технологии: порционную и приготовление смеси в потоке. Порционная технология широко применяется при производстве смеси мороженого на предприятиях малого и среднего бизнеса, где производительность линии составляет от 100 до 1250 кг/час по готовой смеси. Суть технологии заключается в составлении смеси мороженого из основных компонентов - жидкой фазы, сухих веществ, жировой фазы в емкостных теплообменных аппаратах с одновременным проведением этапов создания дисперсной эмульсии и пастеризации смеси. Для решения поставленной задачи используют ванны длительной пастеризации, универсальные резервуары, имеющие паровую рубашку и мешалку соответствующего вида. Приготовление смеси в потоке означает, что все компоненты смеси мороженого готовятся к внесению в емкости для смешивания с помощью специализированного оборудования и их подача осуществляется непрерывно и в большинстве случаев полностью автоматизирована. Обслуживающий персонал в основном занимается растариванием компонентов. Для комплектации используются следующие основные единицы: емкости для смешения, фильтры, пастеризационно-охладительные установки, гомогенизаторы, маслоплавители, шнековые дозаторы непрерывного действия, пластинчатые нагреватели водной фазы в потоке.

1.3 Формирование структуры мороженого

В процессе фризерования смеси происходят изменения ее структуры. Помимо кристаллизации воды происходит взбивание в смесь воздуха, что сопровождается образованием пены. Кристаллы льда образуют суспензию в водном растворе (средний размер частиц - 40 мкм). В этом незамороженном растворе сконцентрированы водорастворимые компоненты (сахар, соли, белки). Пузырьки воздуха имеющие диаметр от 40 до 100 мкм, тонко распределены в многокомпонентной смеси. Поверхность пузырьков частично покрыта жиром. Объемное содержание воздуха в мороженом, т.е. взбитость достигает 50%.

Распределение размеров кристаллов льда является надежным объективным  параметром для органолептической оценки мороженого. [4]

После фризерования мороженое сразу же подвергается дальнейшему замораживанию (закаливанию). Этот процесс следует проводить в максимально короткий срок, чтобы не допустить существенного увеличения размера кристаллов льда в мороженом.

Пустые стаканчики в виде стопок вставляются в пластину с  отверстиями. Механизм отделения стаканчиков  опускает в отверстия конвейера  по одному стаканчику, затем конвейер подводит стаканчики к дозатору, который  заполняет мороженым сразу 8 стаканчиков.

С помощью пневмоустройств на стаканчики с мороженым накладывают крышки. После этого мороженое поступает в скороморозильный аппарат, входящий в состав поточных линий, где закаливается при температуре от -25 до -37 °С в течение 20 мин.

При переворачивании люльки специальными устройствами мороженое  выгружается. Стаканчики падают на ленту  конвейера, который доставляет их к  месту упаковывания. Закаленное мороженое помещают в камеру хранения. [7]

1.4. Формирование кристаллов льда

Так как смесь поступает  на фризерование при температуре немного выше точки замерзания, то чтобы температура смеси стала ниже ее точки замерзания, необходим отвод тепла с помощью хладагента. Как правило, смесь охлаждается ниже точки замерзания сначала у стенки цилиндра, где температуры самые низкие. В цилиндре фризера температура понижается весьма быстро. Отвод так называемого «сухого» тепла, вызывающего лишь понижение температуры без изменения агрегатного состояния (до начала замораживания), должен занимать не более 1…2 мин. Когда начинается замораживание, лед образуется в основном у стенок цилиндра вследствие низкой температуры и естественной склонности льда формироваться на поверхности, а не внутри объема жидкости. Лезвия скребков срезают слой дендритных кристаллов, которые затем попадают со стенок в объем смеси. Там в ходе процесса, получившего название созревания, формируются дискообразные кристаллы льда, которые и обнаруживаются после фризерования. В зависимости от состава мороженого и температуры на выходе из аппарата во фризере кристаллизуется от 33 до 67% первоначального содержания воды в смеси, причем в процессе закаливания может замораживаться дополнительно 23…57% воды.

Формирование необходимого количества льда при замораживании  недостаточно, чтобы гарантировать  получение высококачественного  мороженого. Средний размер и распределение  размеров кристаллов льда существенно  влияют на однородность и потребительские свойства мороженого. Процесс фризерования надо проводить так, чтобы получать в основном мелкие кристаллы.

Для получения кристаллов льда с надлежащей дисперсностью (по количеству, размерам, форме) процессом  замораживания необходимо управлять - в частности, скоростью образования  зародышей и ростом кристаллов. Для  получения большого числа мелких кристаллов условия замораживания  должны способствовать формированию зародышей  и минимизировать рост кристаллов льда, для чего в соответствующей точке  технологического процесса требуются  очень низкие температуры. Основные используемые хладагенты (жидкий аммиак или фреон) обеспечивают получение температур до -30 ºС. Для получения минимального возможных кристаллов необходимо, чтобы продолжительность нахождения смеси во фризере была минимальной. Для минимизации времени нахождения во фризере и получения наименьшего размера кристаллов льда может использоваться взбивающий механизм высокой производительности.

Более высокие концентрации простых сахаров и солей ведут  к пониженным температурам замерзания и меньшему количеству льда. Смесь  с низкой точкой замерзания дает мягкое мороженое из-за небольшого количества кристаллов льда. На механизмы кристаллизации льда могут непосредственно воздействовать отдельные компоненты мороженого. Известно, что сахара и некоторые стабилизаторы  уменьшают скорость образования  зародышей льда и рост кристаллов.

1.5. Дестабилизация жировой эмульсии

Смесь для мороженого содержит множество мелких жировых шариков, стабилизированных белками молока. При надлежащей гомогенизации жировые  шарики в смеси остаются во взвешенном состоянии неопределенно долго. Жировые шарики в смеси частично отвердевают, что обусловлено широким  диапазоном температур плавления молекул  триацилглицеринов, из которых состоит молочный жир. Триаглицерины молочного жира с высокими температурами плавления находятся в смеси в виде кристаллов, а триглицериды с низкими температурами плавления - в жидком виде. Степень дестабилизации жира зависит от типа и количества и количества используемого в смеси эмульгатора и характера сдвига при замораживании. Как правило, из-за более сильного сдвига в результате действия скребков дестабилизация жира происходит сильнее во фризерах непрерывного действия, чем в установках периодического действия. На уровень дестабилизации жира также влияет степень насыщенности жирных кислот. Еще одним фактором, влияющим на степень дестабилизации жира, является характер жировой фазы. Жиры с более высоким содержанием твердого компонента обычно подвергаются дестабилизации меньше.

Чрезмерная дестабилизация жира при определенных условиях ведет  к сбиванию жира. При этом жировые  шарики объединяются в довольно большие  скопления, проявляющиеся в виде заметных масляных зерен, ухудшающих внешний  вид готового изделия (оно приобретает  «сухой» вид), и влияют на физические и органолептические свойства мороженого, придавая ему «мазеобразную» структуру.

1.6. Введение воздуха

Одновременно с формированием  кристаллов льда и коалесценцией жировых шариков в смесь вводится воздух и происходит формирование воздушных пузырьков. В готовом мороженом присутствуют воздушные пузырьки разных размеров. Сначала образуются пузырьки большого размера, причем этот размер зависит от типа фризера и способа введения воздуха, а затем воздушные пузырьки разрушаются под действием силы сдвига в ходе замораживания. Во фризерах непрерывного действия воздух вводится под давлением в виде небольших пузырьков, а во фризерах периодического действия - за счет перемешивания жидкости. В обоих случаях воздушные пузырьки по мере замораживания уменьшаются в размерах в зависимости от параметров сдвига во фризере.

Воздушные пузырьки, формирующиеся  на стадии фризерования, могут значительно различаться по размерам. Давление замораживающего цилиндра дает примерно 100%-ную взбитость смеси, а объем воздушных пузырьков в таком фризере составляет 15…20% объема смеси. Когда давление внутри фризера становится равным атмосферному, те же самые пузырьки из-за расширения составляют уже около 50% объема продукта.

Взбивание смеси мороженого во фризерах при температурах выше точки замерзания смеси приводит к получению невысокой взбитости и относительно крупных воздушных пузырьков. Возможность уменьшения размеров воздушных пузырьков зависит от увеличения вязкости вследствие замораживания. В ходе замораживания во все более вязкой дисперсионной (незамороженной) среде образуется «кашица» из кристаллов льда. Это сочетание дисперсной (кристаллы льда) фазы и концентрированной вымораживанием непрерывной фазы приводит к резкому росту вязкости продукта в ходе замораживания. Повышенная вязкость улучшает стабилизацию воздушных пузырьков и позволяет делить их на все более мелкие. Мороженое при недостаточной взбитости получается слишком плотным, с грубой структурой и консистенцией. Мороженое с высокой взбитостью тает медленнее. [5]

Таким образом, структура  мороженого характеризуется главным  образом размерами кристаллов льда, количеством вводимого воздуха  и его дисперсностью, т.е. размерами  воздушных пузырьков. Эти параметры, в свою очередь, являются показателями интенсивности процесса фризерования.

Заключение

На основании материалов технологического раздела можно  сделать вывод о том, что фризерование является ключевой и одной из самых ответственных операцией в технологическом процессе производства мороженого. От правильного проведения этого процесса в значительной степени зависят структура и консистенция готового продукта.

Список литературы

1. Арсеньева Т.П. Справочник  технолога молочного производства. Технология и рецептуры т. 4. Мороженое. /Т.П. Арсеньева - СПб: ГИОРД, 2002.-184 с.

2. Дезент Г.М. Оборудование и поточные линии для производства мороженого/ Г.М. Дезент, Т.А. Боушев.- М.: Госториздат 1971.-356 с.: ил.

3. Кавецкий Г.Д. процессы и аппараты пищевой технологии: Учеб. пособие для вузов/ Г.Д. Кавецкий, Б.В. Васильев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС, 2008. - 591 с.:ил.

4. Маккен Б.М. (Makken B.M.) Структуры и текстура пищевых продуктов. Продукты эмульсионной природы / под. ред. Б.М. Маккена; пер. с англ. под науч. ред. Ю.Г. Базарновой. - СПб.:Профессия, 2008, 480 с.

5. Маршалл Р.Т. (Marshall R.N.) Мороженое и замороженные десерты/ Р.Т. Маршалл, Г.Д. Гофф, Р.У. Гартел. СПб.: Профессия, 2005.-376 с.: ил.

6. Мишунин Н.И. Расчеты холодильных установок: Учеб. пособие/ Н.И. Мишунин; под. ред. В.В. Прейса. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - 60 с.

7. Оленев Ю.А. Технология и оборудование для производства мороженого: Учеб. пособие для вузов/ Ю.А. Оленев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ДеЛи, 2001.-323 с.: ил.

8. Оноприйко А.В. Производство молочных продуктов: практическое пособие/ А.В. Оноприйко, А.Г. Храмцов, В.А. Оноприйко. - М.; Ростов-н/Д: МарТ, 2004.384 с.: ил.

9. Справочник по производству мороженого/Ю.А. Оленев [и др.]; под ред. Ю.А. Оленева. - М.: ДеЛи принт, 2004.-798 с.: ил