خط تولید بستنی صنعتی

***اِن ئی یِمَک 2 ***

خط تولیدبستني صنعتي

از نگاه صنعتی، بستنی فرآورده لبنی کف مانندی است که در آن حبابهای کوچک گاز (هوا) بهصورت پراکنده وجود دارند. بستنی از فاز پیوستهای تشکیل شده که در آن چربی به صورت امولسیون و پایدارکننده و موادجامد بدون چربی (MSNF) به صورت کلوئید وجود دارند. باقیمانده قندها و نمک ها هستند که یک محلول حقیقی را در این فاز پدید می آورند.

موادتشکیل دهنده بستنی:

ترکیبات بستنی از تنوع زیادی برخوردارند. اما به طور کلی میتوان گفت که بستنی از مواد زیر تشکیل میشود:
- چربی شیر: چربی شیر ممکن است به صورت خامه شیرین، خامه یخ زده، کره بدون نمک یا روغن کره باشد.

- مواد جامد بدون چربی شیر (MSNF): شیر تازه بدون چربی، خامه شیرین، دوغ کره، پودر شیر بدون شیر بدون چربی، شیر کندانسه بدون چربی (شیرین شده یا ساده) و مواد جامد آب پنیر.
- شیرین کننده ها: شکر چغندر یا نیشکر، قند اینورت، شربت ذرت، دکستروز، عسل، شربت تصفیه شده، شربت افرا، لاکتوز و فروکتوز.

- پایدارکنندها: سدیم یا پروپلین گلایکول، آلژینات، سدیم کربوکسی متیل سلولز، کاراجینان، ژلاتین، پکتین، آگار و صمغ هائی نظیر تراگاکانت، کارایا، عربی، گوار، دانه خرنوب و دانه اقاقیا.
- امولسیون کننده ها: منوودی گلیسیریدها، لستین، مشتقات پلی اکسن اتیلن، الکل های هگزاهیدریک، گلایکول و استرهای آن.

- نمکهای معدنی: اکسیدهای کلسیم و منیزیم، سیترات سدیم، دیسدیم فسفات، سدیم تتراپیروفسفات و سدیم هگزامتافسفات.

تولیدصنعتی بستنی

مراحل مهم در تولید بستنی عبارتند از:

مخلوط کردن مواد اولیه، پاستوریزاسیون، هموژنیزاسیون، رسیدن مخلوط، انجماد، بسته بندی، سخت کردن. این مراحل را میتوان در شکل زیر خلاصه کرد:

مخلوط کردن

در این مرحله نخست مواداولیه براساس دستور تهیه بستنی موردنظر انتخاب میشوند. سپس مواد براساس وزن خشک توزین میشوند تا پس از مخلوط شدن ترکیب مشخصی به دست بیاید. برای مخلوط کردن مواداولیه باید ظرف محتوی مخلوط به شدت تکان داده شود تا ترکیبات پودری به طور یکنواخت با موادمایع آمیخته شوند. به همین دلیل، اغلب از مخلوطکن های با سرعت زیاد استفاده میشود.
پاستوریزاسیون

در این مرحله مخلوط به دست آمده پاستوریزه میشود. فرآیند پاستوریزاسیون یک مرحله کنترل بیولوژیکی است که براساس تخریب کامل باکتریهای بیماری زا طراحی شده است. علاوه بر این، فرآیند پاستوریزاسیون در کاهش تعداد میکروبهای مولد فساد نظیر سایکروتروپ ها (Psychrotroph) مؤثر است و از سوی دیگر به هیدراته شدن بعضی از ترکیبات همچون پروتئینها و پایدارکننده ها کمک بسیار زیادی میکند.
برای به وجود آمدن این ویژگیها دمای ۶۹ درجه سانتیگراد به مدت ۳۰ دقیقه یا ۸۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۵ ثانیه لازم است.

در این فرآیند از هر دو روش غیرمداوم و مداوم (HTST) استفاده میشود.

در روش پاستوریزاسیون غیرمداوم، مخلوط کردن مواد اولیه در مخزن بزرگ سرپوشیده صورت میگیرد. این مخزن با یک سیستم حرارتی از نوع بخار یا آب داغ تجهیز شده است. مخلوط بستنی در این مخزن تا حداقل ۶۹ درجه سانتیگراد حرارت داده میشود و سپس به مدت ۳۰ دقیقه در این حرارت باقی میماند.
در این حالت باکتریهای بیماریزا به طور کامل تخریب میشود و تعداد کل باکتری ها تا ماکزیمم صدهزار عدد در هر گرم کاهش مییابد. پس از پاستوریزاسیون، مخلوط هموژن میشود و سپس با عبور از چند نوع مبدل حرارتی خنک میشود وبه دمای ۴ درجه سانتیگراد میرسد.

اما در سیستم پاستوریزاسیون مداوم از حرارت زیاد و زمان کوتاه استفاده میشود. در این سیستم، مواد پس از مخلوط شدن در یک مخزن بزرگ و جداگانه با بعضی از سیستم های پیش حرارتی تا حدود ۳۰ ـ ۴۰ درجه سانتیگراد گرم میشوند. این حرارت برای ترکیب شدن مواد با یکدیگر لازم است. سیستم پاستوریزاسیون مداوم با یک بخش حرارتی، یک بخش خنک کننده و یک بخش احیاء تجهیز شده است. بخش خنک کننده های این سیستم برای بستنی معمولاً بزرگتر از سیستم خنک کننده شیر است.

هموژنیزاسیون

پس از پاستوریزه شدن، مخلوط هموژن میشود که در این حالت در نتیجه شکسته شدن یا کاهش میزان گلبولهای چربی موجود در شیر یا خامه به کمتر از ۱mm، امولسیون چربی تشکیل میشود. معمولاً برای مخلوط بستنی از سیستمهای هموژنیزاسیون دو مرحله ای استفاده میشود. شواهد نشان داده است که استفاده از هموژنیزاتورهای یک مرحلهای باعث میشود گلبولهای چربی هنگام سرد شدن خوشه ای شوند که این امر موجب افزایش ویسکوزیته، کندی زده شدن و کاهش میزان افزایش حجم میشود.

اما این معایب در هموژنیزاسیون دو مرحلهای از بین میرود و در کنار آن فواید زیر حاصل میشود:

کاهش میزان گلبولهای چربی،

افزایش سطح تماس،

تشکیل غشاء،

امکان استفاده از کره و خامه منجمد،

نرم و یکنواخت شدن بافت بستنی،

پایداری بهتر هوا وافزایش مقاومت بستنی در برابر آب شدن.

فرآیند هموژنیزاسیون باید در همان درجه حرارت پاستوریزاسیون صورت گیرد. زیرا حرارت زیاد، شکسته شدن گلبولهای چربی را در هر فشاری امکانپذیر و از تجمع و خوشه ای شدن چربی جلوگیری میکند. فشار مطلوب برحسب ترکیب مخـلوط متغیــر است امـا بــه طـور کـلی در همـوژنیزاتورهای دو مرحـلهای یـک فشـار ۲۰۰۰ ـ ۲۵۰۰ psi در مرحلـه اول و ۵۰۰ ـ ۱۰۰۰ psi در مرحله دوم ویژگی مطلوب را در اکثر موارد ایجاد میکند

رسیدن

بعد از هموژن شدن، مخلوط حداقل به مدت ۴ ساعت و معمولاً در طول شب در دمای ۰ تا ۴ درجه سانتیگراد باقی میماند که به این مرحله اصطلاحاً رسیدن گفته میشود. این مدت زمان به مولکولهای چربی اجازه میدهد تا خنک و کریستالیزه شوند و این امکان را برای پروتئینها و پلی ساکاریدها فراهم میآورد تا بهطور کامل هیدراته شوند.

عمل رسیدن قابلیت زده شدن مخلوط و همچنین بافت و پیکره محصول نهائی را بهبود می بخشد و ویژگی های زیر را موجب میشود

زمان لازم را برای کریستالیزه شدن مولکولهای چربی فراهم میآورد و در نتیجه از به هم پیوستن مولکولهای چربی جلوگیری میکند.

زمان لازم را برای هیدراته شدن کامل پروتئینها و پایدارکنندهها ایجاد میکند و در نتیجه مانع از افزایش چسبندگی میشود.

زمان لازم را برای بازسازی غشا و برهم کنش بین پروتئین و امولسیفایرها فراهم میآورد.
لازم به ذکر است که در درجه حرارت لازم برای فرآیند رسیدن باید زیر ۵ درجه سانتیگراد و به گونه ای باشد که در مخلوط یخ زدگی صورت نگیرد. به عبارت دیگر، مناسبترین درجه حرارت بین ۰ تا ۴ درجه سانتیگراد است

انجماد پس از رسیدن، مخلوط وارد تانک طعم دهنده میشود. یعنی جائیکه در آن تمام طعم دهنده ها چه به صورت مایع و چه به صورت پوره میوه ها و یا رنگ اضافه میشود. پس از این مرحله، مرحله انجماد است که طی آن هم بخشی از آب مخلوط منجمد میشود و هم هوا وارد مخلوط بستنی میشود.

معروفترین سیستم انجماد، سیستم فریزر استوانهای است که دارای مبدلهای حرارتی لولهای است و با سردکننده های جوشان همچون آمونیاک یا فرئون پوشیده شده است. وقتی مخلوط بستنی به داخل فریزر مزبور وارد میشود در مدت ۳۰ ثانیه منجمد و سپس از قسمت انتهائی دستگاه خارج میشود. لازم به ذکر است که در سیستمهای غیرمداوم این زمان ۱۰ تا ۱۵ دقیقه است. در این مدت حدود ۵۰ درصد آب مخلوط منجمد میشود. انجماد هر چه سریعتر مخلوط موجب کوچکتر شدن هرچه بیشتر کریستالهای یخ میشود که در اینصورت بافت بهتری به دست می آید. البته باید از عوامل مؤثر بر زمان انجماد مخلوط نیز یاد کرد که عبارتند از: ترکیب مخلوط، روش فرآیند مخلوط، مواد طعم دهنده اضافه شده، نوع و شرایط فریزر، دمای سیستم خنک کننده و دمای بستنی هنگام خروج از فریزر.

در داخل فریزرهای استوانهای تیغه های گردانی وجود دارد که مانع از خراشیدن شدن سطح داخلی فریزر به وسیله یخ میشود. همچنین وجود همزمان های داخل سیستم به زده شدن مخلوط و ترکیب هوا کمک زیادی میکند.

بستنی مقدار زیادی هوا دارد، یعنی بیش از نیمی از حجم آن را هوا تشکیل میدهد. وجود هوا باعث میشود بستنی نرم و سبک شود. بدون هوا بستنی شبیه آبمیوه یخی خواهد شد. مقدار هوائیکه وارد بستنی میشود با درصد افزایش حجم مشخص میشود که با روابط ریاضی قابل محاسبه است. افزایش حجم بستنی به دو دلیل زیر حائز اهمیت بسیاری است:

۱ـ ارتباط آن با راندمان و بالطبع سوددهی و ۲ـ تأثیر بر بافت، پیکره و قابلیت پذیرش بستنی.

در صورت افزایش حجم بسیار کم، محصول دارای پیکرهای سرد و خیس خواهد بود و اگر افزایش حجم بسیار زیاد باشد بافت بستنی پف کرده میشود و هنگام ذوب به صورت کف در می آید.

دو فرمول مهم برای تعیین افزایش حجم وجود دارد:

فرمول۱. در مورد بستنی ساده

۱۰۰ ٭ وزن واحد حجم بستنی / وزن واحد حجم بستنی ـ وزن واحد حجم مخلوط = درصد افزایش حجم
فرمول ۲. در مورد بستنی آجیلی و میوهای

۱۰۰ ٭ حجم میوه + حجم مخلوط / (حجم میوه + حجم مخلوط) ـ حجم بستنی = درصد افزایش حجم

بسته بندی

در بسته بندی موادمختلفی استفاده میشود که جنس آنها را پلاستیک سخت یا ورقه ای کاغذی و مقوائی پوشیده شده با لایه های پلاستیکی یا فلزی یا ترکیبی از آنهاست. در کارخانه ها بستنی را به صورت فله یعنی در اندازه های ۱۰ لیتری یا بیشتر بسته بندی میکنند که از آنها در تهیه بستنی قیفی استفاده میشود. نوع دیگر بسته بندی استفاده از کارتن هائی با حجم ۵/۰، ۲ یا ۳ لیتری است جنس این بسته ها معمولاً از پلاستیک سخت یا ورقه ای مقوائی با پوشش پلاستیکی است.

بستنی از طریق پرکن های مخصوص درون ظروف بسته بندی ریخته و به بخش سخت کردن انتقال داده میشود.
۷. سخت کردن

بعد از بسته بندی کردن، بستنی درون تونل های انجمادی موسوم به تونل های سخت کننده و در درجه حرارت بین ۳۰ درجه سانتیگراد و ۴۰ درجه سانتیگراد قرار میگیرد تا باقیمانده آب آن منجمد شود. قراردادن بستنی در دمای زیر ۲۵ درجه سانتیگراد باعث میشود تا خطری از بابت رشد کریستالهای یخ وجود نداشته باشد. حال آنکه در بالایا ین درجه حرارت ممکن است کریستالهای یخ رشد کنند و مدت زمان ماندگاری بستنی را کاهش دهند.

در گذشته برای فرآیند سخت کردن از اتاقهای سخت کننده استفاده میکردند که در آن از هوای سرد ساکن روی صفحات سرد یا هوای متحرک از طریق فن هائی با سرعت زیاد استفاده میشد. اما امروزه تونل های سخت کننده جای اتاقها را گرفته است. هر چند این تونلها در یک فضای محدود به گردش در می آید بیشتر است و لذا سخت شدن محصول در زمان کوتاه تری صورت میپذیرد. هر چه زمان سخت شدن کوتاهتر باشد بافت محصول نهائی مطلوبتر خواهد شد. البته در بسیاری از موارد بستنی به دست آمده از مرحله انجماد به ماشینهای پرکن و شکل دهنده انتقال مییابد و به اشکال مختلف بسته بندی میشود و سپس وارد مرحله سخت کردن میشود. به بیان دیگر، سخت کردن آخرین مرحله از چرخه تولید بسته بندی است و بعد از آن بستنی انبار و سپس به بازار عرضه میشود.

نظرات شما عزیزان:

رحمان محمدى