خط تولید بستنی

مفاهیم بنیادی و اجزای تشکیل‌دهنده بستنی

قبل از ورود به جزئیات خط تولید، بیایید نگاهی به اجزای اصلی تشکیل‌دهنده بستنی بیندازیم. درک نقش هر یک از این مواد، کلید تولید یک محصول بی‌نقص است.

اوران چیست؟

اوران به درصد افزایش حجم بستنی به دلیل ورود هوا در مرحله انجماد گفته می‌شود. فرمول محاسبه آن به این صورت است:

اوران پایین (مثلاً ۵۰٪) مشخصه بستنی‌های سوپرپریمیوم و غلیظ است، در حالی که اوران بالا (مثلاً ۱۰۰٪) در بستنی‌های اقتصادی‌تر یافت می‌شود و بافتی سبک‌تر و نرم‌تر ایجاد می‌کند.

نمودار و مراحل خط تولید بستنی

فرآیند تولید بستنی یک زنجیره به هم پیوسته از مراحل دقیق است. هر مرحله بر کیفیت نهایی محصول تأثیر مستقیم دارد. در زیر، نمودار کلی این فرآیند را مشاهده می‌کنید و سپس به تفصیل هر مرحله را شرح خواهیم داد.

نمودار کلی فرآیند:

مخلوط کردن مواد اولیه  ← پاستوریزاسیون  ← هموژنیزاسیون  ← رسیدن یا عمل آوری ← افزودن طعم و رنگ ← انجماد و هوادهی  ← افزودن تکه‌های جامد ← بسته‌بندی ← سخت کردن  ← انبارداری و توزیع

مرحله ۱: مخلوط کردن مواد اولیه

این مرحله، نقطه شروع جادوی بستنی است. در این گام، تمام مواد اولیه طبق فرمولاسیون دقیق با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا "میکس بستنی" (Ice Cream Mix) حاصل شود.

• تجهیزات: مخازن بزرگ دوجداره از جنس استیل ضدزنگ که مجهز به همزن‌های قوی هستند (Mix Tanks).

• فرآیند: ابتدا مواد مایع مانند شیر، خامه و آب در مخزن ریخته شده و همزمان با گرم شدن تا حدود 40∘C الی 50∘C، مواد جامد و پودری (شکر، شیرخشک، استابیلایزرها و امولسیفایرها) به آرامی به آن اضافه می‌شوند. حرارت دادن به حل شدن بهتر شکر و فعال شدن برخی پایدارکننده‌ها کمک می‌کند. همزن باید به طور مداوم کار کند تا از گلوله شدن مواد پودری جلوگیری شود و یک مخلوط کاملاً یکنواخت به دست آید.

مرحله ۲: پاستوریزاسیون

پاستوریزاسیون یک فرآیند حرارتی حیاتی برای تضمین ایمنی و سلامت محصول است.

• اهداف:

  1. نابودی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا: تضمین سلامت مصرف‌کننده.

  2. کاهش باکتری‌های عامل فساد: افزایش زمان ماندگاری محصول.

  3. کمک به انحلال و آب‌پوشی (Hydration) مواد: بهبود عملکرد استابیلایزرها و امولسیفایرها.

• تجهیزات: پاستوریزاتور صفحه‌ای (مبدل های حرارتی) برای سیستم HTST.

• روش متداول صنعتی: روش HTST (High-Temperature Short-Time) است که در آن، میکس بستنی به سرعت تا دمای حدود 80∘C الی 85∘C گرم شده و برای مدت کوتاهی (حدود ۲۵ ثانیه) در این دما نگه داشته می‌شود و سپس به سرعت سرد می‌گردد. این روش ضمن حفظ کیفیت، کارایی بالایی دارد.

مرحله ۳: هموژنیزاسیون 

این فرآیند برای دستیابی به بافتی لطیف و یکنواخت ضروری است.

• هدف: شکستن گویچه‌های چربی بزرگ و تبدیل آن‌ها به ذرات بسیار ریز و یکنواخت. این کار از جدا شدن چربی و تشکیل لایه خامه روی سطح میکس در طی مرحله آجرینگ جلوگیری می‌کند و در نهایت بافتی نرم‌تر و مقاوم‌تر در برابر ذوب شدن ایجاد می‌کند.

• تجهیزات: دستگاه هموژنایزر .

• فرآیند: میکس داغ بلافاصله پس از پاستوریزاسیون با فشار بسیار بالا (حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ بار) از یک شیر بسیار باریک عبور داده می‌شود. این فشار ناگهانی باعث متلاشی شدن گویچه‌های چربی می‌شود. معمولاً از هموژنایزرهای دو مرحله‌ای استفاده می‌شود تا از به هم پیوستن مجدد ذرات چربی جلوگیری شود.

مرحله ۴: رسیدن یا عمل آوری

پس از هموژنیزاسیون، میکس بستنی باید "استراحت" کند. این مرحله صبوری می‌طلبد اما تأثیر شگرفی بر کیفیت نهایی دارد.

• هدف:

  1. کریستالیزاسیون چربی: چربی‌های ریز شده زمان کافی برای سفت شدن و کریستاله شدن پیدا می‌کنند که برای ایجاد ساختار مناسب در مرحله انجماد ضروری است.

  2. آب‌پوشی کامل پایدارکننده‌ها: استابیلایزرها به طور کامل آب جذب کرده و شبکه ژلی ضعیفی تشکیل می‌دهند که باعث افزایش ویسکوزیته و بهبود بافت می‌شود.

• تجهیزات: مخازن دوجداره استیل مجهز به همزن آرام ( مخزن عمل آوری)

• فرآیند: میکس بستنی به سرعت تا دمای 2∘C الی 4∘C سرد شده و برای حداقل ۴ ساعت (و در حالت ایده‌آل ۱۲ تا ۲۴ ساعت) در این دما نگهداری می‌شود.

مرحله ۵: افزودن طعم و رنگ

قبل از ورود به مرحله انجماد، میکس پایه بستنی آماده دریافت هویت نهایی خود یعنی طعم و رنگ است. اسانس‌های مایع، پوره‌های میوه و رنگ‌های مجاز خوراکی در این مرحله به میکس اضافه شده و به خوبی مخلوط می‌شوند.

مرحله ۶: انجماد و هوادهی 

این مرحله قلب تپنده خط تولید بستنی است. در اینجا، میکس مایع به یک دسر نیمه منجمد و هوادار تبدیل می‌شود.

• تجهیزات: فریزر پیوسته یا بستنی‌ساز صنعتی 

• فرآیند: میکس سرد (حدود 4∘C) به داخل یک استوانه دوجداره پمپ می‌شود. در جدار خارجی این استوانه، یک ماده مبرد بسیار سرد (مانند آمونیاک) جریان دارد. همزمان با چرخش یک تیغه همزن (Dasher) در داخل استوانه، دو اتفاق مهم رخ می‌دهد:

  1. انجماد سریع: میکس در تماس با دیواره بسیار سرد استوانه یخ می‌زند و تیغه‌ها بلافاصله کریستال‌های یخ را از دیواره تراشیده و به داخل توده بستنی منتقل می‌کنند. این سرعت بالا باعث تشکیل کریستال‌های یخ بسیار ریز می‌شود که حس لطافت را در دهان ایجاد می‌کند.

  2. هوادهی: همزمان با انجماد، هوای تصفیه‌شده به داخل میکس تزریق می‌شود تا به اوران مورد نظر برسد.

بستنی در انتهای این مرحله بافتی شبیه به بستنی دستگاهی (Soft-Serve) دارد و دمای آن حدود −5∘C الی −6∘C است.

مرحله ۷: افزودن تکه‌های جامد 

اگر قرار است بستنی حاوی تکه‌های شکلات، مغزیجات، میوه یا کوکی باشد، این افزودنی‌ها در این مرحله اضافه می‌شوند.

• تجهیزات: دستگاه فیدر

• فرآیند: بستنی نیمه‌منجمد از فریزر خارج شده و وارد دستگاه فیدر می‌شود. این دستگاه به طور یکنواخت و مداوم، تکه‌های جامد را به جریان بستنی تزریق و با آن مخلوط می‌کند.

مرحله ۸: بسته‌بندی

بستنی آماده پر شدن در ظروف مختلف است.

• تجهیزات: دستگاه‌های پرکن اتوماتیک.

• فرآیند: دستگاه‌های پرکن، بستنی را با سرعت و دقت در ظروف لیوانی، حصیری، لیتری یا هر شکل دیگری پر می‌کنند. در صورتی که بستنی دارای روکش شکلات یا سس‌های تزئینی باشد، این عملیات نیز در همین مرحله انجام می‌شود.

مرحله ۹: سخت کردن

بستنی بسته‌بندی شده هنوز کاملاً منجمد نیست و بافت نرمی دارد. مرحله سخت کردن برای تثبیت ساختار آن حیاتی است.

• هدف: انجماد سریع آب باقیمانده در بستنی برای جلوگیری از رشد کریستال‌های یخ. اگر این مرحله به کندی انجام شود، کریستال‌های یخ درشت شده و بافتی یخی و نامطلوب ایجاد می‌کنند.

• تجهیزات: تونل انجماد یا فریزرهای دمنده 

• فرآیند: بسته‌ها بر روی نوار نقاله وارد یک تونل بسیار سرد با دمای −30∘C الی −40∘C می‌شوند که در آن هوای سرد با سرعت بالا جریان دارد. این شوک دمایی باعث می‌شود هسته مرکزی بستنی در کوتاه‌ترین زمان ممکن به دمای نگهداری  ($ -18^{\circ}C$) برسد.

($ -18^{\circ}C$) این نماد دمای منفی هجده درجه سانتیگراد (یا سلسیوس) را نشان می‌دهد.

مرحله ۱۰: سردخانه و توزیع

آخرین مرحله، نگهداری محصول نهایی در شرایط دمایی مناسب تا رسیدن به دست مصرف‌کننده است.

• شرایط: محصول نهایی باید در سردخانه‌هایی با دمای ثابت $ -18^{\circ}C$ یا پایین‌تر نگهداری شود. هرگونه نوسان دمایی در این مرحله می‌تواند باعث ذوب شدن و یخ زدن مجدد و در نتیجه افت کیفیت و درشت شدن کریستال‌های یخ شود. پس از آن، بستنی با ماشین‌های یخچال‌دار مخصوص به مراکز فروش توزیع می‌گردد.

کنترل کیفیت در تولید بستنی

کیفیت یک اتفاق نیست، بلکه نتیجه کنترل دقیق در تمام مراحل است. در جدول زیر به برخی از نقاط کنترل کلیدی اشاره شده است.

روندها و نوآوری‌های جدید

صنعت بستنی همواره در حال تحول است. برخی از روندهای هیجان‌انگیز امروزی عبارتند از:

• بستنی‌های گیاهی (Vegan): استفاده از شیرهای گیاهی مانند شیر بادام، نارگیل و جو دوسر.

• بستنی‌های سلامت‌محور: تولید بستنی‌های کم‌شکر، کم‌چرب، با پروتئین بالا و یا پروبیوتیک.

• طعم‌های نوآورانه و جهانی: استفاده از ادویه‌ها و طعم‌های غیرمنتظره از فرهنگ‌های مختلف.

• اتوماسیون پیشرفته: استفاده از سنسورها و سیستم‌های کنترلی هوشمند برای بهینه‌سازی فرآیند و تضمین کیفیت پایدار.