一种冰淇淋的生产方法及冰淇淋机技术

本发明专利技术公开一种冰淇淋的生产方法及冰淇淋机，冰淇淋从进料管进入冰淇淋机后，通过制冷剂进行凝冻。通过两组不同的超声波相互垂直对冰淇淋进行处理：当物料温度为

【技术实现步骤摘要】
一种冰淇淋的生产方法及冰淇淋机


[0001]本专利技术涉及冷冻食品
，具体涉及一种冰淇淋机及冰淇淋的生产方法。

技术介绍

[0002]在冷冻食品行业中，冰淇淋的口感一直是消费者最为关注的方面，口感细腻润滑的冰淇淋产品更受消费者欢迎。其中，冰淇淋中的冰晶大小对于冰淇淋的口感和品质有较大影响，当冰淇淋冰晶颗粒大于40μm时冰淇淋产品会产生粗糙的颗粒感，而有细小均匀分布冰晶的冰淇淋产品则有更细腻的口感。
[0003]冰淇淋生产过程中包括物料混合、过滤、均质、老化、凝冻、硬化等多个过程。其中凝冻过程是冰晶最开始形成的步骤，很大程度决定冰淇淋冰晶的特征，无论对凝冻后的软冰淇淋，还是硬化后的硬冰淇淋的口感质地都有很大影响。传统的凝冻过程中使用刮刀式冰淇淋冰淇淋机，冷冻速率不高，凝冻后的冰淇淋冰晶尺寸较大且不均匀，产品的口感质地并不理想。现有研究技术大部分从冰淇淋原料和设备升级角度改进产品的质量出发，极少数外加超声场辅助冷冻的研究也是基于单频单方向超声波，但是随着传播距离的增加，超声场会迅速衰减，并且大多数空化作用都集中在探头附近，因此单方向超声波限制超声波技术从实验室到工业规模的发展。
[0004]中国专利公布一种低频超声波辅助速冻调控冰淇淋中冰晶体颗粒大小的方法(专利申请号CN201310438305.6)，利用低频20-30kHz的超声波作用于冰淇淋硬化阶段10-40min，缩短硬化时间，将冰淇淋冰晶颗粒控制在20-3μm。但该方法对冰淇淋的作用阶段主要在硬化阶段，而硬化前的凝冻过程是决定冰晶大小的初始步骤，该专利技术中所用超声波强度较低，作用频率也为单频，对冰晶的影响有限。
[0005]中国专利公布双点变强度超声波提高冰淇淋冷冻速度与品质的方法，(专利申请号CN201410436323.5)，在冰淇淋凝冻阶段过程中，成核阶段使用0.2-0.6W/cm2的超声波，晶体生长阶段使用0.5-0.9W/cm2的冰淇淋凝冻是一个不断搅拌的过程，冰淇淋机体积较大，单频超声波产生的声波，提高冰淇淋凝冻速度并控制冰晶大小。但冰空化效应与机械效应有限，对冰淇淋机内冰淇淋冰晶的作用效果也不明显。
[0006]综上所述，现有冰淇淋机存在以下缺陷：
[0007](1)对于传统的无超声波强化的方法，虽然配料不断进行优化，但只停留在化学层面上解决膨胀率和冰晶大小的问题，并未从物理手段控制冰晶的数量、大小和分布。
[0008](2)对于传统的无超声波强化的方法，能耗大，时间长，效率低。
[0009](3)对于现有的单频超声波点式强化的方法，单频超声波产生的空化效应存在空间分布不均匀，对冰淇淋机内的冰淇淋的冰晶作用效果不均匀。
[0010](4)对于现有的单频超声波点式强化的方法，只考虑了搅拌机构及超声波之间的配合，导致冰淇淋膨胀率低，口感差。
[0011](5)现有的单频超声波点式机器体积和重量均较大，单位体积和单位重量条件下的效果弱。

技术实现思路

[0012]本专利技术为克服现有技术的上述缺陷与不足，本专利技术的目的是在现有技术基础上，提供一种冰淇淋的生产方法，加快冰淇淋冷冻速度，生成更多小而均匀的冰晶颗粒，实现口感细腻的冰淇淋产品。
[0013]本专利技术的另一目的是提供一种冰淇淋机，解决冰淇淋膨胀的效果，并扩大空化体积，显著提高空化产额，同时提高制冷效率。
[0014]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0015]一种冰淇淋的生产方法，在搅拌、凝冻过程中，采用空气压缩机向冷冻腔体内导入气体；在凝冻过程中，对冰淇淋原料采用正交双频超声波处理。
[0016]优选的，所述正交双频超声波由两组不同频率的超声波换能器产生，两组不同频率的超声波换能器包含第一超声波换能器和第二超声波换能器，其中第一超声波换能器安装于冷冻腔体的侧壁，第二超声波换能器安装于冷冻腔体的底部和/或顶部，且所述第一超声波换能器产生的超声波方向与第二超声波换能器产生的超声波方向互相垂直。
[0017]优选的，所述对冰淇淋采用正交双频超声波处理过程中，在成核时，正交双频超声波的总功率为200～250W，正交双频超声波的总强度为0.8～1W/cm2；在晶核生长时，正交双频超声波的总功率220～300W，正交双频超声波的总强度为1～1.2W/cm2；其中第一超声波换能器产生的超声波功率占总功率的50％～80％。
[0018]优选的，在成核时，正交双频超声波的处理时间为1～5min；在晶核生长时，正交双频超声波的处理时间为10～15min。
[0019]优选的，所述空气压缩机向冷冻腔体内导入气体的气量为250～500L/min。
[0020]一种冰淇淋机，包括冷冻腔体、第一超声波换能器、第二超声波换能器、空气压缩机、搅拌机构，所述第一超声波换能器附着在冷冻腔体的侧壁，所述第二超声波换能器设在冷冻腔体的上部和/或下部，所述空气压缩机与冷冻腔体连接，所述冷冻腔体内设有搅拌机构。
[0021]优选的，所述搅拌机构包括搅拌电机、转轴、搅拌叶片和刮刀，所述搅拌电机安装于冷冻腔体的上方，所述转轴的一端与搅拌电机的动力输出轴连接，所述转轴的另一端伸入冷冻腔体内，所述搅拌叶片的一端安装于转轴，且所述搅拌叶片位于冷冻腔体内，所述刮刀安装于搅拌叶片的另一端，且所述刮刀的刀锋与冷冻腔体的内壁之间的距离为2mm～5mm。
[0022]优选的，所述第一超声波换能器产生超声波的方向与第二超声波换能器产生超声波的方向互相垂直。
[0023]优选的，所述冷冻腔体包括腔体和环形制冷夹层，所述环形制冷夹层包裹腔体的侧壁和顶面，所述腔体的上端和下端分别设有进料口和出料口，此进料口和出料口分别连接有进料管和出料管，所述进料管和出料管均伸出环形制冷夹层；所述腔体的下端和上端分别设有进气口和出气口，所述进气口通过进气管道与空气压缩机连接，所述出气口连接有排气管。
[0024]优选的，所述环形制冷夹层内设有挡板，所述挡板和环形制冷夹层形成安装腔，所述第一超声波换能器安装于安装腔内。
[0025]优选的，与现有技术相比，本专利技术有以下优点和有益效果：
[0026](1)本专利技术的方法，正交双频超声波在冰淇淋凝冻过程中有效的提高冰淇淋的凝冻速率，产生小而均匀的冰晶体，正交双频超声波能引起声场中质点振动的增强，增强声压与平均声能密度，通过空气压缩机增强空化效应和机械效应在超声波冷冻过程中能产生微束流作用，增加冰淇淋的膨胀率，提高冷冻过程中物料的传热传质效率，减少冷冻时间，产生细小而均匀分布的冰晶。
[0027](2)本专利技术的方法，通过两组不同频率的超声波产生的空化产额显著大于各频率超声波单独作用产生的声空化产额和代数和，相比单频超声波作用，两组不同频率的超声波能帮助冰淇淋体系在成核阶段生成更多的晶核，通过结晶过程生成更多小而均匀的冰晶颗粒；同时，正交双频超声进行的强化处理，相对传统的单超声来说，能耗低，处理时间短，效率高，故基于此原理设计的冰淇淋机比单频超声波冰淇淋机更具市场前景和应用价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰淇淋的生产方法，其特征在于：在搅拌、凝冻过程中，采用空气压缩机向冷冻腔体内导入气体；在凝冻过程中，对冰淇淋原料采用正交双频超声波处理。2.根据权利要求1所述一种冰淇淋的生产方法，其特征在于：所述正交双频超声波由两组不同频率的超声波换能器产生，两组不同频率的超声波换能器包含第一超声波换能器和第二超声波换能器，其中第一超声波换能器安装于冷冻腔体的侧壁，第二超声波换能器安装于冷冻腔体的底部和/或顶部，且所述第一超声波换能器产生的超声波方向与第二超声波换能器产生的超声波方向互相垂直。3.根据权利要求2所述一种冰淇淋的生产方法，其特征在于：对冰淇淋采用正交双频超声波处理过程中，在成核时，正交双频超声波的总功率为200～250W，正交双频超声波的总强度为0.8～1W/cm2；在晶核生长时，正交双频超声波的总功率220～300W，正交双频超声波的总强度为1～1.2W/cm2；其中第一超声波换能器产生的超声波功率占总功率的50％～80％。4.根据权利要求3所述一种冰淇淋的生产方法，其特征在于：在成核时，正交双频超声波的处理时间为1～5min；在晶核生长时，正交双频超声波的处理时间为10～15min。5.根据权利要求1所述一种冰淇淋的生产方法，其特征在于：空气压缩机向冷冻腔体内导入气体的气量为250～500L/min。6.一种冰淇淋机，其特征在于：包括冷冻腔体、第一超声波换能器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大文，朱志伟，韦庆益，周倩云，潘志琴，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：