بستنی یکی از دسرهای محبوب در دنیا است. صنایع تولید بستنی یکی از خطوط پرسود و پرطرفدار در میان تمام تولیدات و محصولات لبنی است. در مقایسه با لبنیات سنتی، برای تولید بستنی در کارخانه نیاز به دستگاههای مدرن و پیشرفته است. دستگاه پخت شیر، دستگاه شیر سردکن و .. نمونهای از این دستگاهها است. در این مقاله به مراحل تولید و تجهیزات لازم برای ایجاد این محصول خوشمزه در صنایع تولید بستنی میپردازیم.
صنایع تولید بستنی
برخلاف باور عموم مردم صنایع تولید بستنی نو ظهور نیستند. رابطه عاشقانه انسان با بستنی قرنها قدمت دارد. یونانیان، رومیان و یهودیان باستان به نوشیدنیها و آبمیوههای خنک معروف بودند. این عمل به یخ زدن میوه و در نهایت به مخلوط با شیر و خامه منجمد تبدیل شد. گفته میشود، در قرون ابتدایی، امپراتور نرون، افرادی را برای جمع آوری برف به کوهستانها فرستاد تا کارکنان آشپزخانهاش بتوانند معجونهایی با طعم میوه و عسل درست کنند. در مفهوم مدرن، تحولات اصلی در فرآیند تولید بستنی با توسعه فناوریهای مهمی مانند خنکسازی، پاستوریزه کردن و همگنسازی پس از قرن بیستم آغاز شد.
صنایع تولید بستنی همیشه یک صنعت رو به رشد و پویا در جهان قلمداد شده است. امروزه بستنی از ترکیبی از محصولات لبنی (خامه، شیر تغلیظ شده، کره)، شکر، طعم دهندهها و افزودنیهای مورد تایید مراکز بهداشت تهیه میشود. میتوان گفت بستنی مورد علاقه تمامی گروههای سنی است. از این رو صنایع تولید بستنی دارای بازار وسیعی هستند. با توجه به اثر پیشرفت تکنولوژی بر دستگاههای تولید و نگهداری در صنایع تولید بستنی، تهیه این خوراکی خوشمزه معطوف به فصل ویژهای نیست و در چهار فصل سال قابل دسترسی است. ترکیب بستنی ساده اما در عین حال دارای مراحل تولید ظریف و پیچیده است.
اگر قصد راهاندازی خط تولید بستنی را دارید، شناخت برندها و تولیدکنندگان فعال کشور میتواند به انتخاب تجهیزات و ظرفیت مناسب کارخانه کمک بزرگی کند. برای آشنایی بیشتر با کارخانههای تولید بستنی در ایران و بهترین برندهای این صنعت، پیشنهاد میکنیم مقاله مرتبط را نیز مطالعه کنید.
خط تولید بستنی در صنایع تولید بستنی
بستنی محصولی است که از افزودن شیر، آب، شکر، ادویهها و مواد تثبیت کننده به بستنی به عنوان ماده اولیه اصلی تهیه میشود. از آنجایی که مواد موجود در آن عمدتا از ترکیبات شیر بر پایه چربی است، ارزش غذایی بالایی دارد و به راحتی هضم میشود. برای به دست آوردن طعم خوب بستنی، دستگاه و تجهیزات صنعتی بستنی باید با فرآیند آن مطابقت داشته باشد و نقاط کلیدی کنترل فرآیند هر پیوند در فرآیند تولید بستنی باید به شدت کنترل شود.
فرآیند کلی خط تولید در صنایع تولید بستنی با استفاده از تجهیزات و دستگاههای لازم به شرح زیر است:
- ابتدا انتخاب درست مواد اولیه (شیر سالم)
- مرحله دوم از خط تولید در صنایع تولید بستنی؛ ساخت بستنی، فریزر بستنی (سفت شدن مخلوط بدست آمده)
- سوم، اضافه کردن طعمها، دسته بندی، فرمدهی و بسته بندی بستنی
مراحل تولید و ساخت بستنی
این روزها بستنیها در اشکال مختلف در چهار فصل سال در دسترس همه مردم است. در اینجا مراحل کلی تولید بستنی در صنایع تولید بستنی آورده شده است.
۱. نگهداری و مخلوط: شیر با کامیونهای دارای تانکر یخچال مانند از دامپروریها و یا شرکتهای بزرگ وارد کارخانه بستنی میشود. سپس شیر به دستگاههای شیر سردکن و در مقیاس عظیمتر در سیلوهای ۵۰۰۰ گالنی با دمای دو درجه سانتیگراد، سرد و خنک نگهداری میشود. با مخلوط کنهای استیل ضد زنگ، مقادیری که از قبل اندازهگیری شده تخم مرغ، شکر و سایر مواد افزودنی با شیر به مدت شش تا هشت دقیقه مخلوط میشود.
۲. پاستوریزه کردن: در مرحله دوم از مراحل تولید در صنایع تولید بستنی، مخلوط آماده شده را به دستگاه پاستوریزاسیون منتقل میشود که از یک سری صفحههای نازک فولادی ضد زنگ تشکیل شده است. آب داغ، تقریبا ۱۸۳ درجه سانتیگراد، در یک طرف صفحات جریان مییابد. مخلوط شیر سرد از طرف دیگر وارد میشود. آب، مخلوط را تا دمای ۸۲ درجه سانتیگراد گرم میکند و به طور موثر باکتریهای موجود را از بین میبرد. برای این فرآیند میتوان از دستگاه پخت شیر هم بهره گرفت.
دستگاه پخت شیر تمام باکتری مضر و میکروبهای غیر مفید همراه با شیر را از بین میبرد و شیر باکیفیتتر شده و میتوان از این دستگاه پخت شیر برای تولید سایر فرآوردههای لبنی نیز استفاده نمود.
۳. همگن شدن برای ایجاد بافتی یکنواخت (هموژنیزه): با اعمال فشار شدید هوا (گاهی اوقات تا ۱۴۱ کیلوگرم در سانتیمتر مربع)، مخلوط داغ از طریق یک سوراخ کوچک به داخل هموژنایزر وارد میشود. در این مرحله ذرات چربی تجزیه شده و از جدا شدن آنها از بقیه مخلوط جلوگیری میشود. در هموژنایزر، که اساسا یک پمپ پیستونی با فشار بالا است، مواد بیشتر مخلوط میشوند، زیرا در حرکت پایین به داخل سیلندر، پمپاژ شده و سپس با فشار بالا به بیرون برمیگردد.
۴. خنک شدن و استراحت برای ترکیب طعمها: مخلوط به پاستوریزه بازگردانده میشود، جایی که آب سرد، تقریبا یک درجه سانتیگراد، در یک طرف صفحات جریان مییابد و مخلوط از طرف مقابل عبور میکند. به این ترتیب، مخلوط تا دو درجه سانتیگراد خنک میشود. سپس مخلوط به مخازن در اتاقی با دمای دو درجه سانتیگراد پمپ میشود، جایی که به مدت چهار تا هشت ساعت استراحت میکند تا مواد اصطلاحا به خورد هم بروند و طعم آن یکدست شود.
۵. طعمدار کردن بستنی: بستنی به قوطیهای فولادی ضد زنگ پمپ میشود. طعمدهندهها به داخل ظرفها ریخته شده و کاملا مخلوط میشوند.
۶. انجماد به قوام سرو نرم: حالا مخلوط باید منجمد شود. در فریزرها پیوسته پمپ شده و بستنی منجمد میشود. دمای داخل فریزرها با استفاده از آمونیاک مایع به عنوان عامل انجماد در ۴۰- درجه سانتیگراد نگهداری میشود. زمانی که بستنی در فریزر است، هوا به داخل آن تزریق میشود. هنگامی که مخلوط از فریزر خارج شود، قوام بستنی «نرم سرو» میشود.
۷. اضافه کردن میوه و تکههای شیرین شده: در این مرحله، اگر قرار است صنایع تولید بستنی تکههای مواد غذایی مانند توتفرنگی یا تکههای شیرینی مانند شکلات به بستنی اضافه کنند، مخلوط یخزده به دستگاه میوهدهی پمپ میشود. تکهها در یک قیف در بالای تامین کننده (فیدر) قرار میگیرند. همان طور که مخلوط از فیدر عبور میکند، یک چرخ ستاره مانند تکههای مواد غذایی مورد نظر را به داخل بستنی میریزد. سپس مخلوط به دستگاه مخلوط کن منتقل میشود، جایی که بستنی به طور مساوی تقسیم بندی میشود تا به قسمت شکلدهیهای ویژه مدنظر برود.
۸. دسته بندی و بسته بندی شدن محصول نهایی: صنایع تولید بستنی اغلب، محصولات متنوع با شکل و شمایل مختلف، بستنی را به بازار عرضه میکنند. در این مرحله تولید نهایی به قسمتهای مجزا رفته و برای شکلدهی و بسته بندیهای مختلف دسته بندی میشوند. بعد از فرمدهی و بسته بندی، روی یک نوار نقاله قرار گرفته تا یک به یک در زیر جوهر افشان، تاریخ تولید و انقضا روی آنها درج شود.
۹. سفت شدن: قبل از نگهداری و حمل، بستنی باید تا دمای ۲۳- درجه سانتیگراد سفت شود. سیستم نقاله کارتنهای بستنی را به تونلی که در دمای ۳۴- درجه سانتیگراد تنظیم شده است منتقل میکند. چرخش مداوم خنک کنندههای سقفی باعث ایجاد سرمای باد یک الی ۵- درجه سانتیگراد میشود. کارتنها به مدت دو تا سه ساعت در داخل تونل به آرامی به جلو و عقب حرکت میکنند تا اینکه محتویات آن به مانند سنگی جامد شود. سپس کارتنها در انبارهای یخچال مانند نگهداری میشوند تا زمانی که به فروشگاههای خرده فروشی ارسال شوند.
دستگاه پخت شیر در صنایع تولید بستنی
پاتیل نام دیگر دستگاه پخت شیر است که از جمله تجهیزات ضروری در مزارع لبنی، کارخانهها و شرکتهای بزرگ تولید محصولات لبنی مانند صنایع تولید بستنی است. از دستگاه پخت شیر از کارگاههای کوچک گرفته تا کارخانجات بزرگ صنعتی استفاده میشود. همان طور که در بالا اشاره شد کاربرد پاتیل با هدف از بین بردن میکروبها و باکتریهای مضری است که امکان دارد در فرآیند شیردوشی وارد شیر شده باشد. دستگاه پخت شیر مانع از ته گرفتن، تغییر رنگ و بوی شیر میشود و در مراحل پاستوریزه کردن تمام فرآوردههای لبنی کارآیی بسیار زیادی دارد.
دستگاه شیر سردکن در صنایع تولید بستنی
همان طور که در بالا گفته شد یکی دیگر تجهیزات مورد نیاز در صنایع تولید بستنی، دستگاه شیر سرد کن است. این دستگاه در تمام سطوح تولید فرآوردههای لبنی از دامپروری و لبنیاتیها گرفته تا کارخانهها و شرکتهای بزرگ نظیر صنایع تولید بستنی، کاربرد دارد.
شیر بلافاصله بعد از دوشیده شدن در دامپروری و یا مزارع لبنی، از گرمای بالایی برخوردار بوده و مستعد جذب انواع باکتری و میکروارگانیسمهای مضر و غیرمفید است. دستگاه شیر سردکن با حذف این مهمانان ناخوانده که موجب فاسد شدن شیر میشوند، نه تنها کیفیت شیر را حفظ میکند بلکه تا حدود زیادی بر کیفیت شیر میافزاید از این رو از تجهیزات ضروری در صنایع تولید بستنی محسوب میشود.
کیفیت در صنایع تولید بستنی
تمام دستگاههای صنایع تولید بستنی از کیفیت بالایی برخوردار هستند. با این حال برای ایجاد اطمینان کامل از شیر مصرفی و کارایی درست دستگاهها، هر مخلوط بستنی در طول فرآیند تولید به طور تصادفی از نظر کره و سطح چربی آزمایش میشود. سطح باکتری اندازه گیری شده و هر مخلوط نیز مورد آزمایش طعم قرار میگیرد. همچنین صنایع تولید بستنی به جز موارد آزمایش شده، به دقت بر موادی که از تامین کنندگان خارجی خریداری میشود، نظارت میکنند.
هیچکس دقیقا نمیداند اولین بار چه زمانی بستنی تولید شد. از ایتالیا، بستنی در طول قرن هفدهم در اروپا پخش شد و مدتها یک محصول لوکس برای دربار سلطنتی باقی ماند. تولید بستنی صنعتی در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، یعنی زمانی که اولین یخچالهای مکانیکی پیشگام شدند. با ورود فناوری به صنایع تولید بستنی و با حضور دستگاههای مدرنی چون دستگاه پخت شیر، دستگاه شیر سردکن و .. این خوراکی جذاب و خوشمزه در تمام جهان فراگیر شد.
نقش تجهیزات پیشفرآوری در کیفیت نهایی بستنی صنعتی
در تولید بستنی صنعتی، کیفیت محصول نهایی تنها به مرحله انجماد محدود نمیشود؛ بلکه بخش بزرگی از بافت، طعم و پایداری بستنی، در مراحل پیشفرآوری شکل میگیرد. تجهیزات این بخش وظیفه آمادهسازی یکنواخت مواد اولیه را بر عهده دارند و هرگونه ضعف در عملکرد آنها میتواند منجر به افت کیفیت، دو فازی شدن مواد یا ناپایداری بافت بستنی شود. استفاده از تجهیزات استاندارد در این مرحله، پایهای مطمئن برای تولید بستنی با کیفیت یکنواخت و قابل تکرار فراهم میکند.
اهمیت یکنواختسازی مواد اولیه قبل از انجماد
یکی از مهمترین اهداف پیشفرآوری، ایجاد ترکیبی همگن از شیر، چربی، شکر و افزودنیها پیش از ورود به مرحله انجماد است. یکنواخت نبودن مواد اولیه باعث میشود فرآیند انجماد به صورت نامتعادل انجام شود و کریستالهای یخ با اندازههای متفاوت شکل بگیرند که نتیجه آن، بافتی زبر و نامطلوب خواهد بود.
تجهیزات یکنواختسازی با ایجاد برش مکانیکی و توزیع یکنواخت اجزا، نقش کلیدی در این مرحله دارند. مزایای این فرآیند عبارتاند از:
- افزایش پایداری امولسیون شیر و چربی
- جلوگیری از تهنشینی یا جداشدگی مواد
- بهبود جذب هوا در مراحل بعدی تولید
- ایجاد بافت نرم و کرمی در بستنی نهایی
بنابراین در کارخانههای بستنیسازی، انتخاب دستگاههای هموژن و میکسر مناسب، مستقیماً روی کیفیت نهایی محصول اثرگذار است.
تاثیر دمای اولیه شیر بر بافت بستنی
دمای شیر در ابتدای فرآیند، یکی از پارامترهای حساس و تعیینکننده در تولید بستنی صنعتی محسوب میشود. شیر با دمای نامناسب میتواند عملکرد تجهیزات پیشفرآوری را مختل کرده و منجر به تغییر در ویسکوزیته مخلوط شود. اگر دمای شیر بیش از حد بالا یا پایین باشد، یکنواختسازی به درستی انجام نمیشود و ساختار نهایی بستنی دچار ناپایداری خواهد شد. به طور کلی کنترل دقیق دمای اولیه شیر باعث میشود:
- فرآیند اختلاط مواد با راندمان بالاتر انجام شود.
- ساختار پروتئینی شیر حفظ گردد.
- تشکیل کریستالهای یخ در مرحله انجماد کنترل شود.
به همین دلیل، در خطوط صنعتی، مخازن پیشفرآوری معمولاً به سیستمهای کنترل دما مجهز هستند تا شرایط بهینه برای ادامه فرآیند تولید فراهم شود.
کنترل دما در مراحل مختلف تولید بستنی صنعتی
کنترل دما در کارخانههای بستنیسازی، یکی از حیاتیترین عوامل برای حفظ کیفیت، ایمنی و یکنواختی محصول نهایی است. از لحظه ورود شیر به خط تولید تا نگهداری مخلوط آماده انجماد، هر نوسان دمایی میتواند ساختار بستنی را تحت تأثیر قرار دهد. تجهیزات کنترلی و سرمایشی در این مرحله نقش یک ستون پایدار را ایفا میکنند و نبود دقت در این بخش، ریسک افت کیفیت و افزایش ضایعات را بالا میبرد.
اهمیت ثبات دما در مخازن نگهداری
مخازن نگهداری مواد اولیه و مخلوط بستنی، باید دمایی کاملاً پایدار و قابل کنترل داشته باشند. نوسان دما در این مخازن باعث تغییر در ویسکوزیته، جداشدگی فازها و حتی رشد میکروبی ناخواسته میشود. این مسئله به ویژه در خطوط صنعتی با حجم تولید بالا، اثر مستقیم روی کیفیت خروجی دارد. پس ثبات دما در مخازن نگهداری مزایای زیر را به همراه دارد:
- حفظ ساختار پروتئین و چربی شیر
- جلوگیری از تهنشینی مواد جامد
- افزایش یکنواختی بافت بستنی پس از انجماد
- کاهش خطاهای کیفی در تولید پیوسته
به همین دلیل، استفاده از مخازن مجهز به سیستم کنترل دمای دقیق، یک ضرورت در کارخانههای بستنی صنعتی محسوب میشود.
نقش سیستمهای سرمایشی مرکزی در کارخانه بستنی
در خطوط تولید صنعتی، سیستمهای سرمایشی مرکزی وظیفه تأمین سرمای یکنواخت برای بخشهای مختلف کارخانه را بر عهده دارند. این سیستمها به جای سرمایش موضعی، دمای کل خط تولید را مدیریت میکنند و باعث هماهنگی بهتر بین مراحل مختلف میشوند. عملکرد صحیح این سیستمها باعث موارد زیر میگردد:
- کاهش فشار کاری روی تجهیزات مجزا
- افزایش طول عمر دستگاههای خط تولید
- ثبات دمایی در کل فرآیند تولید
- بهبود راندمان انرژی در کارخانه
وجود یک سیستم سرمایشی مرکزی طراحی شده اصولی، پایه کنترل دمای پایدار در تولید بستنی صنعتی است.
خطاهای رایج در کنترل دمای خط تولید
با وجود تجهیزات پیشرفته، برخی خطاهای رایج میتوانند عملکرد سیستم کنترل دما را مختل کنند. این خطاها معمولاً ناشی از طراحی نامناسب خط یا عدم نگهداری اصولی تجهیزات هستند. رایجترین خطاها عبارتاند از:
- عدم کالیبراسیون منظم سنسورهای دما
- انتخاب ظرفیت نامتناسب سیستم سرمایشی
- توزیع نامتعادل سرما در بخشهای مختلف خط
- بیتوجهی به عایقکاری مخازن و لولهها
شناخت و پیشگیری از این خطاها، نقش مهمی در حفظ کیفیت بستنی و کاهش هزینههای تولید دارد.
مصرف انرژی در صنایع تولید بستنی و راه های بهینهسازی
صنایع تولید بستنی به دلیل ماهیت فرآیندهای سرمایشی، جزو واحدهای پرمصرف از نظر انرژی محسوب میشوند. بخش عمدهای از هزینههای جاری کارخانه بستنیسازی، مربوط به تأمین برق و انرژی سیستمهای خنککاری است. به همین دلیل، انتخاب تجهیزات مناسب و مدیریت صحیح مصرف انرژی، تأثیر مستقیمی بر سودآوری و پایداری تولید خواهد داشت. رویکرد حرفهای در این حوزه، تمرکز بر کاهش مصرف بدون افت کیفیت محصول است.
نقش تجهیزات سرمایشی کممصرف در کاهش هزینهها
استفاده از تجهیزات سرمایشی کممصرف، یکی از مؤثرترین راهکارها برای کنترل هزینههای انرژی در کارخانههای بستنی صنعتی است. دستگاههایی که راندمان بالاتری دارند، قادرند با مصرف انرژی کمتر، دمای موردنیاز خط تولید را به صورت پایدار تأمین کنند. مزایای به کارگیری تجهیزات سرمایشی بهینه شامل موارد زیر است:
- کاهش مصرف برق در ساعات اوج تولید
- کاهش استهلاک کمپرسورها و قطعات مکانیکی
- افزایش طول عمر تجهیزات خط تولید
- کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری
در کارخانههایی که از سیستمهای قدیمی استفاده میشود، بهروزرسانی تجهیزات سرمایشی میتواند بازگشت سرمایه قابلتوجهی در میان مدت ایجاد کند.
مدیریت انرژی در کارخانههای بستنیسازی
مدیریت انرژی تنها به انتخاب دستگاه محدود نمیشود، بلکه به نحوه بهرهبرداری از تجهیزات نیز وابسته است. برنامهریزی صحیح زمان تولید، کنترل بار مصرفی و پایش مستمر مصرف انرژی، نقش مهمی در کاهش اتلاف دارد. بسیاری از کارخانهها با اصلاح الگوی مصرف، بدون تغییر اساسی در خط تولید، موفق به کاهش چشمگیر هزینهها شدهاند. اقدامات مؤثر در مدیریت انرژی به صورت زیر است:
- پایش مداوم مصرف برق تجهیزات کلیدی
- تنظیم زمانبندی تولید بر اساس ظرفیت واقعی خط
- جلوگیری از کارکرد بیوقفه و غیرضروری دستگاهها
- آموزش اپراتورها برای استفاده بهینه از تجهیزات
مدیریت اصولی انرژی، علاوه بر کاهش هزینهها، به افزایش پایداری تولید و رقابتپذیری کارخانه بستنیسازی کمک میکند.
