Elaboració de gelats: mescla base i pasteurització amb el mesclador de mix de gelat adequat

El gelat industrial és un dels productes lactis més complexos de fabricar. La seva recepta reuneix ingredients molt diferents —greixos, proteïnes, sucres, hidrocol·loides i aigua— que s’han d’hidratar, dispersar, emulsionar i pasteuritzar en una sola línia de procés.

La qualitat sensorial del gelat final (textura, cremositat, resistència al xoc tèrmic, perfil de fusió a la boca) depèn en gran mesura de com es prepara la mescla base o mix. Un mesclador de mix de gelat ben dimensionat no és un caprici: és la garantia que cada lot surt amb la mateixa estructura, viscositat i estabilitat microbiològica.

Un mix estàndard de gelat de llet conté entre un 36 % i un 42 % de sòlids totals. Aquesta fracció es reparteix habitualment en un 8–12 % de matèria grassa (nata, mantega, greix anhidre de llet o greixos vegetals), un 9–12 % de sòlids lactis no grassos (SLNG) aportats per la llet en pols desnatada o el sèrum, un 13–18 % de sucres (sacarosa, dextrosa, xarops de glucosa) i un petit percentatge d’emulsionants i estabilitzants.

Els emulsionants —mono i diglicèrids d’àcids grassos, lecitina— es dosifiquen al 0,3-0,5 % i permeten que el greix es dispersi en gotes fines dins de la fase aquosa. Els estabilitzants —goma garrofí (LBG), guar, carragenina, alginats, CMC— s’utilitzen al 0,2-0,4 % i treballen absorbint aigua lliure, augmentant la viscositat del mix i frenant el creixement de cristalls de gel durant la conservació. Aquesta combinació, en aparença senzilla, amaga una alta complexitat fisicoquímica.

El primer repte tècnic és la incorporació de pols al líquid. La llet en pols, el sèrum, el sucre i els hidrocol·loides s’afegeixen sobre una base d’aigua, nata o llet que ja està en circulació. Si l’energia aplicada al punt d’incorporació és insuficient, les pols floten, s’aglutinen o formen els temuts «ulls de peix»: càpsules amb l’hidrocol·loide sec a l’interior i una pell hidratada a l’exterior que impedeix la solvatació completa.

Aquests grumolls no només afecten l’aspecte del mix: alteren la viscositat final, redueixen l’eficàcia de l’estabilitzant i es manifesten en el gelat acabat com a punts blanquinós o com una textura sorrenca. Eliminar-los posteriorment exigeix un reprocés costós i, en molts casos, no és viable.

El segon repte és la aireació incontrolada. A diferència de l’overrun desitjat, que s’introdueix a la mantecadora de manera controlada, l’aire incorporat en la fase de mescla queda atrapat en bombolles grans que dificulten l’homogeneïtzació posterior i redueixen l’eficiència de l’intercanviador de pasteurització.

El tercer repte és la separació de fases: si el greix no s’emulsiona bé i queda en gotes grans, puja a la superfície del tanc formant una capa de nata lliure. Aquesta heterogeneïtat es tradueix en lots amb composició desigual i en problemes seriosos a la línia d’envasat.

Un cop preparada la mescla, el mix es pasteuritza per eliminar microorganismes patògens i millorar les propietats funcionals de les proteïnes. Les dues rutes habituals són la pasteurització lenta LTLT (65 °C durant 30 minuts en tanc agitat) i la pasteurització ràpida HTST (85 °C durant 15-25 segons en intercanviador de plaques), seguida d’un refredament immediat a 4 °C abans del madurat.

Durant aquest pas, la β-lactoglobulina i altres proteïnes del sèrum es desnaturalitzen parcialment i exposen grups hidrofòbics que milloren la seva capacitat emulsionant, cosa que estabilitza la fase grassa. Tanmateix, un excés de temperatura local pot provocar desnaturalització agressiva, caramel·lització dels sucres i formació d’aromes de cuit o cremat.

El risc més conegut és el cremat a paret (fouling) sobre les superfícies calentes del tanc de pasteurització: una capa de proteïna coagulada que redueix dràsticament la transferència de calor, obliga a aturar la línia per netejar i arrossega notes sensorials indesitjables al lot.

L’única manera d’evitar-ho és mantenir una agitació correcta del mix durant tot el cicle tèrmic, assegurant que cap punt del producte romangui estancat contra la paret calenta.

Parlar de «mesclador de mix de gelat» com si fos un únic equip és una simplificació. A la pràctica, una línia de fabricació de gelat ben dissenyada combina tres tecnologies d’agitació complementàries: un blender per incorporar pols, un emulsionador per refinar l’emulsió greix-aigua i un agitador vertical per mantenir el mix en moviment durant la pasteurització i el madurat.

InoxMIM cobreix les tres amb una gamma d’equips sanitaris dissenyats específicament per a la indústria làctia i gelatera, integrables entre si i amb la resta de la línia.

El blender EMTB d’InoxMIM (gamma d’agitadors industrials tipus blender) és un equip concebut específicament per a la incorporació ràpida i completa d’ingredients en pols en una fase líquida.

Funciona com un sistema Venturi accionat per un rotor d’alta velocitat: el líquid circula pel cos del blender, travessa un estrenyiment on s’accelera i genera una depressió que aspira la pols des de la tremuja superior. La pols entra en contacte amb el líquid en una cambra turbulenta i es dispersa en menys d’un segon, sense temps per formar grumolls.

El blender EMTB és la solució estàndard per afegir llet en pols desnatada, sèrum, sucres en pols, dextrosa, estabilitzants i emulsionants en pols sobre la base líquida del mix. Treballa en circuit tancat amb el tanc de mescla i dispersa quantitats elevades de pols (centenars de kg per lot) en pocs minuts, sense projeccions, sense generar núvols de pols a planta i sense necessitat de tremuges externes amb vibradors. La seva construcció sanitària en AISI 316L el fa plenament compatible amb la neteja CIP de la resta de la línia.

Un cop incorporades les pols, el pas següent és refinar l’emulsió greix-aigua i garantir la hidratació completa dels hidrocol·loides. Aquí entra en joc la gamma d’ emulsionadors industrials d’InoxMIM.

Els models EMV i EM són emulsionadors verticals d’instal·lació sobre tanc, amb capçal rotor-estator d’alta cisalla que redueix la mida de les gotes de greix a valors de 5–15 µm abans de l’homogeneïtzació, hidrata totalment els estabilitzants i trenca els aglomerats residuals que el blender hagi pogut deixar.

El model EMF compleix la mateixa funció però amb instal·lació al fons del tanc, ideal quan l’alçada lliure superior és limitada.

Les sèries EML i EMLT són emulsionadors en línia de pas únic, instal·lats a la canonada entre el tanc de mescla i el pasteuritzador. Permeten treballar en continu, refinant l’emulsió a mesura que el mix avança cap a l’intercanviador tèrmic. Són l’opció preferida en plantes de gran capacitat i en línies multiproducte, on el mateix emulsionador en línia serveix per a mix de gelat, bases làcties, begudes vegetals i postres lactis.

La taula següent resumeix les opcions més habituals aplicades a producció de mix de gelat:

Durant la fase de pasteurització en tanc (sistema LTLT) o de manteniment previ a l’enviament a l’intercanviador (sistema HTST), el mix ha d’estar permanentment en moviment controlat. És l’única manera de garantir que tota la massa de producte assoleixi la temperatura objectiu en el temps requerit i d’evitar el cremat contra les parets calentes del dipòsit.

Els agitadors verticals de la gamma SB/SBR/SBN i VAI/VSI/VDI/VSIN d’InoxMIM són els més utilitzats per a aquesta funció. Treballen a velocitats moderades (90–300 rpm), amb hèlixs marines o pales inclinades que generen un flux axial descendent responsable de renovar contínuament el producte en contacte amb les superfícies calentes.

Aquest patró de flux és clau en pasteurització: fa baixar el producte calent de la paret del tanc al centre del dipòsit, on es barreja amb producte més fred, i retorna aquest últim a la zona d’intercanvi. El resultat és una homogeneïtat tèrmica de ±1 °C en tot el volum del tanc, condició indispensable per validar el binomi temps/temperatura de pasteurització.

Després de la pasteurització, l’agitador continua treballant a velocitats encara més baixes durant el madurat o aging a 4 °C: el contacte suau del producte amb la paret refrigerada permet que els greixos cristal·litzin parcialment, les proteïnes i estabilitzants s’hidratin al màxim i la mescla assoleixi la viscositat òptima per a la mantecadora.

La fabricació de gelat es desenvolupa sota el règim exigent de la indústria làctia: producte sensible al deteriorament microbiològic, controls oficials freqüents i necessitat de traçabilitat completa. Els equips d’agitació, emulsió i mescla han d’estar a l’altura d’aquesta exigència.

InoxMIM dissenya els seus blenders, emulsionadors i agitadors verticals amb un enfocament higiènic unificat, cosa que simplifica enormement la validació de la línia i la implantació dels protocols de neteja.

Tots els components en contacte amb el producte es fabriquen en acer inoxidable AISI 316L, amb acabat superficial Ra ≤ 0,8 µm a les zones humides i opció d’electropoliment a Ra ≤ 0,4 µm per a plantes amb requisits higiènics elevats, com les que produeixen gelats infantils o postres amb actius funcionals.

Les unions es fan mitjançant connexions sanitàries DIN 32676 (Clamp) o SMS, evitant brides roscades o juntes planes que generen zones mortes. Els tancaments mecànics són sanitaris, amb cares de fregament en carbur de silici i elastòmers EPDM o FKM grau FDA, dimensionats per suportar els xocs tèrmics típics entre la pasteurització (85 °C) i els cicles CIP amb sosa calenta.

La línia completa està pensada per a neteja CIP automatitzada amb un programa típic de prerentat amb aigua, rentat alcalí (sosa a l’1-1,5 % a 75-80 °C), esbandida, rentat àcid (àcid nítric al 0,5-1 %), esbandida final i desinfecció. El blender, els emulsionadors i els agitadors verticals es netegen en el mateix cicle, sense desmuntatges, mantenint la integritat del tancament mecànic i de les juntes.

Quan la producció ho requereix —com en plantes que també fabriquen gelats amb fruites o gelats infantils per a públics sensibles—, els equips admeten cicles SIP amb vapor saturat a 121-135 °C, garantint l’esterilització completa del circuit abans del canvi de lot.