Технологія виробництва маргарину

Технологія виробництва маргарину

РЕЗЮМЕ

Сьогодні харчові компанії, як і інші виробничі підприємства, зосереджуються не лише на надійності та якості обладнання для переробки харчових продуктів, але й на різноманітних послугах, які може надати постачальник технологічного обладнання. Окрім ефективних технологічних ліній, які ми постачаємо, ми можемо бути партнером від початкової ідеї чи стадії проекту до остаточного етапу введення в експлуатацію, не забуваючи про важливе післяпродажне обслуговування.

Shiputec має більш ніж 20-річний досвід у харчовій промисловості та пакуванні.

ОЗНАЙОМЛЕННЯ З НАШОЮ ТЕХНОЛОГІЄЮ

БАЧЕННЯ ТА ВІДДАНІСТЬ

Сегмент Shiputec розробляє, виробляє та продає рішення для інженерних процесів і автоматизації для молочної промисловості, харчової промисловості, виробництва напоїв, морської промисловості, фармацевтичної промисловості та засобів особистої гігієни через свої глобальні операції.

Ми прагнемо допомогти нашим клієнтам у всьому світі покращити продуктивність і прибутковість їх виробничих підприємств і процесів. Ми досягаємо цього, пропонуючи широкий спектр продуктів і рішень від інженерних компонентів до проектування повних технологічних установок, що підтримується провідними світовими програмами та досвідом розробки.

Ми продовжуємо допомагати нашим клієнтам оптимізувати продуктивність і рентабельність їх заводу протягом усього терміну служби за допомогою служб підтримки, адаптованих до їхніх індивідуальних потреб через скоординоване обслуговування клієнтів і мережу запасних частин.

КЛІЄНТОСІЄНТОВАНІСТЬ

Shiputec розробляє, виробляє та встановлює сучасні, високоефективні та надійні технологічні лінії для харчової промисловості. Для виробництва кристалізованих жирових продуктів, таких як маргарин, вершкове масло, спреди та шортенінги, Shiputec пропонує рішення, які також включають технологічні лінії для емульгованих харчових продуктів, таких як майонез, соуси та заправки.

ВИРОБНИЦТВО МАРГАРИНУ

Маргарин і споріднені продукти містять водну та жирову фази, тому їх можна охарактеризувати як емульсії вода-в-маслі (W/O), у яких водна фаза тонко диспергована у вигляді крапель у безперервній жировій фазі. Залежно від застосування продукту вибирається склад жирової фази та процес виробництва.

Окрім кристалізаційного обладнання, сучасне виробниче підприємство для маргарину та супутніх продуктів зазвичай включатиме різні резервуари для зберігання олії, а також для приготування емульгатора, водної фази та емульсії; розмір і кількість резервуарів розраховуються на основі потужності заводу та асортименту продукції. На заводі також є установка пастеризації та переплаву. Таким чином, виробничий процес загалом можна розділити на наступні підпроцеси (дивіться діаграму 1):

ПІДГОТОВКА ВОДНОЇ ФАЗИ ТА ЖИРОВОЇ ФАЗИ (ЗОНА 1)

Водну фазу часто готують порціями в резервуарі для водної фази. Вода повинна бути питної якості. Якщо якість питної води не може бути гарантована, воду можна піддати попередній обробці за допомогою, наприклад, ультрафіолетової системи або системи фільтрів.

Крім води, водна фаза може складатися з солі або розсолу, молочних білків (столовий маргарин і пасти з низьким вмістом жиру), цукру (з листкового тіста), стабілізаторів (спреди зі зниженим і низьким вмістом жиру), консервантів і водорозчинних ароматизаторів.

Основні інгредієнти жирової фази, жирової суміші, зазвичай складаються із суміші різних жирів і олій. Щоб отримати маргарин із бажаними характеристиками та функціями, співвідношення жирів і олій у жировій суміші є вирішальним для ефективності кінцевого продукту.

Різноманітні жири та олії, у вигляді суміші жирів або окремих олій, зберігаються в резервуарах для зберігання олії, які зазвичай розміщуються за межами виробничого приміщення. Вони зберігаються при стабільній температурі зберігання вище температури плавлення жиру та під час перемішування, щоб уникнути фракціонування жиру та забезпечити легке поводження.

Окрім жирової суміші, жирова фаза зазвичай складається з незначних жиророзчинних інгредієнтів, таких як емульгатор, лецитин, ароматизатор, барвник і антиоксиданти. Ці незначні інгредієнти розчиняються в жировій суміші перед додаванням водної фази, тобто перед процесом емульгування.

ПРИГОТУВАННЯ ЕМУЛЬСІЇ (ЗОНА 2)

Емульсія готується перенесенням різних олій і жирів або жирових сумішей в резервуар для емульсії. Зазвичай спочатку додають жири з високою температурою плавлення або суміші жирів, а потім жири з нижчою температурою плавлення та рідку олію. Для завершення підготовки жирової фази до жирової суміші додають емульгатор та інші маслорозчинні мінорні інгредієнти. Коли всі інгредієнти для жирової фази були належним чином змішані, додається водна фаза та створюється емульсія при інтенсивному, але контрольованому змішуванні.

Для дозування різних інгредієнтів для емульсії можна використовувати різні системи, дві з яких працюють порційно:

Витратомірна система

Система зважування

Безперервна поточна система емульгування є менш бажаним, але використовуваним рішенням, наприклад, на лініях великої продуктивності, де доступний обмежений простір для резервуарів для емульсії. У цій системі використовуються насоси-дозатори та масові витратоміри для контролю співвідношення доданих фаз у невеликому резервуарі для емульсії.

Всі вищезазначені системи можна контролювати повністю автоматично. Однак деякі старі заводи все ще мають системи приготування емульсії з ручним керуванням, але вони трудомісткі, і їх не рекомендується встановлювати сьогодні через суворі правила відстеження.

Система витратомірів заснована на періодичному приготуванні емульсії, в якому різні фази та інгредієнти вимірюються масовими витратомірами при переміщенні з резервуарів для приготування різних фаз у резервуар для емульсії. Точність цієї системи +/-0,3%. Ця система характеризується нечутливістю до зовнішніх впливів, таких як вібрація та бруд.

Система вагового резервуару схожа на систему витратомірів, засновану на порційному приготуванні емульсії. Тут кількість інгредієнтів і фаз додається безпосередньо в резервуар для емульсії, який встановлено на тензодатчиках, які контролюють кількість, що додається в резервуар.

Як правило, для приготування емульсії використовується система з двома резервуарами, щоб мати можливість безперервно працювати на лінії кристалізації. Кожен резервуар працює як підготовчий і буферний резервуар (емульсійний резервуар), таким чином лінія кристалізації буде подаватися з одного резервуару, а нова партія буде готуватися в іншому і навпаки. Це називається тригерною системою.

Розчин, де емульсія готується в одному резервуарі, а коли вона готова, переноситься в буферний резервуар, звідки подається лінія кристалізації, також є варіантом. Ця система називається системою премікс/буфер.

ПАСТЕРИЗАЦІЯ (ЗОНА 3)

З буферної ємності емульсія зазвичай безперервно прокачується або через пластинчастий теплообмінник (PHE), або через поверхневий теплообмінник низького тиску (SSHE), або через SSHE високого тиску для пастеризації перед надходженням у лінію кристалізації.

Для повножирних продуктів зазвичай використовується PHE. Для версій з низьким вмістом жиру, де очікується, що емульсія матиме відносно високу в’язкість, і для термочутливих емульсій (наприклад, емульсій з високим вмістом білка) рекомендується система SPX як розчин низького тиску або SPX-PLUS як розчин високого тиску.

Процес пастеризації має ряд переваг. Забезпечує пригнічення росту бактерій і інших мікроорганізмів, тим самим покращуючи мікробіологічну стабільність емульсії. Можлива пастеризація лише водної фази, але краща пастеризація повної емульсії, оскільки процес пастеризації емульсії скоротить до мінімуму час перебування від пастеризованого продукту до наповнення або упаковки кінцевого продукту. Крім того, продукт обробляється в поточному процесі від пастеризації до наповнення або упаковки кінцевого продукту, а пастеризація будь-якого матеріалу для переробки забезпечується, коли вся емульсія пастеризована.

Крім того, пастеризація повної емульсії гарантує, що емульсія подається на лінію кристалізації при постійній температурі, що забезпечує постійні параметри обробки, температуру продукту та текстуру продукту. Крім того, появі попередньо кристалізованої емульсії, що подається в кристалізаційне обладнання, запобігає, якщо емульсію належним чином пастеризують і подають до насоса високого тиску при температурі, яка на 5-10°C перевищує температуру плавлення жирової фази.

Типовий процес пастеризації після приготування емульсії при 45-55°C включатиме послідовність нагрівання та витримування емульсії при 75-85°C протягом 16 секунд. і подальший процес охолодження до температури 45-55°C. Кінцева температура залежить від температури плавлення жирової фази: чим вища температура плавлення, тим вища температура.

ОХОЛОДЖЕННЯ, КРИСТАЛІЗАЦІЯ ТА ЗМІШУВАННЯ (ЗОНА 4)

 

Емульсію подають до лінії кристалізації за допомогою поршневого насоса високого тиску (ПНВ). Лінія кристалізації для виробництва маргарину та супутніх продуктів зазвичай складається з SSHE високого тиску, який охолоджується охолоджувачем аміаку або фреону. Роторні машини та/або проміжні кристалізатори часто включаються в лінію, щоб збільшити інтенсивність замішування та збільшити час для виробництва пластикових виробів. Трубка для спокою є останнім етапом лінії кристалізації та входить лише в тому випадку, якщо продукт упакований.

Серцем лінії кристалізації є SSHE високого тиску, в якому тепла емульсія переохолоджується та кристалізується на внутрішній поверхні охолоджувальної труби. Обертові скребки ефективно очищають емульсію, таким чином емульсія охолоджується та замішується одночасно. Коли жир в емульсії кристалізується, кристали жиру утворюють тривимірну мережу, яка захоплює краплі води та рідку олію, що призводить до отримання продуктів із властивостями пластичної напівтвердої природи.

Залежно від типу продукту, який буде виготовлено, і типу жирів, що використовуються для конкретного продукту, конфігурацію лінії кристалізації (тобто порядок охолоджувальних труб і роторних машин) можна регулювати для забезпечення оптимальної конфігурації для конкретний продукт.

Оскільки лінія кристалізації зазвичай виготовляє більше ніж один конкретний жировий продукт, SSHE часто складається з двох або більше охолоджувальних секцій або охолоджувальних труб, щоб відповідати вимогам до гнучкої лінії кристалізації. При виготовленні різних кристалізованих жирових продуктів з різних жирових сумішей необхідна гнучкість, оскільки характеристики кристалізації сумішей можуть відрізнятися від однієї суміші до іншої.

Процес кристалізації, умови обробки та параметри обробки мають великий вплив на характеристики кінцевого маргарину та спреду. При проектуванні лінії кристалізації важливо визначити характеристики продуктів, які планується виготовляти на лінії. Щоб забезпечити інвестиції на майбутнє, необхідна гнучкість лінії, а також індивідуально контрольовані параметри обробки, оскільки діапазон цікавих продуктів може змінюватися з часом, а також сировина.

Потужність лінії визначається доступною поверхнею охолодження SSHE. Доступні машини різних розмірів, починаючи від низьких до високопродуктивних ліній. Також доступні різні ступені гнучкості від однотрубного обладнання до багатотрубних ліній, отже, дуже гнучкі технологічні лінії.

Після того, як продукт охолоджується в SSHE, він потрапляє в роторну машину та/або проміжні кристалізатори, в яких він замішується протягом певного періоду часу та з певною інтенсивністю, щоб сприяти просуванню тривимірної мережі, яка на макроскопічному рівні — пластична структура. Якщо продукт призначений для розповсюдження як загорнутий продукт, він знову потрапить до SSHE, перш ніж осяде в трубі для відпочинку перед обгортанням. Якщо продукт наповнюється в чашки, трубка для відпочинку не включається в лінію кристалізації.

ПАКУВАННЯ, ФАЗУВАННЯ ТА ПЕРЕЛОБКА (ЗОНА 5)

На ринку доступні різноманітні пакувальні та наповнювальні машини, які не будуть описані в цій статті. Однак консистенція продукту дуже відрізняється, якщо він виробляється для упаковки або наповнення. Очевидно, що упакований продукт повинен мати більш тверду текстуру, ніж продукт з начинкою, і якщо ця текстура не є оптимальною, продукт буде направлено в систему переплавлення, розплавлено та додано до буферної ємності для повторної обробки. Доступні різні системи переплавлення, але найбільш використовуваними є системи PHE або SSHE низького тиску.

АВТОМАТИЗАЦІЯ

 

Маргарин, як і інші харчові продукти, сьогодні на багатьох заводах виробляється відповідно до суворих процедур відстеження. Ці процедури, як правило, охоплюють інгредієнти, виробництво та кінцевий продукт, що призводить не лише до підвищення безпеки харчових продуктів, але й до незмінної якості харчових продуктів. Вимоги щодо відстеження можуть бути реалізовані в системі керування фабрики, а система керування Shiputec призначена для контролю, запису та документування важливих умов і параметрів повного виробничого процесу.

Система керування оснащена захистом паролем і реєструє історичні дані про всі параметри, задіяні на лінії переробки маргарину, від інформації про рецепт до оцінки кінцевого продукту. Реєстрація даних включає продуктивність і продуктивність насоса високого тиску (л/год і протитиск), температуру продукту (включаючи процес пастеризації) під час кристалізації, температуру охолодження (або тиск охолоджувального середовища) SSHE, швидкість SSHE і машини з штифтовим ротором, а також навантаження двигунів, що працюють від насоса високого тиску, SSHE та машин з штифтовим ротором.

Система контролю

Під час обробки оператору надсилатимуться тривоги, якщо параметри обробки для конкретного продукту виходять за межі; вони встановлюються в редакторі рецептів перед виготовленням. Ці сигнали тривоги потрібно підтвердити вручну та вжити заходів відповідно до процедур. Усі сигнали тривоги зберігаються в історичній системі сигналізації для подальшого перегляду. Коли продукт залишає виробничу лінію в належним чином упакованому або заповненому вигляді, він, окрім назви продукту, зазвичай позначається датою, часом та ідентифікаційним номером партії для подальшого відстеження. Таким чином, для безпеки виробника та кінцевого користувача, споживача, зберігається повна історія всіх етапів виробництва, залучених до виробничого процесу.

CIP

Очисні установки CIP (CIP = очищення на місці) також є частиною сучасного виробництва маргарину, оскільки заводи з виробництва маргарину необхідно регулярно очищати. Для традиційних маргаринових виробів нормальним інтервалом очищення є один раз на тиждень. Однак для чутливих продуктів, таких як продукти з низьким вмістом жиру (з високим вмістом води) та/або продукти з високим вмістом білка, рекомендовані коротші інтервали між CIP.

В принципі, використовуються дві системи CIP: установки CIP, які використовують очисне середовище лише один раз, або рекомендовані установки CIP, які працюють через буферний розчин очисного середовища, де середовища, такі як луг, кислота та/або дезінфікуючі засоби, повертаються в окрему CIP. ємності для зберігання після використання. Останній процес є кращим, оскільки він є екологічно чистим рішенням і є економічним рішенням щодо споживання миючих засобів і, таким чином, їх вартості.

Якщо на одному заводі встановлено кілька виробничих ліній, можливе встановлення паралельних доріжок очищення або супутникових систем CIP. Це призводить до значного скорочення часу очищення та споживання енергії. Параметри процесу CIP автоматично контролюються та реєструються для подальшого відстеження в системі керування.

ЗАКЛЮЧНІ ЗАУВАЖЕННЯ

Під час виробництва маргарину та супутніх продуктів важливо пам’ятати, що якість кінцевого продукту визначають не лише такі інгредієнти, як олії та жири, що використовуються, або рецепт продукту, а й конфігурація заводу, параметри обробки та стан заводу. Якщо лінія або обладнання не обслуговуються належним чином, існує ризик, що лінія не працює ефективно. Таким чином, для виробництва високоякісної продукції необхідна добре функціонуюча установка, але також важливим є вибір жирової суміші з характеристиками, які відповідають кінцевому застосуванню продукту, а також правильна конфігурація та вибір параметрів обробки установки. І останнє, але не менш важливе, кінцевий продукт має пройти температурну обробку відповідно до кінцевого використання.