Margariinin tuotantotekniikka

Margariinin tuotantotekniikka

TIIVISTELMÄ

Elintarvikeyritykset ovat nykyään muiden valmistavien yritysten tavoin keskittyneet paitsi elintarviketeollisuuden laitteiden luotettavuuteen ja laatuun, myös erilaisiin palveluihin, joita jalostuslaitteiden toimittaja voi toimittaa. Toimittamiemme tehokkaiden käsittelylinjojen lisäksi voimme olla kumppani idea- tai projektivaiheesta viimeiseen käyttöönottovaiheeseen, unohtamatta tärkeää jälkimarkkinapalvelua.

Shiputecilla on yli 20 vuoden kokemus elintarvike- ja pakkausteollisuudesta.

JOHDANTO TEKNOLOGIAMME

VISIO JA SITOUTUMINEN

Shiputec-segmentti suunnittelee, valmistaa ja markkinoi prosessisuunnittelu- ja automaatioratkaisuja meijeri-, elintarvike-, juoma-, meri-, lääke- ja hygieniateollisuudelle maailmanlaajuisen toimintansa kautta.

Olemme sitoutuneet auttamaan asiakkaitamme kaikkialla maailmassa parantamaan tuotantolaitoksensa ja prosessiensa suorituskykyä ja kannattavuutta. Saavutamme tämän tarjoamalla laajan valikoiman tuotteita ja ratkaisuja suunnitelluista komponenteista kokonaisten prosessilaitosten suunnitteluun maailman johtavien sovellusten ja kehitysosaamisen tukemana.

Autamme edelleen asiakkaitamme optimoimaan tehtaansa suorituskyvyn ja kannattavuuden koko sen käyttöiän ajan heidän yksilöllisiin tarpeisiinsa räätälöityillä tukipalveluilla koordinoidun asiakaspalvelu- ja varaosaverkoston kautta.

ASIAKASKESKUS

Shiputec kehittää, valmistaa ja asentaa nykyaikaisia, tehokkaita ja luotettavia jalostuslinjoja elintarviketeollisuudelle. Kiteistettyjen rasvatuotteiden, kuten margariinin, voin, levitteiden ja leivonnaisten valmistukseen Shiputec tarjoaa ratkaisuja, jotka sisältävät myös prosessilinjoja emulgoituja elintarvikkeita, kuten majoneesia, kastikkeita ja kastikkeita varten.

MARGARIININ TUOTANTO

Margariini ja vastaavat tuotteet sisältävät vesifaasin ja rasvafaasin, ja ne voidaan siten luonnehtia vesi-öljyssä (W/O) -emulsioksi, joissa vesifaasi on hienojakoisesti dispergoitunut pisaroina jatkuvassa rasvafaasissa. Rasvafaasin koostumus ja valmistusprosessi valitaan tuotteen käyttötarkoituksen mukaan.

Kiteytyslaitteiston lisäksi nykyaikainen margariinin ja vastaavien tuotteiden tuotantolaitos sisältää tyypillisesti erilaisia ​​säiliöitä öljyn varastointia varten sekä emulgointiaineen, vesifaasin ja emulsion valmistusta varten; säiliöiden koko ja lukumäärä lasketaan laitoksen kapasiteetin ja tuotevalikoiman perusteella. Laitos sisältää myös pastörointiyksikön ja uudelleensulatuslaitoksen. Näin ollen valmistusprosessi voidaan yleensä jakaa seuraaviin osaprosesseihin (katso kaavio 1):

VESIVAIHEEN JA RASVAVAAISEN VALMISTELU (VYÖHYKE 1)

Vesifaasi valmistetaan usein eräkohtaisesti vesifaasisäiliössä. Veden tulee olla juomakelpoista. Jos juomaveden laatua ei voida taata, vesi voidaan esikäsitellä esim. UV- tai suodatinjärjestelmän avulla.

Veden lisäksi vesifaasi voi koostua suolasta tai suolavedestä, maitoproteiineista (pöytämargariini ja vähärasvaiset levitteet), sokerista (lehtitainakanna), stabilointiaineista (vähärasvaiset levitteet), säilöntäaineista ja vesiliukoisista makuaineista.

Rasvafaasin tärkeimmät ainesosat, rasvaseos, koostuvat tavallisesti eri rasvojen ja öljyjen sekoituksesta. Haluttujen ominaisuuksien ja funktionaalisten margariinien saavuttamiseksi rasvaseoksessa olevien rasvojen ja öljyjen suhde on ratkaiseva lopputuotteen suorituskyvyn kannalta.

Erilaiset rasvat ja öljyt, joko rasvaseoksena tai yksittäisinä öljyinä, varastoidaan öljysäiliöissä, jotka tyypillisesti sijoitetaan tuotantolaitoksen ulkopuolelle. Näitä säilytetään vakaassa varastointilämpötilassa rasvan sulamispisteen yläpuolella ja sekoitetaan rasvan fraktioitumisen välttämiseksi ja helpon käsittelyn mahdollistamiseksi.

Rasvaseoksen lisäksi rasvafaasi koostuu tyypillisesti vähäisistä rasvaliukoisista ainesosista, kuten emulgointiaineesta, lesitiinistä, aromeista, väriaineista ja antioksidanteista. Nämä pienet ainesosat liuotetaan rasvaseokseen ennen vesifaasin lisäämistä eli ennen emulgointiprosessia.

EMULSION VALMISTELU ( VYÖHYKE 2 )

Emulsio valmistetaan siirtämällä erilaisia ​​öljyjä ja rasvoja tai rasvaseoksia emulsiosäiliöön. Yleensä korkeassa lämpötilassa sulavat rasvat tai rasvaseokset lisätään ensin ja sen jälkeen alempaa sulavat rasvat ja nestemäinen öljy. Rasvafaasin valmistuksen viimeistelemiseksi rasvaseokseen lisätään emulgointiaine ja muut öljyliukoiset vähäiset aineosat. Kun kaikki rasvafaasin ainesosat on sekoitettu kunnolla, vesifaasi lisätään ja emulsio syntyy intensiivisellä mutta kontrolloidulla sekoittamisella.

Emulsion eri aineosien annostelussa voidaan käyttää erilaisia ​​järjestelmiä, joista kaksi toimii erissä:

Virtausmittarijärjestelmä

Punnitussäiliöjärjestelmä

Jatkuva in-line emulgointijärjestelmä on vähemmän suositeltava, mutta käytetty ratkaisu esim. suurikapasiteettisilla linjoilla, joissa emulsiosäiliöille on rajoitetusti tilaa. Tämä järjestelmä käyttää annostelupumppuja ja massavirtausmittareita säätämään lisättyjen faasien suhdetta pieneen emulsiosäiliöön.

Kaikkia edellä mainittuja järjestelmiä voidaan ohjata täysin automaattisesti. Joissakin vanhemmissa laitoksissa on kuitenkin edelleen käsin ohjattavia emulsion valmistusjärjestelmiä, mutta ne ovat työvoimavaativia, eikä niitä suositella tiukkojen jäljitettävyyssääntöjen vuoksi.

Virtausmittarijärjestelmä perustuu eräkohtaiseen emulsion valmistukseen, jossa eri faasit ja ainesosat mitataan massavirtausmittareilla siirrettäessä eri faasien valmistussäiliöistä emulsiosäiliöön. Tämän järjestelmän tarkkuus on +/-0,3 %. Tälle järjestelmälle on ominaista sen tuntemattomuus ulkopuolisille vaikutuksille, kuten tärinälle ja lialle.

Punnitussäiliöjärjestelmä on kuin virtausmittarijärjestelmä, joka perustuu eräkohtaiseen emulsion valmistukseen. Tässä ainesosien ja faasien määrät lisätään suoraan emulsiosäiliöön, joka on asennettu punnituskennoille, jotka säätelevät säiliöön lisättyjä määriä.

Tyypillisesti emulsion valmistukseen käytetään kahden säiliön järjestelmää, jotta kiteytyslinjaa voidaan ajaa jatkuvasti. Jokainen säiliö toimii valmistelu- ja puskurisäiliönä (emulsiosäiliönä), jolloin kiteytyslinja syötetään toisesta säiliöstä ja uusi erä valmistetaan toisesta ja päinvastoin. Tätä kutsutaan flip-flop-järjestelmäksi.

Vaihtoehtona on myös ratkaisu, jossa emulsio valmistetaan yhdessä säiliössä ja siirretään valmiina puskurisäiliöön, josta kiteytyslinja syötetään. Tätä järjestelmää kutsutaan esisekoitus/puskurijärjestelmäksi.

Pastörointi ( vyöhyke 3 )

Puskurisäiliöstä emulsiota pumpataan normaalisti jatkuvasti joko levylämmönvaihtimen (PHE) tai matalapaineisen kaavin pintalämmönvaihtimen (SSHE) tai korkeapaineisen SSHE:n läpi pastörointia varten ennen kiteytyslinjaan tuloa.

Täysrasvaisille tuotteille käytetään tyypillisesti PHE:tä. Vähärasvaisille versioille, joissa emulsion oletetaan olevan suhteellisen korkea viskositeetti, ja lämpöherkkiin emulsioihin (esim. emulsioihin, joissa on korkea proteiinipitoisuus) suositellaan SPX-järjestelmää matalapaineliuoksena tai SPX-PLUS-järjestelmää korkeapaineliuoksena.

Pastörointiprosessilla on useita etuja. Se varmistaa bakteerien ja muiden mikro-organismien kasvun eston, mikä parantaa emulsion mikrobiologista stabiilisuutta. Vain vesifaasin pastörointi on mahdollista, mutta täydellisen emulsion pastörointi on edullista, koska emulsion pastörointiprosessi minimoi viipymäajan pastöroidusta tuotteesta lopputuotteen täyttöön tai pakkaamiseen. Lisäksi tuotetta käsitellään in-line-prosessissa pastöroinnista lopputuotteen täyttöön tai pakkaamiseen, ja minkä tahansa uudelleenkäsittelymateriaalin pastörointi varmistetaan, kun täydellinen emulsio pastöroidaan.

Lisäksi täydellisen emulsion pastörointi varmistaa, että emulsio syötetään kiteytyslinjaan vakiolämpötilassa, jolloin saavutetaan vakiot prosessointiparametrit, tuotelämpötilat ja tuotteen rakenne. Lisäksi kiteytyslaitteistoon syötetyn esikiteytetyn emulsion esiintyminen estetään, kun emulsio pastöroidaan asianmukaisesti ja syötetään korkeapainepumppuun lämpötilassa, joka on 5-10 °C korkeampi kuin rasvafaasin sulamispiste.

Tyypillinen pastörointiprosessi sisältää emulsion 45 - 55 °C:ssa valmistuksen jälkeen emulsion kuumennus- ja pitojakson 75 - 85 °C:ssa 16 sekunnin ajan. ja sen jälkeen jäähdytysprosessi 45-55 °C:n lämpötilaan. Loppulämpötila riippuu rasvafaasin sulamispisteestä: mitä korkeampi sulamispiste, sitä korkeampi lämpötila.

JÄÄHDYTYS, KITEYTTÄMINEN JA VAIKUTUS (ALUE 4)

 

Emulsio pumpataan kiteytyslinjalle korkeapainemäntäpumpun (HPP) avulla. Margariinin ja vastaavien tuotteiden valmistukseen tarkoitettu kiteytyslinja koostuu tyypillisesti korkeapaineisesta SSHE:stä, joka jäähdytetään ammoniakki- tai freontyyppisellä jäähdytysaineella. Tappiroottorikone(t) ja/tai välikiteyttimet sisältyvät usein linjaan lisäämään vaivausintensiteettiä ja lisäämään muovituotteiden valmistukseen kuluvaa aikaa. Lepoputki on kiteytyslinjan viimeinen vaihe, ja se sisältyy vain, jos tuote on pakattu.

Kiteytyslinjan sydän on korkeapaineinen SSHE, jonka lämmin emulsio superjäähdytetään ja kiteytetään jäähdytysputken sisäpinnalle. Emulsio kaavitaan tehokkaasti pois pyörivien kaavinten avulla, jolloin emulsio jäähdytetään ja vaivataan samanaikaisesti. Kun emulsiossa oleva rasva kiteytyy, rasvakiteet muodostavat kolmiulotteisen verkoston, joka sulkee vesipisarat ja nestemäisen öljyn, jolloin tuloksena on tuotteita, joilla on muovisia puolikiinteitä ominaisuuksia.

Valmistettavan tuotteen tyypistä ja tietyssä tuotteessa käytettyjen rasvojen tyypistä riippuen kiteytyslinjan konfiguraatiota (eli jäähdytysputkien ja tappiroottorikoneiden järjestystä) voidaan säätää optimaalisen kokoonpanon saamiseksi. tietty tuote.

Koska kiteytyslinja valmistaa yleensä useampaa kuin yhtä tiettyä rasvatuotetta, SSHE koostuu usein kahdesta tai useammasta jäähdytysosasta tai jäähdytysputkesta, jotta se täyttää joustavan kiteytyslinjan vaatimukset. Valmistettaessa erilaisia ​​kiteytyneitä rasvatuotteita erilaisista rasvaseoksista tarvitaan joustavuutta, koska sekoitusten kiteytysominaisuudet voivat vaihdella seoksittain.

Kiteytysprosessilla, prosessointiolosuhteilla ja käsittelyparametreilla on suuri vaikutus lopullisten margariini- ja levitetuotteiden ominaisuuksiin. Kiteytyslinjaa suunniteltaessa on tärkeää tunnistaa linjalla valmistettaviksi suunniteltujen tuotteiden ominaisuudet. Tulevaisuuden investoinnin turvaamiseksi tarvitaan linjan joustavuutta sekä yksilöllisesti säädettäviä prosessointiparametreja, sillä kiinnostavien tuotteiden valikoima saattaa muuttua ajan myötä sekä raaka-aineet.

Linjan teho määräytyy SSHE:n käytettävissä olevan jäähdytyspinnan mukaan. Saatavana on erikokoisia koneita pienistä suuritehoisiin linjoihin. Saatavilla on myös erilaisia ​​joustavuusasteita yhden putken laitteista useisiin putkilinjoihin, eli erittäin joustaviin prosessointilinjoihin.

Sen jälkeen kun tuote on jäähdytetty SSHE:ssä, se menee tappiroottorikoneeseen ja/tai välikiteyttäjiin, joissa sitä vaivataan tietyn ajan ja tietyllä intensiteetillä kolmiulotteisen verkoston edistämiseksi. makroskooppisella tasolla on plastinen rakenne. Jos tuote on tarkoitettu jaettavaksi käärittynä tuotteena, se menee uudelleen SSHE:hen ennen kuin se asettuu lepoputkeen ennen käärimistä. Jos tuote täytetään kuppeihin, kiteytyslinjaan ei sisälly lepoputkea.

PAKKAUS, TÄYTTÖ JA UUDELLEENSULATUS (VYÖHYKE 5)

Markkinoilla on useita pakkaus- ja täyttökoneita, joita ei kuvata tässä artikkelissa. Tuotteen koostumus on kuitenkin hyvin erilainen, jos se on valmistettu pakattavaksi tai täytettäväksi. On selvää, että pakatun tuotteen tulee olla kiinteämpi rakenne kuin täytetyllä tuotteella ja jos tämä rakenne ei ole optimaalinen, tuote ohjataan uudelleensulatusjärjestelmään, sulatetaan ja lisätään puskurisäiliöön uudelleenkäsittelyä varten. Saatavilla on erilaisia ​​uudelleensulatusjärjestelmiä, mutta eniten käytetyt järjestelmät ovat PHE tai matalapaineinen SSHE.

AUTOMAATIO

 

Margariinia, kuten muitakin elintarvikkeita, valmistetaan nykyään monissa tehtaissa tiukkojen jäljitettävyysmenettelyjen mukaisesti. Nämä tyypillisesti ainesosat, tuotannon ja lopputuotteen kattavat menettelyt johtavat paitsi parantuneeseen elintarviketurvallisuuteen myös jatkuvaan ruoan laatuun. Jäljitettävyysvaatimukset voidaan toteuttaa tehtaan ohjausjärjestelmään ja Shiputec-ohjausjärjestelmä on suunniteltu hallitsemaan, tallentamaan ja dokumentoimaan tärkeitä koko valmistusprosessia koskevia ehtoja ja parametreja.

Ohjausjärjestelmä on varustettu salasanasuojauksella ja sisältää historiallisten tietojen kirjaamisen kaikista margariinin prosessointilinjaan liittyvistä parametreista reseptitiedoista lopputuotteen arviointiin. Tiedonkeruu sisältää korkeapainepumpun tehon ja tehon (l/tunti ja vastapaine), tuotteen lämpötilat (sis. pastörointiprosessin) kiteytymisen aikana, SSHE:n jäähdytyslämpötilat (tai jäähdytysaineen paineet), SSHE:n nopeuden ja tappiroottorikoneet sekä korkeapainepumppua, SSHE- ja tappiroottorikoneita pyörittävien moottoreiden kuormitus.

Ohjausjärjestelmä

Käsittelyn aikana käyttäjälle lähetetään hälytyksiä, jos tietyn tuotteen käsittelyparametrit ovat rajojen ulkopuolella; ne asetetaan reseptieditorissa ennen tuotantoa. Nämä hälytykset on kuitattava manuaalisesti ja toimenpiteisiin on ryhdyttävä menettelyjen mukaisesti. Kaikki hälytykset on tallennettu historialliseen hälytysjärjestelmään myöhempää tarkastelua varten. Kun tuote lähtee tuotantolinjalta sopivasti pakattuna tai täytettynä, siihen on tuotteen nimen lisäksi tyypillisesti merkitty päivämäärä, kellonaika ja erätunnus myöhempää seurantaa varten. Täydellinen historia kaikista valmistusprosessiin liittyvistä tuotantovaiheista tallennetaan siten tuottajan ja loppukäyttäjän, kuluttajan, turvallisuuden vuoksi.

CIP

CIP-puhdistuslaitokset (CIP = puhdistus paikalla) ovat myös osa modernia margariinilaitosta, koska margariinin tuotantolaitokset tulee puhdistaa säännöllisesti. Perinteisille margariinituotteille kerran viikossa on normaali puhdistusväli. Kuitenkin herkille tuotteille, kuten vähärasvaisille (korkea vesipitoisuus) ja/tai runsaasti proteiinia sisältäville tuotteille, suositellaan lyhyempiä aikaväliä CIP:n välillä.

Periaatteessa käytetään kahta CIP-järjestelmää: CIP-laitoksia, jotka käyttävät puhdistusainetta vain kerran, tai suositeltavia CIP-laitoksia, jotka toimivat puhdistusaineen puskuriliuoksen kautta, joissa aineet, kuten lipeä, happo ja/tai desinfiointiaineet palautetaan yksittäiseen CIP:hen. varastosäiliöt käytön jälkeen. Jälkimmäinen menetelmä on edullinen, koska se edustaa ympäristöystävällistä ratkaisua ja on taloudellinen ratkaisu puhdistusaineiden kulutukseen ja siten niiden hintaan.

Mikäli samaan tehtaaseen asennetaan useita tuotantolinjoja, on mahdollista perustaa rinnakkaiset puhdistusradat tai CIP-satelliittijärjestelmät. Tämä vähentää merkittävästi puhdistusaikaa ja energiankulutusta. CIP-prosessin parametreja ohjataan automaattisesti ja kirjataan myöhempää seurantaa varten ohjausjärjestelmään.

LOPPUHUOMAUTUKSET

Margariinia ja vastaavia tuotteita valmistettaessa on tärkeää pitää mielessä, että ainesosat, kuten käytetyt öljyt ja rasvat tai tuotteen resepti, eivät määrää lopputuotteen laatua, vaan myös kasvin rakenne, käsittelyparametrit ja laitoksen tila. Jos linjaa tai laitteistoa ei huolleta hyvin, on olemassa vaara, että linja ei toimi tehokkaasti. Siksi korkealaatuisten tuotteiden tuottamiseen tarvitaan hyvin toimiva laitos, mutta myös rasvaseoksen valinta, jonka ominaisuudet vastaavat tuotteen lopullista käyttötarkoitusta, on myös tärkeää sekä laitoksen oikea kokoonpano ja prosessointiparametrien valinta. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä lopputuote on lämpökäsiteltävä loppukäytön mukaan.