Tehnologia de producere a margarinei

Tehnologia de producere a margarinei

REZUMAT

Companiile alimentare de astăzi sunt la fel ca alte întreprinderi de producție, nu se concentrează doar pe fiabilitatea și calitatea echipamentelor de prelucrare a alimentelor, ci și pe diverse servicii pe care furnizorul de echipamente de procesare le poate oferi. Pe lângă liniile de procesare eficiente pe care le livrăm, putem fi partener de la etapa inițială a ideii sau a proiectului până la faza finală de punere în funcțiune, fără a uita de importantul service post-market.

Shiputec are o experiență de peste 20 de ani în industria de procesare și ambalare a alimentelor.

INTRODUCERE ÎN TEHNOLOGIA NOASTRA

VIZIUNE SI ANGAJAMENT

Segmentul Shiputec proiectează, produce și comercializează soluții de inginerie de proces și de automatizare pentru industriile lactate, alimente, băuturi, marine, farmaceutice și de îngrijire personală prin operațiunile sale globale.

Ne angajăm să ne ajutăm clienții din întreaga lume să îmbunătățească performanța și profitabilitatea fabricii și proceselor lor de producție. Obținem acest lucru oferind o gamă largă de produse și soluții, de la componente proiectate până la proiectarea de instalații complete de proces, susținute de aplicații și expertiză în dezvoltare de vârf la nivel mondial.

Continuăm să ajutăm clienții noștri să optimizeze performanța și profitabilitatea fabricii lor pe toată durata de viață, cu servicii de asistență adaptate nevoilor lor individuale, printr-o rețea coordonată de servicii pentru clienți și piese de schimb.

CONCENTRAREA CLIENTULUI

Shiputec dezvoltă, produce și instalează linii de procesare moderne, de înaltă eficiență și de încredere pentru industria alimentară. Pentru producerea de produse grase cristalizate, cum ar fi margarina, untul, tartinabile si shortening-urile, Shiputec ofera solutii care cuprind si linii de proces pentru produse alimentare emulsionate, cum ar fi maioneza, sosurile si dressingurile.

PRODUCEREA MARGARINEI

Margarina și produsele înrudite conțin o fază apoasă și o fază grăsime și pot fi astfel caracterizate ca emulsii apă în ulei (W/O) în care faza apoasă este fin dispersată sub formă de picături în faza continuă de grăsime. In functie de aplicarea produsului, se aleg in mod corespunzator compozitia fazei grase si procesul de fabricatie.

În afară de echipamentul de cristalizare, o instalație modernă de producție pentru margarină și produse aferente va include de obicei diverse rezervoare pentru depozitarea uleiului, precum și pentru emulgator, fază apoasă și prepararea emulsiei; dimensiunea și numărul rezervoarelor sunt calculate pe baza capacității instalației și a portofoliului de produse. Instalația include, de asemenea, o unitate de pasteurizare și o instalație de topire. Astfel, procesul de fabricație poate fi împărțit în general în următoarele subprocese (a se vedea diagrama 1):

PREGĂTIREA FAZEI DE APĂ ȘI A FAZEI DE GRASĂ (ZONA 1)

Faza de apă este adesea pregătită în serie în rezervorul de fază de apă. Apa trebuie să fie de bună calitate pentru băut. Dacă apa potabilă de calitate nu poate fi garantată, apa poate fi supusă pretratării prin intermediul, de exemplu, a unui sistem UV sau de filtrare.

În afară de apă, faza apoasă poate fi formată din sare sau saramură, proteine ​​din lapte (margarină de masă și tartine cu conținut scăzut de grăsimi), zahăr (aluat foietaj), stabilizatori (tartinabile reduse și cu conținut scăzut de grăsimi), conservanți și arome solubile în apă.

Ingredientele majore din faza de grăsime, amestecul de grăsimi, constau în mod normal dintr-un amestec de grăsimi și uleiuri diferite. Pentru a obține margarina cu caracteristicile și funcționalitățile dorite, raportul grăsimilor și uleiurilor din amestecul de grăsimi este decisiv pentru performanța produsului final.

Diferitele grăsimi și uleiuri, fie ca amestec de grăsimi sau uleiuri individuale, sunt depozitate în rezervoare de stocare a uleiului plasate de obicei în afara unității de producție. Acestea sunt păstrate la o temperatură stabilă de depozitare peste punctul de topire al grăsimii și sub agitare pentru a evita fracționarea grăsimii și pentru a permite o manipulare ușoară.

În afară de amestecul de grăsimi, faza de grăsime constă de obicei din ingrediente minore solubile în grăsimi, cum ar fi emulgator, lecitină, aromă, culoare și antioxidanți. Aceste ingrediente minore sunt dizolvate în amestecul de grăsimi înainte de adăugarea fazei de apă, deci înainte de procesul de emulsionare.

PREPARAREA EMULSIEI (ZONA 2)

Emulsia se prepară prin transferul diferitelor uleiuri și grăsimi sau amestecuri de grăsimi în rezervorul de emulsie. De obicei, grăsimile cu topire ridicată sau amestecurile de grăsimi sunt adăugate mai întâi, urmate de grăsimile cu topire mai scăzută și uleiul lichid. Pentru a finaliza prepararea fazei de grăsime, la amestecul de grăsimi se adaugă emulgatorul și alte ingrediente minore solubile în ulei. Când toate ingredientele pentru faza de grăsime au fost amestecate corespunzător, se adaugă faza apoasă și emulsia este creată sub amestecare intensivă, dar controlată.

Pot fi utilizate diferite sisteme pentru dozarea diferitelor ingrediente pentru a emulsie, dintre care două lucrează pe lot:

Sistem de debitmetru

Sistem rezervor de cântărire

Un sistem de emulsionare continuă în linie este o soluție mai puțin preferată, dar utilizată, de exemplu, în liniile de mare capacitate, unde este disponibil spațiu limitat pentru rezervoarele de emulsie. Acest sistem folosește pompe de dozare și debitmetre masice pentru a controla raportul fazelor adăugate într-un rezervor mic de emulsie.

Toate sistemele menționate mai sus pot fi controlate complet automat. Unele fabrici mai vechi, totuși, au încă sisteme de preparare a emulsiei controlate manual, dar acestea necesită forță de muncă și nu se recomandă instalarea astăzi din cauza regulilor stricte de trasabilitate.

Sistemul de debitmetru se bazează pe prepararea emulsiei pe lot, în care diferitele faze și ingrediente sunt măsurate cu debitmetrele masice atunci când sunt transferate din diferitele rezervoare de preparare a fazelor în rezervorul de emulsie. Precizia acestui sistem este de +/-0,3%. Acest sistem se caracterizează prin insensibilitatea la influențele exterioare precum vibrațiile și murdăria.

Sistemul rezervorului de cântărire este asemănător sistemului debitmetrului bazat pe prepararea emulsiei pe lot. Aici cantitățile de ingrediente și faze sunt adăugate direct în rezervorul de emulsie care este montat pe celule de sarcină controlând cantitățile adăugate în rezervor.

De obicei, pentru prepararea emulsiei este utilizat un sistem cu două rezervoare pentru a putea rula linia de cristalizare în mod continuu. Fiecare rezervor funcționează ca rezervor de preparare și tampon (rezervor de emulsie), astfel linia de cristalizare va fi alimentată dintr-un rezervor în timp ce un nou lot va fi pregătit în celălalt și invers. Acesta se numește sistem flip-flop.

O soluție în care emulsia este preparată într-un singur rezervor și când este gata este transferată într-un rezervor tampon de unde este alimentată linia de cristalizare este, de asemenea, o opțiune. Acest sistem se numește sistem premix/tampon.

PASTEURIZARE (ZONA 3)

Din rezervorul tampon, emulsia este în mod normal pompată continuu fie printr-un schimbător de căldură cu plăci (PHE) fie printr-un schimbător de căldură cu suprafață răzuită de joasă presiune (SSHE) sau SSHE de înaltă presiune pentru pasteurizare înainte de a intra în linia de cristalizare.

Pentru produsele pline de grăsime se utilizează de obicei un PHE. Pentru versiunile cu conținut scăzut de grăsimi în care se așteaptă ca emulsia să prezinte o vâscozitate relativ mare și pentru emulsii sensibile la căldură (de exemplu emulsii cu conținut ridicat de proteine) se recomandă sistemul SPX ca soluție de joasă presiune sau SPX-PLUS ca soluție de înaltă presiune.

Procesul de pasteurizare are mai multe avantaje. Asigură inhibarea creșterii bacteriene și a altor microorganisme, îmbunătățind astfel stabilitatea microbiologică a emulsiei. Pasteurizarea numai fazei apoase este o posibilitate, dar este preferată pasteurizarea emulsiei complete, deoarece procesul de pasteurizare a emulsiei va reduce timpul de rezidență de la produsul pasteurizat la umplerea sau ambalarea produsului final. De asemenea, produsul este tratat într-un proces in-line de la pasteurizare până la umplerea sau ambalarea produsului final și se asigură pasteurizarea oricărui material de reprelucrare atunci când emulsia completă este pasteurizată.

În plus, pasteurizarea emulsiei complete asigură că emulsia este alimentată la linia de cristalizare la o temperatură constantă, realizând parametrii de procesare, temperaturile produsului și textura produsului constant. În plus, apariția emulsiei precristalizate alimentată la echipamentul de cristalizare este prevenită atunci când emulsia este pasteurizată corespunzător și alimentată la pompa de înaltă presiune la o temperatură cu 5-10°C mai mare decât punctul de topire al fazei de grăsime.

Un proces tipic de pasteurizare va include după prepararea emulsiei la 45-55°C o secvenţă de încălzire şi menţinere a emulsiei la 75-85°C timp de 16 secunde. iar ulterior un proces de răcire la o temperatură de 45-55°C. Temperatura finală depinde de punctul de topire al fazei de grăsime: cu cât este mai mare punctul de topire, cu atât temperatura este mai mare.

RĂCIRE, CRISTALIZARE ȘI FRĂMĂTARE (ZONA 4)

 

Emulsia este pompată către linia de cristalizare cu ajutorul unei pompe cu piston de înaltă presiune (HPP). Linia de cristalizare pentru producerea margarinei și a produselor aferente constă în mod obișnuit dintr-un SSHE de înaltă presiune care este răcit cu amoniac sau mediu de răcire de tip freon. Mașinile cu rotor cu pin și/sau cristalizatoarele intermediare sunt adesea incluse în linie pentru a adăuga intensitate suplimentară de frământare și timp pentru producția de produse din plastic. Un tub de repaus este etapa finală a liniei de cristalizare și este inclus doar dacă produsul este ambalat.

Inima liniei de cristalizare este SSHE de înaltă presiune, pe care emulsia caldă este super-răcită și cristalizată pe suprafața interioară a tubului de răcire. Emulsia este îndepărtată eficient de racletele rotative, astfel emulsia este răcită și frământată simultan. Când grăsimea din emulsie cristalizează, cristalele de grăsime formează o rețea tridimensională prinzând picăturile de apă și uleiul lichid, rezultând produse cu proprietăți de natură plastică semi-solidă.

În funcție de tipul de produs care urmează să fie fabricat și de tipul de grăsimi utilizate pentru produsul respectiv, configurația liniei de cristalizare (adică ordinea tuburilor de răcire și a mașinilor cu rotor cu pini) poate fi ajustată pentru a oferi configurația optimă pentru produs anume.

Deoarece linia de cristalizare produce de obicei mai mult de un produs grăsime specific, SSHE constă adesea din două sau mai multe secțiuni de răcire sau tuburi de răcire pentru a îndeplini cerințele pentru o linie de cristalizare flexibilă. Când se produc diferite produse de grăsime cristalizate din diferite amestecuri de grăsimi, este necesară flexibilitate, deoarece caracteristicile de cristalizare ale amestecurilor pot diferi de la un amestec la altul.

Procesul de cristalizare, condițiile de prelucrare și parametrii de prelucrare au o mare influență asupra caracteristicilor produselor finale de margarina și tartinat. La proiectarea unei linii de cristalizare, este important să se identifice caracteristicile produselor planificate a fi fabricate pe linie. Pentru a asigura investiția pentru viitor, sunt necesare flexibilitatea liniei, precum și parametrii de procesare controlați individual, deoarece gama de produse de interes se poate modifica în timp, precum și materiile prime.

Capacitatea liniei este determinată de suprafața de răcire disponibilă a SSHE. Sunt disponibile mașini de diferite dimensiuni, de la linii de capacitate mică până la mare. De asemenea, sunt disponibile diferite grade de flexibilitate, de la echipamente cu un singur tub la linii de tuburi multiple, astfel linii de procesare extrem de flexibile.

După ce produsul este răcit în SSHE, acesta intră în mașina cu rotor pin și/sau în cristalizatoarele intermediare în care este frământat pentru o anumită perioadă de timp și cu o anumită intensitate pentru a ajuta la promovarea rețelei tridimensionale, care la nivel macroscopic este structura plastică. Dacă produsul este destinat să fie distribuit ca produs ambalat, acesta va intra din nou în SSHE înainte de a se așeza în tubul de repaus înainte de împachetare. Dacă produsul este umplut în cupe, nu este inclus niciun tub de repaus în linia de cristalizare.

AMBALARE, UMPLARE ȘI RETOPIRE (ZONA 5)

Pe piață sunt disponibile diverse mașini de ambalat și umplere și nu vor fi descrise în acest articol. Cu toate acestea, consistența produsului este foarte diferită dacă este produs pentru a fi ambalat sau umplut. Este evident că un produs ambalat trebuie să prezinte o textură mai fermă decât un produs umplut și dacă această textură nu este optimă, produsul va fi redirecționat către sistemul de topire, topit și adăugat în rezervorul tampon pentru reprocesare. Sunt disponibile diferite sisteme de topire, dar cele mai utilizate sisteme sunt PHE sau SSHE de joasă presiune.

AUTOMATIZARE

 

Margarina, ca și alte produse alimentare, este astăzi în multe fabrici produsă în conformitate cu proceduri stricte de trasabilitate. Aceste proceduri care acoperă de obicei ingredientele, producția și produsul final au ca rezultat nu numai o siguranță sporită a alimentelor, ci și o calitate constantă a alimentelor. Cerințele de trasabilitate pot fi implementate în sistemul de control al fabricii, iar sistemul de control Shiputec este conceput pentru a controla, înregistra și documenta condițiile și parametrii importanți privind întregul proces de producție.

Sistemul de control este echipat cu protecție prin parolă și oferă înregistrarea istorică a datelor tuturor parametrilor implicați în linia de procesare a margarinei, de la informațiile rețetei până la evaluarea produsului final. Înregistrarea datelor include capacitatea și puterea pompei de înaltă presiune (l/oră și contrapresiune), temperaturile produsului (inclusiv procesul de pasteurizare) în timpul cristalizării, temperaturile de răcire (sau presiunile mediului de răcire) ale SSHE, viteza SSHE și mașinile cu rotor cu pini, precum și sarcina de motoare care rulează pompa de înaltă presiune, SSHE și mașinile cu rotor cu pini.

Sistem de control

În timpul procesării, alarmele vor fi transmise operatorului dacă parametrii de procesare pentru produsul specific sunt în afara limitelor; acestea sunt setate în editorul de rețete înainte de producție. Aceste alarme trebuie confirmate manual și trebuie luate acțiuni conform procedurilor. Toate alarmele sunt stocate într-un sistem de alarmă istoric pentru vizualizare ulterioară. Când produsul părăsește linia de producție într-o formă ambalată sau umplută corespunzător, acesta este în afară de numele produsului marcat de obicei cu o dată, oră și un număr de identificare a lotului pentru urmărire ulterioară. Istoricul complet al tuturor etapelor de producție implicate în procesul de fabricație este astfel înscris pentru securitatea producătorului și a utilizatorului final, consumatorul.

CIP

Instalațiile de curățare CIP (CIP = cleaning in place) fac, de asemenea, parte dintr-o instalație modernă de margarină, deoarece fabricile de producție de margarină ar trebui curățate în mod regulat. Pentru produsele tradiționale cu margarină, o dată pe săptămână este un interval normal de curățare. Cu toate acestea, pentru produsele sensibile, cum ar fi produse cu conținut scăzut de grăsimi (conținut ridicat de apă) și/sau produse cu conținut ridicat de proteine, se recomandă intervale mai scurte între CIP.

În principiu, sunt utilizate două sisteme CIP: instalații CIP care folosesc mediile de curățare o singură dată sau instalațiile CIP recomandate care funcționează printr-o soluție tampon a mediilor de curățare în care mediile precum leșia, acidul și/sau dezinfectanții sunt returnate la CIP individual. rezervoare de depozitare după utilizare. Cel din urmă procedeu este preferat deoarece reprezintă o soluție ecologică și este o soluție economică în ceea ce privește consumul de agenți de curățare și prin aceasta costul acestora.

În cazul în care sunt instalate mai multe linii de producție într-o singură fabrică, este posibil să se instaleze linii paralele de curățare sau sisteme satelit CIP. Acest lucru are ca rezultat o reducere semnificativă a timpului de curățare și a consumului de energie. Parametrii procesului CIP sunt controlați automat și înregistrați pentru urmărire ulterioară în sistemul de control.

OBSERVAȚII FINALE

La producerea margarinei și a produselor conexe, este important să rețineți că nu numai ingredientele precum uleiurile și grăsimile utilizate sau rețeta produsului determină calitatea produsului final, ci și configurația plantei, parametrii de prelucrare și starea instalației. Dacă linia sau echipamentul nu sunt bine întreținute, există riscul ca linia să nu funcționeze eficient. Prin urmare, pentru a produce produse de înaltă calitate, o instalație care funcționează bine este o necesitate, dar este importantă și alegerea amestecului de grăsimi cu caracteristici care corespund aplicării finale a produsului, precum și configurarea și alegerea corectă a parametrilor de procesare ai plantei. Nu în ultimul rând, produsul final trebuie tratat la temperatură conform utilizării finale.