REZUMAT
Companiile alimentare de astăzi, la fel ca alte companii producătoare, nu se concentrează doar pe fiabilitatea și calitatea echipamentelor de procesare a alimentelor, ci și pe diverse servicii pe care furnizorul echipamentelor de procesare le poate oferi. Pe lângă liniile de procesare eficiente pe care le oferim, putem fi un partener de la ideea inițială sau etapa proiectului până la faza finală de punere în funcțiune, fără a uita de importantul serviciu post-vânzare.
Shiputec are o experiență de peste 20 de ani în industria de procesare și ambalare a alimentelor.
INTRODUCERE ÎN TEHNOLOGIA NOASTRĂ
VIZIUNE ȘI ANGAJAMENT
Segmentul Shiputec proiectează, produce și comercializează soluții de inginerie de proces și automatizare pentru industriile lactate, alimentare, ale băuturilor, maritime, farmaceutice și de îngrijire personală, prin intermediul operațiunilor sale globale.
Ne angajăm să ajutăm clienții noștri din întreaga lume să îmbunătățească performanța și profitabilitatea instalațiilor și proceselor lor de producție. Realizăm acest lucru oferind o gamă largă de produse și soluții, de la componente proiectate până la proiectarea instalațiilor de procesare complete, susținute de aplicații de top la nivel mondial și expertiză în dezvoltare.
Continuăm să ne ajutăm clienții să optimizeze performanța și profitabilitatea instalațiilor lor pe toată durata de viață a acestora, cu servicii de asistență adaptate nevoilor lor individuale, printr-o rețea coordonată de servicii pentru clienți și piese de schimb.
ORIENTAREA PE CLIENT
Shiputec dezvoltă, produce și instalează linii de procesare moderne, de înaltă eficiență și fiabile pentru industria alimentară. Pentru producția de produse grase cristalizate, cum ar fi margarina, untul, cremele tartinabile și grăsimile vegetale, Shiputec oferă soluții care includ și linii de procesare pentru produse alimentare emulsionate, cum ar fi maioneza, sosurile și dressingurile.
PRODUCȚIA DE MARGARINĂ
Margarina și produsele conexe conțin o fază apoasă și o fază grasă și pot fi, prin urmare, caracterizate ca emulsii apă-în-ulei (A/U) în care faza apoasă este fin dispersată sub formă de picături în faza grasă continuă. În funcție de aplicația produsului, compoziția fazei grase și procesul de fabricație sunt alese în consecință.
Pe lângă echipamentul de cristalizare, o instalație modernă de producție a margarinei și a produselor conexe va include de obicei diverse rezervoare pentru depozitarea uleiului, precum și pentru prepararea emulgatorului, a fazei apoase și a emulsiei; dimensiunea și numărul rezervoarelor sunt calculate în funcție de capacitatea instalației și de portofoliul de produse. Instalația include, de asemenea, o unitate de pasteurizare și o instalație de retopire. Astfel, procesul de fabricație poate fi, în general, împărțit în următoarele subprocese (a se vedea diagrama 1):
PREPARAREA FAZEI APOSE ȘI A FAZEI GRĂSIME (ZONA 1)
Faza apoasă este adesea preparată în loturi în rezervorul fazei apoase. Apa trebuie să fie de bună calitate potabilă. Dacă nu se poate garanta calitatea apei potabile, apa poate fi supusă unui pretratament, de exemplu prin intermediul unui sistem UV sau de filtrare.
În afară de apă, faza apoasă poate consta din sare sau saramură, proteine din lapte (margarină și creme tartinabile cu conținut scăzut de grăsimi), zahăr (aluat foietaj), stabilizatori (creme tartinabile cu conținut scăzut și redus de grăsimi), conservanți și arome solubile în apă.
Ingredientele principale din faza de grăsime, amestecul de grăsimi, constau în mod normal dintr-un amestec de diferite grăsimi și uleiuri. Pentru a obține margarină cu caracteristicile și funcționalitățile dorite, raportul dintre grăsimi și uleiuri din amestecul de grăsimi este decisiv pentru performanța produsului final.
Diversele grăsimi și uleiuri, fie sub formă de amestecuri de grăsimi, fie sub formă de uleiuri individuale, sunt depozitate în rezervoare de ulei amplasate de obicei în afara instalației de producție. Acestea sunt menținute la o temperatură de depozitare stabilă, peste punctul de topire al grăsimii, și sub agitare pentru a evita fracționarea grăsimii și pentru a permite o manipulare ușoară.
Pe lângă amestecul de grăsimi, faza de grăsime constă de obicei din ingrediente minore liposolubile, cum ar fi emulgator, lecitină, aromă, colorant și antioxidanți. Aceste ingrediente minore sunt dizolvate în amestecul de grăsimi înainte de adăugarea fazei apoase, deci înainte de procesul de emulsificare.
PREPARAREA EMULSIEI (ZONA 2)
Diagrama 1:
1. Prepararea fazei apoase și a fazei grase (zona 1),
2. Prepararea emulsiei (zona 2),
3. Pasteurizare (zona 3),
4. Zona de răcire, cristalizare și frământare (zona 4),
5. Ambalare și retopire (zona 5)
Emulsia se prepară prin transferul diferitelor uleiuri și grăsimi sau amestecuri de grăsimi în rezervorul de emulsie. De obicei, grăsimile sau amestecurile de grăsimi cu punct de topire ridicat se adaugă mai întâi, urmate de grăsimile cu punct de topire scăzut și uleiul lichid. Pentru a finaliza prepararea fazei de grăsime, emulgatorul și alte ingrediente minore solubile în ulei se adaugă în amestecul de grăsimi. După ce toate ingredientele pentru faza de grăsime au fost amestecate corespunzător, se adaugă faza apoasă și emulsia este creată sub amestecare intensivă, dar controlată.
Pentru dozarea diferitelor ingrediente pentru emulsie se pot utiliza diferite sisteme, dintre care două funcționează în loturi:
- Sistem de debitmetru
- Sistem de rezervor de cântărire
Un sistem continuu de emulsificare în linie este o soluție mai puțin preferată, dar utilizată, de exemplu, în linii de mare capacitate unde este disponibil spațiu limitat pentru rezervoarele de emulsie. Acest sistem utilizează pompe dozatoare și debitmetre masive pentru a controla raportul fazelor adăugate într-un rezervor de emulsie mic.
Sistemele menționate mai sus pot fi controlate complet automat. Unele instalații mai vechi, însă, încă au sisteme de preparare a emulsiilor controlate manual, dar acestea necesită multă forță de muncă și nu se recomandă instalarea lor în prezent din cauza regulilor stricte de trasabilitate.
Sistemul de debitmetru se bazează pe prepararea emulsiei în loturi, în care diferitele faze și ingrediente sunt măsurate prin debitmetre matice atunci când sunt transferate din rezervoarele de preparare a diferitelor faze în rezervorul de emulsie. Precizia acestui sistem este de +/-0,3%. Acest sistem se caracterizează prin insensibilitatea sa la influențe exterioare, cum ar fi vibrațiile și murdăria.
Sistemul rezervorului de cântărire este similar sistemului de debitmetru bazat pe prepararea emulsiei în loturi. Aici, cantitățile de ingrediente și faze sunt adăugate direct în rezervorul de emulsie, care este montat pe celule de sarcină care controlează cantitățile adăugate în rezervor.
De obicei, pentru prepararea emulsiei se utilizează un sistem cu două rezervoare, pentru a putea funcționa linia de cristalizare în mod continuu. Fiecare rezervor funcționează ca rezervor de preparare și tampon (rezervor de emulsie), astfel încât linia de cristalizare va fi alimentată dintr-un rezervor, în timp ce un nou lot va fi preparat în celălalt și invers. Acesta se numește sistem flip-flop.
O soluție în care emulsia este preparată într-un rezervor și, atunci 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), fie printr-un SSHE de înaltă presiune pentru pasteurizare înainte de a intra în linia de cristalizare.
Pentru produsele cu conținut complet de grăsimi se utilizează de obicei un PHE. Pentru versiunile cu conținut scăzut de grăsimi, unde se așteaptă ca emulsia să prezinte o vâscozitate relativ ridicată și pentru emulsiile 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. Acesta asigură inhibarea creșterii bacteriene și a altor microorganisme, îmbunătățind astfel stabilitatea microbiologică a emulsiei. Pasteurizarea doar a fazei apoase este o posibilitate, dar pasteurizarea emulsiei complete este preferată, deoarece procesul de pasteurizare a emulsiei va reduce la minimum timpul de staționare de la produsul pasteurizat până la umplerea sau ambalarea produsului final. De asemenea, produsul este tratat într-un proces în linie de la pasteurizare la umplerea sau ambalarea produsului final, iar pasteurizarea oricărui material de prelucrare este asigurată atunci când emulsia completă este pasteurizată.
În plus, pasteurizarea emulsiei complete asigură că emulsia este alimentată către linia de cristalizare la o temperatură constantă, atingând parametri de procesare, temperaturi ale produsului și textură a produsului constanți. În plus, apariția emulsiei precristalizate alimentate către echipamentul de cristalizare este prevenită atunci când emulsia este pasteurizată corespunzător și alimentată către pompa de înaltă presiune la o temperatură cu 5-10°C mai mare decât punctul de topire al fazei grase.
Un proces tipic de pasteurizare, după prepararea emulsiei la 45-55°C, va include o secvență de încălzire și menținere a emulsiei la 75-85°C timp de 16 secunde și ulterior un proces de răcire la o temperatură de 45-55°C. Temperatura finală depinde de punctul de topire al fazei grase: cu cât punctul de topire este mai mare, cu atât temperatura este mai mare.
RĂCIRE, CRISTALIZARE ȘI FRĂMÂNTARE (ZONA 4)
Emulsia este pompată către linia de cristalizare cu ajutorul unei pompe cu piston de înaltă presiune (HPP). Linia de cristalizare pentru producerea de margarină și produse conexe constă de obicei dintr-un SSHE de înaltă presiune, răcit cu un mediu de răcire de tip amoniac sau freon. Mașina (mașinile) cu rotor cu știft și/sau cristalizoarele intermediare sunt adesea incluse în linie pentru a adăuga intensitate și timp de frământare suplimentare pentru producția de produse din plastic. Un tub de odihnă este etapa finală a liniei de cristalizare și este inclus numai dacă produsul este ambalat.
Inima liniei de cristalizare este SSHE de înaltă presiune, în care emulsia caldă este suprarăcită și cristalizată pe suprafața interioară a tubului de răcire. Emulsia este răzuită eficient de racletele rotative, astfel încât emulsia este răcită și frământată simultan. Când grăsimea din emulsie cristalizează, cristalele de grăsime formează o rețea tridimensională care captează picăturile de apă și uleiul lichid, rezultând produse cu proprietăți de natură plastică semisolidă.
În funcție de tipul de produs care urmează a fi 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 știft) poate fi ajustată pentru a oferi configurația optimă pentru produsul respectiv.
Întrucât linia de cristalizare produce de obicei mai mult de un produs gras specific, SSHE constă adesea din două sau mai multe secțiuni de răcire sau tuburi de răcire pentru a îndeplini cerințele unei linii de cristalizare flexibile. Atunci când se produc diferite produse grase cristalizate din diverse 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 procesare și parametrii de procesare au o influență semnificativă asupra caracteristicilor margarinei și produselor tartinabile finale. La proiectarea unei linii de cristalizare, este important să se identifice caracteristicile produselor care urmează să fie fabricate pe linie. Pentru a asigura investiția pe viitor, sunt necesare flexibilitatea liniei, precum și parametrii de procesare controlabili individual, deoarece gama de produse de interes se poate schimba în timp, la fel 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 la linii de capacitate mare. De asemenea, sunt disponibile diverse grade de flexibilitate, de la echipamente cu un singur tub la linii cu tuburi multiple, rezultând astfel linii de procesare extrem de flexibile.
După ce produsul este răcit în SSHE, acesta intră în mașina cu rotor cu știft și/sau în cristalizoarele 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 a fi distribuit ca produs ambalat, acesta va intra din nou în SSHE înainte de a se așeza în tubul de repaus înainte de ambalare. Dacă produsul este umplut în cupe, niciun tub de repaus nu este inclus în linia de cristalizare.
AMBALARE, UMPLERE ȘI RETOPIRE (ZONA 5)
Diverse mașini de ambalat și umplere sunt disponibile pe piață 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 deviat către sistemul de retopire, topit și adăugat în rezervorul tampon pentru reprocesare. Sunt disponibile diferite sisteme de retopire, dar cele mai utilizate sisteme sunt PHE sau SSHE de joasă presiune.
AUTOMATIZARE
Margarina, la fel ca alte produse alimentare, este produsă în multe fabrici astăzi conform unor proceduri stricte de trasabilitate. Aceste proceduri, care acoperă de obicei ingredientele, producția și produsul final, duc nu numai la o siguranță alimentară sporită, ci și la 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 fabricație.
Sistemul de control este echipat cu protecție prin parolă și oferă înregistrare istorică a datelor pentru toți parametrii implicați în linia de procesare a margarinei, de la informații despre rețetă până la evaluarea produsului final. Înregistrarea datelor include capacitatea și debitul pompei de înaltă presiune (l/oră și contrapresiunea), temperaturile produsului (inclusiv procesul de pasteurizare) în timpul cristalizării, temperaturile de răcire (sau presiunile mediilor de răcire) ale SSHE, viteza SSHE și a mașinilor cu rotor cu știft, precum și sarcina motoarelor care acționează pompa de înaltă presiune, SSHE și mașinile cu rotor cu știft.
Sistem de control
În timpul procesării, operatorului i se vor trimite alarme dacă parametrii de procesare pentru produsul specific depășesc limitele; acestea sunt setate în editorul de rețete înainte de producție. Aceste alarme trebuie confirmate manual și trebuie luate măsuri 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 marcat separat de numele produsului, de obicei cu o dată, o 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 arhivat pentru siguranța producătorului și a utilizatorului final, consumatorul.
CIP
Instalațiile de curățare CIP (CIP = curățare la fața locului) fac parte, de asemenea, dintr-o instalație modernă de margarină, deoarece instalațiile de producție a margarinei ar trebui curățate în mod regulat. Pentru produsele tradiționale din margarină, o dată pe săptămână este un interval normal de curățare. Cu toate acestea, pentru produsele sensibile, cum ar fi produsele cu conținut scăzut de grăsimi (conținut ridicat de apă) și/sau cele cu conținut ridicat de proteine, se recomandă intervale mai scurte între CIP.
În principiu, se utilizează două sisteme CIP: instalațiile CIP care utilizează mediul de curățare o singură dată sau instalațiile CIP recomandate care funcționează prin intermediul unei soluții tampon a mediului de curățare, unde mediile precum leșia, acidul și/sau dezinfectanții sunt returnate în rezervoarele individuale de stocare CIP după utilizare. Ultimul proces este preferat deoarece reprezintă o soluție ecologică și este o soluție economică în ceea ce privește consumul de agenți de curățare și, prin urmare, costul acestora.
În cazul în care într-o singură fabrică sunt instalate mai multe linii de producție, este posibilă configurarea unor piste de curățare paralele sau a unor sisteme satelit CIP. Acest lucru duce la 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
Atunci când se produce margarină și produse conexe, este important să se țină cont de faptul că nu doar ingredientele precum uleiurile și grăsimile utilizate sau rețeta produsului determină calitatea produsului final, ci și configurația instalației, parametrii de procesare 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 funcțională este esențială, dar alegerea amestecului de grăsimi cu caracteristici care corespund aplicației finale a produsului este, de asemenea, importantă, precum și o configurație corectă și alegerea parametrilor de procesare a instalației. Nu în ultimul rând, produsul final trebuie tratat termic în funcție de utilizarea finală.
Data publicării: 21 ian. 2026