Margarienproduksietegnologie
UITVOERENDE OPSOMMING
Voedselmaatskappye fokus vandag soos ander vervaardigingsondernemings nie net op die betroubaarheid en kwaliteit van die voedselverwerkingstoerusting nie, maar ook op verskeie dienste wat die verskaffer van die verwerkingstoerusting kan lewer. Afgesien van die doeltreffende verwerkingslyne wat ons lewer, kan ons 'n vennoot wees vanaf die aanvanklike idee of projekstadium tot die finale ingebruiknemingsfase, om nie die belangrike na-markdiens te vergeet nie.
Shiputec het meer as 20 jaar ondervinding vir die voedselverwerkings- en verpakkingsbedryf.
INLEIDING TOT ONS TEGNOLOGIE
VISIE EN VERBINTENIS
Shiputec-segment ontwerp, vervaardig en bemark proses-ingenieurswese en outomatiseringsoplossings vir die suiwel-, voedsel-, drank-, mariene-, farmaseutiese en persoonlike sorgbedrywe deur sy wêreldwye bedrywighede.
Ons is daartoe verbind om ons kliënte regoor die wêreld te help om die werkverrigting en winsgewendheid van hul vervaardigingsaanleg en -prosesse te verbeter. Ons bereik dit deur 'n wye reeks produkte en oplossings aan te bied van gemanipuleerde komponente tot die ontwerp van volledige prosesaanlegte, ondersteun deur wêreldleidende toepassings en ontwikkelingskundigheid.
Ons gaan voort om ons kliënte te help om die werkverrigting en winsgewendheid van hul aanleg regdeur sy dienslewe te optimaliseer met ondersteuningsdienste wat by hul individuele behoeftes aangepas is deur 'n gekoördineerde kliëntediens en onderdele-netwerk.
KLIËNTEFOKUS
Shiputec ontwikkel, vervaardig en installeer moderne, hoogs doeltreffende en betroubare verwerkingslyne vir die voedselbedryf. Vir die vervaardiging van gekristalliseerde vetprodukte soos margarien, botter, smere en bakvet bied Shiputec oplossings wat ook proseslyne vir geëmulgeerde voedselprodukte soos mayonnaise, souse en dressings bevat.
MARGARINE PRODUKSIE
Margarien en verwante produkte bevat 'n waterfase en 'n vetfase en kan dus gekenmerk word as water-in-olie (W/O) emulsies waarin die waterfase fyn versprei is as druppels in die aaneenlopende vetfase. Afhangende van die toediening van die produk, word die samestelling van die vetfase en die vervaardigingsproses dienooreenkomstig gekies.
Afgesien van die kristallisasietoerusting, sal 'n moderne vervaardigingsfasiliteit vir margarien en verwante produkte tipies verskeie tenks vir olieberging sowel as vir emulgator, waterfase en emulsievoorbereiding insluit; die grootte en aantal tenks word bereken op grond van kapasiteit van die aanleg en produkportefeulje. Die fasiliteit sluit ook 'n pasteurisasie-eenheid en 'n hersmeltfasiliteit in. Die vervaardigingsproses kan dus oor die algemeen in die volgende subprosesse verdeel word (sien asseblief diagram 1):
VOORBEREIDING VAN DIE WATERFASE EN DIE VETFASE (SONE 1)
Die waterfase word dikwels bondelgewys in die waterfasetenk voorberei. Die water moet van goeie drinkgehalte wees. Indien drinkkwaliteit water nie gewaarborg kan word nie, kan die water deur middel van bv 'n UV of filterstelsel aan voorafbehandeling onderwerp word.
Afgesien van die water, kan die waterfase bestaan uit sout of pekel, melkproteïene (tafelmargarien en laevetsmeer), suiker (skilferkorsdeeg), stabiliseerders (verminderde en lae vetsmeermiddels), preserveermiddels en wateroplosbare geure.
Die hoofbestanddele in die vetfase, die vetmengsel, bestaan gewoonlik uit 'n mengsel van verskillende vette en olies. Om margarien met die verlangde eienskappe en funksionaliteite te bereik, is die verhouding van vette en olies in die vetmengsel deurslaggewend vir die prestasie van die finale produk.
Die verskillende vette en olies, hetsy as vetmengsel of enkelolies, word gestoor in olieopgaartenks wat tipies buite die produksiefasiliteit geplaas word. Dit word by stabiele bergingstemperatuur bo die smeltpunt van die vet gehou en onder roering om fraksionering van die vet te voorkom en om maklike hantering moontlik te maak.
Afgesien van die vetmengsel, bestaan die vetfase tipies uit geringe vetoplosbare bestanddele soos emulgator, lesitien, geur, kleur en antioksidante. Hierdie klein bestanddele word in die vetmengsel opgelos voordat die waterfase bygevoeg word, dus voor die emulgeringsproses.
EMULSIE VOORBEREIDING ( SONE 2 )
Die emulsie word voorberei deur verskeie olies en vet of vetmengsels na die emulsietenk oor te dra. Gewoonlik word die hoogsmeltende vette of vetmengsels eerste bygevoeg, gevolg deur die laer smeltende vette en die vloeibare olie. Om die voorbereiding van die vetfase te voltooi, word die emulgator en ander olie-oplosbare klein bestanddele by die vetmengsel gevoeg. Wanneer al die bestanddele vir die vetfase behoorlik gemeng is, word die waterfase bygevoeg en die emulsie word onder intensiewe maar beheerde vermenging geskep.
Verskillende stelsels kan gebruik word om die verskillende bestanddele vir die emulsie te meet, waarvan twee groepsgewys werk:
Vloeimeterstelsel
Weegtenkstelsel
'n Kontinue inlyn-emulsifikasiestelsel is 'n minder voorkeur maar gebruikte oplossing in bv. hoë kapasiteit lyne waar beperkte spasie vir emulsie tenks beskikbaar is. Hierdie stelsel gebruik doseerpompe en massavloeimeters om die verhouding van die bygevoegde fases in 'n klein emulsietenk te beheer.
Die bogenoemde stelsels kan almal ten volle outomaties beheer word. Sommige ouer aanlegte het egter steeds met die hand beheerde emulsievoorbereidingstelsels, maar dit is arbeidsveel en word nie aanbeveel om vandag te installeer nie as gevolg van die streng naspeurbaarheidsreëls.
Die vloeimeterstelsel is gebaseer op bondelgewyse emulsievoorbereiding waarin die verskillende fases en bestanddele deur massavloeimeters gemeet word wanneer dit van die verskillende fasevoorbereidingstenks na die emulsietenk oorgeplaas word. Die akkuraatheid van hierdie stelsel is +/-0.3%. Hierdie stelsel word gekenmerk deur sy ongevoeligheid vir invloede van buite soos vibrasies en vuilheid.
Die weegtenkstelsel is soos die vloeimeterstelsel wat gebaseer is op bondelgewyse emulsievoorbereiding. Hier word die hoeveelhede bestanddele en fases direk by die emulsietenk gevoeg wat op laaiselle gemonteer is wat die hoeveelhede wat by die tenk gevoeg word beheer.
Tipies word 'n tweetenksisteem gebruik om die emulsie voor te berei om die kristallisasielyn deurlopend te laat loop. Elke tenk werk as 'n voorbereidings- en buffertenk (emulsietenk), dus sal die kristallisasielyn vanaf een tenk gevoer word terwyl 'n nuwe bondel in die ander en omgekeerd voorberei sal word. Dit word die flip-flop-stelsel genoem.
'n Oplossing waar die emulsie in een tenk voorberei word en wanneer dit gereed is na 'n buffertenk oorgedra word van waar die kristallisasielyn gevoer word, is ook 'n opsie. Hierdie stelsel word die voormengsel/bufferstelsel genoem.
PASTEURISASIE ( SONE 3 )
Vanuit die buffertenk word die emulsie normaalweg deurlopend gepomp deur óf 'n plaathitteruiler (PHE) óf 'n laedruk gekrapte oppervlak hitteruiler (SSHE), of hoëdruk SSHE vir pasteurisasie voordat dit die kristallisasielyn binnegaan.
Vir volvet produkte word 'n PHE tipies gebruik. Vir laervet weergawes waar verwag word dat die emulsie 'n relatief hoë viskositeit sal vertoon en vir hittegevoelige emulsies (bv. emulsies met 'n hoë proteïeninhoud) word die SPX-stelsel as 'n laedrukoplossing of die SPX-PLUS as 'n hoëdrukoplossing aanbeveel.
Die pasteurisasieproses het verskeie voordele. Dit verseker inhibisie van bakteriese groei en groei van ander mikro-organismes, en verbeter dus die mikrobiologiese stabiliteit van die emulsie. Pasteurisasie van slegs die waterfase is 'n moontlikheid, maar pasteurisasie van die volledige emulsie word verkies aangesien die pasteurisasieproses van die emulsie die verblyftyd vanaf gepasteuriseerde produk tot vul of verpakking van finale produk sal minimaliseer. Die produk word ook in 'n inlyn-proses van pasteurisasie tot vulling of verpakking van die finale produk behandel en pasteurisasie van enige herbewerkingsmateriaal word verseker wanneer die volledige emulsie gepasteuriseer is.
Daarbenewens verseker pasteurisasie van die volledige emulsie dat die emulsie teen 'n konstante temperatuur na die kristallisasielyn gevoer word wat konstante verwerkingsparameters, produktemperature en produktekstuur bereik. Daarbenewens word die voorkoms van voorafgekristalliseerde emulsie wat na die kristallisasietoerusting gevoer word voorkom wanneer die emulsie behoorlik gepasteuriseer en na die hoëdrukpomp gevoer word by 'n temperatuur 5-10°C hoër as die smeltpunt van die vetfase.
'n Tipiese pasteurisasieproses sal na voorbereiding van die emulsie by 45-55°C 'n verhitting- en houvolgorde van die emulsie by 75-85°C vir 16 sek. insluit. en vervolgens 'n verkoelingsproses tot 'n temperatuur van 45-55°C. Die eindtemperatuur hang af van die smeltpunt van die vetfase: hoe hoër die smeltpunt, hoe hoër is die temperatuur.
VERKOEL, KRISTALISASIE EN KNEI (SONE 4)
Die emulsie word deur middel van 'n hoëdruk suierpomp (HPP) na die kristallisasielyn gepomp. Die kristallisasielyn vir die vervaardiging van margarien en verwante produkte bestaan tipies uit 'n hoëdruk SSHE wat deur ammoniak of Freon tipe koelmedia afgekoel word. Penrotormasjien(e) en/of intermediêre kristalliseerders word dikwels by die lyn ingesluit om ekstra knie-intensiteit en tyd vir die vervaardiging van plastiekprodukte by te voeg. 'n Rusbuis is die laaste stap van die kristallisasielyn en word slegs ingesluit as die produk verpak is.
Die hart van die kristallisasie lyn is die hoë druk SSHE, wat die warm emulsie is super-verkoel en gekristalliseer op die binneste oppervlak van die verkoeling buis. Die emulsie word doeltreffend deur die roterende skrapers afgeskraap, dus word die emulsie verkoel en gelyktydig geknie. Wanneer die vet in die emulsie kristalliseer, vorm die vetkristalle 'n driedimensionele netwerk wat die waterdruppels en die vloeibare olie vasvang, wat lei tot produkte met eienskappe van plastiese halfvaste aard.
Afhangende van die tipe produk wat vervaardig gaan word en die tipe vette wat vir die spesifieke produk gebruik word, kan die konfigurasie van die kristallisasielyn (dws die volgorde van die verkoelingsbuise en die penrotormasjiene) aangepas word om die optimale konfigurasie vir die spesifieke produk.
Aangesien die kristallisasielyn gewoonlik meer as een spesifieke vetproduk vervaardig, bestaan die SSHE dikwels uit twee of meer verkoelingsafdelings of verkoelingsbuise om aan die vereistes vir 'n buigsame kristallisasielyn te voldoen. Wanneer verskillende gekristalliseerde vetprodukte van verskillende vetmengsels geproduseer word, is buigsaamheid nodig, aangesien die kristallisasie-eienskappe van die mengsels van een versnit tot 'n ander kan verskil.
Die kristallisasieproses, die verwerkingstoestande en die verwerkingsparameters het 'n groot invloed op die eienskappe van die finale margarien en smeerprodukte. Wanneer 'n kristallisasielyn ontwerp word, is dit belangrik om die eienskappe van die produkte wat beplan word om op die lyn vervaardig te word, te identifiseer. Om die belegging vir die toekoms te verseker, is buigsaamheid van die lyn sowel as individueel beheerbare verwerkingsparameters nodig, aangesien die reeks produkte van belang kan verander met tyd sowel as grondstowwe.
Die kapasiteit van die lyn word bepaal deur die beskikbare verkoelingsoppervlakte van die SSHE. Verskillende grootte masjiene is beskikbaar wat wissel van lae tot hoë kapasiteit lyne. Verskeie grade van buigsaamheid is ook beskikbaar van enkelbuistoerusting tot veelvuldige buislyne, dus hoogs buigsame verwerkingslyne.
Nadat die produk in die SSHE verkoel is, gaan dit die penrotormasjien en/of tussenkristalliseerders binne waarin dit vir 'n sekere tydperk en met 'n sekere intensiteit geknie word om die bevordering van die driedimensionele netwerk te help, wat op die makroskopiese vlak is die plastiese struktuur. As die produk bedoel is om as 'n toegedraaide produk versprei te word, sal dit weer die SSHE binnegaan voordat dit in die rustende buis gaan lê voordat dit toegedraai word. As die produk in koppies gevul word, is geen rusbuis by die kristallisasielyn ingesluit nie.
VERPAK, VUL EN HERSMEL (SONE 5)
Verskeie verpakkings- en vulmasjiene is op die mark beskikbaar en sal nie in hierdie artikel beskryf word nie. Die konsekwentheid van die produk verskil egter baie as dit vervaardig word om verpak of gevul te word. Dit is duidelik dat 'n verpakte produk 'n stewiger tekstuur as 'n gevulde produk moet vertoon en indien hierdie tekstuur nie optimaal is nie, sal die produk na die hersmeltstelsel herlei word, gesmelt en by die buffertenk gevoeg word vir herverwerking. Verskillende hersmeltstelsels is beskikbaar, maar die mees gebruikte stelsels is PHE of laedruk SSHE.
OUTOMASIE
Margarien, soos ander voedselprodukte, word vandag in baie fabrieke volgens streng naspeurbaarheidsprosedures vervaardig. Hierdie prosedures wat tipies die bestanddele, die produksie en die finale produk dek, lei nie net tot 'n verbeterde voedselveiligheid nie, maar ook in 'n konstante voedselkwaliteit. Naspeurbaarheidseise kan in die beheerstelsel van die fabriek geïmplementeer word en Shiputec-beheerstelsel is ontwerp om belangrike toestande en parameters rakende die volledige vervaardigingsproses te beheer, aan te teken en te dokumenteer.
Die beheerstelsel is toegerus met wagwoordbeskerming en beskik oor historiese dataregistrasie van alle parameters betrokke by die margarienverwerkingslyn van resepinligting tot finale produkevaluering. Die dataregistrasie sluit in die kapasiteit en uitset van die hoëdrukpomp (l/uur en terugdruk), produktemperature (insluitend pasteurisasieproses) tydens kristallisasie, verkoelingstemperature (of koelmediadrukke) van die SSHE, spoed van die SSHE en die penrotormasjiene sowel as vrag motors wat die hoëdrukpomp, die SSHE en die penrotormasjiene bestuur.
Beheerstelsel
Tydens verwerking sal alarms aan die operateur gestuur word indien die verwerkingsparameters vir die spesifieke produk buite perke is; dit word in die resepredigeerder gestel voor produksie. Hierdie alarms moet met die hand erken word en aksies volgens prosedures moet geneem word. Alle alarms word in 'n historiese alarmstelsel gestoor vir latere besigtiging. Wanneer die produk die produksielyn in 'n toepaslik verpakte of gevulde vorm verlaat, is dit afgesien van die produknaam wat tipies gemerk is met 'n datum, tyd en bondelidentifikasienommer vir latere opsporing. Die volledige geskiedenis van al die produksiestappe betrokke by die vervaardigingsproses word dus geliasseer vir die veiligheid van die produsent en die eindgebruiker, die verbruiker.
CIP
CIP-skoonmaakaanlegte (CIP = cleaning in place) is ook deel van 'n moderne margarienfasiliteit aangesien margarienproduksieaanlegte op 'n gereelde basis skoongemaak moet word. Vir tradisionele margarienprodukte is een keer per week 'n normale skoonmaakinterval. Vir sensitiewe produkte soos lae vet (hoë waterinhoud) en/of hoë proteïenbevattende produkte, word korter intervalle tussen die CIP egter aanbeveel.
In beginsel word twee CIP-stelsels gebruik: CIP-aanlegte wat die skoonmaakmiddels slegs een keer gebruik of die aanbevole CIP-aanlegte wat via 'n bufferoplossing van die skoonmaakmedia werk waar media soos loog, suur en/of ontsmettingsmiddels na die individuele CIP terugbesorg word. opgaartenks na gebruik. Laasgenoemde proses word verkies aangesien dit 'n omgewingsvriendelike oplossing verteenwoordig en dit 'n ekonomiese oplossing is ten opsigte van verbruik van skoonmaakmiddels en hiermee die koste daarvan.
Indien verskeie produksielyne in een fabriek geïnstalleer word, is dit moontlik om parallelle skoonmaakbane of CIP-satellietstelsels op te stel. Dit lei tot 'n aansienlike vermindering in skoonmaaktyd en energieverbruik. Die parameters van die CIP-proses word outomaties beheer en aangeteken vir latere spoor in die beheerstelsel.
SLOTOPMERKINGS
Wanneer margarien en verwante produkte vervaardig word, is dit belangrik om in gedagte te hou dat dit nie net die bestanddele soos die olies en vette wat gebruik word of die resep van die produk is wat die kwaliteit van die finale produk bepaal nie, maar ook die konfigurasie van die plant, die verwerkingsparameters en die toestand van die aanleg. As die lyn of die toerusting nie goed onderhou word nie, is daar 'n risiko dat die lyn nie doeltreffend werk nie. Daarom is 'n goed funksionerende aanleg 'n moet om produkte van hoë gehalte te produseer, maar die keuse van vetmengsel met eienskappe wat ooreenstem met die finale toediening van die produk is ook belangrik asook 'n korrekte konfigurasie en keuse van verwerkingsparameters van die aanleg. Laastens, maar nie die minste nie, moet die finale produk temperatuurbehandel word volgens finale gebruik.
Postyd: 19 Desember 2023