Margarienproduksietegnologie

UITVOERENDE OPSOMMING

Voedselmaatskappye is vandag soos ander vervaardigingsondernemings wat nie net fokus op die betroubaarheid en gehalte 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 van die aanvanklike idee- of projekstadium tot die finale inbedryfstellingsfase, om nie die belangrike na-markdiens te vergeet nie.

Shiputec het meer as 20 jaar ondervinding in die voedselverwerkings- en verpakkingsbedryf.

INLEIDING TOT ONS TEGNOLOGIE

VISIE EN TOEWYDING

Die Shiputec-segment ontwerp, vervaardig en bemark prosesingenieurswese- 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 prestasie en winsgewendheid van hul vervaardigingsaanlegte en -prosesse te verbeter. Ons bereik dit deur 'n wye reeks produkte en oplossings aan te bied, van ontwerpte komponente tot die ontwerp van volledige prosesaanlegte, ondersteun deur wêreldleidende toepassings en ontwikkelingskundigheid.

Ons help ons kliënte steeds om die werkverrigting en winsgewendheid van hul aanleg dwarsdeur sy lewensduur te optimaliseer met ondersteuningsdienste wat op hul individuele behoeftes afgestem is deur middel van 'n gekoördineerde kliëntediens- en onderdelenetwerk.

KLANTFOKUS

Shiputec ontwikkel, vervaardig en installeer moderne, hoogs doeltreffende en betroubare verwerkingslyne vir die voedselindustrie. Vir die produksie van gekristalliseerde vetprodukte soos margarien, botter, smeermiddels en verkortingsmiddels bied Shiputec oplossings wat ook verwerkingslyne vir geëmulgeerde voedselprodukte soos mayonnaise, souse en slaaisouse insluit.

MARGARIENPRODUKSIE

Margarien en verwante produkte bevat 'n waterfase en 'n vetfase en kan dus gekarakteriseer word as water-in-olie (W/O) emulsies waarin die waterfase fyn versprei is as druppels in die kontinue vetfase. Afhangende van die toepassing 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 die kapasiteit van die aanleg en produkportefeulje. Die fasiliteit sluit ook 'n pasteurisasie-eenheid en 'n hersmeltfasiliteit in. Dus kan die vervaardigingsproses oor die algemeen in die volgende subprosesse verdeel word (sien diagram 1):

VOORBEREIDING VAN DIE WATERFASE EN DIE VETFASE (SONE 1)

Die waterfase word dikwels groepgewys in die waterfasetenk voorberei. Die water moet van goeie drinkgehalte wees. Indien drinkwatergehalte nie gewaarborg kan word nie, kan die water aan voorbehandeling onderwerp word deur middel van bv. 'n UV- of filterstelsel.

Afgesien van die water, kan die waterfase bestaan ​​uit sout of pekelwater, melkproteïene (tafelmargarien en laevet-smeermiddels), suiker (blaardeeg), stabiliseerders (verminderde en laevet-smeermiddels), preserveermiddels en wateroplosbare geurmiddels.

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 verkry, 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 vetmengsels of enkelolies, word in olietenks gestoor wat tipies buite die produksiefasiliteit geplaas word. Hierdie word by 'n stabiele bergingstemperatuur bo die smeltpunt van die vet en onder roering gehou om fraksionering van die vet te vermy en maklike hantering moontlik te maak.

Afgesien van die vetmengsel, bestaan ​​die vetfase tipies uit klein 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 emulsifiseringsproses.

EMULSIEVOORBEREIDING (SONE 2)

 Diagram 1:

1. Voorbereiding van die waterfase en die vetfase (sone 1),

2. Emulsievoorbereiding (sone 2),

3. Pasteurisering (sone 3),

4. Verkoelings-, kristallisasie- en kniesone (sone 4),

5. Verpakking en hersmelting (sone 5)

Die emulsie word voorberei deur verskeie olies en vette of vetmengsels na die emulsietenk oor te dra. Gewoonlik word die hoogsmeltende vette of vetmengsels eers bygevoeg, gevolg deur die laersmeltende 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 vir die afmeting van die verskillende bestanddele vir die emulsie, waarvan twee bondelgewys werk:

1. Vloeimeterstelsel
2. Weegtankstelsel

'n Deurlopende inlyn-emulsifiseringstelsel is 'n minder gewilde, maar gebruikte oplossing in bv. hoëkapasiteitslyne waar beperkte ruimte vir emulsietenks 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 handmatig beheerde emulsievoorbereidingstelsels, maar hierdie is arbeidsintensief en word nie vandag aanbeveel om 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 oorgedra word. Die akkuraatheid van hierdie stelsel is +/-0.3%. Hierdie stelsel word gekenmerk deur sy ongevoeligheid vir eksterne invloede soos vibrasies en vuiligheid.

Die weegtenkstelsel is soos die vloeimeterstelsel gebaseer op bondelgewyse emulsievoorbereiding. Hier word die hoeveelhede bestanddele en fases direk by die emulsietenk gevoeg, wat op lasselle gemonteer is wat die hoeveelhede wat by die tenk gevoeg word, beheer.

Tipies word 'n tweetenkstelsel gebruik vir die voorbereiding van die emulsie om die kristallisasielyn voortdurend te kan laat loop. Elke tenk werk as 'n voorbereidings- en buffertenk (emulsietenk), dus sal die kristallisasielyn vanuit een tenk gevoer word terwyl 'n nuwe bondel in die ander voorberei word en andersom. 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 vanwaar die kristallisasielyn gevoer word, is ook 'n opsie. Hierdie stelsel word die voormeng-/bufferstelsel genoem.

PASTEURISASIE (SONE 3)

Vanuit die buffertenk word die emulsie normaalweg voortdurend deur 'n plaathittewisselaar (PHE) of 'n laedruk-geskraapte oppervlakhittewisselaar (SSHE), of hoëdruk-SSHE, gepomp vir pasteurisasie voordat dit die kristallisasielyn binnegaan.

Vir volvetprodukte word 'n PHE tipies gebruik. Vir laervetweergawes waar die emulsie na verwagting '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 bakteriële groei en die groei van ander mikroörganismes, wat die mikrobiologiese stabiliteit van die emulsie verbeter. Pasteurisasie van slegs die waterfase is 'n moontlikheid, maar pasteurisasie van die volledige emulsie word verkies aangesien die pasteurisasieproses van die emulsie die verblyftyd van gepasteuriseerde produk tot vulling of verpakking van die finale produk sal verminder. Die produk word ook in 'n inlynproses behandel van pasteurisasie tot vulling of verpakking van die finale produk, en pasteurisasie van enige herbewerkingsmateriaal word verseker wanneer die volledige emulsie gepasteuriseer word.

Daarbenewens verseker pasteurisering 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 voorgekristalliseerde emulsie wat na die kristallisasietoerusting gevoer word, voorkom wanneer die emulsie behoorlik gepasteuriseer word en na die hoëdrukpomp gevoer word teen '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 verhittings- en houvolgorde van die emulsie by 75-85°C vir 16 sekondes insluit, en daarna 'n afkoelproses tot 'n temperatuur van 45-55°C. Die eindtemperatuur hang af van die smeltpunt van die vetfase: hoe hoër die smeltpunt, hoe hoër die temperatuur.

VERKOELING, KRISTALLISASIE EN KNIE (SONE 4)

 Die emulsie word na die kristallisasielyn gepomp deur middel van 'n hoëdruk-suierpomp (HPP). Die kristallisasielyn vir die produksie van margarien en verwante produkte bestaan ​​tipies uit 'n hoëdruk-SSHE wat afgekoel word deur ammoniak- of Freon-tipe verkoelingsmedia. Penrotormasjien(e) en/of intermediêre kristalliseerders word dikwels in die lyn ingesluit om ekstra knie-intensiteit en tyd vir die produksie 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 kristallisasielyn is die hoëdruk-SSHE, waardeur die warm emulsie superverkoel en op die binneste oppervlak van die verkoelingsbuis gekristalliseer word. Die emulsie word doeltreffend afgeskraap deur die roterende skrapers, dus word die emulsie gelyktydig verkoel en 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 semi-vaste aard.

Afhangende van die tipe produk wat vervaardig moet word en die tipe vette wat vir die spesifieke produk gebruik word, kan die konfigurasie van die kristallisasielyn (d.w.s. die volgorde van die verkoelbuise en die penrotormasjiene) aangepas word om die optimale konfigurasie vir die spesifieke produk te bied.

Aangesien die kristallisasielyn gewoonlik meer as een spesifieke vetproduk vervaardig, bestaan ​​die SSHE dikwels uit twee of meer verkoelingsafdelings of verkoelbuise om aan die vereistes vir 'n buigsame kristallisasielyn te voldoen. Wanneer verskillende gekristalliseerde vetprodukte van verskillende vetmengsels vervaardig word, is buigsaamheid nodig, aangesien die kristallisasie-eienskappe van die mengsels van een mengsel 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 met verloop van tyd sowel as grondstowwe kan verander.

Die kapasiteit van die lyn word bepaal deur die verkoelingsoppervlak wat beskikbaar is vir die SSHE. Masjiene van verskillende groottes is beskikbaar, wat wissel van lae- tot hoëkapasiteitslyne. Ook verskillende grade van buigsaamheid is beskikbaar, van enkelbuistoerusting tot veelvuldige buislyne, dus hoogs buigsame verwerkingslyne.

Nadat die produk in die SSHE afgekoel is, gaan dit die penrotormasjien en/of intermediêre kristalliseerders binne waarin dit vir 'n sekere tydperk en met 'n sekere intensiteit geknie word om die bevordering van die driedimensionele netwerk te bevorder, wat op makroskopiese vlak die plastiese struktuur is. As die produk bedoel is om as 'n toegedraaide produk versprei te word, sal dit weer die SSHE binnegaan voordat dit in die rusbuis sak voor toedraai. As die produk in koppies gevul word, word geen rusbuis in die kristallisasielyn ingesluit nie.

VERPAKKING, VUL EN HERSMELTING (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 is egter baie anders as dit vervaardig word om verpak of gevul te word. Dit is duidelik dat 'n verpakte produk 'n stewiger tekstuur moet vertoon as 'n gevulde produk en as 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.

OUTOMATISASIE

 Margarien, soos ander voedselprodukte, word vandag in baie fabrieke onder streng naspeurbaarheidsprosedures vervaardig. Hierdie prosedures wat tipies die bestanddele, die produksie en die finale produk dek, lei nie net tot verbeterde voedselveiligheid nie, maar ook tot 'n konstante voedselgehalte. Naspeurbaarheidsvereistes kan in die beheerstelsel van die fabriek geïmplementeer word en die Shiputec-beheerstelsel is ontwerp om belangrike toestande en parameters rakende die volledige vervaardigingsproses te beheer, op te teken en te dokumenteer.

Die beheerstelsel is toegerus met wagwoordbeskerming en beskik oor historiese data-opname van alle parameters betrokke by die margarienverwerkingslyn, van resepinligting tot finale produk-evaluering. Die data-opname sluit die kapasiteit en uitset van die hoëdrukpomp (l/uur en teendruk), produktemperature (insl. pasteurisasieproses) tydens kristallisasie, verkoelingstemperature (of verkoelingsmediadruk) van die SSHE, spoed van die SSHE en die penrotormasjiene, asook die las van motors wat die hoëdrukpomp, die SSHE en die penrotormasjiene aandryf, in.

Beheerstelsel

Tydens verwerking sal alarms na die operateur gestuur word indien die verwerkingsparameters vir die spesifieke produk buite perke is; hierdie word voor produksie in die resepredigeerder ingestel. Hierdie alarms moet handmatig 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 geskikte verpakte of gevulde vorm verlaat, word dit, afgesien van die produknaam, tipies gemerk met 'n datum, tyd en bondelidentifikasienommer vir latere dophou. Die volledige geskiedenis van al die produksiestappe wat by die vervaardigingsproses betrokke is, 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 gereeld skoongemaak moet word. Vir tradisionele margarienprodukte is een keer per week 'n normale skoonmaakinterval. Vir sensitiewe produkte soos laevet- (hoë waterinhoud) en/of hoë proteïenbevattende produkte word korter tussenposes tussen die CIP's egter aanbeveel.

In beginsel word twee CIP-stelsels gebruik: CIP-aanlegte wat die skoonmaakmedia slegs een keer gebruik, of die aanbevole CIP-aanlegte wat werk via 'n bufferoplossing van die skoonmaakmedia waar media soos loog, suur en/of ontsmettingsmiddels na gebruik na die individuele CIP-opgaartenks teruggevoer word. Laasgenoemde proses word verkies aangesien dit 'n omgewingsvriendelike oplossing verteenwoordig en 'n ekonomiese oplossing is met betrekking tot die verbruik van skoonmaakmiddels en dus die koste daarvan.

Indien verskeie produksielyne in een fabriek geïnstalleer is, is dit moontlik om parallelle skoonmaakbane of CIP-satellietstelsels op te stel. Dit lei tot 'n beduidende vermindering in skoonmaaktyd en energieverbruik. Die parameters van die CIP-proses word outomaties beheer en aangeteken vir latere naspeuring in die beheerstelsel.

LAATSTE OPMERKINGS

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 aanleg, 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 presteer nie. Om produkte van hoë gehalte te produseer, is 'n goed funksionerende aanleg dus 'n moet, maar die keuse van 'n vetmengsel met eienskappe wat ooreenstem met die finale toepassing van die produk is ook belangrik, sowel as 'n korrekte konfigurasie en keuse van verwerkingsparameters van die aanleg. Laastens, maar nie die minste nie, moet die finale produk temperatuurbehandel word volgens die finale gebruik.