Tehnologija proizvodnje margarina

Tehnologija proizvodnje margarina

IZVRŠNI SAŽETAK

Prehrambene kompanije danas su kao i druge proizvodne kompanije koje se ne fokusiraju samo na pouzdanost i kvalitet opreme za preradu hrane, već i na različite usluge koje dobavljač opreme za preradu može isporučiti. Osim efikasnih linija za obradu koje isporučujemo, možemo biti partner od početne ideje ili faze projekta do završne faze puštanja u rad, a da ne zaboravimo važnu uslugu nakon prodaje.

Shiputec ima više od 20 godina iskustva u industriji prerade hrane i ambalaže.

UVOD U NAŠU TEHNOLOGIJU

VIZIJA I PREDANOST

Shiputec segment dizajnira, proizvodi i plasira rješenja za procesni inženjering i automatizaciju za mliječnu, prehrambenu, industriju pića, pomorsku, farmaceutsku i osobnu industriju kroz svoje globalne operacije.

Posvećeni smo pomaganju našim klijentima širom svijeta da poboljšaju performanse i profitabilnost svojih proizvodnih pogona i procesa. To postižemo ponudom širokog spektra proizvoda i rješenja od projektiranih komponenti do dizajna kompletnih procesnih postrojenja uz podršku vodećih svjetskih aplikacija i razvojne ekspertize.

Nastavljamo da pomažemo našim klijentima da optimizuju performanse i profitabilnost svoje fabrike tokom njenog radnog veka uz usluge podrške prilagođene njihovim individualnim potrebama kroz koordiniranu službu za korisnike i mrežu rezervnih delova.

CUSTOMER FOCUS

Shiputec razvija, proizvodi i instalira moderne, visoko efikasne i pouzdane preradne linije za prehrambenu industriju. Za proizvodnju kristaliziranih masnih proizvoda kao što su margarin, puter, namazi i šortentini Shiputec nudi rješenja koja također uključuju procesne linije za emulgirane prehrambene proizvode kao što su majonez, umaci i prelivi.

PROIZVODNJA MARGARINA

Margarin i srodni proizvodi sadrže vodenu fazu i masnu fazu i stoga se mogu okarakterizirati kao emulzije vode u ulju (W/O) u kojima je vodena faza fino dispergirana kao kapljice u kontinuiranoj masnoj fazi. Ovisno o primjeni proizvoda, prema tome se bira sastav masne faze i proces proizvodnje.

Osim opreme za kristalizaciju, moderan proizvodni pogon za margarin i srodne proizvode obično će uključivati ​​različite rezervoare za skladištenje ulja, kao i za emulgator, vodenu fazu i pripremu emulzije; veličina i broj rezervoara se izračunavaju na osnovu kapaciteta postrojenja i portfelja proizvoda. Postrojenje takođe uključuje jedinicu za pasterizaciju i postrojenje za pretapanje. Stoga se proizvodni proces općenito može podijeliti na sljedeće podprocese (pogledajte dijagram 1):

PRIPREMA FAZE E VODE I MASNE FAZE (ZONA 1)

Vodena faza se često priprema serijama u rezervoaru vodene faze. Voda treba da bude dobrog kvaliteta za piće. Ako se ne može garantovati kvalitet vode za piće, voda se može podvrgnuti prethodnom tretmanu pomoću npr. UV ili filterskog sistema.

Osim vode, vodena faza se može sastojati od soli ili salamure, mliječnih proteina (stoni margarin i namazi sa niskim sadržajem masti), šećera (lisnato tijesto), stabilizatora (smanjenih i nemasnih namaza), konzervansa i aroma rastvorljivih u vodi.

Glavni sastojci u masnoj fazi, mješavina masti, obično se sastoje od mješavine različitih masti i ulja. Da bi se margarin postigao željenih karakteristika i funkcionalnosti, omjer masti i ulja u masnoj mješavini je presudan za učinak konačnog proizvoda.

Različite masti i ulja, bilo kao mešavina masti ili pojedinačna ulja, skladište se u rezervoarima za skladištenje ulja koji se obično postavljaju izvan proizvodnog pogona. Oni se čuvaju na stabilnoj temperaturi skladištenja iznad tačke topljenja masti i uz miješanje kako bi se izbjeglo frakcioniranje masti i omogućilo jednostavno rukovanje.

Osim mješavine masti, masna faza se obično sastoji od manjih sastojaka topivih u mastima kao što su emulgator, lecitin, aroma, boja i antioksidansi. Ovi manji sastojci se rastvaraju u mješavini masti prije dodavanja vodene faze, dakle prije procesa emulgiranja.

PRIPREMA EMULZIJE (ZONA 2)

Emulzija se priprema prenošenjem različitih ulja i masti ili mješavine masti u spremnik za emulziju. Obično se prvo dodaju masti ili mješavine masnoća visokog topljenja, a zatim masnoće nižeg topljenja i tečno ulje. Da bi se završila priprema masne faze, emulgator i drugi manji sastojci rastvorljivi u ulju dodaju se u masnu mešavinu. Kada su svi sastojci za masnu fazu pravilno izmiješani, dodaje se vodena faza i stvara se emulzija uz intenzivno, ali kontrolirano miješanje.

Za doziranje različitih sastojaka za emulziju od kojih dva rade u serijama mogu se koristiti različiti sistemi:

Sistem mjerača protoka

Sistem rezervoara za vaganje

Kontinuirani linijski sistem za emulziju je manje poželjno, ali korišćeno rešenje u npr. linijama visokog kapaciteta gde je dostupan ograničen prostor za rezervoare za emulziju. Ovaj sistem koristi dozirne pumpe i mjerače masenog protoka za kontrolu omjera dodatih faza u mali spremnik za emulziju.

Svi gore navedeni sistemi mogu se kontrolisati potpuno automatski. Međutim, neka starija postrojenja još uvijek imaju ručno kontrolirane sisteme za pripremu emulzije, ali oni su zahtjevni za rad i danas se ne preporučuju zbog strogih pravila sljedivosti.

Sistem mjerača protoka je baziran na šaržnoj pripremi emulzije u kojoj se različite faze i sastojci mjere mjeračima masenog protoka kada se prenose iz različitih rezervoara za pripremu faza u rezervoar za emulziju. Tačnost ovog sistema je +/-0,3%. Ovaj sistem karakteriše njegova neosjetljivost na vanjske utjecaje poput vibracija i prljavštine.

Sistem rezervoara za vaganje je kao sistem merača protoka koji se zasniva na šaržnoj pripremi emulzije. Ovdje se količine sastojaka i faza dodaju direktno u spremnik za emulziju koji je montiran na ćelije za opterećenje kontrolirajući količine dodane u spremnik.

Tipično, sistem sa dva rezervoara se koristi za pripremu emulzije kako bi se mogla kontinuirano pokrenuti linija za kristalizaciju. Svaki rezervoar radi kao pripremni i pufer rezervoar (rezervoar za emulziju), tako da će se linija za kristalizaciju napajati iz jednog rezervoara dok će se u drugom pripremati nova serija i obrnuto. Ovo se zove flip-flop sistem.

Opcija je i rješenje gdje se emulzija priprema u jednom rezervoaru i kada je spremna prebacuje se u pufer rezervoar odakle se dovodi kristalizacioni vod. Ovaj sistem se naziva premiks/bufer sistem.

PASTERIZACIJA ( ZONA 3 )

Iz pufer rezervoara emulzija se normalno kontinuirano pumpa kroz pločasti izmjenjivač topline (PHE) ili površinski izmjenjivač topline niskog tlaka (SSHE), ili SSHE visokog tlaka za pasterizaciju prije ulaska u liniju kristalizacije.

Za punomasne proizvode se obično koristi PHE. Za verzije sa niskim sadržajem masti u kojima se očekuje da će emulzija pokazati relativno visok viskozitet i za emulzije osjetljive na toplinu (npr. emulzije s visokim sadržajem proteina) preporučuje se SPX sistem kao rastvor niskog pritiska ili SPX-PLUS kao rastvor visokog pritiska.

Proces pasterizacije ima nekoliko prednosti. Osigurava inhibiciju rasta bakterija i rasta drugih mikroorganizama, čime se poboljšava mikrobiološka stabilnost emulzije. Pasterizacija samo vodene faze je moguća, ali se preferira pasterizacija kompletne emulzije jer će proces pasterizacije emulzije minimalno smanjiti vrijeme zadržavanja od pasteriziranog proizvoda do punjenja ili pakiranja finalnog proizvoda. Također, proizvod se obrađuje in-line procesom od pasterizacije do punjenja ili pakovanja finalnog proizvoda, a pasterizacija bilo kojeg materijala za preradu je osigurana kada je kompletna emulzija pasterizirana.

Osim toga, pasterizacija kompletne emulzije osigurava da se emulzija dovodi u liniju kristalizacije na konstantnoj temperaturi postižući konstantne parametre obrade, temperature proizvoda i teksturu proizvoda. Osim toga, spriječava se pojava predkristalizirane emulzije koja se dovodi u opremu za kristalizaciju kada je emulzija pravilno pasterizirana i dovedena u pumpu visokog pritiska na temperaturi 5-10°C višoj od tačke topljenja masne faze.

Tipičan proces pasterizacije će nakon pripreme emulzije na 45-55°C uključivati ​​zagrevanje i držanje emulzije na 75-85°C tokom 16 sekundi. a zatim proces hlađenja na temperaturu od 45-55°C. Krajnja temperatura zavisi od tačke topljenja masne faze: što je viša tačka topljenja, to je viša temperatura.

HLAĐENJE, KRISTALIZACIJA I GJEŠENJE (ZONA 4)

 

Emulzija se pumpa u vod kristalizacije pomoću klipne pumpe visokog pritiska (HPP). Linija za kristalizaciju za proizvodnju margarina i srodnih proizvoda obično se sastoji od SSHE visokog pritiska koji se hladi rashladnim medijem tipa amonijaka ili freona. Mašine sa pin rotorom i/ili međukristalizatori su često uključeni u liniju kako bi se dodao dodatni intenzitet gnječenja i vrijeme za proizvodnju plastičnih proizvoda. Cijev za mirovanje je posljednji korak linije za kristalizaciju i uključena je samo ako je proizvod zapakiran.

Srce linije kristalizacije je SSHE visokog pritiska, koji se topla emulzija super ohladi i kristalizira na unutrašnjoj površini cijevi za hlađenje. Emulzija se efikasno sastruže pomoću rotirajućih strugača, tako da se emulzija istovremeno hladi i gnječi. Kada mast u emulziji kristalizira, kristali masti formiraju trodimenzionalnu mrežu koja zarobljava kapljice vode i tečno ulje, što rezultira proizvodima sa svojstvima plastične polučvrste prirode.

Ovisno o vrsti proizvoda koji se proizvodi i vrsti masti koja se koristi za određeni proizvod, konfiguracija linije za kristalizaciju (tj. redoslijed cijevi za hlađenje i strojeva s rotorom) može se podesiti kako bi se osigurala optimalna konfiguracija za određeni proizvod.

Budući da linija za kristalizaciju obično proizvodi više od jednog specifičnog masnog proizvoda, SSHE se često sastoji od dva ili više rashladnih sekcija ili cijevi za hlađenje kako bi se ispunili zahtjevi za fleksibilnu liniju za kristalizaciju. Prilikom proizvodnje različitih kristaliziranih masnih proizvoda od različitih mješavina masti, potrebna je fleksibilnost jer se karakteristike kristalizacije mješavina mogu razlikovati od jedne mješavine do druge.

Proces kristalizacije, uslovi obrade i parametri obrade imaju veliki uticaj na karakteristike finalnog margarina i proizvoda za namaze. Prilikom dizajniranja linije za kristalizaciju važno je identificirati karakteristike proizvoda koji se planiraju proizvoditi na liniji. Da bi se osigurala investicija za budućnost, neophodna je fleksibilnost linije, kao i individualno kontrolisani parametri obrade, jer se asortiman proizvoda od interesa može mijenjati s vremenom, kao i sirovine.

Kapacitet linije je određen raspoloživom površinom hlađenja SSHE. Dostupne su mašine različitih veličina, od linija niskog do visokog kapaciteta. Dostupni su i različiti stupnjevi fleksibilnosti od opreme s jednom cijevi do više cijevnih linija, dakle vrlo fleksibilne linije za obradu.

Nakon što se proizvod ohladi u SSHE, on ulazi u mašinu sa pin rotorom i/ili međukristalizatore u kojima se gnječi određeno vrijeme i određenim intenzitetom kako bi pomogao promociji trodimenzionalne mreže, koja na makroskopskom nivou je plastična struktura. Ako je proizvod namijenjen za distribuciju kao umotan proizvod, on će ponovo ući u SSHE prije nego što se slegne u cijev za odmor prije umatanja. Ako se proizvod puni u čaše, cijev za mirovanje nije uključena u liniju za kristalizaciju.

PAKOVANJE, PUNJENJE I PRETAPLJENJE ( ZONA 5 )

Na tržištu su dostupne razne mašine za pakovanje i punjenje koje neće biti opisane u ovom članku. Međutim, konzistencija proizvoda je vrlo različita ako se proizvodi za pakovanje ili punjenje. Očigledno je da upakovani proizvod mora imati čvršću teksturu od punjenog proizvoda i ako ta tekstura nije optimalna, proizvod će se preusmjeriti u sistem za pretapanje, rastopiti i dodati u pufer spremnik za ponovnu obradu. Dostupni su različiti sistemi za pretapanje, ali najčešće korišćeni sistemi su PHE ili SSHE niskog pritiska.

AUTOMATIZACIJA

 

Margarin se, kao i ostali prehrambeni proizvodi, u mnogim tvornicama danas proizvodi po strogim procedurama sljedivosti. Ovi postupci koji obično pokrivaju sastojke, proizvodnju i konačni proizvod rezultiraju ne samo povećanom sigurnošću hrane već i konstantnim kvalitetom hrane. Zahtjevi sljedivosti mogu se implementirati u kontrolni sistem fabrike, a Shiputec kontrolni sistem je dizajniran da kontroliše, snima i dokumentuje važne uslove i parametre koji se tiču ​​kompletnog procesa proizvodnje.

Kontrolni sistem je opremljen zaštitom lozinkom i ima historijsku evidenciju podataka svih parametara uključenih u liniju za preradu margarina od informacija o receptu do evaluacije finalnog proizvoda. Evidentiranje podataka uključuje kapacitet i izlaz pumpe visokog pritiska (l/sat i povratni pritisak), temperature proizvoda (uključujući proces pasterizacije) tokom kristalizacije, temperature hlađenja (ili pritisak rashladnog medija) SSHE, brzinu SSHE i mašine sa pin rotorom, kao i opterećenje motora koji pokreću pumpu visokog pritiska, SSHE i mašine sa pin rotorom.

Kontrolni sistem

Tokom obrade, alarmi će biti poslati operateru ako su parametri obrade za određeni proizvod izvan granica; oni se postavljaju u uređivaču recepata prije proizvodnje. Ovi alarmi se moraju ručno potvrditi i preduzeti radnje u skladu sa procedurama. Svi alarmi su pohranjeni u istorijskom alarmnom sistemu za kasniji pregled. Kada proizvod napusti proizvodnu liniju u prikladno upakovanom ili ispunjenom obliku, osim naziva proizvoda obično je označen datumom, vremenom i identifikacionim brojem serije za kasnije praćenje. Kompletna istorija svih proizvodnih koraka uključenih u proizvodni proces se tako čuva radi sigurnosti proizvođača i krajnjeg korisnika, potrošača.

CIP

CIP postrojenja za čišćenje (CIP = čišćenje na mjestu) također su dio modernog postrojenja za proizvodnju margarina budući da pogone za proizvodnju margarina treba redovno čistiti. Za tradicionalne proizvode od margarina jednom tjedno je normalan interval čišćenja. Međutim, za osjetljive proizvode kao što su niske masnoće (visok sadržaj vode) i/ili proizvodi s visokim sadržajem proteina, preporučuju se kraći intervali između CIP-a.

U principu se koriste dva CIP sistema: CIP postrojenja koja koriste medij za čišćenje samo jednom ili preporučena CIP postrojenja koja rade putem puferske otopine medija za čišćenje gdje se mediji kao što su lug, kiselina i/ili dezinficijensi vraćaju u pojedinačni CIP rezervoari za skladištenje nakon upotrebe. Potonji postupak je poželjniji jer predstavlja ekološki prihvatljivo rješenje i ekonomično rješenje u pogledu potrošnje sredstava za čišćenje, a time i cijene istih.

U slučaju da se u jednoj fabrici instalira više proizvodnih linija, moguće je postaviti paralelne staze za čišćenje ili CIP satelitske sisteme. To rezultira značajnim smanjenjem vremena čišćenja i potrošnje energije. Parametri CIP procesa se automatski kontrolišu i evidentiraju za kasnije praćenje u kontrolnom sistemu.

ZAVRŠNE NAPOMENE

Prilikom proizvodnje margarina i srodnih proizvoda, važno je imati na umu da nisu samo sastojci poput ulja i masti koja se koriste ili receptura proizvoda ti koji određuju kvalitetu finalnog proizvoda, već i konfiguracija postrojenja, tj. parametara obrade i stanja postrojenja. Ako linija ili oprema nisu dobro održavani, postoji rizik da linija ne radi efikasno. Stoga je za proizvodnju visokokvalitetnih proizvoda neophodna fabrika koja dobro funkcionira, ali je također važan izbor mješavine masti sa karakteristikama koje odgovaraju konačnoj primjeni proizvoda, kao i ispravna konfiguracija i izbor parametara obrade postrojenja. Na kraju, ali ne i najmanje važno, konačni proizvod mora biti temperaturno tretiran prema konačnoj upotrebi.