Margarin előállítási technológia

Margarin előállítási technológia

VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ

Az élelmiszeripari vállalatok manapság a többi gyártóhoz hasonlóan nemcsak az élelmiszer-feldolgozó berendezések megbízhatóságára és minőségére összpontosítanak, hanem a feldolgozó berendezések szállítója által nyújtott különféle szolgáltatásokra is. Az általunk szállított hatékony feldolgozósorok mellett partnerek lehetünk a kezdeti ötlet vagy projekt szakasztól a végső üzembe helyezésig, nem feledkezve meg a fontos utópiaci szolgáltatásról sem.

A Shiputec több mint 20 éves tapasztalattal rendelkezik az élelmiszer-feldolgozó és csomagolóipar területén.

TECHNOLÓGIÁNK BEVEZETÉSE

JÖVŐKÉP ÉS ELKÖTELEZETTSÉG

A Shiputec szegmens folyamatmérnöki és automatizálási megoldásokat tervez, gyárt és forgalmaz a tej-, élelmiszer-, ital-, tengeri, gyógyszer- és testápolási ipar számára globális tevékenysége révén.

Elkötelezettek vagyunk amellett, hogy segítsünk ügyfeleinknek a világ minden részén, hogy javítsák gyártóüzemük és folyamataik teljesítményét és jövedelmezőségét. Ezt a termékek és megoldások széles skálájával érjük el, a tervezett alkatrészektől a komplett technológiai üzemek tervezéséig, amelyeket világvezető alkalmazások és fejlesztési szakértelem támogatnak.

Továbbra is segítjük ügyfeleinket üzemük teljesítményének és jövedelmezőségének optimalizálásában annak teljes élettartama alatt, egyedi igényeikre szabott támogatási szolgáltatásokkal, összehangolt ügyfélszolgálati és pótalkatrész-hálózaton keresztül.

ÜGYFÉLFÓKUSZ

A Shiputec modern, nagy hatékonyságú és megbízható feldolgozósorokat fejleszt, gyárt és telepít az élelmiszeripar számára. A kristályosított zsíros termékek, mint a margarin, vaj, kenhető és zsiradék előállításához a Shiputec olyan megoldásokat kínál, amelyek az emulgeált élelmiszertermékek, például majonéz, szószok és öntetek folyamatsorait is magukban foglalják.

MARGARIN GYÁRTÁS

A margarin és rokon termékek egy vizes fázist és egy zsírfázist tartalmaznak, így víz-az-olajban (W/O) emulzióként jellemezhetők, amelyben a vizes fázis finoman diszpergálva van cseppek formájában a folyamatos zsírfázisban. A termék alkalmazásától függően a zsírfázis összetételét és a gyártási folyamatot ennek megfelelően választják meg.

A kristályosító berendezésen kívül a margarin és kapcsolódó termékek modern gyártóberendezése jellemzően különféle olajtároló tartályokat, valamint emulgeáló-, vízfázis- és emulzió-előkészítő tartályokat foglal magában; a tartályok mérete és száma az üzem kapacitása és a termékportfólió alapján kerül kiszámításra. A létesítményhez tartozik még egy pasztőröző egység és egy újraolvasztó üzem is. Így a gyártási folyamat általában a következő részfolyamatokra osztható (lásd az 1. ábrát):

A VÍZFÁZIS ÉS A ZSÍR FÁZIS ELŐKÉSZÍTÉSE (1. ZÓNA)

A vizes fázist gyakran szakaszosan készítik el a vízfázis tartályban. A víznek jó minőségűnek kell lennie. Ha az ivóvíz minősége nem garantálható, a vizet előkezelésnek vethetjük alá pl. UV- vagy szűrőrendszerrel.

A vízen kívül a vizes fázis állhat sóból vagy sóoldatból, tejfehérjékből (asztali margarin és zsírszegény kenhető kenőanyagok), cukorból (leveles tészta), stabilizátorokból (csökkentett és alacsony zsírtartalmú kenhető kenőanyagok), tartósítószerekből és vízben oldódó aromákból.

A zsírfázis fő összetevői, a zsírkeverék általában különböző zsírok és olajok keverékéből állnak. A kívánt tulajdonságú és funkcionalitású margarin elérése érdekében a zsírkeverékben a zsírok és olajok aránya meghatározó a végtermék teljesítménye szempontjából.

A különféle zsírokat és olajokat, akár zsírkeverékként, akár egyedi olajként, olajtároló tartályokban tárolják, amelyek jellemzően a gyártó létesítményen kívül helyezkednek el. Ezeket stabil tárolási hőmérsékleten, a zsír olvadáspontja felett és keverés alatt tartják, hogy elkerüljék a zsír frakcionálását és megkönnyítsék a kezelést.

A zsírkeveréken kívül a zsírfázis jellemzően kisebb zsírban oldódó összetevőkből áll, mint például emulgeálószer, lecitin, ízesítő, színezék és antioxidánsok. Ezeket a kisebb összetevőket a vízfázis hozzáadása, tehát az emulgeálási folyamat előtt feloldják a zsírkeverékben.

EMULZIÓKÉSZÍTÉS ( 2. ZÓNA )

Az emulziót úgy állítják elő, hogy különféle olajokat és zsírokat vagy zsírkeverékeket visznek át az emulziótartályba. Általában először a magas olvadáspontú zsírokat vagy zsírkeverékeket adják hozzá, majd az alacsonyabb olvadáspontú zsírokat és a folyékony olajat. A zsírfázis elkészítésének befejezéséhez az emulgeálószert és egyéb olajban oldódó kisebb összetevőket adjuk a zsírkeverékhez. Amikor a zsírfázishoz szükséges összes hozzávalót megfelelően összekevertük, hozzáadjuk a vizes fázist, és intenzív, de ellenőrzött keverés közben létrejön az emulzió.

Különböző rendszerek használhatók a különböző összetevők adagolására, amelyekből az emulzióhoz kettő darabonként működik:

Áramlásmérő rendszer

Mérlegtartály rendszer

A folyamatos in-line emulgeáló rendszer kevésbé előnyös, de használt megoldás pl. nagy kapacitású vezetékeken, ahol korlátozott hely áll rendelkezésre az emulziótartályok számára. Ez a rendszer adagolószivattyúkat és tömegárammérőket használ a hozzáadott fázisok arányának szabályozására egy kis emulziótartályban.

A fent említett rendszerek mindegyike teljesen automatikusan vezérelhető. Egyes régebbi üzemek azonban még mindig kézi vezérlésű emulzió-előkészítő rendszerrel rendelkeznek, de ezek munkaigényesek, és a szigorú nyomon követhetőségi szabályok miatt ma már nem ajánlott beépíteni.

Az áramlásmérő rendszer szakaszonkénti emulzió-előkészítésen alapul, amelyben a különböző fázisokat és összetevőket tömegárammérőkkel mérik, amikor a különböző fáziskészítő tartályokból az emulziótartályba kerülnek. Ennek a rendszernek a pontossága +/-0,3%. Ezt a rendszert az jellemzi, hogy érzéketlen a külső hatásokra, mint például a vibrációra és a szennyeződésekre.

A mérőtartály rendszer olyan, mint az áramlásmérő rendszer, amely szakaszos emulzió-készítésen alapul. Itt az összetevők és fázisok mennyisége közvetlenül az emulziótartályba kerül, amely a tartályba adagolt mennyiségeket szabályozó mérőcellákra van felszerelve.

Jellemzően kéttartályos rendszert használnak az emulzió elkészítésére, hogy a kristályosítósort folyamatosan lehessen futtatni. Mindegyik tartály előkészítő és puffertartályként (emulziós tartályként) működik, így az egyik tartályból a kristályosító vezetéket táplálják, míg a másikban új adagot készítenek és fordítva. Ezt flip-flop rendszernek hívják.

Egy olyan megoldás is választható, amelyben az emulziót egy tartályban készítik el, és amikor kész, egy puffertartályba töltik, ahonnan a kristályosító vezetéket táplálják. Ezt a rendszert premix/puffer rendszernek nevezik.

PASTURIZÁLÁS (3. ZÓNA)

A puffertartályból az emulziót rendszerint folyamatosan szivattyúzzák egy lemezes hőcserélőn (PHE) vagy egy alacsony nyomású kapart felületi hőcserélőn (SSHE), vagy egy nagynyomású SSHE-n keresztül pasztőrözés céljából, mielőtt a kristályosító sorba kerülne.

A teljes zsírtartalmú termékekhez általában PHE-t használnak. Alacsonyabb zsírtartalmú változatokhoz, ahol az emulzió várhatóan viszonylag magas viszkozitást mutat, valamint hőérzékeny emulziókhoz (pl. magas fehérjetartalmú emulziók) az SPX rendszer alacsony nyomású oldatként vagy az SPX-PLUS mint nagynyomású oldat javasolt.

A pasztőrözési eljárásnak számos előnye van. Gátolja a baktériumok növekedését és más mikroorganizmusok növekedését, így javítja az emulzió mikrobiológiai stabilitását. Csak a vizes fázis pasztőrözése lehetséges, de a teljes emulzió pasztőrözése előnyös, mivel az emulzió pasztőrözési folyamata minimálisra csökkenti a pasztőrözött terméktől a végtermék megtöltéséig vagy csomagolásáig tartó tartózkodási időt. Ezenkívül a terméket egy soron belüli folyamatban kezelik a pasztőrözéstől a végtermék töltéséig vagy csomagolásáig, és minden utómunkálati anyag pasztőrözése biztosított, amikor a teljes emulziót pasztörizálják.

Ezenkívül a teljes emulzió pasztőrözése biztosítja, hogy az emulzió állandó hőmérsékleten kerül a kristályosítási sorba, állandó feldolgozási paramétereket, termékhőmérsékletet és termék textúrát érve el. Ezenkívül a kristályosító berendezésbe betáplált előkristályosodott emulzió előfordulása megakadályozható, ha az emulziót megfelelően pasztörizálják, és a zsírfázis olvadáspontjánál 5-10 °C-kal magasabb hőmérsékleten táplálják a nagynyomású szivattyúba.

Egy tipikus pasztőrözési eljárás az emulzió 45-55 °C-on történő elkészítése után magában foglalja az emulzió melegítését és 16 másodpercig tartó 75-85 °C-on tartását. és ezt követően lehűtjük 45-55 °C hőmérsékletre. A véghőmérséklet a zsírfázis olvadáspontjától függ: minél magasabb az olvadáspont, annál magasabb a hőmérséklet.

HŰTÉS, KRISTÁLYOSÍTÁS ÉS GYÚRÁS (4. ZÓNA)

 

Az emulziót egy nagynyomású dugattyús szivattyú (HPP) segítségével a kristályosító vezetékbe szivattyúzzák. A margarin és kapcsolódó termékek előállítására szolgáló kristályosítósor jellemzően nagynyomású SSHE-ből áll, amelyet ammóniával vagy freon típusú hűtőközeggel hűtenek. A csapos rotoros gépe(ke)t és/vagy közbenső kristályosítókat gyakran beépítik a sorozatba annak érdekében, hogy a műanyagtermékek előállításához többlet dagasztási intenzitást és időt biztosítsanak. A pihentető cső a kristályosítási sor utolsó lépése, és csak akkor kerül bele, ha a termék be van csomagolva.

A kristályosítási vonal szíve a nagynyomású SSHE, amely a meleg emulziót túlhűtve a hűtőcső belső felületén kristályosodik. Az emulziót a forgó kaparók hatékonyan kaparják le, így az emulziót egyszerre hűtik és gyúrják. Amikor az emulzióban lévő zsír kikristályosodik, a zsírkristályok egy háromdimenziós hálózatot alkotnak, amely befogja a vízcseppeket és a folyékony olajat, így műanyag félszilárd természetű termékeket eredményez.

A gyártandó termék típusától és az adott termékhez felhasznált zsírok típusától függően a kristályosítási sor konfigurációja (azaz a hűtőcsövek és a csapos rotoros gépek sorrendje) beállítható úgy, hogy az optimális konfigurációt biztosítsa a adott termék.

Mivel a kristályosítási sor általában egynél több specifikus zsírterméket gyárt, az SSHE gyakran két vagy több hűtőszekcióból vagy hűtőcsőből áll, hogy megfeleljen a rugalmas kristályosítósor követelményeinek. Különböző zsírkeverékekből különböző kristályosított zsírtermékek előállítása során rugalmasságra van szükség, mivel a keverékek kristályosodási jellemzői keverékenként eltérőek lehetnek.

A kristályosodási folyamat, a feldolgozás körülményei és a feldolgozási paraméterek nagyban befolyásolják a kész margarin és kenhető termékek tulajdonságait. A kristályosítósor tervezésénél fontos a vonalon gyártani tervezett termékek jellemzőinek azonosítása. A jövő befektetésének biztosításához a vonal rugalmassága, valamint az egyedileg szabályozható feldolgozási paraméterek szükségesek, hiszen az érdeklődésre számot tartó termékek köre idővel és az alapanyagok is változhat.

A vezeték kapacitását az SSHE rendelkezésre álló hűtőfelülete határozza meg. Különböző méretű gépek állnak rendelkezésre az alacsony és a nagy kapacitású gépsorok között. Különféle fokú rugalmasság is elérhető az egycsöves berendezésektől a többcsöves vonalakig, így a rendkívül rugalmas feldolgozósorokig.

Az SSHE-ben történő lehűtés után a termék belép a csaprotoros gépbe és/vagy a közbenső kristályosítóba, amelyben meghatározott ideig és intenzitással gyúrják, hogy elősegítse a háromdimenziós hálózat elősegítését, amely makroszkopikus szinten a plasztikus szerkezet. Ha a terméket csomagolt termékként kívánják kiosztani, akkor az újra bekerül az SSHE-be, mielőtt a csomagolás előtt a pihenőcsőben leülepedne. Ha a terméket csészékbe töltjük, a kristályosító sorba nem kerül bele pihentető cső.

CSOMAGOLÁS, TÖLTÉS ÉS ÚJRAOLVASZTÁS (5. ZÓNA)

Különféle csomagoló- és töltőgépek állnak rendelkezésre a piacon, és ebben a cikkben nem ismertetjük őket. A termék konzisztenciája azonban nagyon eltérő, ha azt csomagolásra vagy töltésre gyártják. Nyilvánvaló, hogy a csomagolt terméknek szilárdabb állagúnak kell lennie, mint a töltött terméknek, és ha ez az állag nem optimális, a terméket az újraolvasztó rendszerbe irányítják, megolvasztják és a puffertartályba helyezik újrafeldolgozás céljából. Különféle újraolvasztó rendszerek állnak rendelkezésre, de a leggyakrabban használt rendszer a PHE vagy az alacsony nyomású SSHE.

AUTOMATIZÁLÁS

 

A margarint, más élelmiszertermékekhez hasonlóan, manapság számos gyárban állítják elő szigorú nyomon követési eljárások szerint. Ezek a jellemzően az összetevőkre, a gyártásra és a végtermékre kiterjedő eljárások nemcsak fokozott élelmiszerbiztonságot, hanem állandó élelmiszerminőséget is eredményeznek. A nyomon követhetőségi követelmények a gyár vezérlőrendszerében megvalósíthatók, a Shiputec vezérlőrendszer pedig a teljes gyártási folyamatra vonatkozó fontos feltételek és paraméterek ellenőrzésére, rögzítésére és dokumentálására szolgál.

A vezérlőrendszer jelszavas védelemmel van felszerelve, és a margarin feldolgozósorában szereplő összes paraméter történeti adatnaplózásával rendelkezik, a receptinformációtól a végső termék értékeléséig. Az adatnaplózás tartalmazza a nagynyomású szivattyú teljesítményét és teljesítményét (l/óra és ellennyomás), a termék hőmérsékletét (beleértve a pasztőrözési folyamatot is) a kristályosítás során, az SSHE hűtési hőmérsékletét (vagy a hűtőközeg nyomását), az SSHE sebességét, ill. a csaprotoros gépek, valamint a nagynyomású szivattyút, az SSHE-t és a csaprotoros gépeket hajtó motorok terhelése.

Irányító rendszer

A feldolgozás során a rendszer riasztásokat küld a kezelőnek, ha az adott termék feldolgozási paraméterei a határokon kívül esnek; ezeket a receptszerkesztőben állítjuk be a gyártás előtt. Ezeket a riasztásokat kézzel kell nyugtázni, és az eljárásoknak megfelelő lépéseket kell végrehajtani. Minden riasztás egy történelmi riasztórendszerben van tárolva későbbi megtekintés céljából. Amikor a termék megfelelően becsomagolva vagy kitöltött formában hagyja el a gyártósort, a terméknéven kívül jellemzően dátummal, időponttal és tételazonosító számmal van ellátva a későbbi nyomon követés érdekében. A gyártási folyamatban részt vevő összes gyártási lépés teljes történetét így a gyártó és a végfelhasználó, a fogyasztó biztonsága érdekében iktatjuk.

CIP

A CIP tisztítóberendezések (CIP = takarítás helyben) szintén egy modern margarinüzem részét képezik, mivel a margaringyártó üzemeket rendszeresen tisztítani kell. Hagyományos margarinos termékeknél hetente egyszer a szokásos tisztítási intervallum. Az olyan érzékeny termékek esetében azonban, mint az alacsony zsírtartalmú (magas víztartalom) és/vagy a magas fehérjetartalmú termékek, rövidebb időközök javasoltak a CIP között.

Elvileg két CIP-rendszert használnak: CIP-üzemeket, amelyek csak egyszer használják a tisztítóközeget, vagy az ajánlott CIP-üzemeket, amelyek a tisztítóközeg pufferoldatán keresztül működnek, ahol a közegeket, például a lúgot, savat és/vagy fertőtlenítőszereket visszajuttatják az egyedi CIP-be. tárolótartályok használat után. Ez utóbbi eljárást részesítjük előnyben, mivel környezetbarát megoldást jelent, és gazdaságos megoldás a tisztítószerek felhasználása és ezáltal ezek költsége szempontjából.

Ha egy gyárban több gyártósort telepítenek, lehetőség van párhuzamos tisztítópályák vagy CIP műholdrendszerek kialakítására. Ez jelentősen csökkenti a tisztítási időt és az energiafogyasztást. A CIP folyamat paramétereit a rendszer automatikusan vezérli és naplózza a későbbi nyomon követéshez a vezérlőrendszerben.

ZÁRÓ MEGJEGYZÉSEK

A margarin és a kapcsolódó termékek előállítása során fontos szem előtt tartani, hogy nem csak az összetevők, mint a felhasznált olajok és zsírok, vagy a termék receptúrája határozzák meg a végtermék minőségét, hanem az üzem konfigurációját is, feldolgozási paraméterek és az üzem állapota. Ha a vezeték vagy a berendezés nincs megfelelően karbantartva, fennáll annak a veszélye, hogy a vonal nem működik megfelelően. Ezért a kiváló minőségű termékek előállításához elengedhetetlen a jól működő üzem, de fontos a termék végső felhasználásának megfelelő tulajdonságokkal rendelkező zsírkeverék kiválasztása, valamint az üzem megfelelő konfigurációja és feldolgozási paramétereinek megválasztása is. Végül, de nem utolsósorban a végterméket a végső felhasználásnak megfelelően hőkezelni kell.