Margarīna ražošanas tehnoloģija

Margarīna ražošanas tehnoloģija

KOPSAVILKUMS

Pārtikas uzņēmumi mūsdienās ir līdzīgi citiem ražošanas uzņēmumiem, kas koncentrējas ne tikai uz pārtikas pārstrādes iekārtu uzticamību un kvalitāti, bet arī uz dažādiem pakalpojumiem, ko var sniegt pārstrādes iekārtu piegādātājs. Papildus mūsu nodrošinātajām efektīvajām apstrādes līnijām mēs varam būt partneri no sākotnējās idejas vai projekta stadijas līdz pēdējai nodošanas ekspluatācijā fāzei, neaizmirstot par svarīgo pēcpārdošanas pakalpojumu.

Shiputec ir vairāk nekā 20 gadu pieredze pārtikas pārstrādes un iepakošanas nozarē.

IEPAZANS AR MŪSU TEHNOLOĢIJU

VĪZIJA UN APŅEMTĪBA

Shiputec segments projektē, ražo un tirgo procesu inženierijas un automatizācijas risinājumus piena, pārtikas, dzērienu, jūras, farmācijas un personīgās higiēnas nozarēm, izmantojot savas globālās darbības.

Mēs esam apņēmušies palīdzēt saviem klientiem visā pasaulē uzlabot viņu ražotnes un procesu veiktspēju un rentabilitāti. Mēs to panākam, piedāvājot plašu produktu un risinājumu klāstu, sākot no inženiertehniskiem komponentiem līdz pabeigtu procesu rūpnīcu projektēšanai, ko atbalsta pasaulē vadošās lietojumprogrammas un izstrādes zināšanas.

Mēs turpinām palīdzēt saviem klientiem optimizēt savas rūpnīcas veiktspēju un rentabilitāti visā tās kalpošanas laikā, izmantojot viņu individuālajām vajadzībām pielāgotus atbalsta pakalpojumus, izmantojot saskaņotu klientu apkalpošanas un rezerves daļu tīklu.

KLIENTA KONKURSS

Shiputec izstrādā, ražo un uzstāda modernas, augstas efektivitātes un uzticamas pārstrādes līnijas pārtikas rūpniecībai. Kristalizētu tauku produktu, piemēram, margarīna, sviesta, smērējamo produktu un saīsinājumu ražošanai Shiputec piedāvā risinājumus, kas ietver arī emulģētu pārtikas produktu, piemēram, majonēzes, mērču un mērču, ražošanas līnijas.

MARGARĪNA RAŽOŠANA

Margarīns un saistītie produkti satur ūdens fāzi un tauku fāzi, un tādējādi to var raksturot kā ūdens eļļā (W/O) emulsijas, kurās ūdens fāze ir smalki izkliedēta kā pilieni nepārtrauktā tauku fāzē. Atkarībā no produkta pielietojuma tiek izvēlēts attiecīgi tauku fāzes sastāvs un ražošanas process.

Papildus kristalizācijas iekārtām modernā margarīna un saistīto produktu ražotnē parasti būs dažādas tvertnes eļļas uzglabāšanai, kā arī emulgatoru, ūdens fāzes un emulsijas sagatavošanai; tvertņu izmērs un skaits tiek aprēķināts, pamatojoties uz rūpnīcas jaudu un produktu portfeli. Iekārtā ir arī pasterizācijas iekārta un pārkausēšanas iekārta. Tādējādi ražošanas procesu kopumā var iedalīt šādos apakšprocesos (lūdzu, skatiet 1. diagrammu):

ŪDENS FĀZES UN TAUKU FĀZES SAGATAVOŠANA (1. ZONA)

Ūdens fāzi bieži sagatavo pa partijām ūdens fāzes tvertnē. Ūdenim jābūt ar labu dzeramo kvalitāti. Ja nevar garantēt dzeramā ūdens kvalitāti, ūdeni var iepriekš apstrādāt, izmantojot, piemēram, UV vai filtru sistēmu.

Neatkarīgi no ūdens, ūdens fāze var sastāvēt no sāls vai sālījuma, piena olbaltumvielām (galda margarīns un pastas ar zemu tauku saturu), cukura (kārtainās mīklas izstrādājumi), stabilizatoriem (smērējamiem ar samazinātu tauku saturu un zemu tauku saturu), konservantiem un ūdenī šķīstošām garšvielām.

Galvenās tauku fāzes sastāvdaļas, tauku maisījums, parasti sastāv no dažādu tauku un eļļu maisījuma. Lai iegūtu margarīnu ar vēlamajām īpašībām un funkcionalitāti, tauku un eļļu attiecībai tauku maisījumā ir izšķiroša nozīme galaprodukta veiktspējā.

Dažādi tauki un eļļas, vai nu kā tauku maisījums, vai atsevišķas eļļas, tiek uzglabāti eļļas uzglabāšanas tvertnēs, kas parasti atrodas ārpus ražotnes. Tos uzglabā stabilā uzglabāšanas temperatūrā virs tauku kušanas temperatūras un maisa, lai izvairītos no tauku frakcionēšanas un būtu viegli apstrādāt.

Neatkarīgi no tauku maisījuma tauku fāze parasti sastāv no nelielām taukos šķīstošām sastāvdaļām, piemēram, emulgatoru, lecitīnu, aromātu, krāsvielu un antioksidantiem. Šīs nelielās sastāvdaļas tiek izšķīdinātas tauku maisījumā pirms ūdens fāzes pievienošanas, tātad pirms emulgācijas procesa.

EMULSIJAS SAGATAVOŠANA ( 2. ZONA )

Emulsiju sagatavo, pārnesot dažādas eļļas un taukus vai tauku maisījumus uz emulsijas tvertni. Parasti vispirms pievieno augstu kušanas taukus vai tauku maisījumus, pēc tam zemāk kušanas taukus un šķidro eļļu. Lai pabeigtu tauku fāzes sagatavošanu, tauku maisījumam pievieno emulgatoru un citas eļļā šķīstošas ​​mazākas sastāvdaļas. Kad visas tauku fāzes sastāvdaļas ir pareizi sajauktas, pievieno ūdens fāzi un intensīvi, bet kontrolēti maisot, izveido emulsiju.

Dažādu emulsijas sastāvdaļu dozēšanai var izmantot dažādas sistēmas, no kurām divas darbojas pa partijām:

Plūsmas mērītāju sistēma

Svēršanas tvertnes sistēma

Nepārtrauktas līnijas emulgācijas sistēma ir mazāk vēlams, bet izmantots risinājums, piemēram, lielas ietilpības līnijās, kur ir ierobežota vieta emulsijas tvertnēm. Šī sistēma izmanto dozēšanas sūkņus un masas plūsmas mērītājus, lai kontrolētu pievienoto fāžu attiecību nelielā emulsijas tvertnē.

Visas iepriekš minētās sistēmas var vadīt pilnībā automātiski. Tomēr dažām vecākām rūpnīcām joprojām ir manuāli vadāmas emulsijas sagatavošanas sistēmas, taču tās ir darbietilpīgas un nav ieteicamas mūsdienās stingro izsekojamības noteikumu dēļ.

Plūsmas mērītāja sistēma ir balstīta uz emulsijas sagatavošanu pa partijām, kurā dažādas fāzes un sastāvdaļas mēra ar masas plūsmas mērītājiem, kad tie tiek pārnesti no dažādu fāžu sagatavošanas tvertnēm emulsijas tvertnē. Šīs sistēmas precizitāte ir +/-0,3%. Šo sistēmu raksturo tā nejutīgums pret ārējām ietekmēm, piemēram, vibrācijām un netīrumiem.

Svēršanas tvertnes sistēma ir līdzīga plūsmas mērītāja sistēmai, kuras pamatā ir emulsijas sagatavošana pa partijām. Šeit sastāvdaļu un fāžu daudzums tiek pievienots tieši emulsijas tvertnei, kas ir uzstādīta uz slodzes šūnām, kas kontrolē tvertnei pievienoto daudzumu.

Parasti emulsijas sagatavošanai izmanto divu tvertņu sistēmu, lai nepārtraukti varētu darbināt kristalizācijas līniju. Katra tvertne darbojas kā sagatavošanas un bufera tvertne (emulsijas tvertne), līdz ar to kristalizācijas līnija tiks padota no vienas tvertnes, bet otrā tiks sagatavota jauna partija un otrādi. To sauc par flip-flop sistēmu.

Var izvēlēties arī risinājumu, kurā emulsiju sagatavo vienā tvertnē un, kad tā ir gatava, pārnes uz bufertvertni, no kuras tiek padota kristalizācijas līnija. Šo sistēmu sauc par premiksa/bufera sistēmu.

PASTERIZĀCIJA (3. ZONA)

No bufera tvertnes emulsija parasti tiek nepārtraukti sūknēta caur plākšņu siltummaini (PHE) vai zema spiediena skrāpētas virsmas siltummaini (SSHE), vai augstspiediena SSHE pasterizācijai pirms ievadīšanas kristalizācijas līnijā.

Pilna tauku satura produktiem parasti izmanto PHE. Versijām ar mazāku tauku saturu, kur paredzams, ka emulsijai būs relatīvi augsta viskozitāte, un karstumjutīgām emulsijām (piemēram, emulsijām ar augstu olbaltumvielu saturu) ieteicams izmantot SPX sistēmu kā zema spiediena šķīdumu vai SPX-PLUS kā augstspiediena šķīdumu.

Pasterizācijas procesam ir vairākas priekšrocības. Tas nodrošina baktēriju augšanas un citu mikroorganismu augšanas kavēšanu, tādējādi uzlabojot emulsijas mikrobioloģisko stabilitāti. Ir iespējama tikai ūdens fāzes pasterizācija, taču priekšroka tiek dota pilnas emulsijas pasterizācijai, jo emulsijas pasterizācijas process samazina uzturēšanās laiku no pasterizēta produkta līdz gala produkta iepildīšanai vai iepakošanai. Tāpat produkts tiek apstrādāts in-line procesā no pasterizācijas līdz gala produkta iepildīšanai vai iepakošanai, un tiek nodrošināta jebkura pārstrādes materiāla pasterizācija, kad tiek pasterizēta visa emulsija.

Turklāt pilnas emulsijas pasterizācija nodrošina, ka emulsija tiek ievadīta kristalizācijas līnijā nemainīgā temperatūrā, panākot nemainīgus apstrādes parametrus, produkta temperatūru un produkta tekstūru. Turklāt pirmskristalizētas emulsijas rašanās, kas tiek ievadīta kristalizācijas iekārtā, tiek novērsta, ja emulsija ir pareizi pasterizēta un ievadīta augstspiediena sūknī temperatūrā, kas ir par 5–10°C augstāka par tauku fāzes kušanas temperatūru.

Tipisks pasterizācijas process pēc emulsijas sagatavošanas 45-55°C ietver emulsijas karsēšanu un turēšanu 75-85°C 16 sekundes. un pēc tam atdzesēšanas process līdz 45-55°C temperatūrai. Beigu temperatūra ir atkarīga no tauku fāzes kušanas temperatūras: jo augstāka kušanas temperatūra, jo augstāka temperatūra.

DZESĒŠANA, KRISTALIZĒŠANA UN MĪCĪŠANA (4. ZONA)

 

Emulsija tiek sūknēta uz kristalizācijas līniju, izmantojot augstspiediena virzuļsūkni (HPP). Kristalizācijas līnija margarīna un saistīto produktu ražošanai parasti sastāv no augstspiediena SSHE, ko atdzesē ar amonjaku vai freona tipa dzesēšanas līdzekli. Lai palielinātu mīcīšanas intensitāti un papildu laiku plastmasas izstrādājumu ražošanai, līnijā bieži tiek iekļautas tapas rotora mašīnas un/vai starpproduktu kristalizatori. Atpūtas caurule ir kristalizācijas līnijas pēdējais posms, un tā ir iekļauta tikai tad, ja produkts ir iepakots.

Kristalizācijas līnijas sirds ir augstspiediena SSHE, ko siltā emulsija ir īpaši atdzesēta un kristalizējusies uz dzesēšanas caurules iekšējās virsmas. Emulsija tiek efektīvi nokasīta ar rotējošiem skrāpjiem, tādējādi emulsija tiek atdzesēta un mīcīta vienlaicīgi. Kad emulsijā esošie tauki kristalizējas, tauku kristāli veido trīsdimensiju tīklu, kas aptver ūdens pilienus un šķidro eļļu, kā rezultātā tiek iegūti produkti ar plastmasas puscieta rakstura īpašībām.

Atkarībā no ražojamā produkta veida un konkrētajam produktam izmantoto tauku veida, kristalizācijas līnijas konfigurāciju (ti, dzesēšanas cauruļu un tapas rotora iekārtu secību) var pielāgot, lai nodrošinātu optimālu konfigurāciju konkrēts produkts.

Tā kā kristalizācijas līnija parasti ražo vairāk nekā vienu konkrētu tauku produktu, SSHE bieži sastāv no divām vai vairākām dzesēšanas sekcijām vai dzesēšanas caurulēm, lai atbilstu elastīgas kristalizācijas līnijas prasībām. Ražojot dažādus kristalizētus tauku produktus no dažādiem tauku maisījumiem, ir nepieciešama elastība, jo maisījumu kristalizācijas īpašības var atšķirties atkarībā no maisījuma.

Kristalizācijas process, apstrādes apstākļi un apstrādes parametri lielā mērā ietekmē gala margarīna un smērējamo produktu īpašības. Projektējot kristalizācijas līniju, ir svarīgi identificēt uz līnijas plānotās ražotās produkcijas īpašības. Lai nodrošinātu ieguldījumu nākotnē, ir nepieciešama līnijas elastība, kā arī individuāli kontrolējami apstrādes parametri, jo interesējošo produktu klāsts ar laiku var mainīties, kā arī izejvielas.

Līnijas jaudu nosaka SSHE pieejamā dzesēšanas virsma. Ir pieejamas dažāda izmēra iekārtas, sākot no zemas līdz lielas jaudas līnijām. Ir pieejamas arī dažādas elastības pakāpes no vienas caurules aprīkojuma līdz vairākām cauruļu līnijām, tādējādi ļoti elastīgām apstrādes līnijām.

Pēc tam, kad produkts ir atdzesēts SSHE, tas nonāk tapu rotora iekārtā un/vai starpkristalizatoros, kuros tas tiek mīcīts noteiktu laiku un ar noteiktu intensitāti, lai palīdzētu veicināt trīsdimensiju tīklu, kas makroskopiskā līmenī ir plastiskā struktūra. Ja produkts ir paredzēts izplatīšanai kā iesaiņots produkts, tas atkal nonāks SSHE, pirms tas nogulsnējas atpūtas caurulē pirms iesaiņošanas. Ja produkts ir iepildīts tasītēs, kristalizācijas līnijā nav iekļauta atpūtas caurule.

IEPAKOŠANA, PILDĪŠANA UN PĀRKAUŠANA (5. ZONA)

Tirgū ir pieejamas dažādas iepakošanas un iepildīšanas iekārtas, un šajā rakstā tās netiks aprakstītas. Tomēr produkta konsistence ir ļoti atšķirīga, ja to ražo iepakošanai vai pildīšanai. Ir skaidrs, ka iepakotam produktam ir jābūt stingrākai tekstūrai nekā pildītam produktam, un, ja šī tekstūra nav optimāla, produkts tiks novirzīts uz pārkausēšanas sistēmu, izkausēts un pievienots bufera tvertnē atkārtotai apstrādei. Ir pieejamas dažādas pārkausēšanas sistēmas, bet visbiežāk tiek izmantotas PHE vai zema spiediena SSHE sistēmas.

AUTOMĀCIJA

 

Margarīnu, tāpat kā citus pārtikas produktus, mūsdienās ražo daudzās rūpnīcās, ievērojot stingras izsekojamības procedūras. Šīs procedūras, kas parasti aptver sastāvdaļas, ražošanu un galaproduktu, nodrošina ne tikai uzlabotu pārtikas nekaitīgumu, bet arī nemainīgu pārtikas kvalitāti. Izsekojamības prasības var tikt ieviestas rūpnīcas vadības sistēmā, un Shiputec vadības sistēma ir paredzēta, lai kontrolētu, reģistrētu un dokumentētu svarīgus nosacījumus un parametrus, kas attiecas uz visu ražošanas procesu.

Vadības sistēma ir aprīkota ar paroles aizsardzību un nodrošina visu margarīna apstrādes līnijā iesaistīto parametru vēsturisko datu reģistrēšanu no receptes informācijas līdz gala produkta novērtēšanai. Datu reģistrēšana ietver augstspiediena sūkņa jaudu un jaudu (l/stundā un pretspiedienu), produkta temperatūru (ieskaitot pasterizācijas procesu) kristalizācijas laikā, SSHE dzesēšanas temperatūru (vai dzesēšanas vides spiedienu), SSHE ātrumu un tapas rotoru mašīnas, kā arī motoru slodze, kas darbina augstspiediena sūkni, SSHE un tapas rotoru mašīnas.

Kontroles sistēma

Apstrādes laikā operatoram tiks nosūtīti trauksmes signāli, ja apstrādes parametri konkrētajam produktam būs ārpus robežām; tie ir iestatīti recepšu redaktorā pirms ražošanas. Šīs trauksmes ir jāapstiprina manuāli un jāveic darbības saskaņā ar procedūrām. Visas trauksmes tiek saglabātas vēsturiskā trauksmes sistēmā, lai tās varētu apskatīt vēlāk. Kad produkts tiek izvests no ražošanas līnijas atbilstoši iepakotā vai aizpildītā veidā, tas ir bez produkta nosaukuma, kas parasti tiek marķēts ar datumu, laiku un partijas identifikācijas numuru vēlākai izsekošanai. Tādējādi ražotāja un gala lietotāja, patērētāja, drošībai tiek reģistrēta visu ražošanas procesā iesaistīto ražošanas posmu pilnīga vēsture.

CIP

CIP tīrīšanas iekārtas (CIP = tīrīšana vietā) arī ir daļa no modernas margarīna iekārtas, jo margarīna ražošanas iekārtas ir regulāri jātīra. Tradicionālajiem margarīna produktiem reizi nedēļā ir normāls tīrīšanas intervāls. Tomēr jutīgiem produktiem, piemēram, ar zemu tauku saturu (augstu ūdens saturu) un/vai produktiem, kas satur augstu olbaltumvielu saturu, ieteicams īsākus intervālus starp CIP.

Principā tiek izmantotas divas CIP sistēmas: CIP iekārtas, kas izmanto tīrīšanas līdzekli tikai vienu reizi, vai ieteicamās CIP iekārtas, kas darbojas, izmantojot tīrīšanas līdzekļu buferšķīdumu, kur tādi līdzekļi kā sārms, skābe un/vai dezinfekcijas līdzekļi tiek atgriezti atsevišķajā CIP. uzglabāšanas tvertnes pēc lietošanas. Pēdējais process ir vēlams, jo tas ir videi draudzīgs risinājums un ir ekonomisks risinājums attiecībā uz tīrīšanas līdzekļu patēriņu un līdz ar to arī to izmaksām.

Gadījumā, ja vienā rūpnīcā ir uzstādītas vairākas ražošanas līnijas, ir iespējams izveidot paralēlas tīrīšanas trases vai CIP satelītu sistēmas. Tā rezultātā tiek ievērojami samazināts tīrīšanas laiks un enerģijas patēriņš. CIP procesa parametri tiek automātiski kontrolēti un reģistrēti vēlākai izsekošanai vadības sistēmā.

NOBEIGUMA PIEZĪMES

Ražojot margarīnu un saistītos produktus, ir svarīgi paturēt prātā, ka galaprodukta kvalitāti nosaka ne tikai sastāvdaļas, piemēram, izmantotās eļļas un tauki vai produkta recepte, bet arī rūpnīcas konfigurācija, apstrādes parametrus un iekārtas stāvokli. Ja līnija vai aprīkojums netiek labi uzturēts, pastāv risks, ka līnija nedarbosies efektīvi. Tāpēc, lai ražotu augstas kvalitātes produktus, ir nepieciešama labi funkcionējoša iekārta, taču svarīga ir arī tauku maisījuma izvēle ar īpašībām, kas atbilst produkta galīgajam pielietojumam, kā arī pareiza iekārtas konfigurācija un apstrādes parametru izvēle. Pēdējais, bet ne mazāk svarīgais galaprodukts ir jāapstrādā ar temperatūru atbilstoši galīgajam lietojumam.