Margarin Üretim Teknolojisi

Margarin Üretim Teknolojisi

YÖNETİCİ ÖZETİ

Günümüzde gıda şirketleri, diğer üretim işletmeleri gibi, yalnızca gıda işleme ekipmanının güvenilirliğine ve kalitesine değil, aynı zamanda işleme ekipmanı tedarikçisinin sunabileceği çeşitli hizmetlere de odaklanmaktadır. Sunduğumuz verimli işleme hatlarının yanı sıra, ilk fikir veya proje aşamasından son devreye alma aşamasına kadar bir ortak olabiliriz, ayrıca önemli pazar sonrası hizmetini de unutmamak gerekir.

Shiputec'in gıda işleme ve paketleme sektöründe 20 yılı aşkın deneyimi bulunmaktadır.

TEKNOLOJİMİZE GİRİŞ

VİZYON VE BAĞLILIK

Shiputec segmenti, küresel operasyonları aracılığıyla süt, gıda, içecek, denizcilik, ilaç ve kişisel bakım endüstrilerine proses mühendisliği ve otomasyon çözümleri tasarlıyor, üretiyor ve pazarlıyor.

Müşterilerimizin üretim tesislerinin ve süreçlerinin performansını ve karlılığını artırmalarına yardımcı olmak için dünyanın dört bir yanındaki müşterilerimize yardımcı olmaya kararlıyız. Bunu, dünya lideri uygulamalar ve geliştirme uzmanlığıyla desteklenen mühendislik bileşenlerinden komple proses tesislerinin tasarımına kadar geniş bir ürün ve çözüm yelpazesi sunarak başarıyoruz.

Müşterilerimizin, koordineli müşteri hizmetleri ve yedek parça ağı aracılığıyla, bireysel ihtiyaçlarına göre uyarlanmış destek hizmetleriyle tesislerinin hizmet ömrü boyunca performans ve karlılığını optimize etmelerine yardımcı olmaya devam ediyoruz.

MÜŞTERİ ODAKLILIK

Shiputec, gıda endüstrisi için modern, yüksek verimli ve güvenilir işleme hatları geliştirir, üretir ve kurar. Margarin, tereyağı, sürülebilir ürünler ve katı yağlar gibi kristalize yağ ürünlerinin üretimi için Shiputec, mayonez, soslar ve salata sosları gibi emülsifiye gıda ürünleri için de işleme hatları içeren çözümler sunar.

MARGARİN ÜRETİMİ

Margarin ve ilgili ürünler bir su fazı ve bir yağ fazı içerir ve bu nedenle su fazının sürekli yağ fazında damlacıklar halinde ince bir şekilde dağıldığı su-yağ (W/O) emülsiyonları olarak karakterize edilebilir. Ürünün uygulamasına bağlı olarak, yağ fazının bileşimi ve üretim süreci buna göre seçilir.

Kristalizasyon ekipmanının yanı sıra, margarin ve ilgili ürünler için modern bir üretim tesisi tipik olarak yağ depolama ve emülgatör, su fazı ve emülsiyon hazırlama için çeşitli tanklar içerecektir; tankların boyutu ve sayısı tesisin kapasitesine ve ürün portföyüne göre hesaplanır. Tesis ayrıca bir pastörizasyon ünitesi ve bir yeniden eritme tesisi içerir. Bu nedenle, üretim süreci genel olarak aşağıdaki alt süreçlere ayrılabilir (lütfen şema 1'e bakın):

SU FAZI VE YAĞ FAZININ HAZIRLANMASI (BÖLGE 1)

Su fazı genellikle su fazı tankında partiler halinde hazırlanır. Su iyi içme kalitesinde olmalıdır. İçme kalitesinde su garanti edilemiyorsa, su örneğin bir UV veya filtre sistemi aracılığıyla ön işleme tabi tutulabilir.

Su fazı, suyun dışında tuz veya tuzlu su, süt proteinleri (sofra margarini ve az yağlı sürmeler), şeker (milföy hamuru), stabilizatörler (azaltılmış ve az yağlı sürmeler), koruyucu maddeler ve suda çözünen aromalardan oluşabilir.

Yağ fazındaki ana bileşenler olan yağ karışımı, normalde farklı yağ ve yağların bir karışımından oluşur. İstenilen özelliklere ve işlevlere sahip margarin elde etmek için, yağ karışımındaki yağ ve yağların oranı, nihai ürünün performansı için belirleyicidir.

Çeşitli yağlar ve yağlar, yağ karışımı veya tek yağlar olarak, genellikle üretim tesisinin dışına yerleştirilen yağ depolama tanklarında saklanır. Bunlar, yağın fraksiyonlaşmasını önlemek ve kolay elleçleme sağlamak için yağın erime noktasının üzerinde ve çalkalama altında sabit depolama sıcaklığında tutulur.

Yağ karışımının dışında, yağ fazı tipik olarak emülgatör, lesitin, aroma, renk ve antioksidanlar gibi küçük yağda çözünen bileşenlerden oluşur. Bu küçük bileşenler, su fazı eklenmeden önce, yani emülsifikasyon işleminden önce yağ karışımında çözülür.

EMÜLSİYON HAZIRLAMA (BÖLGE 2)

Emülsiyon, çeşitli yağlar ve yağ veya yağ karışımlarının emülsiyon tankına aktarılmasıyla hazırlanır. Genellikle, önce yüksek erime noktalı yağlar veya yağ karışımları eklenir, ardından düşük erime noktalı yağlar ve sıvı yağ eklenir. Yağ fazının hazırlanmasını tamamlamak için, emülgatör ve diğer yağda çözünen küçük bileşenler yağ karışımına eklenir. Yağ fazı için tüm bileşenler düzgün bir şekilde karıştırıldığında, su fazı eklenir ve emülsiyon yoğun ancak kontrollü karıştırma altında oluşturulur.

Emülsiyon için çeşitli bileşenlerin dozajlanmasında farklı sistemler kullanılabilir, bunlardan ikisi parti bazında çalışmaktadır:

Debimetre sistemi

Tartım tank sistemi

Sürekli hat içi emülsifikasyon sistemi, örneğin emülsiyon tankları için sınırlı alanın bulunduğu yüksek kapasiteli hatlarda daha az tercih edilen ancak kullanılan bir çözümdür. Bu sistem, küçük bir emülsiyon tankına eklenen fazların oranını kontrol etmek için dozaj pompaları ve kütle akış ölçerleri kullanır.

Yukarıda belirtilen sistemlerin hepsi tamamen otomatik olarak kontrol edilebilir. Ancak bazı eski tesislerde hala elle kontrol edilen emülsiyon hazırlama sistemleri vardır ancak bunlar emek gerektirir ve sıkı izlenebilirlik kuralları nedeniyle bugün kurulması önerilmez.

Akış ölçer sistemi, çeşitli fazların ve bileşenlerin çeşitli faz hazırlama tanklarından emülsiyon tankına aktarıldığında kütle akış ölçerlerle ölçüldüğü parti bazlı emülsiyon hazırlamaya dayanır. Bu sistemin doğruluğu +/-%0,3'tür. Bu sistem, titreşim ve kir gibi dış etkilere duyarsız olmasıyla karakterize edilir.

Tartım tankı sistemi, parti bazlı emülsiyon hazırlamaya dayalı akış ölçer sistemine benzer. Burada, içerik ve faz miktarları doğrudan, tanka eklenen miktarları kontrol eden yük hücrelerine monte edilmiş emülsiyon tankına eklenir.

Tipik olarak, kristalizasyon hattını sürekli olarak çalıştırabilmek için emülsiyonu hazırlamak için iki tanklı bir sistem kullanılır. Her tank bir hazırlama ve tampon tankı (emülsiyon tankı) olarak çalışır, böylece kristalizasyon hattı bir tanktan beslenirken diğerinde yeni bir parti hazırlanır ve tam tersi. Buna flip-flop sistemi denir.

Emülsiyonun bir tankta hazırlandığı ve hazır olduğunda kristalizasyon hattının beslendiği bir tampon tankına aktarıldığı bir çözüm de bir seçenektir. Bu sisteme premix/tampon sistemi denir.

PASTÖRİZASYON (BÖLGE 3)

Tampon tankından emülsiyon, kristalizasyon hattına girmeden önce pastörizasyon için genellikle sürekli olarak bir plakalı ısı değiştirici (PHE) veya düşük basınçlı kazınmış yüzeyli ısı değiştirici (SSHE) veya yüksek basınçlı SSHE'den pompalanır.

Tam yağlı ürünler için tipik olarak bir PHE kullanılır. Emülsiyonun nispeten yüksek bir viskozite göstermesi beklenen düşük yağlı versiyonlar ve ısıya duyarlı emülsiyonlar (örneğin yüksek protein içerikli emülsiyonlar) için düşük basınçlı bir çözelti olarak SPX sistemi veya yüksek basınçlı bir çözelti olarak SPX-PLUS önerilir.

Pastörizasyon işleminin birçok avantajı vardır. Bakteriyel büyümenin ve diğer mikroorganizmaların büyümesinin engellenmesini sağlar, böylece emülsiyonun mikrobiyolojik kararlılığını iyileştirir. Sadece su fazının pastörizasyonu bir olasılıktır, ancak emülsiyonun pastörizasyon işlemi pastörize üründen son ürünün doldurulmasına veya paketlenmesine kadar geçen süreyi en aza indireceğinden, tam emülsiyonun pastörizasyonu tercih edilir. Ayrıca, ürün pastörizasyondan son ürünün doldurulmasına veya paketlenmesine kadar bir hat içi işlemde işlenir ve tüm emülsiyon pastörize edildiğinde herhangi bir yeniden işleme malzemesinin pastörizasyonu sağlanır.

Ek olarak, tam emülsiyonun pastörizasyonu, emülsiyonun kristalizasyon hattına sabit bir sıcaklıkta beslenerek sabit işleme parametreleri, ürün sıcaklıkları ve ürün dokusu elde edilmesini sağlar. Ek olarak, emülsiyon düzgün bir şekilde pastörize edildiğinde ve yağ fazının erime noktasından 5-10°C daha yüksek bir sıcaklıkta yüksek basınç pompasına beslendiğinde, kristalizasyon ekipmanına beslenen önceden kristalleştirilmiş emülsiyonun oluşumu önlenir.

Tipik bir pastörizasyon işlemi, emülsiyonun 45-55°C'de hazırlanmasından sonra, emülsiyonun 16 saniye boyunca 75-85°C'de ısıtılması ve tutulması ve ardından 45-55°C'lik bir sıcaklığa soğutulması işlemini içerir. Son sıcaklık, yağ fazının erime noktasına bağlıdır: erime noktası ne kadar yüksekse, sıcaklık da o kadar yüksek olur.

SOĞUTMA, KRİSTALLEŞTİRME VE YOĞURMA (BÖLGE 4)

 

Emülsiyon, yüksek basınçlı piston pompası (HPP) vasıtasıyla kristalizasyon hattına pompalanır. Margarin ve ilgili ürünlerin üretimi için kristalizasyon hattı, genellikle amonyak veya Freon tipi soğutma ortamıyla soğutulan yüksek basınçlı bir SSHE'den oluşur. Plastik ürünlerin üretimi için ekstra yoğurma yoğunluğu ve zaman eklemek amacıyla, genellikle hatta pimli rotor makinesi(leri) ve/veya ara kristalizatörler dahil edilir. Bir dinlenme tüpü, kristalizasyon hattının son adımıdır ve yalnızca ürün paketlendiğinde dahil edilir.

Kristalizasyon hattının kalbi, sıcak emülsiyonun aşırı soğutulduğu ve soğutma tüpünün iç yüzeyinde kristalleştirildiği yüksek basınçlı SSHE'dir. Emülsiyon, dönen kazıyıcılar tarafından etkili bir şekilde kazınır, böylece emülsiyon aynı anda soğutulur ve yoğrulur. Emülsiyondaki yağ kristalleştiğinde, yağ kristalleri su damlacıklarını ve sıvı yağı hapseden üç boyutlu bir ağ oluşturur ve bunun sonucunda plastik yarı katı doğa özelliklerine sahip ürünler ortaya çıkar.

Üretilecek ürünün türüne ve söz konusu ürün için kullanılan yağ türüne bağlı olarak, kristalizasyon hattının konfigürasyonu (yani soğutma borularının ve pim rotor makinelerinin sırası) belirli ürün için optimum konfigürasyonu sağlayacak şekilde ayarlanabilir.

Kristalizasyon hattı genellikle birden fazla belirli yağ ürünü ürettiğinden, SSHE genellikle esnek bir kristalizasyon hattı için gereklilikleri karşılamak amacıyla iki veya daha fazla soğutma bölümünden veya soğutma tüpünden oluşur. Çeşitli yağ karışımlarından farklı kristalize yağ ürünleri üretirken, karışımların kristalizasyon özellikleri bir karışımdan diğerine farklılık gösterebileceğinden esnekliğe ihtiyaç duyulur.

Kristalizasyon süreci, işleme koşulları ve işleme parametreleri, nihai margarin ve sürme ürünlerinin özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bir kristalizasyon hattı tasarlarken, hat üzerinde üretilmesi planlanan ürünlerin özelliklerini belirlemek önemlidir. Geleceğe yönelik yatırımı güvence altına almak için, ilgi duyulan ürün yelpazesinin zamanla ve hammaddelerle değişebileceği için, hattın esnekliği ve ayrıca ayrı ayrı kontrol edilebilen işleme parametreleri gereklidir.

Hattın kapasitesi, SSHE'nin mevcut soğutma yüzeyi tarafından belirlenir. Düşük kapasiteli hatlardan yüksek kapasiteli hatlara kadar farklı boyutlarda makineler mevcuttur. Ayrıca tek tüplü ekipmandan çok tüplü hatlara kadar çeşitli esneklik dereceleri mevcuttur, bu nedenle oldukça esnek işleme hatları mevcuttur.

Ürün SSHE'de soğutulduktan sonra, üç boyutlu ağın, makroskobik düzeyde plastik yapı olan, ilerlemesine yardımcı olmak için belirli bir süre ve belirli bir yoğunlukta yoğrulduğu pim rotor makinesine ve/veya ara kristalizatörlere girer. Ürünün sarılı bir ürün olarak dağıtılması amaçlanıyorsa, sarılmadan önce dinlenme tüpüne yerleşmeden önce tekrar SSHE'ye girecektir. Ürün kaplara doldurulursa, kristalizasyon hattına hiçbir dinlenme tüpü dahil edilmez.

AMBALAJLAMA, DOLUM VE TEKRAR ERİTME (BÖLGE 5)

Piyasada çeşitli paketleme ve doldurma makineleri mevcuttur ve bu makalede açıklanmayacaktır. Ancak, paketlenmek veya doldurulmak üzere üretildiğinde ürünün kıvamı çok farklıdır. Paketlenmiş bir ürünün doldurulmuş bir üründen daha sert bir dokuya sahip olması gerektiği açıktır ve bu doku optimum değilse ürün yeniden eritme sistemine yönlendirilir, eritilir ve yeniden işlenmek üzere tampon tankına eklenir. Farklı yeniden eritme sistemleri mevcuttur ancak en çok kullanılan sistemler PHE veya düşük basınçlı SSHE'dir.

OTOMASYON

 

Margarin, diğer gıda ürünleri gibi, günümüzde birçok fabrikada sıkı izlenebilirlik prosedürleri altında üretilmektedir. Bu prosedürler genellikle içerikleri, üretimi ve nihai ürünü kapsayarak yalnızca gelişmiş bir gıda güvenliğiyle değil, aynı zamanda sabit bir gıda kalitesiyle de sonuçlanır. İzlenebilirlik talepleri fabrikanın kontrol sisteminde uygulanabilir ve Shiputec kontrol sistemi, tüm üretim süreciyle ilgili önemli koşulları ve parametreleri kontrol etmek, kaydetmek ve belgelemek için tasarlanmıştır.

Kontrol sistemi parola koruması ile donatılmıştır ve tarif bilgilerinden nihai ürün değerlendirmesine kadar margarin işleme hattında yer alan tüm parametrelerin geçmiş veri kaydını içerir. Veri kaydı, yüksek basınç pompasının kapasitesini ve çıkışını (l/saat ve geri basınç), kristalleşme sırasında ürün sıcaklıklarını (pastörizasyon işlemi dahil), SSHE'nin soğutma sıcaklıklarını (veya soğutma ortamı basınçlarını), SSHE ve pim rotor makinelerinin hızını ve yüksek basınç pompasını, SSHE'yi ve pim rotor makinelerini çalıştıran motorların yükünü içerir.

Kontrol sistemi

İşleme sırasında, belirli ürün için işleme parametreleri sınırların dışındaysa operatöre alarmlar gönderilir; bunlar üretim öncesinde tarif düzenleyicide ayarlanır. Bu alarmlar manuel olarak onaylanmalı ve prosedürlere göre işlem yapılmalıdır. Tüm alarmlar daha sonra görüntülenmek üzere geçmişe dönük bir alarm sisteminde saklanır. Ürün üretim hattından uygun şekilde paketlenmiş veya doldurulmuş bir şekilde çıktığında, genellikle daha sonra takip edilmek üzere bir tarih, saat ve parti tanımlama numarasıyla işaretlenmiş ürün adından ayrıdır. Üretim sürecinde yer alan tüm üretim adımlarının eksiksiz geçmişi böylece üreticinin ve son kullanıcının, tüketicinin güvenliği için dosyalanır.

TİP

CIP temizleme tesisleri (CIP = yerinde temizlik) de modern bir margarin tesisinin bir parçasıdır çünkü margarin üretim tesisleri düzenli olarak temizlenmelidir. Geleneksel margarin ürünleri için haftada bir normal bir temizleme aralığıdır. Ancak, düşük yağ (yüksek su içeriği) ve/veya yüksek protein içeren ürünler gibi hassas ürünler için CIP arasındaki aralıkların daha kısa olması önerilir.

Prensip olarak iki CIP sistemi kullanılır: Temizleme ortamını yalnızca bir kez kullanan CIP tesisleri veya temizleme ortamının tampon çözeltisiyle çalışan ve kostik, asit ve/veya dezenfektanlar gibi ortamların kullanımdan sonra ayrı CIP depolama tanklarına geri döndürüldüğü önerilen CIP tesisleri. İkinci işlem, çevre dostu bir çözüm sunduğu ve temizlik maddelerinin tüketimi ve dolayısıyla bunların maliyeti açısından ekonomik bir çözüm olduğu için tercih edilir.

Bir fabrikada birden fazla üretim hattı kurulu olması durumunda, paralel temizleme yolları veya CIP uydu sistemleri kurmak mümkündür. Bu, temizleme süresinde ve enerji tüketiminde önemli bir azalma ile sonuçlanır. CIP sürecinin parametreleri otomatik olarak kontrol edilir ve kontrol sisteminde daha sonraki izleme için kaydedilir.

SON SÖZLER

Margarin ve ilgili ürünleri üretirken, sadece kullanılan yağlar ve yağlar veya ürünün tarifi gibi bileşenlerin değil, aynı zamanda tesisin yapılandırmasının, işleme parametrelerinin ve tesisin durumunun da nihai ürünün kalitesini belirlediğini akılda tutmak önemlidir. Hat veya ekipman iyi bakılmazsa, hattın verimli bir şekilde çalışmaması riski vardır. Bu nedenle, yüksek kaliteli ürünler üretmek için iyi işleyen bir tesis şarttır ancak ürünün nihai uygulamasına karşılık gelen özelliklere sahip yağ karışımının seçimi ve tesisin doğru yapılandırması ve işleme parametrelerinin seçimi de önemlidir. Son olarak, nihai ürün nihai kullanıma göre sıcaklıkla işlenmelidir..