POVZETEK
Živilska podjetja se danes, tako kot druga proizvodna podjetja, ne osredotočajo le na zanesljivost in kakovost opreme za predelavo hrane, temveč tudi na različne storitve, ki jih lahko zagotovi dobavitelj predelovalne opreme. Poleg učinkovitih predelovalnih linij, ki jih dobavljamo, smo lahko partner od začetne ideje ali faze projekta do končne faze zagona, da ne pozabimo na pomembno poprodajno storitev.
Shiputec ima več kot 20 let izkušenj v industriji predelave in pakiranja hrane.
UVOD V NAŠO TEHNOLOGIJO
VIZIJA IN ZAVEZA
Segment Shiputec načrtuje, proizvaja in trži rešitve za procesni inženiring in avtomatizacijo za mlečno, živilsko, pijačarsko, pomorsko, farmacevtsko in industrijo osebne nege prek svojih globalnih operacij.
Zavezani smo k temu, da bomo našim strankam po vsem svetu pomagali izboljšati učinkovitost in dobičkonosnost njihovih proizvodnih obratov in procesov. To dosegamo s široko paleto izdelkov in rešitev, od inženirskih komponent do načrtovanja celotnih procesnih obratov, ki jih podpira vodilno svetovno strokovno znanje na področju aplikacij in razvoja.
Našim strankam še naprej pomagamo optimizirati delovanje in dobičkonosnost njihovega obrata skozi celotno življenjsko dobo s podpornimi storitvami, prilagojenimi njihovim individualnim potrebam, prek usklajene mreže za pomoč strankam in rezervnih delov.
OSREDOTOČENOST NA STRANKE
Shiputec razvija, proizvaja in namešča sodobne, visoko učinkovite in zanesljive predelovalne linije za živilsko industrijo. Za proizvodnjo kristaliziranih maščobnih izdelkov, kot so margarina, maslo, namazi in maščobne maščobe, Shiputec ponuja rešitve, ki vključujejo tudi predelovalne linije za emulgirane živilske izdelke, kot so majoneza, omake in prelivi.
PROIZVODNJA MARGARINE
Margarina in sorodni izdelki vsebujejo vodno in maščobno fazo, zato jih lahko označimo kot emulzije voda v olju (V/O), v katerih je vodna faza fino dispergirana kot kapljice v neprekinjeni maščobni fazi. Glede na uporabo izdelka se ustrezno izbere sestava maščobne faze in proizvodni postopek.
Poleg opreme za kristalizacijo sodoben proizvodni obrat za margarino in sorodne izdelke običajno vključuje različne rezervoarje za shranjevanje olja ter za pripravo emulgatorja, vodne faze in emulzije; velikost in število rezervoarjev se izračunata glede na zmogljivost obrata in portfelj izdelkov. Obrat vključuje tudi enoto za pasterizacijo in talilnico. Tako lahko proizvodni proces na splošno razdelimo na naslednje podprocese (glejte diagram 1):
PRIPRAVA VODNE IN MAŠČOBNE FAZE (CONA 1)
Vodna faza se pogosto pripravlja šaržno v rezervoarju za vodno fazo. Voda mora biti dobre pitne kakovosti. Če pitne kakovosti vode ni mogoče zagotoviti, jo lahko predhodno obdelamo z npr. UV-svetilko ali filtrirnim sistemom.
Poleg vode lahko vodna faza vsebuje sol ali slanico, mlečne beljakovine (namizna margarina in namazi z nizko vsebnostjo maščob), sladkor (listnato testo), stabilizatorje (namazi z nizko in nizko vsebnostjo maščob), konzervanse in vodotopne arome.
Glavne sestavine v maščobni fazi, mešanici maščob, so običajno sestavljene iz mešanice različnih maščob in olj. Da bi dosegli margarino z želenimi lastnostmi in funkcionalnostmi, je razmerje med maščobami in olji v mešanici maščob odločilno za delovanje končnega izdelka.
Različne maščobe in olja, bodisi kot mešanice maščob bodisi posamezna olja, se skladiščijo v rezervoarjih za shranjevanje olja, ki so običajno nameščeni zunaj proizvodnega obrata. Ti se hranijo pri stabilni temperaturi skladiščenja nad tališčem maščobe in se mešajo, da se prepreči frakcioniranje maščobe in omogoči enostavno rokovanje.
Poleg mešanice maščob maščobna faza običajno vsebuje manjše sestavine, topne v maščobi, kot so emulgator, lecitin, aroma, barvilo in antioksidanti. Te manjše sestavine se raztopijo v mešanici maščob, preden se doda vodna faza, torej pred postopkom emulgiranja.
PRIPRAVA EMULZIJE (OBMOČJE 2)
Diagram 1:
1. Priprava vodne faze in maščobne faze (cona 1),
2. Priprava emulzije (cona 2),
3. Pasterizacija (cona 3),
4. Območje hlajenja, kristalizacije in gnetenja (območje 4),
5. Pakiranje in ponovno taljenje (cona 5)
Emulzijo pripravimo tako, da v emulzijsko posodo prenesemo različna olja in maščobe ali mešanice maščob. Običajno se najprej dodajo maščobe z visokim tališčem ali mešanice maščob, nato maščobe z nižjim tališčem in tekoče olje. Za dokončanje priprave maščobne faze se maščobni mešanici doda emulgator in druge v olju topne manjše sestavine. Ko so vse sestavine za maščobno fazo pravilno premešane, se doda vodna faza in emulzija se ustvari z intenzivnim, a nadzorovanim mešanjem.
Za doziranje različnih sestavin emulzije se lahko uporabijo različni sistemi, od katerih dva delujeta šaržno:
- Sistem merilnika pretoka
- Sistem tehtalnih rezervoarjev
Neprekinjeni linijski sistem emulgiranja je manj zaželena, vendar uporabljena rešitev npr. v visokozmogljivih linijah, kjer je na voljo omejen prostor za emulzijske rezervoarje. Ta sistem uporablja dozirne črpalke in merilnike masnega pretoka za nadzor razmerja dodanih faz v majhen emulzijski rezervoar.
Vse zgoraj omenjene sisteme je mogoče krmiliti popolnoma samodejno. Nekateri starejši obrati pa imajo še vedno ročno krmiljene sisteme za pripravo emulzij, vendar so ti delovno zahtevni in njihova namestitev danes ni priporočljiva zaradi strogih pravil sledljivosti.
Sistem merilnika pretoka temelji na šaržni pripravi emulzije, pri kateri se različne faze in sestavine merijo z merilniki masnega pretoka, ko se prenašajo iz različnih rezervoarjev za pripravo faz v rezervoar za emulzijo. Natančnost tega sistema je +/- 0,3 %. Za ta sistem je značilna neobčutljivost na zunanje vplive, kot so vibracije in umazanija.
Sistem tehtalnega rezervoarja je podoben sistemu merilnika pretoka, ki temelji na šaržni pripravi emulzije. Tukaj se količine sestavin in faz dodajajo neposredno v rezervoar za emulzijo, ki je nameščen na tehtalnih celicah, ki nadzorujejo količine, dodane v rezervoar.
Običajno se za pripravo emulzije uporablja sistem z dvema rezervoarjema, da se lahko kristalizacijska linija neprekinjeno izvaja. Vsak rezervoar deluje kot pripravljalni in puferski rezervoar (rezervoar za emulzijo), zato se kristalizacijska linija napaja iz enega rezervoarja, medtem ko se v drugem pripravlja nova serija in obratno. Temu pravimo sistem flip-flop.
Možna je tudi rešitev, pri kateri se emulzija pripravi v enem rezervoarju in se po pripravi prenese v puferski rezervoar, od koder se napaja kristalizacijska linija. Ta sistem se imenuje sistem predmešanja/puferiranja.
PASTERIZACIJA (CONA 3)
Iz vmesnega rezervoarja se emulzija običajno neprekinjeno črpa skozi ploščni toplotni izmenjevalec (PHE) ali nizkotlačni strgani površinski toplotni izmenjevalec (SSHE) ali visokotlačni SSHE za pasterizacijo, preden vstopi v kristalizacijsko linijo.
Za polnomastne izdelke se običajno uporablja PHE. Za različice z manj maščobami, kjer se pričakuje, da bo emulzija imela relativno visoko viskoznost, in za toplotno občutljive emulzije (npr. emulzije z visoko vsebnostjo beljakovin) se priporoča sistem SPX kot nizkotlačna raztopina ali SPX-PLUS kot visokotlačna raztopina.
Postopek pasterizacije ima več prednosti. Zagotavlja zaviranje rasti bakterij in drugih mikroorganizmov, s čimer se izboljša mikrobiološka stabilnost emulzije. Možna je le pasterizacija vodne faze, vendar je pasterizacija celotne emulzije bolj zaželena, saj postopek pasterizacije emulzije skrajša čas zadrževanja od pasteriziranega izdelka do polnjenja ali pakiranja končnega izdelka. Poleg tega se izdelek obdeluje v linijskem postopku od pasterizacije do polnjenja ali pakiranja končnega izdelka, pasterizacija morebitnega predelanega materiala pa je zagotovljena, ko je celotna emulzija pasterizirana.
Poleg tega pasterizacija celotne emulzije zagotavlja, da se emulzija dovaja v kristalizacijsko linijo pri konstantni temperaturi, s čimer se dosežejo konstantni procesni parametri, temperature izdelka in tekstura izdelka. Poleg tega se pojav predkristalizirane emulzije, ki se dovaja v kristalizacijsko opremo, prepreči, če je emulzija pravilno pasterizirana in dovajana v visokotlačno črpalko pri temperaturi, ki je 5–10 °C višja od tališča maščobne faze.
Tipičen postopek pasterizacije po pripravi emulzije pri 45–55 °C vključuje zaporedje segrevanja in zadrževanja emulzije pri 75–85 °C 16 sekund, nato pa postopek hlajenja na temperaturo 45–55 °C. Končna temperatura je odvisna od tališča maščobne faze: višje kot je tališče, višja je temperatura.
HLAJENJE, KRISTALIZACIJA IN GNETENJE (CONA 4)
Emulzija se s pomočjo visokotlačne batne črpalke (VČ) črpa v kristalizacijsko linijo. Kristalizacijska linija za proizvodnjo margarine in sorodnih izdelkov je običajno sestavljena iz visokotlačne SSHE, ki se hladi z amoniakom ali freonskim hladilnim medijem. V linijo so pogosto vključeni stroji z igličnim rotorjem in/ali vmesni kristalizatorji, da se poveča intenzivnost gnetenja in čas za proizvodnjo plastičnih izdelkov. Cev za mirovanje je zadnji korak kristalizacijske linije in je vključena le, če je izdelek pakiran.
Srce kristalizacijske linije je visokotlačni SSHE, v katerem se topla emulzija podhlaja in kristalizira na notranji površini hladilne cevi. Emulzijo učinkovito postrgajo vrteča se strgala, s čimer se emulzija hkrati ohladi in gnete. Ko maščoba v emulziji kristalizira, maščobni kristali tvorijo tridimenzionalno mrežo, ki ujame kapljice vode in tekoče olje, kar ima za posledico izdelke z lastnostmi plastične poltrdne snovi.
Glede na vrsto izdelka, ki ga je treba izdelati, in vrsto maščob, ki se uporabljajo za določen izdelek, se lahko konfiguracija kristalizacijske linije (tj. vrstni red hladilnih cevi in strojev z igličnim rotorjem) prilagodi, da se zagotovi optimalna konfiguracija za določen izdelek.
Ker kristalizacijska linija običajno proizvaja več kot en specifičen maščobni izdelek, je SSHE pogosto sestavljen iz dveh ali več hladilnih odsekov ali hladilnih cevi, da se izpolnijo zahteve za fleksibilno kristalizacijsko linijo. Pri proizvodnji različnih kristaliziranih maščobnih izdelkov iz različnih mešanic maščob je potrebna fleksibilnost, saj se lahko kristalizacijske značilnosti mešanic razlikujejo od ene mešanice do druge.
Postopek kristalizacije, pogoji predelave in parametri predelave imajo velik vpliv na lastnosti končnih margarin in namazov. Pri načrtovanju kristalizacijske linije je pomembno opredeliti značilnosti izdelkov, ki jih je predvideno proizvajati na liniji. Za zagotovitev naložbe v prihodnosti sta potrebna prilagodljivost linije in individualno nadzorovani parametri predelave, saj se lahko paleta izdelkov, ki nas zanimajo, s časom in surovinami spreminja.
Zmogljivost linije je določena s hladilno površino, ki je na voljo SSHE. Na voljo so stroji različnih velikosti, od linij z nizko do visoko zmogljivostjo. Na voljo so tudi različne stopnje prilagodljivosti, od enocevne opreme do večcevnih linij, kar zagotavlja visoko prilagodljive procesne linije.
Ko se izdelek ohladi v SSHE, vstopi v stroj z igličastim rotorjem in/ali vmesne kristalizatorje, kjer se gnete določen čas in z določeno intenzivnostjo, da se spodbudi tvorba tridimenzionalne mreže, ki na makroskopski ravni predstavlja plastično strukturo. Če je izdelek namenjen distribuciji kot zavit izdelek, bo ponovno vstopil v SSHE, preden se usede v cev za počitek pred zavijanjem. Če je izdelek polnjen v skodelice, cev za počitek ni vključena v kristalizacijsko linijo.
PAKIRANJE, POLNJENJE IN PRETALJENJE (CONA 5)
Na trgu so na voljo različni pakirni in polnilni stroji, ki jih v tem članku ne bomo opisali. Vendar pa se konsistenca izdelka zelo razlikuje, če je proizveden za pakiranje ali polnjenje. Očitno mora imeti pakiran izdelek trdnejšo teksturo kot polnjen izdelek, in če ta tekstura ni optimalna, se izdelek preusmeri v sistem za pretaljevanje, kjer se stali in doda v vmesni rezervoar za ponovno obdelavo. Na voljo so različni sistemi za pretaljevanje, najpogosteje pa se uporabljata PHE ali nizkotlačni SSHE.
AVTOMATIZACIJA
Margarina se, tako kot drugi živilski izdelki, v mnogih tovarnah danes proizvaja po strogih postopkih sledljivosti. Ti postopki, ki običajno zajemajo sestavine, proizvodnjo in končni izdelek, ne zagotavljajo le večje varnosti živil, temveč tudi stalno kakovost živil. Zahteve sledljivosti je mogoče uvesti v nadzorni sistem tovarne, nadzorni sistem Shiputec pa je zasnovan za nadzor, beleženje in dokumentiranje pomembnih pogojev in parametrov, ki se nanašajo na celoten proizvodni proces.
Krmilni sistem je opremljen z zaščito z geslom in omogoča beleženje zgodovinskih podatkov vseh parametrov, povezanih z linijo za predelavo margarine, od informacij o receptu do končne ocene izdelka. Beleženje podatkov vključuje zmogljivost in izhod visokotlačne črpalke (l/uro in protitlak), temperature izdelka (vključno s postopkom pasterizacije) med kristalizacijo, temperature hlajenja (ali tlake hladilnih medijev) SSHE, hitrost SSHE in strojev z igličnim rotorjem ter obremenitev motorjev, ki poganjajo visokotlačno črpalko, SSHE in stroje z igličnim rotorjem.
Krmilni sistem
Med obdelavo se operaterju pošljejo alarmi, če so parametri obdelave za določen izdelek izven meja; te se nastavijo v urejevalniku receptov pred proizvodnjo. Te alarme je treba ročno potrditi in ukrepati v skladu s postopki. Vsi alarmi se shranijo v zgodovinski sistem alarmov za kasnejši ogled. Ko izdelek zapusti proizvodno linijo v ustrezno pakirani ali napolnjeni obliki, je poleg imena izdelka običajno označen z datumom, uro in identifikacijsko številko serije za kasnejše sledenje. Celotna zgodovina vseh proizvodnih korakov, vključenih v proizvodni proces, se tako shrani za varnost proizvajalca in končnega uporabnika, potrošnika.
CIP
Čistilne naprave CIP (CIP = čiščenje na mestu) so prav tako del sodobnega obrata za proizvodnjo margarine, saj je treba obrate za proizvodnjo margarine redno čistiti. Za tradicionalne izdelke z margarino je običajen interval čiščenja enkrat na teden. Za občutljive izdelke, kot so izdelki z nizko vsebnostjo maščob (visoka vsebnost vode) in/ali visoko vsebnostjo beljakovin, pa so priporočljivi krajši intervali med CIP.
Načeloma se uporabljata dva sistema CIP: CIP naprave, ki čistilne medije uporabijo samo enkrat, ali priporočene CIP naprave, ki delujejo s pufersko raztopino čistilnih medijev, kjer se mediji, kot so lug, kislina in/ali razkužila, po uporabi vrnejo v posamezne CIP rezervoarje. Slednji postopek je prednostnejši, saj predstavlja okolju prijazno rešitev in je ekonomična rešitev glede porabe čistilnih sredstev in s tem stroškov le-teh.
V primeru, da je v eni tovarni nameščenih več proizvodnih linij, je mogoče vzpostaviti vzporedne čistilne proge ali satelitske sisteme CIP. To znatno zmanjša čas čiščenja in porabo energije. Parametri procesa CIP se samodejno krmilijo in beležijo za kasnejšo sledljivost v nadzornem sistemu.
KONČNE OPOMBE
Pri proizvodnji margarine in sorodnih izdelkov je pomembno upoštevati, da na kakovost končnega izdelka ne vplivajo le sestavine, kot so uporabljena olja in maščobe, ali receptura izdelka, temveč tudi konfiguracija obrata, parametri predelave in stanje obrata. Če linija ali oprema nista dobro vzdrževani, obstaja tveganje, da linija ne deluje učinkovito. Zato je za proizvodnjo visokokakovostnih izdelkov nujen dobro delujoč obrat, vendar je pomembna tudi izbira mešanice maščob z lastnostmi, ki ustrezajo končni uporabi izdelka, ter pravilna konfiguracija in izbira parametrov predelave obrata. Nenazadnje je treba končni izdelek temperaturno obdelati glede na končno uporabo.
Čas objave: 21. januar 2026