SAŽETAK
Prehrambene tvrtke danas su, poput drugih proizvodnih poduzeća, ne usredotočene samo na pouzdanost i kvalitetu opreme za preradu hrane, već i na razne usluge koje dobavljač opreme za preradu može pružiti. Osim učinkovitih proizvodnih linija koje isporučujemo, možemo biti partner od početne ideje ili faze projekta do završne faze puštanja u pogon, a da ne zaboravimo ni važnu postprodajnu uslugu.
Shiputec ima više od 20 godina iskustva u industriji prerade i pakiranja hrane.
UVOD U NAŠU TEHNOLOGIJU
VIZIJA I PREDANOST
Shiputec segment dizajnira, proizvodi i prodaje rješenja za procesni inženjering i automatizaciju za mliječnu, prehrambenu, pićarsku, pomorsku, farmaceutsku i industriju osobne njege putem svojih globalnih operacija.
Posvećeni smo pomaganju našim kupcima diljem svijeta da poboljšaju performanse i profitabilnost svojih proizvodnih pogona i procesa. To postižemo nudeći širok raspon proizvoda i rješenja, od projektiranih komponenti do dizajna kompletnih procesnih postrojenja, uz podršku vodeće svjetske stručnosti u primjeni i razvoju.
Nastavljamo pomagati našim kupcima da optimiziraju performanse i profitabilnost svog postrojenja tijekom cijelog njegovog životnog vijeka uz usluge podrške prilagođene njihovim individualnim potrebama putem koordinirane mreže korisničke službe i rezervnih dijelova.
USMJERENOST NA KUPCA
Shiputec razvija, proizvodi i instalira moderne, visoko učinkovite i pouzdane proizvodne linije za prehrambenu industriju. Za proizvodnju kristaliziranih masnih proizvoda poput margarina, maslaca, namaza i skratki, Shiputec nudi rješenja koja također uključuju proizvodne linije za emulgirane prehrambene proizvode poput majoneze, umaka i preljeva.
PROIZVODNJA MARGARINA
Margarin i srodni proizvodi sadrže vodenu fazu i masnu fazu te se stoga mogu okarakterizirati kao emulzije voda-u-ulju (W/O) u kojima je vodena faza fino dispergirana kao kapljice u kontinuiranoj masnoj fazi. Ovisno o primjeni proizvoda, sastav masne faze i proces proizvodnje odabiru se u skladu s tim.
Osim opreme za kristalizaciju, moderni proizvodni pogon za margarin i srodne proizvode obično uključuje različite spremnike za skladištenje ulja, kao i za pripremu emulgatora, vodene faze i emulzije; veličina i broj spremnika izračunavaju se na temelju kapaciteta postrojenja i portfelja proizvoda. Pogon također uključuje jedinicu za pasterizaciju i pogon za pretaljenje. Stoga se proizvodni proces općenito može podijeliti na sljedeće podprocese (vidi dijagram 1):
PRIPREMA VODENE FAZE I MASNE FAZE (ZONA 1)
Vodena faza se često priprema šaržno u spremniku za vodenu fazu. Voda treba biti dobre pitke kvalitete. Ako se ne može jamčiti pitka kvaliteta vode, voda se može podvrgnuti predtretmanu pomoću npr. UV ili filterskog sustava.
Osim vode, vodena faza može se sastojati od soli ili salamure, mliječnih proteina (stolni margarin i namazi s niskim udjelom masti), šećera (lisnato tijesto), stabilizatora (namazi s niskim i smanjenim udjelom masti), konzervansa i aroma topivih u vodi.
Glavni sastojci u masnoj fazi, mješavini masti, obično se sastoje od mješavine različitih masti i ulja. Kako bi se postigao margarin sa željenim karakteristikama i funkcionalnostima, omjer masti i ulja u mješavini masti odlučujući je za performanse konačnog proizvoda.
Različite masti i ulja, bilo kao mješavine masti ili pojedinačna ulja, skladište se u spremnicima za skladištenje ulja koji se obično nalaze izvan proizvodnog pogona. Čuvaju se na stabilnoj temperaturi skladištenja iznad točke taljenja masti i uz miješanje kako bi se izbjeglo frakcioniranje masti i omogućilo jednostavno rukovanje.
Osim mješavine masti, masna faza obično se sastoji od manjih sastojaka topivih u mastima kao što su emulgator, lecitin, aroma, boja i antioksidansi. Ovi manji sastojci otopljeni su u mješavini masti prije dodavanja vodene faze, dakle prije procesa emulgiranja.
PRIPREMA EMULZIJE (ZONA 2)
Dijagram 1:
1. Priprema vodene faze i masne faze (zona 1),
2. Priprema emulzije (zona 2),
3. Pasterizacija (zona 3),
4. Zona hlađenja, kristalizacije i gnječenja (zona 4),
5. Pakiranje i pretapanje (zona 5)
Emulzija se priprema prijenosom različitih ulja i masti ili mješavina masti u spremnik za emulziju. Obično se prvo dodaju masti ili mješavine masti s visokim talištem, a zatim masti s nižim talištem i tekuće ulje. Kako bi se dovršila priprema masne faze, u mješavinu masti dodaju se emulgator i drugi sporedni sastojci topljivi u ulju. Kada su svi sastojci za masnu fazu pravilno pomiješani, dodaje se vodena faza i emulzija se stvara intenzivnim, ali kontroliranim miješanjem.
Za doziranje različitih sastojaka emulzije mogu se koristiti različiti sustavi, od kojih dva rade šaržno:
- Sustav mjerača protoka
- Sustav spremnika za vaganje
Kontinuirani linijski sustav emulgiranja je manje poželjno, ali korišteno rješenje, npr. u linijama velikog kapaciteta gdje je dostupan ograničen prostor za spremnike emulzije. Ovaj sustav koristi dozirne pumpe i mjerače protoka mase za kontrolu omjera dodanih faza u mali spremnik emulzije.
Svi gore navedeni sustavi mogu se potpuno automatski kontrolirati. Međutim, neki stariji pogoni još uvijek imaju ručno kontrolirane sustave za pripremu emulzije, ali oni zahtijevaju puno rada i njihova ugradnja se danas ne preporučuje zbog strogih pravila sljedivosti.
Sustav mjerenja protoka temelji se na šaržnoj pripremi emulzije u kojoj se različite faze i sastojci mjere mjeračima masenog protoka kada se prenose iz različitih spremnika za pripremu faza u spremnik za emulziju. Točnost ovog sustava je +/-0,3%. Ovaj sustav karakterizira neosjetljivost na vanjske utjecaje poput vibracija i prljavštine.
Sustav spremnika za vaganje sličan je sustavu mjerača protoka koji se temelji na šaržnoj pripremi emulzije. Ovdje se količine sastojaka i faza dodaju izravno u spremnik za emulziju koji je postavljen na mjerne ćelije koje kontroliraju količine dodane u spremnik.
Obično se za pripremu emulzije koristi sustav s dva spremnika kako bi se linija za kristalizaciju mogla kontinuirano pokretati. Svaki spremnik radi kao spremnik za pripremu i međuspremnik (spremnik za emulziju), pa će se linija za kristalizaciju napajati iz jednog spremnika dok će se nova serija pripremati u drugom i obrnuto. To se naziva flip-flop sustav.
Rješenje u kojem se emulzija priprema u jednom spremniku i kada je gotova, prenosi se u puferski spremnik odakle se napaja linija za kristalizaciju također je opcija. Ovaj sustav naziva se sustav premiksa/pufera.
PASTERIZACIJA (ZONA 3)
Iz međuspremnika emulzija se obično kontinuirano pumpa kroz pločasti izmjenjivač topline (PHE) ili niskotlačni izmjenjivač topline sa struganom površinom (SSHE) ili visokotlačni SSHE za pasterizaciju prije ulaska u liniju za kristalizaciju.
Za punomasne proizvode obično se koristi PHE. Za verzije s nižim udjelom masti gdje se očekuje da će emulzija pokazivati relativno visoku viskoznost i za emulzije osjetljive na toplinu (npr. emulzije s visokim udjelom proteina) preporučuje se SPX sustav kao niskotlačno rješenje ili SPX-PLUS kao visokotlačno rješenje.
Proces pasterizacije ima nekoliko prednosti. Osigurava inhibiciju rasta bakterija i rasta drugih mikroorganizama, čime se poboljšava mikrobiološka stabilnost emulzije. Pasterizacija samo vodene faze je mogućnost, ali pasterizacija cijele emulzije je poželjnija jer će proces pasterizacije emulzije smanjiti vrijeme zadržavanja od pasteriziranog proizvoda do punjenja ili pakiranja konačnog proizvoda. Također, proizvod se obrađuje u linijskom procesu od pasterizacije do punjenja ili pakiranja konačnog proizvoda, a pasterizacija bilo kojeg materijala za preradu osigurana je kada se pasterizira cijela emulzija.
Osim toga, pasterizacija potpune emulzije osigurava da se emulzija dovodi u liniju za kristalizaciju na konstantnoj temperaturi, postižući konstantne parametre obrade, temperature proizvoda i teksturu proizvoda. Osim toga, pojava predkristalizirane emulzije koja se dovodi u opremu za kristalizaciju sprječava se kada se emulzija pravilno pasterizira i dovodi u visokotlačnu pumpu na temperaturi 5-10°C višoj od točke taljenja masne faze.
Tipičan proces pasterizacije nakon pripreme emulzije na 45-55°C uključuje zagrijavanje i držanje emulzije na 75-85°C tijekom 16 sekundi, a potom proces hlađenja na temperaturu od 45-55°C. Završna temperatura ovisi o talištu masne faze: što je talište više, to je viša temperatura.
HLAĐENJE, KRISTALIZACIJA I MIJEŠENJE (ZONA 4)
Emulzija se pumpa na liniju za kristalizaciju pomoću visokotlačne klipne pumpe (VKP). Linija za kristalizaciju za proizvodnju margarina i srodnih proizvoda obično se sastoji od visokotlačne SSHE koja se hladi amonijakom ili freonskim rashladnim medijem. Stroj(evi) s igličastim rotorom i/ili međukristalizatori često su uključeni u liniju kako bi se povećao intenzitet i vrijeme gnječenja za proizvodnju plastičnih proizvoda. Cijev za mirovanje je završni korak linije za kristalizaciju i uključena je samo ako je proizvod pakiran.
Srce kristalizacijske linije je visokotlačni SSHE, u kojem se topla emulzija pothlađena i kristalizira na unutarnjoj površini rashladne cijevi. Emulzija se učinkovito sastruže rotirajućim strugačima, čime se emulzija istovremeno hladi i mijesi. Kada se mast u emulziji kristalizira, kristali masti tvore trodimenzionalnu mrežu koja hvata kapljice vode i tekuće ulje, što rezultira proizvodima s svojstvima plastične polukrute prirode.
Ovisno o vrsti proizvoda koji se proizvodi i vrsti masti koje se koriste za određeni proizvod, konfiguracija linije za kristalizaciju (tj. redoslijed cijevi za hlađenje i strojeva s igličastim rotorom) može se prilagoditi 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 odjeljaka za hlađenje ili cijevi za hlađenje kako bi se zadovoljili 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, uvjeti obrade i parametri obrade imaju veliki utjecaj na karakteristike konačnih margarina i namaza. Prilikom projektiranja linije za kristalizaciju važno je identificirati karakteristike proizvoda koji se planiraju proizvoditi na liniji. Kako bi se osigurala investicija za budućnost, potrebna je fleksibilnost linije, kao i individualno kontrolirani parametri obrade, budući da se asortiman proizvoda od interesa može mijenjati s vremenom, kao i sirovine.
Kapacitet linije određen je rashladnom površinom dostupne za SSHE. Dostupni su strojevi različitih veličina, od linija niskog do visokog kapaciteta. Također su dostupni različiti stupnjevi fleksibilnosti, od opreme s jednom cijevi do linija s više cijevi, što rezultira visokom fleksibilnošću proizvodnih linija.
Nakon što se proizvod ohladi u SSHE-u, ulazi u stroj s igličastim rotorom i/ili međukristalizatore u kojima se mijesi određeno vrijeme i određenim intenzitetom kako bi se pomoglo u promicanju trodimenzionalne mreže, koja je na makroskopskoj razini plastična struktura. Ako je proizvod namijenjen distribuciji kao zamotan proizvod, ponovno će ući u SSHE prije nego što se slegne u cijevi za odmaranje prije zamatanja. Ako se proizvod puni u čaše, cijev za odmaranje nije uključena u liniju kristalizacije.
PAKIRANJE, PUNJENJE I PRETALJIVANJE (ZONA 5)
Na tržištu su dostupni različiti strojevi za pakiranje i punjenje koji neće biti opisani u ovom članku. Međutim, konzistencija proizvoda je vrlo različita ako se proizvodi za pakiranje ili punjenje. Očito je da pakirani proizvod mora imati čvršću teksturu od punjenog proizvoda i ako ta tekstura nije optimalna, proizvod će se preusmjeriti u sustav za pretaljenje, rastopiti i dodati u međuspremnik za ponovnu obradu. Dostupni su različiti sustavi za pretaljenje, ali najčešće korišteni sustavi su PHE ili niskotlačni SSHE.
AUTOMATIZACIJA
Margarin se, kao i drugi prehrambeni proizvodi, u mnogim tvornicama danas proizvodi pod strogim postupcima sljedivosti. Ti postupci koji obično obuhvaćaju sastojke, proizvodnju i konačni proizvod rezultiraju ne samo poboljšanom sigurnošću hrane već i konstantnom kvalitetom hrane. Zahtjevi sljedivosti mogu se implementirati u sustavu upravljanja tvornice, a Shiputec sustav upravljanja dizajniran je za kontrolu, bilježenje i dokumentiranje važnih uvjeta i parametara koji se odnose na cijeli proizvodni proces.
Upravljački sustav opremljen je zaštitom lozinkom i omogućuje bilježenje povijesnih podataka svih parametara uključenih u liniju za preradu margarina, od informacija o receptu do evaluacije konačnog proizvoda. Zapisivanje podataka uključuje kapacitet i izlaz visokotlačne pumpe (l/sat i povratni tlak), temperature proizvoda (uključujući proces pasterizacije) tijekom kristalizacije, temperature hlađenja (ili tlakove rashladnog medija) SSHE-a, brzinu SSHE-a i strojeva s igličastim rotorom, kao i opterećenje motora koji pokreću visokotlačnu pumpu, SSHE i strojeve s igličastim rotorom.
Upravljački sustav
Tijekom obrade, operateru će se slati alarmi ako su parametri obrade za određeni proizvod izvan granica; oni se postavljaju u uređivaču recepata prije proizvodnje. Ove alarme treba ručno potvrditi i poduzeti radnje u skladu s postupcima. Svi alarmi pohranjuju se u povijesni sustav alarma za kasniji pregled. Kada proizvod napusti proizvodnu liniju u odgovarajuće pakiranom ili napunjenom obliku, osim naziva proizvoda obično je označen datumom, vremenom i identifikacijskim brojem serije za kasnije praćenje. Potpuna povijest svih proizvodnih koraka uključenih u proizvodni proces stoga se pohranjuje radi sigurnosti proizvođača i krajnjeg korisnika, potrošača.
CIP
CIP postrojenja za čišćenje (CIP = čišćenje na licu mjesta) također su dio modernog pogona za margarin jer se pogoni za proizvodnju margarina trebaju redovito čistiti. Za tradicionalne proizvode od margarina jednom tjedno je normalan interval čišćenja. Međutim, za osjetljive proizvode poput proizvoda s niskim udjelom masti (visok udio vode) i/ili s visokim udjelom proteina, preporučuju se kraći intervali između CIP-a.
U načelu se koriste dva CIP sustava: CIP postrojenja koja koriste sredstva za čišćenje samo jednom ili preporučena CIP postrojenja koja rade putem puferske otopine sredstava za čišćenje gdje se sredstva poput lužine, kiseline i/ili dezinficijensa vraćaju u pojedinačne CIP spremnike nakon upotrebe. Potonji postupak je poželjniji jer predstavlja ekološki prihvatljivo rješenje i ekonomično je rješenje u pogledu potrošnje sredstava za čišćenje, a time i njihovih troškova.
U slučaju da je u jednoj tvornici instalirano nekoliko proizvodnih linija, moguće je postaviti paralelne trake za čišćenje ili CIP satelitske sustave. To rezultira značajnim smanjenjem vremena čišćenja i potrošnje energije. Parametri CIP procesa automatski se kontroliraju i bilježe za kasnije praćenje u upravljačkom sustavu.
ZAVRŠNE NAPOMENE
Prilikom proizvodnje margarina i srodnih proizvoda važno je imati na umu da ne samo sastojci poput korištenih ulja i masti ili receptura proizvoda određuju kvalitetu konačnog proizvoda, već i konfiguracija postrojenja, parametri obrade i stanje postrojenja. Ako linija ili oprema nisu dobro održavani, postoji rizik da linija ne radi učinkovito. Stoga je za proizvodnju visokokvalitetnih proizvoda nužno dobro funkcionirajuće postrojenje, ali važan je i izbor mješavine masti s 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 se temperaturno obraditi prema konačnoj namjeni.
Vrijeme objave: 21. siječnja 2026.