Кислотность желудка 

Линия производства маргарина и спреда, ECO. Помещение и персонал. Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя

Описание

Технология производства маргарина и спреда на данном оборудовании: Компоненты жировой и водной фазы в соответствии с рецептурой смешиваются в соответствующих вертикальных цилиндрических смесителях, в которых происходит также предварительное эмульгирование. Сухие компоненты и ингредиенты взвешиваются на автоматических весах и перекачиваются насосами в соответствующий смеситель. Необходимые жиры подаются блоками в жиротопку, где растапливаются и перекачиваются насосом частично в смеситель жировой фазы и частично (согласно рецептуре) в танки для эмульгирования. Температура внутри жиротопки поддерживается благодаря циркуляции воды через водяную рубашку и внутреннюю решетку. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Внутри смесителей жировой и водной фазы находятся винтовые мешалки пропеллерного типа с частотой вращения согласно заданной рецептуре. Смеситель снабжен водяной рубашкой для теплоизоляции. Заданная рецептурой температура смесей в смесителях жировой и водной фазы поддерживается благодаря циркуляции смеси через пластинчатые теплообменники. Теплообмен происходит с внешней водой (обеспечивается заказчиком). Грубая эмульсия из смесителей жировой и водной фазы поступают в танк для эмульгирования (получения стабильной гомогенной эмульсии молочно-растительной смеси. В данном танке эмульсия в течение заданного рецептом времени циркулирует через насос эмульсатор, и подогревается за счет подачи в водяную рубашку горячей воды, за счет чего обеспечивается интенсивное диспергирование эмульсии. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды в водяной рубашке до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Для обеспечения непрерывной работы в описываемой технологической линии предусмотрены два танка для эмульгирования работающие поочередно. Далее готовая эмульсия поступает в трубчатый пастеризатор, где происходит термическая обработка эмульсии. Пастеризатор представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Средняя труба является рабочей камерой, во внутреннюю и внешнюю трубу подается горячая вода. Узел темперирования обеспечивает нагрев воды до заданной температуры через теплообменник вода/пар (подача пара обеспечивается Заказчиком). Охлаждение эмульсии после термической обработки происходит в охладителе конструкции, подобной пастеризатору. Средняя труба является рабочей камерой, во внутреннюю и внешнюю трубу подается холодная вода (обеспечивается Заказчиком). После охладителя маргариновая эмульсия, пройдя через уравнительный бак с насосом высокого давления, подается в переохладитель, который обеспечивает эмульгирование, охлаждение и механическую обработку эмульсии. Переохладитель состоит из трех одинаковых цилиндров - теплообменников, работающих последовательно. Каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Первая внутренняя труба является рабочей камерой, в которой расположен полый вал. На валу закреплены ножи, которые, непрерывно вращаясь, счищают продукт с охлаждаемых поверхностей и одновременно перемешивают продукт. Пространство между второй и первой трубой и внутри полого вала занимают испарительные камеры для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). Эмульсия, охлаждаясь, кристаллизуется на поверхности и снимается ножами. Для обеспечения однородной пластичной структуры эмульсию после глубокого охлаждения подвергают интенсивной механической обработке в линейном смесителе с помощью расположенных на центральном вращающемся валу и стенках смесителя стержнях. Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где ей придаются кристаллическая структура, требуемая твердость, однородность и пластичность, необходимые для фасовки продукта. Основными узлами кристаллизатора являются три секции - две конические и одна цилиндрическая, а также размещенные в центральной секции два тройных сетчатых экрана, при прохождении через которые продукту придается однородность. Полученный таким образом продукт подается в уравнительные емкости или бункеры с внутренним шнеком фасовочно-упаковочных машин, которые дозирует и расфасовывает маргарин в картонные короба, блоки или брикеты. При остановке упаковочной машины, продукт, во избежание остановки работы линии, по отводной трубе попадает в станцию переплавления, где растапливается и возвращается в танк для эмульгирования.  Состав оборудования для производства маргарина и спреда: 01. Станция для подготовки ингредиентов Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: В соответствии со всеми требованиями к оборудованию, используемому в пищевой промышленности. Состав: Столы с автоматическими весами для взвешивания ингредиентов для жировой фазы и водной основы. 02. Жиротопка Материал: Нержавеющая сталь и другие материалы, пригодные для использования в пищевой промышленности. Размер: Требует уточнения. Размер жиротопки зависит от размеров используемых блоков продукта Конструкция: Двойная рубашка в стенках и дне плавителя. Двойная система циркуляции горячей воды, через двойную рубашку и через центральную решетку.Центральная решетка может быть извлечена из плавителя для чистки. Лопастной перемешиватель.Регулируемая рабочая высота машины. Контроль температуры и уровня продукта Назначение: Жиротопка предназначена для растопления твердых или замороженных блоков жира животного и растительного происхождения (масло сливочное, маргарин, какао-масло, шоколад, шоколадная глазурь и др.), и поддержания в расплавленном состоянии при заданной температуре. Мойка: CIP, распылительные моющие головки 02.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Необходимые электрические компоненты и внутренняя система электропроводки 02.2 Система нагрева воды для двойной рубашки и центральной решетки Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Два независимых трубчатых теплообменника (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2бара). Трубопровод между теплообменником и плавителем. 03. Смеситель для жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Смесительный танк предназначен для смешения сухих ингредиентов и компонентов с жировой основой. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 100 литров. Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией.Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 04. Система темперирования для смесителя жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Платинчатый теплообменник. Нагрев до 20°С. Нагрев происходит за счет циркуляции продукта через теплообменник и теплообмена с горячей водой. Подача воды обеспечивается Заказчиком. Состав: Теплообменник. Все необходимые клапана и трубопровод. Управление: Интегрировано в центральный PLC 05. Насос для жировой фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Данный насос используется для перекачки жировой фазы из смесителя в танки для эмульгирования 1 и 2. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 06. Смеситель для водной фазы Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Смесительный танк предназначен для смешения сухих ингредиентов и компонентов с водной основой. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 500 литров. Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией. Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 07. Система темперирования для смесителя водной фазы Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Платинчатый теплообменник. Нагрев до 20°С. Нагрев происходит за счет циркуляции продукта через теплообменник и теплообмена с горячей водой. Подача воды обеспечивается Заказчиком. Состав: Теплообменник. Все необходимые клапана и трубопровод. Управление: Интегрировано в центральный PLC 08. Насос для водной фазы Материал: Назначение: Нержавеющая сталь.Данный насос используется для перекачки водной фазы из смесителя в танки для эмульгирования 1 и 2. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 09. Танк для приготовления эмульсии: Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Два смесительных танка предназначенные в совокупности с насосом эмульсатором для приготовления эмульсий из жировой и водной фазы. Танки работают поочередно, т.е. в каждый момент времени один танк используется для приготовления эмульсии второй для подачи продукта далее по технологической линии. Конструкция и состав: Танк. Вертикальное расположение. Объем 2000 литров Танк в двойной рубашке с теплоизоляцией. Коническое дно. На дне размещены: выводное соединение продукта с соединительным фланцем типа DRD, датчик температуры, датчик нижнего уровня продукта, регулируемые по высоте опоры. Верхняя часть танка сферической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, датчик верхнего уровня продукта, фланец перемешивателя, смотровой лючок с датчиком контроля открытия, загрузочный люк для подачи стабилизаторов и эмульгаторов, проушины для транспортировки танка. Средняя часть танка цилиндрической формы с размещенными на ней вводным CIP соединением и распылительными моющими головками. Перемешиватель специальной формы пропеллерного типа. 10. Насос - эмульсатор Материал:Нержавеющая сталь Назначение: Насосом эмульсатор предназначен в совокупности с танками для приготовления эмульсий из жировой и водной фазы При приготовлении эмульсии продукт циркулирует через танк 1 или 2 и насос эмульсатор. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 11. Насос для эмульсии Материал: Нержавеющая сталь Назначение: Данный насос используется для перекачивания полученной эмульсии далее по технологической линии на пстеризатор. Конструкция: Выполнен в соответствии с требованиями к оборудованию, применяемому в пищевой промышленности. 12. Пастеризатор Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции горячей воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. Назначение: Пастеризация полученной эмульсии – термическая обработка продукта. 12.1 Шкаф управления пастеризатора Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора, частотные преобразователи, электропроводка пневмоклапана и т.д. Управление пастеризатором может производиться вручную с панели оператора или автоматически от центрального PLC. Параметры: Регулировка скорости, температура, работы клапанов, CIP 12.2 Система темперирования воды для пастеризатора Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Трубчатый теплообменник (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2 бара). Трубопровод между теплообменником и пастеризатором. 13. Охладитель: Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции холодной воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. Подача холодной воды обеспечивается Заказчиком. 14. Уравнительный танк Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Объем 100 л. Танк цилиндрической формы. Верхняя часть и дно танка – конической формы. В верхней части танка размещены: вводные соединения для подачи продукта и CIP, распылительные моющие головки, смотровой лючок с датчиком контроля открытия. На дне размещены: выводное соединение продукта, регулируемые по высоте опоры. 15. Насос высокого давления насос высокого давления 1.jpg насос высокого давления 2.jpg Материал: Все части, находящиеся в контакте с продуктом и внешняя обшивка выполнены из нержавеющей стали. Конструкция и состав: Плунжерный насос высокого давления Производительность регулируется через задание скорости вращения мотора (частотный преобразователь) Мотор имеет систему охлаждения (вентиляции) с автономным электроприводом. Температура мотора контролируется. Узел оборудован демпфер пульсаций, предохранительным клапаном и входным фильтром. Давление продукта на выходе контролируется. Назначение: Насос используется для перекачки эмульсии в кристаллизатор. 16. Переохладитель Материал: Цилиндры выполнены из закаленной стали. Все части, находящиеся в контакте с продуктом – из нержавеющей стали. Конструкция: Теплообменник типа «труба в трубе». На внутреннем полом валу размещены ножи. Пространство между первой и второй трубой и внутренний вал являются испарительными камерами для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). Специально конструкция ножей позволяет эффективно снимать продукт со стенок цилиндра. За счет специальной системы изоляции, потери энергии системы практически равны нулю. Все уплотнители предотвращают утечку продукта и рассчитаны на высокое давление. Подключение к центральной системе CIP переохладитель 2.jpg 16.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 17. Смеситель для механической обработки. Материал: Нержавеющая сталь. Конструкция: Вращающийся внутренний вал и стенки смесителя оснащены специальными стержнями для более плотной механической обработки продукта. Внешняя полая камера являются испарительными камерой для хладагента (фреон или аммиак, по запросу). CIP-мойка. Привод: электродвигатель с редуктором и предохранительной муфтой 18. Кристаллизатор кристаллизатор.jpg Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Труба, состоящая из трех секций. Входная и выходная секции конической формы, центральная секция цилиндрической формы. В центральной секции размещены два тройных сетчатых экрана. Водяной рубашка для теплоизоляции. 19. Станция переплавления Материал: Нержавеющая сталь Конструкция: Система тройных труб. Три трубы вложены друг в друга. Внутренняя и внешняя тубы используются для циркуляции горячей воды (темперирования), средняя труба для прохождения продукта. Температура продукта контролируется температурными датчиками. 19.1 Шкаф управления Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 19.2 Система поддерживания и контроля температуры в станции переплавления Материал: Нержавеющая сталь. Состав: Трубчатый теплообменник (вода/пар). Насос для циркуляции воды. Система регулировки давления водяного пара (макс. 2 бара). Трубопровод между теплообменником и пастеризатором. 20. Система трубопроводов и электропроводки Материал: Нержавеющая сталь Трубопровод CIP Отполирован снаружи Клапаны - в гигиеническом исполнении, управляются как вручную, так и автоматически Трубопровод для продукта: Отполирован снаружи Клапаны – в гигиеническом исполнении, управляются как вручную, так и автоматически Электропроводка и пневматика: Все кабели надежно изолированы, помещены в кабель-каналы из нержавеющей стали 21. Общая пневматика Исполнение: Все пневмотрубки надежно изолированы, помещены в кабель-каналы из нержавеющей стали 22. Общий шкаф управления технологической линии Материал: Нержавеющая сталь Состав: PLC и панель оператора Частотные преобразователи Внутренняя система электропроводки Пневматика Включение/выключение машины, регулировка скорости работы, работа пневмоклапанов могут быть выполнены как вручную, так и автоматически. Автоматизация: Скорости, температура, работа клапанов, CIP 23. Общая автоматизация Исполнение: Общий контроль работы технологической линии, включая все необходимые рецепты.

Производство маргарина как бизнес на российском рынке имеет хорошие перспективы. Сегодня наибольший спрос держится на столовые маргарины, применяемые в кондитерском производстве, что позволяет поставлять маргарин непосредственно пекарням. Также идет хороший сбыт маргарина через розничную торговлю. Перспективным является и рынок стран СНГ.

Виды маргаринов

Маргарин - это эмульсионный продукт, вырабатываемый из растительных масел и животных жиров, по виду и запаху напоминающий сливочное масло. По своему назначению маргарины делятся на столовые, бутербродные и предназначенные для промышленной переработки. По консистенции они подразделяются на твердые, которые используются при изготовлении кондитерских изделий, мягкие, которые непосредственно употребляются в пищу, и жидкие, применяемые в кулинарии для жарения и выпечки. Технология производства маргарина незначительно меняется в зависимости от его вида.

Состав и рецептура маргаринов

Производство маргарина в качестве основного сырья использует рафинированные растительные масла (подсолнечное, пальмовое, соевое) и животные жиры. 75% жировой основы составляют гидрогенизированные растительные жиры, 15% - жидкие растительные масла, 10% - кокосовое или пальмоядровое масло. Жировая основа определяет твердость маргарина и температуру плавления.

К вспомогательному сырью относятся вода, молоко, сливочное масло, витамины, консерванты, эмульгаторы, ароматизаторы и красители, лимонная и молочная кислоты, антиокислители, соль и сахар.

Производство маргарина для изготовления одной тонны маргарина требует примерно 830 кг жиров (с учетом отходов). Стоимость сырья для одной тонны продукта составляет 35–40 тысяч рублей.

Технология производства маргарина

1. Производство маргарина начинается со стадии подготовки сырья, когда рафинированные и дезодорированные жиры сутки выдерживают в отдельных баках при температуре чуть выше температуры плавления. Сливочное масло также помещается в плавильную емкость. Молоко пастеризуется, охлаждается и затем сквашивается. Эмульгаторы и красители растворяют в рафинированном дезодорированном растительном масле.
2. Для приготовления эмульсии все игредиенты помещаются в цилиндрический смеситель.
3. Готовая эмульсия через уравнительный бак поступает в переохладитель, где постепенно охлаждается до 12°С, а затем в кристаллизатор, в котором приобретает твердость, однородность и пластичность.
4. Производство маргарина вступает в заключительную фазу: готовый маргарин поступает в разливочно-упаковочный агрегат, где расфасовывается от 150 до 500 грамм в упаковке.

Технические требования к маргаринам содержатся в ГОСТ Р 52178-2003.

Оборудование для производства маргарина

Технология производства маргарина требует следующего оборудования:

Баки для хранения жиров и масел;
- камера с плавильным конусом;
- емкость для темперирования и пастеризации;
- емкость для подготовки эмульсии;
- вертикальный цилиндрический смеситель;
- эмульгатор центробежного типа;
- уравнительный бак;
- насосы;
- переохладитель;
- кристаллизатор;
- дозировочный аппарат;
- упаковочный агрегат;
- холодильные камеры;
- комплект измерительных приборов;
- коллектор;
- проточный нагреватель воды;
- комплект продуктопроводов и арматуры.

Всё оборудование для производства маргарина стоит около 3 млн рублей.

Помещение и персонал

Величина производственных площадей и количество персонала определяются производительностью линии. Так, производство маргарина 100 кг в час потребует около 150 м2 и 4 человека, при производительности 1000 кг в час - не меньше 400 м2 и 6 человек. Производство маргарина в средних объемах (около 150 тонн в месяц) требует помещение 600 м2 и 10 человек персонала.

Производство маргарина в таком объеме потребует на организацию бизнеса около 10 млн рублей; ежемесячные расходы составят 6–7 млн. Производство маргарина как бизнес предполагает средний доход на уровне 8–8,5 млн рублей.

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Маргарин – пищевой жир из растительных и животных жиров, имеющий вид сливочного масла. При комнатной температуре маргарин имеет пластичную твердообразную структуру, которая представляет собой дисперсную систему эмульсии типа «вода в жире». Дисперсной средой этой системы является жировая основа, а дисперсной фазой – водномолочная смесь, содержащая водорастворимые компоненты.

Маргарин преимущественно предназначен для непосредственного употребления в пищу в качестве бутербродного масла и в кулинарии для приправы вторых блюд, выпечки и жарения. Из-за высокого содержания воды (16…17 %), разрушения эмульсии при нагревании и незначительного срока хранения жиров маргарин имеет ограниченное применение в промышленной переработке. Для этой цели выпускают разнообразный ассортимент специальных жиров: кондитерский, хлебопекарный, кулинарный, комбижир, гидрожир и др. В таких жирах содержание влаги обычно не превышает 0,3 %, они не расслаиваются при нагревании и обладают повышенной стойкостью при хранении продукции, в состав которой входят.

Качество маргарина оценивают по физико-химическим показателям (массовая доля жира, белков, углеводов, воды, и др.) и по органолептическим свойствам. По массовой доле жира маргарины разделяют на высокожирные (столовый, молочный) – не менее 82 %, пониженной жирности (шоколадный) – не менее 62…65 % и низкокалорийные – 40…60 %. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходные с вкусом и ароматом сливочного масла. Консистенция его должна быть однородной и пластичной, цвет – однородным по всей массе светло-желтым для окрашенного и белым для неокрашенного. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

В жировую основу маргарина входят рафинированные дезодорированные растительные масла, животные жиры, пищевые саломасы и переэтерифицированные жиры. В жировую основу вводятся также жирорастворимые добавки (красители, ароматизаторы, консерванты, витамины) и повышающие стойкость эмульсии, эмульгаторы и фосфатидные концентраты с лецитином.

Молоко применяют в натуральном или сквашенном виде для придания маргарину вкуса и аромата сливочного масла. С этой же целью добавляют ароматизаторы, а также красители, придающие маргарину цвет сливочного масла. Для обеспечения полноты вкуса используются сахар и соль, которые также повышают стойкость продукта при хранении.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Ведущими процессами в производстве маргарина являются диспергирование рецептурных компонентов, переохлаждение и кристаллизация эмульсии типа «вода в жире». Интенсивное диспергирование проводится до размера частиц 6…15 мкм. В результате резкого охлаждения эмульсии и интенсивной механической обработки тонкого охлажденного слоя продукта происходят сложные процессы кристаллизации и рекристаллизации триацилглицеринов – жировой основы маргарина, определяя важнейшие показатели качества готовой продукции – консистенцию, пластичность и температуру плавления.

В связи с ростом потребления маргариновой продукции важной задачей становится улучшение ее ассортимента и качества. Органолептические показатели маргарина должны быть такими, чтобы можно было широко использовать этот продукт в качестве бутербродного масла. Исследования показали, что решение этой задачи может быть достигнуто выпуском наливных маргаринов.

Тенденция к существенному увеличению выработки мягких марга­ринов, фасованных в коробочки из полимерных материалов, четко прослеживается во всех промышленно развитых странах. Доля таких маргаринов составляет от 70 до 90 % общего производства столовых маргаринов. Изготовляют также диетические мягкие бутербродные маргарины, в состав жировой основы которых (до 50 %) входят глицериды физиологически активной линолевой кислоты.

В последние годы за рубежом повышают требования к маслам бутер­бродного назначения. Основное требование – легкая намазываемость при использовании непосредственно из холодильника (10 °С) и сохра­нение твердости при комнатной температуре (20 °С). Такие намазыва­ющиеся столовые масла (жировые пасты) называют «спрэды». Они могут изготовляться на основе молочного жира или не содержать его. Жир­ность спрэдов колеблется от 20 до 95 %, преимущественно 20…40 %, что требует ввода в них специальных загустителей (мальтодекстрины, желатин и др.) За рубежом выпускают их под фирменными знаками.

Маргарины выпускают как в мелкой фасовке – в пачках массой 200, 250 и 500 г, так и в крупной (монолит) – в ящиках до 25 кг.

Стадии технологического процесса. Технология твердых маргаринов предполагает осуществление следующих процессов:

– дозирование;

– смешение с получением грубой эмульсии;

– переохлаждение, совмещенное с механической обработкой (в интервале температур, близких к температуре застывания жировой основы маргарина);

– структурирование в кристаллизаторах с образованием маргарина;

Технология мягких (наливных) маргаринов основывается на следующих процессах:

– получение эмульсии (для низкожирных маргаринов предусматривается двухстадийное эмульгирование);

– пастеризация эмульсии;

– переохлаждение эмульсии с одновременной механической обработкой;

– пластификация путем декристализации;

– кристаллизация переохлажденной эмульсии;

– упаковка в потребительскую и транспортную тару.

Характеристика комплексов оборудования. Начальная стадия технологического процесса производства маргарина выполняется с помощью автоматических весов, укомплектованные баками для дозирования, а также насосами-дозаторами (безклапанными и клапанными).

Следующий комплекс линии состоит из вертикальных цилиндрических смесителей, оборудованных мешалками специальной конструкции. Требуемая температура нагрева эмульсии поддерживается пароводяной смесью, подаваемой в рубашку.

Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для переохлаждения, которое состоит из нескольких одинаковых цилиндров теплообменников, работающих последовательно, а также кристаллизаторов, в состав которых входят фильтр-гомогенизаторы, и несколько, последовательно соединенных на фланцах цилиндрических секций.

Завершающий комплекс оборудования линии содержит машины: фасовочные, для раскрывания ящика, укладки в него пачек маргарина и обандероливания ящиков с продукцией, которые связаны между собой конвейерами.

На рис. 3.16. показана машинно-аппаратурная схема линии производства маргарина.

Устройство и принцип действия линии. При получении маргарина рафинированные жиры дозируют в бак 14 , установленный на весах. В него же дозируют эмульгатор из бака 9 насосом 10 и маслорастворимые добавки (краситель, ароматизатор) из бака 11 насо­сом 12 . Молоко из бака 6 насосом 5, вода из бака 3 насосом 4, солевой раствор из бака 1 насосом 2, водорастворимые добавки (сахар и др.) из бака 7 насо­сом 8 перекачиваются в бак 15 , установленный на весах.

Рис. 3.16. Машинно-аппаратурная схема линии производства маргарина

Взвешенные компоненты насосами 13 и 16 направляются в первые два смесителя 11 . Полученную смесь подвергают рецир­куляции с помощью насоса-эмульсатора 18 в течение 15 мин. Температура в смесителях устанавливается в зависимости от физических свойств жиров. Насос эмульсатор 17 представляет собой плунжерный насос высокого давления со специальным гомогенизирующим вентилем. В нем имеется диафрагма с небольшим отверстием, через которое продавливается рецептурная смесь, поступающая в смеситель 17 . В результате обработки в насосом-эмельсаторе 18 происходит диспергирование жировых шариков, таким образом, грубая эмульсия превращается в тонкую.

Полученную тонкую эмульсию насосом-эмульсатором 18 направ­ляют в третий смеситель 17 . Отсюда насосом 19 через двойной фильтр 20 она подается в уравнительный бак 21. Передача эмульсии в четырехцилиндровый переохладитель 23 осуществля­ется при помощи насоса высокого давления 22. В начальный период работы линии, когда еще не установился стабильный режим, маргариновая эмульсия из переохладителя 23 направляется в бак возврата 31. Переохладитель (вотатор) 23 является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и предназначен для образования пластичной структуры продукта в результате тонкого эмульгирования, охлаждения и механической обработки маргариновой эмульсии. Цилиндры переохладителя выполнены из нержавеющей стали и оснащены рубашками для хладагента (жидкого аммиака). Внутри каждого цилиндра находится вращающийся барабан (частота вращения 500 мин ‑1), на поверхности которого установлены ножи-скребки. При вращении барабана они снимают и перемешивают слой эмульсии, намерзающий в зазоре между стенками цилиндра и барабана.

Во время работы переохладителя 23 поддерживается давление эмульсии 1,5…3,5 МПа. Температура эмульсии на входе в переохладитель 38…40 °С, на выходе – 10…13 °С и зависит от состава жирового набора и режима охлаждения. Потоки эмульсии, выходящие из переохладителя, распределяются в зависимости от способа упаковки и производительности упаковочного оборудования.

При мелкоштучной упаковке продукции охлажденная эмульсия через распределительное устройство 30 и фильтры-структураторы 29 подается в кристаллизаторы 28 . В последних эмульсия превращается в уплотненную пластичную массу маргарина, которая подается в машину 26 для фасования брикетов маргарина в пачки из пергамента. Далее эти пачки конвейерами 25 передаются в машины 24 для упаковки в ящики. Избыток продукта отводится через компенсирующее устрой­ство 27 в бак возврата 31, откуда расплавленная эмульсия насо­сом 32 перекачивается в третий смеситель 17 . При выработке маргарина в блока, упакованных в ящики, переохлажденная эмульсия, минуя распределительное устройство, через фильтр 35 поступает в декристаллизатор 34, в котором в результате выделения скрытой теплоты температура маргарина повышается на 2…3 °С.

Из декристаллизатора 34 маргарин направляется в машину 33 для наполнения и взвешивания ящиков. Вначале до достижения не­обходимых параметров маргариновая эмульсия поступает в бак возврата 31. Ящики с продуктом подаются конвейером в обан­дероливающую машину, а затем на склад готовой продукции.

Производство брусковых и мягких маргаринов осуществляют непрерывным или периодическим способом, включающим в себя следующие основные стадии:

* подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных дезодорированных масел и жиров;

* подготовка молока;

* подготовка эмульгаторов и других нежировых компонентов;

* приготовление эмульсии;

* получение маргарина, переохлаждение, кристаллизация маргариновой эмульсии. Механическая (пластическая) обработка маргарина;

* расфасовка, упаковка, штабелирование готовой продукции.

Процесс получения мягких маргаринов осуществляют на линиях фирмы "Джонсон", "Альфа-Лаваль", "Шредер" или "Корума".

Подготовка растительных масел, жиров и сливочного масла. Рафинированные дезодорированные жиры и масла хранят в баках жиро-хранилища раздельно по видам не более 24 ч. Температура хранения твердых жиров и масел должна быть на 5-10 °С выше их температуры плавления. Для предотвращения окисления рафинированных дезодорированных масел и жиров рекомендуется их хранить в атмосфере инертного газа -- азота или диоксида углерода.

Сливочное масло освобождают от тары и загружают в камеру с плавильным конусом. Температура расплавленного сливочного масла должна быть в пределах 40-45 °С. Однородность консистенции расплавленного масла поддерживается с помощью мешалки или насоса путем рециркуляции.

Подготовка эмульгаторов. Для равномерного распределения и повышения эффективности действия эмульгаторов дистиллированные моноглицериды растворяют в рафинированном дезодорированном растительном масле в соотношении 1:10 при температуре 80-85 °С. В этот же раствор при температуре 55-60 °С добавляют мягкие моноглицериды, после чего при необходимости вводят фосфатидный концентрат в количестве, предусмотренном рецептурами. Комплексный эмульгатор, применяемый вместо композиции моноглицеридов, растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1:15 при температуре 65-75 °С. Если используют импортный эмульгатор, то его растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1: 10 при температуре 48-55 оС.

Подготовка красителей, витаминов, ароматизаторов. Для придания мягким маргаринам цвета применяют масляные растворы натурального бета-каротина, выделенного из моркови, тыквы, пальмового масла, микробиологического бета-каротина, красителей куркумы и семян аннато. Красители и витамины разводят в дезодорированном растительном масле. Ароматизаторы вводят непосредственно в жировую или водно-молочную фазы маргарина.

Подготовка молока и вторичных молочных продуктов. Молоко коровье цельное пастеризуют, а затем охлаждают до температуры 23-25 °С.

Сквашивание молока осуществляют биологическим путем или кислотной коагуляцией.

При использовании сухого молока его разбавляют водой из расчета получения не менее 8,5% обезжиренных сухих веществ в готовом растворе.

При использовании вторичных молочных продуктов их растворяют при перемешивании в воде в соотношении 1:3 -- для сухой молочной сыворотки; 1:6 -- для сывороточных белковых концентратов (КСБ). Полученные растворы нагревают до температуры 85-90 °С и 60-65 °С соответственно, выдерживают в течение 30 мин, охлаждают и подают в расходные емкости на производство.

Подготовка лимонной кислоты и водорастворимых ароматизаторов. Лимонную кислоту используют в виде 1-10%-ного водного раствора, в который одновременно вводят водорастворимые ароматизаторы.

Подготовка соли, сахара, консервантов и крахмала. Соль используют в виде насыщенного раствора 24-26%-ной концентрации.

Сахар или подсластители используют при производстве десертных мягких маргаринов в виде водного раствора 30%-ной концентрации.

Консерванты (бензойную, сорбиновую кислоты, бензоат натрия) используют в низкожирных мягких маргаринах при вводе молока, особенно в летний период и при повышенных температурах хранения. Консерванты растворяют в воде в соотношении 1: 2.

Крахмал сначала растворяют в холодной воде в соотношении 1: 2, затем заваривают горячей водой до соотношения 1: 20, выдерживают 30 мин, охлаждают и передают в расходную емкость.

Приготовление эмульсии. Компоненты маргарина в соответствии с рецептурой смешивают в вертикальном цилиндрическом смесителе, в котором происходит также предварительное эмульгирование. Внутри смесителя находится винтовая мешалка с частотой вращения 59,5 об./мин. К корпусу смесителя прикреплены отбойники, которые не позволяют смеси закручиваться по ходу вращения. Смеситель снабжен водяной рубашкой. Продукт поступает через штуцер и выходит через спускной патрубок. Грубая эмульсия из смесителя поступает затем в эмульгатор центробежного типа, рабочим органом которого являются два вращающихся и два неподвижных диска, в пространство между которыми поступает эмульсия. Диски вращаются со скоростью 1450 об./мин., обеспечивая интенсивное диспергирование эмульсии до размера частиц диаметром 6-15 мкм.

После эмульгатора маргариновая эмульсия, пройдя через уравнительный бак с насосом высокого давления, подается в переохладитель, который является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и обеспечивает эмульгирование, охлаждение и механическую обработку эмульсии. Переохладитель состоит из нескольких одинаковых цилиндров -- теплообменников, работающих последовательно.

Блок цилиндров трехсекционного переохладителя установлен в верхней части аппарата, каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа "труба в трубе" с теплоизоляцией. Первая внутренняя труба является рабочей камерой, в которой расположен полый вал, куда подается горячая вода для предотвращения налипания маргариновой эмульсии. На валу закреплены двенадцать ножей, вал вращается с частотой 500 об./мин. Пространство между второй и первой трубой занимает испарительная камера для охлаждающего агента -- аммиака, который подается системой трубопроводов. Маргариновая эмульсия, охлаждаясь, кристаллизуется на поверхности внутренней трубы и снимается ножами. Температура эмульсии на выходе из третьего цилиндра 12-13 °С.

Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где ей придаются необходимые кристаллическая структура, требуемая твердость, однородность и пластичность, необходимые при фасовке маргарина. Основными узлами кристаллизатора являются фильтр-гомогенизатор и три секции -- коническая и две цилиндрические, в которых маргарин медленно движется к конической насадке и затем в фасовочный автомат. Компенсирующее устройство обеспечивает прерывистую подачу маргарина на фасование. Температура при этом повышается до 16-20 °С за счет теплоты кристаллизации.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит сложный процесс кристаллизации и рекристаллизации триглицеридов жировой основы маргаринов, определяющий важнейшие качественные показатели готовой продукции -- консистенцию, пластичность и температуру плавления.

При достаточно высоких температурах содержание твердой фазы в жировых основах мягких маргаринов невелико, и они представляют собой суспензию твердых триглицеридов в жидких. По мере снижения температуры наименее растворимые высокоплавкие триглицериды начинают выделяться из расплава в виде кристаллов и содержание твердой фазы увеличивается. При охлаждении маргариновой эмульсии протекает сложный процесс кристаллизации, в основе которого лежат явления полиморфизма, связанные с переходом менее устойчивых (метастабильных) низкоплавких кристаллических а-форм через промежуточные ромбические Р -формы к устойчивым (стабильным) высокоплавким кристаллическим модификациям. В мягких маргаринах кристаллы жира обычно присутствуют в Р -форме. Переход в Р-форму отрицательно влияет на структурно-реологические свойства мягких маргаринов из-за образования крупных кристаллов с более плотной упаковкой молекул, с высокими температурой плавления и плотностью. Для обеспечения однородной пластичной структуры мягких маргаринов эмульсию после глубокого охлаждения подвергают интенсивному перемешиванию и длительной механической обработке. Кристаллизация маргариновой эмульсии в сочетании с механической обработкой приводит к возникновению мелкодиспергированных кристаллов твердой фазы, которые образуют в жидкой фазе коагуляционные структуры. При этом твердая и жидкая фракции жировой основы мягких маргаринов распределяются равномерно, и готовый продукт не теряет текучести при наливе в коробочки из полимерных материалов, приобретает пластичную консистенцию, сохраняющуюся длительное время при температурах 5-7 °С. Нарушение режимов кристаллизации и охлаждения приводит к порокам маргаринов, которые невозможно устранить механической обработкой.

Полученный таким образом маргарин подается в балансовую емкость разливочно-упаковочного агрегата, который дозирует (150-500 г) и расфасовывает маргарин в стаканчики из полимерных материалов (полистирол, полипропилен), запаивает металлизированными крышечками.

Для производства низкожирных маргаринов необходимо более сильное эмульгирование, которое достигается путем рециркуляции эмульсии. Во время рециркуляции следует по возможности избегать попадания воздуха в эмульсию. При производстве молочных низкожирных маргаринов следует особое внимание уделить интенсивности перемешивания. В случае чрезмерного эмульгирования может произойти реверсия фазы и эмульсия будет разрушена. Кроме этого, особое внимание уделяется правильности подбора состава жировой и водно-молочной фаз, количеству и типу эмульгатора, строгому соблюдению технологического режима. Технология производства перед стадией фасовки предусматривает стадию декристаллизации, необходимую для того, чтобы низкожирный продукт на стадии фасовки при розливе имел полужидкую пастообразную консистенцию. Для этого применяют декристаллизаторы, разрушающие кристаллическую структуру продукта с целью образования мелкокристаллической структуры и блестящей поверхности продукта.

Одним из распространенных за рубежом способов производства низкожирных маргаринов является следующий: часть жира эмульгируют с водной фазой, оставшуюся часть перекристаллизовывают при механической обработке, охлаждают и смешивают с эмульсией, маргарин упаковывают. Соотношение эмульгированного и неэмульгированного жира 65: 35 или 35: 65. Эмульсия содержит 50-65% жира. При температуре 17-23 °С эмульсию с величиной рН 4,4 смешивают с жиром, предварительно 5-20% неэмульгированного жира выкристаллизовывают. Для этого жир охлаждают до 7-18 °С в тонком слое на переохладителе. Перед упаковкой продукт гомогенизируют.

Современные технологии производства маргарина позволяют получать низкокалорийный продукт с умеренным содержанием холестерина. Благодаря этому он приобрел широкий рынок сбыта, пользуясь стабильным спросом представителей оптово-розничной торговли. Он применяется в кулинарии общепитом и кондитерскими цехами.

Технологический процесс

Маргарин - однородная масса, состоящая из двух основных компонентов: взвешенных микрокапель воды в масляной дисперсионной среде. Другими словами, это - смесь из мельчайших частичек воды и масла. При производстве маргарина используются следующие компоненты: молоко, жир, соль, сахар, витаминный комплекс, красители, эмульгаторы и др. жировая основа маргарина комбинируется из дезодорированных и рафинированных растительных масел, пищевой саломасы, животных жиров, переэтерифицированных жиров. Для придания маргарину вкусовых качеств, присущих сливочному маслу, в его состав вводят натуральное молоко и соответствующие ароматизаторы. Для поддержания стабильной эмульсионной структуры используются эмульгаторы.

При помощи пищевых красителей достигается цвет натурального сливочного масла. Полноту вкуса обеспечивают умеренные добавки соли и сахара. Присутствие соли в составе маргарина также способствуют увеличению допустимого срока хранения при соответствующих условиях.

Этапы технологического процесса производства маргарина
  • Подготовка сырья для жировой основы. Предварительный процесс термообработки пищевых жиров растительного и природного происхождения.
  • Заготовка молока. Разведение смеси сухого молока, нормализация концентрации его компонентов. Сопровождается предварительной очисткой и термообработкой молока. Использование сквашенного молока подразумевает дополнение в процессе его обработки кисломолочных бактерий. Завершает этап заготовки молока его охлаждение.
  • Заготовка эмульгаторов. Предполагает обязательную фильтрацию воды для последующего растворения в ней эмульгаторов и ароматизаторов.
  • Непосредственное приготовление эмульсии путем тщательного смешения соответствующих долей всех компонентов, в т.ч. пропорциональное внесение витаминов, красителей, консервантов, лимонной кислоты, сахара.
  • Получение готового продукта. На последнем этапе происходит переохлаждение (кристаллизация) полученной эмульсии с ее последующей механической обработкой.
Рассмотрим детальней этапы технологического процесса получения маргарина

Внесение компонентов в белковую основу происходит в специальном смесителе вертикального цилиндрического типа. На первоначальном этапе достигается предварительное эмульгирование. Основным элементом смесителя является винтовая мешалка, цикл вращения которой осуществляется с частотой в 1 об/с. Закрепленные на корпусе отбойники препятствуют закручиванию смеси, обеспечивая равномерное перемешивание массы. Этому способствует и наличие водяной рубашки смесителя. Подача компонентов осуществляется через штуцер. В результате перемешивания готовый продукт извлекается через спускной патрубок.

В производственных масштабах, как правило, используют систему из двух поочередно активизирующихся аппаратов. После образования грубой эмульсии в цилиндрическом вертикальном смесителе, она поступает в центробежный эмульгатор. Его основными рабочими элементами являются 2 вращающихся диска и 2 неподвижных. Активация данного устройства при попадании в него грубой эмульсии, перерабатывает ее в однородную смесь из частиц, размер которых порядка 6 мкм. Интенсивное диспергирование достигается за счет вращения дисков с частотой 24об/с.

Полученный состав маргариновой эмульсии поступает в уравнительный бак. Затем под воздействием высоко давления, обеспеченного действием специализированного насоса, попадает в переохладитель. Он является одним из важнейших агрегатов для получения высококачественной маргариновой продукции. При этой обработке происходит завершающий процесс тонкого эмульгирования, охлаждения, а также механической обработки смеси. Это достигается при последовательном прохождении смеси через систему из нескольких одинаковых теплообменников цилиндрического типа.

Каждый из них представляет собой конструкцию по принципу «труба в трубе», отделенные теплоизоляционным слоем. Рабочей камерой является внутренняя труба с полым валом. На него ведется беспрерывная подача горячей воды с целью предотвращения налипания на ее стены маргариновой смеси. Вращение вала с частотой порядка 0,8 об/с приводит в действие 12 ножей. С помощью специализированной системы трубопроводов в пространство между 1-ой и 2-ой трубами подается охлаждающий агент (аммиак), образуя т.о. испарительную камеру. В результате охлаждения маргариновая эмульсия кристаллизируется по поверхности внутренней трубы, откуда она срезается ножами. При завершении цикла 3-го цилиндра на выходе получают эмульсию, температура которой до 13°С.

В результате попадания эмульсии в кристаллизатор, она приобретает необходимую кристаллическую структуру. Достигаемая при этом твердость, пластичность и однородность позволяет производить расфасовку маргарина. К действующим элементам кристаллизатора относятся: фильтр-гомогенизатор, 1 коническая и 2 цилиндрические секции. Под воздействием процессов, происходящих в них, происходит медленная подача массы маргарина в фасовочный аппарат. Процесс расфасовки оптимизируется прерывистой подачей массы, что достигается внедрением в установку компенсирующего устройства.

Путем повышения температуры в процессе кристаллизации до 20°С начинает происходить процесс рекристаллизации. Поочередной сменой противоположных процессов стимулируется приобретение важнейших качественных показателей готового продукта: пластичности, консистенции, температуры плавления и др.

В результате завершения многоэтапного технологического процесса производства получают высококачественный маргарин. Теперь он готов к дозированию и расфасовке в емкости из полимерных материалов, которые герметично запаиваются крышечками. Стандартный диапазон порционной массы: 150-500г.

Согласно установленным физико-химическим показателям готовый продукт должен содержать 82% жира. Производится и отдельный вид данной продукции с заниженным содержанием жира (около 70%, 60%). Оставшаяся доля приходится на содержание влаги, а также летучих веществ. В зависимости от предполагаемого назначения продукта температура плавления маргариновых жиров колеблется от 27 до 36°С.