Productieproces van margarine door een Chinese fabrikant

Productievideo:https://www.youtube.com/watch?v=Zar71w0TUzM 

De margarineproductie bestaat uit twee delen: de voorbereiding van de grondstoffen en het koelen en plastificeren. De belangrijkste apparatuur omvat voorbereidingstanks, een hogedrukpomp, een votator (schraapoppervlakte-warmtewisselaar), een pinrotormachine, een koelinstallatie, een margarinevulmachine, enzovoort.

Het eerste proces omvat het mengen van de oliefase en de waterfase, het afmeten en emulgeren van het mengsel, ter voorbereiding van de grondstof voor het tweede proces. Het laatste proces is continu koelen, plastificeren en het verpakken van het product.

Figuur 1 toont het bereidingsproces van de grondstoffen voor margarine:

1. 1.De gefermenteerde melk

Sommige margarineformules voegen melk toe, en melk kan na fermentatie door melkzuurbacteriën een vergelijkbare smaak als natuurlijke room opleveren. Daarom mengen fabrieken gefermenteerde melk en water.

1. 2.Water mengen

Het water en de in water oplosbare additieven in de margarineformule, zoals gefermenteerde melk, zout, conserveermiddelen, enz., worden in de voorgeschreven verhouding aan de waterfase in de mengtank toegevoegd en geroerd en gemengd, zodat de componenten in de waterfase oplossen tot een homogene oplossing.

1. 3.Mengfase olie

De ruwe olie van verschillende specificaties wordt eerst in de oliemengtank gemengd volgens de voorgeschreven verhouding. Vervolgens worden de in olie oplosbare additieven, zoals emulgator, antioxidant, in olie oplosbaar pigment, in olie oplosbare cellulose, enz., in de voorgeschreven verhouding aan de oliefase toegevoegd, in de doseertank gemengd en geroerd tot een homogene oliefase ontstaat.

1. 4.De emulsie

Het doel van emulgering in margarine is om de waterfase gelijkmatig en stabiel te verspreiden in de oliefase. De mate van verspreiding van de waterfase heeft een grote invloed op de kwaliteit van het product. Omdat de smaak van margarine nauw samenhangt met de grootte van de waterdeeltjes, en micro-organismen zich in de waterfase vermenigvuldigen, hebben bacteriën doorgaans een grootte van 1-5 micron. Waterdruppels van 10-20 micron of kleiner beperken de bacteriegroei. Een te fijne waterdispersie, met te kleine waterdeeltjes, zorgt ervoor dat de margarine zijn smaak verliest; een onvoldoende dispersie, met te grote waterdeeltjes, kan leiden tot bederf en verkleuring van de margarine. Het verband tussen de mate van verspreiding van de waterfase in margarine en de eigenschappen van het product is grofweg als volgt:

Het is duidelijk dat het emulgeringsproces aan bepaalde dispersie-eisen moet voldoen.

Het doel van het afzonderlijk en gelijkmatig mengen van de waterfase en de oliefase met de voorgaande fase is het garanderen van een uniforme consistentie van de gehele emulsie na de emulgering en het mengen van de twee olie- en waterfasen. Bij het emulgeren wordt de waterfase bij een temperatuur van 50-60 graden Celsius toegevoegd aan de afgemeten hoeveelheid oliefase. Door mechanisch roeren of pompen wordt de waterfase volledig in de oliefase verspreid, waardoor latex ontstaat. Deze latexvloeistof is echter zeer instabiel en bij het stoppen met roeren kan er een scheiding van olie en water optreden.

Nadat de gemengde emulsie is aangeleverd, wordt het koel- en plastificeerproces uitgevoerd totdat het product verpakt is.

De emulsie moet worden afgekoeld en geplastificeerd om een ​​flexibel margarineproduct te produceren. Momenteel wordt hiervoor hoofdzakelijk gebruikgemaakt van een gesloten, continu afkoelend plastificeerapparaat, bestaande uit een votator of schraapoppervlakte-warmtewisselaar (eenheid A), een pinrotormachine of kneedmachine (eenheid C) en een rustbuis (eenheid B). Het technologische proces wordt weergegeven in Figuur 2:

Deze uitrusting heeft de volgende kenmerken:

1. Luchtdichte continue werking onder hoge druk

De voorgemengde emulsie wordt door een hogedrukpomp in de koelcilinder gevoerd. De hoge druk overwint de weerstand in de hele unit en zorgt er bovendien voor dat het product dun en glad wordt. De gesloten werking voorkomt dat luchtbellen in de koelcilinder terechtkomen en dat er condensatie van water in de emulsie ontstaat. Dit garandeert de hygiëne van het product en minimaliseert koelverlies.

2. Afkoeling en emulgering

De emulsie wordt in de votator met ammoniak of freon afgekoeld om deze snel te laten afkoelen, waardoor kleine kristallijne deeltjes ontstaan, doorgaans 1-5 micron groot, wat zorgt voor een delicate smaak. Bovendien is de schraper op de roterende as in de votator nauw verbonden met de binnenwand van de cilinder, waardoor de schraper tijdens het proces niet alleen continu de aan de binnenwand hechtende kristallen verwijdert, maar de emulsie ook verspreidt om aan de emulgatie-eisen van de smaak te voldoen.

3. Kneden en ontdooien (pinrotormachine)

Hoewel de door de votator gekoelde emulsie al begint te kristalliseren, moet deze nog enige tijd verder groeien. Als de emulsie in rust mag kristalliseren, vormt zich een netwerk van vaste lipidekristallen. Het gevolg is dat de gekoelde emulsie een zeer harde massa zonder plasticiteit vormt. Om margarineproducten met een zekere plasticiteit te verkrijgen, moet de netwerkstructuur daarom mechanisch worden afgebroken voordat de emulsie de volledige netwerkstructuur vormt, om zo de verdikking te verminderen. Het kneden en ontdooien gebeurt voornamelijk in een pinrotor-machine.

Eenheid A (votator) is in feite een schraperkoelapparaat. De emulsie wordt door een hogedrukpomp in de gesloten eenheid A (votator) geperst. Het materiaal stroomt door het kanaal tussen de koelcilinder en de roterende as, en de temperatuur van het materiaal daalt snel door de afkoeling door het koelmedium. Twee rijen schrapers zijn op het oppervlak van de as aangebracht. De kristallen die zich op het binnenoppervlak van de votator vormen, worden door de snel roterende schrapers weggeschraapt, waardoor er steeds een nieuw koeloppervlak wordt blootgelegd en een efficiënte warmteoverdracht wordt gewaarborgd. De emulsie kan onder invloed van de schrapers worden verspreid. Wanneer het materiaal door eenheid A (votator) stroomt, daalt de temperatuur tot 10-20 graden, wat lager is dan het smeltpunt van de olie. Hoewel de olie begint te kristalliseren, is deze nog niet volledig gestold. Op dit moment bevindt de emulsie zich in een afkoelende toestand en is het een dikke vloeistof.

De rotatieas van unit A (votator) is hol. Tijdens bedrijf wordt heet water van 50-60 graden in het midden van de rotatieas gegoten om kristallisatie, aanhechting en uitharding op de as te voorkomen en verstopping te vermijden.

Eenheid C (penrotormachine) is een kneed- en ontdikkingsapparaat, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Twee rijen metalen bouten zijn op de roterende as gemonteerd en een rij vaste metalen bouten is op de binnenwand van de cilinder aangebracht. Deze bouten zijn verspringend ten opzichte van de bouten op de as geplaatst en raken elkaar niet. Wanneer de as met hoge snelheid roteert, passeren de bouten op de as de opening tussen de vaste metalen bouten, waardoor het materiaal volledig wordt gekneed. Door deze actie wordt de kristalgroei bevorderd, de kristalstructuur afgebroken, worden discontinue kristallen gevormd, de consistentie verminderd en de plasticiteit verhoogd.

Eenheid C (penrotormachine) oefent alleen een sterk kneedeffect uit tijdens de extreem koude nacht, waardoor warmtebehoud voldoende is en koeling niet nodig is. Door de vrijgekomen kristallisatiewarmte (ongeveer 50 kcal/kg) en de warmte die vrijkomt door de wrijving tijdens het kneden, is de uitlaattemperatuur van eenheid C (penrotormachine) hoger dan de invoertemperatuur. Op dit moment is de kristallisatie voor ongeveer 70% voltooid, maar het product is nog zacht. Het eindproduct wordt via de extrusieklep afgevoerd en zal na verloop van tijd uitharden.

Nadat de margarine uit de C-unit (pinrotormachine) is gekomen, moet deze op een bepaalde temperatuur worden verhit. Over het algemeen wordt het product gedurende meer dan 48 uur op een temperatuur van 10 graden onder het smeltpunt bewaard. Deze behandeling wordt rijping genoemd. Het verhitte product kan direct naar de voedselverwerkende fabriek worden verzonden voor gebruik.