Laluan pengeluaran mentega tiruan (Margarine)
Mentega tiruan dan produk berkaitan mengandungi fasa air dan fasa lemak, oleh itu ia boleh digambarkan sebagai emulsi minyak-dalam-air (W/O), di mana fasa air tersebar halus dalam bentuk titisan di dalam fasa lemak yang bersambung. Mengikut aplikasi produk, komposisi fasa lemak dan proses pembuatan dipilih sewajarnya. Sebagai sebahagian daripada peralatan pembentukan kristal, kemudahan pengeluaran moden untuk mentega tiruan dan produk berkaitan biasanya merangkumi pelbagai tangki penyimpanan minyak serta tangki emulsi, fasa air, dan penyediaan emulsi; saiz dan bilangan tangki ditentukan berdasarkan kapasiti kilang dan rangkaian produk. Kemudahan ini juga termasuk peralatan pasteurisasi dan fasiliti pencairan semula. Oleh itu, proses pengeluaran biasanya boleh dibahagikan kepada subproses berikut (sila rujuk gambar di bawah):
Langkah-langkah utama dalam proses pembuatan mentega tiruan adalah seperti berikut:
1. Sediakan fasa minyak dan fasa air.
Fasa air biasanya disediakan secara berperingkat dalam tangki fasa air. Air harus memenuhi standard kualiti minuman. Jika kualiti air minum
tidak dapat dijamin, air boleh diproses terlebih dahulu, contohnya melalui sistem sinaran ultraviolet atau penapisan. Selain air, fasa air juga
boleh terdiri daripada garam atau larutan garam, protein susu (mentega tiruan yang boleh dimakan dan sapuan rendah lemak), gula (pastri berlapis),
penstabil (sapuan rendah lemak dan sapuan rendah lemak), bahan pengawet dan perisa larut air.
Komponen utama dalam fasa lemak, iaitu campuran lemak, biasanya terdiri daripada campuran pelbagai lemak dan minyak. Untuk mendapatkan
mentega tiruan dengan sifat dan fungsi yang dikehendaki, nisbah antara lemak dan minyak dalam campuran lemak mempunyai pengaruh
menentukan terhadap prestasi produk akhir. Pelbagai lemak dan minyak, sama ada dalam campuran lemak atau minyak tunggal, disimpan
dalam tangki simpanan minyak yang biasanya diletakkan di luar kemudahan pengeluaran. Ia disimpan pada suhu penyimpanan stabil yang
melebihi titik lebur lemak dan dicampur secara berkala untuk mengelakkan pemisahan lemak serta memudahkan pengendalian.
Selain daripada campuran lemak, fasa lemak biasanya mengandungi sejumlah kecil komponen larut lemak, seperti emulsi, lesitin, perisa,
pewarna dan antioksidan. Oleh itu, sebelum proses emulsi, komponen jejak ini dilarutkan dalam campuran lemak sebelum menambah fasa air.
2. Tahap Persediaan Emulsi.
Losyen disediakan dengan memindahkan pelbagai campuran minyak atau lemak ke dalam bekas losyen. Biasanya, lemak atau campuran lemak dengan titik lebur tinggi ditambahkan terlebih dahulu, diikuti oleh lemak dengan titik lebur rendah dan minyak cecair. Untuk menyelesaikan penyediaan fasa lemak, ejen pengemulsi dan bahan surih larut minyak lain ditambahkan ke dalam campuran lemak. Setelah semua komponen fasa lemak dicampur dengan sesuai, fasa air ditambahkan dan emulsi dibentuk melalui pengadukan yang kuat tetapi terkawal.
Pelbagai sistem boleh digunakan untuk mengukur pelbagai komponen emulsi, di mana dua daripada mereka bekerja secara berperingkat:
1. Sistem pengukur aliran
2. Sistem tangki penimbang
Sistem emulsi berterusan secara dalam talian adalah satu penyelesaian yang kurang disukai tetapi digunakan, contohnya: talian pengeluaran
berkapasiti tinggi dengan ruang tangki em ulsi yang terhad. Sistem ini menggunakan pam pengukur dan pengukur aliran jisim untuk mengawal
nisbah fasa yang ditambah ke tangki emulsi kecil. Semua sistem yang disebutkan di atas boleh mencapai kawalan automatik sepenuhnya.
Walau bagaimanapun, beberapa kilang lama masih mempunyai sistem penyediaan emulsi kawalan manual, tetapi sistem ini memerlukan
tenaga kerja dan kerana peraturan kebolehlacakan yang ketat, sekarang tidak disyorkan untuk dipasang.
Sistem pengukur aliran adalah berdasarkan penyediaan emulsi secara berperingkat, di mana pelbagai fasa dan komponen diukur melalui
pengukur aliran jisim ketika dipindahkan dari tangki penyediaan fasa masing-masing ke tangki emulsi. Ketepatan sistem ini ialah +/-0.3%.
Ciri sistem ini ialah ia tidak sensitif terhadap pengaruh luaran seperti getaran dan kotoran.
Sistem tangki penimbang adalah serupa dengan sistem pengukur aliran yang berasaskan penyediaan emulsi secara berperingkat.
Di sini, jumlah komponen dan fasa ditambah terus ke tangki emulsi, yang dipasang pada sensor penimbang, untuk mengawal jumlah yang
ditambahkan ke dalam tangki.
Secara amnya, sistem tangki berganda digunakan untuk penyediaan emulsi supaya talian pengeluaran dapat berjalan secara berterusan.
Setiap tangki berfungsi sebagai tangki penyediaan dan penimbal (tangki emulsi), oleh itu, talian kristalisasi akan memberi makan dari satu
tangki, manakala batch baru akan disediakan dalam tangki yang lain, dan sebaliknya. Ini dikenali sebagai sistem terbalik.
Menyediakan emulsi dalam satu tangki dan memindahkannya ke tangki penimbal setelah siap juga merupakan satu pilihan. Sistem ini dipanggil
sistem pra-campuran/penimbal.
3. Pasteurisasi.
Losyen biasanya dipam secara berterusan dari tangki penampan melalui penukar haba plat (PHE) atau penukar haba skrap lemah tekanan rendah (SSHE), digunakan untuk pasteurisasi sebelum memasuki talian kristalisasi.
Bagi produk penuh lemak, biasanya digunakan PHE. Bagi versi rendah lemak yang dijangka mempunyai kelikatan relatif tinggi atau emulsi sensitif terma (contohnya emulsi dengan kandungan protein tinggi), disyorkan menggunakan penukar haba jenis tiub. Kaedah pasteurisasi mempunyai beberapa kelebihan. Ia memastikan pengawalan pertumbuhan bakteria dan mikroorganisma lain, seterusnya meningkatkan kestabilan mikrobiologi emulsi. Pasteurisasi hanya pada fasa air adalah mungkin, tetapi lebih baik pasteurisasi seluruh emulsi kerana proses pasteurisasi emulsi akan meminimumkan masa transit dari produk yang telah dipasteurisasi ke pengisian atau pembungkusan produk akhir. Selain itu, produk diproses dalam talian dari pasteurisasi hingga pengisian atau pembungkusan akhir, dan apabila seluruh emulsi dipasteurisasi, ia memastikan semua bahan semula lebur juga dipasteurisasi. Di samping itu, pasteurisasi penuh emulsi memastikan emulsi dihantar ke garis kristalisasi pada suhu yang stabil, sekali gus mencapai parameter pemprosesan yang mantap, suhu produk dan tekstur produk yang konsisten. Selain itu, apabila emulsi dipasteurisasi dengan betul dan dihantar ke pam tekanan tinggi pada suhu 5-10°C lebih tinggi daripada titik lebur fasa lemak, ia dapat mencegah pembentukan emulsi pra-kristal. Selepas penyediaan emulsi pada 45-55°C, proses pasteurisasi tidak tipikal termasuk pemanasan emulsi pada 75-85°C dan pengekalan selama 16 saat secara berurutan. Seterusnya, ia disejukkan kembali ke suhu 45-55°C. Suhu akhir bergantung pada titik lebur fasa lemak: semakin tinggi titik lebur, semakin tinggi suhunya.
4. Penyejukan mendadak, kristalisasi dan penguli.
Emulsi dipam ke talian kristalisasi melalui pam piston bertekanan tinggi (HPP). Talian kristalisasi yang digunakan untuk pengeluaran mentega tiruan dan produk berkaitan biasanya terdiri daripada penukar haba pengikis bertekanan tinggi, yang disejukkan oleh medium penyejuk jenis ammonia atau freon. Talian pengeluaran biasanya merangkumi mesin menguli dan/atau kristalisator pertengahan untuk menambah kekuatan dan masa menguli tambahan bagi pengeluaran produk plastik. Tiub rehat adalah langkah terakhir dalam talian kristalisasi dan hanya termasuk apabila produk telah dibungkus.
Teras garisan penjanaan kristal adalah penukar haba skrap bertekanan tinggi, di mana emulsi suam disejukkan sehingga menjadi terlalu sejuk dan mengkristal di permukaan dalaman paip penyejuk. Emulsi ini disental dengan berkesan oleh pisau skrap yang berputar, oleh itu emulsi tersebut disekalikan dengan proses penyejukan dan penguli. Apabila lemak dalam emulsi mengkristal, kristal lemak membentuk rangkaian tiga dimensi yang membungkus titisan air dan minyak cair, menghasilkan produk dengan sifat setengah pepejal yang plastis. Bergantung kepada jenis produk yang hendak dihasilkan dan jenis lemak yang digunakan untuk produk tertentu, konfigurasi garisan penjanaan kristal (iaitu susunan penukar haba skrap dan mesin penguli) boleh diselaraskan untuk memberikan konfigurasi optimum bagi produk tertentu.
Oleh kerana lini pengeluaran kristalisasi biasanya menghasilkan lebih daripada satu jenis produk lemak tertentu, mesin pendingin cepat biasanya terdiri daripada dua atau lebih bahagian penyejukan atau tiub penyejukan untuk memenuhi keperluan lini pengeluaran kristalisasi yang fleksibel. Apabila menghasilkan pelbagai jenis produk lemak kristal daripada campuran lemak yang berbeza, keanjalan diperlukan kerana sifat kristalisasi campuran mungkin berbeza mengikut campuran tertentu.
Proses kristalisasi, syarat pemprosesan dan parameter pemprosesan mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat mentega tiruan dan produk sapuan yang dihasilkan. Apabila merancang pemasangan lini pengeluaran kristalisasi, adalah penting untuk menetapkan sifat produk yang dirancang untuk dihasilkan pada lini tersebut. Untuk memastikan pelaburan masa depan, keanjalan lini pengeluaran serta parameter pemprosesan yang boleh dikawal secara berasingan adalah diperlukan, kerana julat produk yang diminati mungkin berubah mengikut masa dan bahan mentah.
Kapasiti talian pengeluaran bergantung pada permukaan penyejukan yang tersedia pada mesin penyejuk mendadak. Mesin boleh didapati dalam pelbagai saiz dari kapasiti rendah hingga kapasiti tinggi. Selain itu, dari peralatan tiub tunggal hingga talian pengeluaran multi-tiub mempunyai tahap fleksibiliti yang berbeza, membolehkan talian pengeluaran yang sangat fleksibel. Selepas penyejukan dalam mesin penyejuk mendadak produk, ia masuk ke dalam mesin penguli dan/atau kristalizer perantaraan, di mana ia diguli untuk jangka masa dan intensiti tertentu untuk membantu mempromosikan rangkaian tiga dimensi, secara makroskopik membentuk struktur plastik. Jika produk dimaksudkan untuk diedarkan dalam bentuk produk berbungkus, ia akan masuk semula ke mesin penyejuk mendadak sebelum dibungkus, kemudian diletakkan dalam tiub rehat. Jika produk dimasukkan ke dalam cawan, talian kristalisasi tidak termasuk tiub rehat.
5. Pembungkusan, Pengisian dan Peleburan Semula.
Di pasaran terdapat pelbagai jenis mesin pembungkusan dan pengisian. Walau bagaimanapun, jika produk dihasilkan untuk tujuan pembungkusan atau pengisian, kepekatannya akan sangat berbeza. Adalah jelas bahawa tekstur produk untuk pembungkusan mesti lebih padat berbanding produk untuk pengisian; jika tekstur ini tidak optimum, produk akan dipindahkan ke sistem peleburan semula, dicairkan dan ditambah ke tangki penampan untuk diproses semula. Terdapat pelbagai sistem peleburan semula yang tersedia, tetapi sistem yang paling biasa digunakan ialah PHE atau penukar haba skrap tekanan rendah.
6.Kawalan Automatik.
Mentega tiruan dan makanan lain, kini dihasilkan di banyak kilang di bawah prosedur penyusulan yang ketat. Prosedur ini biasanya merangkumi bahan-bahan, pengeluaran, dan produk akhir, yang bukan sahaja dapat meningkatkan keselamatan makanan tetapi juga memastikan kestabilan kualiti makanan. Keperluan penyusulan boleh dilaksanakan dalam sistem kawalan kilang. Sistem kawalan Ftherm Smart direka untuk mengawal, merekod, dan mencatat syarat dan parameter penting sepanjang proses pengeluaran.
Sistem Ftherm Smart dilengkapi dengan fungsi perlindungan kata laluan dan mempunyai fungsi pencatatan data sejarah, yang dapat merekod parameter yang terlibat dalam laluan pengolahan mentega tiruan. Pencatatan data termasuk kapasiti dan output pam tekanan tinggi (liter/jam dan tekanan balik), suhu produk semasa proses kristalisasi (termasuk proses pasteurisasi), suhu penyejukan SSHE (atau tekanan medium penyejukan), kelajuan SSHE dan mesin penggilap rotor pin serta beban motor yang menjalankan pam tekanan tinggi, SSHE dan mesin penggilap rotor pin.
7. Sistem Pembersihan CIP.
Peralatan pencucian CIP (CIP = Pencucian Dalam Tempat) juga merupakan sebahagian daripada fasiliti mentega tiruan moden, kerana peralatan pengeluaran mentega tiruan perlu dibersihkan secara berkala. Bagi produk mentega tiruan tradisional, jarak masa pembersihan sekali seminggu adalah normal. Walau bagaimanapun, bagi produk sensitif seperti produk rendah lemak (kandungan air tinggi) dan/atau tinggi protein, adalah disyorkan untuk memendekkan jarak masa CIP.
Secara prinsip, terdapat dua jenis sistem CIP yang digunakan: peralatan CIP yang hanya menggunakan media pencuci sekali atau peralatan CIP yang disyorkan, yang mengendalikan larutan penampan media pencuci di mana media seperti larutan alkali, asid, dan/atau disinfektan dipulangkan ke tangki CIP yang berasingan untuk digunakan semula selepas pembersihan. Kaedah yang kedua adalah pilihan utama kerana ia merupakan penyelesaian mesra alam dan dari segi penggunaan bahan pencuci serta pengurangan kos bahan pencuci tersebut, ia adalah penyelesaian yang menjimatkan.
Shanghai Ftherm Machinery Co., Ltd. membekalkan laluan pengeluaran mentega tiruan, dengan kapasiti daripada 1000kg/j hingga 6000kg/j, termasuk sistem fasa air, sistem fasa minyak, peralatan pencampuran dan pengemulsian, peralatan pasteurisasi, pam penghantaran bertekanan tinggi, penukar haba jenis pengikis (penyejuk cepat), mesin menguli, tiub rehat, mesin pengisian, mesin pembungkusan, sistem penyahcair semula, sistem CIP, dan boleh menyediakan perkhidmatan turnkey untuk laluan pengeluaran mentega tiruan.
