RESUM EXECUTIU
Les empreses alimentàries actuals, com altres empreses manufactureres, no només se centren en la fiabilitat i la qualitat dels equips de processament d'aliments, sinó també en diversos serveis que el proveïdor dels equips de processament pot oferir. A més de les línies de processament eficients que oferim, podem ser un soci des de la idea inicial o la fase del projecte fins a la fase final de posada en marxa, sense oblidar l'important servei postvenda.
Shiputec té més de 20 anys d'experiència en la indústria del processament i l'envasament d'aliments.
INTRODUCCIÓ A LA NOSTRA TECNOLOGIA
VISIÓ I COMPROMÍS
El segment Shiputec dissenya, fabrica i comercialitza solucions d'enginyeria de processos i automatització per a les indústries làctia, alimentària, de begudes, marina, farmacèutica i de cura personal a través de les seves operacions globals.
Ens comprometem a ajudar els nostres clients de tot el món a millorar el rendiment i la rendibilitat de les seves plantes i processos de fabricació. Ho aconseguim oferint una àmplia gamma de productes i solucions, des de components dissenyats fins al disseny de plantes de procés completes, amb el suport d'aplicacions i experiència en desenvolupament líders a nivell mundial.
Continuem ajudant els nostres clients a optimitzar el rendiment i la rendibilitat de la seva planta durant tota la seva vida útil amb serveis de suport adaptats a les seves necessitats individuals a través d'una xarxa coordinada de servei al client i recanvis.
ORIENTACIÓ AL CLIENT
Shiputec desenvolupa, fabrica i instal·la línies de processament modernes, d'alta eficiència i fiables per a la indústria alimentària. Per a la producció de productes amb greixos cristal·litzats com margarina, mantega, cremes per untar i mantegues vegetals, Shiputec ofereix solucions que també inclouen línies de procés per a productes alimentaris emulsionats com maionesa, salses i amaniments.
PRODUCCIÓ DE MARGARINA
La margarina i els productes relacionats contenen una fase aquosa i una fase greixosa i, per tant, es poden caracteritzar com a emulsions d'aigua en oli (A/O) en què la fase aquosa es dispersa finament com a gotes en la fase greixosa contínua. Segons l'aplicació del producte, la composició de la fase greixosa i el procés de fabricació es trien en conseqüència.
A part de l'equip de cristal·lització, una instal·lació de fabricació moderna de margarina i productes relacionats normalment inclourà diversos tancs per a l'emmagatzematge d'oli, així com per a la preparació d'emulsionants, fase aquosa i emulsions; la mida i el nombre de tancs es calculen en funció de la capacitat de la planta i la cartera de productes. La instal·lació també inclou una unitat de pasteurització i una instal·lació de refusió. Per tant, el procés de fabricació es pot dividir en general en els següents subprocessos (vegeu el diagrama 1):
PREPARACIÓ DE LA FASE AQUÍSTICA I LA FASE GREIXOSA (ZONA 1)
La fase aquosa sovint es prepara per lots al dipòsit de la fase aquosa. L'aigua ha de ser de bona qualitat potable. Si no es pot garantir la qualitat potable de l'aigua, l'aigua es pot sotmetre a un pretractament mitjançant, per exemple, un sistema de filtre o UV.
A part de l'aigua, la fase aquosa pot constar de sal o salmorra, proteïnes de la llet (margarina de taula i cremes per untar baixes en greixos), sucre (pasta de full), estabilitzants (cremes per untar baixes i baixes en greixos), conservants i aromes solubles en aigua.
Els ingredients principals de la fase de greix, la barreja de greixos, normalment consisteixen en una barreja de diferents greixos i olis. Per aconseguir margarina amb les característiques i funcionalitats desitjades, la proporció de greixos i olis a la barreja de greixos és decisiva per al rendiment del producte final.
Els diversos greixos i olis, ja sigui com a mescles de greixos o olis individuals, s'emmagatzemen en tancs d'emmagatzematge d'oli que normalment es col·loquen fora de les instal·lacions de producció. Aquests es mantenen a una temperatura d'emmagatzematge estable per sobre del punt de fusió del greix i sota agitació per tal d'evitar el fraccionament del greix i permetre una fàcil manipulació.
A part de la barreja de greixos, la fase greixosa normalment consisteix en ingredients liposolubles menors com ara emulsionant, lecitina, aroma, color i antioxidants. Aquests ingredients menors es dissolen a la barreja de greixos abans d'afegir la fase aquosa, per tant, abans del procés d'emulsificació.
PREPARACIÓ D'EMULSIONS (ZONA 2)
Diagrama 1:
1. Preparació de la fase aquosa i la fase greixosa (zona 1),
2. Preparació d'emulsions (zona 2),
3. Pasteurització (zona 3),
4. Zona de refredament, cristal·lització i amassament (zona 4),
5. Envasament i refusió (zona 5)
L'emulsió es prepara transferint diversos olis i greixos o mescles de greixos al dipòsit d'emulsió. Normalment, primer s'afegeixen els greixos o mescles de greixos d'alt punt de fusió, seguits dels greixos de punt de fusió més baix i l'oli líquid. Per completar la preparació de la fase greixosa, s'afegeixen l'emulsionant i altres ingredients minoritaris solubles en oli a la barreja de greixos. Quan tots els ingredients de la fase greixosa s'han barrejat correctament, s'afegeix la fase aquosa i es crea l'emulsió sota una barreja intensiva però controlada.
Es poden utilitzar diferents sistemes per dosificar els diversos ingredients de l'emulsió, dos dels quals funcionen per lots:
- Sistema de mesurador de cabal
- Sistema de tancs de pesatge
Un sistema d'emulsificació continu en línia és una solució menys preferida però utilitzada, per exemple, en línies d'alta capacitat on hi ha un espai limitat per a tancs d'emulsió. Aquest sistema utilitza bombes dosificadores i mesuradors de cabal màssic per controlar la proporció de les fases afegides en un petit tanc d'emulsió.
Els sistemes esmentats anteriorment es poden controlar de manera totalment automàtica. Tanmateix, algunes plantes més antigues encara tenen sistemes de preparació d'emulsions controlats manualment, però requereixen molta mà d'obra i no es recomana instal·lar-los avui dia a causa de les estrictes normes de traçabilitat.
El sistema de mesurador de cabal es basa en la preparació d'emulsions per lots, en què les diverses fases i ingredients es mesuren mitjançant mesuradors de cabal màssic quan es transfereixen dels diversos tancs de preparació de fases al tanc d'emulsió. La precisió d'aquest sistema és de +/-0,3%. Aquest sistema es caracteritza per la seva insensibilitat a influències externes com ara vibracions i brutícia.
El sistema de tanc de pesatge és com el sistema de cabal basat en la preparació d'emulsions per lots. Aquí les quantitats d'ingredients i fases s'afegeixen directament al tanc d'emulsió, que està muntat sobre cèl·lules de càrrega que controlen les quantitats afegides al tanc.
Normalment, s'utilitza un sistema de dos tancs per preparar l'emulsió per tal de poder fer funcionar la línia de cristal·lització de manera contínua. Cada tanc funciona com a tanc de preparació i tampó (tanc d'emulsió), de manera que la línia de cristal·lització s'alimentarà des d'un tanc mentre que un nou lot es prepararà a l'altre i viceversa. Això s'anomena sistema flip-flop.
També és una opció una solució on l'emulsió es prepara en un tanc i, quan està a punt, es transfereix a un tanc tampó des d'on s'alimenta la línia de cristal·lització. Aquest sistema s'anomena sistema de premescla/tampó.
PASTEURITZACIÓ (ZONA 3)
Des del tanc intermedi, l'emulsió normalment es bomba contínuament a través d'un intercanviador de calor de plaques (PHE) o un intercanviador de calor de superfície raspada a baixa pressió (SSHE), o un SSHE d'alta pressió per a la pasteurització abans d'entrar a la línia de cristal·lització.
Per a productes amb tot el greix s'utilitza normalment un PHE. Per a versions amb menys greix on s'espera que l'emulsió presenti una viscositat relativament alta i per a emulsions sensibles a la calor (per exemple, emulsions amb alt contingut de proteïnes), es recomana el sistema SPX com a solució de baixa pressió o l'SPX-PLUS com a solució d'alta pressió.
El procés de pasteurització té diversos avantatges. Assegura la inhibició del creixement bacterià i d'altres microorganismes, millorant així l'estabilitat microbiològica de l'emulsió. La pasteurització només de la fase aquosa és una possibilitat, però es prefereix la pasteurització de l'emulsió completa, ja que el procés de pasteurització de l'emulsió minimitzarà el temps de residència des del producte pasteuritzat fins a l'ompliment o l'envasament del producte final. A més, el producte es tracta en un procés en línia des de la pasteurització fins a l'ompliment o l'envasament del producte final, i la pasteurització de qualsevol material de reelaboració està garantida quan es pasteuritza l'emulsió completa.
A més, la pasteurització de l'emulsió completa garanteix que l'emulsió s'alimenti a la línia de cristal·lització a una temperatura constant, aconseguint paràmetres de processament, temperatures del producte i textura del producte constants. A més, s'evita l'aparició d'emulsió precristal·litzada alimentada a l'equip de cristal·lització quan l'emulsió es pasteuritza correctament i s'alimenta a la bomba d'alta pressió a una temperatura de 5 a 10 °C superior al punt de fusió de la fase greixosa.
Un procés de pasteurització típic, després de la preparació de l'emulsió a 45-55 °C, inclou una seqüència d'escalfament i manteniment de l'emulsió a 75-85 °C durant 16 segons i, posteriorment, un procés de refredament a una temperatura de 45-55 °C. La temperatura final depèn del punt de fusió de la fase greixosa: com més alt sigui el punt de fusió, més alta serà la temperatura.
REFREDAMENT, CRISTAL·LITZACIÓ I APASTAT (ZONA 4)
L'emulsió es bomba a la línia de cristal·lització mitjançant una bomba de pistó d'alta pressió (HPP). La línia de cristal·lització per a la producció de margarina i productes relacionats consisteix normalment en un SSHE d'alta pressió que es refreda amb un medi refrigerant tipus amoníac o freó. Sovint s'inclouen a la línia màquines de rotor de pins i/o cristal·litzadors intermedis per tal d'afegir intensitat i temps d'amassat addicionals per a la producció de productes plàstics. Un tub de repòs és el pas final de la línia de cristal·lització i només s'inclou si el producte està envasat.
El cor de la línia de cristal·lització és l'SSHE d'alta pressió, en què l'emulsió calenta es sobrerefreda i es cristal·litza a la superfície interior del tub de refrigeració. L'emulsió es raspa eficaçment mitjançant els raspadors giratoris, de manera que l'emulsió es refreda i es pasta simultàniament. Quan el greix de l'emulsió cristal·litza, els cristalls de greix formen una xarxa tridimensional que atrapa les gotes d'aigua i l'oli líquid, donant lloc a productes amb propietats de naturalesa semisòlida plàstica.
Depenent del tipus de producte que s'hagi de fabricar i del tipus de greixos utilitzats per al producte en particular, la configuració de la línia de cristal·lització (és a dir, l'ordre dels tubs de refrigeració i les màquines de rotor de pins) es pot ajustar per proporcionar la configuració òptima per al producte en particular.
Com que la línia de cristal·lització sol fabricar més d'un producte greixós específic, l'SSHE sovint consta de dues o més seccions de refrigeració o tubs de refrigeració per tal de complir els requisits d'una línia de cristal·lització flexible. Quan es produeixen diferents productes greixosos cristal·litzats de diverses mescles de greixos, cal flexibilitat, ja que les característiques de cristal·lització de les mescles poden diferir d'una mescla a una altra.
El procés de cristal·lització, les condicions de processament i els paràmetres de processament tenen una gran influència en les característiques de la margarina i els productes finals per untar. A l'hora de dissenyar una línia de cristal·lització, és important identificar les característiques dels productes que es preveu fabricar a la línia. Per assegurar la inversió per al futur, cal la flexibilitat de la línia, així com uns paràmetres de processament controlables individualment, ja que la gamma de productes d'interès pot canviar amb el temps, així com les matèries primeres.
La capacitat de la línia està determinada per la superfície de refrigeració disponible de l'SSHE. Hi ha màquines disponibles de diferents mides, des de línies de baixa fins a línies d'alta capacitat. També hi ha diversos graus de flexibilitat disponibles, des d'equips d'un sol tub fins a línies de múltiples tubs, cosa que permet obtenir línies de processament altament flexibles.
Després que el producte es refredi a l'SSHE, entra a la màquina de rotor de pins i/o cristal·litzadors intermedis on es pasta durant un cert període de temps i amb una certa intensitat per tal d'ajudar a la promoció de la xarxa tridimensional, que a nivell macroscòpic és l'estructura plàstica. Si el producte es destina a ser distribuït com a producte embolicat, tornarà a entrar a l'SSHE abans d'assentar-se al tub de repòs abans d'embolcallar-lo. Si el producte s'omple en tasses, no s'inclou cap tub de repòs a la línia de cristal·lització.
EMPAQUETAMENT, OMPLIMENT I REFOSA (ZONA 5)
Al mercat hi ha diverses màquines d'envasat i ompliment que no es descriuran en aquest article. Tanmateix, la consistència del producte és molt diferent si es produeix per ser envasat o omplit. És obvi que un producte envasat ha de presentar una textura més ferma que un producte omplit i, si aquesta textura no és òptima, el producte es desviarà al sistema de refusió, es fondrà i s'afegirà al dipòsit intermedi per al seu reprocessament. Hi ha diferents sistemes de refusió disponibles, però els més utilitzats són el PHE o el SSHE de baixa pressió.
AUTOMATITZACIÓ
La margarina, com altres productes alimentaris, es produeix avui dia en moltes fàbriques sota estrictes procediments de traçabilitat. Aquests procediments normalment cobreixen els ingredients, la producció i el producte final i donen com a resultat no només una millora de la seguretat alimentària, sinó també una qualitat alimentària constant. Les demandes de traçabilitat es poden implementar en el sistema de control de la fàbrica i el sistema de control Shiputec està dissenyat per controlar, registrar i documentar condicions i paràmetres importants relacionats amb tot el procés de fabricació.
El sistema de control està equipat amb protecció amb contrasenya i inclou un registre històric de dades de tots els paràmetres implicats en la línia de processament de margarina, des de la informació de la recepta fins a l'avaluació del producte final. El registre de dades inclou la capacitat i el rendiment de la bomba d'alta pressió (l/hora i contrapressió), les temperatures del producte (inclòs el procés de pasteurització) durant la cristal·lització, les temperatures de refredament (o pressions del medi de refrigeració) de l'SSHE, la velocitat de l'SSHE i les màquines de rotor de pins, així com la càrrega dels motors que fan funcionar la bomba d'alta pressió, l'SSHE i les màquines de rotor de pins.
Sistema de control
Durant el processament, s'enviaran alarmes a l'operador si els paràmetres de processament per al producte específic estan fora dels límits; aquests s'estableixen a l'editor de receptes abans de la producció. Aquestes alarmes s'han de reconèixer manualment i s'han de prendre mesures segons els procediments. Totes les alarmes s'emmagatzemen en un sistema d'alarmes històric per a la seva posterior visualització. Quan el producte surt de la línia de producció en un format adequadament envasat o omplert, normalment es marca amb una data, hora i número d'identificació del lot per a un seguiment posterior. Així, s'arxiva l'historial complet de tots els passos de producció implicats en el procés de fabricació per a la seguretat del productor i de l'usuari final, el consumidor.
CIP
Les plantes de neteja CIP (CIP = neteja in situ) també formen part d'una instal·lació de margarina moderna, ja que les plantes de producció de margarina s'han de netejar regularment. Per als productes de margarina tradicionals, un interval de neteja normal és un cop per setmana. Tanmateix, per a productes sensibles com ara productes baixos en greixos (alt contingut d'aigua) i/o amb alt contingut de proteïnes, es recomanen intervals més curts entre els CIP.
En principi, s'utilitzen dos sistemes CIP: plantes CIP que utilitzen els mitjans de neteja només una vegada o les plantes CIP recomanades que funcionen mitjançant una solució tampó dels mitjans de neteja on els mitjans com el lleixiu, l'àcid i/o els desinfectants es retornen als dipòsits d'emmagatzematge CIP individuals després del seu ús. Aquest darrer procés és el preferit, ja que representa una solució respectuosa amb el medi ambient i és una solució econòmica pel que fa al consum d'agents de neteja i, per tant, al seu cost.
En cas que s'instal·lin diverses línies de producció en una fàbrica, és possible configurar pistes de neteja paral·leles o sistemes satèl·lit CIP. Això es tradueix en una reducció significativa del temps de neteja i del consum d'energia. Els paràmetres del procés CIP es controlen i registren automàticament per al seu posterior seguiment al sistema de control.
OBSERVACIONS FINALS
Quan es produeix margarina i productes relacionats, és important tenir en compte que no només els ingredients com els olis i greixos utilitzats o la recepta del producte determinen la qualitat del producte final, sinó també la configuració de la planta, els paràmetres de processament i l'estat de la planta. Si la línia o l'equip no tenen un bon manteniment, hi ha el risc que la línia no funcioni de manera eficient. Per tant, per produir productes d'alta qualitat, és imprescindible una planta que funcioni bé, però també és important l'elecció d'una barreja de greixos amb característiques que corresponguin a l'aplicació final del producte, així com una configuració i una elecció correctes dels paràmetres de processament de la planta. Finalment, però no menys important, el producte final ha de ser tractat a temperatura segons l'ús final.
Data de publicació: 21 de gener de 2026