Teknologi Produksi Margarin

Teknologi Produksi Margarin

RINGKASAN EKSEKUTIF

Perusahaan makanan saat ini seperti bisnis manufaktur lainnya, tidak hanya berfokus pada keandalan dan kualitas peralatan pengolahan makanan, tetapi juga pada berbagai layanan yang dapat diberikan oleh pemasok peralatan pengolahan. Selain jalur pengolahan yang efisien yang kami berikan, kami dapat menjadi mitra dari tahap ide atau proyek awal hingga tahap komisioning akhir, belum lagi layanan purnajual yang penting.

Shiputec memiliki lebih dari 20 tahun pengalaman dalam industri pengolahan dan pengemasan makanan.

PENGANTAR TEKNOLOGI KAMI

VISI DAN KOMITMEN

Segmen Shiputec merancang, memproduksi, dan memasarkan rekayasa proses serta solusi otomasi untuk industri susu, makanan, minuman, kelautan, farmasi, dan perawatan pribadi melalui operasi globalnya.

Kami berkomitmen untuk membantu pelanggan kami di seluruh dunia guna meningkatkan kinerja dan profitabilitas pabrik dan proses produksi mereka. Kami mencapainya dengan menawarkan berbagai macam produk dan solusi mulai dari komponen rekayasa hingga desain pabrik proses lengkap yang didukung oleh aplikasi dan keahlian pengembangan terkemuka di dunia.

Kami terus membantu pelanggan kami mengoptimalkan kinerja dan profitabilitas pabrik mereka sepanjang masa pakainya dengan layanan dukungan yang disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing melalui jaringan layanan pelanggan dan suku cadang yang terkoordinasi.

FOKUS PELANGGAN

Shiputec mengembangkan, memproduksi, dan memasang lini pemrosesan yang modern, sangat efisien, dan andal untuk industri makanan. Untuk produksi produk lemak yang dikristalkan seperti margarin, mentega, olesan, dan shortening, Shiputec menawarkan solusi yang juga mencakup lini pemrosesan untuk produk makanan yang diemulsi seperti mayones, saus, dan dressing.

PRODUKSI MARGARIN

Margarin dan produk terkaitnya mengandung fase air dan fase lemak, sehingga dapat dikarakterisasikan sebagai emulsi air dalam minyak (W/O) di mana fase air terdispersi halus sebagai tetesan dalam fase lemak kontinyu. Bergantung pada aplikasi produk, komposisi fase lemak dan proses pembuatannya dipilih sesuai dengan kebutuhan.

Selain peralatan kristalisasi, fasilitas produksi modern untuk margarin dan produk terkait biasanya mencakup berbagai tangki untuk penyimpanan minyak serta untuk pengemulsi, fase air, dan persiapan emulsi; ukuran dan jumlah tangki dihitung berdasarkan kapasitas pabrik dan portofolio produk. Fasilitas tersebut juga mencakup unit pasteurisasi dan fasilitas peleburan ulang. Dengan demikian, proses produksi secara umum dapat dibagi menjadi beberapa subproses berikut (lihat diagram 1):

PERSIAPAN FASE AIR DAN FASE LEMAK (ZONA 1)

Fase air sering kali disiapkan secara bertahap dalam tangki fase air. Air harus memiliki kualitas air minum yang baik. Jika kualitas air minum tidak dapat dijamin, air dapat diolah terlebih dahulu dengan menggunakan sistem UV atau filter.

Selain air, fase air dapat terdiri dari garam atau air garam, protein susu (margarin meja dan olesan rendah lemak), gula (puff pastry), penstabil (olesan rendah dan rendah lemak), pengawet dan perasa yang larut dalam air.

Bahan utama dalam fase lemak, campuran lemak, biasanya terdiri dari campuran berbagai lemak dan minyak. Untuk mendapatkan margarin dengan karakteristik dan fungsi yang diinginkan, rasio lemak dan minyak dalam campuran lemak sangat menentukan kinerja produk akhir.

Berbagai lemak dan minyak, baik sebagai campuran lemak atau minyak tunggal, disimpan dalam tangki penyimpanan minyak yang biasanya ditempatkan di luar fasilitas produksi. Tangki ini disimpan pada suhu penyimpanan yang stabil di atas titik leleh lemak dan diaduk untuk menghindari fraksinasi lemak dan memudahkan penanganan.

Selain campuran lemak, fase lemak biasanya terdiri dari bahan-bahan minor yang larut dalam lemak seperti pengemulsi, lesitin, perasa, pewarna, dan antioksidan. Bahan-bahan minor ini dilarutkan dalam campuran lemak sebelum fase air ditambahkan, jadi sebelum proses pengemulsian.

PERSIAPAN EMULSI (ZONA 2)

Emulsi disiapkan dengan memindahkan berbagai minyak dan lemak atau campuran lemak ke tangki emulsi. Biasanya, lemak atau campuran lemak dengan titik leleh tinggi ditambahkan terlebih dahulu diikuti oleh lemak dengan titik leleh rendah dan minyak cair. Untuk melengkapi persiapan fase lemak, pengemulsi dan bahan-bahan minor yang larut dalam minyak lainnya ditambahkan ke campuran lemak. Ketika semua bahan untuk fase lemak telah dicampur dengan benar, fase air ditambahkan dan emulsi dibuat dengan pencampuran yang intensif tetapi terkendali.

Sistem yang berbeda dapat digunakan untuk mengukur berbagai bahan untuk emulsi, yang mana dua di antaranya bekerja secara batch:

Sistem pengukur aliran

Sistem tangki penimbangan

Sistem emulsifikasi in-line berkelanjutan merupakan solusi yang kurang disukai tetapi digunakan misalnya pada jalur berkapasitas tinggi yang memiliki ruang terbatas untuk tangki emulsi. Sistem ini menggunakan pompa dosis dan meter aliran massa untuk mengendalikan rasio fase yang ditambahkan ke tangki emulsi kecil.

Semua sistem yang disebutkan di atas dapat dikontrol sepenuhnya secara otomatis. Namun, beberapa pabrik lama masih memiliki sistem persiapan emulsi yang dikontrol secara manual, tetapi sistem ini membutuhkan banyak tenaga kerja dan tidak direkomendasikan untuk dipasang saat ini karena aturan ketertelusuran yang ketat.

Sistem pengukur aliran didasarkan pada penyiapan emulsi secara batch di mana berbagai fase dan bahan diukur dengan pengukur aliran massa saat dipindahkan dari berbagai tangki penyiapan fase ke tangki emulsi. Akurasi sistem ini adalah +/-0,3%. Sistem ini dicirikan oleh sifatnya yang tidak peka terhadap pengaruh luar seperti getaran dan kotoran.

Sistem tangki penimbangan seperti sistem flow meter yang didasarkan pada penyiapan emulsi per batch. Di sini, jumlah bahan dan fase ditambahkan langsung ke tangki emulsi yang dipasang pada sel beban yang mengendalikan jumlah yang ditambahkan ke tangki.

Biasanya, sistem dua tangki digunakan untuk menyiapkan emulsi agar dapat menjalankan jalur kristalisasi secara terus-menerus. Setiap tangki berfungsi sebagai tangki persiapan dan tangki penyangga (tangki emulsi), sehingga jalur kristalisasi akan diumpankan dari satu tangki sementara batch baru akan disiapkan di tangki lainnya dan sebaliknya. Ini disebut sistem flip-flop.

Larutan tempat emulsi disiapkan dalam satu tangki dan saat siap dipindahkan ke tangki penyangga tempat jalur kristalisasi diumpankan juga merupakan pilihan. Sistem ini disebut sistem premix/buffer.

PASTEURISASI (ZONA 3)

Dari tangki penyangga, emulsi biasanya dipompa terus menerus melalui penukar panas pelat (PHE) atau penukar panas permukaan tergores bertekanan rendah (SSHE), atau SSHE bertekanan tinggi untuk pasteurisasi sebelum memasuki jalur kristalisasi.

Untuk produk berlemak penuh, PHE biasanya digunakan. Untuk versi rendah lemak di mana emulsi diharapkan menunjukkan viskositas yang relatif tinggi dan untuk emulsi peka panas (misalnya emulsi dengan kandungan protein tinggi), sistem SPX sebagai larutan bertekanan rendah atau SPX-PLUS sebagai larutan bertekanan tinggi direkomendasikan.

Proses pasteurisasi memiliki beberapa keuntungan. Proses ini memastikan penghambatan pertumbuhan bakteri dan pertumbuhan mikroorganisme lain, sehingga meningkatkan stabilitas mikrobiologis emulsi. Pasteurisasi fase air saja merupakan suatu kemungkinan, tetapi pasteurisasi emulsi lengkap lebih disukai karena proses pasteurisasi emulsi akan meminimalkan waktu tinggal dari produk yang dipasteurisasi hingga pengisian atau pengemasan produk akhir. Selain itu, produk diolah dalam proses in-line dari pasteurisasi hingga pengisian atau pengemasan produk akhir dan pasteurisasi bahan yang dikerjakan ulang dipastikan saat emulsi lengkap dipasteurisasi.

Selain itu, pasteurisasi emulsi lengkap memastikan bahwa emulsi diumpankan ke jalur kristalisasi pada suhu konstan sehingga mencapai parameter pemrosesan, suhu produk, dan tekstur produk yang konstan. Selain itu, terjadinya emulsi pra-kristalisasi yang diumpankan ke peralatan kristalisasi dapat dicegah jika emulsi dipasteurisasi dengan benar dan diumpankan ke pompa bertekanan tinggi pada suhu 5-10°C lebih tinggi dari titik leleh fase lemak.

Proses pasteurisasi yang umum setelah penyiapan emulsi pada suhu 45-55°C akan mencakup pemanasan dan penahanan emulsi pada suhu 75-85°C selama 16 detik dan kemudian proses pendinginan hingga suhu 45-55°C. Suhu akhir bergantung pada titik leleh fase lemak: semakin tinggi titik leleh, semakin tinggi pula suhunya.

PENDINGINAN, KRISTALISASI DAN PENGUMPULAN (ZONA 4)

 

Emulsi dipompa ke jalur kristalisasi dengan menggunakan pompa piston bertekanan tinggi (HPP). Jalur kristalisasi untuk produksi margarin dan produk terkait biasanya terdiri dari SSHE bertekanan tinggi yang didinginkan oleh media pendingin jenis amonia atau Freon. Mesin rotor pin dan/atau kristalisator perantara sering disertakan dalam jalur tersebut untuk menambah intensitas dan waktu pengadukan ekstra untuk produksi produk plastik. Tabung istirahat adalah langkah terakhir dari jalur kristalisasi dan hanya disertakan jika produk dikemas.

Inti dari jalur kristalisasi adalah SSHE bertekanan tinggi, yang mana emulsi hangat didinginkan dan dikristalkan pada permukaan bagian dalam tabung pendingin. Emulsi dikikis secara efisien oleh pengikis yang berputar, sehingga emulsi didinginkan dan diremas secara bersamaan. Ketika lemak dalam emulsi mengkristal, kristal lemak membentuk jaringan tiga dimensi yang menjebak tetesan air dan minyak cair, menghasilkan produk dengan sifat plastik semipadat.

Bergantung pada jenis produk yang akan diproduksi dan jenis lemak yang digunakan untuk produk tertentu, konfigurasi jalur kristalisasi (yaitu urutan tabung pendingin dan mesin rotor pin) dapat disesuaikan untuk memberikan konfigurasi optimal bagi produk tertentu.

Karena jalur kristalisasi biasanya memproduksi lebih dari satu produk lemak tertentu, SSHE sering kali terdiri dari dua atau lebih bagian pendingin atau tabung pendingin untuk memenuhi persyaratan jalur kristalisasi yang fleksibel. Saat memproduksi berbagai produk lemak terkristalisasi dari berbagai campuran lemak, fleksibilitas diperlukan karena karakteristik kristalisasi campuran tersebut mungkin berbeda dari satu campuran ke campuran lainnya.

Proses kristalisasi, kondisi pemrosesan, dan parameter pemrosesan memiliki pengaruh besar pada karakteristik produk margarin dan olesan akhir. Saat merancang lini kristalisasi, penting untuk mengidentifikasi karakteristik produk yang direncanakan untuk diproduksi di lini tersebut. Untuk mengamankan investasi di masa mendatang, fleksibilitas lini serta parameter pemrosesan yang dapat dikontrol secara individual diperlukan, karena kisaran produk yang diinginkan dapat berubah seiring waktu serta bahan baku.

Kapasitas jalur produksi ditentukan oleh permukaan pendinginan yang tersedia pada SSHE. Mesin dengan ukuran berbeda tersedia mulai dari jalur berkapasitas rendah hingga tinggi. Berbagai tingkat fleksibilitas juga tersedia mulai dari peralatan tabung tunggal hingga jalur dengan beberapa tabung, sehingga jalur pemrosesan menjadi sangat fleksibel.

Setelah produk didinginkan dalam SSHE, produk tersebut memasuki mesin rotor pin dan/atau kristalisator antara, di mana produk tersebut diremas selama jangka waktu tertentu dan dengan intensitas tertentu untuk membantu promosi jaringan tiga dimensi, yang pada tingkat makroskopik adalah struktur plastik. Jika produk tersebut dimaksudkan untuk didistribusikan sebagai produk yang dibungkus, produk tersebut akan memasuki SSHE lagi sebelum mengendap dalam tabung istirahat sebelum dibungkus. Jika produk tersebut diisi ke dalam cangkir, tidak ada tabung istirahat yang disertakan dalam jalur kristalisasi.

PENGEMASAN, PENGISIAN DAN PENCAIRAN ULANG (ZONA 5)

Berbagai mesin pengemasan dan pengisian tersedia di pasaran dan tidak akan dijelaskan dalam artikel ini. Namun, konsistensi produk sangat berbeda jika diproduksi untuk dikemas atau diisi. Jelas bahwa produk yang dikemas harus menunjukkan tekstur yang lebih kencang daripada produk yang diisi dan jika tekstur ini tidak optimal, produk akan dialihkan ke sistem peleburan ulang, dilebur, dan ditambahkan ke tangki penyangga untuk diproses ulang. Berbagai sistem peleburan ulang tersedia tetapi sistem yang paling banyak digunakan adalah PHE atau SSHE tekanan rendah.

OTOMATISASI

 

Margarin, seperti produk makanan lainnya, kini diproduksi di banyak pabrik dengan prosedur keterlacakan yang ketat. Prosedur ini biasanya mencakup bahan, produksi, dan produk akhir yang tidak hanya menghasilkan peningkatan keamanan pangan tetapi juga kualitas pangan yang konstan. Tuntutan keterlacakan dapat diterapkan dalam sistem kontrol pabrik dan sistem kontrol Shiputec dirancang untuk mengontrol, mencatat, dan mendokumentasikan kondisi dan parameter penting yang berkaitan dengan keseluruhan proses produksi.

Sistem kontrol dilengkapi dengan proteksi kata sandi dan memiliki fitur pencatatan data historis dari semua parameter yang terlibat dalam lini pemrosesan margarin mulai dari informasi resep hingga evaluasi produk akhir. Pencatatan data mencakup kapasitas dan output pompa tekanan tinggi (l/jam dan tekanan balik), suhu produk (termasuk proses pasteurisasi) selama kristalisasi, suhu pendinginan (atau tekanan media pendingin) SSHE, kecepatan SSHE dan mesin rotor pin serta beban motor yang menjalankan pompa tekanan tinggi, SSHE dan mesin rotor pin.

Sistem kontrol

Selama pemrosesan, alarm akan dikirim ke operator jika parameter pemrosesan untuk produk tertentu berada di luar batas; ini ditetapkan dalam editor resep sebelum produksi. Alarm ini harus diakui secara manual dan tindakan sesuai prosedur harus diambil. Semua alarm disimpan dalam sistem alarm historis untuk dilihat nanti. Ketika produk meninggalkan jalur produksi dalam bentuk yang dikemas atau diisi dengan tepat, produk tersebut dipisahkan dari nama produk yang biasanya ditandai dengan tanggal, waktu, dan nomor identifikasi batch untuk pelacakan nanti. Dengan demikian, riwayat lengkap semua langkah produksi yang terlibat dalam proses pembuatan disimpan demi keamanan produsen dan pengguna akhir, konsumen.

Bahasa Indonesia: CIP

Pabrik pembersihan CIP (CIP = cleaning in place) juga merupakan bagian dari fasilitas margarin modern karena pabrik produksi margarin harus dibersihkan secara teratur. Untuk produk margarin tradisional, interval pembersihan normal adalah seminggu sekali. Namun, untuk produk sensitif seperti produk rendah lemak (kadar air tinggi) dan/atau produk yang mengandung protein tinggi, interval yang lebih pendek antara CIP direkomendasikan.

Pada prinsipnya, dua sistem CIP digunakan: pabrik CIP yang menggunakan media pembersih hanya sekali atau pabrik CIP yang direkomendasikan yang beroperasi melalui larutan penyangga media pembersih di mana media seperti alkali, asam dan/atau disinfektan dikembalikan ke tangki penyimpanan CIP masing-masing setelah digunakan. Proses yang terakhir lebih disukai karena merupakan solusi yang ramah lingkungan dan merupakan solusi ekonomis dalam hal konsumsi bahan pembersih dan dengan demikian biayanya.

Jika beberapa jalur produksi dipasang di satu pabrik, dimungkinkan untuk menyiapkan jalur pembersihan paralel atau sistem satelit CIP. Hal ini menghasilkan pengurangan waktu pembersihan dan konsumsi energi yang signifikan. Parameter proses CIP dikontrol dan dicatat secara otomatis untuk pelacakan selanjutnya dalam sistem kontrol.

CATATAN PENUTUP

Saat memproduksi margarin dan produk terkait, penting untuk diingat bahwa bukan hanya bahan-bahan seperti minyak dan lemak yang digunakan atau resep produk yang menentukan kualitas produk akhir, tetapi juga konfigurasi pabrik, parameter pemrosesan, dan kondisi pabrik. Jika lini atau peralatan tidak dirawat dengan baik, ada risiko bahwa lini tersebut tidak bekerja secara efisien. Oleh karena itu, untuk menghasilkan produk berkualitas tinggi, pabrik yang berfungsi dengan baik adalah suatu keharusan, tetapi pilihan campuran lemak dengan karakteristik yang sesuai dengan aplikasi akhir produk juga penting, begitu pula konfigurasi dan pilihan parameter pemrosesan pabrik yang benar. Terakhir, produk akhir harus diolah dengan suhu sesuai dengan penggunaan akhir..