人造奶油（黃油）生產線

人造奶油（人造黃油）加工生產線

  人造黃油和相關產品含有水相和脂肪相，因此可以表征為油包水(W/O)乳液，其中水相以液滴的形式精細分散在連續的脂肪相中。根據產品的應用，相應地選擇脂肪相的組成和制造工藝。作為結晶設備的一部分，人造黃油和相關產品的現代制造設施通常包括各種儲油罐以及乳化劑、水相和乳液制備罐；罐的大小和數量是根據工廠的容量和產品組合計算的。該設施還包括一個巴氏殺菌裝置和一個重熔設施。因此，制造過程通常可以分為以下子過程（請參見下圖）：

人造奶油的主要工藝步驟如下

1準備油相和水相

  水相通常在水相罐中分批制備。水應達到飲用質量標準。如果不能保證飲用水的質量，可以對水進行預處理，例如：紫外線或過濾系統。除水外，水相還可以由鹽或鹽水、牛奶蛋白（食用人造黃油和低脂涂抹醬）、糖（酥皮糕點）、穩定劑（低脂涂抹醬和低脂涂抹醬）、防腐劑和水溶性調味劑組成。

  脂肪相中的主要成分，即脂肪混合物，通常由不同脂肪和油的混合物組成。為了獲得具有所需特性和功能的人造黃油，脂肪混合物中脂肪和油的比例對最終產品的性能具有決定性意義。各種脂肪和油，無論是脂肪混合物還是單一油，都儲存在通常放置在生產設施外的儲油罐中。將它們保持在高于脂肪熔點的穩定儲存溫度和攪拌下，以避免脂肪分餾并易于處理。

除了脂肪混合物，脂肪相通常由少量脂溶性成分組成，例如乳化劑、卵磷脂、風味劑、色素和抗氧化劑。因此在乳化過程之前將這些微量成分在添加水相之前溶解在脂肪混合物中。

2 乳化準備階段

  乳液是通過將各種油脂或脂肪混合物轉移到乳液罐中來制備的。 通常，首先添加高熔點脂肪或脂肪混合物，然后添加低熔點脂肪和液體油。 為了完成脂肪相的制備，將乳化劑和其他油溶性微量成分添加到脂肪混合物中。 當脂肪相的所有成分都已適當混合后，加入水相并在強烈但受控的混合下形成乳液。 

  不同的系統可用于計量乳液的各種成分，其中兩種是分批工作的：

  1.流量計系統

  2.稱重罐系統

  連續在線乳化系統是一種不太優選但使用的解決方案，例如：乳液罐空間有限的高容量生產線。該系統使用計量泵和質量流量計來控制添加到小型乳液罐中的相的比例。上述系統均可實現全自動控制。然而，一些較老的工廠仍然有手動控制的乳液制備系統，但這些系統需要勞動力，并且由于嚴格的可追溯性規則，現在不建議安裝。

  流量計系統基于分批乳液制備，其中各種相和成分在從各個相制備罐轉移到乳液罐時通過質量流量計測量。該系統的準確度為+/-0.3%。該系統的特點是對振動和污垢等外部影響不敏感。

  稱重罐系統類似于基于分批乳液制備的流量計系統。在這里，將成分和相的量直接添加到乳液罐中，該乳液罐安裝在稱重傳感器上，控制添加到罐中的量。

  通常，采用雙罐系統用于制備乳液，以便能夠連續運行生產線。每個罐都用作準備和緩沖罐（乳液罐），因此結晶線將從一個罐進料，而新批次將在另一個罐中制備，反之亦然。這被稱為翻轉系統。

  在一個罐中制備乳液并在準備好后轉移到緩沖罐中的溶液也是一種選擇。該系統稱為預混/緩沖系統。

3 巴氏殺菌

  乳液通常從緩沖罐連續泵送通過板式換熱器(PHE)或低壓刮板式換熱器(SSHE)，用于在進入結晶線之前進行巴氏殺菌。

對于全脂產品，通常使用PHE。對于預期乳液具有相對較高粘度的低脂肪版本和熱敏乳液（例如具有高蛋白質含量的乳液），建議使用列管式換熱器。巴氏殺菌法有幾個優點。它確保抑制細菌生長和其他微生物的生長，從而提高乳液的微生物穩定性。僅對水相進行巴氏殺菌是可能的，但最好對整個乳液進行巴氏殺菌，因為乳液的巴氏殺菌過程將最大限度地減少從巴氏殺菌產品到灌裝或包裝最終產品的停留時間。此外，產品在從巴氏殺菌到最終產品的灌裝或包裝的在線過程中進行處理，并且當完整的乳液經過巴氏殺菌時，可確保對任何重熔材料進行巴氏殺菌。此外，完整乳液的巴氏殺菌確保乳液在恒定溫度下送入結晶線，從而實現恒定的加工參數、產品溫度和產品質地。此外，當乳液經過適當的巴氏殺菌并在比脂肪相熔點高 5-10°C 的溫度下送入高壓泵時，可以防止出現預結晶乳液。在 45-55°C 制備乳液后，非典型的巴氏殺菌過程包括將乳液在 75-85°C 加熱和保持 16 秒的順序。隨后冷卻至45-55°C的溫度。最終溫度取決于脂肪相的熔點：熔點越高，溫度越高。

4. 急冷、結晶和捏合

  通過高壓活塞泵(HPP)將乳液泵送到結晶線。用于生產人造黃油和相關產品的結晶線通常由高壓刮板式換熱器組成，該高壓刮板式換熱器由氨或氟利昂型冷卻介質冷卻。生產線中通常包括捏合機和/或中間結晶器，以便為塑性產品的生產增加額外的捏合強度和時間。休止管是結晶線的最后一步，僅在產品包裝好的情況下才包括在內。

  結晶線的核心是高壓刮板式換熱器，其中溫熱的乳液在冷卻管的內表面被過冷和結晶。乳液被旋轉的刮刀有效地刮掉，因此乳液同時被冷卻和捏合。當乳液中的脂肪結晶時，脂肪晶體形成一個三維網絡，將水滴和液體油包住，從而產生具有塑性半固體性質的產品。根據要制造的產品類型和用于特定產品的脂肪類型，可以調整結晶線的配置（即刮板式換熱器和捏合機的順序）以提供最佳配置特定產品。

  由于結晶生產線通常生產不止一種特定的脂肪產品，因此急冷機通常由兩個或多個冷卻段或冷卻管組成，以滿足靈活結晶生產線的要求。當生產各種脂肪混合物的不同結晶脂肪產品時，需要靈活性，因為混合物的結晶特性可能因一種混合物而異。

結晶過程、加工條件和加工參數對最終人造黃油和涂抹產品的特性有很大影響。在計劃安裝結晶生產線時，重要的是要確定計劃在生產線上生產的產品的特性。為了確保未來的投資，生產線的靈活性以及可單獨控制的加工參數是必要的，因為感興趣的產品范圍可能會隨著時間和原材料而變化。

  生產線的容量取決于急冷機的可用冷卻表面。可提供從低產能到高產能的不同尺寸機器。此外，從單管設備到多管生產線都具有不同程度的靈活性，從而實現了高度靈活的加工生產線。產品急冷機中冷卻后，進入捏合機和/或中間結晶器，在其中捏合一定時間和一定強度，以協助促進三維網絡，宏觀上是塑性結構。如果產品打算以包裝產品的形式分發，它將在包裝之前再次進入急冷機，然后再放置在休止管中。如果將產品裝入杯中，結晶線中不包括休止管。

5. 包裝、灌裝和重熔

  市場上有各種包裝和灌裝機。但是，如果產品是為了包裝或灌裝而生產的，產品的稠度會大不相同。很明顯，包裝產品的質地必須比填充產品更堅固，如果這種質地不是最佳的，產品將被轉移到重熔系統，熔化并添加到緩沖罐中進行再加工。有不同的重熔系統可用，但最常用的系統是PHE或低壓刮板式換熱器。

6.自動化控制

  人造黃油和其他食品一樣，如今在許多工廠都在嚴格的追溯程序下生產。這些程序通常涵蓋成分、生產和最終產品，不僅可以提高食品安全性，還可以確保食品質量穩定。可追溯性要求可以在工廠的控制系統中實現，Ftherm Smart控制系統旨在控制、記錄和記錄有關整個制造過程的重要條件和參數。

  Ftherm Smart 系統配備密碼保護功能，并具有歷史數據記錄功能，可記錄人造黃油加工線中涉及的參數。數據記錄包括高壓泵的容量和輸出（升/小時和背壓）、結晶過程中的產品溫度（包括巴氏殺菌過程）、SSHE的冷卻溫度（或冷卻介質壓力）、SSHE的速度和銷轉子機器以及運行高壓泵、SSHE和銷轉子機器的電機負載。

7. CIP清洗系統

  CIP清洗設備（CIP =就地清洗）也是現代人造黃油設施的一部分，因為人造黃油生產設備應定期進行清潔。對于傳統的人造黃油產品，每周一次是正常的清潔間隔。但是，對于低脂肪（高含水量）和/或高蛋白產品等敏感產品，建議縮短CIP間隔。

原則上，使用了兩種CIP系統：僅使用一次清潔介質的CIP設備或推薦的CIP設備，它們通過清潔介質的緩沖溶液運行，其中將堿液、酸和/或消毒劑等介質返回到單獨的CIP儲罐使用后。后一種方法是優選的，因為它代表了一種環境友好的解決方案，并且就清潔劑的消耗和由此降低這些清潔劑的成本而言，它是一種經濟的解決方案。

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