Технологическая линия производства маргарина

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Маргарин – пищевой жир из растительных и животных жиров, имеющий вид сливочного масла. При комнатной температуре маргарин имеет пластичную твердообразную структуру, которая представляет собой дисперсную систему эмульсии типа «вода в жире». Дисперсной средой этой системы является жировая основа, а дисперсной фазой – водномолочная смесь, содержащая водорастворимые компоненты.

Маргарин преимущественно предназначен для непосредственного употребления в пищу в качестве бутербродного масла и в кулинарии для приправы вторых блюд, выпечки и жарения. Из-за высокого содержания воды (16…17 %), разрушения эмульсии при нагревании и незначительного срока хранения жиров маргарин имеет ограниченное применение в промышленной переработке. Для этой цели выпускают разнообразный ассортимент специальных жиров: кондитерский, хлебопекарный, кулинарный, комбижир, гидрожир и др. В таких жирах содержание влаги обычно не превышает 0,3 %, они не расслаиваются при нагревании и обладают повышенной стойкостью при хранении продукции, в состав которой входят.

Качество маргарина оценивают по физико-химическим показателям (массовая доля жира, белков, углеводов, воды, и др.) и по органолептическим свойствам. По массовой доле жира маргарины разделяют на высокожирные (столовый, молочный) – не менее 82 %, пониженной жирности (шоколадный) – не менее 62…65 % и низкокалорийные – 40…60 %. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходные с вкусом и ароматом сливочного масла. Консистенция его должна быть однородной и пластичной, цвет – однородным по всей массе светло-желтым для окрашенного и белым для неокрашенного. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

В жировую основу маргарина входят рафинированные дезодорированные растительные масла, животные жиры, пищевые саломасы и переэтерифицированные жиры. В жировую основу вводятся также жирорастворимые добавки (красители, ароматизаторы, консерванты, витамины) и повышающие стойкость эмульсии, эмульгаторы и фосфатидные концентраты с лецитином.

Молоко применяют в натуральном или сквашенном виде для придания маргарину вкуса и аромата сливочного масла. С этой же целью добавляют ароматизаторы, а также красители, придающие маргарину цвет сливочного масла. Для обеспечения полноты вкуса используются сахар и соль, которые также повышают стойкость продукта при хранении.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Ведущими процессами в производстве маргарина являются диспергирование рецептурных компонентов, переохлаждение и кристаллизация эмульсии типа «вода в жире». Интенсивное диспергирование проводится до размера частиц 6…15 мкм. В результате резкого охлаждения эмульсии и интенсивной механической обработки тонкого охлажденного слоя продукта происходят сложные процессы кристаллизации и рекристаллизации триацилглицеринов – жировой основы маргарина, определяя важнейшие показатели качества готовой продукции – консистенцию, пластичность и температуру плавления.

В связи с ростом потребления маргариновой продукции важной задачей становится улучшение ее ассортимента и качества. Органолептические показатели маргарина должны быть такими, чтобы можно было широко использовать этот продукт в качестве бутербродного масла. Исследования показали, что решение этой задачи может быть достигнуто выпуском наливных маргаринов.

Тенденция к существенному увеличению выработки мягких марга­ринов, фасованных в коробочки из полимерных материалов, четко прослеживается во всех промышленно развитых странах. Доля таких маргаринов составляет от 70 до 90 % общего производства столовых маргаринов. Изготовляют также диетические мягкие бутербродные маргарины, в состав жировой основы которых (до 50 %) входят глицериды физиологически активной линолевой кислоты.

В последние годы за рубежом повышают требования к маслам бутер­бродного назначения. Основное требование – легкая намазываемость при использовании непосредственно из холодильника (10 °С) и сохра­нение твердости при комнатной температуре (20 °С). Такие намазыва­ющиеся столовые масла (жировые пасты) называют «спрэды». Они могут изготовляться на основе молочного жира или не содержать его. Жир­ность спрэдов колеблется от 20 до 95 %, преимущественно 20…40 %, что требует ввода в них специальных загустителей (мальтодекстрины, желатин и др.) За рубежом выпускают их под фирменными знаками.

Маргарины выпускают как в мелкой фасовке – в пачках массой 200, 250 и 500 г, так и в крупной (монолит) – в ящиках до 25 кг.

Стадии технологического процесса. Технология твердых маргаринов предполагает осуществление следующих процессов:

– дозирование;

– смешение с получением грубой эмульсии;

– переохлаждение, совмещенное с механической обработкой (в интервале температур, близких к температуре застывания жировой основы маргарина);

– структурирование в кристаллизаторах с образованием маргарина;

– упаковка в потребительскую и транспортную тару.

Технология мягких (наливных) маргаринов основывается на следующих процессах:

– получение эмульсии (для низкожирных маргаринов предусматривается двухстадийное эмульгирование);

– пастеризация эмульсии;

– переохлаждение эмульсии с одновременной механической обработкой;

– пластификация путем декристализации;

– кристаллизация переохлажденной эмульсии;

– упаковка в потребительскую и транспортную тару.

Характеристика комплексов оборудования. Начальная стадия технологического процесса производства маргарина выполняется с помощью автоматических весов, укомплектованные баками для дозирования, а также насосами-дозаторами (безклапанными и клапанными).

Следующий комплекс линии состоит из вертикальных цилиндрических смесителей, оборудованных мешалками специальной конструкции. Требуемая температура нагрева эмульсии поддерживается пароводяной смесью, подаваемой в рубашку.

Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для переохлаждения, которое состоит из нескольких одинаковых цилиндров теплообменников, работающих последовательно, а также кристаллизаторов, в состав которых входят фильтр-гомогенизаторы, и несколько, последовательно соединенных на фланцах цилиндрических секций.

Завершающий комплекс оборудования линии содержит машины: фасовочные, для раскрывания ящика, укладки в него пачек маргарина и обандероливания ящиков с продукцией, которые связаны между собой конвейерами.

На рис. 3.16. показана машинно-аппаратурная схема линии производства маргарина.

Устройство и принцип действия линии. При получении маргарина рафинированные жиры дозируют в бак 14, установленный на весах. В него же дозируют эмульгатор из бака 9 насосом 10 и маслорастворимые добавки (краситель, ароматизатор) из бака 11 насо­сом 12. Молоко из бака 6 насосом 5, вода из бака 3 насосом 4, солевой раствор из бака 1 насосом 2, водорастворимые добавки (сахар и др.) из бака 7 насо­сом 8 перекачиваются в бак 15, установленный на весах.

Взвешенные компоненты насосами 13 и 16 направляются в первые два смесителя 11. Полученную смесь подвергают рецир­куляции с помощью насоса-эмульсатора 18 в течение 15 мин. Температура в смесителях устанавливается в зависимости от физических свойств жиров. Насос эмульсатор 17 представляет собой плунжерный насос высокого давления со специальным гомогенизирующим вентилем. В нем имеется диафрагма с небольшим отверстием, через которое продавливается рецептурная смесь, поступающая в смеситель 17. В результате обработки в насосом-эмельсаторе 18 происходит диспергирование жировых шариков, таким образом, грубая эмульсия превращается в тонкую.

Полученную тонкую эмульсию насосом-эмульсатором 18 направ­ляют в третий смеситель 17. Отсюда насосом 19 через двойной фильтр 20 она подается в уравнительный бак 21. Передача эмульсии в четырехцилиндровый переохладитель 23 осуществля­ется при помощи насоса высокого давления 22. В начальный период работы линии, когда еще не установился стабильный режим, маргариновая эмульсия из переохладителя 23 направляется в бак возврата 31. Переохладитель (вотатор) 23 является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и предназначен для образования пластичной структуры продукта в результате тонкого эмульгирования, охлаждения и механической обработки маргариновой эмульсии. Цилиндры переохладителя выполнены из нержавеющей стали и оснащены рубашками для хладагента (жидкого аммиака). Внутри каждого цилиндра находится вращающийся барабан (частота вращения 500 мин^‑1), на поверхности которого установлены ножи-скребки. При вращении барабана они снимают и перемешивают слой эмульсии, намерзающий в зазоре между стенками цилиндра и барабана.

Во время работы переохладителя 23 поддерживается давление эмульсии 1,5…3,5 МПа. Температура эмульсии на входе в переохладитель 38…40 °С, на выходе – 10…13 °С и зависит от состава жирового набора и режима охлаждения. Потоки эмульсии, выходящие из переохладителя, распределяются в зависимости от способа упаковки и производительности упаковочного оборудования.

При мелкоштучной упаковке продукции охлажденная эмульсия через распределительное устройство 30 и фильтры-структураторы 29 подается в кристаллизаторы 28. В последних эмульсия превращается в уплотненную пластичную массу маргарина, которая подается в машину 26 для фасования брикетов маргарина в пачки из пергамента. Далее эти пачки конвейерами 25 передаются в машины 24 для упаковки в ящики. Избыток продукта отводится через компенсирующее устрой­ство 27 в бак возврата 31, откуда расплавленная эмульсия насо­сом 32 перекачивается в третий смеситель 17. При выработке маргарина в блока, упакованных в ящики, переохлажденная эмульсия, минуя распределительное устройство, через фильтр 35 поступает в декристаллизатор 34, в котором в результате выделения скрытой теплоты температура маргарина повышается на 2…3 °С.

Из декристаллизатора 34 маргарин направляется в машину 33 для наполнения и взвешивания ящиков. Вначале до достижения не­обходимых параметров маргариновая эмульсия поступает в бак возврата 31. Ящики с продуктом подаются конвейером в обан­дероливающую машину, а затем на склад готовой продукции.