마가린 생산 공정 중국 제조업체
마가린 생산 공정
마가린 생산은 원료 준비, 냉각 및 가소화의 두 단계로 구성됩니다. 주요 장비로는 준비 탱크, 고압 펌프, 보테이터(표면 열교환기), 핀 로터 기계, 냉장 장치, 마가린 충진기 등이 있습니다.
전자는 유상과 수상을 혼합하고, 유상과 수상을 계량하여 혼합 유화시켜 후자 공정에 필요한 원료를 준비하는 공정입니다. 후자는 연속 냉각, 가소화, 그리고 제품 포장 공정입니다.
마가린의 원료 준비 과정은 그림 1에 나와 있습니다.
- 1.발효유
일부 마가린 제품에는 우유를 첨가하고, 우유를 유산균 발효시킨 후 마가린을 만들면 천연 크림과 비슷한 풍미를 낼 수 있기 때문에 공장에서는 발효유와 물을 섞습니다.
- 2.물 혼합
마가린 제조 시 사용되는 발효유, 소금, 방부제 등의 물과 수용성 첨가물을 규정된 비율로 수상 혼합조와 계량탱크에 투입하여 교반, 혼합함으로써 수상성분이 균일한 용액으로 용해되도록 한다.
- 3.유상 혼합
다양한 규격의 원유를 먼저 오일 혼합 탱크에서 규정된 비율에 따라 혼합한 후, 유화제, 산화방지제, 유용성 색소, 유용성 셀룰로오스 등의 유용성 첨가제를 비율에 따라 오일상에 첨가하고, 계량 탱크에서 혼합한 후 교반하여 균일한 오일상을 형성합니다.
- 4.에멀젼
마가린의 유화 목적은 수용액을 유상에 균일하고 안정적으로 분산시키는 것이며, 수용액의 분산 정도는 제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 마가린의 풍미는 수용액 입자의 크기와 밀접한 관련이 있으며, 미생물의 번식은 수용액에서 이루어집니다. 일반 세균의 크기는 1~5마이크론이므로 10~20마이크론 이하의 물방울은 세균의 번식을 제한할 수 있습니다. 따라서 수용액의 분산이 너무 미세하거나, 입자가 너무 작으면 마가린의 풍미가 떨어지고, 분산이 충분하지 않거나, 입자가 너무 크면 마가린의 변성 작용이 손상됩니다. 마가린의 수용액 분산 정도와 제품의 특성 사이의 관계는 대략 다음과 같습니다.
水滴直径 물방울의 크기 (微米 마이크로미터) | 人造奶油性质(마가린 맛) |
1 미만(수분상의 약 80-85%) | 무겁고 맛이 덜하다 |
30-40(수분상 1% 미만) | 맛은 좋은데 부패하기 쉽다 |
1-5 (수상 약 95%) | 맛이 좋고 부패하기 쉽지 않음 |
5-10(수상의 약 4%) | |
10-20(수상의 약 1%) |
유화 작업은 일정 수준의 분산 요구 사항에 도달해야 함을 알 수 있습니다.
수상과 유상을 각각 균등하게 혼합하는 목적은 유상과 수상 두 상을 유화 및 혼합한 후 전체 에멀젼의 균일한 점도를 확보하기 위함입니다. 유화 혼합은 50~60도의 온도에서 진행되며, 수상을 측정된 유상에 첨가하고 기계적 교반이나 펌프 사이클 교반을 통해 수상이 유상에 완전히 분산되어 라텍스를 형성합니다. 그러나 이러한 라텍스 액체는 매우 불안정하여 교반을 중단하면 유수 분리 현상이 발생할 수 있습니다.
혼합된 에멀젼이 공급된 후, 제품이 포장될 때까지 냉각 및 가소화 공정이 수행됩니다.
유연한 마가린 제품을 생산하려면 에멀젼을 냉각하고 가소화해야 합니다. 현재 이 기술은 주로 폐쇄형 연속 급랭 가소화 장치를 사용하는데, 여기에는 보테이터(또는 스크레이핑 표면 열교환기, 유닛 A), 핀 로터 기계 또는 니딩 머신(유닛 C), 그리고 레스팅 튜브(유닛 B)가 포함됩니다. 기술 공정은 그림 2에 나와 있습니다.
이 장비 세트는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1. 고압 기밀 연속 운전
미리 혼합된 에멀젼은 고압 펌프를 통해 보테이터용 급랭 실린더로 공급됩니다. 고압 작동은 장치 전체의 저항을 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 제품을 얇고 매끄럽게 만들 수 있습니다. 밀폐형 작동은 에멀젼과 혼합된 물의 급랭 및 응축으로 인한 공기 및 기포 발생을 방지하여 제품 건강 요건을 충족하고 냉장 손실을 줄일 수 있습니다.
2. 담금질 및 유화
에멀젼은 보테이터에서 암모니아 또는 프레온으로 급냉되어 빠르게 냉각됩니다. 이렇게 생성된 에멀젼은 일반적으로 1~5 미크론 크기의 작은 결정 입자를 형성하여 섬세한 맛을 냅니다. 또한, 보테이터 회전축의 스크레이퍼는 실린더 내벽과 밀접하게 연결되어 있어 작동 중 스크레이퍼가 내벽에 부착된 결정을 지속적으로 긁어낼 뿐만 아니라 에멀젼을 분산시켜 제품의 유화 요구 조건을 충족합니다.
3. 반죽 및 탈농축(핀 로터 머신)
보테이터로 냉각된 에멀젼은 결정화를 시작했지만, 일정 시간 동안 성장해야 합니다. 에멀젼이 정지 상태에서 결정화되도록 두면 고체 지질 결정의 네트워크가 형성됩니다. 결과적으로 냉각된 에멀젼은 가소성이 없는 매우 단단한 덩어리를 형성합니다. 따라서 일정한 가소성을 가진 마가린 제품을 얻으려면, 에멀젼이 전체 네트워크 구조를 형성하기 전에 기계적 수단을 통해 네트워크 구조를 파괴하여 증점 감소 효과를 얻어야 합니다. 반죽 및 탈증점은 주로 핀 로터 기계에서 수행됩니다.
유닛 A(보테이터)는 실제로 스크레이퍼 냉각 장치입니다. 에멀젼은 고압 펌프에 의해 폐쇄된 유닛 A(보테이터)로 유입됩니다. 재료는 냉각 실린더와 회전 샤프트 사이의 채널을 통과하며, 냉각 매체의 급냉으로 인해 재료 온도가 빠르게 떨어집니다. 샤프트 표면에는 두 줄의 스크레이퍼가 배열되어 있습니다. 보테이터 내부 표면에 형성된 결정은 고속 회전 스크레이퍼에 의해 긁혀 제거되어 항상 새로운 냉각 표면이 노출되고 효율적인 열 전달이 유지됩니다. 스크레이퍼의 작용으로 에멀젼이 분산될 수 있습니다. 재료가 유닛 A(보테이터)를 통과할 때 온도는 오일의 녹는점보다 낮은 10~20도까지 떨어집니다. 오일은 결정화되기 시작하지만 아직 고체 상태를 형성하지는 않았습니다. 이 시점에서 에멀젼은 냉각 상태이며 걸쭉한 액체입니다.
A 유닛(보테이터)의 회전축은 중공입니다. 작동 중 50~60도의 뜨거운 물을 회전축 중앙에 부어 축에 결정이 결합 및 경화되어 막힘이 발생하는 것을 방지합니다.
C 유닛(핀 로터 머신)은 위 그림과 같이 반죽 및 탈농축 장치입니다. 회전축에는 두 줄의 금속 볼트가 설치되고, 실린더 내벽에는 한 줄의 고정 금속 볼트가 설치되어 있습니다. 이 볼트들은 축의 금속 볼트와 엇갈리게 배열되어 서로 접촉하지 않습니다. 축이 고속으로 회전하면 축의 금속 볼트가 고정 금속 볼트의 틈새를 통과하여 재료가 완전히 반죽됩니다. 이러한 작용으로 결정 성장을 촉진하고, 결정 망 구조를 파괴하며, 불연속적인 결정을 형성하고, 경도를 감소시키며, 가소성을 증가시킵니다.
C 유닛(핀 로터 기계)은 극한의 추위 속에서만 강력한 반죽 효과를 발휘하므로 보온만 필요하고 냉각은 필요하지 않습니다. 결정화열(약 50KCAL/kg)과 반죽 마찰열이 방출되므로 C 유닛(핀 로터 기계)의 배출 온도는 공급 온도보다 높습니다. 이때 결정화는 약 70% 완료되었지만, 여전히 부드럽습니다. 최종 제품은 압출 밸브를 통해 배출되며, 일정 시간이 지나면 단단해집니다.
마가린은 C 유닛(핀 로터 기계)에서 출고된 후 일정 온도에서 열처리를 거쳐야 합니다. 일반적으로 제품은 녹는점보다 10도 낮은 온도에서 48시간 이상 숙성됩니다. 이 과정을 숙성이라고 합니다. 숙성된 제품은 바로 식품 가공 공장으로 보내져 사용할 수 있습니다.