중국 제조업체의 마가린 생산 공정

제작 영상:https://www.youtube.com/watch?v=Zar71w0TUzM 

마가린 생산은 원료 준비와 냉각 및 가소화의 두 부분으로 구성됩니다. 주요 설비로는 준비 탱크, 고압 펌프, 회전기(스크랩 표면 열교환기), 핀 로터 기계, 냉동 장치, 마가린 충전기 등이 있습니다.

첫 번째 공정은 유상과 수상의 혼합, 유상과 수상의 계량 및 혼합물 유화 과정을 거쳐 후속 공정에 투입할 원료를 준비하는 것입니다. 마지막 공정은 연속 냉각 가소화 및 제품 포장입니다.

마가린의 원료 준비 과정은 그림 1에 나타나 있다.

1. 1.발효유

일부 마가린 제조법에는 우유가 첨가되는데, 우유를 젖산균으로 발효시키면 천연 크림과 유사한 풍미를 낼 수 있기 때문에 공장에서는 우유와 물을 섞어 발효시킵니다.

1. 2.물 혼합

마가린 제조 공식에 포함된 물과 발효유, 소금, 방부제 등의 수용성 첨가제를 규정된 비율로 수상 혼합조와 계량조에 첨가하여 교반 및 혼합함으로써 수상 성분이 균일한 용액으로 용해되도록 한다.

1. 3.오일상 혼합

규격이 다른 원유를 먼저 정해진 비율에 따라 오일 혼합 탱크에서 혼합한 다음, 유화제, 산화방지제, 유성 색소, 유성 셀룰로오스 등의 유성 첨가제를 정해진 비율에 따라 오일 상에 첨가하고 계량 탱크에서 혼합한 후 교반하여 균일한 오일 상을 형성합니다.

1. 4.유화액

마가린의 유화 목적은 수성상을 유성상에 고르고 안정적으로 분산시키는 것이며, 수성상의 분산도는 제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 마가린의 풍미는 수성상 입자의 크기와 밀접한 관련이 있는데, 미생물의 증식은 수성상에서 이루어지며 일반적인 박테리아의 크기는 1~5 마이크론이므로 10~20 마이크론 이하의 물방울은 박테리아의 증식을 억제할 수 있습니다. 따라서 수성상 분산이 너무 미세하거나 입자가 너무 작으면 마가린의 풍미가 떨어지고, 반대로 분산이 불충분하거나 입자가 너무 크면 마가린의 변질 및 변형이 발생합니다. 마가린에서 수성상 분산도와 제품의 특성 간의 관계는 대략 다음과 같습니다.

유화 공정은 일정 수준의 분산 요구 조건을 충족해야 함을 알 수 있다.

수상과 유상을 이전 단계와 분리하여 고르게 혼합하는 목적은 유상과 수상의 유화 및 혼합 후 전체 에멀젼의 균일한 점도를 확보하기 위함입니다. 유화 혼합 과정에서 발생하는 문제는 50~60도의 온도에서 계량된 유상에 수상을 첨가하고 기계적 교반 또는 펌프 사이클 교반을 통해 수상이 유상에 완전히 분산되어 라텍스가 형성되는 것입니다. 그러나 이러한 라텍스 액체는 매우 불안정하여 교반을 중단하면 유수 분리 현상이 발생할 수 있습니다.

혼합 에멀젼이 공급되면 냉각 및 가소화 공정이 진행된 후 제품이 포장됩니다.

유화액을 냉각하고 가소화시켜야 유연한 마가린 제품을 만들 수 있습니다. 현재는 주로 회전식 열교환기(A부), 핀 로터 혼합기(C부), 휴지관(B부)으로 구성된 밀폐형 연속 냉각 가소화 장치를 사용합니다. 공정은 그림 2에 나타나 있습니다.

이 장비 세트는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1. 고압 밀폐 연속 작동

미리 혼합된 에멀젼은 고압 펌프를 통해 회전식 냉각 실린더로 공급됩니다. 고압은 장치 전체의 저항을 극복할 수 있을 뿐 아니라, 고압 작동을 통해 제품을 묽고 매끄럽게 만들 수 있습니다. 밀폐형 작동 방식은 냉각 과정에서 발생하는 공기 및 수분 응축으로 인한 에멀젼 혼입을 방지하여 제품의 위생 기준을 충족하고 냉장 손실을 줄입니다.

2. 냉각 및 유화

유화액은 회전조에서 암모니아 또는 프레온으로 급속 냉각되어 미세한 결정 입자(일반적으로 1~5 마이크론)를 생성함으로써 섬세한 맛을 냅니다. 또한, 회전조 내부 회전축에 있는 스크레이퍼는 실린더 내벽과 밀착되어 있어 작동 중에 내벽에 부착된 결정체를 지속적으로 제거할 뿐만 아니라 유화액을 분산시켜 원하는 맛을 낼 수 있도록 합니다.

3. 반죽 및 점도 조절 (핀 로터 기계)

회전식 교반기로 냉각된 유화액은 결정화가 시작되더라도 일정 시간 동안 더 성장해야 합니다. 유화액을 그대로 두어 결정화시키면 고체 지질 결정의 네트워크가 형성됩니다. 그 결과, 냉각된 유화액은 가소성이 없는 매우 단단한 덩어리가 됩니다. 따라서 일정 수준의 가소성을 가진 마가린 제품을 얻기 위해서는 유화액이 전체적인 네트워크 구조를 형성하기 전에 기계적인 방법으로 네트워크 구조를 파괴하여 점도를 낮추는 효과를 얻어야 합니다. 반죽 및 탈점도 과정은 주로 회전식 교반기에서 수행됩니다.

A부(보테이터)는 실제로 스크레이퍼 냉각 장치입니다. 에멀젼은 고압 펌프에 의해 밀폐된 A부(보테이터) 내부로 유입됩니다. 재료는 냉각 실린더와 회전축 사이의 채널을 통과하면서 냉각 매체의 급랭으로 인해 온도가 급격히 떨어집니다. 회전축 표면에는 두 줄의 스크레이퍼가 배열되어 있습니다. 보테이터 내부 표면에 형성된 결정은 고속으로 회전하는 스크레이퍼에 의해 긁어내져 항상 새로운 냉각면이 노출되도록 하고 효율적인 열 전달을 유지합니다. 스크레이퍼의 작용으로 에멀젼은 분산될 수 있습니다. 재료가 A부(보테이터)를 통과할 때 온도는 10~20도까지 떨어지는데, 이는 오일의 융점보다 낮은 온도입니다. 오일은 결정화되기 시작하지만 아직 고체 상태로 굳어지지는 않습니다. 이때 에멀젼은 냉각 상태에 있으며 점도가 높은 액체입니다.

A부(회전기)의 회전축은 속이 비어 있습니다. 작동 중에는 50~60도의 뜨거운 물을 회전축 중앙에 부어 축에 ​​결정이 굳어 막히는 것을 방지합니다.

C 장치(핀 로터 기계)는 위 그림과 같이 반죽 및 탈점도 장치입니다. 회전축에는 두 줄의 금속 볼트가 설치되어 있고, 실린더 내벽에는 한 줄의 고정 금속 볼트가 설치되어 있는데, 이 볼트들은 회전축의 볼트들과 엇갈리게 배치되어 서로 닿지 않습니다. 회전축이 고속으로 회전하면 회전축의 볼트가 고정 볼트 사이의 틈을 지나가면서 재료가 완전히 반죽됩니다. 이러한 작용을 통해 결정 성장을 촉진하고, 결정망 구조를 파괴하며, 불연속적인 결정을 형성하고, 점도를 낮추고, 가소성을 향상시킬 수 있습니다.

C호기(핀 로터 기계)는 초저온 야간에만 강력한 반죽 효과를 발휘하므로 냉각이 필요 없이 보온만 하면 됩니다. 결정화열(약 50kcal/kg)과 반죽 마찰열이 방출되면서 C호기(핀 로터 기계)의 배출 온도는 투입 온도보다 높습니다. 이때 결정화는 약 70% 정도 완료되지만 여전히 부드러운 상태입니다. 최종 제품은 압출 밸브를 통해 배출되며, 일정 시간이 지나면 단단해집니다.

마가린은 C 유닛(핀 로터 기계)에서 나온 후 특정 온도에서 열처리를 거쳐야 합니다. 일반적으로 제품은 융점보다 10도 낮은 온도에서 48시간 이상 보관됩니다. 이 처리를 숙성이라고 합니다. 이렇게 처리된 제품은 식품 가공 공장으로 바로 보내져 사용될 수 있습니다.