요약 보고서
오늘날 식품 회사들은 다른 제조업체들과 마찬가지로 식품 가공 장비의 신뢰성과 품질뿐만 아니라 장비 공급업체가 제공할 수 있는 다양한 서비스에도 중점을 두고 있습니다. 당사는 효율적인 가공 라인을 제공하는 것 외에도 초기 아이디어 또는 프로젝트 단계부터 최종 시운전 단계, 그리고 중요한 사후 서비스까지 모든 과정에서 파트너가 되어 드릴 수 있습니다.
Shiputec은 식품 가공 및 포장 산업 분야에서 20년 이상의 경험을 보유하고 있습니다.
당사 기술 소개
비전과 헌신
Shiputec 사업 부문은 글로벌 사업을 통해 유제품, 식품, 음료, 해양, 제약 및 개인 위생용품 산업에 공정 엔지니어링 및 자동화 솔루션을 설계, 제조 및 판매합니다.
당사는 전 세계 고객들이 제조 공장 및 공정의 성능과 수익성을 향상시킬 수 있도록 지원하는 데 전념하고 있습니다. 이를 위해 당사는 엔지니어링 부품부터 완벽한 공정 플랜트 설계에 이르기까지 폭넓은 제품과 솔루션을 제공하며, 세계 최고 수준의 응용 및 개발 전문 지식을 바탕으로 지원합니다.
당사는 고객 맞춤형 지원 서비스와 체계적인 고객 서비스 및 예비 부품 네트워크를 통해 고객이 설비 수명 기간 동안 성능과 수익성을 최적화할 수 있도록 지속적으로 지원하고 있습니다.
고객 중심
Shiputec은 식품 산업을 위한 현대적이고 고효율적이며 신뢰할 수 있는 가공 라인을 개발, 제조 및 설치합니다. 마가린, 버터, 스프레드, 쇼트닝과 같은 결정형 지방 제품 생산을 위한 솔루션을 제공하며, 마요네즈, 소스, 드레싱과 같은 유화 식품 생산을 위한 가공 라인도 포함합니다.
마가린 생산
마가린 및 관련 제품은 수분상과 지방상을 포함하며, 따라서 수분상이 연속적인 지방상에 미세한 액적 형태로 분산된 수중유형(W/O) 에멀젼으로 특징지어질 수 있다. 제품의 용도에 따라 지방상의 조성과 제조 공정이 적절하게 선택된다.
결정화 장비 외에도, 마가린 및 관련 제품을 생산하는 현대적인 제조 시설에는 일반적으로 오일 저장용 탱크뿐만 아니라 유화제, 수상 및 유화액 준비를 위한 다양한 탱크가 포함됩니다. 탱크의 크기와 개수는 공장의 생산 능력과 제품 포트폴리오를 기준으로 계산됩니다. 또한, 이 시설에는 저온 살균 장치와 재용융 장치가 포함됩니다. 따라서 제조 공정은 일반적으로 다음과 같은 하위 공정으로 나눌 수 있습니다(그림 1 참조).
수분상 및 지방상 준비 (1구역)
물상은 일반적으로 물상 탱크에서 배치식으로 준비됩니다. 물은 음용수 수준의 수질이어야 합니다. 음용수 수준의 수질을 보장할 수 없는 경우, 자외선 살균이나 필터 시스템 등을 이용하여 전처리할 수 있습니다.
물 외에도, 수용성 성분은 소금이나 소금물, 유단백질(테이블 마가린 및 저지방 스프레드), 설탕(퍼프 페이스트리), 안정제(저지방 및 감지방 스프레드), 방부제 및 수용성 향료로 구성될 수 있습니다.
마가린의 주요 성분인 지방 혼합물은 일반적으로 여러 종류의 지방과 오일의 혼합물로 구성됩니다. 원하는 특성과 기능을 갖춘 마가린을 만들기 위해서는 지방 혼합물에서 지방과 오일의 비율이 최종 제품의 성능에 결정적인 영향을 미칩니다.
다양한 종류의 유지류는 혼합유 또는 단일유 형태로 생산 시설 외부에 설치된 유지 저장 탱크에 보관됩니다. 이러한 탱크는 유지류의 융점보다 높은 안정적인 저장 온도로 유지되며, 유지류의 분리를 방지하고 취급을 용이하게 하기 위해 지속적으로 교반됩니다.
지방 혼합물 외에도, 지방상은 일반적으로 유화제, 레시틴, 향료, 색소 및 항산화제와 같은 소량의 지용성 성분으로 구성됩니다. 이러한 소량의 성분들은 물상을 첨가하기 전, 즉 유화 공정 전에 지방 혼합물에 용해됩니다.
유화액 제조 (2구역)
그림 1:
1. 수분상 및 지방상(1구역) 준비
2. 유화액 제조 (2단계)
3. 저온살균(3구역)
4. 냉각, 결정화 및 반죽 구역(4번 구역)
5. 포장 및 재용융 (5구역)
유화액은 다양한 오일과 지방 또는 지방 혼합물을 유화 탱크에 옮겨 담아 제조합니다. 일반적으로 융점이 높은 지방 또는 지방 혼합물을 먼저 첨가하고, 그 다음 융점이 낮은 지방과 액체 오일을 첨가합니다. 지방상 준비를 완료하기 위해 유화제와 기타 오일 용해성 소량 성분을 지방 혼합물에 첨가합니다. 지방상의 모든 성분이 적절히 혼합되면 수상을 첨가하고, 집중적이지만 제어된 방식으로 혼합하여 유화액을 만듭니다.
유화액의 다양한 성분을 계량하는 데에는 여러 가지 시스템이 사용될 수 있으며, 그중 두 가지는 배치 방식으로 작동합니다.
- 유량계 시스템
- 계량 탱크 시스템
연속식 인라인 유화 시스템은 선호도는 낮지만, 유화 탱크를 설치할 공간이 제한적인 대용량 생산 라인 등에서 사용되는 솔루션입니다. 이 시스템은 정량 펌프와 질량 유량계를 사용하여 소형 유화 탱크에 첨가되는 각 상의 비율을 제어합니다.
앞서 언급한 시스템들은 모두 완전 자동 제어가 가능합니다. 하지만 일부 구형 공장에서는 여전히 수동으로 제어하는 유화액 제조 시스템을 사용하고 있는데, 이러한 시스템은 노동 집약적이며 엄격한 추적성 규정 때문에 오늘날에는 설치를 권장하지 않습니다.
이 유량계 시스템은 각 상과 성분이 각 상 준비 탱크에서 유화 탱크로 이송될 때 질량 유량계를 사용하여 측정되는 배치식 유화 제조 방식을 기반으로 합니다. 이 시스템의 정확도는 +/- 0.3%입니다. 또한, 이 시스템은 진동이나 오염과 같은 외부 영향에 매우 민감하지 않다는 특징이 있습니다.
계량 탱크 시스템은 배치식 유화액 제조를 기반으로 하는 유량계 시스템과 유사합니다. 여기서는 원료와 상의 양을 유화액 탱크에 직접 투입하며, 탱크에 투입되는 양을 제어하기 위해 로드셀이 설치되어 있습니다.
일반적으로 결정화 라인을 연속적으로 가동하기 위해 에멀젼을 제조하는 데 2탱크 시스템이 사용됩니다. 각 탱크는 준비 탱크와 완충 탱크(에멀젼 탱크) 역할을 하므로, 한 탱크에서 새로운 배치가 준비되는 동안 다른 탱크에서는 결정화 라인에 원료가 공급되고, 반대로 새로운 배치가 준비되는 동안 다른 탱크에서 원료가 공급되는 방식입니다. 이러한 시스템을 플립플롭 시스템이라고 합니다.
유화액을 한 탱크에서 제조한 후, 준비가 완료되면 완충 탱크로 옮기고, 완충 탱크에서 결정화 라인으로 공급하는 방식도 하나의 선택지입니다. 이러한 시스템을 프리믹스/완충 시스템이라고 합니다.
저온살균(3구역)
버퍼 탱크에서 유화액은 일반적으로 결정화 라인에 들어가기 전에 판형 열교환기(PHE) 또는 저압 스크레이프 표면 열교환기(SSHE)를 통해 연속적으로 펌핑되거나, 저온 살균을 위해 고압 SSHE를 통과합니다.
고지방 제품의 경우 일반적으로 PHE가 사용됩니다. 유화액의 점도가 비교적 높아야 하는 저지방 제품이나 열에 민감한 유화액(예: 단백질 함량이 높은 유화액)의 경우에는 저압 솔루션인 SPX 시스템 또는 고압 솔루션인 SPX-PLUS를 권장합니다.
살균 공정은 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 세균 및 기타 미생물의 증식을 억제하여 에멀젼의 미생물학적 안정성을 향상시킵니다. 수용액 부분만 살균하는 것도 가능하지만, 에멀젼 전체를 살균하는 것이 바람직합니다. 에멀젼 전체를 살균하면 살균된 제품에서 최종 제품의 충전 또는 포장까지의 체류 시간을 최소화할 수 있기 때문입니다. 또한, 에멀젼 전체를 살균하면 살균부터 최종 제품의 충전 또는 포장까지 모든 공정이 한 번에 이루어지며, 재가공 재료까지 살균이 보장됩니다.
또한, 유화액 전체를 저온살균 처리하면 유화액이 일정한 온도로 결정화 라인에 공급되어 공정 변수, 제품 온도 및 제품 질감이 일정하게 유지됩니다. 뿐만 아니라, 유화액을 적절히 저온살균 처리하고 지방상 융점보다 5~10°C 높은 온도로 고압 펌프에 공급하면 결정화 장비에 공급되는 유화액이 미리 결정화되는 현상을 방지할 수 있습니다.
일반적인 저온살균 공정은 45~55°C에서 유화액을 제조한 후, 75~85°C에서 16초 동안 가열 및 유지하고, 이어서 45~55°C로 냉각하는 과정을 포함합니다. 최종 온도는 지방상의 융점에 따라 달라지는데, 융점이 높을수록 온도도 높아집니다.
냉각, 결정화 및 반죽 (4단계)
에멀젼은 고압 피스톤 펌프(HPP)를 이용하여 결정화 라인으로 이송됩니다. 마가린 및 관련 제품 생산을 위한 결정화 라인은 일반적으로 암모니아 또는 프레온 계열 냉각제를 사용하는 고압 SSHE(고압 고체상 반응기)로 구성됩니다. 플라스틱 제품 생산을 위해 반죽 강도와 시간을 늘리기 위해 핀 로터 기계 및/또는 중간 결정화기가 라인에 포함되는 경우가 많습니다. 휴지관은 결정화 라인의 마지막 단계이며, 제품을 포장하는 경우에만 포함됩니다.
결정화 라인의 핵심은 고압 SSHE(초고온 냉각기)로, 따뜻한 에멀젼이 냉각 튜브의 내면에서 초저온으로 냉각되어 결정화됩니다. 회전하는 스크레이퍼가 에멀젼을 효율적으로 긁어내면서 냉각과 반죽이 동시에 이루어집니다. 에멀젼 속 지방이 결정화될 때, 지방 결정은 물방울과 액체 오일을 포집하는 3차원 네트워크를 형성하여 플라스틱과 같은 반고체 성질을 지닌 제품을 생성합니다.
제조하려는 제품의 종류와 해당 제품에 사용되는 지방의 종류에 따라 결정화 라인의 구성(즉, 냉각 튜브와 핀 로터 기계의 순서)을 조정하여 특정 제품에 최적의 구성을 제공할 수 있습니다.
결정화 라인은 일반적으로 한 가지 이상의 특정 지방 제품을 생산하기 때문에, 유연한 결정화 라인의 요구 사항을 충족하기 위해 SSHE(고압 냉각 장치)는 두 개 이상의 냉각부 또는 냉각 튜브로 구성되는 경우가 많습니다. 다양한 지방 혼합물로 여러 가지 결정화 지방 제품을 생산할 때, 혼합물마다 결정화 특성이 다를 수 있으므로 유연성이 필요합니다.
결정화 공정, 가공 조건 및 가공 매개변수는 최종 마가린 및 스프레드 제품의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 결정화 라인을 설계할 때는 해당 라인에서 생산할 제품의 특성을 파악하는 것이 중요합니다. 미래의 투자를 보장하기 위해서는 생산 대상 제품의 범위와 원료가 시간에 따라 변할 수 있으므로 라인의 유연성과 개별적으로 제어 가능한 가공 매개변수가 필수적입니다.
생산 라인의 용량은 SSHE의 냉각 표면적에 따라 결정됩니다. 저용량 라인부터 고용량 라인까지 다양한 크기의 장비를 사용할 수 있으며, 단일 튜브 장비부터 다중 튜브 라인까지 다양한 유연성을 제공하여 매우 유연한 생산 라인을 구축할 수 있습니다.
제품은 SSHE(고온 냉동고)에서 냉각된 후 핀 로터 기계 및/또는 중간 결정화기로 이동하여 일정 시간 동안 특정 강도로 반죽됩니다. 이는 거시적인 관점에서 플라스틱 구조인 3차원 네트워크 형성을 촉진하기 위한 것입니다. 제품이 포장된 형태로 유통될 경우, 포장 전 휴지 튜브에 담기기 전에 다시 SSHE를 거칩니다. 제품이 컵에 담겨 유통될 경우에는 결정화 라인에 휴지 튜브가 포함되지 않습니다.
포장, 충전 및 재용융 (5구역)
시중에는 다양한 포장 및 충전 기계가 있지만, 이 글에서는 자세히 다루지 않겠습니다. 다만, 포장용 제품과 충전용 제품의 질감은 생산 방식에 따라 크게 달라집니다. 포장 제품은 충전 제품보다 단단한 질감을 가져야 하며, 만약 질감이 최적화되지 않으면 재용융 시스템으로 보내져 녹인 후 버퍼 탱크에 넣어 재처리됩니다. 재용융 시스템에는 여러 종류가 있지만, 가장 널리 사용되는 시스템은 PHE(압력 열교환기) 또는 저압 SSHE(압력 고체 열교환기)입니다.
오토메이션
마가린은 다른 식품과 마찬가지로 오늘날 많은 공장에서 엄격한 추적 관리 절차에 따라 생산됩니다. 이러한 절차는 일반적으로 원료, 생산 과정 및 최종 제품을 포괄하여 식품 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 일관된 품질을 보장합니다. 추적 관리 요구 사항은 공장의 제어 시스템에 구현될 수 있으며, Shiputec의 제어 시스템은 전체 제조 공정과 관련된 중요한 조건 및 매개변수를 제어, 기록 및 문서화하도록 설계되었습니다.
제어 시스템은 비밀번호 보호 기능을 갖추고 있으며, 레시피 정보부터 최종 제품 평가에 이르기까지 마가린 가공 라인과 관련된 모든 매개변수의 이력 데이터를 기록합니다. 데이터 기록에는 고압 펌프의 용량 및 출력(시간당 유량 및 배압), 결정화 과정 중 제품 온도(살균 공정 포함), SSHE의 냉각 온도(또는 냉각 매체 압력), SSHE 및 핀 로터 기계의 속도, 그리고 고압 펌프, SSHE 및 핀 로터 기계를 구동하는 모터의 부하가 포함됩니다.
제어 시스템
제조 과정 중 특정 제품의 가공 매개변수가 허용 범위를 벗어나면 작업자에게 경보가 전송됩니다. 이러한 매개변수는 생산 전에 레시피 편집기에서 설정됩니다. 경보가 발생하면 수동으로 확인하고 절차에 따라 조치를 취해야 합니다. 모든 경보는 추후 확인을 위해 기록 시스템에 저장됩니다. 제품이 적절하게 포장 또는 충전된 형태로 생산 라인을 떠나면 제품명 외에도 일반적으로 날짜, 시간 및 배치 식별 번호가 표시되어 추후 추적이 용이합니다. 따라서 제조 공정의 모든 단계에 대한 완전한 이력이 기록되어 생산자와 최종 사용자(소비자) 모두의 안전을 보장합니다.
시피에스
CIP(현장 세척) 설비는 마가린 생산 시설의 필수적인 부분입니다. 마가린 생산 시설은 정기적으로 세척해야 하기 때문입니다. 일반적인 마가린 제품의 경우 일주일에 한 번 세척하는 것이 일반적입니다. 하지만 저지방(수분 함량 높음) 또는 고단백 제품과 같이 민감한 제품의 경우 CIP 세척 간격을 더 짧게 하는 것이 좋습니다.
원칙적으로 두 가지 CIP 시스템이 사용됩니다. 하나는 세척제를 한 번만 사용하는 방식이고, 다른 하나는 세척제 완충 용액을 이용하여 작동하는 방식입니다. 이 방식에서는 가성소다, 산 및/또는 소독제와 같은 세척제가 사용 후 개별 CIP 저장 탱크로 다시 반환됩니다. 후자의 방식이 환경 친화적이고 세척제 소비량 및 비용 측면에서 경제적이기 때문에 선호됩니다.
한 공장에 여러 생산 라인이 설치된 경우, 병렬 세척 트랙 또는 CIP 위성 시스템을 설치할 수 있습니다. 이를 통해 세척 시간과 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. CIP 공정의 매개변수는 자동으로 제어되고 제어 시스템에 기록되어 추후 추적이 가능합니다.
결론
마가린 및 관련 제품을 생산할 때, 최종 제품의 품질을 결정하는 요소는 사용되는 오일과 지방 같은 원재료나 제품 레시피뿐만 아니라 설비 구성, 공정 매개변수, 그리고 설비의 상태라는 점을 명심해야 합니다. 생산 라인이나 장비가 제대로 관리되지 않으면 생산 효율이 저하될 위험이 있습니다. 따라서 고품질 제품을 생산하기 위해서는 원활하게 작동하는 설비가 필수적이지만, 제품의 최종 용도에 맞는 특성을 가진 지방 혼합물을 선택하고 설비를 올바르게 구성하고 공정 매개변수를 설정하는 것 또한 중요합니다. 마지막으로, 최종 제품은 최종 용도에 따라 온도 처리를 거쳐야 합니다.
게시 시간: 2026년 1월 21일