Inline praćenje viskoznosti za primjene atomizacije
Atomizacija je proces koji se koristi za razbijanje tekućine u fine kapljice, obično se radi…
Majoneza, globalno popularan začin, klasična je emulzija ulja u vodi, za razliku od emulzija vode u ulju poput maslaca i margarina. Njegova reološka svojstva, koja utječu na potrošačevu percepciju teksture i okusa, presudna su za njegovu funkcionalnost u raznim kulinarskim primjenama, od salata do sendviča. Razumijevanje ovih svojstava ključno je za održavanje dosljedne kvalitete i ispunjavanje očekivanja potrošača.

Slika 1: Širok raspon majoneze proizvodi se, prodaje i konzumira diljem svijeta.
Tablica sadržaja
Tradicionalna proizvodnja majoneze uključuje pažljivo miješanje žumanjka, octa, ulja, začina i dodatnih sastojaka. Viskoelastična svojstva dobivene emulzije proizlaze iz tijesno zbijenih kapljica ulja unutar kontinuirane faze. Majoneza pokazuje vremenski ovisno, pseudoplastično i tiksotropno ponašanje, što znači da se njezina viskoznost mijenja s brzinom smicanja i vremenom. Standardi Komisije Codex Alimentarius nalažu da punomasna majoneza mora sadržavati najmanje 78.5% ukupne masti i 6% čistog žumanjka, pri čemu žumanjak služi kao ključni emulgator zbog svojih fosfolipida i lipoproteina.
Emulgirajuća svojstva lipoproteina žumanjka proizlaze iz njihove fleksibilne strukture, olakšavajući interakciju na granicama ulja i vode. Sastojci za arome poput octa, soli, šećera i senfa također doprinose fizičkoj stabilnosti emulzije. Ocat, koji se obično koristi u koncentraciji od 5-10%, stvara okruženje s niskim pH (oko 3.8-4.0) koje, u kombinaciji s niskom aktivnošću vode, inhibira rast bakterija u punomasnom majonezu.
Rastuća potražnja potrošača za opcijama s niskim udjelom masti potaknula je razvoj formulacija majoneze sa smanjenim udjelom masti. Međutim, smanjenje udjela masti narušava tu osjetljivu ravnotežu, često zahtijevajući dodavanje zamjena za masti poput polisaharida, guma i škrobova kako bi se oponašala tekstura i osjećaj u ustima punomasne majoneze. Ove promjene mogu značajno utjecati na viskoznost i stabilnost emulzije, što otežava održavanje konzistentnosti u različitim serijama. Kako se recepti za majonezu razvijaju, posebno s porastom verzija s niskim udjelom masti, složenost nabave sastojaka i varijabilnost kvalitete sirovina postaju još izraženije. Zbog toga je praćenje procesa u liniji, posebno viskoznosti, apsolutno neophodno za održavanje konzistentne kvalitete gotovog proizvoda.
Evo zašto:
Varijabilnost sastojaka: Čak i naizgled manje promjene u izvoru sastojaka mogu imati značajan utjecaj na konačni proizvod. Na primjer, različite vrste ulja, jaja različitih dobavljača ili varijacije u sastavu zamjena za mast mogu utjecati na svojstva emulzije.
Složenost recepta: Formulacije majoneze s niskim udjelom masti često uključuju širi raspon sastojaka, uključujući stabilizatore, zgušnjivače i zamjene za masnoću. Svaki od njih dodaje još jedan sloj složenosti i potencijalne varijabilnosti.
Osjetljivost procesa: Proces emulgiranja vrlo je osjetljiv na varijacije u sirovinama. Čak i male promjene u kvaliteti ili omjeru sastojaka mogu dovesti do nedosljednosti u viskoznosti, teksturi i stabilnosti.
U tom kontekstu, praćenje viskoznosti tijekom proizvodnje postaje ključno. Pružanjem mjerenja viskoznosti emulzije u stvarnom vremenu tijekom proizvodnje, proizvođači mogu osigurati da verzije s niskim udjelom masti postižu željena reološka svojstva i održavaju ponovljivu konzistenciju. To omogućuje trenutne prilagodbe procesu, poput promjene omjera sastojaka ili modificiranja parametara obrade, kako bi se kompenzirale promjene uzrokovane smanjenjem masti. U konačnici, praćenje viskoznosti tijekom proizvodnje omogućuje proizvodnju majoneze s niskim udjelom masti koja zadovoljava očekivanja potrošača u pogledu kvalitete i senzornog iskustva, a istovremeno osigurava dosljedne performanse u raznim primjenama.
Povratne informacije u stvarnom vremenu: Praćenje viskoznosti u liniji pruža neposredan uvid u to kako promjene sastojaka ili parametara obrade utječu na emulziju.
Rano otkrivanje: Omogućuje proizvođačima da otkriju odstupanja od ciljne viskoznosti rano u procesu, prije nego što se proizvedu velike serije proizvoda izvan specifikacije.
Prilagodljiva kontrola: Podaci u stvarnom vremenu omogućuju prilagodbe procesa miješanja (npr. brzina miješanja, vrijeme emulgiranja, stope dodavanja sastojaka) kako bi se kompenzirale varijacije u sirovinama i održala dosljedna kvaliteta proizvoda.
Smanjeni otpad: Ranim identificiranjem i ispravljanjem problema, inline praćenje minimizira otpad proizvoda i ponovni rad.
Dosljedna kvaliteta: U konačnici, osigurava da, bez obzira na varijacije sastojaka, konačni proizvod dosljedno zadovoljava željene standarde kvalitete.
U biti, kako recepti za majonezu postaju sve složeniji, a nabava sastojaka raznolikija, praćenje procesa u samom procesu postaje nezamjenjiv alat za osiguranje ponovljive konzistentnosti i isporuku visokokvalitetnog proizvoda potrošačima.

Slika 2: Dijagram toka procesa proizvodnje majoneze.
Industrijska proizvodnja majoneze koristi opremu kao što je
Mutilice/strojevi za miješanje: Mehanički promiješati i pomiješati sastojke, često se koristi u fazama prethodnog miješanja ili za manje intenzivno miješanje od homogenizacije.
Koloidni mlinovi: Iskoristite velike sile smicanja između rotirajućeg i nepokretnog elementa za fino raspršivanje čestica i stvaranje stabilnih emulzija ili disperzija.
Visokotlačni homogenizatori: Protjerajte tekućine kroz uzak otvor pri iznimno visokom tlaku, stvarajući vrlo male i ujednačene veličine čestica za stabilne emulzije i disperzije.
Votatori ili površinski izmjenjivači topline (SSHE): koristi se za izmjenu topline s proizvodima visoke viskoznosti poput majoneze, maslaca od kikirikija itd.
Ulje, žumanjke, ocat i ostale sastojke (limunov sok, senf, začine) pripremiti i prethodno izmiješati.
Praćenje miješanja: SRV se može postaviti nakon faze prethodnog miješanja kako bi se pratila početna viskoznost smjese prije emulgiranja. To može pomoći u osiguravanju dosljednosti u početnoj točki procesa.

Slika 3: Rheonics Inline viskozimetar SRV instaliran u spremniku za miješanje.
Sastojci se pumpaju u mješalicu s velikim smicanjem ili homogenizator kako bi se stvorila stabilna emulzija. Ovo je mjesto gdje se kapljice ulja ravnomjerno raspršuju po mješavini.
Praćenje emulgiranja: Ključno je imati SRV nakon emulgatora. Time se mjeri viskoznost potpuno formirane emulzije, što je ključni parametar kvalitete. Senzor treba postaviti u dio cijevi sa stabilnim protokom kako bi se dobilo reprezentativno mjerenje.

Slika 4: Rheonics SRV montiran u FET nakon visoke smične miješalice.
Emulgirana majoneza se hladi kako bi se spriječio rast bakterija i održala kvaliteta.
Praćenje konzistentnosti gotovog proizvoda (opcionalno): Ovisno o procesu hlađenja i njegovom potencijalnom utjecaju na viskoznost, SRV bi se mogao postaviti nakon faze hlađenja kako bi se pratila konačna viskoznost ohlađenog proizvoda.
Viskoznost majoneze se provjerava kako bi se osiguralo da zadovoljava standarde kvalitete.
Integracija podataka senzora: Izlaz SRV-a integriran je sa sustavom kontrole kvalitete. To omogućuje praćenje u stvarnom vremenu i automatizirano prilagođavanje procesa ako viskoznost odstupa od ciljanog raspona.
Gotova majoneza pakira se u staklenke, boce ili druge posude.
Linija za punjenje (opcionalno): U nekim slučajevima, SRV se može postaviti neposredno prije faze pakiranja kako bi se omogućila konačna provjera viskoznosti prije punjenja proizvoda.

Slika 5: Linije za punjenje majoneze.
Režim protoka: SRV treba ugraditi u dio cijevi sa stabilnim, potpuno razvijenim protokom. Izbjegavajte područja s turbulencijama, vrtloženjem ili značajnim promjenama promjera cijevi.
Brzina smicanja: Majoneza se razrjeđuje smicanjem, pa njezina viskoznost ovisi o brzini smicanja. Razmotrite brzinu smicanja na mjestu senzora i kako se ona odnosi na željene karakteristike viskoznosti konačnog proizvoda. Osiguravanje mjerenja pri sličnim brzinama protoka omogućuje bolju usporedbu.
Dostupnost: Senzor treba postaviti na mjesto koje omogućuje lak pristup radi održavanja i čišćenja.
Temperatura: Temperatura utječe na viskoznost, stoga senzor treba postaviti na mjesto gdje je temperatura stabilna ili se može točno mjeriti i kompenzirati.

Slika 6: Rheonics Inline viskozimetar SRV kratka sonda s Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
Povratne informacije u stvarnom vremenu: Kontinuirano praćenje omogućuje trenutno otkrivanje odstupanja viskoznosti.
Optimizacija procesa: Podaci u stvarnom vremenu omogućuju prilagodbe procesa (npr. omjeri sastojaka, brzina emulgiranja, brzina hlađenja) kako bi se održala ciljna viskoznost.
Kontrola kvalitete: Osigurava dosljednu kvalitetu proizvoda i smanjuje potrebu za ručnim uzorkovanjem i laboratorijskim testiranjem.
Učinkovitost: Smanjuje otpad, preradu i zastoje povezane s proizvodom izvan specifikacije.
Strateškim postavljanjem SRV senzora u proizvodnu liniju majoneze, proizvođači mogu dobiti vrijedan uvid u svoj proces i postići bolju kontrolu nad kvalitetom proizvoda.
Kada je zamjena sastojaka ključni faktor, kao što je to slučaj kod sastojaka s niskim udjelom masti ili veganskih (biljni proteini) sastojaka bez kolesterola, svojstvo kremastosti, kao i dugotrajniji razvoj boje i konzistencije, postaju ključni, što dugoročno praćenje konzistencije čini važnim kako bi se osigurala duga trajnost.


Slika 7: Rheonics Inline viskozimetar SRV kratka sonda s Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
Svijet majoneze je širok i raznolik. Po tržišnom udjelu odmah je iza umaka u začinima.
Specifični nedostaci i njihovi uzroci:
Rješavanje problema i rješenja:
Regulativa i standardi:
Specifično za majonezu s niskim udjelom masti:
Ključne zemlje proizvođači majoneze:
Ključne tvrtke majoneze:
Važna razmatranja:
Vrijedno je napomenuti da se tržište majoneze neprestano razvija, a stalno se pojavljuju novi proizvodi i robne marke. Potrošački trendovi, kao što je sve veća potražnja za zdravijim opcijama i jedinstvenim okusima, također oblikuju industriju.