فرآیند کلی تولید شیر و فرآورده های لبنی
در بازار رقابتی و متنوع امروزی، فرآوری لبنیات نیازمند رویکردی منعطف و نوآورانه برای برنامه‌ریزی و عملیات تاسیسات است. لبنیات مدتهاست که یکی از مقوله‌های مصرف کننده نیروگاه بوده است. به هر حال، دلیلی وجود دارد که چرا خواربارفروشی‌ها تخم‌مرغ‌ها و شیر را در گوشه‌ای دورتر می‌گذارند: مشتریان به‌طور قابل‌اطمینانی برای خرید این مواد اولیه مراجعه خواهند کرد. با مقاله امروز سپیانی همراه باشید تا با فرآیند کلی تولید فرآورده های لبنی آشنا شوید.
حتما بخوانید:
صفر تا 100 خط تولید شیر پاستوریزه
کرونا و بازار تولید فرآورده‌های لبنی:
مانند بسیاری از صنایع دیگر، صنعت لبنیات در طول همه گیری تغییرات قابل توجهی را تجربه کرد و به نفع آن بود. فروش شیر افزایش یافت و در طول 52 هفته منتهی به 6 سپتامبر 2020، 7.8 درصد افزایش یافت. از آنجایی که مصرف کنندگان برای برخی از مواد غذایی راحت به فریزر رسیدند، فروش بستنی در همان دوره زمانی 13.4 درصد افزایش یافت. کره تا حدی به دلیل توصیه‌های بهداشتی تجدید نظر شده در حال تجربه یک رنسانس است و با کره‌های لذیذ تمام کننده (مانند ترافل سیاه یا پارمزان سیر) پخش می‌شود.
نتایج بلندمدت این تغییر در عادات خرید هنوز مشخص نیست. اما در عین حال، ما شاهد یک گرایش مصرف‌کننده جداگانه در عرضه‌های شیر لبنی با ارزش افزوده هستیم مانند مواردی که مزایای اضافی تغذیه‌ای یا عملکردی را تبلیغ می‌کنند (مانند پروبیوتیک‌ها یا پروتئین اضافه شده). شیرکاکائو بعنوان یک نوشیدنی ریکاوری بعد از تمرین رواج پیدا کرده است. طعم‌های ویژه و محصولات نوآورانه که در قفسه ماندگاری دارند نیز مصرف کنندگان را تشویق می‌کنند تا محصولات لبنی را ذخیره کنند.
در پشت صحنه، صنعت تولید شیر و سایر فرآورده های لبنی دائما در حال پیشرفت است. پیشرفت در روش‌های فرآوری محصولات با کیفیت بالاتری را به همراه دارد. روش‌های جدید فرآوری می‌تواند به کاهش ضایعات و افزایش تولید شیر و کارایی فرآیند کمک کند. بعنوان مثال، اجرای شیرهای ضد مخلوط بهبود یافته از اتوماسیون توسعه‌یافته، افزایش انعطاف پذیری و افزایش کارایی پشتیبانی می‌کند. رویکردهای جدید و پیشرفته برای فیلتراسیون به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا محتوای پروتئین خود را افزایش دهند و کنترل بهتر مواد جامد را هدایت کنند.
انواع فرآورده های لبنی:
شیر حاوی چندین نوع محصول به همراه سایر محصولات لبنی به همان اندازه مهم است:
- محصولات شیر مایع
- شیر و تخم مرغ طعم دار
- ماست سنتی و یونانی
- پخش کره و لبنیات
- پنیرها و فرآورده‌های پنیر مرتبط
- خامه ترش، پنیر خامه ای و پنیر دلمه
- شیر و پودر آب پنیر
- بستنی
- فرآوری آب پنیر
- شیر تغلیظ شده
همه این محصولات با یک ماده شروع می‌شوند: شیر تازه مزرعه
قبل از اینکه به هر یک از محصولات ذکر شده در بالا تبدیل شود، چندین مرحله پردازش را طی می‌کند تا الزامات کیفیت و مقررات را برآورده کند.
ملزومات قانونی:
مقررات مربوط به تولید، جابجایی، فرآوری، بسته‌بندی، ذخیره‌سازی و توزیع شیر است. از لحاظ تاریخی، صنایع لبنی یکی از مقرراتی‌ترین صنایع غذایی بوده است. چرا؟ چون اگر کنترل نشود، شیر و فرآورده‌های آن مستعد رشد میکروارگانیسم‌ها از جمله پاتوژن‌هایی مانند E. coli، سالمونلا و لیستریا هستند. بنابراین هدف قوانین ایالتی و فدرال لبنیات حفاظت از کیفیت محصولات و سلامت مصرف کننده است. اگر یک کارخانه لبنی به تعهدات قانونی محلی یا ملی خود عمل نکند، نتایج می‌تواند پرهزینه باشد و به شهرت آنها لطمه بزند.
حتما بخوانید:
همه چیز درباره لاکتوز موجود در شیر
روش های کنترل کیفیت (کنترل کیفی) شیر
قانون شیر پاستوریزه:
FDA مجموعه‌ای از حداقل استانداردها و الزامات را برای تنظیم تولید، فرآوری و بسته‌بندی فرآورده‌های لبنی درجه A ایجاد کرد. این استانداردها بعنوان قانون شیر پاستوریزه (PMO) شناخته می‌شوند. صنایع لبنی، سازمان‌های دولتی و نمایندگان دانشگاهی برای نوشتن مقررات در PMO همکاری می‌کنند که هر دو سال یکبار آن را بازبینی می‌کنند.
مراحل تولید شیر و فرآوری لبنیات
دریافت خام:
پردازنده‌ها شیر خام را در تانکرهای جاده‌ای عایق دریافت می‌کنند. هنگامی که محصول لبنی به کارخانه لبنی می‌رسد، تیم کیفیت آزمایشاتی را برای اطمینان از مطابقت با استانداردهای مناسب انجام می‌دهد. آزمایش‌های رایج شامل بو، دما و آزمایش‌های مختلف آزمایشگاهی است.
مطالب مرتبط:
آشنایی با انواع یونیت دریافت شیر
پروسس تانک یا دستگاه پخت شیر چیست؟
ذخیره سازی خام:
مخازن سیلوهای عمودی بزرگ شیر خام تصفیه نشده را ذخیره می‌کنند. در این مرحله، اپراتورها باید دو متغیر کلیدی را به دقت کنترل کنند: دمای داخل سیلو و زمان نگهداری در مخزن. ترکیبی بهینه از تعداد و اندازه مخازن به پردازنده‌ها کمک می‌کند تا نرخ تولید را حفظ کرده و ضایعات را به حداقل برسانند.
عملیات بچینگ:
بچینگ فرآیندی سریع است که مواد مایع و خشک را در نسبت‌های مناسب ترکیب می‌کند تا نیازهای دستور پخت و اندازه دسته را برآورده کند. در بسیاری از محصولات مانند بستنی، شیر شکلات، ماست و تخم مرغ استفاده می‌شود. عملیات دسته‌بندی معمولاً در سیستم‌های لودسل متوالی یا سیستم‌های همزمان مبتنی بر متر قرار می‌گیرند.
پاستوریزاسیون:
پاستوریزه کردن فرآیند استفاده از گرما برای از بین بردن عوامل بیماری زا برای بهبود ایمنی مواد غذایی است. نکته مهم این است که پاستوریزاسیون مرز تنظیم شده بین دو طرف خام و پاستوریزه فرآیند را تشکیل می‌دهد. متداول ترین روش پاستوریزه کردن فرآورده‌های لبنی، زمان کوتاه با دمای بالا (HTST) است که یک فرآیند مداوم است که شیر را بطور موثر پردازش می‌کند.
مطالب مرتبط:
معرفی انواع دستگاه پاستوریزاتور
تفاوت پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون
تفکیک و شفاف سازی:
جدا کردن شیر بدون چربی از خامه یک فرآیند اساسی در چرخه زندگی لبنیات است. فرآیند جداسازی با استفاده از نیروهای گریز از مرکز، خامه را از پوسته جدا می‌کند تا بتوان از آنها در محصولات دیگر استفاده کرد. زلال سازها ذراتی مانند رسوب، سلول‌های سوماتیک و برخی باکتری‌ها را برای دفع به بیرون پرتاب می‌کنند.
حتما بخوانید:
طراحی و راه‌اندازی خط تولید لبنیات
استاندارد سازی تولید فرآورده های لبنی
استانداردسازی فرآیند تنظیم چربی شیر به مقدار مشخص است. این یک مکانیسم مهم برای ارائه یک محصول یکنواخت به مصرف کنندگان است و به اطمینان از اقتصادی بودن تولید کمک می‌کند. استانداردسازی معمولاً از طریق یکی از این دو روش انجام می‌شود:
استانداردسازی مداوم:
خامه را از طریق نظارت بر مواد تشکیل دهنده و ویژگی‌های محصول و تنظیم جریان در صورت نیاز برای برآورده کردن الزامات فرآیند مخلوط می‌کند.
استانداردسازی دسته‌ای:
پس از جداسازی، حجم‌های محاسبه شده خامه را با هم زدن مداوم در مخازن دسته‌ای ترکیب کنید. اپراتورها ویژگی‌های محصول را از طریق آزمایش آزمایشگاهی تأیید می‌کنند و در صورت لزوم تنظیم می‌کنند. این روش در فرآورده‌های لبنی مدرن غیر معمول است مگر اینکه محصول به مواد اضافی نیاز داشته باشد.
هموژنیزاسیون فرآورده های لبنی
هموژنیزاسیون برای جلوگیری از تشکیل یک لایه کرم، گلبول‌های چربی را می‌شکند. یک هموژنایزر شیر داغ را با فشار بالا از طریق یک شکاف باریک وارد می‌کند و گلبول‌های چربی را می‌شکند تا نتوانند بعداً دوباره ترکیب شوند.
مطالب مرتبط:
هموژنایزر چیست؟ کاربرد و انواع
نصب و راه اندازی دستگاه هموژنایزر
عملیات کشت و تخمیر
تولیدکنندگان محصولات شیری مانند ماست و پنیر، برای کنترل اسیدیته، قوام، طعم و عطر محصول به کشت‌های باکتری (که بعنوان “استارتر” نیز شناخته می‌شوند،) متکی هستند. امروزه بسیاری از کارخانه‌های لبنی، کشت‌های آماده را مستقیماً از آزمایشگاه‌هایی خریداری می‌کنند که کشت‌های خاصی را برای محصولات خاص ارائه می‌دهند. این کشت‌های تجاری به شکل‌های منجمد عمیق، خشک شده در انجماد و مایع در دسترس هستند. ساخت استارتر یکی از مهمترین مراحل در فرآیند لبنیات است و ایمنی و بهداشت این فرآیند از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.
این فرآیند را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:
- آماده سازی و ذخیره سازی کشت: اولین گام در ساخت استارتر، پردازش محیط است. محیط گرم شده و در دمای نگه داشته‌می‌شود سپس تا دمای تلقیح مورد نیاز سرد می‌شود. دمای مورد نظر بسته به محصول متفاوت است. هنگامی که محیط به دمای مناسب رسید، تلقیح می‌تواند آغاز شود.
- تلقیح کشت: در طول تلقیح، مقداری از باکتری‌های خاص بصورت دستی یا خودکار به محیط منتقل می‌شود.
- فرآیند تخمیر: پس از تکمیل فرآیند تلقیح، محصول به سمت تخمیر حرکت می‌کند. هنگامی که باکتری‌ها به دمای مورد نظر می‌رسند، خیلی سریع شروع به تولید مثل می‌کنند و در محصول نهایی تخمیر می‌شوند. پس از دستیابی به طعم و عطر مورد نظر، شیر کشت شده‌باید به سرعت خنک شود تا فرآیند تخمیر متوقف شود. اغلب فرآیندهای تخمیر نیز در این مرحله فرآوری، هم زدن محصول کشت شده را آغاز می‌کنند.
ذخیره سازی فرآورده های لبنی پاستوریزه
در حالیکه پاستوریزه کردن باکتری‌های عامل بیماری را از بین می‌برد و عمر ماندگاری را افزایش می‌دهد، حتی شیر پاستوریزه نیز می‌تواند به سرعت فاسد شده‌و باعث بیماری‌های ناشی از غذا شود. یخچال عاملی حیاتی در تضمین ایمنی شیر است: هر چه شیر گرمتر باشد، باکتری‌ها سریع‌تر رشد و تکثیر می‌شوند. دمای معمول ذخیره سازی 36 درجه فارنهایت تا 38 درجه فارنهایت (2 تا 3 درجه سانتیگراد) است.
پر کردن و بسته بندی
- پر کردن: پس از ورود به خط فرآوری، شیر را می‌توان به انواع مختلف بسته‌بندی از جمله کارتن، شیشه، کیسه، بطری و غیره منتقل کرد.
- بسته‌بندی: سیستم‌های بسته‌بندی ظروف محصول را در کارتن‌ها، جعبه‌ها و پالت‌هایی که به راحتی ذخیره و حمل می‌شوند سازماندهی می‌کنند.
فرآوری و پر کردن فرآورده‌های لبنی آسپتیک
تقاضا برای فرآوری و بسته‌بندی آسپتیک در صنایع لبنی در حال رشد است. این فرآیند به پاستوریزاسیون UHT و شرایط آسپتیک در کل فرآیند نیاز دارد. برای تولید محصولات پایدار برای نگهداری طولانی مدت (مانند شیر مایع با ثبات در قفسه یا مواد غذایی نظامی) استفاده می‌شود. یکی از مزایای اصلی افزایش عمر مفید و کاهش هزینه‌های حمل و نقل است زیرا بسیاری از محصولات با بسته‌بندی آسپتیک نیازی به یخچال ندارند.
ملاحظات کلیدی برای آینده فرآورده‌های لبنی
اتوماسیون
اتوماسیون در کارخانه‌های لبنی نقش مهمی در ایمنی مواد غذایی، ایمنی تجهیزات و ایمنی پرسنل بازی می‌کند، در حالی که از فرآیندهای تکرارپذیر و قوی در طول بچینگ، پاستوریزه کردن یا CIP پشتیبانی می‌کند؛ نتیجه‌ای که در عملیات دستی تقریبا غیرممکن است.
تجهیزات خودکار می‌توانند مخازن و سیستم‌ها را برای اطمینان از تمیز کردن کنترل کنند، هشدارهای پیچیده‌ای را تنظیم کنند تا در صورت خارج شدن محصول از منطقه ایمنی دما، هشدار دهند و اطمینان حاصل کنند که سیستم‌ها بیش از حد تحت فشار نیستند یا در معرض پارگی نیستند. این امر برای ایمنی مواد غذایی مهم است و به اطمینان از ایمنی تجهیزات و پرسنل نیز کمک می‌کند. نسل‌های جدید/اخیر تجهیزات پردازش خودکار لبنیات حتی می‌توانند مواد نامناسب را قفل کنند.
اتوماسیون می‌تواند در سطح یک پروتکل آزمایشی یا قطعه‌ای از تجهیزات اتفاق بیفتد، یا می‌تواند کل یک مرکز، از دریافت تا بسته‌بندی را دربرگیرد. تأسیسات کاملاً خودکار ممکن است فقط به دو یا سه اپراتور در یک بخش در هر شیفت نیاز داشته باشند که از یک اتاق کنترل مرکزی بر فرآیند نظارت دارند.
هنگام در نظر گرفتن اجرای اتوماسیون، هدف یک مرکز دستیابی به سطح عملی اتوماسیون است که هزینه‌های سرمایه و هزینه‌های عملیاتی را متعادل می‌کند. هر چه کارخانه فرآوری لبنیات اتوماسیون را بیشتر اجرا کند، بطور بالقوه می‌تواند در طول زمان صرفه‌جویی بیشتری کند، از جمله:
- کاهش هزینه‌های نیروی کار: اپراتورهای کمتر به معنای کاهش هزینه‌های کارکنان است.
- توان عملیاتی بهبود یافته: هر چه “تعامل انسانی” کمتر در پردازش دخیل باشد، خاموشی‌های کمتری در نتیجه یک خطا وجود دارد.
- تعمیر و نگهداری پیشگیرانه: یک کارخانه خودکار و مبتنی بر داده‌برای پیش بینی و جلوگیری از مشکلات عملکرد تجهیزات بهتر است که منجر به وقفه‌های غیرمنتظره کمتر می‌شود.
- ایمنی محصول: یک فرآیند خودکار و قابل تکرار با حداقل “تعامل انسانی” می‌تواند کیفیت محصول را بهبود بخشد.
انعطاف پذیری
به‌طور فزاینده‌ای، تولید کنندگان شیر و سایر فرآورده های لبنی را می‌بینیم که به دنبال طرح‌های تسهیلات انعطاف‌پذیر و چند محصولی هستند. این امر مستلزم ترکیب مناسبی از فعالیت‌های موازی و همزمان برای برآوردن نیازهای پردازش انعطاف‌پذیر از طریق پردازش خام است. پاستوریزاسیون؛ کشت و تخمیر؛ ذخیره سازی پاستوریزه؛ و پر کردن و بسته‌بندی.
بعنوان مثال، یک مرکز بزرگ ممکن است چندین سیستم فرآیندی داشته باشد که چندین مخزن ذخیره پاستوریزه را تغذیه می‌کند که به نوبه خود ده‌ها خط بسته‌بندی را تغذیه می‌کند، در حالی که از عملیات CIP همزمان پشتیبانی می‌کند که منجر به ترکیبات احتمالی زیادی می‌شود.
البته انعطاف پذیری باید با سودآوری متعادل باشد. نصب کنندگان بزرگ قرار نیست یک محصول بسیار سودآور را برای یک محصول کم سود در همان خط متوقف کنند. بطور مشابه، آنها احتمالاً تمایلی به سرمایه گذاری مقدار زیادی سرمایه برای ایجاد خط جدیدی که سود را به حداکثر نمی‌رساند، نخواهند داشت.
حتما بخوانید:
طراحی و راه‌اندازی خط تولید لبنیات
نیازمندیهای خط تولید شیر پاستوریزه
جمع بندی:
در مقاله امروز سپیانی به فرآیند کلی تولید شیر و فرآورده های لبنی پرداختیم. مقاله را با بازار فرآورده‌های لبنی تحت تاثیر کرونا شروع کردیم و در ادامه قدم به قدم فرآیند تولید فرآورده‌های لبنی را مرور کردیم. چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با تولید فرآورده‌های لبنی دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق واتساپ و فرم درخواست مشاوره با ما در تماس باشید.
