Produkcja sera: Automatyzacja tradycyjnej technologii dla bezpieczeństwa i wydajności

Fakty dotyczące sera i jego produkcji

Na początek kilka faktów dotyczących sera:

Jego naturalnie żółty kolor bierze się głównie z beta-karotenu obecnego w trawach, które zjadają mlekodajne zwierzęta;
Do produkcji jednego kilograma sera, potrzeba 10 litrów mleka;
Z Polski pochodzi ok. 100 gatunków sera;
W Stanach Zjednoczonych sprzedaje się około 300 odmian sera.

Wśród tych 300 rodzajów sera są zarówno twarogowe, jak i brie, camembert czy gouda, co oznacza, że proces produkcji jest różnorodny. Nowoczesne metody wytwarzania serów zakładają również automatyzację sterowania ruchem, a zwłaszcza zastąpienie systemów napędzanych cieczą, nowoczesnymi siłownikami elektrycznymi. Te ostatnie stanowią gwarancję bezpieczeństwa i jakości żywności oraz zapewniają wydajność produkcji przy zachowaniu tradycyjnych receptur, które mają kluczowe znaczenie dla smaku sera.

Podobnie jak wszystkie urządzenia, które mają zastosowanie przy przetwarzaniu żywności, elementy automatyki do produkcji sera muszą być utrzymywane w czystości, aby zapobiec rozwojowi bakterii. Proces czyszczenia takich komponentów w miejscu montażu w środowisku produkcji sera przebiega z wykorzystaniem wysokich temperatur, szerokich zakresów pH, z użyciem chemii czyszczącej. Dlatego urządzenia przeznaczone do kontaktu z żywnością muszą wytrzymać trudne warunki otoczenia i częste mycie pod wysokim ciśnieniem.

Idealne siłowniki do kontaktu z żywnością

Co sprawia, że siłowniki elektryczne stanowią bezpieczne rozwiązanie w produkcji sera? Wymieńmy 3 najważniejsze czynniki.

Materiały odporne na korozję – korpusy siłowników liniowych, a także ich obudowy i elementy łączące wykonane ze stali nierdzewnej (głównie typu 304 i 316), aby wytrzymały warunki związane ze spłukiwaniem. W niektórych przypadkach zadziałają też powłoki epoksydowe przeznaczone do kontaktu z żywnością, ale ich konserwacja jest trudniejsza, a żywotność nie tak duża. Także uszczelki muszą być odporne na korozję, dlatego często wykonane są z polietylenu Viton® lub polietylenu UHMW. Wymagany stopień ochrony urządzeń w produkcji żywności to IP67 lub IP69k.

Konstrukcja odprowadzająca wilgoć – zaokrąglona konstrukcja siłowników eliminuje szczeliny, w których może gromadzić się wilgoć, cząsteczki żywności i mikroorganizmy. Oznacza to, że wszystkie strefy korpusu powinny mieć zakrzywione i otwarte konstrukcje. Zaokrąglona konstrukcja i gładka, odprowadzająca wodę powierzchnia minimalizuje ryzyko pozostawania zanieczyszczeń na siłowniku po czyszczeniu.

Ochrona kluczowych elementów – takich jak silnik i śruba przed szkodliwym działaniem wilgoci i środków czyszczących zapewnia długą żywotność siłownika. Oznacza to, że materiały uszczelniające muszą być umieszczone w sposób, który zniesie rygorystyczne wymogi czyszczenia w wytwórni sera.

Automatyzacja produkcji sera

Producenci, którzy chcą zautomatyzować procesy produkcji sera mają różne cele. Niektórzy chcą większej dokładności, inni chcą poprawić bezpieczeństwo i higienę, zastępując system pneumatyczny lub hydrauliczny automatyką elektryczną, jeszcze inni chcą przyspieszyć proces bez utraty jakości. Wszyscy natomiast chcą rozwiązania zaprojektowanego z myślą o ich potrzebach.

Faktem jest też, że niektóre sery są łatwiejsze do przetworzenia niż inne. Miękkie sery mają tendencję do oblepiania sprzętu przetwórczego, twarde sery z kolei wymagają dużych sił do ich krojenia. Dodając do tego wszelkie przepisy obowiązujące w produkcji żywności oraz obawy dotyczące bezpieczeństwa, dobór odpowiednich urządzeń do produkcji staje się niemałym wyzwaniem.

Tolomatic zebrał już doświadczenie związane z automatyzacją w branży serowarskiej. Prezentujemy trzy przykłady tego, w jaki sposób siłowniki elektryczne wprowadzają automatyzację procesów produkcji sera.

Zbiornik solanki: odporność na mycie pod wysokim ciśnieniem

Opis aplikacji: Przenoszenie sera na cztery pozycje w zbiorniku z solanką

Wyzwanie: Zastąpienie siłownika pneumatycznego higienicznym siłownikiem elektrycznym w korozyjnym środowisku. Solanka to mieszanina wody z solą, która zawiera od 25 do 30% soli. Zastosowanie siłownika elektrycznego wyeliminowało problem dostępu powietrza z siłownika pochodzącego z zewnętrznego źródła do produktu oraz zapewniło płynność i powtarzalność ruchu.

Rozwiązanie: Cztery łatwe w programowaniu siłowniki elektryczne serii ERD o stopniu ochrony IP69k przesuwają formy do sera do czterech różnych pozycji w zbiorniku solanki, zwiększając bezpieczeństwo i wydajność.

Kostkowanie sera: wymagane duże siły

Opis aplikacji: Krojenie dużych bloków sera w jednakowej wielkości kostki

Wyzwanie: Klient wykluczył zastosowanie systemu hydraulicznego i pneumatycznego do cięcia dużych bloków sera w pionie i w poziomie. Miękki ser kroi się trudno, ponieważ przylega do sprzętu, twardy ser natomiast wymaga do krojenia trwałego sprzętu o dużej sile, prędkości i dokładności.

Rozwiązanie: Elektryczne siłowniki serii RSA z tłoczyskiem i końcówką tłoczyska ze stali nierdzewnej zapewniają poziome i pionowe cięcia przy sile wymaganej do przepchnięcia sera przez harfę. Mają stopień ochrony IP67 dla zmywania pod niskim ciśnieniem. Dla spełnienia wymagań dotyczących siły zastosowano śrubę kulową i nakrętkę dla długiej żywotności. Poprawiła się dokładność, prędkość maszyny i powtarzalność procesu.

Pokrywa zbiornika: kluczowa kontrola ruchu dla bezpieczeństwa i higieny

Opis aplikacji: Mieszanie sera, jogurtu i innych produktów mlecznych w dużym zbiorniku

Wyzwanie: Zastąpienie ręcznie obsługiwanego ramienia podnoszenia / krzywki elektrycznie sterowanym ruchem w celu zwiększenia bezpieczeństwa i zmniejszenia ryzyka zanieczyszczenia. Obciążenie związane z otwieraniem pokrywy powodowało przesunięcie środka ciężkości. Producent wymagał rozwiązania „całkowicie przemysłowego”, w całości ze stali nierdzewnej, zarówno w celu uniknięcia ryzyka zanieczyszczenia powietrzem lub smarem, jak i dla spełnienia wymagań bezpieczeństwa.

Rozwiązanie: Kompleksowe rozwiązanie (siłownik, silnik, hamulec, napęd i sterownik) zapewnia zsynchronizowane sterowanie z siłownikami z lewej / prawej strony, eliminuje ręczne sterowanie i wytrzymuje wysoki środek ciężkości. Hamulec na silniku serwo utrzymuje pokrywę zbiornika na miejscu w przypadku utraty zasilania. Wysokiej jakości, trwałe materiały zapewniają długą żywotność i niezawodne działanie.