어플리케이션

분유라고도 하는 분유는 액체 우유를 여러 번의 건조 과정을 거쳐 가루가 될 때까지 탈수하여 만든 유제품입니다.

분유는 다음과 같은 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

• 우유와 유제품의 재조합
• 베이커리 산업에서 빵의 부피를 늘리고 수분 결합 능력을 향상시킵니다. 그러면 빵이 더 오랫동안 신선하게 유지됩니다.
• 빵과 패스트리의 계란 대용품
• 초콜릿 산업에서 밀크 초콜릿 생산
• 식품산업 및 외식업에서 소시지 및 각종 즉석식품 생산
• 이유식: 아기 분유
• 아이스크림 생산
• 동물 사료, 송아지 성장 촉진제
• 구운 식품, 스낵 및 수프
• 치즈 밀크 익스텐션(치즈 생산량을 증가시키기 위해 현지 생우유에 가루를 첨가)
• 유제품 디저트
• 직접 소비자 사용(가정 재구성)
• 유아용 조제분유
• 병약자용, 운동선수용, 병원용 등의 영양제품
• 재결합된 "신선한" UHT, 증발 및 가당 연유
• 재조합 치즈, 주로 "부드러운" 또는 "신선한"
• 커피와 휘핑크림의 재결합
• 재결합 요구르트 및 기타 발효 제품

분유는 우유를 건조 물질로 증발시켜 만든 제조 유제품입니다. 건조 우유의 한 가지 목적은 우유를 보존하는 것입니다. 분유는 액체 우유보다 유통 기한이 훨씬 길고 수분 함량이 낮기 때문에 냉장 보관할 필요가 없습니다. 또 다른 목적은 운송의 경제성을 위해 부피를 줄이는 것입니다. 분유 및 유제품에는 건조 전유, 무지방 분유, 건조 버터밀크, 건조 유청 제품 및 건조 유제품 블렌드와 같은 품목이 포함됩니다. 각 적용 분야는 분유에 대한 고유한 요구 사항을 가지고 있습니다.

분유 제조에는 많은 에너지를 소비하는 많은 가열 절차가 포함됩니다. 현재 제조 공정은 지난 수십 년 동안 크게 최적화되었습니다. 새로운 분유 기술의 채택이 중요할 것입니다. 업스트림 및 다운스트림 공정 장치는 단일 공정 장치의 최적화에 의해 영향을 받습니다. 결과적으로 전체 제조 체인을 고려하는 것이 중요합니다. 엔지니어의 목표는 에너지 및 물 사용, 수명 주기 평가(LCA) 및 경제적 요소를 고려하는 최적화 루틴을 만들어 지속 가능한 분유 제조 체인을 만드는 것입니다.

분유 생산 공정

분유 생산은 대규모로 수행할 수 있는 간단한 공정입니다. 색상, 풍미, 용해도 및 영양가와 같은 우유의 바람직한 자연적 특성을 모두 유지하면서 엄격한 위생 조건에서 가장 낮은 비용으로 물을 부드럽게 제거하는 것이 생산에 포함됩니다.

전유(정유)는 약 87%가 수분입니다. 탈지유는 약 91%가 물로 구성되어 있습니다. 제조 과정에서 우유를 저온에서 감압 끓이는 과정을 증발이라고 하는 과정을 통해 분유에서 수분을 제거합니다. 생성된 농축 우유는 뜨거운 공기에 미세한 안개로 분사되어 남아 있는 수분을 제거하여 분말을 형성합니다.

분유 생산 공정의 주요 단계는 다음과 같습니다.

분리

분유를 생산하는 전통적인 방법은 유제품 공장에서 공급받은 원유를 저온 살균하고 원심 분리기를 사용하여 탈지유와 크림으로 분리하는 것으로 시작됩니다.

예열

이 과정의 다음 단계는 표준화된 우유를 75 ~ 120°C 범위의 온도로 가열하는 것을 포함하는 "예열"입니다. 우유는 몇 초에서 몇 초에 이르는 설정 시간 동안 이 상태로 유지됩니다. 분(살균: 72초 동안 15°C). 예열은 우유에 있는 유청단백의 조절된 변성뿐만 아니라 박테리아의 파괴, 효소의 비활성화, 천연 항산화제의 생산 및 열 안정성의 부여를 유발합니다. 예열은 간접적으로(열 교환기를 통해), 직접(스팀 주입 또는 제품에 주입을 통해) 또는 이 두 가지를 조합하여 수행할 수 있습니다. 에너지 비용을 줄이기 위해 간접 히터는 일반적으로 공정의 다른 부분에서 나오는 폐열을 사용합니다.

증발

예열된 우유는 증발기에서 단계 또는 "효과"로 농축되어 탈지유의 경우 총 고형분 약 9.0%, 전유의 경우 13%에서 시작하여 총 고형분의 경우 45-52%까지 증가합니다. 이것은 72°C 미만의 온도에서 수직 튜브 내부의 떨어지는 필름으로 우유를 끓이고 물을 증기로 추출하여 수행됩니다. 기계적으로 또는 열적으로 압축될 수 있는 이 증기는 증발기의 다음 효과에서 우유를 가열하는 데 사용되며 이전 효과보다 낮은 압력과 온도에서 작동할 수 있습니다. 최대의 에너지 효율성을 위해 현대식 식물은 최대 85가지 효과를 낼 수 있습니다. 증발기에서는 우유에 있는 물의 XNUMX% 이상을 제거할 수 있습니다.

기본 생산 공정 개요 | 출처: GEA(https://www.gea.com/en/products/dryers-particle-processing/spray-dryers/food-dairy-products/msd-spray-dryer.jsp)

스프레이 건조

증발기의 농축 우유는 분무 건조되기 전에 얇은 방울로 분무됩니다. 이것은 회전하는 디스크 분무기 또는 뜨거운 공기 흐름(최대 200°C)에서 거대한 건조 챔버 내부의 일련의 고압 노즐로 수행됩니다. 증발은 우유 방울을 식히고 결코 공기 온도에 도달하지 않습니다. 분무 전에 농축액을 가열하여 점도를 줄이고 건조에 사용할 수 있는 에너지를 늘릴 수 있습니다. 나머지 물의 대부분은 건조실에서 증발하여 수분 함량이 약 6%이고 평균 입자 크기가 일반적으로 0.1mm인 미세한 분말이 남습니다. 최종 또는 "2차" 건조는 유동층 또는 일련의 이러한 층에서 발생하며, 여기서 뜨거운 공기가 유동화된 분말 층을 통해 불어 수분 함량이 4-XNUMX%가 되도록 수분을 제거합니다.

출처 : GEA

포장 및 보관

분유는 신선한 우유보다 훨씬 안정적이지만 품질과 보관 수명을 유지하려면 습기, 공기, 빛, 열로부터 보호해야 합니다. 분유는 공기 중의 수분을 쉽게 흡수하여 품질이 빠르게 저하되고 덩어리지거나 뭉치는 현상이 발생합니다.

WMP의 지방은 공기 중의 산소와 반응하여 특히 열대 지방의 저위도에서 발견되는 것과 같이 더 높은 저장 온도(> 30°C)에서 이취를 생성할 수 있습니다. 분유는 다중 벽 플라스틱 안감 백(25kg) 또는 대용량 용기(600kg)에 포장됩니다.

분유 공장 공정을 보여주는 짧은 비디오(출처: GEA Group):

에너지 및 환경 고려 사항

물을 제거하는 과정에서 많은 양의 에너지가 소비되므로 수년에 걸쳐 개발된 식물은 점점 더 에너지 효율적이 되었습니다. 증발기는 제거된 물 XNUMXkg당 증기(또는 이에 상응하는 에너지)의 일부만 사용하므로 건조기보다 훨씬 더 에너지 효율적입니다.

건조 공정은 전체 에너지 소비의 주요 부분에 기여합니다.

반면에 건조기는 증발된 물 XNUMXkg당 몇 킬로그램의 증기(또는 이에 상응하는 증기)를 사용합니다. 분무기로 말리면 남아있는 물을 대부분 깨끗하고 빠르게 제거할 수 있지만 분무건조기는 단기 거주지여야 합니다. 따라서 유동층은 건조의 최종 단계에 사용됩니다. 분말은 유동층에 몇 분 동안 남아 있어 마지막 물이 제거될 시간을 허용합니다. 분유 제조 공장은 매우 크고 소수이며 시골 지역에 위치하는 것이 일반적입니다. 현대적이고 잘 관리된 식물은 환경에 비교적 적은 영향을 미칩니다. 석탄이나 가스를 태우고 상당한 양의 전기를 소비하기 때문에 에너지 요구량은 적당합니다. 에너지 소비는 감소해야 하는 강력한 경제적 압박을 받고 있지만 큰 개선은 없을 것입니다.

사일로, 크림 분리기, 증발기 및 관련 장비는 매일 청소해야 하며 건조기는 가끔씩만 청소하면 됩니다. 세척제로는 수산화나트륨과 질산이 사용됩니다. 사용한 세척액은 적절한 폐기 방법을 사용해야 합니다. 분유 먼지는 공장이 오작동할 때 지역 환경으로 방출될 수 있지만 이는 드뭅니다.

출처: Moejes, SN(2019). 분유 생산 체인의 재설계: 혁신 기술 평가. 바게닝겐 대학교. https://doi.org/10.18174/498246

분유 제조의 분무건조 단계에서의 점도 측정값

건조는 고체, 슬러리 또는 액체에서 증발에 의해 물 또는 다른 용매를 제거하는 것으로 구성된 물질 전달 공정입니다. 이 프로세스는 종종 제품을 판매하거나 포장하기 전에 최종 생산 단계로 사용됩니다. 열원과 공정에서 생성된 증기를 제거하는 매체가 종종 관련됩니다. 식품, 곡물 및 의약품과 같은 바이오 제품에서 제거해야 하는 용매는 거의 항상 물입니다.

이 공정은 유아식, 커피, 스프 믹스 및 염료와 같은 다양한 제품을 만들기 위해 식품 및 화학 산업에서 널리 사용됩니다. 건조 효율은 주로 공급 용액의 점도에 정비례하는 분무 정도에 의해 결정됩니다. 분무 건조 전에 농축 우유 점도 및 총 고형분(TS) 함량을 제어하면 유제품 성분 제조를 개선할 수 있습니다.

따라서 분무 단계에서 우유의 점도는 생성되는 분유의 특성에 결정적인 영향을 미칩니다. 사전 분무기 지점에 설치된 점도계는 분무 공정을 훨씬 더 잘 제어하여 낭비를 줄이고 에너지 소비를 줄이며 제품 질감, 부피 밀도 및 수분 함량을 보다 잘 제어할 수 있습니다.

분무 건조 중 부적절한 점도 관리의 결과

분말 형태의 분무 건조가 비효율적인 것은 레시피 복잡성, 개발 시간 및 개발 비용으로 인해 종종 발생합니다. 분무 건조 중 점도 매개변수 실패는 다음을 포함하여 다양한 방식으로 생산 효율성에 영향을 미칩니다.

• 최종 제품 품질이 불안정함: 일관성 문제, 성분 변동, 건조 추출물 불량
• 사양에 맞지 않는 수분 함량
• 영양가의 손실
• 덜하거나 나쁜 맛
• 리벳 배치
• 짧은 유통 기한
• 생산 공정의 비효율: 생산성 및 이익 손실
• 에너지 낭비: 건조탑은 많은 에너지를 사용하고 간접비를 증가시킵니다.

농축 우유의 점도 측정은 비뉴턴 특성, 부유 고체 및 가스, 무거운 처리(압력, 진동, 오염) 및 세척 절차로 인해 까다롭습니다.

측정 과제

비뉴턴 흐름 특성, 숙성 특성, 부유 고형물 및 가스의 존재로 인해 농축 우유의 점도를 측정하는 것은 어려운 작업입니다. 공장 진동, 오염, 세척제, 먼지 등과 같은 열악한 공정 조건에 노출되면 식품 가공 공장의 온라인 프로브 설계에 추가적인 문제가 발생합니다.

현재 사용 가능한 많은 실험실 점도계에는 한계가 있습니다. 즉, 측정에 시간이 많이 걸리고 신속한 실시간 모니터링에 적합하지 않습니다.oring 농축물 점도가 높으며 복잡한 유변학적 특성을 지닌 시료(예: 시간, 온도 및 전단 의존성이 있는 재료)를 특성화하는 데 적합하지 않을 수 있습니다. 회전식 점도계에 대한 연구에 따르면 후자는 유제품 가공 환경에서 일부 제한 사항을 갖고 있으며 이는 분유 공장에서의 낮은 흡수율을 부분적으로 설명합니다. 기존 점도계의 일부 한계는 개선된 공정 제어를 위해 농축 점도를 실시간으로 모니터링하는 인라인 점도 측정을 통해 극복할 수 있습니다.

인라인 프로세스 모니터링의 요구 사항oring 장비

이상적인 PAT(Process Analytical Technologies) 도구는 고도로 자동화된 환경에서 작동하면서 프로세스 매개변수를 실시간으로 동시에 모니터링하고 측정할 수 있는 인라인 장비입니다. 기구는 위생적으로 설계되어야 하며 전체 공정 주기(생산 및 세척) 내에서 견고하게 작동해야 합니다. 이동 유체(예: 유제품 농축액)의 유변학적 특성을 인라인으로 측정하는 것은 PAT 도구가 공정 제어 최적화 측면에서 실질적인 가치를 더할 수 있는 공정 매개변수 중 하나입니다. 공정 점도 측정은 모니터에서 매우 중요합니다.oring 낙농 산업의 다양한 농축 공정 제어. 지속적인 모니터링oring 유체의 유변학적 거동을 통해 펌핑(펌프 막힘 및 고장 방지), 증발(오염 제한 및 수분 제거 최대화), 분무 건조(노즐 오염 방지) 등 공정을 최적화할 수 있습니다.

수집된 모든 측정값이 대표성을 갖도록 보장하기 위해 최적의 설계는 오염이 적고 반응 시간이 빠르며 샘플 재생이 양호하거나 샘플링이 필요하지 않은 경우 더 나은 장소에서 세척할 수 있어야 합니다. 프로브는 세균이 번식할 수 있는 사각지대 제거와 같은 위생 규정을 충족해야 합니다. 특정 분무 시스템은 고압 노즐을 사용하기 때문에 최적의 점도 측정 기술은 분무 유형에 따라 결정될 수 있습니다.

연구에 따르면 비틀림 진동은 모니터로 평가된 시스템 중 가장 문제 없는 성능을 제공하는 것으로 나타났습니다.oring 점도. 장점으로는 공장 진동에 대한 높은 내성, 청소 용이성, 낮은 유지 관리 요구 사항, 움직이는 부품이 없다는 점 등이 있습니다.

중요한 점은 측정이 유속 변화나 부유 물질이나 가스의 존재에 영향을 받지 않는다는 것입니다. 분무기 전 지점에 설치된 점도계는 분무 공정을 훨씬 효과적으로 제어하여 낭비를 줄이고 에너지 소비를 낮추며 제품 질감, 부피 밀도 및 수분 함량을 더 잘 제어할 수 있게 되었습니다. 인라인 점도 모니터oring 분유의 생산은 탈수 우유의 균질성을 최적화하고 일관된 재구성 제품을 생성하며 수율을 높이고 손실을 줄여 제조를 개선합니다.

콤팩트 한 폼 팩터, 움직이는 부품 없음 및 유지 보수 불필요

RheonicsSRV와 SRD는 간단한 OEM 및 개조 설치를 위한 매우 작은 폼 팩터를 가지고 있습니다. 이를 통해 모든 프로세스 흐름에 쉽게 통합할 수 있습니다. 청소가 쉽고 유지 관리나 재구성이 필요하지 않습니다. 설치 공간이 작아서 모든 프로세스 라인에 인라인 설치가 가능하므로 추가 공간이나 어댑터 요구 사항이 필요하지 않습니다.

위생적 위생 설계

Rheonics SRV 및 SRD는 다음에서 사용할 수 있습니다. tri-clamp 맞춤형 프로세스 연결 외에 DIN 11851 연결도 있습니다.

SRV 및 SRD는 모두 미국 FDA 및 EU 규정에 따른 식품 접촉 규정 준수 요구 사항을 준수합니다.

높은 안정성과 장착 조건에 민감하지 않음 : 모든 구성 가능

Rheonics SRV 및 SRD는 센서의 두 끝이 반대 방향으로 비틀어 장착 시 반응 토크를 상쇄하고 따라서 장착 조건 및 유량에 전혀 영향을 받지 않는 특허 받은 고유한 동축 공진기를 사용합니다. 센서 요소는 특별한 하우징이나 보호 케이지 요구 사항 없이 유체에 직접 위치합니다.

품질에 대한 즉각적인 정확한 판독 – 완전한 시스템 개요 및 예측 제어

Rheonics' 소프트웨어는 강력하고 직관적이며 사용하기 편리합니다. 통합 IPC 또는 외부 컴퓨터에서 실시간 공정 유체를 모니터링할 수 있습니다. 공장 전체에 분산된 여러 센서를 단일 대시보드에서 관리합니다. 펌핑으로 인한 압력 맥동이 센서 작동이나 측정 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 진동의 영향이 없습니다.

손쉬운 설치 및 재구성 / 재 교정 불필요 – 유지 보수 / 다운 타임 제로

센서가 손상된 경우에는 전자 장치를 교체하거나 다시 프로그래밍하지 않고 센서를 교체하십시오. 펌웨어 업데이트나 교정 변경 없이 센서와 전자 장치 모두를 즉시 교체할 수 있습니다. 간편한 장착. NPT와 같은 표준 및 맞춤형 프로세스 연결과 함께 사용 가능 Tri-Clamp, DIN 11851, 플랜지, Varinline 및 기타 위생 연결부. 특별한 방은 없습니다. 청소나 검사를 위해 쉽게 제거할 수 있습니다. SRV는 DIN11851 및 tri-clamp 쉬운 장착 및 분리를 위한 연결입니다. SRV 프로브는 CIP(Clean-in-Place)를 위해 밀봉되어 있으며 IP69K M12 커넥터로 고압 세척을 지원합니다.

Rheonics 장비에는 스테인레스 스틸 프로브가 있으며 선택적으로 특수한 상황을 위한 보호 코팅을 제공합니다.

낮은 전력 소비

정상 작동시 24A 미만의 전류를 소비하는 0.1V DC 전원 공급 장치.

빠른 응답 시간 및 온도 보상 점도

포괄적인 계산 모델과 결합된 초고속의 견고한 전자 장치는 Rheonics 업계에서 가장 빠르고 다재다능하며 가장 정확한 장치 중 하나입니다. SRV 및 SRD는 매초마다 실시간으로 정확한 점도(및 SRD의 밀도) 측정을 제공하며 유속 변화에 영향을 받지 않습니다!

광범위한 운영 기능

Rheonics' 장비는 가장 까다로운 조건에서 측정을 수행하도록 제작되었습니다.

SRV 사용할 수 있습니다 인라인 공정 점도계 시장에서 가장 광범위한 작동 범위 :

• 최대 5000 psi의 압력 범위
• -40 ~ 200 ° C의 온도 범위
• 점도 범위 : 0.5 cP ~ 50,000 cP (이상)

SRD : 단일 기기, 트리플 기능 – 점도, 온도 및 밀도

RheonicsSRD는 점도, 밀도, 온도 측정을 위한 세 가지 다른 장비를 대체하는 독특한 제품입니다. 세 가지 다른 기기를 같은 위치에 배치하는 어려움을 없애고 가장 가혹한 조건에서도 매우 정확하고 반복 가능한 측정을 제공합니다.

현장 청소 (CIP) 및 장소 멸균 (SIP)

SRV(및 SRD)는 모니터별로 유체 라인의 청소를 모니터링합니다.oring 세척 단계 중 세척제/용제의 점도(및 밀도). 작은 잔여물은 센서에 의해 감지되므로 작업자는 라인이 깨끗하고 목적에 맞는 시기를 결정할 수 있습니다. 또는 SRV(및 SRD)는 자동화된 세척 시스템에 정보를 제공하여 실행 간 완전하고 반복 가능한 세척을 보장함으로써 식품 제조 시설의 위생 표준을 완벽하게 준수하도록 보장합니다.

탁월한 센서 설계 및 기술

정교하고 특허받은 전자 장치는 이러한 센서의 두뇌입니다. SRV 및 SRD는 ¼” NPT, DIN 11851, 플랜지 및 Tri-clamp 운영자는 프로세스 라인의 기존 온도 센서를 SRV/SRD로 교체할 수 있으며 내장 Pt1000(DIN EN 60751 클래스 AA, A, B 사용 가능)을 사용하여 정확한 온도 측정 외에 점도와 같은 매우 가치 있고 실행 가능한 프로세스 유체 정보를 제공합니다. .

고객의 요구에 맞게 제작 된 전자 제품

트랜스미터 하우징과 소형 폼 팩터 DIN 레일 마운트 모두에서 사용할 수있는 센서 전자 장치를 사용하면 공정 라인과 기계의 내부 장비 캐비닛에 쉽게 통합 할 수 있습니다.

쉽게 통합 할 수

센서 전자 장치에 구현 된 여러 아날로그 및 디지털 통신 방법으로 산업용 PLC 및 제어 시스템에 간단하고 간단하게 연결할 수 있습니다.

아날로그 및 디지털 통신 옵션

선택적 디지털 통신 옵션

Rheonics 위험한 환경에서 사용할 수 있도록 ATEX 및 IECEx 인증을 받은 본질 안전 센서를 제공합니다. 이 센서는 폭발 가능성이 있는 환경에서 사용하도록 고안된 장비 및 보호 시스템의 설계 및 구성과 관련된 필수 건강 및 안전 요구 사항을 준수합니다.

본질안전 및 방폭 인증을 보유하고 있습니다. Rheonics 또한 기존 센서를 맞춤화할 수 있으므로 고객은 대안 식별 및 테스트와 관련된 시간과 비용을 피할 수 있습니다. 하나의 장치에서 최대 수천 개의 장치가 필요한 응용 분야에 맞춤형 센서를 제공할 수 있습니다. 리드타임이 몇 주에서 몇 달로 단축됩니다.

Rheonics SRV & SRD ATEX 및 IECEx 인증을 받았습니다.

실시간 점도 및 밀도 측정을 수행하려면 센서를 통에 직접 설치하십시오. 바이패스 라인이 필요하지 않습니다. 센서를 인라인으로 담글 수 있습니다. 유량 및 진동은 측정 안정성과 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 유체에 대해 반복적이고 연속적이며 일관된 테스트를 제공하여 혼합 성능을 최적화합니다.

Rheonics 혁신적인 유체 감지 및 모니터링을 설계, 제조 및 판매합니다.oring 시스템. 스위스에서 제작된 정밀함, Rheonics인라인 점도계와 밀도계는 응용 분야에서 요구하는 감도와 혹독한 작동 환경에서 생존하는 데 필요한 신뢰성을 갖추고 있습니다. 안정적인 결과 - 불리한 흐름 조건에서도 마찬가지입니다. 압력 강하 또는 유속의 영향이 없습니다. 이는 실험실의 품질 관리 측정에도 적합합니다. 전체 범위를 측정하기 위해 구성요소나 매개변수를 변경할 필요가 없습니다.