人造黄油生产中的乳化罐

为什么需要乳化？

人造黄油是一种油包水 (O/W) 型乳液，但经过加工后，会转化为稳定的水包油 (W/O) 型乳液。初始阶段制备均匀的预乳液至关重要，因为：

1. 均匀分散：确保水滴（含有盐、牛奶蛋白、山梨酸等防腐剂和乳酸等酸化剂）均匀分布在脂肪相中。
2. 成分整合：充分溶解和分散所有微量成分，如乳化剂、色素和香精。
3. 工艺稳定性：为下游冷却装置提供稳定均匀的进料。预乳化不稳定会导致最终产品质地差、水分散性不稳定，并可能出现变质问题。

乳化罐的关键部件

典型的储罐是一个封闭的、带夹套的立式容器，通常由不锈钢（例如304或316L）制成，以确保卫生和耐腐蚀性。其主要部件包括：

1. 搅拌系统：这是最关键的部分。它通常包括：
   • 高速剪切混合器（叶轮）：通常，径向流叶轮类似于涡轮转子定子混合器这样就产生了强烈的机械剪切力，将液体从顶部拉下来，迫使它通过定子的细小孔隙，有效地打碎液滴，形成乳液。
   • 锚式或桨式搅拌器：低速刮板式搅拌器紧贴罐壁运行。它的作用是确保罐内所有物料充分搅拌，防止出现死区，并确保整批物料均匀混合。它还能防止油脂在夹套罐的低温罐壁上结晶。
2. 加热/冷却夹套：储罐壁有双层夹套，导热流体（通常是热水）在其中循环。这对于以下方面至关重要：
   • 融化：确保所有油脂在乳化前完全呈液态。
   • 温度控制：将混合物保持在一定温度下高于熔点最高的脂肪成分的熔点（通常比乳液温度高 5-10°C，通常在 45-60°C 左右）。这对于防止过早结晶至关重要，过早结晶会破坏乳液。
3. 原料港：多条进料管线，用于添加不同相：
   • 大宗加热油混合物和水/盐水相的主管道。
   • 较小的端口用于添加少量成分，例如卵磷脂、香料、色素和维生素。
4. 真空系统（可选但常见）：该储罐可在轻微真空条件下运行。这有两个目的：控制系统：现代储罐集成了PLC/SCADA系统，可自动控制温度、搅拌速度、配料添加顺序和保持时间。
   • 脱气：去除混合物中夹带的空气，防止最终人造黄油出现多孔或颗粒状质地，并改善其密度和外观。
   • 受控环境：防止加工过程中敏感油脂氧化。

操作顺序

乳化罐内的过程遵循特定的顺序：

1. 收费：首先将液态油混合物（包含硬质脂肪、软质油脂和脂溶性乳化剂，如单甘油酯和双甘油酯）泵入储罐。然后开启夹套加热装置以维持温度。
2. 混合：启动锚式搅拌器以产生涡流。
3. 添加：水相（含有水、盐、防腐剂和水溶性成分）被缓慢地计量注入到旋转的油相的涡流中。向油中加水（而不是反过来）促进油包水乳液的形成。
4. 高剪切乳化：当两相都加入后，启动高剪切转子-定子混合器，运行一段设定的时间（例如 5-15 分钟），以形成精细的预乳液。
5. 保持：将混合物置于轻柔的搅拌和温度控制下，直至准备好泵送到下一阶段（如果适用，则泵送到巴氏杀菌器，然后泵送到冷却装置）。

接下来会发生什么？

然后，将该罐中的粗乳液泵送到刮板式换热器（Votator™ 或 A 型单元）在这里，经过强烈的冷却和机械作用，脂肪结晶。大约细小分散的水滴稳定了油包水乳液，并形成了人造黄油的最终塑料结构和质地。

摘要：要点

• 目的：形成均匀、粗糙、稳定的脂肪相和水相预乳液。
• 关键参数： 温度控制保持所有油脂处于熔化状态至关重要。
• 关键机制： 高剪切机械搅拌用于将水相分解成数百万个微小液滴。
• 结果：稳定的预乳化可确保最终人造黄油产品具有均匀的质地、味道、颜色和货架稳定性。

从本质上讲，乳化罐决定了后续所有工序的基础。如果乳化罐的乳化效果不佳，后续工序将无法补救，最终会导致产品质量不达标。