ヨーグルト発酵生産ライン: プロセス、設備、設計に関する考慮事項

ヨーグルトのパイロット生産から完全な工業生産まで拡張したい乳製品工場は、通常、タンクの容量についての質問から始まります。プロジェクトの成功を実際に決定する問題は異なります。低温殺菌装置、発酵タンク、冷却能力、CIP 洗浄、および充填装置が 1 つの信頼性の高いシーケンスとして動作できるかどうかです。私たちの酪農工学プロジェクトでも、同じ結論が繰り返し出てきます。ヨーグルト発酵生産ラインは、プロセス段階を個別に購入するのではなく、一緒に設計した場合にのみ、一貫したバッチを生産します。

ヨーグルト発酵生産ラインの内容

ヨーグルト発酵生産ラインは、生乳の受け入れから始まり、包装された製品の冷蔵保管までの一貫したチェーンです。発酵はラインの中心ですが、その結果は上流の前処理と、培養が完了した後に適用される冷却プロファイルに依存します。以下の表は、典型的な中容量または大容量回線の主な段階をまとめたものです。

コンパクトなラインでは、複数のステージを 1 つのスキッドに組み合わせることができます。大規模なラインでは、通常、より高いスループットと並列バッチを可能にするために分離されます。適切な構成は、機器カタログだけではなく、日々の生産計画、SKU の数、およびパッケージ形式によって決まります。

発酵の良し悪しを決める設備

発酵タンクと温度管理

発酵により乳糖が乳酸に変わります。 pH は約 6.6 から 4.2 ～ 4.5 に下がり、乳タンパク質が凝固して柔らかいゲルになります。ほとんどのヨーグルト培養は 42 ～ 43 °C で最適に機能し、タンクは容積全体にわたってその温度を狭い範囲内に維持する必要があります。目標の pH に達すると、ジャケットが冷水に切り替わり、培養活動が停止します。

撹拌ヨーグルトの場合、撹拌機が最終的なボディを決定します。流速が速すぎると、ジェルが損傷し、製品が水っぽく感じられます。作動が遅すぎると、温度と pH が均一ではなくなります。だからこそ、 ステンレス製発酵タンク 一般的なサイズ表から選択するのではなく、培養タイプ、pH エンドポイント、および冷却ランプを念頭に置いて指定する必要があります。

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熱処理と均質化

発酵前に、ミルクベースを85〜95℃で5〜10分間加熱します。これは、乳清タンパク質の変性によりゲルの保水能力が向上し、ヨーグルトにしっかりとしたボディが与えられるため、飲用牛乳に使用される低温殺菌温度よりも高くなります。熱処理により、スターターカルチャーと競合する可能性のあるバックグラウンド微生物叢も減少します。

A 熱交換器スキッド 回生セクション付きは中規模および大規模ラインの標準ソリューションです。再生セクションは、出ていく熱い製品から熱を回収し、通常、直接加熱で消費されるエネルギーの 85 パーセント以上を節約します。同じスキッドがライン全体の加熱および冷却のバックボーンとして機能することができます。

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品質保護としてのCIP洗浄

ヨーグルト装置は、タンクの壁やパイプに粘りのある膜を残す高タンパク質、高脂肪の製品を扱います。このフィルムを除去しないと、腐敗微生物の温床となり、発酵がどれほど注意深く管理されていたとしても、次のバッチの保存期限は失われてしまいます。

定置洗浄 (CIP) は、このギャップを埋めます。完全な CIP洗浄システム装置 パッケージには発酵タンク、熱交換器、パイプライン、充填機が含まれます。乳製品の汚れの場合、アルカリ洗浄に続いて酸ですすぎ、最後に水ですすぐのが標準的な順序であり、すすぎ水の品質はレシピで使用される生成水と一致する必要があります。

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ヨーグルトの食感と賞味期限を形作るプロセスの選択

セットヨーグルトとかき混ぜヨーグルト

製品タイプによりラインレイアウトが変わります。ヨーグルトを消費者用カップに直接セットして発酵させるため、ゲルが形成された後にポンプで汲み上げる必要はありません。充填機は正確である必要があり、カップは培養と冷却の間穏やかに動きます。撹拌ヨーグルトはバルクタンク内で発酵し、ポンプで汲み上げられ、冷却され、フルーツまたはフレーバーと混合されて充填されます。このルートには、ゲルを均一に破壊するタンク撹拌機、せん断耐性のあるポンプ、およびテクスチャーを破壊することなく粘性のある製品を処理できる冷却セクションが必要です。

ギリシャ風ヨーグルトは、濾過または膜濾過によって濃縮され、ラインに分離ステップが追加され、固形物の処理が変更されます。一方、飲むヨーグルトでは、より穏やかな撹拌と異なる充填温度が使用されます。これらのバリエーションは、最初からタンク容量、ポンプの選択、冷却能力に影響を与えるため、プロセス設計段階で検討するのが最適です。

冷却曲線と発酵時間

冷却ステップは、バッチの一貫性が得られるか失われるかです。製品が約 10°C 以下に冷却されるまで培養は活発なままであるため、ゆっくりと冷却することで pH が下がり続け、ヨーグルトはより酸性になり、より薄くなります。ほとんどのレシピでは、42 ～ 43 ℃ から 30 ～ 60 分以内に 20 ℃ 未満まで冷却し、その後保管するために 4 ℃ まで冷却するという実用的な範囲が定義されています。

培養活動は生乳の品質とスターターの投与量によって変化するため、制御システムは固定タイマーではなく、測定された pH 値に基づいて冷却を開始する必要があります。発酵と冷却の制御を実際の製品の状態にリンクさせたラインは、事前に設定されたスケジュールで稼働するラインよりも確実に目標の酸度を維持します。

ラインのサイジングと購入の準備

キャパシティプランニングとバッチスケジュール

容量は通常、フィラーでは 1 時間あたりのリットル、タンクファームでは 1 日あたりのメートルトンで表示されますが、実際のボトルネックは発酵時間であることがよくあります。一般的なバッチでは 4 ～ 6 時間発酵し、その後冷却と充填にさらに時間がかかります。発酵タンクの総容積よりも、発酵タンクの数の方が重要な場合があります。タンクが 2 つあると、1 つのバッチを冷却して充填しながら、次のバッチを培養できるため、充填装置が忙しくなり、1 日のサイクルが短縮されます。フレーバー、配合、文化を変更するたびに中間洗浄サイクルが必要となるため、SKU の数も重要です。

購入前に確認すべきこと

価格以上の点でサプライヤーを比較してください。ステンレス鋼のグレード、製品接触部の表面仕上げ、撹拌シールの設計が洗浄効果と寿命を左右しますのでご確認ください。文書化された参考資料を求め、制御システムがバッチごとに温度、pH、および洗浄データを記録していることを確認します。同じインフラストラクチャが後で他に何を生成できるかを尋ねる価値もあります。多くの酪農場では、1 つの牛乳受け取りおよび低温殺菌セクションを使用して、ヨーグルト ラインと牛乳ラインの両方に供給しています。 低温殺菌牛乳の生産ライン 、全体的な投資収益率が向上します。

エンジニアリングの範囲が機器の価格と同じくらい重要である理由

新しい工場の場合、プロセス レイアウトによって配管の長さ、CIP 戻りラインの位置、および冷蔵室のサイズが決まります。責任を持って対応するサプライヤー エンジニアリングとシステム統合 1 つの契約の下で機器の設計、ユーティリティ、設置を調整できます。これにより、プロジェクトのスケジュールが短縮され、紙の上では機能しても実際の建物では清掃や保守ができないラインという古典的な問題が回避されます。

信頼できるヨーグルトプロジェクトの要点

私たちがこれまでに取り組んで成功したヨーグルト プロジェクトはすべて、同じ順序に従いました。最初に製品パラメータを定義し、次にそのパラメータを中心にラインを設計しました。発酵時間、冷却プロファイル、洗浄頻度、および包装形式はすべて 1 つのシステムに属しており、機器は別のカタログから組み立てるのではなく、そのシステムに適合するように選択する必要があります。構成を比較したり、新しい容量を計画している場合、実際的な次のステップは、完全な構成を確認することです。 ヨーグルト発酵生産ライン 概要を確認し、独自のプロセスをそれにマッピングします。