Лінія виробництва кондитерських виробів: як вона працює, що в неї входить і як вибрати правильну установку для вашої пекарні

Що таке лінія з виробництва кондитерських виробів і кому вона потрібна

Лінія виробництва кондитерських виробів — це серія взаємопов’язаних машин і робочих станцій, розташованих послідовно для автоматизації або напівавтоматизації виробництва кондитерських виробів — від початкового замішування тіста до ламінування, формування, наповнення, розстоювання, випікання та пакування. Замість окремих автономних машин, кожною з яких керує пекар окремо, виробнича лінія об’єднує ці етапи в безперервний або майже безперервний робочий процес, коли тісто або продукт проходять через кожен етап процесу в контрольованій і повторюваній послідовності. Результатом є значно більша продуктивність за робочу годину, постійні розміри та вага продукту, а також можливість підтримувати стандарти якості в дуже великих обсягах виробництва, чого неможливо було б досягти лише ручними методами.

Підприємства, які інвестують у лінії виробництва кондитерських виробів діапазон широкого масштабу. На меншому етапі реміснича пекарня, яка переходить на повністю ручне виробництво, може встановити напівавтоматичну лінію, здатну виробляти від 500 до 1000 круасанів на годину, використовуючи тісторозкаточну машину, ламінатор для масла та автоматичну машину для скручування круасанів, зберігаючи ручне завантаження та розміщення лотка. У промислових масштабах великі виробники хлібобулочних виробів запускають повністю автоматизовані кондитерські лінії, які виробляють десятки тисяч одиниць тіста на годину — від автоматизованих тісторозподільників і систем ламінування до сервокерованих формувальних машин, тунельних печей, спіральних систем охолодження та роботизованого пакування — з мінімальним людським втручанням, крім моніторингу та перевірки якості. Розуміння того, де ваша операція знаходиться в цьому спектрі, і як виглядає наступний логічний крок в автоматизації, є відправною точкою для будь-якого рішення про інвестиції в кондитерську лінію.

Основні етапи кондитерської виробничої лінії

Повна лінія з виробництва кондитерських виробів, як правило, охоплює кілька окремих етапів процесу, кожна з яких має спеціальне обладнання. Не кожна лінія включає в себе кожен етап — конкретна конфігурація залежить від типу продукту, необхідного результату та рівня автоматизації — але розуміння того, що робить кожен етап і чому це важливо, забезпечує структуру для визначення або оцінки будь-якої кондитерської лінії.

Обробка та дозування інгредієнтів

Промислові кондитерські лінії починаються з автоматизованих систем дозування інгредієнтів, які зважують і дозують борошно, воду, жир, цукор, сіль, дріжджі та інші сухі та рідкі інгредієнти в систему змішування в правильних пропорціях для кожного рецепту. Силоси для борошна з пневматичними транспортними системами, автоматизованими клапанами дозування рідини та програмним забезпеченням для керування рецептами, яке контролює послідовність дозування, є стандартними для пекарень великого обсягу. Точне та повторюване дозування інгредієнтів є основою незмінної якості продукту — навіть невеликі варіації вмісту води або жиру в ламінованому тісті спричиняють помітні відмінності в текстурі кінцевого продукту та виході. Напівпромислові лінії частіше використовують ручне зважування з порційним змішуванням, але автоматичне дозування стає рентабельним при обсягах понад приблизно 500 кг тіста за зміну.

Заміс тіста

Стадія змішування розвиває структуру клейковини в тісті до специфікації, необхідної для наступного процесу ламінування або формування. Кондитерське тісто для ламінованих продуктів — круасанів, датського тіста, листкового тіста — зазвичай замішується до відносно нерозвиненого стану порівняно з тістом для хліба, тому що надмірний вміст клейковини ускладнює ламінування, змушуючи тісто стрибати назад під час розкладання. На промислових кондитерських лініях використовуються спіральні міксери або горизонтальні міксери зі змінною швидкістю та програмованими кривими змішування, здатні обробляти партії від 50 до 500 кг і більше. Змішувачі безперервної дії, які обробляють тісто постійним потоком, а не окремими партіями, використовуються на лініях з найбільшим об’ємом, щоб усунути час періодичного циклу, який обмежує пропускну здатність операцій періодичного змішування.

Відпочинок і темперування тіста

Після замішування ламіноване тісто потребує періоду відпочинку — зазвичай від 20 до 45 хвилин при контрольованій температурі — щоб дозволити клейковині відпочити перед початком ламінування. На промислових лініях ця стадія відпочинку здійснюється в камерах сповільнювача-розстою з контрольованою температурою або в охолоджених конвеєрних системах, які утримують тісто при постійній температурі. Достатній час відпочинку має вирішальне значення для листкового тіста та тіста для круасанів — недостатньо відпочиле тісто рветься під час розкладання та спричиняє нерівномірне розшарування. Масляні блоки для ламінування також повинні бути загартовані до певної консистенції — як правило, від 14 до 17 °C — перед вставленням, оскільки надто холодне масло розбивається, а не утворює рівномірні шари, а надто тепле масло тане в тісті, а не створює чіткі шари жиру.

Ламінація та плівка

Ламінування є визначальним процесом у виробництві круасанів, датського та листкового тіста — багаторазове згортання та розкладання тіста з шарами жиру між ними для створення сотень різних шарів тіста та жиру, які створюють характерну пластівчасту, легку текстуру цих продуктів. На промислових лініях ламінування використовуються автоматизовані тісторозкаточні машини з точним контролем зазору, контейнери для масляних блоків, які механічно загортають масло в тістовий блок, і системи згортання, які виконують послідовність складання (зазвичай потрійні та чотириразові комбінації для досягнення необхідної кількості шарів) без ручного керування. Кількість шарів залежить від послідовності згортання — три подвійні згортання дають 27 шарів, три одинарні та одне подвійне — 32 шари, і так далі до кількох сотень для листкового тіста. Підтримання постійної товщини жирового шару та рівномірного розподілу жиру протягом усього процесу ламінування є головною технічною проблемою, і якість системи ламінування безпосередньо визначає консистенцію готового продукту.

Формування та розкрій

Після ламінування лист тіста проходить через формувальну секцію, де його розрізають і формують в окремі форми продукту — трикутники для круасанів, прямокутники для датської випічки, кола для во-о-вентів або смужки для різних рулетних виробів. У промислових машинах для формування кондитерських виробів використовуються ротаційні різаки, штампові різаки або гільйотинні різаки для отримання однорідних форм із мінімальною кількістю залишків тіста. Машини для розкочування круасанів автоматично згортають нарізані трикутники у впізнавану спіралеподібну форму зі швидкістю кілька тисяч шматочків на годину. Датські кондитерські лінії включають депонери та системи згортання, які наносять начинку та створюють різноманітні датські формати — вертушки, конверти, тасьми — на високій швидкості. Системи рекуперації відходів тіста збирають уламки між сформованими частинами та повертають їх на стадію ламінування або на окрему лінію виробництва, щоб мінімізувати відходи.

Наповнення та депонування

Багато кондитерських виробів отримують начинку — заварний крем, мигдальний франжипан, фруктовий компот, шоколад, пікантні начинки — до формування, після формування або після випічки. Промислові машини для наповнення наповнювачами використовують поршневі насоси, шестеренні насоси або шнекові системи для розміщення точної ваги наповнення у визначеному місці на кожній деталі зі швидкістю циклу, що відповідає швидкості формування на початку потоку. Контроль температури начинки важливий як для якості продукту, так і для безпечності харчових продуктів — кремову начинку потрібно зберігати та відкладати при температурах, які запобігають розвитку бактерій, тоді як шоколадну чи ганашну начинку слід підтримувати при температурі, яка забезпечує правильну в’язкість для рівномірного укладання без розмазування чи переливання тіста.

Перевірка

Вироби з дріжджового тіста — круасани, данська випічка, шоколадне печиво — вимагають етапу розстоювання після формування, на якому дріжджі бродять і тісто розширюється перед випіканням. Для промислової розстойки використовуються тунельні розстойки — довгі ізольовані камери з контрольованою температурою (зазвичай від 28 до 32 °C) і вологістю (відносна вологість від 75 до 85 %), через які завантажені дека проходять конвеєром. Час розстоювання залежить від продукту та рецептури — зазвичай від 60 до 120 хвилин для ламінованого дріжджового тіста — а довжина тунелю та швидкість конвеєра розроблені таким чином, щоб відповідати необхідному часу розстоювання загальній пропускній здатності лінії. Недостиглі круасани щільні зі спресованими шарами; вироби, що перестоялися, руйнуються в духовці і мають нерівну, відкриту структуру м’якушки. Точне керування розстойкою є одним із найважливіших параметрів якості на лінії виробництва ламінованого тіста.

Випічка

Для промислового випікання кондитерських виробів використовуються тунельні печі — безперервні конвеєрні печі, через які завантажені лотки проходять із контрольованою швидкістю, — або стелажні печі, які випікають повні візки продукту в циклах. Тунельні печі є стандартом для безперервних ліній великого об’єму, пропонуючи точне позональне регулювання температури, що дозволяє оптимізувати профіль випічки для кожного продукту — як правило, початкова зона високого нагріву для пружини печі та карамелізації, а потім зони з нижчим нагріванням для внутрішнього приготування та розвитку кольору. Кондитерські вироби чутливі до профілю випікання, оскільки шари жиру повинні розтопитися та пропаритися в певному температурному діапазоні, щоб створити характерний підйом і відділення добре ламінованого продукту. Інжекція пари на ранній стадії випікання використовується для деяких типів кондитерських виробів, щоб затримати утворення скоринки та збільшити пружину духовки.

Охолодження, скління та оздоблення

Після випікання кондитерські вироби перед пакуванням мають бути охолоджені до безпечної температури — як правило, нижче 27°C для упакованих продуктів навколишнього середовища або до температури, близької до холодної для охолоджених продуктів. Промислові кондитерські лінії використовують спіральні охолоджувачі або конвеєри навколишнього охолодження, які транспортують продукти через кондиціоновану зону охолодження. Глазурування — нанесення яєчної мийки, абрикосової глазурі, цукрового сиропу або помадки — можна наносити розпиленням, валиком або завісною машиною у визначених точках лінії або перед випіканням для яєчної мийки та цукрової обробки, або після охолодження для джемової глазурі та помадки. Декоратори можуть наносити крем, шоколадний крапель або горіхову начинку наприкінці охолоджувального конвеєра перед тим, як продукти потраплять у пакувальну систему.

Типи кондитерських виробничих ліній за товарними категоріями

Різні категорії кондитерських виробів мають суттєво різні вимоги до виробничих ліній. Лінія, оптимізована для виробництва круасанів, – це не те ж саме, що розроблена для заварного тіста або пісочного тіста. Розуміння конкретної конфігурації лінії для ваших цільових продуктів дозволяє уникнути надмірної специфікації дорогого обладнання, яке не використовуватиметься, або недостатньої специфікації систем, які не можуть впоратися з вашими вимогами до продукту.

Рівні автоматизації: від напівручного до повністю автоматизованого кондитерського виробництва

Лінії для виробництва кондитерських виробів не є подвійним вибором між ручним і повністю автоматизованим — вони існують на спектрі рівнів автоматизації, і правильна позиція в цьому спектрі залежить від обсягу виробництва, складності продукції, наявного капіталу та умов ринку праці. Розуміння етапів автоматизації допомагає підприємствам розумно планувати свій інвестиційний шлях.

Рівень 1 — напівручний з ключовою технікою

На цьому рівні пекарня додає окремі машини для виконання найбільш трудомістких або важливих для якості ручних завдань — як правило, тісторозкаточну машину та машину для розкачування круасанів — зберігаючи ручне керування для всіх інших етапів. Розкатувальна машина забезпечує постійну товщину тіста та скорочує трудомісткість ламінування, тоді як розкочувальна машина формує однорідні круасани набагато швидше, ніж розкочування вручну. Продуктивність зазвичай становить від 200 до 600 штук на годину залежно від потужності машини та доступної робочої сили. Це відповідна відправна точка для пекарень, які виробляють від 1000 до 5000 круасанів або датської випічки на день, а інвестиції відносно скромні порівняно з повною лінією.

Рівень 2 — напівавтоматична лінія з вбудованими ступенями

На цьому рівні ключові етапи виробництва механічно об’єднані — лінія ламінування, обладнання для формування та конвеєрні системи пов’язані таким чином, що тісто рухається в процесі без ручного переміщення між етапами. Оператори завантажують тістові блоки на початку лінії ламінування та вивантажують сформовані шматки на деко на виході з форми, але етапи ламінування та формування проходять без ручного переміщення тіста між ними. Етап випікання завершують спеціальний тунельний розстійний пристрій і духовка на решітках. Продуктивність круасанів зазвичай коливається від 1000 до 5000 штук на годину. Ця конфігурація підходить для оптових пекарень і пекарень у супермаркетах, які виробляють значні щоденні обсяги.

Рівень 3 — високоавтоматизована безперервна лінія

На найвищому рівні автоматизації вся виробнича послідовність від замісу тіста до упакованого продукту працює як безперервна інтегрована система з мінімальним ручним втручанням. Автоматизована обробка тіста передає замішане тісто на лінію ламінування без ручного завантаження; брухт тіста автоматично відновлюється та переробляється; сформовані шматки автоматично переносяться на деко або безпосередньо на стрічку тунельної печі; випічка проходить через систему охолодження до автоматичної упаковки; і вся лінія контролюється та контролюється з центральної панелі HMI (інтерфейс людина-машина). Продуктивність коливається від 5 000 до понад 50 000 штук на годину на найбільших промислових лініях. Капітальні інвестиції є значними — повна високошвидкісна лінія для виробництва круасанів від таких виробників, як Rondo, Fritsch або Rheon, може становити інвестиції в кілька мільйонів євро, — але економія витрат на оплату праці та стабільність виробництва виправдовують це за обсягів промислового виробництва.

Планування потужностей: відповідність специфікацій лінії вашим виробничим вимогам

Правильне визначення розмірів кондитерської виробничої лінії є одним із найважливіших аспектів капіталовкладень у обладнання для хлібопекарського виробництва, яким найчастіше не керуються. Збільшення розміру лінії призводить до того, що обладнання працює нижче свого ефективного робочого діапазону, високих капітальних витрат і витрат на технічне обслуговування на вироблену одиницю, а також непотрібної складності. Заниження розміру призводить до вузького місця у виробництві, яке обмежує зростання бізнесу та може вимагати додаткових інвестицій раніше, ніж очікувалося.

Відправною точкою є визначення необхідної продуктивності в штуках на годину або кілограмах на годину на стадії готового продукту, враховуючи заплановані виробничі години на зміну та зміни на день, поточний і прогнозований попит, очікуваний асортимент продукції та заплановану частку виробничого часу, доступного після переналагодження, очищення та технічного обслуговування. Поширеною помилкою є вказівка ​​лінії на основі пікового попиту без урахування реальних доступних годин виробництва — лінія з номінальною продуктивністю 3000 штук на годину, яка працює на повну потужність лише протягом 6 годин 8-годинної зміни через прибирання, переналагодження та незначні зупинки, забезпечує ефективну продуктивність щонайбільше 2250 штук на годину, а фактична продуктивність може бути нижчою, якщо часті незначні незаплановані зупинки.

Складність асортименту продукції також значно впливає на ефективну потужність лінії. Лінія, на якій працює один продукт, безперервно працює з близькою до номінальної потужності. Лінія, яка кілька разів за зміну змінює формати круасанів, пені з шоколадом і датського формату, втрачає виробничий час на зміну формату та очищення — фактор, який слід реалістично оцінювати під час визначення потужності лінії. Конструкційні функції швидкої зміни — зміна формату без використання інструментів, стандартизовані процедури очищення та модульні системи інструментів — зменшують цей вплив, і їх варто вказувати як пріоритет для ліній, що обробляють різноманітні асортименти продукції.

Гігієнічні вимоги та вимоги безпеки харчових продуктів до обладнання для виробництва кондитерських виробів

Кондитерські виробничі лінії обробляють продукти, які в багатьох випадках містять інгредієнти високого ризику — яйця, молочні продукти, начинки на основі вершків — і розповсюджуються через канали роздрібної торгівлі та громадського харчування, що підлягають суворим нормам безпеки харчових продуктів. Таким чином, гігієнічний дизайн обладнання виробничої лінії є не другорядним питанням, а основною вимогою специфікації, яку слід оцінювати поряд з продуктивністю виробництва.

• Матеріали поверхні, що контактують з їжею: Усі поверхні, які безпосередньо контактують з тістом, начинкою чи готовим продуктом, мають бути виготовлені з харчових матеріалів — нержавіючої сталі 304 або 316, харчового поліетилену, поверхонь з тефлоновим покриттям або інших матеріалів, дозволених для контакту з харчовими продуктами. Уникайте обладнання з алюмінієвими поверхнями, що контактують з харчовими продуктами, у середовищах із кислотними наповнювачами або з поверхневими покриттями, які можуть відколоти чи відшаруватися на продукті.
• Відкрита рама та можливість очищення: Каркаси та основи обладнання мають бути сконструйовані для зручності очищення — відкриті трубчасті сталеві рами, які забезпечують повний доступ для очищення, похилі поверхні, які стікають, а не утримують воду та залишки, і мінімальна кількість горизонтальних поверхонь, де можуть накопичуватися залишки продукту. Закриті, недоступні порожнини в корпусах обладнання становлять гігієнічний ризик, і їх слід уникати або закривати в будь-якому обладнанні, призначеному для харчового виробництва.
• Рейтинг IP електричних компонентів: Електричні панелі, двигуни та компоненти керування на обладнанні кондитерської лінії повинні мати відповідний рівень захисту від проникнення (IP) для режиму очищення, який використовується в установі. Обладнання, яке очищується водяними струменями під високим тиском, вимагає класу IP65 або вище для всіх відкритих електричних компонентів. Занижені номінальні електричні компоненти в середовищі промивання є одночасно загрозою безпеці та проблемою надійності.
• Управління алергенами: Для пекарень, які виробляють як алергеновмісні, так і безалергенні кондитерські вироби на одній лінії, обладнання повинно підтримувати процедури ретельного очищення від алергенів між циклами виробництва. Для цього необхідна легкість розбирання для глибокого очищення всіх частин, що контактують із продуктом, чітка документація щодо процедур очищення та в деяких випадках спеціальні виробничі графіки, які групують продукти, що містять алергени, наприкінці виробничої зміни перед повним очищенням від алергенів.
• Відповідність стандартам EHEDG і 3-A: European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG) і 3-A Sanitary Standards (Північна Америка) публікують рекомендації щодо гігієнічного проектування та програми сертифікації для харчового обладнання. Обладнання, сертифіковане за цими стандартами, забезпечує задокументовану гарантію гігієнічної відповідності конструкції та спрощує процес аудиту для клієнтів, роздрібних торговців та інспекторів з контролю.

Ключові запитання, які слід задати під час оцінки постачальників ліній виробництва кондитерських виробів

Інвестиції в кондитерську лінію передбачають довгострокові відносини з постачальником обладнання — для монтажу, введення в експлуатацію, навчання операторів, постачання запчастин і постійної технічної підтримки. Оцінка постачальників за цими параметрами так само ретельно, як і за специфікаціями самого обладнання, є важливою для успішного результату.

• Чи можете ви надати довідкові відомості від пекарень, які мають аналогічні лінії для порівнянних продуктів? Найнадійнішим способом оцінити реальну продуктивність, надійність і якість післяпродажної підтримки є звернення до довідкових клієнтів, які використовують те саме або подібне обладнання для тих самих типів продуктів, і подальші контакти з ними. Постачальник, який не може або не бажає надати відповідні посилання, вимагає обережності.
• Що входить до пакету введення в експлуатацію та навчання оператора? Виробнича лінія, яка прибуває на місце, але не може ефективно працювати через недостатню підготовку або підтримку введення в експлуатацію, витрачає час і гроші. Конкретно підтвердьте, яка підтримка введення в експлуатацію включена — скільки днів, які види діяльності та чи включено пробне виробництво за вашими фактичними рецептами в обсяг введення в експлуатацію.
• Яка доступність запасних частин і термін виконання для критичних компонентів? Зупинка виробничої лінії є надзвичайно дорогою подією в пекарні, яка зобов’язана постачати клієнту. Переконайтеся, що критично важливі деталі, що зношуються, — валики для розкатування, ріжучі леза, конвеєрні стрічки, компоненти наповнювального насоса — зберігаються на складі постачальника або доступні для доставки наступного дня, а не виготовляються на замовлення з багатотижневим терміном виконання.
• Які можливості дистанційної діагностики та підтримки має лінія? Сучасне промислове обладнання кондитерської лінії зазвичай включає можливість віддаленого доступу, що дозволяє інженерам постачальника діагностувати несправності та в багатьох випадках усувати їх без відвідування місця. Перевірте, чи включена ця можливість, який час відповіді зобов’язаний і чи вимагає окремий контракт на обслуговування після закінчення гарантійного періоду.
• Що таке гарантована продуктивність і за яких умов вона гарантується? Заявлені постачальниками вихідні потужності зазвичай вимірюються в ідеальних умовах з одним продуктом, повністю оптимізованою рецептурою та досвідченими операторами. Попросіть постачальника вказати умови, за яких гарантується номінальна потужність, і який регрес доступний, якщо лінія не зможе досягти цієї потужності після встановлення та введення в експлуатацію.
• Яка повна встановлена ​​вартість, включаючи комунальні послуги, будівельні роботи та інтеграцію? Ціна придбання обладнання зазвичай становить лише 60-75% від загальної вартості встановлення нової лінії виробництва кондитерських виробів. Модернізація електропостачання, з’єднання стисненого повітря та води, дренаж, вентиляція для витяжки печі, посилення підлоги для важкого обладнання та інтеграція з існуючими системами – все це збільшує загальну вартість. Наполягайте на оцінці загальної вартості встановленого обладнання від постачальника до прийняття бюджетних зобов’язань, а не лише на прейскурантній ціні обладнання.