Desain lini pengolahan susu
Sebuah lini pengolahan susu yang lengkap dan sukses dapat menghasilkan produk berbasis susu secara efisien, serta menyelesaikan alur kerja terpadu dari bahan baku hingga pengemasan. Melalui beragam peralatan pengolahan susu yang berbeda, susu dapat diproduksi dengan cepat. Hal ini tidak hanya menghubungkan berbagai peralatan mekanis, tetapi juga mewujudkan tingkat integrasi sistem yang tinggi dari sisi perangkat lunak.
Hari ini, mari kita bahas konsep desain lini pengolahan pada pabrik pasteurisasi susu penuh, membahas poin-poin penting dalam desain lini pengolahan susu, memahami metode integrasi berbagai peralatan, serta membahas proses produksi susu dan berbagai kemungkinan masalahnya.
Lini pengolahan susu akan menghadapi berbagai masalah dalam proses produksi aktual. Lini pengolahan susu kami harus mampu menemukan masalah-masalah ini tepat waktu dan menyelesaikannya dengan cepat. Misalnya:
Terkait produk - mengenai kualitas bahan baku, proses pengolahan, dan produk akhir
Terkait proses – mengenai kapasitas pabrik, pemilihan dan kompatibilitas komponen, tingkat kendali proses, ketersediaan media pemanas dan pendingin, pembersihan peralatan pengolahan, dll.
Ekonomi - total biaya produksi untuk memenuhi standar kualitas yang ditentukan harus serendah mungkin
Hukum - peraturan yang menetapkan parameter proses serta pemilihan komponen dan solusi sistem
Di sebagian besar negara yang mengolah susu menjadi berbagai produk, undang-undang menetapkan persyaratan tertentu untuk melindungi konsumen dari mikroorganisme patogen. Rumusan dan rekomendasinya mungkin berbeda, tetapi kombinasi berikut mencakup persyaratan yang paling umum:
perlakuan panas
Susu harus diproses dengan perlakuan panas yang mampu membunuh semua mikroorganisme patogen. Suhu minimum 72 °C / waktu penahanan 15 detik harus tercapai.
Suhu pemanasan harus direkam secara otomatis dan catatannya harus disimpan selama waktu yang ditentukan.
Klarifikasi sebelum perlakuan panas
Karena susu biasanya mengandung zat padat, seperti partikel kotoran, sel darah putih (leukosit), dan sel somatik (jaringan payudara), susu harus dijernihkan. Karena pasteurisasi kemungkinan tidak akan efektif jika bakteri tersembunyi di dalam gumpalan dan partikel dalam susu, maka susu harus dijernihkan sebelum dipanaskan. Susu dapat dijernihkan dengan filter atau, lebih efektif, dengan klarifier sentrifugal.
Penukar panas telah dihitung, sehingga tekanan yang lebih tinggi harus digunakan
Hal ini tetap berada dalam aliran susu yang dipasteurisasi dibandingkan dengan susu yang tidak dipasteurisasi dan media servis. Jika terjadi kebocoran pada penukar panas, susu yang dipasteurisasi harus mengalir ke susu atau media pendingin yang belum dipasteurisasi, dan tidak boleh mengalir ke arah sebaliknya. Untuk memastikan hal ini, biasanya diperlukan penggunaan booster pump untuk menghasilkan tekanan diferensial, yang diwajibkan di beberapa negara.
Jika suhu produk pasteurisasi turun karena sementara kekurangan media pemanas, pabrik harus dilengkapi dengan katup shunt untuk mengalihkan susu yang belum cukup dipanaskan kembali ke tangki penyeimbang.
Proses kendali jarak jauh memerlukan peralatan berikut:
Silo untuk menyimpan susu mentah.
Penukar panas pelat, pipa isolasi, dan unit air panas untuk pemanasan dan pendinginan.
Klarifier sentrifugal (karena hanya susu penuh yang diolah, pemisah sentrifugal tidak diperlukan dalam kasus ini).
Tangki penyimpanan antara digunakan untuk penyimpanan sementara susu olahan.
Pipa dan fitting untuk menghubungkan komponen utama serta katup pneumatik untuk mengontrol dan mendistribusikan aliran produk dan cairan pembersih.
Pompa yang digunakan untuk mengangkut susu melalui seluruh pabrik pengolahan susu.
Peralatan kontrol untuk mengatur kapasitas, suhu pasteurisasi, dan posisi katup.
Berbagai sistem utilitas:
– pasokan air
– produksi uap
– pendinginan refrigeran
– udara bertekanan untuk perangkat pneumatik
– listrik
– air drainase dan air limbah.
Kebutuhan media utilitas dihitung setelah desain pabrik disepakati. Karena itu, sebelum menentukan jumlah dan daya mesin listrik, jumlah mesin pneumatik, unit operasi, jam kerja pabrik, dan sebagainya, perlu diketahui urutan suhu pasteurisasi serta spesifikasi seluruh area lain yang memerlukan pemanasan dan pendinginan (refrigerasi, sistem pembersihan, dll.). Buku ini tidak membahas perhitungan seperti itu.
Tangki silo
Jumlah dan ukuran silo bergantung pada rencana pengiriman susu mentah serta volume setiap pengiriman. Agar pabrik dapat beroperasi terus-menerus tanpa berhenti karena kekurangan bahan baku, harus tersedia pasokan susu mentah yang memadai.
Sebaiknya susu disimpan setidaknya satu jam sebelum diproses, karena selama waktu ini susu akan melepaskan gas secara alami. Pencampuran singkat diperbolehkan, tetapi sebenarnya tidak perlu diaduk hingga sekitar 5–10 menit sebelum silo dikosongkan agar massa keseluruhan seimbang. Ini mencegah gangguan pada proses pelepasan gas alami.
Tujuan utama pasteurisasi susu adalah untuk menghilangkan mikroorganisme patogen. Untuk itu, susu biasanya dipanaskan hingga tidak kurang dari 72 °C selama minimal 15 detik, lalu segera didinginkan. Banyak negara menetapkan parameter ini dalam peraturan mereka. Penukar panas pelat paling umum digunakan dalam pasteurisasi susu di pasar. Untuk operasi jangka panjang, dapat digunakan penukar panas tubular. Penukar panas tipe scraper digunakan untuk produk kental.
Pada penukar panas pelat, pelat penghubung antara tiap bagian dilengkapi dengan saluran masuk dan keluar untuk produk serta media utilitas. Sambungan masuk dan keluar dapat diarahkan secara vertikal maupun horizontal. Ujung penukar panas pelat (rangka dan pelat tekan) juga dapat dilengkapi dengan saluran masuk dan keluar.
Untuk operasi jangka panjang, penukar panas tubular menjadi alternatif pengganti penukar panas pelat.
Air panas atau uap jenuh pada tekanan atmosfer dapat digunakan sebagai media pemanas dalam pasteurizer. Namun, karena perbedaan suhu yang besar, uap panas tidak digunakan. Oleh karena itu, media pemanas yang paling umum digunakan adalah air panas, yang biasanya sekitar 2–3 °C lebih tinggi daripada suhu yang dibutuhkan produk.
Uap dialirkan dari ketel uap pada tekanan 600–700 kPa (6–7 bar). Uap digunakan untuk memanaskan air, lalu memanaskan produk hingga suhu pasteurisasi.
Pengontrol suhu bekerja pada katup pengatur uap untuk menjaga suhu pasteurisasi tetap konstan. Setiap kecenderungan penurunan suhu produk akan segera dideteksi oleh sensor di saluran produk sebelum pipa penahanan. Sensor kemudian mengubah sinyal ke pengendali, yang membuka katup pengatur uap untuk memasok lebih banyak uap ke air. Hal ini akan menaikkan suhu air sirkulasi dan mencegah penurunan suhu pada produk.
Panjang dan ukuran pipa penahanan yang terletak di luar dihitung berdasarkan waktu penahanan yang diketahui, kapasitas per jam peralatan, dan ukuran pipa, yang biasanya sama dengan pipa yang memasok peralatan pasteurisasi. Biasanya, pipa penahanan ditutup dengan penutup baja tahan karat untuk mencegah orang terbakar dan terpapar radiasi saat menyentuhnya.
Susu harus dipasteurisasi dengan benar sebelum keluar dari penukar panas pelat. Jika suhu turun di bawah 72 °C, susu yang belum dipasteurisasi harus disimpan terpisah dari produk yang sudah dipasteurisasi. Untuk tujuan ini, pemancar suhu dan katup shunt dipasang pada pipa di hilir pipa isolasi. Jika pemancar suhu mendeteksi bahwa susu yang melaluinya belum sepenuhnya dipanaskan, susu yang belum dipasteurisasi dikembalikan ke tangki penyeimbang.
