رفتن به محتوای اصلی

شیمی فرآیند · ۳ مهر ۱۴۰۳

مخازن تخمیر و کارایی در تولید مواد غذایی و نوشیدنی

انتخاب‌های طراحی و ابزاردقیق که یک مخزن تخمیر را از ظرفی که صرفاً کار می‌کند به تجهیزی تبدیل می‌کنند که توان تولید و یکنواختی کارخانه را هدایت می‌کند.

مخازن تخمیر و کارایی در تولید مواد غذایی و نوشیدنی

پس از آنکه یک کارخانه فرآیند تخمیر خود را مشخص کرد، مخزنی که فرآیند در آن اجرا می‌شود به بزرگ‌ترین اهرم منفرد بر بازده و یکنواختی محصول تبدیل می‌شود. دو خط تولید که با کشت و فرمول یکسان کار می‌کنند می‌توانند حجم‌های هفتگی بسیار متفاوت و نوسان بسیار متفاوتی بین دسته‌ها تولید کنند، صرفاً به دلیل نحوه ساخت و ابزاردقیق ظرف. برای یک تولیدکننده مواد غذایی یا نوشیدنی که در حال اندازه‌گذاری ظرفیت جدید یا رفع گلوگاه یک خط موجود است، پرسش کارایی به‌ندرت به زیست‌شناسی مربوط می‌شود، بلکه به زمان چرخه، کنترل دما و تکرارپذیری مربوط است.

زمان چرخه دسته

زمانی که یک مخزن بین دسته‌ها در دسترس نیست، ظرفیت مرده محسوب می‌شود؛ به همین دلیل زمان چرخه معمولاً اولین موردی است که ارزش رسیدگی دارد. این زمان دو جزء دارد: خودِ تخمیر که با کشت و فرمول تعیین می‌شود، و زمان بازگشت (تخلیه، تمیزکاری، استریل‌کردن و پرکردن مجدد)، که با ظرف تعیین می‌شود. یک سیستم CIP متناسب با حجم مخزن و آرایش توپ‌های اسپری که بدون دخالت دستی به هر سطح داخلی می‌رسد می‌تواند زمان بازگشت را از ساعت‌ها به کسری از آن کاهش دهد، و از آنجا که زمان بازگشت یک سربار ثابت روی هر دسته است، کوتاه‌کردن آن در سراسر برنامه تولید تأثیری تجمعی به‌مراتب بیشتر از هرگونه تغییر در خودِ زمان تخمیر ایجاد می‌کند.

دقت کنترل دما و بازده

بازده تخمیر و طعم یا یکنواختی محصول به‌طور غیرمعمولی به سختگیری در نگه‌داشتن دما حساس هستند، نه صرفاً به مقدار نقطه تنظیم. یک ژاکت با سطح انتقال حرارت کافی و یک مدار گلیکول یا آب سرد به‌خوبی تنظیم‌شده، دسته را در طول اوج گرمازای تخمیر (جایی که بیشترین بار حرارتی واقعاً رخ می‌دهد) در یک محدوده باریک نگه می‌دارد؛ یک ژاکت کوچک‌تر از حد لازم یا یک حلقه کنترل که از نقطه تنظیم عبور می‌کند و حول آن نوسان می‌کند، حتی زمانی که فرمول و نرخ تلقیح یکسان باشند، نوسان بین دسته‌ها ایجاد می‌کند. در خطوط چندظرفی، متناسب‌سازی ظرفیت انتقال حرارت هر مخزن با وظیفه یکسان است که دسته‌های موازی را قابل‌تعویض می‌سازد، به‌جای اینکه هر کدام نیازمند تنظیم جداگانه خود باشند.

ابزاردقیق و تکرارپذیری

خروجی قابل‌تکرار به دانستن آنچه واقعاً در مخزن رخ داده بستگی دارد، نه صرفاً آنچه قرار بوده رخ دهد. حسگرهای دما، فشار و سطح که به یک سیستم ثبت یا اسکادا داده می‌دهند، به اپراتور اجازه می‌دهند انحراف را در حین شکل‌گیری آن ببیند، نه پس از پایان دسته، و تاریخچه سوابق دسته را می‌سازند که به کارخانه اجازه می‌دهد یک مشکل کیفی را به یک انحراف فرآیندی مشخص مرتبط کند، نه اینکه حدس بزند. این به همان اندازه که یک موضوع کیفیت است، یک موضوع کارایی نیز هست: مخزنی که یک همزن گیرکرده یا شیر ژاکتی که باز نشده را گزارش می‌دهد، دسته‌ای را نجات می‌دهد که در غیر این صورت از دست می‌رفت یا نیاز به بازکاری داشت.

اندازه‌گذاری متناسب با برنامه تولید

مخزنی که برای دسته‌ای که در آن اجرا می‌شود بیش‌ازحد بزرگ باشد، در پرکردن و خنک‌کردن آن یوتیلیتی را هدر می‌دهد؛ و مخزنی که نسبت به تقاضا کوچک‌تر از حد لازم باشد، تعداد دسته‌های بیشتری در هفته را تحمیل می‌کند تا آنچه برنامه CIP و بازگشت به‌راحتی تحمل می‌کند. پاسخ درست به‌ندرت یک ظرف بزرگ واحد است: چند مخزن با اندازه صحیح که دسته‌های زمان‌بندی‌شده متناوب را اجرا می‌کنند معمولاً انعطاف‌پذیری بیشتری به کارخانه می‌دهند تا خروجی را با تقاضا تطبیق دهد، و اجازه می‌دهند تمیزکاری و نگهداری یک مخزن بدون توقف تولید در بقیه انجام شود. توزیع دسته‌ها میان چند ظرف کوچک‌تر همچنین بار روی یوتیلیتی‌های مشترک مانند آب سرد و تغذیه CIP را هموار می‌کند، که در غیر این صورت باید متناسب با اوج تقاضای یک مخزن بزرگ واحد که چرخه خنک‌سازی خود را یک‌جا به پایان می‌رساند، اندازه‌گذاری شود.

مکفن مخازن تخمیر را با سطح ژاکت، همزدن و ابزاردقیقی که متناسب با زمان چرخه هدف و حجم دسته کارخانه مشخص شده طراحی و تولید می‌کند، به‌طوری‌که یک خط جدید متناسب با توان تولیدی که واقعاً باید ارائه دهد اندازه‌گذاری شود.

برچسب‌ها
  • مخزن تخمیر
  • بهره‌وری
  • تولید مواد غذایی و نوشیدنی
  • محصولات تخمیری
  • بهینه‌سازی فرآیند