Tanques de fermentação e eficiência na produção de alimentos e bebidas

Depois de uma fábrica ter decidido um processo de fermentação, o tanque em que este é executado torna-se a maior alavanca isolada sobre o rendimento e a consistência do produto. Duas linhas que utilizam a mesma cultura e a mesma receita podem produzir volumes semanais muito diferentes, e uma variação lote a lote muito diferente, unicamente devido à forma como o recipiente é construído e instrumentado. Para um produtor de alimentos ou bebidas que está a dimensionar nova capacidade ou a desbloquear uma linha existente, a questão da eficiência raramente tem a ver com a biologia: tem a ver com o tempo de ciclo, o controlo de temperatura e a repetibilidade.

Tempo de ciclo do lote

O tempo em que um tanque fica indisponível entre lotes é capacidade morta, pelo que o tempo de ciclo é geralmente o primeiro ponto a atacar. Tem duas componentes: a fermentação em si, definida pela cultura e pela receita, e o tempo de rotação (drenagem, limpeza, esterilização e reabastecimento), definido pelo recipiente. Um sistema CIP dimensionado para o volume do tanque e uma disposição de bolas de pulverização que alcança todas as superfícies internas sem intervenção manual pode reduzir o tempo de rotação de horas para uma fração disso, e como o tempo de rotação é um custo fixo em cada lote, encurtá-lo tem um efeito cumulativo em todo o programa de produção muito maior do que qualquer alteração no próprio tempo de fermentação.

Precisão do controlo de temperatura e rendimento

O rendimento da fermentação, bem como o sabor ou a consistência do produto, são invulgarmente sensíveis ao rigor com que a temperatura é mantida, não apenas ao valor do ponto de ajuste. Uma camisa com área de transferência de calor adequada e um circuito de glicol ou água gelada bem ajustado mantém o lote dentro de uma faixa estreita durante o pico exotérmico da fermentação, onde efetivamente recai a maior parte da carga térmica; uma camisa subdimensionada ou uma malha de controlo que ultrapassa e oscila em torno do ponto de ajuste produz variação lote a lote mesmo quando a receita e a taxa de inoculação são idênticas. Em linhas com vários recipientes, ajustar a capacidade de transferência de calor de cada tanque à mesma tarefa é o que torna os lotes paralelos intermutáveis, em vez de cada um precisar do seu próprio ajuste.

Instrumentação e repetibilidade

Um resultado repetível depende de se saber o que realmente aconteceu no tanque, não apenas o que era pretendido. Sensores de temperatura, pressão e nível que alimentam um sistema de registo ou SCADA permitem que um operador veja um desvio à medida que se desenvolve, em vez de depois de o lote estar concluído, e constroem o histórico de registos de lote que permite a uma fábrica correlacionar um problema de qualidade com um desvio de processo específico em vez de adivinhar. Isto é tanto uma questão de eficiência como de qualidade: um tanque que assinala um agitador encravado ou uma válvula de camisa que não abriu salva um lote que de outra forma seria perdido ou retrabalhado.

Dimensionamento em função do programa de produção

Um tanque sobredimensionado para o lote que processa desperdiça utilidades ao enchê-lo e arrefecê-lo; um tanque subdimensionado para a procura obriga a mais lotes por semana do que o programa de CIP e de rotação suporta confortavelmente. A resposta certa raramente é um único recipiente grande: vários tanques corretamente dimensionados a executar lotes escalonados geralmente dão a uma fábrica mais flexibilidade para ajustar a produção à procura, e permitem que a limpeza e a manutenção de um tanque ocorram sem parar a produção nos outros. Escalonar lotes por vários recipientes mais pequenos também suaviza a carga sobre utilidades partilhadas, como a água gelada e o fornecimento de CIP, que de outra forma teriam de ser dimensionadas para a procura de pico de um único tanque grande a terminar o seu ciclo de arrefecimento de uma só vez.

A Makfen projeta e fabrica tanques de fermentação com a área de camisa, a agitação e a instrumentação especificadas em função do tempo de ciclo alvo e do volume de lote da fábrica, de modo que uma nova linha seja dimensionada para o rendimento que realmente deve entregar.