Линия по производству кондитерских изделий: как она работает, что в нее входит и как выбрать правильную установку для вашей пекарни

Что такое линия по производству кондитерских изделий и кому она нужна

Линия по производству кондитерских изделий — это серия взаимосвязанных машин и рабочих станций, расположенных последовательно для автоматизации или полуавтоматизации производства кондитерских изделий — от первоначального замеса теста до расслоения, формования, наполнения, расстойки, выпечки и упаковки. Вместо отдельных автономных машин, каждая из которых управляется пекарем отдельно, производственная линия объединяет эти этапы в непрерывный или почти непрерывный рабочий процесс, при этом тесто или продукт проходят через каждый этап процесса в контролируемой и повторяемой последовательности. Результатом является значительно более высокая производительность в час труда, постоянство размеров и веса продукции, а также возможность поддерживать стандарты качества при очень больших объемах производства, чего невозможно достичь только ручными методами.

Компании, которые инвестируют в линии по производству кондитерских изделий широко варьируются по своим масштабам. С другой стороны, ремесленная пекарня, переходящая от полностью ручного производства, может установить полуавтоматическую линию, способную производить от 500 до 1000 круассанов в час, используя тестораскаточную машину, ламинатор для масла и автоматическую машину для раскатки круассанов, сохраняя при этом ручную загрузку и размещение противней. В промышленном масштабе крупные производители хлебобулочных изделий используют полностью автоматизированные линии выпечки, производящие десятки тысяч единиц выпечки в час — от автоматических тестоделителей и систем ламинирования до формовочных машин с сервоуправлением, туннельных печей, спиральных систем охлаждения и роботизированной упаковки — с минимальным вмешательством человека, помимо мониторинга и проверок качества. Понимание того, где в этом спектре находится ваше предприятие и как выглядит следующий логический шаг в автоматизации, является отправной точкой для принятия любого инвестиционного решения в линию по производству кондитерских изделий.

Основные этапы линии производства кондитерских изделий

Полная линия по производству кондитерских изделий обычно включает в себя несколько отдельных этапов процесса, каждый из которых оснащен специальным оборудованием. Не каждая линия включает в себя все этапы — конкретная конфигурация зависит от типа продукта, требуемой производительности и уровня автоматизации — но понимание того, что делает каждый этап и почему он важен, обеспечивает основу для определения или оценки любой кондитерской линии.

Обращение с ингредиентами и дозирование

Промышленные линии по производству кондитерских изделий начинаются с автоматизированных систем дозирования ингредиентов, которые взвешивают и дозируют муку, воду, жир, сахар, соль, дрожжи и другие сухие и жидкие ингредиенты в систему смешивания в правильных пропорциях для каждого рецепта. Бункеры для муки с системами пневматической транспортировки, автоматическими клапанами дозирования жидкости и программным обеспечением для управления рецептами, которое контролирует последовательность дозирования, являются стандартными для хлебобулочных предприятий с большими объемами. Точная и повторяемая дозировка ингредиентов является основой стабильного качества продукта: даже небольшие изменения в содержании воды или жирности в тесте для слоеного теста приводят к измеримым различиям в текстуре и выходе конечного продукта. На полупромышленных линиях чаще используется ручное взвешивание с порционным перемешиванием, но автоматическое дозирование становится экономически эффективным при объемах теста, превышающих примерно 500 кг в смену.

Замешивание теста

На этапе смешивания структура клейковины в тесте доводится до требований, необходимых для последующего процесса ламинирования или формования. Тесто для слоеных изделий — круассанов, датского теста, слоеного теста — обычно замешивается до относительно недоразвитого состояния по сравнению с хлебным тестом, поскольку чрезмерно развитая клейковина затрудняет расслоение, заставляя тесто пружинить во время раскатывания. На промышленных линиях по производству кондитерских изделий используются спиральные или горизонтальные смесители с регулируемой скоростью и программируемыми кривыми смешивания, способные обрабатывать партии от 50 до 500 кг и более. Миксеры непрерывного действия, которые обрабатывают тесто постоянным потоком, а не отдельными партиями, используются на линиях с наибольшим объемом, чтобы исключить время периодического цикла, которое ограничивает пропускную способность при операциях периодического смешивания.

Тесто отдыхает и темперируется

После замешивания слоеному тесту требуется период отдыха — обычно от 20 до 45 минут при контролируемой температуре — чтобы клейковина расслабилась перед началом ламинирования. На промышленных линиях этот этап отдыха осуществляется в камерах замедлителя расстойки с регулируемой температурой или в охлаждаемых конвейерных системах, которые поддерживают постоянную температуру теста. Для слоеного теста и теста для круассанов решающее значение имеет достаточное время отдыха: недостаточно отдохнувшее тесто рвется при раскатке и приводит к неравномерному слоению. Блоки масла для ламинирования также должны быть выдержаны до определенной консистенции — обычно от 14 до 17°C — перед замешиванием, поскольку слишком холодное масло рассыпается, а не образует ровные слои, а слишком теплое масло тает в тесте, а не создает отчетливые жировые слои.

Ламинирование и листование

Ламинирование является определяющим процессом в производстве круассанов, датского и слоеного теста — многократное складывание и раскатывание теста с жировыми слоями между ними для создания сотен отдельных слоев теста и жира, которые создают характерную слоеную, легкую текстуру этих продуктов. В промышленных линиях ламинирования используются автоматизированные тестораскаточные машины с точным контролем зазора, устройства для укладки масляных блоков, которые механически оборачивают масло внутри тестового блока, а также системы складывания, которые выполняют последовательность складываний (обычно комбинации в три и четыре раза для достижения необходимого количества слоев) без ручной обработки. Количество получаемых слоев зависит от последовательности складывания: три двойных сгиба дают 27 слоев, три одинарных и один двойной сгиб - 32 слоя и так далее до нескольких сотен для слоеного теста. Поддержание постоянной толщины слоя жира и равномерного распределения жира на протяжении всего процесса ламинирования является основной технической задачей, а качество системы ламинирования напрямую определяет консистенцию готового продукта.

Формирование и резка

После ламинирования лист теста проходит через формовочную секцию, где его разрезают и формируют отдельные формы изделий — треугольники для круассанов, прямоугольники для датской выпечки, круги для волованов или полосы для различных раскатанных изделий. В промышленных машинах для формования кондитерских изделий используются ротационные ножи, штамповочные ножи или гильотинные ножи для изготовления изделий одинаковой формы с минимальным использованием отходов теста. Машины для раскатки круассанов автоматически раскатывают разрезанные треугольники в узнаваемую спиральную форму рожка со скоростью несколько тысяч штук в час. Датские кондитерские линии включают в себя устройства для отсадки и системы складывания, которые наносят начинку и создают различные датские форматы — вертушки, конверты, косички — на высокой скорости. Системы утилизации отходов теста собирают остатки теста между формованными заготовками и возвращают их на стадию ламинирования или на отдельную производственную линию, чтобы минимизировать отходы.

Заполнение и депонирование

Многие кондитерские изделия получают начинку — заварной крем, миндальный франжипан, фруктовый компот, шоколад, пикантные начинки — либо перед формованием, после формования, либо после выпечки. Промышленные устройства для заливки используют поршневые насосы, шестеренные насосы или шнековые системы для подачи точного веса начинки в определенное место на каждой детали со скоростью цикла, соответствующей скорости формования на входе. Контроль температуры начинки важен как для качества продукции, так и для безопасности пищевых продуктов: начинки на основе сливок должны храниться и откладываться при температурах, предотвращающих рост бактерий, а начинки из шоколада или ганаша должны поддерживаться при температуре, обеспечивающей правильную вязкость для равномерного нанесения без размазывания или переполнения оболочки теста.

Проверка

Изделия из дрожжевого теста — круассаны, датское тесто, шоколадная паста — после формования требуют стадии расстойки, на которой дрожжи ферментируются и тесто расширяется перед выпечкой. Для промышленной расстойки используются туннельные расстойные шкафы — длинные изолированные камеры с контролируемой температурой (обычно от 28 до 32°C) и влажностью (относительная влажность от 75 до 85%), через которые загруженные противни проходят по конвейеру. Время расстойки зависит от продукта и рецептуры — обычно от 60 до 120 минут для слоеного дрожжевого теста — а длина туннеля и скорость конвейера рассчитаны так, чтобы необходимое время расстойки соответствовало общей производительности линии. Незащищенные круассаны плотные, со спрессованными слоями; слишком расстойные изделия разрушаются в духовке и имеют неровную, открытую структуру мякиша. Точный контроль расстойки — один из наиболее важных показателей качества на линии по производству слоеного теста.

Выпечка

В промышленной выпечке кондитерских изделий используются туннельные печи — конвейерные печи непрерывного действия, через которые загруженные противни проходят с контролируемой скоростью, — или стеллажные печи, в которых циклически выпекаются полные тележки с продуктом. Туннельные печи являются стандартом для крупнообъемных непрерывных линий, предлагая точный позонный контроль температуры, что позволяет оптимизировать профиль выпечки для каждого продукта — обычно это начальная зона с высоким нагревом для пружины печи и карамелизации, за которой следуют зоны с более низким нагревом для внутреннего приготовления и развития цвета. Кондитерские изделия чувствительны к профилю выпечки, поскольку жировые слои должны плавиться и пропариваться в определенном температурном диапазоне, чтобы обеспечить характерный подъем и отделение хорошо слоенного продукта. Впрыск пара на ранней стадии выпечки используется для некоторых видов выпечки, чтобы замедлить образование корочки и максимизировать упругость печи.

Охлаждение, остекление и отделка

После выпечки кондитерские изделия перед упаковкой необходимо охладить до безопасной температуры — обычно ниже 27°C для продуктов, упакованных при комнатной температуре, или до температуры, близкой к температуре охлаждения, для охлажденных продуктов. На промышленных линиях по производству кондитерских изделий используются спиральные охладители или конвейеры с атмосферным охлаждением, которые транспортируют продукты через кондиционируемую зону охлаждения. Глазурь — нанесение яичной смывки, абрикосовой глазури, сахарного сиропа или помадки — можно наносить распылением, валиком или навесным устройством в определенных точках линии либо перед выпечкой для яичной смывки и некоторых сахарных отделок, либо после охлаждения для глазури из джема и помадки. Отсадочные машины для декорирования могут наносить кремовую, шоколадную или ореховую начинку в конце охлаждающего конвейера перед тем, как продукты попадут в упаковочную систему.

Типы линий по производству кондитерских изделий по категориям продукции

Различные категории кондитерских изделий предъявляют существенно разные требования к производственной линии. Линия, оптимизированная для производства круассанов, — это не то же самое, что линия, предназначенная для производства заварного теста или песочных коржей. Понимание конкретной конфигурации линии для ваших целевых продуктов позволяет избежать чрезмерного указания дорогостоящего оборудования, которое не будет использоваться, или недостаточного определения систем, которые не могут удовлетворить требования к вашему продукту.

Уровни автоматизации: от полуручных до полностью автоматизированных кондитерских линий

Линии по производству кондитерских изделий не являются бинарным выбором между ручными и полностью автоматизированными — они существуют на разных уровнях автоматизации, и правильное положение в этом спектре зависит от объема производства, сложности продукта, доступного капитала и условий на рынке труда. Понимание этапов автоматизации помогает предприятиям разумно планировать свои инвестиционные пути.

Уровень 1 — полуручной с ключевым механизмом

На этом уровне пекарня добавляет отдельные машины для выполнения наиболее трудоемких или критичных по качеству ручных задач (обычно это тестораскаточная машина и машина для раскатки круассанов), сохраняя при этом ручное управление на всех остальных этапах. Раскаточная машина обеспечивает постоянную толщину теста и сокращает трудозатраты на раскатывание, а раскаточная машина производит круассаны одинаковой формы гораздо быстрее, чем раскатывание вручную. Производительность обычно находится в диапазоне от 200 до 600 штук в час в зависимости от мощности машины и доступной рабочей силы. Это подходящая отправная точка для пекарен, производящих от 1000 до 5000 круассанов или датской выпечки в день, а инвестиции относительно скромны по сравнению с полной линией.

Уровень 2 — полуавтоматическая линия со встроенными этапами.

На этом уровне ключевые этапы производства механически интегрированы — линия ламинирования, формовочное оборудование и конвейерные системы связаны друг с другом так, что тесто проходит через процесс без ручной межэтапной обработки. Операторы загружают тестовые блоки в начале линии ламинирования и выгружают сформированные заготовки на противни на выходе из формования, но этапы ламинирования и формования проходят без ручной обработки теста между ними. Специальный туннельный расстойный шкаф и ярусная или стеллажная печь завершают этап выпечки. Производительность обычно колеблется от 1000 до 5000 штук в час для продуктов типа круассанов. Эта конфигурация подходит для оптовых пекарен и хлебобулочных предприятий в супермаркетах, производящих значительные ежедневные объемы.

Уровень 3 — высокоавтоматизированная непрерывная линия

При высочайшем уровне автоматизации вся производственная цепочка от замеса теста до упаковки продукта выполняется как непрерывная интегрированная система с минимальным вмешательством вручную. Автоматизированная обработка теста передает замешанное тесто на линию ламинирования без ручной загрузки; отходы теста автоматически восстанавливаются и перерабатываются; сформированные изделия автоматически переносятся на противни или непосредственно на ленту туннельной печи; выпечка проходит через систему охлаждения в автоматическую упаковку; Вся линия контролируется и управляется с центральной панели HMI (человеко-машинный интерфейс). Производительность варьируется от 5 000 до более 50 000 штук в час на крупнейших промышленных линиях. Капитальные вложения значительны — полная высокоскоростная линия по производству круассанов от такого производителя, как Rondo, Fritsch или Rheon, может представлять собой инвестиции в несколько миллионов евро, — но экономия затрат на рабочую силу и стабильность производительности оправдывают это при объемах промышленного производства.

Планирование мощностей: соответствие спецификации линии вашим производственным требованиям

Правильный выбор параметров линии по производству кондитерских изделий является одним из наиболее важных и наиболее часто неправильно выполняемых аспектов капиталовложений в хлебопекарное оборудование. Увеличение размеров линии приводит к тому, что оборудование работает ниже своего эффективного рабочего диапазона, к высоким капитальным затратам и затратам на техническое обслуживание на единицу продукции, а также к ненужной сложности. Недостаточная производительность приводит к возникновению узких мест в производстве, что ограничивает рост бизнеса и может потребовать дальнейших инвестиций раньше, чем ожидалось.

Отправной точкой является определение требуемой производительности в единицах в час или килограммах в час на этапе готовой продукции с учетом запланированных производственных часов в смену и смен в день, текущего и прогнозируемого спроса, ожидаемого ассортимента продукции и запланированной доли производственного времени, доступного после переналадки, очистки и технического обслуживания. Распространенной ошибкой является определение линии на основе пикового спроса без учета реального доступного производственного времени: линия с производительностью 3000 штук в час, которая работает на полную мощность только в течение 6 часов из 8-часовой смены из-за чистки, переналадки и небольших остановок, обеспечивает эффективную производительность максимум 2250 штук в час, а фактическая производительность может быть ниже, если незначительные незапланированные остановки происходят часто.

Сложность ассортимента продукции также существенно влияет на эффективную производительность линии. Линия, на которой подается один продукт, непрерывно работает с производительностью, близкой к номинальной. Линия, которая меняет форматы круассанов, шоколадных булочек и датского несколько раз за смену, теряет производственное время на смену формата и очистку — фактор, который следует реалистично оценивать при определении мощности линии. Особенности конструкции, обеспечивающие быструю замену — смена формата без использования инструментов, стандартизированные процедуры очистки и модульные системы инструментов — уменьшают это влияние и их стоит указать в качестве приоритета для линий, работающих с разнообразными ассортиментами продукции.

Требования гигиены и пищевой безопасности к оборудованию для производства кондитерских изделий

Линии по производству кондитерских изделий перерабатывают продукты, которые во многих случаях содержат ингредиенты высокого риска — яйца, молочные продукты, начинки на основе сливок — и распространяются через каналы розничной торговли и общественного питания, на которые распространяются строгие правила безопасности пищевых продуктов. Таким образом, гигиеническая конструкция оборудования производственной линии является не второстепенным фактором, а основным требованием спецификации, которое следует оценивать наряду с производительностью производства.

• Материалы поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами: Все поверхности, которые вступают в непосредственный контакт с тестом, начинкой или готовым продуктом, должны быть изготовлены из пищевых материалов — нержавеющей стали 304 или 316, пищевого полиэтилена, поверхностей с тефлоновым покрытием или других материалов, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами. Избегайте оборудования с алюминиевыми поверхностями, контактирующими с пищевыми продуктами, в средах с кислотными наполнителями или с поверхностными покрытиями, которые могут отслаиваться или отслаиваться на продукте.
• Открытая рама и возможность очистки: Каркасы и основания оборудования должны быть спроектированы таким образом, чтобы их было легко чистить — открытые стальные трубчатые рамы, обеспечивающие полный доступ для очистки, наклонные поверхности, которые отводят, а не удерживают воду и остатки, и минимальное количество горизонтальных поверхностей, на которых может скапливаться мусор продукта. Закрытые, недоступные полости в корпусах оборудования представляют собой гигиенический риск, и их следует избегать или герметизировать в любом оборудовании, предназначенном для производства пищевых продуктов.
• Класс IP электрических компонентов: Электрические панели, двигатели и компоненты управления оборудования линии кондитерских изделий должны иметь соответствующую степень защиты (IP) для режима очистки, используемого на предприятии. Оборудование, очищаемое струями воды под высоким давлением, требует степени защиты IP65 или выше для всех открытых электрических компонентов. Недооцененные электрические компоненты в условиях промывки представляют собой как угрозу безопасности, так и проблему надежности.
• Управление аллергенами: Для пекарен, производящих на одной линии кондитерские изделия, содержащие и не содержащие аллергены, оборудование должно поддерживать тщательные процедуры очистки от аллергенов между производственными циклами. Это требует простоты разборки для глубокой очистки всех частей, контактирующих с продуктом, четкого документирования процедур очистки и, в некоторых случаях, специальных производственных графиков, которые группируют продукты, содержащие аллергены, в конце производственной смены перед полной очисткой от аллергенов.
• Соответствие стандартам EHEDG и 3-A: Европейская группа по гигиеническому проектированию и проектированию (EHEDG) и санитарные стандарты 3-A (Северная Америка) публикуют рекомендации по гигиеническому проектированию и программы сертификации оборудования для пищевой промышленности. Оборудование, сертифицированное по этим стандартам, обеспечивает документальное подтверждение соответствия гигиенической конструкции и упрощает процесс аудита для клиентов, розничных продавцов и инспекторов регулирующих органов.

Ключевые вопросы, которые следует задать при оценке поставщиков линий по производству кондитерских изделий

Инвестиции в линию по производству кондитерских изделий предполагают долгосрочные отношения с поставщиком оборудования — по монтажу, пуско-наладке, обучению операторов, поставке запасных частей и постоянной технической поддержке. Для достижения успешного результата необходима столь же тщательная оценка поставщиков по этим параметрам, как и по самой спецификации оборудования.

• Можете ли вы предоставить отзывы пекарен, использующих аналогичные линии для производства сопоставимых продуктов? Обращение к референтным клиентам, которые используют такое же или похожее оборудование для одних и тех же типов продуктов, и дальнейшее общение с ними — это наиболее надежный способ оценить реальную производительность, надежность и качество послепродажной поддержки. Поставщик, неспособный или не желающий предоставить соответствующие рекомендации, заслуживает осторожности.
• Что входит в пакет пуско-наладочных работ и обучения операторов? Производственная линия, которая прибывает на объект, но не может эффективно эксплуатироваться из-за недостаточного обучения или поддержки при вводе в эксплуатацию, приводит к потере времени и денег. Подтвердите конкретно, какая поддержка при вводе в эксплуатацию включена — сколько дней, какие действия и включено ли в объем ввода в эксплуатацию пробное производство по вашим реальным рецептам.
• Каковы наличие запасных частей и сроки поставки критически важных компонентов? Остановка производственной линии — чрезвычайно дорогостоящее событие для пекарни с обязательствами по поставкам продукции клиентам. Убедитесь, что критически изнашиваемые детали — раскаточные ролики, режущие лезвия, конвейерные ленты, компоненты заправочного насоса — имеются на складе поставщика или доступны для доставки на следующий день, а не изготавливаются на заказ со сроком поставки в несколько недель.
• Какими возможностями удаленной диагностики и поддержки обладает линия? Современное промышленное оборудование кондитерских линий обычно включает возможность удаленного доступа, что позволяет инженерам поставщика диагностировать неисправности и во многих случаях устранять их без посещения объекта. Подтвердите, включена ли эта возможность, каковы обязательства по времени ответа и требуется ли для нее отдельный контракт на обслуживание после гарантийного периода.
• Какова гарантированная производительность и при каких условиях она гарантируется? Заявленные поставщиками производственные мощности обычно измеряются в идеальных условиях с использованием одного продукта, полностью оптимизированной рецептуры и опытных операторов. Попросите поставщика указать условия, при которых гарантируется номинальная мощность, и какие средства правовой защиты доступны, если линия не сможет достичь этой мощности после установки и ввода в эксплуатацию.
• Какова полная стоимость установки, включая коммунальные услуги, строительные работы и интеграцию? Стоимость приобретения оборудования обычно составляет всего от 60 до 75% от общей стоимости установки новой линии по производству кондитерских изделий. Модернизация электроснабжения, подключение сжатого воздуха и воды, дренаж, вытяжная вентиляция печи, усиление пола для тяжелого оборудования и интеграция с существующими системами — все это увеличивает общую стоимость. Настаивайте на общей смете установленной стоимости от поставщика до принятия бюджета, а не только на прейскурантной цене оборудования.