מד קשיות ג'ל החלב-ייצוב תפוקת גבינה באמצעות ניטור בתהליך של קרישת חלב

ייצוב תפוקת גבינה באמצעות ניטור בתהליך של קרישת חלב

רקע
גבינה מתקבלת בתהליך של קרישת חלב ולאחר מכן הפרדה של ג'ל החלב לשני שלבים – נוזל (מי גבינה) ומוצק (גבינה). שלב מרכזי בתהליך ייצור הגבינה כולל חיתוך ג'ל החלב שנוצר לקוביות קטנות כדי לאפשר הפרדת מי הגבינה על ידי הגדלת יחס שטח הפנים לנפח של הגבינה.
בחירת זמן החיתוך משפיעה רבות על התפוקה, רמת הלחות ואיכות הגבינה. חיתוך מוקדם מדי, כשהגבינה עדיין אינה מוצקה מספיק, מוביל לאובדן תפוקה בשל יצירת חלקיקי גבינה קטנים ואובדן שומן. מנגד, חיתוך מאוחר מדי גורם ללחות גבוהה יותר בגבינה בשל קריסה מופחתת של הג'ל. מצב זה עלול להשפיע על תהליך ההבשלה ואיכות המוצר הסופי.

בהקשר זה, שיפור התפוקה והפחתת השונות באיכות הגבינה הם בעלי חשיבות כלכלית רבה. כיוון שייצור החלב אחראי ליותר מ-90% מהטביעת הפחמן של תעשיית הגבינות, מקסום התפוקה יכול גם להפחית את ההשפעה הסביבתית של תהליכי הייצור התעשייתיים.

ג'ל החלב נחתך בדרך כלל בזמן קבוע מראש או לפי הערכה סובייקטיבית של יצרן הגבינות לגבי מרקם ומראה הג'ל. גישה זו עלולה להוביל לשונות ניכרת בתפוקה, מכיוון שגורמים רבים המשפיעים על חוזק הג'ל אינם נותרים קבועים. יש צורך דחוף במערכת אובייקטיבית וכמותית לקביעת זמן קרישת החלב וזמן החיתוך, כדי לשפר את תהליך ייצור הגבינה, להגדיל את האוטומציה, להפחית את השונות ולמקסם את התפוקה.

למטרה זו, פיתחה חברת Rheolution את מד קשיות ג'ל החלב CoaguSens™ Connect –  מכשיר הבדיקה הראשון המאפשר:
— מדידה כמותית של קשיחות ג'ל החלב במהלך הקרישה.
— ניטור בתהליך של יצירת ג'ל החלב בזמן אמת.
— ניטור מדויק של זמן החיתוך.

תיעוד יישום זה מציג את תוצאות המחקר שבוצע במפעל גבינות להערכת ההשפעה של שליטה בקשיחות ג'ל החלב בשלב החיתוך באמצעות CoaguSens™ Connect על השונות בתפוקת הגבינה. המחקר בוצע במפעל גבינות בינוני בקנדה המייצר גבינת צ'דר.

המסמך מתאר את השלב השני במסע לשיפור התפוקה: ייצוב תפוקת הגבינה באמצעות ניטור בתהליך של קרישת החלב.

CoaguSens™ Connect
המכשיר CoaguSens™ Connect מתאר בזמן אמת את התפתחות קשיחות ג'ל החלב במהלך הקרישה (כתוצאה מפעולת אנזימים או תסיסה). הטכנולוגיה מבוססת על עיקרון מכני פטנט: מדידת תגובת ג'ל החלב לרטט קל ועדין באמצעות לייזר שאינו יוצר מגע פיזי. המידע מעובד לערך כמותי של קשיחות הג'ל (אלסטיות או מודול גזירה G').

תכונות עיקריות:

— מדידת קשיחות בזמן אמת.
— בקרת טמפרטורה בין 20°C ל-50°C.
— הגנה לפי תקן IP65.
— פרוטוקול תקשורת עם מערכות PLC: Modbus TCP/IP.

המכשיר כולל ממשק ידידותי למשתמש, CoaguTouch™, שמאפשר ניהול, ניתוח והעברת נתונים, ומתאים להשתלבות במערכות אוטומציה קיימות.

מחקר פיילוט במפעל
מטרות המחקר:

1. למדוד קשיחות הג'ל במהלך הקרישה, ובפרט בזמן החיתוך המדויק.
2. לייצב את השונות בתפוקת גבינת הצ'דר על ידי ייצוב הקשיחות בזמן החיתוך.

המחקר חולק לשני שלבים:
שלב I – שלב הלמידה
בשלב זה נמדדה קשיחות ג'ל החלב במהלך הקרישה במגוון אצוות. הזמן הממוצע והקשיחות בזמן החיתוך נקבעו על סמך הערכות יצרני הגבינה וניטור מקביל של CoaguSens™ Connect.

שלב II – חיתוך לפי קשיחות הג'ל
בשלב זה, הג'ל נחתך כאשר קשיחותו הגיעה לערך הממוצע שנקבע בשלב I. נאספו נתוני תפוקה ונבדקה השפעת שליטה טובה יותר על זמן החיתוך על השונות בתפוקת הגבינה.

תוצאות
בשלב II, החיתוך התבצע על פי הקשיחות הממוצעת, מה שהוביל להפחתה של 45% בשונות התפוקה ושל 28% בשונות רמת הלחות בגבינה.

סיכום
השימוש ב-CoaguSens™ Connect אפשר שיפור משמעותי באוטומציה של תהליך ייצור הגבינה, ייצוב התפוקה, שיפור איכות המוצר והפחתת עלויות.