사례 연구: 전단 분산 유화제, 식품 제조업체의 소스 생산 효율성 향상,
식품 가공 산업에서 제품의 질감, 유통 기한, 생산 확장성은 소비자 기대와 소매 수요를 충족하는 데 매우 중요합니다. 토마토 소스, 바비큐 소스, 크림 치즈 기반 소스 등 다양한 풍미의 소스를 전문으로 하는 지역 식품 제조업체는 혼합 및 유화 공정에서 지속적인 어려움에 직면했습니다. 이러한 문제는 제품 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 회사의 시장 확장을 제한했습니다. 이 사례 연구에서는 전단 분산 유화제의 도입이 이러한 문제점을 어떻게 해결하고 제조업체의 성장을 지원했는지 살펴봅니다.,
배경: 제조업체의 생산 문제점,
10년 이상 동안 제조업체는 소스 재료를 혼합하기 위해 기존 리본 믹서를 사용했습니다. 이 장비는 기본 제형(예: 첨가물이 거의 없는 단순 토마토 소스)에는 효과가 있었지만, 크림 갈릭 파마산 소스(치즈 커드 및 오일 포함) 및 매운 바비큐 소스(으깬 고추 플레이크 및 증점제 포함)와 같이 더 복잡한 소스를 포함하도록 제품 라인을 확장하면서 어려움을 겪었습니다.,
제조업체가 직면한 주요 과제는 세 가지였습니다.,
리본 믹서의 저속 혼합(최대 300rpm)은 고체 재료를 완전히 분해하고 오일-수 혼합물을 유화하는 데 실패했습니다. 크림 파마산 소스의 경우, 이로 인해 치즈 덩어리가 보이고 오일 분포가 고르지 않았습니다. 일부 병은 위에 기름층이 있었고, 다른 병은 지나치게 걸쭉했습니다. 바비큐 소스의 경우, 으깬 고추 플레이크가 부분적으로 남아 있어 소비자들이 자주 불만을 제기하는 거친 질감을 만들었습니다. 일관성 없는 품질로 인해 제품 반품률이 12%에 달해 브랜드 평판에 손상을 입혔습니다.,
질감을 개선하기 위해 제조업체는 공정에 수동 단계를 추가했습니다. 혼합 후 작업자는 수동 침지형 블렌더를 사용하여 덩어리를 분해한 다음, 미세한 체로 소스를 걸러내 처리되지 않은 입자를 제거했습니다. 크림 파마산 소스 200L 배치의 경우, 이러한 추가 단계로 인해 생산 주기에 2.5시간이 더해져 총 처리 시간이 3시간에서 5.5시간으로 늘어났습니다. 하루에 4배치만 생산할 수 있었기 때문에 제조업체는 대규모 소매 주문의 납기를 놓치는 경우가 많았습니다.,
수동 여과 단계는 상당한 폐기물을 발생시켰습니다. 각 소스 배치의 약 8~10%가 잔류물(예: 혼합되지 않은 치즈 커드 또는 고추 플레이크)로 폐기되었습니다. 한 달 동안 이는 약 300kg의 폐기된 재료로 이어졌으며, 회사에 800~1,000달러의 월간 수리 비용을 발생시켰습니다.,
솔루션: 전단 분산 유화제 투자,
식품 응용 분야에 맞춘 혼합 기술을 연구한 후, 제조업체는 고전단 믹서, 콜로이드 밀, 전단 분산 유화제 등 세 가지 유형의 장비를 평가했습니다. 가장 문제가 많은 소스에 대한 소규모 배치(50L) 현장 시험을 거친 후, 제조업체는 세 가지 주요 이유로 식품 등급 전단 분산 유화제를 선택했습니다. 고체 입자 분해와 오일-수 유화를 모두 처리할 수 있는 능력, 식품 안전 표준(3A 위생 인증) 준수, 제조업체의 기존 200L 및 500L 스테인리스 스틸 탱크와의 호환성.,
선택된 전단 분산 유화제의 주요 특징은 다음과 같습니다.,
고체 입자 감소를 위한 1차 전단 영역과 유화를 위한 2차 영역을 갖춘 이중 스테이지 로터-스테이터 설계로 최대 10,000rpm의 속도를 낼 수 있습니다.,
- 위생적인 구조: 식품과 접촉하는 모든 부품은 316L 스테인리스 스틸로 제작되었으며, 세균 번식을 방지하고 세척을 용이하게 하기 위해 매끄럽고 틈새가 없는 표면을 갖추고 있습니다.,
- 작업자가 전단 강도를 조절할 수 있는 가변 주파수 드라이브(VFD) - 걸쭉하고 크림 같은 소스와 얇고 입자 기반 소스 간의 전환에 중요합니다.,
통합 프로세스는 장비 설치, 위생 검증(식품 안전 요구 사항 충족) 및 생산 팀 교육을 포함하여 2주가 걸렸습니다. 제조업체는 수동 개입이 가장 많이 필요했던 제품인 크림 갈릭 파마산 소스로 유화제를 먼저 테스트한 후 다른 소스로 사용을 확대했습니다.,
크림 파마산 소스의 수정된 생산 흐름은 다음과 같습니다.,
재료 준비,
- 결과: 품질, 효율성 및 비용의 실질적인 개선,
전단 분산 유화제를 사용한 지 6주 이내에 제조업체는 모든 주요 지표에서 극적인 개선을 보았습니다.,
1. 일관되고 고품질의 질감,
고전단 공정은 크림 파마산 소스의 덩어리를 제거하고 바비큐 소스의 고추 플레이크를 완전히 분해했습니다. 소비자 피드백 설문 조사에서 "질감"에 대해 90%의 긍정적 평가(이전 65%에서 증가)를 받았으며, 제품 반품률은 12%에서 1.5%로 감소했습니다. 안정성 테스트에서도 소스가 더 이상 분리되지 않는다는 것이 확인되었습니다. 크림 파마산 소스는 9개월 동안 균일한 일관성을 유지하여(구 시스템에서는 6개월에서 증가) 유통 기한을 연장하고 만료된 제품의 폐기물을 줄였습니다.,
2. 더 빠른 생산 주기,
크림 파마산 소스 200L 배치의 총 처리 시간은 5.5시간에서 1.75시간으로 감소했습니다(68% 감소). 제조업체의 일일 생산량은 4배치에서 10배치로 증가하여 대량 주문을 제때 처리할 수 있었습니다. 예를 들어, 리본 믹서로 생산하는 데 5일이 걸렸을 바비큐 소스 2,000L의 소매 주문은 2일 만에 완료되어 회사가 지역 식료품 체인과 새로운 연간 계약을 체결할 수 있었습니다.,
3. 폐기물 감소 및 운영 비용 절감,
처리되지 않은 재료의 폐기물은 8~10%에서 2% 미만으로 감소하여 제조업체가 약 1,200달러의 월간 재료 비용을 절감했습니다. 유화제의 에너지 효율성은,
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