Beslag is cruciaal voor functionaliteit

Consistentie van het beslag tijdens het coaten is cruciaal voor een kosteneffectief, herhaalbaar en uniform product. Viscositeit speelt een zeer belangrijke rol bij het garanderen van een gecontroleerde consistentie van beslagmixen. Het waarborgen en bewaken van de viscositeit van het beslag of de coating is echter niet triviaal. Beslagen zijn complexe vloeistoffen. Ze bestaan doorgaans uit een aantal gedispergeerde fasen, zoals bloem, vet, water en lucht. Voldoende viscositeit is vereist om fasescheiding te voorkomen tijdens het mengen, de vloertijd en het bakken in de oven. Voor zeer viskeuze beslagsystemen is er doorgaans voldoende viscositeit om fasescheiding te voorkomen en lucht in te sluiten en vast te houden, wat nodig is voor brood. Bij minder viskeuze beslagsystemen, zoals wafels en puddingen, bestaat echter de mogelijkheid dat er tijdens het mengen lucht in het beslag wordt geklopt en dat de fasen scheiden, wat de kwaliteit van het eindproduct negatief kan beïnvloeden.

Cakebeslag moet voldoende viskeus zijn om verlies van gasbellen tijdens het mengen te voorkomen. Deze bellen worden geproduceerd door stijgmiddelen en stoom, die uitzetting veroorzaken en de beslagdichtheid verminderen. Het beslag wordt dunner naarmate het in de oven opwarmt, waardoor de kans op fasescheiding van de dichtere componenten, zoals zetmeelkorrels, toeneemt, die naar de bodem van de bakvorm kunnen zinken. Het scheiden van receptcomponenten moet daarom worden voorkomen door de juiste viscositeit te behouden tot het punt waarop de structuur van het product wordt vastgezet.

Soorten beslag

Voor hechtingsbeslagen is viscositeit belangrijk. Het kan worden ingesteld door verschillende zetmeelmengsels en gommen te gebruiken en wordt beïnvloed door de mate van zetmeelbeschadiging tijdens warmtebehandeling. Veranderingen in de water-poederverhouding worden ook gebruikt om de viscositeit van het beslag te beheersen. Viscositeit, samen met temperatuur, is de sleutel tot het verkrijgen van de gewenste coatingopname, hechting en textuur. Het vloeibare beslag coaguleert (hardt uit) tijdens latere warmtebehandelingsfasen (indien van toepassing) om een ​​continue structuur te vormen waarin alle lagen coating zijn opgenomen en stevig aan het substraat is gehecht. Het oppakken van de beslag kan worden gecontroleerd door de viscositeit aan te passen en het gebruik van luchtblazers om het overtollige materiaal te verwijderen.

Cohesie-beslag is dikker dan adhesie-beslag en is meestal op meel gebaseerd. Ze bevatten een gemiddelde hoeveelheid vaste stoffen, vertonen een langere droogtijd en een hogere viscositeit (in vergelijking met hechtingsmatten) en worden gebruikt om textuur aan deze laag te geven.

Tempura-beslagen zijn cohesie-beslagen die een aanzienlijke hoeveelheid rijsmiddelen bevatten. Ze zijn gemaakt van een mengsel van bloem en zetmeel, hebben een hoog gehalte aan vaste stoffen en zijn zeer stroperig. Het beslag is ontworpen om goede cohesieve eigenschappen te hebben en vormt als resultaat van rijsende ingrediënten een laag die rijk is aan luchtbellen.

Paneren

Paneren is een manier om de smaken van een bereid gerecht te verzegelen, terwijl de intense smaak en goede textuur ondanks opslag behouden blijft. Verschillende onderzoeken tonen de invloed aan van de viscositeit van het beslag op het paneren van kippenboutjes. Een paneermeel wordt gedefinieerd als een droog mengsel van bloem, zetmeel en kruiden, grof van aard, en aangebracht op vochtige of gehavende voedselproducten voorafgaand aan het koken. Het meest voorkomende gecoate voedsel is een gepaneerd product waarbij een coating meestal wordt aangebracht op een klevend beslag op een voorbestoven substraat. In het algemeen is het opnemen van beslag of paneermeel direct gecorreleerd met de viscositeit van het beslag; dat wil zeggen, naarmate de viscositeit toeneemt, blijft er meer beslag en paneermeel op het substraat achter. Strakke controle van de viscositeit van het beslag helpt ook bij het minimaliseren van kookverliezen en het bereiken van de gewenste adhesie van de paneermeel. De viscositeit van het beslag en de verhouding van de opname (percentage coatinggewicht) zijn nauw verwant voor paneerbeslag.

De kwaliteit van voedingsmiddelen zoals soepen, sauzen, jus, custards, vlaaien, desserts en gebakken producten, om er maar een paar te noemen, hangt sterk af van de structuurvormende eigenschappen van materialen zoals zetmeel. Als de viscositeit van het bereide mengsel niet juist is, kunnen zetmeelkorrels zwellen, kwetsbaar worden en onder afschuiving afbreken. Dit kan de kwaliteit van het product ernstig aantasten.

Processen in beslag - waarbij viscositeit belangrijk is

Viscositeit is de sleutel om doeleigenschappen te bereiken in elk van de volgende stappen bij de productie van beslag:

1. Voorbereiding voor een batterij (mixer): In deze stap wordt de juiste hoeveelheid poeder in het mengsysteem gedoseerd, waar het met water wordt gemengd. Beslagmengsels worden meestal batchgewijs bereid en voor gebruik in een opslagtank geloosd. Het bereide mengsel moet consistent zijn en de juiste viscositeitskenmerken hebben voor verdere verwerkingsstappen, wat leidt tot de gewenste kwaliteit van het eindproduct.
2. Applicator-eenheid (coating): Zodra het beslag een gewenste viscositeit heeft bereikt, wordt een voedingspomp met variabele snelheid gebruikt om het beslag naar een applicator te sturen waar het voedingsproduct wordt gecoat. Het voorbereide beslagsysteem van de mixer wordt door warmtewisselaars geleid om de optimale temperatuur voor het coaten te krijgen. Het beslag wordt vervolgens op het te coaten voedsel aangebracht of gesproeid voordat het verder wordt verwerkt. De juiste viscositeit tijdens het coatingproces is de sleutel tot een correcte en consistente dikte van de beslaglaag.

Zorgen voor consistentie - viscositeitsbeheer cruciaal bij het mengen en coaten van beslag

Er zijn vier belangrijke factoren die viscositeitsbeheer belangrijk maken in vrijwel elke toepassing voor het mengen van beslag:

1. Consistent blijven qualiteit: Viscositeit bepaalt de belangrijkste eigenschappen van het geproduceerde natte beslagmengsel. Ondermengen zal leiden tot niet-homogeniteit en te veel mengen zal de textuur beïnvloeden en kan de "klonterigheid" vergroten. Om consistente prestaties van het beslag van batch tot batch te garanderen, is viscositeitscontrole essentieel.
2. Kosten verlagen door afval te verminderen: Overmengen kan niet alleen de kwaliteit van het eindproduct beïnvloeden, maar verspilt ook ingrediënten, grondstoffen, tijd en energie. Viscositeitsbeheer in het mengproces kan het eindpunt betrouwbaar en nauwkeurig identificeren, wat leidt tot een aanzienlijke vermindering van uitval en afval.
3. Efficiëntie: Dankzij de probleemloze, realtime bewaking van de viscositeit van het mengsel is er geen sprake meer van kostbare en tijdrovende laboratoriumanalyses, die vaak leiden tot een vertraagde reactie op veranderingen in de eigenschappen van het beslag.
4. Automatisering: Door het automatisch monitoren en regelen van het beslagmeng- en coatingproces wordt een foutgevoelige handmatige taak overbodig. Hierdoor kunnen operators zich concentreren op de kwaliteit van het eindproduct.

Voordelen van inline viscositeitsbewaking – vermindering van belangrijke batteringdefecten

Typische defecten bij het mengen van beslag en coatingtoepassingen als gevolg van onnauwkeurige viscositeitscontrole zijn:

• holtes in coatings,
• slechte hechting,
• tintelingen (verkleuring van de coating),
• product met onder- of overgewicht,
• plinten aan de rand van het product,
• zachte deegachtige onderlaag

Deze defecten kunnen leiden tot aanzienlijke verspilling bij de productie en het retourneren van producten die niet voldoen aan de eisen van de klant. Dit kan op zijn beurt de reputatie schaden, hoge kosten voor het verhelpen van tekortkomingen met zich meebrengen en zelfs leiden tot aansprakelijkheidsclaims voor fabrikanten.

Uitdagingen op het gebied van procesbewaking en -controle

Procesoptimalisaties die worden bereikt door viscositeitsautomatisering dragen bij aan de algehele duurzaamheid en verlagen de kosten. Mengers in de voedingsindustrie erkennen de noodzaak om de viscositeit te bewaken voor een consistente menging en opname, maar het uitvoeren van die meting heeft procesingenieurs en kwaliteitsafdelingen in de loop der jaren uitgedaagd.

Uitdagingen met traditionele viscositeitsmetingen

Beslag is een inherent niet-Newtoniaanse vloeistof, waarvan de schijnbare viscositeit sterk afhankelijk is van de methode en parameters van het meetsysteem. Bestaande laboratoriumviscometers zijn van weinig waarde in procesomgevingen omdat viscositeit direct wordt beïnvloed door temperatuur, afschuifsnelheid en andere variabelen die off-line heel anders zijn dan wat ze in lijn zijn met het proces. Doorgaans worden stroombekers gebruikt om de viscositeit van beslag te meten. Maar omdat de laboratoriummetingen worden uitgevoerd onder stromingsomstandigheden die verschillen van die in het proces, geeft de offline (bemonsterde, laboratorium) viscositeitsmeting mogelijk geen getrouw beeld van het beslagmengsel. Offline-metingen omslachtig, tijdrovend en vaak niet herhaalbaar, zelfs niet met een ervaren operator. Laboratoriumviscometers zijn onderhevig aan onbetrouwbaarheid en meetonnauwkeurigheden vanwege de inherent grote fouten bij het meten van afschuifafhankelijke vloeistoffen, evenals variabiliteit tussen operatoren.

Daarom moeten meng- en coatingsystemen voor beslag de mogelijkheid hebben om de werkelijke viscositeit van het beslag of de ingrediënten onder werkelijke procesomstandigheden nauwkeurig te meten. Idealiter zouden meng- en coatingsystemen moeten zijn voorzien van een in-line viscositeitsmeter die kan worden gebruikt met een gesloten regelsysteem voor het bewaken en regelen van de productieprocessen die betrokken zijn bij de verwerking en het coaten van beslag.

Digitale voedselverwerking - drijfveer voor fabrikanten die Industrie 4.0 omarmen

Temperatuurschommelingen, de staat van de mengapparatuur, het type en de condities van de substraten, beslagformuleringen, processtapinteracties en mengtijdparameters kunnen allemaal de productkwaliteit en prestaties in batches bij het mengen en coaten van beslag veranderen. In sectoren met een dunne marge, zoals gebakken goederen, met beslag omhulde voedingsmiddelen en zoetwaren, kunnen de stilstandtijden en vertraging in leveringen als gevolg van afgekeurde producten de winstgevendheid ernstig schaden. De meeste van deze parameters kunnen worden gecontroleerd door een systeem dat continu de eigenschappen van het beslag bewaakt en automatisch en adaptief corrigerende maatregelen neemt zonder de processtroom te verstoren.

De technologieën die nodig zijn om dergelijke transformatieve veranderingen in het productieproces voor voedselproducenten te realiseren, bestaan al. Zodra de voedselproducent investeert in procesbewakingsapparatuur en de verzamelde data analyseert, krijgt hij een goed beeld van waar productiviteitswinst te behalen is, waar energiebesparingen mogelijk zijn en hoe stilstand kan worden verminderd door voorspellend onderhoud.

De belangrijkste waardebepalende factoren voor het investeren in een continu productieproces, ondersteund door apparatuur voor realtime inline viscositeitscontrole door voedselproducenten en systeemintegratoren in het mengen en coaten van beslag, zijn de volgende:

Geautomatiseerde corrigerende maatregelen om productconsistentie te waarborgen. Gesloten regelkringen door op sensoren gebaseerde, in-line kwaliteitsinspectie verminderen verspilling en verhogen de opbrengst door vroege detectie van procesafwijkingen, analyse van hoofdoorzaken en automatische correctie.

Meer behendigheid bij het omgaan met nieuwe productvarianten in voedselproductie, compliance en herkomst van producten. Voedselproducenten krijgen een nauwkeuriger beeld van hoe de nieuwe formules of receptwijzigingen zullen reageren en hoe ze mogelijk hun huidige systemen en controleparameters moeten aanpassen. Realtime monitoring vergemakkelijkt de overgang van een batchgebaseerd proces naar continubedrijf, wat aanzienlijke operationele en kapitaalkosten bespaart door hergebruik van dezelfde lijnen voor meerdere producten.

Het gebruik van sensoren om de beslagmix te monitoren is essentieel om je aan te passen aan veranderende grondstoffen en eindproductvereisten, continu veranderende regelgeving voor de voedingsindustrie en het beheren van de groeiende eisen van een steeds beter geïnformeerde klantenkring.

De verkregen gegevens bieden robuust bewijs om beslissingen te baseren voor meer efficiëntie. De gegevens die de procesbewakingsapparatuur levert, stellen operators in staat om procesparameters te optimaliseren die cruciaal zijn voor het productieproces. Interconnectie en informatietransparantie stellen operators in staat om zowel binnen als buiten de productiefaciliteiten beslissingen te nemen, waardoor decentralisatie van beslissingen mogelijk wordt. Geautomatiseerde en transparante processen, in combinatie met geoptimaliseerde workflows, kunnen zorgen voor efficiënt gegevensbeheer en een verbeterd kwaliteitscontrolesysteem.

Hogere klanttevredenheid en aanpassing aan klantverzoeken. Industrie 4.0-oplossingen zijn van invloed op voedselproductiebedrijven door nauwere interacties met klanten te stimuleren. De technologie, gegevens en informatie helpen de productieactiviteiten te transformeren, waardoor het bedrijf beter kan inspelen op de behoeften van de klant.

Het creëren van een consistente beslagcoating – inline monitoring

Voedselfabrikanten streven ernaar om aan de vaak genoemde verschillende textuur- en mondgevoelige eigenschappen van consumenten te voldoen als basis voor waarom ze de 'smaak' lekker vinden en hoe de textuur en het mondgevoel, gecombineerd met gezondheidsbewustzijn en de vraag naar clean-label-producten de voortdurende consumptiebeslissingen beïnvloeden.

Geautomatiseerde in-line viscositeitsmeting maakt continue monitoring van het beslag mogelijk tijdens het mengen en op het moment van aanbrengen tijdens het coaten. Het maakt controle over de viscositeit mogelijk om een uniforme kwaliteit van het eindproduct te garanderen. Rheonics'SRV-viscositeitsmeter⁴ is een compacte in-line procesviscometer met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting⁵. De snelle responstijd detecteert viscositeitsschommelingen in de processtroom in realtime, waardoor corrigerende maatregelen kunnen worden genomen zodra er afwijkingen optreden. Inline viscositeitsbeheer met de Rheonics SRV kan veelvoorkomende problemen helpen verlichten, zoals lege plekken in het beslag, slechte hechting, tintelingen, producten met onder- of overgewicht die een negatieve invloed kunnen hebben op de kwaliteit van de eindproducten.

De SRV-sensor kan in lijn met bestaande apparatuur worden geplaatst, waardoor deze continu de viscositeit (en dichtheid in geval van SRD) kan meten tijdens het mengen, transporteren en aanbrengen van het beslag. Het basisbewakingssysteem kan de operator waarschuwen dat ingrijpen noodzakelijk is. Het kan ook worden geïntegreerd in bestaande meng-, transport- en applicatiesystemen voor realtime viscositeitsregeling. Als alternatief kan het hele systeem volledig worden geautomatiseerd met behulp van de Rheonics Voorspellende trackingcontroller (RPTC). Gebruik maken van een Rheonics SRV in beslagmeng- of coatinglijnen resulteert in verbeterde productiviteit, winstmarges en naleving van de regelgeving.

Combineer inline viscositeitssensoren met Rheonics'Productiebewakings- en controlesysteem om een consistente viscositeit van het beslag en productkwaliteit te verkrijgen. 

Zodra de procesparameters zijn vastgesteld, is er weinig inspanning nodig om de integriteit van het proces te behouden. Operators kunnen vertrouwen op de strakke controle van de Rheonics oplossing voor het beheer van de kwaliteit van beslag en profiteer niet alleen van de voordelen tijdens de productie, maar ook tijdens de R&D-fase van het product, wanneer de formuleringsparameters worden vastgesteld. Hierdoor kan de exploitant concurrentievoordeel behalen naarmate de productie wordt opgeschaald om aan de toenemende vraag te voldoen.

Belangrijkste waarde van inline oplossingen voor het bewaken en regelen van de consistentie van het beslag

 Rheonics sensoren hebben een ingebouwde temperatuurmeting, waardoor de temperatuur van het beslagmengsel op de plaats van toepassing kan worden bewaakt. Hierdoor kunnen de viscositeitsmetingen de temperatuur compenseren, wat essentieel is voor het garanderen van een consistente productie bij typische dagelijkse en seizoensgebonden temperatuurschommelingen.

Gesloten kwaliteitscontrolecircuits en de toenemende mate van viscositeitsautomatisering die mogelijk wordt gemaakt door de Rheonics viscometers voegen waarde toe aan het productieproces in termen van kwaliteit, consistentie, minder afval, efficiëntie en productiviteit. Menselijke fouten worden vermeden en een volledig automatische correctie van eventuele afwijkingen in het productieproces wordt mogelijk.

Gegevens verstrekt door de Rheonics viscometers en geïntegreerde oplossingen helpen de leercurven te versnellen en zorgen voor frequentere veranderingen in de samenstelling van voedselproducten, wat bijdraagt ​​aan een hulpbronnenefficiënter, zuiniger en groener productieproces.

In gevallen waarin de productiviteit van activa en OEE cruciaal zijn en de onderhoudskosten aanzienlijk zijn, helpt het de voedselfabrikanten om procesonderbrekingen te verminderen met voorspellend onderhoud voor productietools en -machines. Het voorspellen van mogelijke uitvaltijden en kwaliteitsdiagnose worden mogelijk gemaakt door gegevens die door de sensoren worden verstrekt.

Rheonics Producten en technologie voegen unieke mogelijkheden van onderling verbonden technologieën toe, waardoor fabrikanten sneller kunnen reageren en zich kunnen aanpassen aan verzoeken van klanten, en zelfs aangepaste bestellingen kunnen ontwikkelen met minder arbeid en insteltijd dan bij traditionele productie.

Terwijl voedselproducenten steeds flexibeler willen worden in het aanpassen aan de veranderende levensstijl en voorkeuren van consumenten, begrijpen zij de noodzaak om te investeren in R&D-activiteiten en geavanceerde procescontroletechnologieën om nieuwe formuleringen met op maat gemaakte kenmerken te ontwikkelen.  Rheonics Inline viscositeitsmeters stellen voedselproducenten in staat om hoogwaardige en consistente, met beslag bedekte producten met een grote variëteit te produceren, met minimale betrokkenheid van operators op de fabrieksvloer – een aanzienlijk voordeel ten opzichte van andere meetalternatieven of oplossingen voor procesbeheersing. Inline mengen met continue viscositeitsbewaking lost grote uitdagingen op in batchproductieprocessen, zoals verliezen tijdens productwisselingen en inefficiëntie bij de verwerking van ingrediënten in een receptgebaseerde aanpak. Het ondersteunt het eenvoudig opschalen van mengcapaciteiten.

Unieke voordelen van de SRV voor het mengen van beslag en coatingtoepassingen zijn:

• Werkt nauwkeurig in de meeste coatingsystemen met een breed scala aan beslagsamenstellingen en aanverwante producten - hechtingsbeslag, glazuren, sauzen, marineringen, broodbakmachines, voorstof
• Behoudt de ingestelde viscositeit van het beslag, zelfs wanneer water of paneermeel van het product zich mengt met het beslag in de beslagapplicator tijdens de productie.
• Robuuste, hermetisch afgesloten sensorkop. De keerklep kan worden gereinigd inline met alle standaard CIP-processen, of met een natte doek, zonder dat demontage of herkalibratie nodig is
• Geen bewegende delen die verouderen of vervuilen met bezinksel
• Ongevoelig voor fijnstof; geen nauwe gaten om te vervuilen met fijnstof
• Alle natte onderdelen zijn van 316L roestvrij staal - voldoen aan de hygiënische normen zonder corrosieproblemen
• Hygiënisch, sanitair ontwerp voor toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie – verkrijgbaar in tri-clamp en DIN 11851-aansluitingen voor eenvoudige bediening en reiniging
• Gecertificeerd onder ATEX en IECEx als intrinsiek veilig voor gebruik in gevaarlijke omgevingen
• Breed operationeel bereik en eenvoudige integratie - Sensorelektronica en communicatie-opties maken het uiterst eenvoudig om te integreren en te gebruiken in industriële PLC- en besturingssystemen.

1. Wang en DR Suderman (2011), "Toepassing van beslag en paneermeel op verschillende substraten", in Beslag en paneermeel in voedselverwerking, Pp. 243 261- https://doi.org/10.1016/B978-1-891127-71-7.50019-X
2. M. Fiszman, T. Sanz en A. Salvador (2013), "13 - Instrumentele beoordeling van de sensorische kwaliteit van gebakken goederen", in Instrumentele beoordeling van de sensorische kwaliteit van voedsel, Pp. 374 402- https://doi.org/10.1533/9780857098856.3.374
3. E. Cunningham en LM Tiede (1981), 'Invloed van beslagviscositeit op het paneren van kippentrommels', in Journal of Food Science, 46 (6): 1950-1950 https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1981.tb04527.x
4. SRV inline viscositeitsmeter: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
5. Werkingsprincipe SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Tijdschrift gericht op de voedingsindustrie - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) publiceert een hoofdartikel over de Rheonics inline viscometer SRV en de geïntegreerde oplossing – Rheonics Productiebewakings- en controlesysteem. Het artikel bespreekt waarom de consistentie van het beslag cruciaal is en hoe deze kan worden gewaarborgd tijdens de bereiding en de applicatie-(coating)unit in de fabriek, zelfs onder wisselende temperaturen en verdampingsomstandigheden, door automatisering van het doseersysteem met een controller die gebruikmaakt van continue, realtime viscositeitsmetingen.

Zoek de link naar de publicatie.

Lees onze toepassingsnota over de voorbereiding van beslag en de controle van het coatingproces.