Inline viscositeitsbewaking voor atomisatietoepassingen
Atomisering is een proces waarbij een vloeistof in fijne druppeltjes wordt opgedeeld, meestal gedaan…
Mayonaise, een wereldwijd gewaardeerde smaakmaker, is een klassieke olie-in-water-emulsie, die verschilt van water-in-olie-emulsies zoals boter en margarine. De reologische eigenschappen, die de perceptie van textuur en smaak door de consument beïnvloeden, zijn cruciaal voor de functionaliteit ervan in verschillende culinaire toepassingen, van salades tot sandwiches. Het begrijpen van deze eigenschappen is essentieel voor het behouden van een consistente kwaliteit en het voldoen aan de verwachtingen van de consument.

Figuur 1: Wereldwijd worden er allerlei soorten mayonaise geproduceerd, verkocht en geconsumeerd.
Inhoudsopgave
Traditionele mayonaiseproductie omvat het zorgvuldig mengen van eidooier, azijn, olie, kruiden en optionele ingrediënten. De visco-elastische eigenschappen van de resulterende emulsie komen voort uit de dicht opeengepakte oliedruppels in de continue fase. Mayonaise vertoont tijdsafhankelijk, pseudoplastisch en thixotroop gedrag, wat betekent dat de viscositeit verandert met de schuifsnelheid en tijd. De normen van de Codex Alimentarius Commission bepalen dat volvette mayonaise ten minste 78.5% totaal vet en 6% zuivere eidooier moet bevatten, waarbij eidooier als een belangrijke emulgator dient vanwege de fosfolipiden en lipoproteïnen.
De emulgerende eigenschappen van eigeellipoproteïnen komen voort uit hun flexibele structuur, die de interactie op de grensvlakken tussen olie en water vergemakkelijkt. Smaakstoffen zoals azijn, zout, suiker en mosterd dragen ook bij aan de fysische stabiliteit van de emulsie. Azijn, meestal gebruikt in een concentratie van 5-10%, creëert een lage pH-waarde (ongeveer 3.8-4.0) die, in combinatie met een lage wateractiviteit, de bacteriegroei in volle mayonaise remt.
De toenemende vraag van consumenten naar vetarme opties heeft de ontwikkeling van mayonaiseformules met een lager vetgehalte gestimuleerd. Het verlagen van het vetgehalte verstoort echter deze delicate balans, waardoor vaak vetvervangers zoals polysachariden, gom en zetmeel moeten worden toegevoegd om de textuur en het mondgevoel van volle mayonaise na te bootsen. Deze veranderingen kunnen een aanzienlijke impact hebben op de viscositeit en stabiliteit van de emulsie, waardoor het lastig is om consistentie tussen batches te behouden. Naarmate mayonaiserecepten evolueren, met name met de opkomst van vetarme versies, worden de complexiteit van de inkoop van ingrediënten en de variabiliteit in de kwaliteit van de grondstoffen steeds groter. Dit maakt inline procesbewaking, met name van de viscositeit, absoluut essentieel voor het handhaven van een consistente kwaliteit van het eindproduct.
Dit is waarom:
Variabiliteit van ingrediënten: Zelfs ogenschijnlijk kleine veranderingen in de bron van ingrediënten kunnen een significante impact hebben op het eindproduct. Bijvoorbeeld, verschillende soorten olie, eieren van verschillende leveranciers, of variaties in de samenstelling van vetvervangers kunnen allemaal de eigenschappen van de emulsie beïnvloeden.
Complexiteit van het recept: Formuleringen van magere mayonaise bevatten vaak een breder scala aan ingrediënten, waaronder stabilisatoren, verdikkingsmiddelen en vetvervangers. Elk van deze voegt een extra laag van complexiteit en potentiële variabiliteit toe.
Procesgevoeligheid: Het emulsieproces is zeer gevoelig voor variaties in grondstoffen. Zelfs kleine veranderingen in de kwaliteit of verhoudingen van ingrediënten kunnen leiden tot inconsistenties in viscositeit, textuur en stabiliteit.
Inline procesviscositeitsbewaking is in deze context cruciaal. Door realtime metingen van de viscositeit van de emulsie tijdens de productie te bieden, kunnen fabrikanten ervoor zorgen dat vetarme versies de gewenste reologische eigenschappen bereiken en een herhaalbare consistentie behouden. Dit maakt directe aanpassingen in het proces mogelijk, zoals het aanpassen van de verhouding van ingrediënten of het aanpassen van verwerkingsparameters, om de veranderingen te compenseren die door vetreductie worden veroorzaakt. Uiteindelijk maakt inline viscositeitsbewaking de productie van vetarme mayonaise mogelijk die voldoet aan de verwachtingen van de consument op het gebied van kwaliteit en sensorische ervaring, en tegelijkertijd consistente prestaties garandeert in diverse toepassingen.
Realtime feedback: Met inline viscositeitsbewaking krijgt u direct inzicht in hoe wijzigingen in ingrediënten of verwerkingsparameters de emulsie beïnvloeden.
Vroegtijdige opsporing: Hierdoor kunnen fabrikanten afwijkingen van de gewenste viscositeit al vroeg in het proces detecteren, voordat er grote partijen producten worden geproduceerd die niet aan de specificaties voldoen.
Adaptieve controle: Dankzij realtimegegevens kunt u aanpassingen doen in het mengproces (bijvoorbeeld mengsnelheid, emulsietijd, snelheid van toevoegen van ingrediënten) om variaties in de grondstoffen te compenseren en een consistente productkwaliteit te behouden.
Minder afval: Door problemen vroegtijdig te identificeren en te corrigeren, minimaliseert inline monitoring productverspilling en herbewerking.
Consistente kwaliteit: Uiteindelijk zorgt het ervoor dat het eindproduct, ongeacht de variaties in de ingrediënten, altijd aan de gewenste kwaliteitsnormen voldoet.
Omdat mayonaiserecepten complexer worden en de inkoop van ingrediënten diverser, wordt inline-procesbewaking een onmisbaar hulpmiddel om consistentie te garanderen en consumenten een product van hoge kwaliteit te leveren.

Figuur 2: Stroomschema van het mayonaiseproductieproces.
Bij de industriële productie van mayonaise wordt gebruik gemaakt van apparatuur zoals
Klopper-/mengmachines: Mechanisch roeren en mengen van ingrediënten, vaak gebruikt in de voormengfase of voor minder intensief mengen dan homogeniseren.
Colloïdmolens: Maak gebruik van hoge schuifkrachten tussen een roterend en stilstaand element om deeltjes fijn te verspreiden en stabiele emulsies of dispersies te creëren.
Hogedrukhomogenisatoren: Vloeistoffen worden onder extreem hoge druk door een nauwe opening geperst, waardoor zeer kleine en uniforme deeltjesgroottes ontstaan voor stabiele emulsies en dispersies.
Votators of schrapende warmtewisselaars (SSHE): Wordt gebruikt voor warmte-uitwisseling met producten met een hoge viscositeit, zoals mayonaise, pindakaas, enz.
Olie, eidooiers, azijn en andere ingrediënten (citroensap, mosterd, kruiden) worden bereid en vooraf gemengd.
Mengbewaking: Een SRV kan na de pre-mixing fase worden geplaatst om de initiële viscositeit van het mengsel te monitoren voor emulsie. Dit kan helpen om consistentie te verzekeren in het beginpunt van het proces.

Figuur 3: Rheonics Inline Viscometer SRV geïnstalleerd in mengtank.
De ingrediënten worden in een high-shear mixer of homogenisator gepompt om een stabiele emulsie te creëren. Dit is waar de oliedruppels gelijkmatig door het mengsel worden verspreid.
Emulsificatiebewaking: Het is cruciaal om een SRV na de emulgator te hebben. Dit meet de viscositeit van de volledig gevormde emulsie, wat de belangrijkste kwaliteitsparameter is. De sensor moet in een sectie van de pijp met stabiele stroming worden geplaatst om een representatieve meting te krijgen.

Figuur 4: Rheonics SRV gemonteerd in een FET na een high-shear menger.
De geëmulgeerde mayonaise wordt gekoeld om bacteriegroei te voorkomen en de kwaliteit te behouden.
Bewaking van de consistentie van het eindproduct (optioneel): Afhankelijk van het koelproces en de mogelijke invloed daarvan op de viscositeit, kan er na de koelfase een SRV worden geplaatst om de uiteindelijke viscositeit van het gekoelde product te bewaken.
De viscositeit van de mayonaise wordt gecontroleerd om er zeker van te zijn dat deze aan de kwaliteitsnormen voldoet.
Integratie van sensorgegevens: De output van de SRV is geïntegreerd met het kwaliteitscontrolesysteem. Dit maakt realtime monitoring en geautomatiseerde aanpassingen van het proces mogelijk als de viscositeit afwijkt van het streefbereik.
De afgewerkte mayonaise wordt verpakt in potten, flessen of andere containers.
Vullijn (optioneel): In sommige gevallen kan een SRV vlak voor de verpakkingsfase worden geplaatst om een laatste viscositeitscontrole uit te voeren voordat het product wordt gevuld.

Figuur 5: Mayonaise-afvullijnen.
Stroomregime: De SRV moet worden geïnstalleerd in een pijpsectie met stabiele, volledig ontwikkelde stroming. Vermijd gebieden met turbulentie, wervelingen of significante veranderingen in pijpdiameter.
Afschuifsnelheid: Mayonaise is shear-thinning, dus de viscositeit is afhankelijk van de shear rate. Denk aan de shear rate op de sensorlocatie en hoe deze zich verhoudt tot de gewenste viscositeitskenmerken van het eindproduct. Door metingen te verrichten bij vergelijkbare stroomsnelheden, is een betere vergelijking mogelijk.
Toegankelijkheid: De sensor moet op een plaats worden geïnstalleerd die gemakkelijk toegankelijk is voor onderhoud en reiniging.
Temperatuur: Temperatuur heeft invloed op de viscositeit. Daarom moet de sensor op een plek worden geplaatst waar de temperatuur stabiel is of nauwkeurig kan worden gemeten en gecompenseerd.

Figuur 6: Rheonics Inline Viscometer SRV korte sonde met Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
Realtime feedback: Door continue bewaking kunnen afwijkingen in de viscositeit direct worden gedetecteerd.
Proces optimalisatie: Dankzij realtimegegevens kunt u het proces aanpassen (bijvoorbeeld de verhouding van ingrediënten, de snelheid van emulgeren en de koelsnelheid) om de gewenste viscositeit te behouden.
Kwaliteitscontrole: Zorgt voor een consistente productkwaliteit en vermindert de noodzaak voor handmatige bemonstering en laboratoriumtests.
Efficiëntie: Vermindert afval, herbewerking en uitvaltijd als gevolg van producten die niet aan de specificaties voldoen.
Door SRV-sensoren strategisch te plaatsen in de mayonaiseproductielijn, kunnen fabrikanten waardevolle inzichten verkrijgen in hun proces en meer controle krijgen over de productkwaliteit.
Wanneer het vervangen van ingrediënten een belangrijke factor is, zoals bij vetarme of veganistische (plantaardige eiwitten) of cholesterolvrije ingrediënten, zijn de romige eigenschappen en de ontwikkeling van kleur en consistentie op de lange termijn van cruciaal belang. In dat geval is het belangrijk om de consistentie op de lange termijn te controleren om een lange houdbaarheid te garanderen.


Figuur 7: Rheonics Inline Viscometer SRV korte sonde met Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
De wereld van Mayonaise is breed en divers. Qua marktaandeel staat het op de tweede plaats na saus in condimenten.
Specifieke defecten en hun oorzaken:
Probleemoplossing en oplossingen:
Regelgeving en normen:
Specifiek voor magere mayonaise:
Belangrijkste mayonaise producerende landen:
Belangrijkste mayonaisebedrijven:
Belangrijke overwegingen:
Het is de moeite waard om op te merken dat de mayonaisemarkt voortdurend evolueert, met nieuwe producten en merken die voortdurend opduiken. Consumententrends, zoals de toenemende vraag naar gezondere opties en unieke smaken, vormen ook de industrie.