2024-01-04

利乐“一步法”工艺进化
助力乳业价值链升级

要节能减排,实现可持续转型;同时也要降低运营成本,提升生产效率,这两大发展目标时常会让乳企的技术创新有“内外夹击”之迫切感。而“内源”与“外力”,一直是利乐在工艺创新上的重要驱动力。利乐“一步法”,正是由企业需求推动的工艺创新,并引发着价值链上一系列的变革。

“一步法”的创新

节能减排,降本增效如何“一步搞定”?

据利乐统计,前处理生产过程占到了整个乳企工厂生产过程中碳排放的94%,是生产中耗能耗水的核心单元。而利乐研发的“一步法”工艺,目的就是整合相应的工序,在大大减少能源和水的消耗,减少化学品的用量;降低碳足迹的同时,也显著提升生产效率,降低运行维护成本,为企业创造更大的利润空间。

 

众所周知,传统超高温奶的生产过程通常分两步:将原奶预处理成巴氏奶及超高温处理。全过程中,牛奶将经过两次加热和冷却的过程,工厂也需要为这两步工艺中的缓冲配置若干大容积的中间储罐。

利乐通过整合新的工艺路径,将传统超高温奶的两步生产简化成一步,这就是我们所说的“一步法”新工艺。第一条采用“一步法”的超高温白奶生产线于2010年在国内落地。它既不改变产品的均一稳定品质,在热负荷以及营养保护方面还有提升;又减少了工艺过程和占地面积,降低了对环境的影响。

2015年,利乐在乳饮料生产上首次商业化投产了“一步法”:借助高效真空混料设备,客户将各种有效成分(干粉类添加剂,奶粉,糖,小料等和水或牛奶)调配成浓缩液,然后通过在线混合单元与水和其他液态添加剂在线混合,稀释成成品要求的成分配比,整个过程均为连续式完成,包括过程中取样、分析、和设定值比较,以及自动校正;同样,“一步法”工艺创新带来了,单吨产品运营成本降低23%,碳足迹降低24%,水的用量也可减少30%*。

利乐的“一步法”不仅是简单省却了原奶巴氏灭菌预处理阶段,还解决了两大难点:一是如何将超高温杀菌机改造成为一个更复杂的平台,可搭载包括脂肪分离、标准化和均质等原奶标准化功能;二是无法利用现有实验室检测中间产品,在线检测势在必行。

采用“一步法”的超高温白奶生产线

 

2023年,在与客户的密切配合下,利乐在超高温白奶工艺创新上完成了原奶浓缩“一步法”的尝试,并且通过使用连续在线检测的方式,改进了传统人工取样等待结果的过程控制方法,让真正的连续式一步法成为了可落地的实践。

 

一步法”的新拓展

酸奶生产也能“一步到位”

过去一年,利乐的“一步法”工艺也延展到了酸奶生产中。传统酸奶基料的制备分三步,原奶预巴氏杀菌、配料与酸奶巴氏杀菌,而酸奶生产“一步法”将工艺重新整合后,原奶标准化和配料功能都将集成进酸奶巴氏杀菌机中,原奶经预热分离后形成的脱脂奶直接调配成酸奶基料,经巴氏杀菌后去发酵罐。

酸奶一步法最佳生产实践

酸奶一步法最佳生产实践

酸奶生产的“一步法”还有另一种应用,也是将巴氏杀菌机作为一个平台,整合了分离、混料和标准化功能,不同的是,其中的配料会类似乳饮料生产中配置浓缩液的方式,将奶粉等各种配料和水或牛奶配成浓缩液,暂存在较小储罐中,然后按比例泵送回巴杀与脱脂奶混合。

这两种酸奶生产“一步法”的应用中,在调配,检测和标定上也都可通过全程自动化控制来连续达成。以每天16小时生产的工况来计算,除了可达到20% 至30%的单吨成本、能耗的降低外,水的节约更是几乎达到50%*。

 

一步法”的启发

引发价值链更多思考

在“一步法”工艺创新的启发之下,乳企的生产对原奶也有了更高的要求。原奶中主要有两种酶,嗜冷菌产生的细菌性蛋白酶,以及牛奶自带的纤维蛋白溶酶。要想不牺牲产品品质,就要对嗜冷菌蛋白酶的控制上下功夫一是在收奶标准中检测原奶的嗜冷菌总数,二是严格控制原奶储存运输的温度和时间。原奶储运过程控制做到更低温度和更短处理周期,是“一步法”对原奶的基本要求。

 

除此之外,在加工过程中的产品质量控制和执行标准也值得我们进一步思考。现有的检测方法和检测仪器都是适应批次式生产的。当因为“一步法”变成连续式生产后,原有的取样质检流程不再适用。重新制定的连续在线检测流程和新的检测设备,如何验证并与现行质量体系做整合?

引发价值链更多思考

一步法”大大提高了产线的效率,必须使用更高效的新设备和更符合新工艺的原料升级,而我们习惯的工作模式和职能分工,也在工艺创新之下也面临着变革。

消费者趋势转化为企业需求,推动着工艺创新;而工艺的创新又延伸到整个系统的创新,从而驱动行业的不断升级——这对于利乐永远是一件很有意义的事。创新到落地的道路曲折漫长,有许多可以优化升级的空间。我们期待着利乐“一步法”在不断完善、优化升级的同时,将成为下一代的“传统工艺”。

 

*数据是利乐基于特定工况、产线配置测算得出。

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