La pastella è fondamentale per la funzionalità

La consistenza dell'impasto durante la copertura è fondamentale per garantire un prodotto conveniente, ripetibile e uniforme. La viscosità gioca un ruolo fondamentale nel garantire una consistenza controllata degli impasti. Tuttavia, garantire e monitorare la viscosità dell'impasto o della copertura non è un compito banale. Gli impasti sono fluidi complessi. In genere sono costituiti da diverse fasi disperse come farina, grasso, acqua e aria. È necessaria una viscosità sufficiente per impedire la separazione di fase durante la miscelazione, il tempo di cottura e la cottura in forno. Per gli impasti ad alta viscosità, la viscosità è solitamente sufficiente per impedire la separazione di fase e per intrappolare e trattenere l'aria, requisito fondamentale per il pane. Tuttavia, per gli impasti meno viscosi, come quelli per wafer e budini, esiste la possibilità che si verifichi una perdita d'aria incorporata nell'impasto durante la miscelazione e la separazione delle fasi, il che può compromettere la qualità del prodotto finale.

Le pastelle per torte devono essere sufficientemente viscose per evitare la perdita di bolle di gas durante la miscelazione. Queste bolle sono prodotte da agenti lievitanti e vapore, che provocano espansione e riducono la densità della pastella. La pastella diventa più sottile quando si riscalda nel forno, aumentando così la probabilità di separazione di fase dei componenti più densi, come i granuli di amido, che possono affondare sul fondo della teglia. La separazione dei componenti della ricetta, quindi, deve essere prevenuta mantenendo la giusta viscosità fino al punto in cui è impostata la struttura del prodotto.

Tipi di pastella

Per le pastelle adesive, la viscosità è importante. Può essere impostato utilizzando diverse miscele di amido e gomme ed è influenzato dal grado di danneggiamento dell'amido durante il trattamento termico. Anche le variazioni del rapporto acqua-polvere vengono utilizzate per gestire la viscosità della pastella. La viscosità, insieme alla temperatura, è la chiave per ottenere la presa, l'adesione e la consistenza desiderate del rivestimento. La pastella liquida coagula (indurisce) durante le successive fasi di trattamento termico (dove applicabile) per formare una struttura continua che incorpora tutti gli strati di rivestimento e aderisce saldamente al substrato. La raccolta della pastella può essere controllata attraverso la regolazione della viscosità e l'uso di soffianti d'aria per rimuovere l'eccesso.

Le pastelle di coesione sono più spesse delle pastelle di adesione e di solito sono a base di farina. Contengono una quantità media di solidi, mostrano un tempo di essiccazione più lungo e una viscosità più elevata (rispetto alle pastelle adesive) e vengono utilizzati per fornire consistenza a questo strato.

Le pastelle Tempura sono pastelle di coesione contenenti una quantità significativa di agenti lievitanti. Sono fatti da una miscela di farina e amido, hanno un alto contenuto di solidi e sono altamente viscosi. L'impasto è studiato per avere buone caratteristiche di coesione e grazie alla lievitazione degli ingredienti forma uno strato ricco di sacche d'aria.

Impanatura

L'impanatura è un modo per sigillare i sapori di un piatto preparato mantenendo un sapore intenso e una consistenza adeguata nonostante la conservazione. Diversi studi mostrano l'influenza della viscosità della pastella sull'impanatura delle cosce di pollo. Una panatura è definita come una miscela secca di farina, amido e condimenti, di natura grossolana e applicata a prodotti alimentari inumiditi o pastellati prima della cottura. Il più diffuso degli alimenti rivestiti è un prodotto impanato in cui un rivestimento viene solitamente applicato sopra una pastella adesiva su un substrato pre-spolverato. Generalmente, la raccolta della pastella o dell'impanatura è direttamente correlata alla viscosità della pastella; cioè, con l'aumentare della viscosità, più pastella e panatura rimangono sul substrato. Lo stretto controllo della viscosità della pastella aiuta anche a ridurre al minimo le perdite di cottura e ottenere l'adesione di impanatura desiderata. La viscosità della pastella e il rapporto di raccolta (percentuale del peso del rivestimento) sono strettamente correlati per le pastelle.

La qualità di alimenti come zuppe, salse, sughi, creme, sformati, dessert e prodotti da forno, per citarne alcuni, dipende fortemente dalle proprietà di formazione della struttura di materiali come l'amido. Se la viscosità della miscela preparata non è corretta, i granuli di amido possono gonfiarsi, diventare fragili e possono rompersi sotto l'azione del taglio. Ciò può influire negativamente sulla qualità del prodotto.

Processi in pastella - dove la viscosità è importante

La viscosità è la chiave per ottenere le proprietà target in ciascuna delle seguenti fasi nella produzione della pastella:

1. Unità di preparazione della pastella (miscelatore): In questa fase, la corretta quantità di polvere viene dosata nel sistema di miscelazione, dove verrà miscelata con acqua. Le miscele di pastella vengono solitamente preparate in batch e scaricate in un serbatoio di raccolta prima dell'uso. La miscela preparata deve essere coerente e deve avere le corrette caratteristiche di viscosità per ulteriori fasi di lavorazione, portando alla qualità del prodotto finale desiderata.
2. Unità applicatore (rivestimento): Una volta che la pastella ha raggiunto una viscosità desiderata, una pompa di alimentazione a velocità variabile viene utilizzata per inviare la pastella a un applicatore dove il prodotto alimentare è rivestito. Il sistema di pastella preparato dal miscelatore viene fatto passare attraverso scambiatori di calore per ottenere la temperatura ottimale per il rivestimento. La pastella viene quindi applicata o spruzzata sul cibo da rivestire prima dell'ulteriore lavorazione. La corretta viscosità durante il processo di rivestimento è fondamentale per garantire uno spessore corretto e costante del rivestimento della pastella.

Garantire la consistenza: la gestione della viscosità è fondamentale nella miscelazione e nel rivestimento della pastella

Ci sono quattro fattori significativi che rendono importante la gestione della viscosità praticamente in ogni applicazione di miscelazione della pastella:

1. Mantenere coerente qqualità: La viscosità determina le proprietà chiave della miscela di pastella umida prodotta. La miscelazione insufficiente darà luogo a non omogeneità e la miscelazione eccessiva influirà sulla consistenza e potrebbe aumentare la "grumosità". Per garantire prestazioni costanti della pastella da lotto a lotto, il controllo della viscosità è essenziale.
2. Riduzione dei costi riducendo gli sprechi: L'eccessiva miscelazione può non solo influire sulla qualità del prodotto finale, ma spreca ingredienti, materie prime, tempo ed energia. La gestione della viscosità nel processo di miscelazione può identificare il punto finale in modo affidabile e preciso, portando così a una significativa riduzione degli scarti e dei rifiuti.
3. Efficienza: Il monitoraggio in tempo reale e senza problemi della viscosità della miscela elimina le costose e lunghe analisi di laboratorio, che spesso si traducono in una risposta ritardata alle variazioni delle proprietà dell'impasto.
4. Automazione: Il monitoraggio e il controllo automatici del processo di miscelazione e rivestimento dell'impasto eliminano un'attività manuale soggetta a errori e consentono agli operatori di concentrarsi sulla qualità del prodotto finale.

Vantaggi del monitoraggio della viscosità in linea: riduzione dei principali difetti di battitura

I difetti tipici nelle applicazioni di miscelazione e rivestimento della pastella dovuti a un controllo della viscosità impreciso sono:

• vuoti nei rivestimenti,
• scarsa adesione,
• colorazione (scolorimento del rivestimento),
• prodotto sottopeso o sovrappeso,
• battiscopa sul bordo del prodotto,
• sottostrato morbido e pastoso

Questi difetti possono portare a notevoli sprechi nella produzione e alla restituzione di prodotti che non soddisfano i requisiti del cliente. Ciò, a sua volta, può danneggiare la reputazione, sostenere costi elevati per la correzione delle carenze e persino portare a richieste di risarcimento del produttore.

Sfide di monitoraggio e controllo dei processi

Le ottimizzazioni del processo ottenute attraverso l'automazione della viscosità contribuiscono alla sostenibilità complessiva e riducono i costi. Gli operatori di miscelazione nell'industria alimentare riconoscono la necessità di monitorare la viscosità per una miscelazione e una raccolta coerenti, ma eseguire tale misurazione ha messo alla prova gli ingegneri di processo ei reparti di qualità nel corso degli anni.

Sfide con le misurazioni della viscosità tradizionali

La pastella è un fluido intrinsecamente non newtoniano, la cui viscosità apparente dipende fortemente dal metodo e dai parametri del sistema di misurazione. I viscosimetri da laboratorio esistenti sono di scarso valore negli ambienti di processo perché la viscosità è direttamente influenzata dalla temperatura, dalla velocità di taglio e da altre variabili che sono molto diverse fuori linea da quanto sono in linea con il processo. Tipicamente, le tazze di flusso vengono utilizzate per misurare la viscosità della pastella. Ma poiché le misurazioni di laboratorio vengono eseguite in condizioni di flusso diverse da quelle del processo, la misurazione della viscosità fuori linea (campionata, in laboratorio) potrebbe non fornire una rappresentazione fedele della miscela della pastella. Le misurazioni fuori linea sono laboriose, lunghe e spesso non ripetibili anche con un operatore esperto. I viscosimetri da laboratorio sono suscettibili di inaffidabilità e imprecisioni di misurazione a causa degli errori intrinsecamente grandi nella misurazione dei fluidi dipendenti dal taglio, nonché della variabilità inter-operatore.

Pertanto, i sistemi di miscelazione e rivestimento dell'impasto devono essere in grado di misurare con precisione la viscosità effettiva dell'impasto o degli ingredienti nelle reali condizioni di processo. Idealmente, i sistemi di miscelazione e rivestimento dovrebbero essere dotati di un viscosimetro in linea da utilizzare con un sistema di controllo a circuito chiuso per il monitoraggio e il controllo dei processi produttivi coinvolti nella lavorazione e nel rivestimento dell'impasto.

Elaborazione alimentare digitale: driver per i produttori che abbracciano l'Industria 4.0

Le fluttuazioni di temperatura, le condizioni dell'attrezzatura di miscelazione, il tipo e le condizioni dei substrati, le formulazioni della pastella, le interazioni delle fasi del processo ei parametri del tempo di miscelazione possono alterare la qualità e le prestazioni del prodotto tra i lotti nella miscelazione e nel rivestimento della pastella. Nei settori a margini sottili come i prodotti da forno, gli alimenti ricoperti di pastella e i dolciumi, i tempi di fermo e il ritardo nelle consegne a causa degli scarti possono danneggiare seriamente la redditività. La maggior parte di questi parametri può essere controllata da un sistema che monitora continuamente le caratteristiche della pastella e intraprende azioni correttive automaticamente e in modo adattivo senza interrompere il flusso del processo.

Le tecnologie necessarie per apportare cambiamenti così radicali nei processi produttivi delle aziende alimentari esistono già. Una volta che l'azienda alimentare investe in apparecchiature di monitoraggio dei processi e analizza i dati raccolti, ha una buona idea per calcolare dove è possibile ottenere guadagni di produttività, dove è possibile risparmiare energia e come ridurre i tempi di fermo attraverso la manutenzione predittiva.

I principali fattori di valore per investire in un processo di produzione continuo, supportato da apparecchiature di monitoraggio della viscosità in linea in tempo reale da parte dei produttori alimentari e degli integratori di sistemi nella miscelazione e nel rivestimento delle pastelle, sono i seguenti:

Azioni correttive automatizzate per garantire la coerenza del prodotto. I circuiti di controllo chiusi attraverso l'ispezione di qualità in linea basata su sensori riducono gli sprechi e aumentano la resa grazie al rilevamento precoce della deviazione del processo, all'analisi della causa principale e alla correzione automatica.

Maggiore agilità nell'affrontare nuove varianti di prodotto nella produzione alimentare, conformità e provenienza del prodotto. I produttori alimentari ottengono un quadro più accurato di come reagiranno le nuove formulazioni o le modifiche alle ricette e di come potrebbero dover adattare i sistemi e i parametri di controllo attuali. Il monitoraggio in tempo reale facilita la transizione da un processo a lotti a un funzionamento continuo, con un notevole risparmio sui costi operativi e di capitale grazie al riutilizzo delle stesse linee per più prodotti.

L'utilizzo di sensori per monitorare la miscela della pastella è fondamentale per adattarsi ai cambiamenti delle materie prime e dei requisiti del prodotto finale, alle normative in continua evoluzione per l'industria alimentare e alla gestione delle crescenti richieste di una base di clienti sempre più informata.

I dati acquisiti forniscono prove solide per basare le decisioni per una maggiore efficienza. I dati forniti dalle apparecchiature di monitoraggio dei processi consentono agli operatori di ottimizzare i parametri di processo critici per il processo produttivo. L'interconnessione e la trasparenza delle informazioni consentono agli operatori di prendere decisioni sia all'interno che all'esterno degli impianti di produzione, consentendo così la decentralizzazione delle decisioni. Processi automatizzati e trasparenti, insieme a flussi di lavoro ottimizzati, possono garantire una gestione efficiente dei dati e un sistema di controllo qualità migliorato.

Maggiore soddisfazione del cliente e adattamento alle richieste dei clienti. Le soluzioni Industry 4.0 hanno un impatto sulle aziende produttrici di alimenti favorendo interazioni più strette con i clienti. La tecnologia, i dati e le informazioni aiutano a trasformare le operazioni di produzione rendendo l'azienda più reattiva alle esigenze dei clienti.

Creazione di un rivestimento uniforme della pastella – monitoraggio in linea

I produttori di alimenti si sforzano di soddisfare le numerose proprietà tessiturali e gustative spesso citate dai consumatori come base per il motivo per cui gli piace il "gusto" e come la consistenza e la sensazione in bocca, combinate con la consapevolezza della salute e la domanda di prodotti con etichetta pulita, influenzano le decisioni di consumo continue.

La misurazione automatica della viscosità in linea consente il monitoraggio continuo dell'impasto durante la miscelazione e l'applicazione durante la verniciatura. Permette di controllare la viscosità per garantire una qualità uniforme del prodotto finale. Rheonics'Viscosimetro SRV⁴ è un viscosimetro di processo in linea compatto con misurazione della temperatura del fluido incorporata⁵. Il suo rapido tempo di risposta rileva le fluttuazioni di viscosità nel flusso di processo in tempo reale, consentendo di intraprendere azioni correttive non appena si verificano deviazioni. Gestione della viscosità in linea con Rheonics L'SRV può aiutare ad alleviare problemi comuni come vuoti di pastella, scarsa adesione, scolorimento, prodotti sottopeso o sovrappeso che possono avere un impatto negativo sulla qualità dei prodotti alimentari finali.

Il sensore SRV può essere installato in linea con le apparecchiature esistenti, consentendo di misurare in modo continuo la viscosità (e la densità in caso di SRD) durante la miscelazione, il trasporto e l'applicazione dell'impasto. Il sistema di monitoraggio di base può avvisare l'operatore della necessità di un intervento. Può anche essere integrato nei sistemi di miscelazione, trasporto e applicazione esistenti per il controllo della viscosità in tempo reale. In alternativa, l'intero sistema può essere completamente automatizzato utilizzando Rheonics Controllore di tracciamento predittivo (RPTC). Usare un Rheonics L'SRV nella linea di miscelazione o rivestimento della pastella si traduce in un miglioramento della produttività, dei margini di profitto e della conformità normativa.

Combina i sensori di viscosità in linea con RheonicsSistema di monitoraggio e controllo della produzione per ottenere una viscosità costante della pastella e una qualità del prodotto. 

Una volta stabiliti i parametri del processo, è necessario uno sforzo minimo per mantenere l’integrità del processo. Gli operatori possono contare sullo stretto controllo fornito dal Rheonics soluzione di gestione della qualità della pastella e trarre vantaggi non solo nella produzione, ma anche nella fase di ricerca e sviluppo del prodotto quando vengono stabiliti i parametri di formulazione. Ciò consente all’operatore di ottenere un vantaggio competitivo poiché la produzione viene ampliata per soddisfare la crescente domanda.

Valore chiave delle soluzioni di monitoraggio e controllo della consistenza della pastella in linea

 Rheonics i sensori sono dotati di misurazione della temperatura integrata, consentendo di monitorare la temperatura della miscela di pastella nel punto di applicazione. Ciò consente alle letture della viscosità di compensare la temperatura, il che è essenziale per garantire una produzione costante attraverso le tipiche variazioni di temperatura giornaliere e stagionali.

Circuiti chiusi di controllo qualità e il crescente grado di automazione della viscosità consentito dal Rheonics i viscosimetri aggiungono valore al processo produttivo in termini di qualità, consistenza, riduzione degli sprechi, efficienza e produttività. Si evita l'errore umano e diventa possibile la correzione completamente automatica di qualsiasi deviazione nel processo di produzione.

Dati forniti dal Rheonics i viscosimetri e le soluzioni integrate aiutano ad accelerare le curve di apprendimento e ad accogliere cambiamenti più frequenti nella composizione dei prodotti alimentari, contribuendo a un processo di produzione più efficiente in termini di risorse, economico e più ecologico.

Nei casi in cui la produttività delle risorse e l'OEE sono fondamentali ei costi di manutenzione sono significativi, aiuta i produttori di alimenti a ridurre le interruzioni del processo con la manutenzione predittiva per strumenti e macchine di produzione. La previsione di potenziali eventi di inattività e la diagnosi della qualità sono consentite dai dati forniti dai sensori.

Rheonics i prodotti e la tecnologia aggiungono funzionalità uniche di tecnologie interconnesse, che consentono ai produttori di rispondere e adattarsi più rapidamente alle richieste dei clienti e persino di sviluppare ordini personalizzati con meno manodopera e tempi di configurazione rispetto alla produzione tradizionale.

Mentre i produttori alimentari cercano di diventare più agili nell'adattarsi al cambiamento dello stile di vita e delle preferenze dei consumatori, comprendono la necessità di investire in attività di ricerca e sviluppo e in tecnologie avanzate di controllo dei processi per sviluppare nuove formulazioni con caratteristiche su misura.  Rheonics I viscosimetri in linea consentono ai produttori alimentari di produrre una grande varietà di prodotti pastellati di qualità superiore e uniformi, con un coinvolgimento minimo degli operatori in fabbrica: un vantaggio significativo rispetto ad altre alternative di misurazione o soluzioni di controllo di processo. La miscelazione in linea con soluzioni di monitoraggio continuo della viscosità risolve le principali sfide dei processi di produzione in batch, come le perdite durante i cambi di prodotto e le inefficienze nella gestione degli ingredienti, in un approccio basato sulle ricette. Supporta facilmente l'aumento delle capacità di miscelazione.

I vantaggi esclusivi dell'SRV per la miscelazione della pastella e le applicazioni di rivestimento includono:

• Funziona con precisione nella maggior parte dei sistemi di rivestimento con un'ampia gamma di composizioni di pastella e prodotti correlati: pastella adesiva, smalti, salse, marinate, panini, pre-polvere
• Mantiene la viscosità della pastella impostata anche quando l'acqua o l'impanatura del prodotto si mescolano con la pastella nell'applicatore della pastella durante la produzione.
• Testa del sensore robusta e sigillata ermeticamente. L'SRV può essere pulito in linea con tutti i processi CIP standard o con uno straccio bagnato, senza la necessità di smontaggio o ricalibrazione
• Nessuna parte in movimento che invecchia o si sporca di sedimenti
• Insensibile al particolato; nessuna fessura stretta per sporcare di particolato
• Tutte le parti bagnate sono in acciaio inossidabile 316L - soddisfa le norme sanitarie senza problemi di corrosione
• Design igienico e sanitario per applicazioni nel settore alimentare e delle bevande - disponibile in tri-clamp e connessioni DIN 11851 per un facile utilizzo e pulizia
• Certificato secondo ATEX e IECEx come intrinsecamente sicuro per l'uso in ambienti pericolosi
• Ampia gamma operativa e semplice integrazione - L'elettronica del sensore e le opzioni di comunicazione lo rendono estremamente facile da integrare ed eseguire in PLC industriali e sistemi di controllo.

1. Wang e DR Suderman (2011), "Applicazione di pastelle e impanature a vari substrati", in Pastelle e impanature nella lavorazione degli alimenti, Pp. 243-261 https://doi.org/10.1016/B978-1-891127-71-7.50019-X
2. M. Fiszman, T. Sanz e A. Salvador (2013), "13 - Valutazione strumentale della qualità sensoriale dei prodotti da forno", in Valutazione strumentale della qualità sensoriale degli alimenti, Pp. 374-402 https://doi.org/10.1533/9780857098856.3.374
3. E. Cunningham e LM Tiede (1981), "Influence of Past Viscosity on Breading of Chicken Drumsticks", in Journal of Food Science, 46 (6): 1950-1950 https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1981.tb04527.x
4. Viscosimetro in linea SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
5. Principio di funzionamento SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Rivista dedicata all'industria alimentare - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) pubblica un articolo di approfondimento che tratta il Rheonics viscosimetro in linea SRV e la soluzione integrata – Rheonics Sistema di monitoraggio e controllo della produzione. L'articolo illustra perché la consistenza dell'impasto è fondamentale e come può essere garantita nell'unità di preparazione e di applicazione (rivestimento) in fabbrica, anche in condizioni di temperatura e evaporazione variabili, attraverso l'automazione del sistema di dosaggio con un controller che utilizza misurazioni continue e in tempo reale della viscosità.

Trova il link alla pubblicazione.

Leggi la nostra nota applicativa sulla preparazione della pastella e sul controllo del processo di rivestimento.