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解锁无淀粉凝胶糖生产新技术

来源:荣格-《国际食品加工及包装商情》 发布时间:2021-06-07 844
食品饮料及个护食品与饮料食品及饮料配料食品加工及设备饮料加工及设备包装设备及材料其他 技术前沿
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凝胶糖和胶母糖越来越受消费者的青睐。这一品类产品的增长率有些时侯达到两位数的幅度, 甜美、水果味和有吸引力的胶母结构这些特性完美的组合成功地激活了人们的消费欲望。

对于采用添加剂或OTC药物添加物的凝胶糖和胶母糖的生产,使用淀粉模(Mogul技术)的传统制造工艺正变得越来越不重要。


今天,在这个领域投资并期待全球成功销售产品的公司必须遵循清洁和安全的食品生产 (GMP) 的规范,这种规范必须认真、持续地贯彻到生产的每个环节,所有生产数据必须详细记录,当今食品生产所需遵循的卫生标准要比以前糖果行业认为足够的标准高得多。


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凝胶糖和胶母糖越来越受消费者的青睐。这一品类产品的增长率有些时侯达到两位数的幅度, 甜美、水果味和有吸引力的胶母结构这些特性完美的组合成功地激活了人们的消费欲望。


此外, 水果凝胶糖也符合食品发展的新趋势:完全使用来自有机农场的天然原材料。 原材料的纯素食或有机认证有助于小糖果去掉他们不健康的形象。


当代社会,单身家庭日增,人们普遍缺乏锻炼,数字化渗透进每个生活环节,个人时间安排与生活方式也日趋个性化,人们用于健康烹饪和饮食的时间越来越少。外带产品正在经历繁荣,零食取代正餐。另一方面,由于社交媒体和商业广告在健康和营养方面提供了越来越多的信息,人们对健康的认识有了很大的提高。对营养缺陷和疗法的了解从未像今天这样透明。饮食习惯越来越依赖于于配料的数量和质量。配料清单上碳水化合物、脂肪和蛋白质的克数含量规格对于购买决定往往具有决定性意义。


在这种片面的饮食习惯和有目的地追求补充全面营养成分的交互作用中,一些对人体具有营养补充和功能作用的产品,如维生素、矿物质、补充剂、天然提取物、欧米茄3-酸 ( 仅举几例 )已经获得了相当大的市场份额。“无聊”的泡腾片或胶囊最初只得到适度的认可,现在赋予果味凝胶糖或胶母糖的外观:这是一种感观升级,使产品更具吸引力。


形象地看,正是糖果的高接受度与补充剂的特殊健康益处之间的契合关系引领了这一成功:吃零食可以帮助你保持健康。


走向医药产品的道路已经铺就。即使在今天,除了补充剂,OTC药物褪黑激素(治愈睡眠问题)、 玻尿酸(关节疼痛)和大麻油CBD也已被添加到水果凝胶糖中。


在大麻合法化的国家(加拿大和美国的一些州),含有大麻成分、具备镇静与麻醉的作用的凝胶糖果也纷纷上市。


含有“止痛药”(如扑热息痛或布洛芬)的凝胶糖果的测试已经在实验室中进行。此类产品获得 FDA 或 EMA 的批准只是时间问题。


传统的果味凝胶糖生产是用淀粉模设备完成的,熬煮后的糖浆被浇注入干燥的淀粉模中。在这个传统的生产过程中,淀粉主要由玉米淀粉组成,起到成型器、除湿器和结晶发动器的作用。随着水分从糖浆中排出,所有水溶性配料均按相当合理的比例释放,并被淀粉吸收和浓缩。由于淀粉在独立的回路中干燥并被重复使用,因此不能排除释放的配料被转移到其它制造工艺,从而转移到其它产品。这种转移被称为交叉污染,它不符合严格的卫生规则和GMP原则的 OTC果味凝胶糖的生产:这是为什么越来越多的公司转向无淀粉生产技术的主要原因。


如果产品含有对人体有影响的功能配料剂量较高,并且制造商必须对标识的纯度和浓度负责,淀粉模技术就不再被接受和适用。生产必须使用固定的模具进行,这些模具在使用后和每次产品更换前都必须进行清洁,以便排除上述交叉污染。硅胶或聚碳酸酯模作为可代替淀粉模的解决方案,也可直接生产至包装托盘中(直接进包装生产)。


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近几年来,使用硅胶模具的无淀粉生产技术已非常成功地用于制造太妃糖、方登和果胶凝胶糖,主要在东欧、前苏联国家和许多阿拉伯国家。由于这些无淀粉产品与传统凝胶软糖传统上形状相同,部分产品克重(10~15克)很大,采用这项技术意愿非常强烈。节省的淀粉处理设备和干燥房成本抵消了较高的模具成本。硅胶模具需要足够的稳定性,因为冷却后,糖果产品必须能够从模具中脱模。


因此,硅胶模具具有不锈钢芯,切削有相应产品形状的腔体以及周围紧凑的塑料框架。由于切削加工限制,产品腔体之间必须保持相当大的距离,这导致每个模具的产品布局有限,从而导致有限的生产能力。特别对于较小的产品,如OTC产品这个缺点表现更加明显。多年的研究与开发表明,硅胶材料本身对于某些原料是渗透性材料,如脂肪、酒精和芳香烃化合物,因为这些原料出现在天然提取物和香料中。它导致这些物质的吸收,严格地说,不能完全排除交叉污染。这些迁移物质也导致硅胶快速磨损,弹性丧失和裂缝相当脆弱。
随着快速凝胶明胶(一种稳定的结构,可以在30至45分钟后脱模)这个新产品的开发成功,无淀粉技术生产果味凝胶糖的道路已经铺平。


五年来,设备制造商致力于在小熊糖和其他在售果胶糖生产过程中使用无淀粉成型技术。除了硅胶模具外,还使用特氟隆涂层铝模具,以便将高弹性和高粘性凝胶糖浆形成一个有吸引力的形状:从卫生的角度来看,这是一场灾难!除了金属残留物和糟糕的清洁可能性之外,同样不可能轻松操作模具(例如更换模具),因为它们主要牢固地安装在传送链上。在这样的生产设备上,产品经常被未经过滤的气流吹出模具。脱模没有任何次序,而且由于压缩空气的高消耗,脱模成本相当高。


快速增长的OTC凝胶糖和胶母糖市场对卫生生产设备的高要求,使WDS在成型工艺方面发展了一个新的方向。
几年前,硅胶技术虽然有很多限制,但仍然受到青睐。硅胶模具向聚碳酸酯模具的转变使一种全新、现代、清洁、高效的设备技术得以发展,用于生产果味凝胶糖,这种技术起源于WDS公司的糖果和巧克力的浇模成型技术。在全球范围内,WDS公司几十年来在糖果和巧克力浇模设备制造方面取得了极大的成功。WDS公司凭借强大的技术储备,加上对复杂浇模工艺的深入了解,现在成功开发了新一代用于凝胶糖和胶母糖生产的无淀粉浇模设备,在生产效率、卫生标准和产品处理流程设定了新的标准。


初看设备布局类似于单通道或双通道的果仁糖或糖排模型设备。然而,仔细观察,很明显,一些重要的和新的工艺已经集成到OTC凝胶糖的生产。在模具上涂上一层蜡油,凝胶糖浆快速浇注,最大限度地保护配料,清洁,有序脱模,对产品无损害。有效的模具冷却、自动称重和更换模具、通过移位寄存器减少模具或剔除污染或损坏的模具等经过验证的工艺已被作为巧克力设备众所周知的标准。


聚碳酸酯模具的优势首先在于生产线布局紧凑、产能增加、投资成本低。成分正确的聚碳酸酯模具对酒精和芳香烃类化合物更有抵抗力,而硅胶每一次洗涤过程中使用的表面活性剂都会削弱模具的耐久性。
由于重量较轻,设备内部操作更加兼容:复杂的产品形状更容易实现,可100%消除成品气孔以及产品物质的吸收和释放。


为了使凝胶糖和胶母糖在冷却,固化脱模后不残留,模具在浇注之前必须精确地喷上蜡油。这种喷涂是在WDS设备内一个单独的喷涂装置中完成的,而且只喷涂产品腔体。每个产品腔体最多使用10mg蜡油,涂满整个模腔,足以使产品毫无问题脱模。


毫无疑问,无淀粉设备的核心就是浇注头。在设备上,熬煮后的糖浆被精确地浇注如模具型腔中。依据配方和原材料的不同,温度在80°C至近100°C之间。因此这是绝对的优势,即可以直接浇注预冷模具一方面保护模具,另一方面快速冷却糖浆。这个特性非常有利于添加含有温度敏感配料功能成分。果味凝胶糖的制造过程要取得成功,必须避免过高的温度,含温度敏感配料的加热糖浆必须尽快浇注和冷却。出于这个原因,WDS开发了一种不需要糖浆料斗,管道直连供应糖浆的浇注头,“先进先出”,最长保温时间不超过两分钟,保证了高质量糖浆,因此,避免浇注量过大浪费昂贵的配料。


传统生产设备,糖浆在料斗内停留时间,平均保温时间至少为20分钟。这是含保健成分配料允许保温时间的10倍,这肯定不适合天然提取物,色素和维生素。除此之外还不得不被动接受糖浆颜色变深和还原反应等不良后果。“先进先出”保证了稳定的、高质量糖浆,而在混料料斗中糖浆质量是不断变化的。既然产品用于人的消费,那制造商就需要保证产品标签所载明的各种参数值,保证生产高质量的产品。任何意识到这一点的人都不应该在产品技术上妥协。关于直接供应浇注头至熬煮设备清洁的优点是,直接供应浇注头和熬煮设备可以作为一个整体单元进行CIP回路在线清洁,这样节省时间和能源,而且效率更高。


在浇注后,产品的冷却是快速在模具内完成的,冷源直接来自产品每一侧。与WDS设备上,没有模具的堆栈,没有长时间停留和热量聚积。冷却是在空调和干燥条件下进行的。果胶产品可以在15到20分钟后脱模,明胶产品需要大约两倍的时间。先进的技术使得在同一台设备上生产果胶产品和明胶产品成为可能。


产品在冷却后,再完成脱模过程: 这是一个相当重要和绝对关键的技术步骤。虽然大多数无淀粉设备制造商更喜欢用刷子或气流进行机械脱模,WDS依靠已经获得专利的拾取和放置工艺,温和地进行产品脱模。既没有产品也没有模具的机械磨损。产品和模具均无机械磨损。此外,在脱模过程中,由于上表面没有涂层而导致产品粘连是不可能的。拾取器甚至可将侧面陡峭、复杂形状的产品脱模。在设备高速度要求情况下,甚至可以并排布置两个拾取站。产品从模具中被拾取出来后,被放置再一个固定格式的皮带上,皮带将产品或传送至上油机或连续上糖机,或者上粉机(大米淀粉、柑橘纤维)。


同时,模具通过光学控制和自动换模装置运行回喷油工位,以重新开始新的生产循环。
在WDS的解决方案中,OTC产品的制造是一个封闭的生产回路,在净化车间里完成。
为了清洁、存放或脱模的目的而多次处理模具已无必要。这样既节省了时间和空间,又达到了最高的卫生要求。


WDS的生产线可具备最高每小时 100万个果味凝胶糖的生产能力,除了 ConfecPRO型高性能产线每小时可生产多达 3 吨果味凝胶糖外,WDS还提供ConfecECO型生产线的完整解决方案,即适应于每小时 200kg 至 800 kg 的较小生产量需求。


此外,为方便开发产品,WDS为所有重要的工艺步骤提供了试验工厂,可以直接升级到工业化生产规模。
OTC产品架起了一座从传统凝胶糖和胶母糖飞跃到的全新生产设备和技术的桥梁。糖果、食品和药品之间生产技术上的鸿沟不复存在。



来源:荣格-《国际食品加工及包装商情》


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