Optimalisatie voedingsbereiding unit 9007

(1)

Optimalisatie voedingsbereiding unit

Afstudeerscriptie

(2)

(3)

Afstudeerscriptie

Opleidingsgegevens:

Academie voor de Technologie van Gezondheid en Milieu

Avans Hogeschool

Lovensdijkstraat 61-63

4818 AJ Breda

Telefoon: (076) 525 05 00

Bedrijfsgegevens:

IFF Nederland B.V.

Zevenheuvelenweg 60

5048 AN Tilburg

Telefoon: (+31) 13 4642211

Uitvoeringsgegevens:

Student/auteur:

Jordy van Dijk

E-mail:

jp.vandijk1@student.avans.nl

Versie:

2.0 Periode:

4.3/4.4

Datum:

11 juni 2012

Begeleiding:

School:

Jan van den Boom

E-mail:

jj.vandenboom@avans.nl

Bedrijf:

Brenda Kerkdijk

E-mail:

Brenda.kerkdijk@iff.com

(4)

(5)

We create unique scent & taste experiences people love. Pagina: 1

Voorwoord

Bij deze wil ik iedereen bedanken die het goede verloop van dit afstudeerproject mogelijk hebben gemaakt. Ik heb een leuke en vooral ook leerzame tijd gehad bij IFF, ook al liep het niet altijd even eenvoudig, waar ik hoop nog veel aan zal hebben. Ik heb vooral veel analytische kennis opgedaan en duidelijk geleerd dat het in de praktijk altijd net even anders is dan op school.

Met name wil ik bedanken: John Wijsman, Alfred van Es, het personeel van ACG en Brenda Kerkdijk zonder wie ik dit afstudeerproject niet tot een goed eind had kunnen brengen.

Verder hoop ik dat de resultaten van dit project snel zichtbaar zullen worden en dat het eindresultaat bevredigend is.

(6)

Samenvatting

Op de polvaroma afdeling binnen IFF Tilburg wordt gebruik gemaakt van de unit operation sproeidrogen om vloeibare smaakstoffen om te zetten in poedervorm.

Begin 2011 is bij unit 9007 een nieuwe unit in gebruik genomen voor de bereiding van de voeding. In het jaar 2011 zijn 46 batches bij deze unit afgekeurd. De unit voor de voedingsbereiding is geplaatst en de bereidingswijze van de voeding is nooit gevalideerd, dit heeft als gevolg dat de operators die de voeding bereiden dit allemaal naar eigen inzicht doen. De bereidingswijze wordt dus verdacht van een groot gedeelte van de afkeur.

Het doel van dit project is: om voor unit 9007 de methode om de voeding aan te maken te

standaardiseren en te valideren door onderzoek te doen naar alle aspecten hiervan en kijken naar de mogelijkheid om de variabelen meetbaar te maken. De bedoeling hiervan is de totale afkeur op jaarbasis naar beneden te brengen en kosten te besparen.

Tijdens dit project is onderzoek gedaan naar de voedingsbereiding, de afkeuringen uit het jaar 2011 en de kosten die gemaakt zijn.

Voor de voedingsbereiding is gekeken naar de verschillende typen voedingen en de huidige werkwijze. Aan de hand hiervan is een testopzet gemaakt met oog op de bereidingsmethode, de te meten

variabelen, de meetapparatuur hiervoor en het gebruik van een matrix om de producten in onder te verdelen.

Bij de afkeuringen uit 2011 is gekeken naar de verschillende categorieën van afkeuringen, welke het meeste voorkomen en of deze beïnvloedbaar zijn door de voedingsbereiding. Ook hier is een testopzet gemaakt om te kijken of de afkeuringen uit 2011 te verklaren zijn.

Voor de kosten is een massa en energiebalans opgesteld. En aan de hand hiervan is bepaald wat de gemiddelde kosten zijn die de afkeuringen in 2011 hebben gekost. Ook zijn de investeringen en mogelijke besparingen op jaarbasis berekend.

Na het uitvoeren van dit project kunnen een aantal conclusies getrokken worden. Voor de voedingsbereiding is naar voren gekomen dat:

 De huidige voedingsbereiding door iedereen anders uitgevoerd wordt en op weinig punten wordt gemeten;

 De matrix niet toepasbaar is;

 Een nieuwe werkmethode is vastgesteld die geen afkeuringen heeft opgeleverd. Voor de afkeuringen uit 2011 geldt dat:

 Alle categorieën beïnvloedt kunnen worden door het bereiden van de voeding;

 De twee grootste afkeurposten besmettingen en smaak zijn;

 Voor smaak afkeur uit 2011 met 71% zekerheid te zeggen is dat de batches kleiner dan 15kg verdund zijn en zo een afkeur hebben opgeleverd.

En tot slot is voor de kosten bepaald dat:

 De totale investeringen voor dit project ±€5000,- zijn;

 De totale kosten voor de afkeuringen in 2011 ±€42000,- zijn;

(7)

Summary

At the polvaroma department at IFF Tilburg the unit operation spray-drying is used in order to convert liquid flavors into powder form.

At the beginning of 2011 unit 9007 was provided with a new unit for the feed preparation. In the year 2011, 46 batches of this unit were rejected. The unit for the feed preparation, and its method of preparation for the feed was not validated, this had the consequence that the operators who prepared the feed did all of this at their own discretion. The method of preparation is therefore suspected of having a large portion in the rejections.

The goal of this project is: to standardize, validate and research into all aspects of the feed preparation method of unit 9007 and try to make the variables measurable. The aim is to lower the total rejections on an annual basis and to bring down the costs.

During this project, research has taken place of: the feed preparation, the rejections from the year 2011 and the costs.

For the feed preparation there was looked at the different types of feeds and the current method that is used. Based with this information a test set-up was made for the preparation method, the variables that need to be measured, the measuring equipment, and the use of a matrix in order to subdivide the products.

For the rejections from 2011 was looked at: the different categories of rejections, which are the most common and whether these can be influenced by the feed preparation. Again, a test set-up was made to look if the rejections from 2011 can be explained.

For the cost, a mass and energy balance were made. And based on these balances the average costs that the rejections in 2011 have caused were calculated. Also, the investment and potential savings on an annual base were calculated.

After executing this project, a number of conclusions regarding the results can be made. The feed preparation has shown that:

 The current feed preparation is performed differently by every operator and is measured only on a few points;

 The matrix is not applicable;

 A new method has been established which has caused no rejections. The rejections from 2011, it was stated that:

 All the categories can be influenced by the feed preparation;

 The two largest rejection categories were: contamination and taste;

 With 71% certainty can be said that for taste rejections from 2011 the batches less than 15kg are diluted and thereby caused a rejection.

And finally, for the costs is determined that:

 The total investment for this project is approximately € 5000, - ;

 The total cost for the rejections in 2011 approximately € 42000, - ;

(8)

Inhoudsopgave

Voorwoord ... 1 Samenvatting ... 2 Summary ... 3 1. Inleiding ... 6 1.1 Bedrijfsachtergrond ... 6

1.2 De unit operation sproeidrogen ... 6

1.3 Unit 9007 ... 8 2. De projectopdracht ... 10 2.1 Het probleem ... 10 2.2 De opdracht... 10 3. De voedingsbereiding ... 11 3.1 De voedingen ... 11 3.2 De huidige werkwijze ... 13 3.3 De testopzet ... 14 3.3.1 De bereidingsmethode ... 14 3.3.2 De meetapparatuur ... 15 3.3.3 De matrix ... 17 4. De testresultaten ... 18

4.1 De resultaten van de voedingstesten ... 18

4.1.1 Groep 1: juices, meat/savory en diary ... 18

4.1.2 Groep 2: de olieproducten ... 19

4.1.3 De producten die niet aan de specificaties voldoen ... 21

4.2 Resultaten meetapparatuur ... 22

4.3 Toepasbaarheid van de matrix ... 26

4.4 Lucht in de voeding ... 27

4.5 De nieuwe werkmethode ... 28

4.6 Toepasbaarheid op de andere units ... 31

5. Afkeurvermindering ... 32

5.1 De afkeurcategorieën ... 32

5.2 De afkeuringen van unit 9007 in het jaar 2011 ... 33

5.3 De testopzet ... 35

5.4 De testresultaten en conclusies ... 36

6. Besparing op jaarbasis ... 37

6.1 De gemiddelde kosten van de afkeuringen in 2011 ... 37

6.2 De investeringen en besparingen ... 38

7. Conclusies en aanbevelingen ... 39

8. Conclusions and recommendations ... 41

Discussie ... 43

(9)

Bronnenlijst ... 45

Afbeeldingen, grafieken en tabellenlijst ... 46

Bijlagen ... 47

Bijlage I Product matrix ... 48

Bijlage II Test gegevens voeding deel: 1 ... 49

Bijlage III Test gegevens voeding deel: 2 ... 50

Bijlage IV Test gegevens voeding deel: 3 ... 51

Bijlage V Test gegevens voeding deel: 4 ... 52

Bijlage VI Afkeuringenlijst unit 9007 jaar 2011 ... 53

Bijlage VII Testopzet smaak afkeur unit 9007 ... 54

Bijlage VIII Massabalans unit 9007 per uur ... 55

Bijlage IX Energiebalans inlaat en voeding unit 9007 per uur ... 56

(10)

1. Inleiding

In dit hoofdstuk wordt een indruk gegeven van het bedrijf IFF ende werkzaamheden die het bedrijf uitvoert. Verder wordt omschreven wat het principe van sproeidrogen is en uitleg gegeven over de unit 9007.

1.1 Bedrijfsachtergrond

IFF is een internationaal bedrijf dat zich specialiseert in de productie van synthetische en natuurlijke smaak en geurstoffen.

Het bedrijf is opgericht in 1833 in Amerika door: Stafford Allen, A. Miller, en Charles May. Inmiddels is het bedrijf opgegroeid tot een grote speler op de smaak en geurstoffen markt en heeft tegenwoordig over de hele wereld kantoren en productiefabrieken staan.

IFF is in Nederland in zowel Hilversum als Tilburg gepositioneerd. De locatie in Hilversum bestaat uit twee afdelingen; sales en productontwikkeling. En op de locatie in Tilburg worden geur en smaakstoffen geproduceerd voor wereldwijde productie.

IFF Tilburg bestaat uit een vijftal productiefabrieken met allen hun eigen producten, deze vijf afdelingen zijn:  Fragrance;  Liquids;  Proces Bases;  PPU;  Polvaroma’s.

Op de afdeling fragrance worden vloeibare geurstoffen geproduceerd die gebruikt worden in de productie van parfums. De afdeling liquids maakt vloeibare smaakstoffen die gebruikt worden in de voedingsmiddelenindustrie. Bij de proces bases afdeling worden extracten gemaakt uit natuurlijke en synthetische grondstoffen, een voorbeeld hiervan is mosterdzaadolie uit mosterdzaadjes. Deze extracten worden verkocht aan klanten of worden als grondstof gebruikt in andere processen binnen IFF. In de PPU worden poeders gemengd om smaakstoffen te maken die gebruikt worden in de voedingsmiddelenindustrie, een voorbeeld hiervan zijn de poeders die over chips heengaan om ze smaak te geven. Tot slot heeft IFF in Tilburg een polvaroma fabriek in Tilburg waar smaken en geuren worden gecapsuleerd in poedervorm. Dit gebeurd door middel van sproeidrogen. De poeders die hier geproduceerd worden, worden gebuikt als grondstof voor de PPU of gaan rechtstreeks naar klanten.

1.2 De unit operation sproeidrogen

De unit operation sproeidrogen is een vorm van drogen. Het principe van sproeidrogen is een vloeistof, suspensie of emulsie omzetten in poedervorm door middel van het fijn vernevelen hiervan en het water door middel van verschil in kookpunt te scheiden. Wat hierna overblijft is de gewenste vloeistof in poedervorm, het poeder wordt ook wel de drager genoemd.

Sproeidrogen kan voor meerdere doeleinden gebruikt worden. Bijvoorbeeld om producten langer houdbaar te maken of voor transport, omdat vloeistoffen per vliegtuig wegens wetgeving moeilijk te transporteren zijn.

Sproeidrogen wordt al 70 jaar toegepast in de proces industrie en is op veel manieren dus

gestandaardiseerd. De voordelen van sproeidrogen zijn: dat het zowel voor olie als water oplossingen gebruikt kan worden en het is makkelijk op te schalen van pilotschaal naar productieschaal. Een nadeel dat hierbij komt kijken is dat het een duur proces is omdat veel energie verbruikt wordt bijvoorbeeld om de lucht op te warmen[1].

Bij IFF worden emulsies gesproeidroogd, de emulsies bestaan voornamelijk uit poeders(dragers), water en vloeibare extracten. De bedoeling is om de extracten te binden aan een drager en deze te

capsuleren. Dit wil zeggen dat het opgeloste poeder ook een laag vormt rond om de drager met het extract er aan gebonden. De extracten worden op deze manier behouden en beschermd.

(11)

In afbeelding 1.1 is een Proces Flow diagram weergegeven van een sproeidrooginstallatie, ook wordt hier een legenda weergegeven met uitleg van de verschillende componenten.

Afbeelding 1.1: Proces Flow diagram van een sproeidrooginstallatie

Sproeidrogen begint met het aanmaken van een voeding in een voedingstank. Dit gebeurd door middel van eerst water toe te voegen, vervolgens de poeders(dragermateriaal), dit goed homogeen op te laten lossen door middel van roeren en tot slot de dosis(smaakstoffen) toe te voegen. Door dit te roeren wordt een homogene voeding gevormd.

Het dragermateriaal bestaat uit een mengsel van suikers en/of een emulgator. Voor de suikers worden verschillende typen maltodextrine gebruikt en voor de emulgator voornamelijk Arabische gum, ook wel emulgum genoemd.

De voeding wordt vervolgens door middel van een pomp naar een atomizer getransporteerd. Een atomizer is een apparaat die de voeding fijn vernevelt en over de droogkamer verdeeld. De voeding wordt in dit apparaat door kleine gaatjes getransporteerd naar een schijf die onder hoog toerental ronddraait(8000-18000rpm). Deze schijf verslingerd als het ware de voeding en zorgt zo dus dat het over de droogkamer verdeeld wordt.

Wanneer de voeding vernevelt wordt in de droogkamer wordt deze gedroogd door middel van voorverwarmde lucht te gebruiken. De lucht die hiervoor gebruikt wordt, wordt aangezogen vanuit de buitenlucht en vervolgens verwarmd door middel van een luchtverwarmer. De temperatuur die deze ingaande lucht heeft wordt de inlaattemperatuur genoemd. Deze temperatuur kan variëren van 180-210C.

De lucht wordt met een werveling in de droogkamer gebracht en draait met de ronde vorm van de droogkamer mee. Door de hoge temperatuur van de lucht zal het grootste gedeelte van het water uit de voeding verdampen en blijven dus poederdeeltjes over waar de smaakstoffen aan gehecht en in

(12)

van de atomizer en de werveling van de lucht worden de poederdeeltjes tegen de wand aan geslingerd en vallen vervolgens door hun gewicht naar beneden.

Aan de onderkant van de droogkamer zitten twee uitgangen degene die zich helemaal onder aan de kamer bevindt is om het geproduceerde poeder dat naar beneden is gevallen op te vangen om vervolgens naar de poederzeef te gaan.

De tweede uitgang zit wat hoger en wordt gebruikt om de lucht die het water opgenomen heeft en de poederdeeltjes die te licht zijn om naar beneden te vallen af te zuigen. Deze lucht gaat naar de cycloon toe, de temperatuur van de uitgaande lucht wordt ook de uitlaattemperatuur genoemd.

Deze lucht met een hoog vochtgehalte en de lichte poederdeeltjes wordt ook met een werveling in de cycloon gebracht. Dit wordt gedaan om alle deeltjes die wel het juiste gewicht hebben maar toch meegezogen zijn alsnog te scheiden.

De lucht verlaat de cycloon aan de bovenkant. Bij IFF wordt de lucht eerst langs een scrubber geleid om de lichte deeltjes hier uit te “wassen” en vervolgens wordt de lucht langs een bio filter geleidt om te zorgen dat de stank eruit gehaald wordt. Als deze beide stappen genomen wordt de lucht weer getransporteerd naar de buitenlucht.

Alle deeltjes die in de cycloon alsnog naar beneden zijn gevallen gaan ook richting de zeef.

De zeef scheidt de deeltjes op grootte, de deeltjes die door de zeef afgescheiden worden zijn vaak te groot omdat deze aan elkaar geklonterd ofwel geaglomereerd zijn. Het poeder met de juiste

deeltjesgrootte wordt opgevangen en kan als grondstof voor een klant of voor IFF zelf dienen.

In de praktijk bestaan veel verschillende andere vormen van opbouw van een sproeidroogproces. Het sproeiproces zoals hierboven beschreven is een voorbeeld en zo opgesteld dat het weergeeft hoe sproeidrogen bij IFF op bepaalde units wordt uitgevoerd. [1]

1.3 Unit 9007

Sproeidroogunit 9007 is een van de twee kleinere sproeidroogtorens bij IFF Tilburg. De unit wordt alleen gebruikt voor koosjer of koosjer-neutraal producties.

De opbouw van de unit is anders dan het voorbeeld dat gegeven is in afbeelding 1.1, dit is te zien in afbeelding 1.2. Het verschil is dat

het poeder bij unit 9007 niet direct vanuit de droogkamer wordt afgevangen maar altijd langs de cycloon gaat. Voor de rest is de opbouw en het principe van de sproeidroogunit hetzelfde. De unit voor de

voedingsbereiding van unit 9007 is gelijk aan die van unit 9009. De roerwerken en kuipen zijn speciaal gemaakt voor de bereiding van kleine batches(15-150kg poederopbrengst). In afbeelding 1.3 zijn de units voor de voedingsbereiding van zowel unit 9007 als unit 9009 naast elkaar te zien. Ieder

roerwerk heeft zijn eigen kuipen en een roerder die traploos instelbaar is(stand 0 tot 10). De watervoorziening voor het aanmaken van de voeding bestaat uit twee keuzes water namelijk; koud water(±25C) en warm water(±60C). Als de voeding aangemaakt is wordt deze getransporteerd naar

(13)

een ander roerwerk dat bedoelt is om de voeding in beweging te houden. De voeding wordt in beweging gehouden zodat deze homogeen blijft en niet verschillende lagen gaat vormen.

Vanuit deze plek wordt de voeding getransporteerd naar de toren om vervolgens gesproeidroogd te worden. Een foto van dit roerwerk is weergegeven in afbeelding 1.4.

Afbeelding 1.3 Voedingsbereiding unit 9007

(14)

We create unique scent & taste experiences people love. Pagina: 10

2. De projectopdracht

In dit hoofdstuk wordt eerst het de projectopdracht beschreven aan de hand van de doelstellingen. Hierin staat waarom dit project wordt uitgevoerd en wat klaar is als het project is afgerond.

2.1 Het probleem

In 2011 zijn bij unit 9007 veel batches afgekeurd. Dit waren 46 afkeuringen van in totaal 650

geproduceerde batches, dit is 7.1%. Dit kost IFF veel: geld, tijd, energie en grondstoffen. Begin 2011 is bij unit 9007 een nieuwe unit in gebruik genomen voor de bereiding van de voeding.

De unit is geplaatst en de bereidingswijze van de voeding is nooit gevalideerd, dit heeft als gevolg dat de operators die de voeding bereiden dit allemaal naar eigen inzicht doen. De bereidingswijze wordt dus verdacht van een groot gedeelte van de afkeur.

Onder niet gevalideerd wordt verstaan dat de voeding bijna niet gemeten wordt en dus ook niet goed of fout verklaard kan worden, ook is de gewenste stand van de roerder en de naroertijd niet gevalideerd. (Het enige dat gemeten wordt tijdens het aanmaken van de voeding is het brix gehalte, dit is het gehalte aan suikers dat zich in de voeding bevindt). De afkeuringen kunnen ook moeilijk gerelateerd worden aan de voeding aangezien hier maar weinig gegevens over bekend zijn.

Al deze variabelen vormen dus een groot risico om afkeur te veroorzaken.

2.2 De opdracht

Het doel van dit onderzoek is: om voor unit 9007 eerst de methode om de voeding aan te maken te standaardiseren en te valideren door onderzoek te doen naar alle aspecten hiervan en kijken naar de mogelijkheid om de variabelen meetbaar te maken.

Door de bereidingsmethode te standaardiseren kan hier vervolgens van afgeweken worden om te kijken waar de afkeur aan ligt.

Uiteindelijk wordt door de optimalisatie van de voedingsbereiding de kans op mogelijke afkeur verminderd en ook het zoekwerk als toch een afkeur is opgetreden.

(15)

3. De voedingsbereiding

Dit hoofdstuk beschrijft de verschillende typen voedingen die gemaakt worden binnen de polvaroma. Vervolgens wordt uitleg gegeven over de huidige werkwijze en wat de valkuilen hier van zijn. Aan de hand hiervan wordt de testopzet uitgelegd met de werkwijze die tijdens de testen gebruikt is. En tot slot de gebruikte meetapparatuur.

3.1 De voedingen

Op de sproeidroog afdeling worden ongeveer 500 producten geproduceerd, de smaken van deze producten variëren van kip tot sinaasappel en van mosterd tot vanille.

Deze producten verschillen allemaal in: grondstofverhouding, procesparameters en uiterlijk. De voedingen die bij deze producten horen hebben dan ook allemaal verschillende eigenschappen. Over het algemeen zijn de voedingen die voor het sproeidrogen aangemaakt worden onder te verdelen in vier verschillende groepen namelijk;

1. Oplossingen; 2. Suspensies; 3. Emulsies;

4. Mengsels van twee of alle bovenstaande.

Aangezien het dragermateriaal en/of de emulgators altijd oplossen in het water wordt de groep van de voeding bepaald door de dosis of flavor dat aan het mengsel wordt toegevoegd.

De eigenschappen voor deze voedingen zijn hieronder weergegeven, tevens wordt weergegeven aan welke eisen deze voedingen volgens IFF moeten voldoen[2].

Oplossingen

Een oplossing is een homogeen mengsel van twee of meerdere moleculair verdeelde stoffen. Het dragermateriaal lost altijd op in het water, maar bij een oplossing zal ook de flavor of dosis oplossen. Een oplossing is helder en er bevinden zich geen vaste deeltjes in dit type voeding.

Tijdens het sproeidrogen van dit product zal een mooi homogeen poederdeeltje ontstaan. Omdat het dragermateriaal en de flavor op moleculair niveau verdeeld zijn, zijn de flavordeeltjes zo klein dat ze gemakkelijk ingecapsuleerd kunnen worden als deze gesproeidroogd worden. Een beeld van het poederdeeltje wordt in afbeelding 3.1 weergegeven.

De eisen die IFF stelt aan oplossingen zijn:

 Moet homogeen verdeeld zijn;

 Tijdens productie het liefst een viscositeit van 0-150 Cp(Centipoise)hebben;

 Moet aangemaakt worden met koud water tenzij recept anders aangeeft.

Suspensies

Een suspensie is een vloeistof waarin een fijnverdeelde niet-oplosbare vaste stof zweeft. De flavor zal zich dus suspenderen in het water/drager mengsel. Deze flavors bestaan vaak uit organische materialen die niet oplossen in water zoals tomatenpuree.

Tijdens het sproeidrogen van dit product zal een mooi homogeen poederdeeltje ontstaan mits het mengsel homogeen verdeeld is. Omdat de deeltjesgrootte van de flavor niet bepaald kan worden zullen kleine deeltjes(<2µm), grote

deeltjes(>6µm) en alle maten die daar tussen zitten ontstaan. Een poederdeeltje zal ongeveer de opbouw hebben zoals in afbeelding 3.2 wordt weergegeven. De grote deeltjes zijn vaak moeilijk te capsuleren en omdat deze zo groot zijn

Dragermateriaal Flavor

Afbeelding 3.2 Een poederdeeltje van een suspensie

Dragermateriaal Flavor

Afbeelding 3.1 Een poederdeeltje van een oplossing

(16)

kunnen deze zich deels binnen en deels buiten het poederdeeltje bevinden. Het gedeelte dat zich buiten de capsulewand bevind heeft doordat het in contact komt met lucht een kortere houdbaarheidsdatum en zal dus sneller zijn smaak verliezen. Alles wat zich binnen de capsule bevind komt niet met lucht in aanraking en zal dus langer houdbaar zijn.

De eisen die IFF stelt aan suspensies zijn:

Emulsies

Een emulsie is een mengsel dat bestaat uit twee niet mengbare vloeistoffen die onder normale omstandigheden geen stabiel en homogeen mengsel vormen. In afbeelding 3.3 is een olie water mengsel te zien waar geen emulgator aan toe is gevoegd, er ontstaan twee verschillende lagen.

Om toch een stabiel mengsel te vormen wordt gebruik gemaakt van een emulgator. Een emulgator is een stof die zowel lipofiele als hydrofiele

eigenschappen heeft en dus voor een brug zorgt tussen een olie en een water. De meest gebruikte emulgatoren Bij IFF zijn Arabische gum en Starch tapioca gemodificeerd zetmeel.

Bij IFF worden olie water emulsies gemaakt, dit betekend dat de olie in het water verdeeld is.

Door toevoeging van een emulgator zal de olie druppels vormen in de emulsie. Bij IFF wordt altijd eerst de emulgator opgelost in het water, hierna wordt de flavor toegevoegd wat vervolgens zorgt voor mooie oliedruppels verdeeld in het mengsel. Dit wordt weergegeven in afbeelding 3.4.

De grootte van de oliedruppels is beïnvloedbaar tijdens het maken van een emulsie. Voor sproeidrogen ligt de gewenste grootte voor de oliedruppels in de emulsie tussen de 2 en 5µm[2]. Als de druppels te klein zijn(<1µm) kunnen deze niet genoeg smaak vasthouden en zal het poeder dus onvoldoende smaak bezitten. Als de druppels te groot zijn(>6m) vind hetzelfde effect plaats als bij een suspensie. De druppels zullen niet(volledig) incapsuleren en dus voor een minder lange houdbaarheid zorgen.

De grootte van de druppels is te beïnvloeden door roeren en de tijd dat dit gebeurd. Ook de snelheid van de roerder is van invloed op de druppelgrootte.

De eisen die IFF stelt aan emulsies zijn:

 Moet een gemiddelde druppelgrootte hebben tussen de 2 en 5µm;

Mengsels

Als de flavor bestaat uit meer dan alleen olie, dus ook uit organische materialen of grondstoffen die oplossen in water is het een mengsel. Als dit het geval is dan dienen dezelfde eisen gehanteerd te worden als bij emulsies.

In sommige gevallen is echter het oliegehalte in de dosis dusdanig laag dat de gemiddelde

druppeltjesgrootte niet bepaald kan worden. In dit geval gelden alleen de eisen voor een suspensie of een oplossing.

Afbeelding 3.3 Olie water mengsel zonder emulgator[3]

Water/emulgator mengsel Flavor(oliedruppels) Afbeelding 3.4 Oliedruppels in een water/emulgatormengsel

(17)

De wenselijke waarde van de viscositeit is bepaald door R&D IFF, het sproeidroogproces zal door het aanhouden van deze waarde makkelijker verlopen.

De viscositeit kan voordat de voeding bij de atomizer komt beïnvloed worden door de temperatuur van de voeding aan te passen. De voeding wordt bij unit 9007 verwarmt door een zogenaamde tracing. Dit is een elektrisch warmte element dat vanaf de voedingspomp op heel de voedingsleiding tot aan de atomizer is aangebracht. De tracing kan de voeding verwarmen tot maximaal 70°C, dus als de voeding de juiste viscositeit heeft bij 60°C wordt de tracing op deze temperatuur ingesteld.

De kans is echter ook aanwezig dat de viscositeit na het aanmaken van de voeding bij 30C al lager uitvalt dan 150Cp. Dit komt omdat in sommige gevallen de receptuur zo is dat de voeding een lage viscositeit heeft. Bij het ontwikkelen van recepten is het type dragermateriaal, het type emulgator, het type voeding en de hoeveelheden hiervan van invloed op de viscositeit, ook heeft de hoeveelheid water invloed op de viscositeit van producten.

Bij een klein aantal producten wordt gebruik gemaakt van warm water om de voeding aan te maken. Bij deze producten is dient vaak een grondstof opgelost te worden die bij een temperatuur van 25°C niet oplost. Vaak zijn dit kristallen. Als de voeding maar net warm genoeg is om deze kristallen op te lossen kan een lagere temperatuur van de voedingsleiding tot aan de voedingspomp zorgen voor kristallisatie van het materiaal. Dit resulteert vervolgens weer in verstoppingen van de leiding en dus een langere productietijd.

3.2 De huidige werkwijze

De huidige werkwijze die gehanteerd wordt voor het aanmaken van de voeding voor unit 9007 is vooral gebaseerd op operator ervaring en heeft de volgende volgorde:

1. Controleren of alle apparatuur schoon is; 2. Juiste kuip kiezen voor batchgrootte;

3. Kuip monteren onder roerder met roerder in het midden; 4. Water toevoegen conform recept;

5. Roerder op door operator gekozen toerental;

6. Emulgators en/of dragermateriaal toevoegen conform recept; 7. Roeren tot homogeen mengsel;

8. Flavors toevoegen conform recept met een door de operator gekozen toerental van de roerder;

9. Roeren tot homogeen mengsel; 10. Brix gehalte meten;

11. Water toevoegen om brix gehalte op waarde conform recept te krijgen; 12. Kuip verplaatsen naar tweede roerwerk en op product zetten.

De manier waarop deze wijze uitgevoerd wordt is vaak niet zoals hierboven omschreven. Voorbeelden van wat anders gaat zijn:

 Stap 6 en stap 4 omwisselen;

 Flavors toevoegen alvorens stap 7 uitgevoerd was;

 De snelheid van het vullen van het dragermateriaal;

 Als de voeding nog niet homogeen was alvast onder ander roerwerk zetten.

Los van deze voorbeelden zijn er een aantal variabelen die door elke operator anders uitgevoerd kunnen worden zoals:

 Gekozen toerental van het roerwerk;

 Snelheid van het toevoegen van het dragermateriaal;

 Wanneer de voeding homogeen is;

 Snelheid van het toevoegen van de flavors;

(18)

 Wanneer de voeding na toevoeging van de flavors homogeen is.

Wat vervolgens ook nog een probleem is, is dat de gewenste waardes voor de voeding niet gemeten worden. hier is geen meetapparatuur voor beschikbaar en deze kunnen dus niet bepaald worden. Aan de start van dit project is een meetapparaat geplaatst op de afdeling waarmee de viscositeit gemeten kan worden, dit houdt in dat niet gekeken kan worden of een voeding homogeen is en wat de deeltjesgrootte voor emulsies is.

Voorheen werd de viscositeit niet gemeten en stond de temperatuur van de tracing standaard op 70°C ingesteld, wat dus voor een onnodig hoog energieverbruik heeft gezorgd.

Een ander nadeel dat zich voordoet bij de bereiding van een voeding is dat door het roeren luchtinslag in de voeding ontstaat. Dit komt door meerdere factoren. Ten eerste het feit dat de roerder in het midden staat en of op een te hoog toerental, dit zorgt voor een vortex en een “slurpend geluid”. Door de vortex wordt lucht meegezogen in de voeding en ontstaat een voeding met luchtbellen. De tweede factor is dat door de gewenste viscositeit de voeding vaak dik is. Door de viskeuze voeding heeft de ingeslagen lucht meer moeite met naar het oppervlak stijgen, de voeding zal dus met lucht op productie gezet worden aangezien de lucht niet verwijderd kan worden.

Lucht vormt meerdere nadelen voor een voeding. Ten eerste zorgt het voor een groter volume, dit houdt in dat de toren langer op product zal staan. Ten tweede zorgt de lucht voor een hogere viscositeit tijdens de viscositeitsmeting, wat deze vervolgens weer onbetrouwbaar maakt. Het laatste nadeel is dat bij flavors die zeer vluchtig zijn het flavor ook in de luchtbellen kan gaan zitten. Dus zodra de luchtbellen met vluchtige flavors in de toren komen zullen deze gelijk verdampen, dit resulteert in een lager

smaakgehalte in het eindproduct en kan mogelijk de oorzaak zijn van afkeuringen.

Bij IFF is geen bepalingsmethode van de hoeveelheid lucht in de voeding aanwezig. Tevens zijn geen gegevens beschikbaar over hoeveel lucht als teveel wordt beschouwd. Wat in de praktijk wel een feit is, is dat een kleine hoeveelheid lucht in de voeding onvermijdelijk is.

3.3 De testopzet

Aanvankelijk is aan het begin van dit project meerdere keren een testopzet gemaakt die gebaseerd was op zelf voedingen aanmaken. Dit was echter geen mogelijkheid dus is dit project productieafhankelijk geworden. Een gevolg hiervan is dat minder metingen uitgevoerd konden worden en dus minder gegevens verzameld zijn.

3.3.1 De bereidingsmethode

Voor de testopzet is de bereidingsmethode zoals bij paragraaf 3.2 omschreven is aangepast en zijn hier meetmethodes aan toegevoegd.

Voor de voedingsbereiding is besloten om deze aan te laten maken door de aanwezige operators, en deze dan te begeleiden. Het doel hiervan is om de operators meer te betrekken bij de bereiding en waarom bepaalde dingen uitgevoerd worden zodat ook hun hiervan kunnen leren.

De bereidingsmethode is als volgt vastgesteld: 1. Controleren of alle apparatuur schoon is; 2. Juiste kuip kiezen voor batchgrootte;

De kleine kuip wordt gebruikt voor voedingen tot 100kg totaal en de grote kuip voor voedingen vanaf 100kg totaal.

3. Kuip monteren onder roerder met roerder uit het midden;

De kuip wordt onder de roerder gemonteerd en de roerder wordt uit het midden geplaatst om de kans op een vortex te verkleinen.

4. Water toevoegen conform recept;

5. Roerder op door operator gekozen toerental;

Dit is aangehouden, maar met grenzen. Aangezien men een oplossing aan het maken is heeft het toerental van de roerder verder geen invloed op de druppeltjes en maakt dit dus niet uit. Wel is

(19)

rekening gehouden met het feit dat in de voeding geen vortex mag ontstaan, dus het toerental mag tot aan de hoogte dat een vortex gevormd wordt. Dit is per vullingsgraad en ketel verschillend en dus niet in getallen uit te drukken.

6. Emulgators en/of dragermateriaal toevoegen conform recept;

Dit dient met beleid gedaan te worden aangezien het dragermateriaal klonten kan vormen bij te snel vullen. Het roerwerk heeft moeite met het oplossen van deze klonten aangezien deze vaak op het oppervlak blijven liggen. Als het vullen met beleid uitgevoerd wordt is de kans op deze klonten minimaal en vormt dus makkelijker een oplossing.

7. Roeren tot homogeen mengsel;

Aangezien het hier om een oplossing gaat en het dragermateriaal makkelijk oplost in het water omdat het suikers zijn is als de voeding egaal oogt en zich geen klonten op het oppervlak bevinden de voeding homogeen.

(Het water dat in een recept is toegevoegd dient volgens de IFF regels altijd voldoende te zijn om het dragermateriaal op te lossen bij de gewenste temperatuur.)

8. Voeding 10minuten laten ontluchten met het roerwerk uit;

Tijdens het aanmaken van de voeding is luchtinslag onvermijdelijk, door de voeding even stil te laten staan met het roerwerk uit kan zo een deel van de lucht uit de voeding verwijderd worden. De 10minuten zijn gekozen met oog op productie, om alle lucht te verwijderen op deze manier zijn meerdere uren nodig. En aangezien de productie vaak maar een paar uur duurt is dit niet realistisch. Ook dient de operator van unit 9007 vaak een andere unit tegelijk te bedienen waardoor niet alle tijd beschikbaar is om een voeding aan te maken.

9. Flavors toevoegen conform recept met het toerental van de roerder op stand vijf;

Door ervaring opgedaan te hebben tijdens het bereiden van de voeding is gebleken dat zowel bij de grote als de kleine voedingsketel dit toerental geen vortex vormt. En door dit toerental voor een bepaalde tijd aan te houden kan bepaald worden bij de verschillende types mengsels wanneer de voeding homogeen is en wanneer de druppeltjesgrootte juist is.

Hier wordt met homogeen bedoelt: homogeen op het oog. Heeft de voeding overal dezelfde kleur en is geen flavor meer op het oppervlak te zien, dan is de voeding homogeen.

11. Brix gehalte meten;

12. Water toevoegen om brix gehalte op waarde conform recept te krijgen;

Hier is een rekenmodel voor beschikbaar, de operator kan door dit rekenprogramma makkelijk zien hoeveel water toegevoegd dient te worden. Als de brix bij de eerste meting al goed is wordt gelijk doorgegaan met stap 14.

Zie stap 10 .

14. Naroeren van het mengsel;

Tijdens het naroeren zijn vijf monsters genomen om te bepalen wanneer deze aan de specificaties van IFF voldoen. De monsters zijn genomen bij 0, 5, 10, 20 en 30minuten naroertijd. Bij elk 10minuten monster is tevens de viscositeit bepaald. Bij alle monsters is ook de temperatuur van de voeding gemeten om te kijken wat de invloed hiervan is op de voeding.

15. Kuip verplaatsen naar tweede roerwerk en op product zetten.

De tweede roerder heeft maar één mogelijk toerental wat langzaam is. Deze roerder is bedoelt om het mengsel in beweging en homogeen te houden. Als de voeding niet in beweging blijft kunnen bijvoorbeeld suspensies hun stabiliteit verliezen en lagen gaan vormen. Bij emulsies is een probleem dat als deze niet in beweging blijven de oliedruppels weer met elkaar in contact kunnen komen en zo weer grotere (ongewenste) druppels vormen.

3.3.2 De meetapparatuur

De meetapparatuur die gebruikt wordt voor de verschillende metingen wordt hieronder omschreven. Tijdens het testen dient ook bepaald te worden of de apparatuur die gebruikt is voor de metingen daadwerkelijk gebruikt kan worden in een productie omgeving, en zo niet dan wordt hier een goed alternatief voor gezocht.

(20)

We create unique scent & taste experiences people love. Pagina: 16 De brix meter

Voor het meten van het brix of suikergehalte van een voeding wordt gebruik gemaakt van een Misco digital refractometer. Deze wordt weergegeven in afbeelding 3.5.

Het apparaat wordt gebruikt door eerst met een pipet een beetje voeding op te zuigen en deze vervolgens op de meter te plaatsen. Vervolgens dient de met afgesloten te worden met het ronde afdekkapje en door twee maal te drukken op het linker knopje wordt het brix gehalte gemeten en weergegeven in procenten. Door nog een keer op de linker knop te drukken zal de meting nog een keer uitgevoerd worden, als dit getal veel afwijkt van de eerste meting dient de meting opnieuw uitgevoerd te worden.

De viscositeitsmeter

Voor het meten van de viscositeit wordt gebruik gemaakt van een Brookfield Rheocalc viscositeitsmeter. Deze wordt weergegeven in afbeelding 3.6. De viscositeitsmeter maakt gebruik van een computerprogramma om bediend te worden. De opstelling bestaat uit een apparaat op een standaard waar een spindel aan zit die gebruikt wordt om de viscositeit te bepalen. Tevens staat een warmtebad onder het apparaat met een reservoir in het midden voor het voedingsmonster. De temperatuur en de snelheid waarmee de spindel draait worden aangestuurd via diverse programma’s op de computer. De meting wordt gebruikt voor een bereik van 30 tot 70°C en de waardes worden in een grafiek op de computer weergegeven.

De temperatuurmeter

Om de temperatuur te meten wordt gebruik gemaakt van een simpele thermometer zoals weergeven op afbeelding 3.7. De thermometer heeft een aan/uit knop en een meetknop tevens kan de temperatuur worden weergegeven in Celsius en in Fahrenheit.

De druppeltjesgroottemeter

Om de druppeltjesgrootte te meten en om te kijken of een voeding homogeen is, is gebruik gemaakt van een Malvern Mastersizer 2000. Deze is weergegeven in afbeelding 3.8.

Het is een complex en gevoelig apparaat dat wordt bediend met een computer. Het apparaat kan zowel de deeltjesgrootte van emulsies meten als van poeders. Het apparaat kan niet gebruikt worden voor oplossingen of suspensies omdat hier geen deeltjesgrootte van te meten is. De mastersizer wordt bij IFF alleen gebruikt in het kwaliteitslaboratorium.

Als de druppeltjesgrootte van emulsies gemeten dienen te worden, worden deze voor gebruik verdund met water en in een reservoir gebracht. Als het apparaat start zal het de verdunde emulsie langs een lens transporteren waar verschillende frequenties licht doorheen geschenen worden. Het licht dat niet door de druppels weerkaatst wordt heet: het doorgelaten licht. Het doorgelaten licht wordt aan de andere kant van de lens gemeten en zo kan bepaald worden hoe groot de

Afbeelding 3.5 Een Misco digital refractometer[4]

Afbeelding 3.6 Een Brookfield Rheocalc viscositeitsmeter[5]

Afbeelding 3.7 Een simpele thermometer[6]

Afbeelding 3.8 Een Malvern mastersizer 2000[7]

Afbeelding 3.9 Een Gauss Kromme geproduceerd door de mastersizer

(21)

oliedruppels zijn.

De gemeten druppels worden door het programma omgezet in een Gauss kromme, dit is een statistische bepaling van hoe groot de gemiddelde druppelgrootte is. Een voorbeeld van een Gauss kromme is te zien in afbeelding 3.9.

De microscoop

Voor suspensies, oplossingen en als de mastersizer niet gebruikt kon worden voor emulsies is een microscoop gebruikt. In dit geval is dat de axioskop van Zeiss. Deze microscoop is gevestigd in het R&D laboratorium bij IFF en wordt niet voor productie gebruikt. In afbeelding 3.10 wordt een voorbeeld

getoond van de microscoop.

De bepaling van de druppeltjesgrootte en/of de voeding homogeen is, is een optische en analytische bepaling. De microscoop kan hiervoor geen getallen weergeven. Ook kan de microscoop geen foto’s maken.

Bij deze microscoop wordt gebruik gemaakt van preparaten en afdekglaasjes. Voor een vergroting van meer dan 400x dient een druppel microscoopolie

gebruikt te worden om de lens goed in te stellen. Wordt dit niet gedaan, dan is de microscoop niet scherp te stellen.

3.3.3 De matrix

De 500 producten die op de polvaroma geproduceerd worden, worden door productie als één groep beschouwd. De producten worden allemaal, los van de veiligheidsregels, hetzelfde behandeld tijdens productie.

De opdrachtgever wil hier meer eenheid in hebben en heeft daarom een matrix aangeleverd die vroeger werd gebruikt door product engineers om producten mee te ontwikkelen. Deze matrix is terug te vinden in bijlage I.

De matrix heeft de producten in zeven groepen onderverdeeld, juices, diary, meat/savory en vier groepen oliehoudende producten.

De groepen zijn gebaseerd op de recepten van producten zonder de toevoeging van water. De juices, diary en meat/savory zorgen voor suspensies, oplossingen of een mengsel hiervan. De vier groepen olie zijn gebaseerd op de oliepercentages die in de recepten verwerkt zijn en vormen emulsies. Deze percentages zijn: <15%, 15-25%, 25-35% en 35-50%. Verder wordt ook weergegeven in welke mate dragermateriaal in het recept verwerkt zijn.

Door metingen uit te voeren wordt gekeken of de matrix ook toegepast kan worden in productie en of deze mogelijk nog aangepast dient te worden.

Afbeelding 3.10 Een Zeiss axioskop[12]

(22)

4. De testresultaten

In dit hoofdstuk komen de testresultaten aan bod en worden de conclusies met betrekking tot de resultaten weergegeven. Verder wordt ook de meetapparatuur geëvalueerd en of deze wel of niet in productie te gebruiken zijn, en zo niet wat de alternatieven zijn. Uiteindelijk wordt ook de nieuwe werkmethode beschreven en de toepasbaarheid van de gebruikte methode op de andere torens.

4.1 De resultaten van de voedingstesten

Tijdens deze periode zijn 20 voedingstesten uitgevoerd, de gegevens van deze testen zijn weergegeven in bijlage II t/m V. De resultaten van de voedingstesten zijn onderverdeeld in twee groepen; groep 1: juices, meat/savory en diary, en groep 2: de olieproducten.

4.1.1 Groep 1: juices, meat/savory en diary

De suspensies en oplossingen vallen allemaal binnen de juices, meat/savory en diary categorieën. De voorwaarden voor deze categorieën zijn allemaal hetzelfde. In totaal vallen binnen deze groep 7 metingen. Dit zijn de resultaten van deze metingen.

De homogeniseertijd

De gegevens van de homogeniseertijden staan weergegeven in tabel 4.1. Na elke tijdseenheid is weergegeven of de voeding wel of niet homogeen verdeeld was.

Uit tabel 4.1 kunnen een aantal conclusies getrokken worden. Ten eerste is duidelijk te zien dat al de producten die binnen deze categorieën vallen allemaal zeer snel homogeen zijn. Na vijf min zijn alle monsters homogeen.

De categorie heeft zoals op deze grafiek te zien is geen invloed op de verschillende producten en hun homogeniseertijd. Ook heeft de viscositeit geen invloed op de homogeniseertijd van de verschillende producten, omdat bij de verschillende producten zowel hoge als lage viscositeiten voorkomen. En verder heeft de kuipgrootte ook geen invloed op de homogeniseertijd van de producten.

Het enige product dat na nul minuten nog niet homogeen is, is de aspergus. De verklaring hiervoor is waarschijnlijk de batchgrootte en het feit dat dit product een suspensie vormt. De batchgrootte was het maximum wat in de kuip past en zodoende waarschijnlijk te groot om snel voor een homogeen mengsel te zorgen.

De 24-uurs monsters geven duidelijk weer dat oplossingen stabiel zijn en suspensies niet de suspensies vormden na 24 uur lagen en waren niet stabiel, tijdens productie dienen deze daarom ook zo lang mogelijk in beweging te blijven. Bij de twee producten waar n.v.t. staat is de meting uitgevoerd op vrijdag, waardoor geen 24-uurs monster genomen kon worden omdat dit op zaterdag niet kan. De temperatuurinvloed

De gegevens van de temperatuurinvloed staan weergegeven in tabel 4.2. Als de temperatuur gedaald is dan is deze rood gemarkeerd en als deze gestegen is dan groen.

Tabel 4.1 Homogeniseertijd van juices, meat/savory en diary producten Homogeniseertijd Categorie Type voeding Kuip Na 0 min Na 5 min Na 10min Na 20 min Na 30 min Na 24 uur Viscositeit

Chicken M/S Suspensie klein ja ja ja ja ja nee 94cp

Butter cream Diary Suspensie groot ja ja ja ja ja nee 70cp Aspargus juices Suspensie groot nee ja ja ja ja nee 275cp Goat cheese Diary Suspensie groot ja ja ja ja ja nvt 500cp

caramel juices Oplossing klein ja ja ja ja ja ja 86cp

sweet enhancer juices Oplossing groot ja ja ja ja ja nvt 445cp meat trusil M/S Oplossing klein ja ja ja ja ja ja 102cp

(23)

Uit tabel 4.2 kunnen een aantal conclusies getrokken worden. Ook met betrekking tot tabel 4.1. De temperatuur verandert bij geen van de producten aanzienlijk in een half uur tijd. Twee van de producten hadden volgens recept warmer water nodig en de resterende producten water van ongeveer 25C.

Wat opvalt is dat de twee producten met een hogere temperatuur in temperatuur dalen en de producten met een lagere temperatuur in temperatuur stijgen. Dit is voor de producten met hogere temperatuur te verklaren door de temperatuur in de ruimte, deze ligt ook rond de 25C en zal dus zorgen voor een kleine temperatuursdaling. Ook heeft het feit dat de kuipen niet geïssolleerd zijn invloed op deze temperatuur.

De temperatuur in de ruimte wordt ook beinvloedt door de buitentemperatuur omdat de ruimte niet geconditioneerd is.

Als gekeken wordt naar de temperatuur met zicht op tabel 4.1 dan is ook te zien dat de temperatuur geen invloed heeft op de homogeniseertijd.

Tot slot heeft de viscositeit heeft ook geen invloed op de temperatuursdalingen en stijgingen.

4.1.2 Groep 2: de olieproducten

De emulsies vallen allen binnen de vier categorieën oliën. De voorwaarden voor deze categorieën zijn allemaal hetzelfde. In deze categorieën wordt ook gekeken naar de druppeltjesgrootte van de olie in de emulsie.

In totaal vallen binnen deze groep 13 metingen. Dit zijn de resultaten van deze metingen. De homogeniseertijd

De gegevens van de homogeniseertijden staan weergegeven in tabel 4.3. Na elke tijdseenheid is weergegeven of de voeding wel of niet homogeen verdeeld was.

De resultaten van de homogeniseertijd zijn vergelijkbaar met die van groep 1. Na 10minuten zijn alle producten homogeen verdeeld. Bij nul minuten naroertijd is het feit dat het grootste gedeelte nog niet homogeen is te verklaren door de olie. De methode beschrijft dat de metingen genomen zijn vanaf het punt dat de voeding homogeen oogt. En aangezien men alleen het oppervlak kan zien is niet te bepalen hoe homogeen een product is onder het oppervlak. Dit is terug te vinden in de metingen omdat de

Tabel 4.2 Temperatuurinvloed op juices, meat/savory en diary producten

Product temperatuur Categorie Type voeding Kuip Na 0 min Na 5 min Na 10min Na 20 min Na 30 min Verschil inC Verschil in% Viscositeit Chicken M/S Suspensie klein 24.1 24.2 24.3 24.4 24.6 0.5 2.1 94cp Butter cream Diary Suspensie groot 38.2 37.5 37.5 37.2 37 -1.2 -3.1 70cp Aspargus juices Suspensie groot 24.8 24.8 24.8 24.9 24.9 0.1 0.4 275cp Goat cheese Diary Suspensie groot 49.8 49.6 48.9 48.5 47.8 -2.0 -4.0 500cp caramel juices Oplossing klein 24.8 24.8 24.8 24.9 24.9 0.1 0.4 86cp sweet enhancer juices Oplossing groot 24.8 24.8 24.8 24.9 24.9 0.1 0.4 445cp meat trusil M/S Oplossing klein 23.2 23.3 23.3 23.5 23.6 0.4 1.7 102cp

Tabel 4.3 Homogeniseertijd van emulsies Product homogeen Categorie Kuip Na 0 min Na 5 min Na 10min Na 20 min Na 30 min Na 24 uur Viscositeit

pepper green D2 Groot ja ja ja ja ja ja 109cp

Jalapeno D1 Groot nee ja ja ja ja ja 109cp

Cardamon D4 Klein nee ja ja ja ja nee 1000cp

Mushroom D1 groot ja ja ja ja ja ja 156cp

Coriander leaf D1 klein ja ja ja ja ja ja 267cp

beef D2 klein nee ja ja ja ja ja 30cp

ginger D3 groot nee ja ja ja ja nvt 322cp

beef tallow D1 groot nee ja ja ja ja ja 196cp

meat D1 klein ja ja ja ja ja ja 1000cp

Curry pwd D4 klein nee nee ja ja ja nee 212cp

beef D2 klein ja ja ja ja ja nee 51cp

chicken D1 groot nee ja ja ja ja ja 260cp

(24)

monsters aan de onderkant van de kuip genomen zijn. De curry pwd zal hier iets meer last van hebben gehad dan de andere producten want deze is na 10minuten ook gewoon homogeen.

Net als bij groep 1 heeft ook op deze producten de kuip, de viscositeit en de categorie geen invloed op de homogeniseertijd.

De 24-uurs monsters zijn voor het grootste gedeelte stabiel. Bij cardamon en curry pwd is dit te

verklaren door het feit dat deze beide in categorie D4 vallen en dus een hoge oliebelading hebben. Voor de beef is de verklaring dat de cohesieve krachten van de oliedruppels dusdanig groot zijn dat deze weer naar elkaar toegetrokken zijn.

Ook hier geld dat de voeding tijdens productie zo lang mogelijk in beweging blijft en dus homogeen zal blijven.

De temperatuurinvloed

Ook voor groep 2 is een tabel opgesteld met de temperatuursinvloeden. De tabel hiervoor is tabel 4.4. Deze tabel is vergelijkbaar met de waardes die gevonden zijn in tabel 4.2. De waardes schieten nergens uit, de verwarmde producten koelen af en de koude producten warmen langzaam op. Ook hier heeft de viscositeit en de kuipgrootte geen invloed op de temperatuurswisselingen.

De druppeltjesgrootte

Bij emulsies dient ook de druppeltjesgrootte binnen de juiste specificaties te vallen. De gevonden waardes zijn weergegeven in tabel 4.5. De deeltjesgrootte is weergegeven in µm.

In tabel 4.5 zijn wel duidelijk de verschillen te zien tussen verschillende producten. Ook is goed te zien dat niet alle producten binnen het gestelde halve uur aan de specificaties voldoen.

Tabel 4.4 Temperatuurinvloed op emulsies Product temperatuur Categorie Kuip Na 0 min Na 5 min Na 10min Na 20 min Na 30 min Verschil inC Verschil in% Viscositeit pepper green D2 Groot 20 20.1 20.1 20.2 20.3 0.3 1.50 109cp

Jalapeno D1 Groot 21.5 21.5 21.6 22 22 0.5 2.33 109cp

Cardamon D4 Klein 41 40.7 40.7 40.1 40 -1 -2.44 1000cp

Mushroom D1 groot 25 25 25.1 25.1 25.2 0.2 0.80 156cp

Coriander leaf D1 klein 25.1 25.3 25.3 25.4 25.4 0.3 1.20 267cp

beef D2 klein 25.2 25.3 25.3 25.4 25.4 0.2 0.79 30cp

ginger D3 groot 38 38 38 37.8 37.8 -0.2 -0.53 322cp

beef tallow D1 groot 24.2 24.3 24.3 24.5 24.6 0.4 1.65 196cp meat D1 klein 23.9 24.2 24.6 24.9 25.3 1.4 5.86 1000cp Curry pwd D4 klein 24.2 24.3 24.7 25 25.1 0.9 3.72 212cp

beef D2 klein 23 23.2 23.3 23.4 23.5 0.5 2.17 51cp

chicken D1 groot 24.1 24.2 24.2 24.3 24.5 0.4 1.66 260cp Horse radissh D2 groot 23.4 23.4 23.5 23.5 23.6 0.2 0.85 884cp

Tabel 4.5 Naroertijd invloed op emulsies Product Particle size Categorie Kuip Na 0 min Na 5 min Na 10min Na 20 min Na 30 min Na 24 uur Viscositeit

pepper green D2 Groot 7 6 5 4 3 4 109cp

Jalapeno D1 Groot 7 6 5 5 4 5 109cp

Cardamon D4 Klein 6 6 5 5 5 11 1000cp

Mushroom D1 groot 5 4 4 4 3 5 156cp

Coriander leaf D1 klein 2.9 2.9 2.8 2.8 2.8 2.81 267cp

beef D2 klein 17.6 24.9 3.8 2.73 2.3 3.1 30cp

ginger D3 groot 13 11.8 10.4 9.8 8.37 nvt 322cp

beef tallow D1 groot 16.3 7.2 5.7 4.9 4.6 6.1 196cp

meat D1 klein 16.38 9.2 5.36 3.42 4.86 4.53 1000cp

Curry pwd D4 klein 22.43 15 10.64 10.8 8.9 34.35 212cp

beef D2 klein 6.1 5.5 5.1 4.5 4.6 18.3 51cp

chicken D1 groot 18.3 9.4 6.2 5.2 4.9 7 260cp

Horse radissh D2 groot 5.1 3.7 3.6 3.6 3.5 nvt 884cp

15.38 23.08 53.85 76.92 84.62 54.55

(25)

Maar ook hier is het een feit dat de kuip, de categorie en de viscositeit weinig invloed hebben op het vormen van de druppeltjesgrootte.

Na een half uur is bijna 85% van de producten binnen de specificaties, de twee producten die niet binnen de specificaties vallen zijn nog nader bekeken. Wat beide van deze producten gemeen hebben is dat hier meerdere typen olie in verwerkt zijn.

Beide producten zijn ook onder de microscoop bekeken en hieruit kwam duidelijk naar voren dat een deel wel goede deeltjes vormde en een deel niet. Bij nader onderzoek bleek ook dat beide een zeer viskeuze olie gebruikten die niet van tevoren verwarmd diende te worden.

Verder is bij de stabiliteit bij de 24-uurs monsters ook geen link te leggen met de viscositeit of met de categorie, wel is goed te zien dat de deeltjes na 24 uur stilgestaan te hebben groter worden doordat ze weer naar elkaar toe te trekken. Dit klopt met de theorie.

Wat ook opvalt is dat na een half uur de deeltjes geen van allen onder de minimum waarde van 2m komen.

4.1.3 De producten die niet aan de specificaties voldoen

De twee producten die niet binnen een half uur aan de specificaties voldeden zouden op lab schaal nog een keer getest worden met een ander roerwerk. Alleen de grondstoffen voor de curry pwd waren niet op voorraad dus is alleen de ginger op labschaal nogmaals getest. Aangezien beide producten dezelfde eigenschappen hebben zal uit deze test een beeld geschapen kunnen worden over hoe de curry pwd zal reageren.

Aangezien de het bestaande roerwerk niet aan de eisen voldoet binnen een half uur, is getest met een ander type roerwerk. Dit type roerwerk is bedoelt om te emulgeren en zou dus sneller kleinere deeltjes op moeten leveren. In afbeelding 4.1, 4.2 en 4.3 zijn foto’s te zien van het bestaande roerwerk en het roerwerk dat gebruikt is in het laboratorium.

In afbeelding 4.3 is duidelijk te zien dat dit roerwerk bedoeld is om oliedruppels kleiner te maken. Door de tanden die tegen elkaar indraaien zullen de oliedruppels in theorie sneller klein moeten worden.

Hier zijn dezelfde monsters genomen als bij de voorgaande testen alleen is hier het 24-uurs monster weg gelaten omdat men alleen wil weten of dit roerwerk de druppeltjesgrootte kan beïnvloeden.

De resultaten van de test zijn weergegeven in tabel 4.6

Hier zijn een aantal dingen te zien die duidelijk opvallen. Ten eerste is het product na vijf minuten homogeen verdeeld wat vergelijkbaar is met de voorgaande test. Ook valt op dat het product nu wel binnen de gewenste tijd de juiste deeltjesgrootte heeft bereikt. Tot slot valt de hoge temperatuur op. Het roerwerk zal dus een bepaalde wrijving opwekken waardoor de temperatuur zeer snel stijgt. Wat ook opviel tijdens het uitvoeren van de test is dat dit roerwerk het dragermateriaal moeilijk oplost. Dit duurde ruim 15minuten wat relatief lang is vergeleken met het oplossen in productie.

Afbeelding 4.1 Het bestaande roerwerk in productie

Afbeelding 4.2 Het roerwerk dat gebruikt is in het laboratorium

Afbeelding 4.3 Binnenkant van het roerwerk in het laboratorium

(26)

Dit roerwerk heeft meer nadelen dan voordelen. Dit roerwerk kan niet goed in productie gebruikt worden aangezien dan alle voedingen hoge temperaturen zullen bereiken en het langer duurt om het dragermateriaal op te lossen. Een ander nadeel wat ook op zal treden is dat dit roerwerk moeilijker schoon te maken en te houden is.

Tijdens dit project is geen specifiek onderzoek uitgevoerd naar verschillende typen roerwerken. Maar het is wel raadzaam om hier in de toekomst nog naar te kijken om zo de productie nog verder te optimaliseren.

Alternatieven om de deeltjesgrootte kleiner te krijgen zijn een homogenisator of een inline silverson mixer. Voor een andere unit heeft IFF in het verleden een homogenisator gehad maar deze was niet wenselijk voor het proces aangezien deze moeilijk schoon te houden was en veel duur onderhoud had. Een inline silverson mixer zou wel een mogelijkheid kunnen zijn. Dit is een apparaat dat aan de

binnenkant een vergelijkbaar roerwerk heeft als in afbeelding 4.3 maar waar de voeding langs gepompt wordt en terug in de ketel wordt gevoerd.

Het is ook raadzaam om voor unit 9007 een onderzoek te doen naar de toepassingen van een inline silverson mixer.

4.2 Resultaten meetapparatuur

Tijdens de testen is tevens gekeken welke meet apparatuur nodig zou zijn in de toekomst voor productie en of de daarvoor gebruikte apparatuur ook in productie gebruikt kan worden. Als de apparatuur niet geschikt is voor in productie is gekeken naar geschikte alternatieven om de metingen toch uit te kunnen voeren.

De apparatuur dient om in productie gebruikt te worden aan een aantal voorwaarden te voldoen. Ten eerste dient het apparaat makkelijk te bedienen te zijn. Als een apparaat niet makkelijk te bedienen is gaan te zijner tijd verschillende manieren bestaan om het apparaat te bedienen, of de meting wordt helemaal niet meer uitgevoerd. Als een apparaat moeilijk te bedienen is duurt de meting vaak ook langer en zal de productie eronder gaan lijden. Als voor een apparaat bijvoorbeeld een analytische bepaling of een berekening nodig is zal dit voor productiemensen moeilijk zijn omdat de druk van de productie erachter staat.

Ten tweede dient een apparaat “hufter proof” te zijn, dit houdt in dat het apparaat wel tegen een stootje kan en tegen vuiligheid en dergelijke aangezien er in een productieomgeving mee gewerkt wordt.

Tot slot dient het apparaat zo goedkoop mogelijk te zijn om kosten te besparen. Na het gebruiken van de meetapparatuur zijn hier de volgende resultaten uitgekomen. De brix meter

De brix meter wordt al een aantal jaar in productie, met succes, gebruikt. Het apparaat heeft ook tijdens de testen goed gewerkt. De brix meter is makkelijk te bedienen en “hufter proof” omdat hij waterdicht is en tegen een stootje kan. Ook is het apparaat klein en niet duur in aanschaf. Het enige nadeel is dat als het apparaat een keer valt, het klepje af kan breken en niet terug gelijmd kan worden. Het apparaat kan nog wel bediend worden door het klepje tijdens de meting op het apparaat te leggen.

Het apparaat kan goed in productie gebruikt blijven worden om de specificaties van de recepten aan te houden. Zo is een richtlijn beschikbaar om de juiste verhouding water en product te hebben.

Voordelen:

-Makkelijk te gebruiken; -Makkelijk schoon te maken; -Hufter proof;

-Niet duur in aanschaf. Nadelen:

(27)

We create unique scent & taste experiences people love. Pagina: 23 De viscositeitsmeter

Dit apparaat is aangeschaft omdat dit aangeraden is door IFF R&D Amerika. Omdat dit type ook in Amerika gebruikt wordt heeft IFF besloten dit uniform te doen voor alle locaties waar de viscositeit gemeten dient te worden en hetzelfde type aangeschaft.

Na gebruik van dit apparaat is gebleken dat het apparaat niet zo makkelijk in gebruik is als de brix meter. De handelingen die verricht moeten worden op de computer en de dingen waar rekening mee

gehouden dient te worden voor de opzet van het apparaat zijn niet met één druk op de knop te bedienen. Hiervoor is een bedieningsinstructie geschreven zodat alle medewerkers die met het apparaat werken hier makkelijk mee overweg kunnen.

Omdat dit apparaat al aangeschaft was en dat een uniforme viscositeitsmeter wereldwijd gebruikt dient te worden is niet gekeken naar de mogelijkheid voor een alternatief.

Toch heeft dit apparaat wel een aantal nadelen in het gebruik. Ten eerste is geen koeling verwerkt in het apparaat, hierdoor duurt het een uur tot anderhalf uur voordat de volgende meting uitgevoerd kan worden. Als oplossing hiervoor is droog ijs van -80C beschikbaar gesteld, door dit in het reservoir toe te voegen wanneer deze geleegd is wordt de koeltijd aanzienlijk minder. De meting kan dan na 10minuten opnieuw uitgevoerd worden.

Een ander nadeel is dat de attributen die bij het apparaat horen gevoelig zijn en dus niet “hufter proof” zijn. Hoe met deze attributen omgegaan moet worden is in de werkinstructie omschreven en duidelijk uitgelegd. Het apparaat kan niet verwijderd worden uit de analyse ruimte en bevind zich dus niet in de productieruimte, hierdoor is de kans dat iets valt of kapot gaat kleiner.

Maar als de instructies worden aangehouden werkt het apparaat naar behoren en geeft middels een grafiek goed weer op welke temperatuur het verwarmingselement ingesteld kan worden. Dit betekend dat het apparaat goed in productie gebruikt kan blijven worden.

Voordelen:

-Makkelijk te gebruiken mits men de instructie goed volgt; -Makkelijk schoon te maken;

-Duidelijke weergave van gemeten waardes. Nadelen:

-Moeilijk te koelen; -Niet hufter proof. De temperatuurmeter

De temperatuurmeter die gebruikt is voor dit project is makkelijk in gebruik geweest en goed bedienbaar.

Voor in productie is dit echter geen goede oplossing omdat het apparaat snel kapot kan gaan als het bijvoorbeeld valt, ook de batterijen die in dit apparaat zitten zijn niet standaard wat ook zorgt voor ongemak.

De temperatuur heeft tijdens de testen geen invloed gehad op de gemeten waardes. Het enige waar wel een temperatuurmeter voor

aangeschaft kan worden is voor de voedingen die recept technisch een bepaalde temperatuur moeten hebben. Het warme en koude water wordt op dit moment maar op gevoel gevuld, in de hoop dat het de goede temperatuur is.

Wat aangeraden kan worden is een vaste temperatuurmeter die op de ketel geïnstalleerd is om alsnog de temperatuur te meten, zie afbeelding 3.11.

De deeltjesgroottemeter/microscoop

Voor de metingen van de deeltjesgrootte is gebruik gemaakt van de Malvern mastersizer 2000 en de Zeiss microscoop. Deze meetinstrumenten hebben beide gedaan wat van deze apparatuur verwacht werdt. Ook hebben ze beide hun voor en nadelen.

Afbeelding 4.4 Een temperatuur meter die vast op de ketel geïnstalleerd kan worden[8]

(28)

De mastersizer is alleen bediend onder begeleiding van een laborant van het ACG laboratorium. Dit omdat met de mastersizer ook testen uitgevoerd worden voor poederdeeltjesgrootte van nieuwe producten en het apparaat onder geen voorwaarde kapot mag gaan. Dit is ook omdat het apparaat zeer kostbaar is(±€45000,-).

Het apparaat is zeer gevoelig en dient dus met alle voorzichtigheid behandeld te worden. Door met dit apparaat te werken zijn een aantal voor en nadelen naar voren gekomen.

De gevoeligheid van de mastersizer is een voor en een nadeel. Het voordeel is dat hierdoor , als de meting goed wordt uitgevoerd, een zeer exact beeld wordt gegeven van de deeltjesgrootte en de verdeling hiervan. Het nadeel dat hierbij hoort is dat erg goed opgelet moet worden dat het product wat men wil testen ook daadwerkelijk een emulsie is met weinig of geen lucht. Zo is gebleken dat als vettige producten(diary) in de mastersizer worden gemeten het vet op de lens blijft zitten. Niet alleen is dit moeilijk schoon te maken, ook beinvloedt dit heel erg de waardes van andere testen die erna worden uitgevoerd.

De lucht heeft ook invloed op de gevoeligheid van de mastersizer, als de emulsie lucht bevat worden deze bellen ook als druppeltjes gezien. De luchtbellen zijn vele malen groter dan de oliedruppels(0 tot 300m). Dit geeft een vertekend beeld op de gausskromme en op de gemiddelde deeltjesgrootte. Doordat de verschillende factoren de gemeten waardes heel erg beinvloeden wordt de bepaling heel analytisch en dient dus zorgvuldig gekeken te worden wat de resultaten zijn en of deze door iets beinvloed zijn.

Een ander nadeel is dat het apparaat voor en na elke meting zorgvuldig gespoeld moet worden zodat ook dit de meting niet beinvloedt. Ook duurt de meting vrij lang(±min per monster).

Een voordeel van het apparaat is dat de waardes wel in getallen worden gegeven wat makkelijk in gebruik is en het meetbaar maakt, ook is aan de gausskromme makkelijk te zien of een product homogeen verdeeld is.

Voordelen:

-Duidelijke weergave van gemeten waardes;

-Gemeten waardes worden weergegeven in getallen; -Data is makkelijk vast te leggen;

-Makkelijk te bepalen of een product homogeen is. Nadelen:

-Duur in aanschaf;

-Zeer gevoelig en dus niet hufterproof; -Lange test tijd;

-Moeilijk om schoon te maken.

-Testen kunnen snel afwijken door invloeden van buitenaf.

Als de mastersizer niet beschikbaar was, was het alternatief hiervoor de microscoop in het R&D laboratorium.

De microscoop is ook een gevoelig apparaat waar voorzichtigheid tijdens het gebruik nodig is. Ook dit apparaat is duur in aanschaf(±€15000,-). Tijdens het werken met dit apparaat zijn ook een aantal voor en nadelen naar voren gekomen.

De metingen die met de microscoop worden uitgevoerd zijn sneller uit te voeren dan met de

mastersizer. De bepalingen die gedaan worden zijn wel op gevoel van degene die de meting uitvoerd. Er is geen foto te maken en de meting is dus ook niet digitaal vast te leggen.

In de lens van de microscoop is wel een meetlat verwerkt, hiermee is ongeveer te bepalen wat de gemiddelede deeltjesgrootte is. Ook of een product homogeen is moet uit het beeld gehaald worden dat de microscoop weergeeft.

Voor de meting dienen preparaten bereidt te worden. Op een groot glaasje (50x20mm) wordt een druppel van de emulsie geplaatst, op de druppel wordt vervolgens een klein afdekglaasje(15x15mm) geplaatst. Door het afdekglaasje te plaatsen wordt de druppel platgedrukt. Dit zorgt ervoor dat het