Bij de productie van snacks vinden verschillende thermische processen plaats: zetmeel verstijfselt, vocht wordt verwijderd, deeg zet uit en producten worden gefrituurd, geroosterd of gedroogd. Stoom levert een groot deel van de benodigde energie. Wanneer verzadigde stoom condenseert, komt latente warmte vrij bij een constante, regelbare temperatuur. Die warmte wordt snel en gelijkmatig overgedragen.
Deze pagina laat zien waar stoom in de snackproductie wordt gebruikt, wat elke toepassing vereist en waarom het verbruiksprofiel van het proces belangrijk is bij de keuze van een stoomgenerator.
Stoom wordt op verschillende punten in een productielijn ingezet: indirect via mantels, spiralen en warmtewisselaars, of direct door injectie in het product of de processtroom. De keuze hangt af van het proces en de beschikbare stoomkwaliteit.
Niet elke verwarmingsstap bij snacks gebruikt stoom. Ovens voor tortillachips werken vaak op gas, terwijl friteuses dikwijls met thermische olie of directe verbranding worden verwarmd. Stoom is geschikt wanneer indirecte, regelbare en schone warmte nodig is, of wanneer de fabriek al een centraal stoomsysteem heeft.
Bij direct geëxpandeerde snacks, graanproducten en gepofte producten wordt de grondstofmix meestal bevochtigd en verwarmd in een voorconditioneerder voordat hij de extruder ingaat. Directe stoominjectie verhoogt tegelijk het vochtgehalte en de temperatuur en zet de verstijfseling van zetmeel in gang. Daardoor verbruikt de extruder minder mechanische energie (SME) en slijten schroef en cilinder minder snel. Stoom wordt ook gebruikt in de mantel van de extrudercilinder voor temperatuurregeling. Een stabiele stoomstroom is essentieel: schommelingen veranderen het vochtgehalte en de temperatuur bij de matrijs en veroorzaken verschillen in expansie en stortdichtheid.
Masa voor tortillachips ontstaat door maïs in een alkalische oplossing te koken (nixtamalisatie), meestal in batches in stoomverwarmde ketels of gesloten verticale kookinstallaties, gevolgd door weken. Peulvruchten, granen en zetmeelmengsels voor pellets en gevormde snacks worden eveneens in dubbelwandige ketels of met directe stoom gekookt. De kooktijd hangt af van het product, waardoor de stoomvraag een batchritme volgt.
Bij de productie van aardappelchips wordt vaak met stoom geschild. Aardappelen worden enkele seconden blootgesteld aan hogedrukstoom (boven 150 °C), waarna het vat snel drukloos wordt gemaakt. Het water onder de schil verdampt plotseling en maakt de schil los. Borstels of sproeiers kunnen die vervolgens verwijderen met weinig verlies van vruchtvlees. Ook voor blancheren en voorverwarmen worden stoom of stoomverwarmd water gebruikt.
Friteuses worden verwarmd met directe gasverbranding, thermische olie of stoom. Bij stoomverwarmde friteuses gebeurt dit via een interne warmtewisselaar; de olie wordt op ongeveer 170–190 °C gehouden. Stoom verwarmt ook olieopslag en toevoerleidingen en houdt kruidolie vloeibaar.
Snackpellets, gebakken snacks en veel geëxtrudeerde producten worden gedroogd tot een laag restvochtgehalte. Stoom-luchtwarmtewisselaars leveren hete, schone drooglucht zonder dat het product in contact komt met verbrandingsgassen.
Stoom wordt gebruikt om ovenlucht te bevochtigen, proceswater voor te verwarmen en alkalische baden voor pretzels en apparatuur voor het blancheren en roosteren van noten te verwarmen.
Snacklijnen, en vooral friteuses, vereisen frequente reiniging en CIP-cycli. Stoom verwarmt reinigingsmiddelen en spoelwater en levert warm water voor hygiënische reiniging tussen productieruns.
Chocolade en samengestelde coatings voor omhulde snacks, repen en clusters worden gesmolten, warm gehouden en getempereerd in dubbelwandige tanks, leidingen en tempereermachines. Meestal gebeurt de verwarming met warm water, vaak opgewekt via een stoomwarmtewisselaar. Dat geeft een milde, indirecte warmte zonder lokale oververhitting.
Graanrepen, clusters, geglaceerde noten, fruitsnacks en gummies gebruiken gekookte suikersiroop, karamel en zetmeel- of pectinemengsels. Die worden bereid in stoomverwarmde ketels of warmtewisselaars. De uiteindelijke kooktemperatuur bepaalt het gehalte aan opgeloste vaste stoffen en daarmee de textuur van het eindproduct.
Stoom wordt gebruikt voor het blancheren en pasteuriseren van noten en zaden. Met stoom verwarmde lucht of mantels ondersteunen het roosteren en drogen.
Pudding, custard, kaas- en zuivelsnacks en vergelijkbare producten worden gekookt en gepasteuriseerd in dubbelwandige ketels of met directe stoom. De aanhoudtijd en temperatuur maken deel uit van de voedselveiligheidsvalidatie.
Bij de productie van snacks, zoetwaren en desserts bepalen temperatuur, tijd en vochtgehalte de smaak, textuur, kleur, expansie en houdbaarheid. Deze parameters moeten van batch tot batch worden herhaald. Stabiele proceswarmte maakt van een recept een reproduceerbaar product.
Bij het tempereren moet cacaoboter in de juiste kristalvorm stollen. Daarvoor doorloopt de chocolade nauwkeurig bepaalde temperatuurfasen. De toleranties zijn klein: een schommelende temperatuur van het verwarmingsmedium veroorzaakt vetbloem, een slechte breuk en een ongelijkmatige laagdikte.
Bij suikersiroop hangt de kooktemperatuur rechtstreeks samen met het gehalte aan opgeloste vaste stoffen. De kooktemperatuur bepaalt het uiteindelijke vochtgehalte en daarmee of een product taai of krokant wordt. Enkele graden verschil leveren al een ander product op.
Het vochtgehalte en de temperatuur na de voorconditioneerder bepalen hoe ver het zetmeel is gegaard en hoe het product bij de matrijs expandeert. Daarmee bepalen ze ook de dichtheid en knapperigheid.
De olietemperatuur beïnvloedt de olieopname, kleur, smaak en de vorming van ongewenste stoffen zoals acrylamide. Daarom wordt ze binnen een smalle bandbreedte gehouden.
Het uiteindelijke vochtgehalte en de wateractiviteit bepalen de knapperigheid en microbiologische stabiliteit. Beide hangen af van een stabiele luchttemperatuur en luchtvochtigheid.
Tijd en temperatuur zijn gevalideerde parameters voor voedselveiligheid. De warmtevoorziening moet de opgegeven waarde dus betrouwbaar bereiken en vasthouden.
Stoom is geschikt voor deze nauwkeurigheid omdat de temperatuur van verzadigde stoom door de druk wordt bepaald. Een stabiele stoomdruk levert een stabiele verwarmingstemperatuur. Bij condensatie wordt de warmte op die constante temperatuur afgegeven, zonder temperatuurgradiënt over de warmtewisselaar. Een drukschommeling van ±0,5 bar komt overeen met ongeveer ±2 tot 2,5 °C aan het verwarmingsoppervlak. Een constante druk bij wisselende belasting helpt de productkwaliteit constant te houden.
Verzadigde stoom heeft bij elke druk een vaste temperatuur. De bedrijfsdruk bepaalt dus de maximale procestemperatuur. Voor warmteoverdracht is ook een temperatuurverschil nodig: de stoomdruk moet hoger zijn dan de druk die overeenkomt met de temperatuur van het product of de olie.
Waar stoom het product raakt, bijvoorbeeld bij voorconditionering, direct koken of bevochtiging in de oven, maakt die deel uit van de voedingsstroom. Voedingswaterbehandeling, stoomopwekking en distributie moeten voldoen aan de toepasselijke voedselveiligheidseisen. Gewone fabrieksstoom is niet automatisch geschikt.
Clayton-stoomgeneratoren beantwoorden aan de overige eisen met een ontwerp met geforceerde circulatie en één spiraal. Water wordt in één doorgang door een spiraalvormige buis omgezet in stoom, het brandervermogen volgt het waterdebiet en een vaste schoepenafscheider verwijdert vocht.
Snackfabrieken verbruiken zelden continu dezelfde hoeveelheid stoom. Het opstarten van friteuses en drogers, productwissels, koken in batches en CIP-cycli veroorzaken sterke vraagpieken, gevolgd door lange periodes rond de basisbelasting. Een stoomsysteem moet zowel tijdens pieken als bij lage belasting efficiënt werken en na een nachtelijke of weekendstop snel koud kunnen opstarten.\n\nEen klassieke vlampijpketel wordt doorgaans op de piekbelasting gedimensioneerd. Daardoor draait hij vaak op deellast, met stilstands- en schakelverliezen, en kan de druk dalen wanneer de vraag plots stijgt. De grote waterinhoud heeft bovendien tijd nodig om op druk te komen. Fabrieken houden de ketel daarom ’s nachts warm of verliezen productietijd bij het begin van een shift. Een Clayton-generator bevat weinig water en laat het brandervermogen het waterdebiet volgen. Zo volgt de productie de vraag en blijven de omstandigheden stabiel voor reproduceerbare recepten.
Bijna alle nuttige energie in verzadigde stoom is latente warmte. Een luchtverwarmer van 1.200 kW voor een droger heeft bij 8 bar overdruk bijvoorbeeld ongeveer 2.130 kg/u droge stoom nodig. Bij een droogheid van slechts 95% is voor hetzelfde vermogen ongeveer 5% meer stoom nodig. Meegevoerd water vormt een film op warmtewisselende oppervlakken, belast condenspotten en kan waterslag veroorzaken. Bij directe injectie brengt natte stoom ongecontroleerd vocht in de voorconditioneerder en de voeding van de extruder.\n\nBij een conventionele ketel kan watermeesleuring tijdens belastingswisselingen directe injectie verstoren en warmtewisselaars vervuilen, wat leidt tot productvariatie. Clayton geeft een stoomkwaliteit van meer dan 99% op, met minder dan 1% vocht.
In een snackfabriek zijn stoomkwaliteit en reactiesnelheid zichtbaar in het product: het vochtgehalte bij de extruder, de olietemperatuur in de friteuse en de luchttemperatuur in de droger hangen ervan af. Omdat de vraag cyclisch is, moet de juiste generator efficiënt zijn op deellast, snel starten en bij wisselende belasting droge stoom leveren. Alleen het hoogste nominale vermogen is niet doorslaggevend. De stoomgeneratoren met spiraaltechnologie van Clayton zijn voor deze eisen ontworpen.
Clayton is een wereldwijd opererende producent van industriële stoomoplossingen. De Europese productie en engineering worden sinds 1961 uitgevoerd in Bornem, België, waar Clayton of Belgium fungeert als het EMEA-hoofdkantoor en belangrijkste productiehub voor Europa, het Midden-Oosten en Afrika. Het wereldwijde hoofdkantoor van de Clayton Group is gevestigd in Californië, met aanvullende productiefaciliteiten in Mexico en Europa en dochterondernemingen in Frankrijk, Duitsland, Nederland, Spanje en het Verenigd Koninkrijk.
Werkveiligheid
