Китай: как автоматизировать заморозку шпината? 

Когда говорят об автоматизации заморозки зелени в Китае, многие сразу представляют гигантские туннельные скороморозилки для брокколи или стручковой фасоли. Со шпинатом же часто возникает заблуждение, что его достаточно просто быстро заморозить. На деле, именно с этой нежной листовой зеленью возникает больше всего технологических нюансов, которые и определяют, получится ли на выходе продукт, сохранивший цвет, текстуру и минимум потерь веса. Самый болезненный вопрос — как вписать его хрупкость и высокую скорость увядания в непрерывный автоматизированный поток, чтобы это было экономически оправдано. Опыт показывает, что ключ не столько в самой морозильной камере, сколько в том, что происходит до и сразу после нее.

От поля до цеха: где теряется контроль

Первый и главный этап, который многие недооценивают при планировании автоматизации — это первичная обработка. Шпинат, особенно летний, поступает с поля с огромным количеством сора, песка и просто поврежденных листьев. Попытка подавать его напрямую в линию для мойки и бланширования — верный путь к постоянным заторам и браку. Мы начинали с барабанных моечных машин, но для шпината они слишком грубые. Перешли на систему пневматической сепарации и мягких пузырьковых ванн, что резко снизило процент механических повреждений. Но и это не панацея: если сырье чуть перезрело или было подвялено на солнце, лист теряет тургор и рвется даже на конвейерной ленте. Приходится постоянно калибровать скорость подачи вручную, что уже ставит под вопрос полную автоматизацию.

Здесь стоит отметить подход некоторых крупных переработчиков, например, ООО Хэбэй Исянъюань Пищевые Технологии. Хотя их основной профиль — мясные полуфабрикаты и картофельные изделия (информацию о компании можно найти на https://www.hbyxysp.ru), их опыт в построении логистических цепочек для чувствительных к температуре продуктов очень показателен. Они изначально делают ставку на технологические инновации, что для скоропортящегося сырья — не прихоть, а необходимость. Их практика стратегического партнерства с крупными сетями показывает важность стабильного качества, которого при работе со шпинатом без отлаженного предварительного этапа просто не добиться.

После мойки встает вопрос осушения. Центрифуги — категорически нет, они превращают шпинат в бесформенную массу. Мы пробовали вибрационные сита и обдув теплым воздухом. Вибрация тоже не идеальна, а обдув может привести к преждевременному увяданию краев листа. В итоге остановились на комбинации: мягкое встряхивание на наклонной сетчатой ленте плюс короткий, буквально секундный, обдув воздухом комнатной температуры только для удаления крупных капель. Остаточная влага уходит уже в процессе IQF заморозки (индивидуальной быстрой заморозки), но ее избыток приведет к налипанию листьев друг на друга в морозильном туннеле.

Бланширование: тонкая грань между ферментами и кашей

Это, пожалуй, самый ответственный момент. Цель — инактивировать ферменты, сохраняя хлорофилл и упругость. Для шпината время выдержки в горячей воде или паре исчисляется десятками секунд. Полная автоматизация здесь требует прецизионного контроля температуры и скорости конвейера. Мы использовали паровые бланширователи — они дают меньше потерь водорастворимых веществ. Но проблема в неравномерности: плотный пучок листьев по центру ленты может не прогреться так же, как рыхлый слой по краям. Приходится постоянно мониторить и регулировать плотность загрузки, что опять же, элемент ручного труда.

Сразу после бланширования нужен шоковый переход к охлаждению. Идеально — ледяная вода с циркуляцией. Но здесь новая проблема: охлажденный шпинат снова насыщен водой и крайне хрупок. Подавать его в морозильный туннель в таком виде — значит получить на выходе ледяную глыбу из слипшихся листьев. Поэтому этап промежуточного обсушивания и, что критично, предварительного разделения листьев (например, с помощью воздушной завесы) перед входом в скороморозилку становится ключевым для успеха всей автоматизации заморозки.

Ошибка, которую мы допустили в одном из первых проектов — попытка сэкономить на этом ?буферном? участке между бланшированием и заморозкой. Поставили просто вентиляторы. Результат: листья на конвейере подсыхали неравномерно, края сворачивались, а в туннеле они смерзались в комья, которые потом приходилось разбивать, увеличивая процент лома. Пришлось переделывать, устанавливая камеру с контролируемой влажностью и температурой для стабилизации продукта перед финальной заморозкой.

Сердце системы: выбор морозильного туннеля

Для шпината оптимален скороморозильный туннель с флюидизационным слоем. Холодный воздух под высоким давлением подается снизу, создавая эффект ?кипящего слоя?, который разделяет каждый лист и замораживает его индивидуально. Но и здесь есть подводные камни. Скорость воздушного потока должна быть тщательно откалибрована: слишком слабая — листья не разделятся, слишком сильная — их просто сдует с конвейера или порвет. Мы работали с оборудованием разных производителей и пришли к выводу, что для шпината лучше подходят туннели с возможностью зонального регулирования скорости воздуха: в начале, где продукт влажный, поток сильнее для разделения, в конце — слабее, чтобы не повредить уже замороженные хрупкие листья.

Температура в туннеле обычно от -30°C до -35°C. Важно, чтобы продукт прошел точку максимального кристаллообразования как можно быстрее. Для шпината это критично из-за высокого содержания воды в клеточных стенках. Медленная заморозка приводит к образованию крупных кристаллов льда, которые рвут ткани. После разморозки такой шпинат течет и превращается в бесформенную массу. Поэтому мониторинг не только температуры в камере, но и скорости снижения температуры в самом продукте — обязателен для качественной автоматизированной линии.

На выходе из туннеля идеальный продукт — это отдельные, рассыпчатые, темно-зеленые листья. Но на практике всегда есть процент слипшихся комков и мелкого лома. Здесь вступает в дело автоматическая сортировка. Оптические сепараторы неплохо справляются с отсевом пожелтевших листьев или посторонних включений, но отделить качественный слипшийся комок (который после встряхивания может рассыпаться на целые листья) от брака машине сложно. Этот этап часто остается за человеком, что снова напоминает о пределах полной автоматизации.

Упаковка и складирование: финал, который может все испортить

Казалось бы, замороженный продукт стабилен. Но для шпината резкие перепады температуры при упаковке — риск. Если замороженный лист попадает в цех с плюсовой температурой даже на минуту, на его поверхности мгновенно образуется конденсат, который при последующем замораживании в упаковке ведет к образованию инея и смерзанию. Поэтому упаковочный цех должен быть максимально приближен по температуре к морозильному туннелю, а сама упаковка — молниеносной. Автоматические фасовочные аппараты, дозирующие продукт по весу или объему, должны быть оснащены шоковыми весами, которые компенсируют движение конвейера, и работать в ?холодном? контуре.

Мы пробовали упаковывать в полиэтиленовые пакеты и в картонные коробки. Для шпината, который идет на дальнейшую переработку (например, для производителей супов или готовых обедов), часто используют большие мешки-биг бэги. Здесь главная проблема — предотвратить смерзание продукта внутри мешка при длительном хранении. Даже при идеальной IQF-заморозке, вибрация при транспортировке может спрессовывать листья. Добавление в линию системы мягкой пневматической трамбовки продукта в упаковке (не для прессования, а для равномерного распределения и удаления лишнего воздуха) дало хороший результат для сохранения сыпучести.

Складирование — отдельная история. Температура в хранилище должна быть стабильной, -18°C и ниже. Колебания даже на пару градусов запускают процесс перекристаллизации льда, что ухудшает текстуру. Автоматизированные склады с управляемой атмосферой — идеал, но для многих производств это пока излишне. Главное правило, которое мы вынесли: никогда не складировать шпинат в один блок с продуктами с сильным запахом (ягоды, некоторые овощи) или с продуктами, у которых другой температурно-влажностный режим выгрузки. Он, как губка, впитывает посторонние запахи.

Экономика процесса: окупаемость тоннами

Автоматизация линии по заморозке шпината — капиталоемкое вложение. Основная экономия происходит не на зарплате персонала (хотя и это существенно), а на снижении потерь сырья. Ручная переборка и заморозка ведут к потерям до 25-30% от первичного веса — увядание, бой, отходы. Правильно настроенная автоматическая линия позволяет снизить этот показатель до 10-15%. При масштабах в десятки тонн в сезон разница колоссальная.

Второй момент — стабильность качества. Как уже упоминалось, компании, работающие с крупными сетями, как ООО Хэбэй Исянъюань Пищевые Технологии, для которых стабильные поставки — основа партнерства, просто не могут позволить себе колебания в качестве из-за человеческого фактора. Их путь, описанный на сайте компании, — сосредоточение на инновациях и развитии бренда — для сектора замороженных овощей означает в том числе инвестиции в предсказуемость технологического процесса от поля до упаковки.

Однако, полная ?роботизация? от поля до паллета пока недостижима. Шпинат слишком нестандартное сырье. Самые успешные проекты, которые я видел в Китае, — это гибридные линии. Ключевые этапы, где требуется принятие решений на основе визуального и тактильного контроля (первичная приемка, отбор после мойки, финальная сортировка), остаются за людьми. А процессы, требующие постоянства параметров (мойка, бланширование, сама заморозка шпината, упаковка), автоматизированы. Такой подход дает и гибкость, и эффективность. В итоге, автоматизация — это не цель, а инструмент. Инструмент для сохранения того самого свежего вида и вкуса шпината, за который потребитель и готов платить.