Kneedmachine allang geen dommekracht meer

mengen en kneden van deeg, beslag en andere voedingsmiddelen

Mechanische kneders zijn geschikt voor het mengen en kneden van deeg, beslag en andere voedingsmiddelen; de daarvoor ontwikkelde continukneders, planetaire en spiraalkneders kennen daarbij elk hun eigen werkwijze en toepassing. Steeds vaker maken deze deel uit van een productielijn. Het ontwerpen en bouwen daarvan vergt behalve een duidelijke visie ook een grondige kennis van mechanische, elektrische en software-engineering. Investeren daarin loont, want in een geïntegreerde lijn draagt de kneedmachine, meer dan als standalone, bij aan een kwalitatief beter en efficiënter productieproces.

BASIS

Kneden speelt al van oudsher een belangrijke rol bij het verkrijgen van de gewenste eigenschappen van uiteenlopende producten, en daarmee bij de wijze waarop ze verderop in het proces (kunnen) worden verwerkt. Zo bevordert het bij deeg de glutenvorming en homogenisatie, en activeert het de voor het rijsproces verantwoordelijke gistcellen.

Het aanvankelijk slappe, kleverige deeg moet daartoe eerst worden bewerkt (gekneed) tot het de juiste structuur, elasticiteit en textuur bezit. Vroeger gebeurde dit handmatig; gezien de grootschaligheid van de voedselproductie is dat al lang geen optie meer. De mechanische kneders die daarvoor in de plaats zijn gekomen, zijn geschikt voor het mengen en kneden van deeg, beslag en andere voedingsmiddelen.

CAPACITEIT

Voor het optimale effect is het noodzakelijk om het materiaal gedurende een bepaalde tijd aan de knedende werking van de ronddraaiende kneedlichamen te onderwerpen; als vuistregel geldt daarbij een toerental van ongeveer 75 toeren per minuut. De lengte van het kneedlichaam wordt zodanig gekozen dat bij de gewenste (nominale) capaciteit – de hoeveelheid deegmateriaal die per tijdseenheid wordt aan- of af gevoerd – de voor een optimale kneedwerking noodzakelijke verblijfstijd in de machine is gewaarborgd.

Voor een inventarisatie van de voor- en nadelen van verschillende kneedmachinemodellen en voor het zorgvuldig plannen van de integratie in (bestaande) productielijnen is specifieke kennis nodig, en investeren daarin is zeker lonend.

SOORTEN KNEDERS

De mechanische kneders die in de voedingsmiddelenindustrie worden gebruikt, vertonen een groot aantal overeenkomsten. Aangezien hygiëne daar cruciaal is, wordt de machine zelf gemaakt van duurzame materialen, waaronder rvs, die voldoen aan alle hygiënische ontwerpnormen. Ook beschikken ze over een krachtige elektrische motor en zijn ze zo ontworpen dat ze eenvoudig te onderhouden en reinigen zijn.

De bijbehorende kom kan, afhankelijk van de toepassing, zijn gemaakt van verschillende materialen waaronder rvs of aluminium. Om de veiligheid van de gebruikers te waarborgen, zijn veiligheidsschakelaars ingebouwd die er onder meer voor zorgen dat de machine stopt zodra de kom wordt geopend.

Continukneder

Dit type kneedmachine wordt ingezet voor continue productielijnen voor (gebakken) deegwaren, en werkt volgens het zogeheten overflow-principe: de toegevoerde hoeveelheid deegmateriaal wordt continu afgestemd op de behoefte in de productielijn. Bij minder makkelijk stromende deegsoorten laat de productie van de kneedmachine zich echter minder goed volgens dit principe sturen. Het deeg blijft in dat geval (te) lang in de machine, en raakt 'overkneed' met alle gevolgen van dien (zie kader).

Dit kan worden ondervangen door de kneedmachine in ieder geval aan de inlaatzijde te voorzien van tenminste één schoepelement dat onder een steile-spoedhoek ten opzichte van de as van het kneedlichaam is geplaatst, zodanig dat wanneer de kneedlichamen draaien het schoepelement een kracht uitoefent op het deeg in de richting van de uitlaat.

Overkneden
Overkneden van deeg treedt op wanneer het kneedproces te lang duurt en te intensief is. Dit kan onder meer leiden tot:
• een te grote glutenontwikkeling waardoor het netwerk dat het deeg zijn structuur en elasticiteit geeft te sterk wordt. Deze stevigheid gaat ten koste van de textuur en van de vervormbaarheid van het deeg (denk aan gevlochten brood);
• remming van de gistactiviteit. Het deeg rijst hierdoor minder goed waardoor het eindproduct onvoldoende volume krijgt;
• het barsten van de luchtbellen in het deeg – nodig voor een luchtige en zachte textuur – waardoor de structuur van het eindproduct (te) compact wordt;
• oxidatie van de oliën in het deeg, wat leidt tot verlies van smaak en aroma;
• overmatige korstvorming.
Om overkneden te voorkomen, is het zaak het deeg regelmatig te controleren op de gewenste elasticiteit en textuur.

Planetaire kneder

Kenmerkend voor dit type kneder is dat deze gelijktijdig twee krachtige bewegingen maakt, de zogeheten planetaire mengactie. Terwijl de kneedhaak om zijn eigen as draait en daarbij alle ingrediënten vermengt, draait deze ook in een cirkelvormige beweging langs de rand van de kom.

Dit zorgt voor een grondige en gelijkmatige menging. Dankzij een variabele snelheidsregeling kan de snelheid worden aangepast aan het type ingrediënt en de gewenste consistentie. Diverse hulpstukken maken het mogelijk de machine ook in te zetten voor het mixen van beslag of het kloppen van eiwitten. Steeds meer planetaire kneders zijn programmeerbaar waardoor ze in staat zijn diverse programma's op te slaan voor uiteenlopende deegsoorten.

Spiraalkneder

Een spiraalkneder is een efficiënte machine die in staat is langdurig en intensief grote(re) hoeveelheden deeg te kneden: afhankelijk van het model varieert dat van enkele tientallen tot honderden kilo's deeg per batch. De spiraalbeweging zorgt voor een gelijkmatige kneedactie en helpt bij het ontwikkelen van gluten in het deeg, wat resulteert in een consistente en goed geknede textuur.

Dankzij de spiraalvormige kneedhaken ondergaat het deeg een neerwaartse druk die voorkomt dat het tijdens het kneden omhoog komt. De grote kom voor de ingrediënten is kantelbaar, waardoor de operator makkelijk toegang heeft tot het mengsel; tevens vergemakkelijkt dit het verwijderen van het mengsel na afloop. Ook van spiraalkneders bestaan er programmeerbare varianten.

LIJNINTEGRATIE

Bij de integratie van machines in een productielijn (lijnintegratie) vindt een overstap plaats van een combinatie van afzonderlijke machines naar een geïntegreerde productielijn. Het ontwerpen en bouwen daarvan vergt niet alleen een duidelijke visie op de eisen waaraan het productieproces moet voldoen, maar ook een grondige kennis van mechanische, elektrische en software-engineering.

Lijnintegratie zorgt ervoor dat de diverse processtappen goed op elkaar zijn afgestemd en soepel in elkaar overlopen. Onterecht wordt lijnintegratie vaak geassocieerd met starre automatisering en serieproductie in zeer grote volumes, terwijl de nadruk juist zou moeten (komen te) liggen op flexibele productiesystemen die efficiënt zijn om te stellen en kunnen anticiperen op veranderingen (batch size one, zie kader).

'Batch size one'-benadering
Hierbij is sprake van een continu productieproces waarbij elk product individueel wordt geproduceerd. Het streven daarbij is afstemming op individuele behoeften, voorkeuren en/of eisen. De voordelen van deze werkwijze zijn, behalve het (kunnen) leveren van maatwerk, onder meer flexibiliteit (snel kunnen inspelen op trends en seizoensinvloeden), kwaliteitsbevordering (dankzij de 'individuele productie' is nauwkeuriger toezicht mogelijk) en het verminderen van (grondstof)verspilling. Nadelen zijn onder meer de hogere productiekosten en de complexe(re) logistiek.
Het succes van de 'batch size one'-benadering wordt in sterke mate bepaald door de aard van het product, de stand van de technologie en de marktvraag.

Voorwaarden algemeen

Bij lijnintegratie is automatisering essentieel: het gebruik van geautomatiseerde systemen en machines verhoogt de productiviteit en verbetert de consistentie van het productieproces. Uiteraard is een optimale uitwisseling van gegevens daarbij essentieel; realtime data-uitwisseling verdient de voorkeur.

Lijnintegratie zorgt ervoor dat de diverse processtappen goed op elkaar zijn afgestemd en soepel in elkaar overlopen

Op die manier kan er sprake zijn van intelligente aansturing, bijvoorbeeld in de vorm van optimalisatie van de materiaalstroom, waardoor het systeem niet alleen in staat is snel te reageren op veranderingen, aanpassingen en/of storingen, maar waardoor ook beter kan worden ingespeeld op veranderende productie-eisen, nieuwe producten en/of wensen vanuit de markt (grotere flexibiliteit).

Voorwaarden kneder-specifiek

Factoren die van belang zijn bij de keuze van het juiste model kneder zijn onder meer:

• de beschikbare ruimte en de vereisten van de bestaande productielijn;
• de noodzaak van compatibiliteit tussen de kneder en het besturingssysteem;
• de capaciteit en de snelheid van de machine: om een soepele en efficiënte doorstroming te waarborgen, moeten beide aansluiten bij de productiebehoeften en het tempo van de rest van de productielijn;
• interoperabiliteit: de kneedmachine moet kunnen 'integreren' met de overige apparaten binnen de productielijn, bijvoorbeeld deeguitrolmachines, ovens en verpakkingsmachines. Alleen dan is een naadloze informatiestroom en gecoördineerd samenwerken binnen de productielijn mogelijk.

De overstap van een standalone kneedmachine naar een kneedmachine die onderdeel is van een geïntegreerde lijn kan, mits op de juiste wijze uitgevoerd, voordelen opleveren ten aanzien van efficiëntie en productkwaliteit en maakt het productieproces bovendien doorgaans goedkoper.

Met medewerking van Bongard en Sinmag