SKALA 솔로 수분 제어 시스템: 향상된 조리 제어 기능으로 치즈의 수분 함량을 최적화하세요

SKALA Solo 치즈 수분 조절 시스템은 조리 시마다, 그리고 조제 탱크마다 일관된 시간 및 온도 조리 프로파일을 제공합니다.

요리 제어 기능 개발

SKALA Solo 치즈 조제조 온도 제어 시스템은 조제 단계에서 조제조 온도를 제어하여 원하는 온도 프로파일에 부합하도록 개발되었습니다. 일반적으로 조제 단계의 온도는 초기 온도에서 최종 온도까지 특정 시간 동안 서서히 상승합니다. 양질의 응유 수축과 유청 배출을 달성하고, 원하는 최종 수분 함량을 유지하기 위해서는 온도가 안정적으로 상승해야 합니다. 가열 단계에서 온도 제어가 제대로 이루어지지 않으면 수율, 커드 품질 및 최종 수분 함량에 부정적인 영향을 미칩니다.

일반적인 PID 루프는 설정값이 지속적으로 증가하는 상황에서 온도 제어를 제대로 수행하지 못합니다. PID 루프는 정상 상태 공정에서 온도 설정값을 유지하는 데 효과적입니다. 지속적으로 증가하는 설정값을 제어하려고 하면 PID 제어 루프의 한계가 드러나며, 그 결과 설정값에서 일정한 편차가 발생하거나 사이클링 현상이 나타날 수 있습니다. 또한 온도 응답에 긴 지연 시간이 발생하여 PID 튜닝이 어려워질 수 있습니다. 그림 1은 일반적인 조리 단계의 증기 제어 응답과 실제 SKALA Solo의 증기 제어 응답을 보여줍니다. 목표는 온도가 부드럽고 예측 가능하게 상승하도록 증기 유량을 일정하게 유지하는 것입니다.

그림 1. 증기 밸브 제어 방식 비교

지연 시간 문제를 해결합니다

SKALA Solo 시스템은 목표 온도 프로파일과 열 입력에 대한 온도 반응을 기반으로 한 제어 모델을 사용합니다. 이 제어 방식은 시간 및 온도 모델을 통해 온도 상승을 제어하므로 온도가 너무 빠르게 상승하는 상황을 방지합니다. 이 시스템은 현재 온도 또는 초기 온도, 최종 온도, 조리 시간(분), 그리고 목표 온도 프로파일을 활용하여 온도 제어 모델을 계산합니다. 사용할 프로파일은 치즈 종류와 교반 방식에 따라 결정됩니다. 그림 2는 계산된 온도 프로파일의 예시를 보여주는 차트입니다.

그림 2. 온도 분포 예시

그림 3은 6명의 요리사가 조리 과정에서 측정한 실제 솥 온도를 비교한 것으로, 그중 3명은 수동 제어 방식을, 나머지 3명은 SKALA Solo 제어 방식을 사용했습니다. 그래프에서 볼 수 있듯이, SKALA Solo로 제어된 조리의 경우 최종 온도에 도달할 때까지 일관된 시간/온도 곡선을 보이며 적절한 시간 내에 조리가 완료됩니다. 반면 수동 제어 방식은 온도 상승이 불규칙하고 총 조리 시간도 제각각입니다. 수동 제어 방식의 온도 곡선에는 온도가 떨어지는 구간도 있습니다.

그림 3. SKALA Solo 제어 방식과 로컬 제어 방식을 비교한 것

지역별 통제 방식과 SKALA Solo 통제 방식의 비교

그림 4는 조리 단계 중의 실제 온도 및 증기 밸브 프로파일을 보여줍니다. PID 제어에 따라 증기 밸브는 최대 45~50%까지 조절됩니다. 몇몇 지점에서는 온도가 분당 0.7~1.1도씩 상승하는 반면, 직선 평균 상승률은 0.33도입니다. 이러한 급격한 상승 구간이 지나면, 탱크 온도는 실제로 잠시 떨어졌다가 다시 상승하기 시작합니다.

그림 4. 일반적인 온도 및 증기 분포

이러한 초기 고온 상승은 응유물의 일관된 농도를 유지하는 데 문제를 일으킬 수 있습니다. 그림 5는 SKALA 시스템으로 제어된 5회의 연속 조리 과정을 보여줍니다. 솥 온도는 동일한 경로를 따르며, 온도가 부드럽고 일관되게 상승합니다. 증기 밸브의 출력도 부드럽고 유사한 경로를 따르며, 조리마다 발생하는 변화를 고려하여 약간의 편차가 있습니다. 솥 온도가 최종 온도에 가까워질수록 상승 속도가 느려지는 것을 확인할 수 있습니다. 이 기능은 온도가 최종 설정 온도를 초과하는 것을 방지합니다.

그림 5. SKALA Solo의 온도 및 증기 분포

장점

SKALA Solo 제어 장치를 사용하면, 조리 과정마다 그리고 조제조마다 일관된 조제조 온도 프로파일을 유지할 수 있습니다. SKALA Solo를 통해 치즈 제조자는 단일 요소를 사용하여 온도 곡선이나 프로파일을 선택할 수 있습니다. 스팀 밸브를 부드럽게 제어함으로써, 조제조 온도가 일시적으로 급격히 상승하는 현상을 방지할 수 있습니다. 조리 단계 초반에 온도가 급격히 상승하면 유청과 함께 고형분이 배출되거나 커드가 표면 경화될 수 있습니다.

SKALA Solo 시스템은 또한 최종 온도 설정값을 초과하는 것을 방지합니다. 향상된 온도 제어 기능과 시간 및 온도 프로파일을 반복할 수 있는 기능을 통해 최종 치즈의 수분 함량이 더욱 일관되게 유지되어, 수분 함량을 극대화할 수 있는 기회를 제공합니다. 커드의 수분 함량이 개선됨에 따라 소금 절임과 같은 모든 후속 공정에서 변동성이 줄어들 것으로 예상됩니다. 마지막 두 개의 차트는 총 가열 시간과 최종 가열 온도와 관련하여 SKALA Solo 시스템이 실제로 가져온 개선 효과를 보여주는 식스 시그마 차트입니다.

식스 시그마 전후 비교 차트 1 — 각 발트별 개별 값 관리도

식스 시그마 전후 비교 차트 2 — 각 발트별 개별 가치 관리도

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