Технология производства чипсов: Производство Чипсов: оборудование, технология изготовления

Производство Чипсов: оборудование, технология изготовления

Картофельные чипсы были изобретены около 150 лет назад в Саратога-Спрингс, штат Нью-Йорк, шеф-поваром, который нарезал картофель так тонко, что можно было видеть сквозь них. Современные чипсы производят не только из сырого картофеля, но и из разлитых видов теста.

Популярность чипсов высока не только за рубежом, но и в нашей стране. Ведь этот продукт можно есть сразу же из упаковки на ходу, а учитывая ускоряющий темп жизни граждан, это очень удобно. С тех пор, как стали использовать всевозможные вкусовые добавки, спрос на этот продукт увеличился в несколько раз.

Технология производства чипсов + Видео как делают

1. Для производства чипсов фермеры выращивают специальные сорта картофеля, имеющие удлиненную форму, а также содержащие высокий уровень крахмала и низкий уровень сахара, благодаря чему после обжарки они становятся хрустящими и светло-коричневыми.
2. После поступления картофеля на производство он хранится в терморегулируемой среде. Если не соблюдать температуру, то крахмал превращается в сахар, что делает картофель сладким и неподходящим для чипсов. Картофель таким образом можно хранить около 4 месяцев.
3. Картофель моют, машина сдирает с него кожуру и сортирует по размеру. Картофель перемещают вдоль ленты к нарезающей машине, которая быстро нарезает их с помощью острого лезвия на ломтики толщиной около 2 мм. Рифлёные картофельные чипсы нарезаются зубчатым лезвием.
4. Ломтики картофеля промывают, чтобы избавиться от крахмала, который просачивается после резки картофеля.
5. Затем ломтики помещают в чан с растительным маслом, которое всегда пузырится и имеет температуру 190ºC (375ºF). Когда картофельные чипсы жарят, вода внутри них превращается в пар. Пар испаряется и пространство, которое занимает вода в картофельном ломтике, заменяется маслом, что делает чипсы хрустящими. Через 3 минуты чипсы достигают нужного цвета их удаляют из чана.
6. Чипсы солят, ароматизируют и подают в фасовочные аппараты, где их взвешивают и сбрасывают в упаковочные пакеты.

Подробное видео как делают классическим способом:

 

Другой тип картофельных чипсов, например марки Pringles и Lay’s Stax, производится путем экструдирования или прессования теста, изготовленного из обезвоженной картофельной муки. Это делает чипсы одинаковыми в размере и форме, которая позволяет их более компактно упаковывать в коробки или пластиковые банки.

Как делают Pringles:

Обычно примеры рецептур предоставляются продавцами оборудования.

Оборудование для производства

В настоящее время на рынке страны в качестве готовых линий представлены в основном оборудование китайского производства. Их же можно заказать и в самом Китае с доставкой, например через alibaba.com. Варианты могут отличаться по производительности и стоимости. На полноценные линии производительностью 100 кг/ч с мойкой и нарезкой цены начинаются от $50 000. Это для производства классических чипсов. Если речь идет о чипсах типа Pringles, то линия с производительностью 250 кг/ч обойдется в $300 000.

Традиционно в состав производственной линии для классических чипсов входит:

• моечная машина;
• аппарат для очистки корнеплодов;
• овощерезка;
• бланширователь;
• фритюрница;
• рабочий стол;
• упаковочный автомат.

Площадь производственного помещения зависит от рабочего оборудования и мощности. Если производственная линия имеет самую маленькую производительность (20 кг/час), то понадобится помещение площадью не меньше 55м². Кроме этого потребуется и склад, приблизительно 25 квадратных метров. Соответственно, для высоко производственных поточных линий, потребуется помещения площадью от 100-150м², плюс склад от 50м².

На минимальной автоматической производственной линии для производства чипсов могут работать всего три человека в смену, а на участке с большей производительностью, потребуется четыре человека. Разумеется, обслуживать автоматическую поточную линию должен технолог, который в то же время, может выполнять обязанности руководителя, слесаря-наладчика, работника на складе и электрика.

Как делают чипсы: процесс производства по шагам

Приготовление чипсов из картошки, по сути – резка и жарка. Однако в промышленных масштабах процесс и оборудование впечатляют. Меньше чем за час машина привезенных с фермы клубней станет партией коробок с хрустящим картофелем, готовых к отправке в магазины.

Лакомство для детей, закуска к пиву или перекус для взрослых, чипсы являются одним из любимейших снеков. Классические чипсы делают из тонких ломтиков картофеля, обжаренных в масле – просто, как все гениальное.

Скоро они отпразднуют двухсотлетний юбилей. Изобрели их в США, название – оттуда же. В Советском Союзе чипсы знали только как «Хрустящий картофель московский в ломтиках». По вкусу он отличался от того, к которому мы привыкли сейчас, был масляным, сильно зажаренным, по толщине – почти прозрачным. Современные чипсы в России попробовали в 90-х.

Технология производства проста. Приготовив их в домашних условиях, правда, разнообразия вкусов добиться будет сложнее, срок хранения будет небольшим.

Бизнес в тему: Как открыть цех по производству чипсов.

Из поля в цех

Сначала картошку нужно вырастить. При всей очевидности тут есть свои особенности: нужно выбрать правильный сорт. Для качественных снеков подойдут немногие: любимая всеми хозяйками рассыпчатая картошка не годится. Клубни должны хорошо сохранять форму при нарезке и обработке, быть одинаковыми по размеру (4-9 см), без внутренних дефектов и повреждений. Как правило, определенные фермы специализируются на выращивании картофеля для фабрик, где делают чипсы.

Очистка

Привезенные с фермы клубни на заводе в специальных бункерах очищаются от грязи, потом моются в большой емкости, по строению отдаленно напоминающую бак стиральной машины.

Фото этапов производства: Яся Фогельгардт

Шкурку клубни стесывают в специальной установке о шершавые стенки. Каждой картофелине хватает 90 секунд! После чистки – снова мойка, чтобы убрать остатки кожуры.

Нарезка

Очищенная картошка сортируется, крупная режется. При этом процессе нужны люди – они контролируют качество, вручную убирая плохие овощи. Подготовленные клубни по конвейеру едут в слайсер. Там они нарезаются ломтиками, толщиной не более 1,3 мм. Ломтики снова моются, при этом убирается лишний крахмал, который продают.

Фото: промывка после нарезки

Прожарка

Нарезанные ломтики отправляются жариться при температуре 150 ℃. Каждый из них три минуты проводит в кипящем растительном масле, для столь тонкой картошки этого времени достаточно. На выходе степень готовности контролируется влагомерами.

Оптическая сортировка и нанесение специй

Почти готовые чипсы проверяются на повреждения и дефекты, после чего можно наносить специи.

В большом вращающемся барабане распыляются необходимые приправы, за счет технологии ровно ложась на каждый ломтик, накрепко прилипая к нему. Приправы чаще всего натуральные: измельченные травы, специи, лук, чеснок. К ним добавляются ароматизаторы, соль, усилитель вкуса – глутамат натрия.

Некоторые чипсы делают только в России: со вкусом малосольных огурчиков или белых грибов в сметане.

Фасовка и упаковка

Готовые чипсы расфасовываются по пакетам, которые заполняются азотом, после чего запаиваются. При такой технологии они могут храниться довольно долго, не теряя вкуса, качества, внешнего вида.

Пакеты, упакованные в картонные коробки, отправляются на склад готовой продукции, откуда разъезжаются по магазинам.

Конечно, на прилавках появилось множество снеков, которые называют чипсами: из яблок, бананов, кальмаров, рыбы, кукурузной муки или крахмала. Но они никогда не добьются такого уровня популярности, как завоевавшие сердца и желудки миллионов людей жареные ломтики картошки.

Есть или не есть: вот в чем вопрос

Чего только не говорят про всеми любимые чипсы: вредные они, канцерогенные, холестерин с трансжирами в чистом виде. Однако популярность их не страдает. Но вопрос о том, можно ли их есть без вреда для здоровья, остается.

Если обратиться к сайту Росконтроля, то результаты поразят: из тринадцати протестированных упаковок чипсов в черный список не попало ни одной, более того, все оценки в зеленой зоне! То есть вредного содержимого в упаковках не обнаружено. Завидный уровень качества для продукта.

Для сравнения: другие снеки, которые на первый взгляд должны быть более натуральными и полезными, такими результатами похвастаться не могут. Некоторые образцы семечек или сухариков попадали в желтую зону, то есть к их качеству были вопросы.

Напрашивается вывод: есть чипсы можно! Как любой продукт, при чрезмерном употреблении они могут нанести вред, в первую очередь – фигуре.

Производители и бренды

Пока большую часть рынка занимают иностранные бренды, но российские производители активно развиваются и стараются отвоевать позиции.

Таблица 1. Производители и бренды

Бренд	Владелец	Страна
Lay’s	PepsiCo	США
Estrella	Mondelez International	Швеция
Pringles	Kellogg’s	США
Русская картошка	ООО «Русскарт»	Россия
Московский картофель	ПАО «Русский продукт»	Россия
Хрустящий картофель	АО «КДВ»	Россия

Источники: Росконтроль, Зачестныйбизнес, официальные сайты производителей.

Pringles – не совсем чипсы, скорее печенье или вафли, так как в них содержится большая доля муки. Однако суд Великобритании не смог отобрать у них право называться чипсами. Персонаж на логотипе – повар Джулиус Прингл.

В Индонезии и Малайзии делают чипсы из перемолотых морепродуктов (рыбы, креветок, кальмаров), рисовой муки, крахмала. Это знаменитый крупук, без которого местные не представляют себе трапезу.

Статистика

Маркетинговое агентство FDFgroup провело исследование потребления чипсов у населения.

Частота покупок чипсов:

• раз в месяц – 41%;
• раз в неделю – 21%;
• чаще одного раза в неделю – 16%.

Выбор вкуса:

• сыр –36%;
• сметана и зеленый лук – 14%;
• соль – 12%;
• бекон – 8%.

Абсолютным лидером российского рынка стали чипсы Lay’s, им отдают предпочтение большинство покупателей.

Картофельный бизнес

Картофель – отличный материал для бизнеса. Низкая цена, доступность, кроме того, чипсы любят все! Не обязательно сразу покупать производственную линию, как на заводе. Можно найти идеи для стартапа проще, дешевле, интересней.

Смотреть бесконечно можно на воду, огонь или на то, как делают чипсы.

Технология производства чипсов — Чипсы-вкусный яд

Хрустящий картофель является готовым к употреблению обжаренным продуктом и вырабатывается из свежего картофеля в виде ломтиков, соломки и пластинок. Один килограмм хрустящего картофеля эквивалентен примерно 4 кг свежего картофеля по калорийности. Чипсы из натурального картофеля впервые начали производить в 19 веке на родине картофеля в Америке. Первоначально картофель мыли, вручную нарезали на ломтики и обжаривали в растительном масле, то есть процесс изготовления чипсов мало чем отличался от обычной жарки картофеля с той лишь разницей, что нарезался картофель на тонкие ломтики и обжаривался во фритюре. С развитием селекционной науки, увеличением спроса на данный вид продукции увеличивались и объемы производства чипсовой продукции. Экономическая целесообразность потребовала проведения дополнительных исследований и разработки специализированного оборудования способного обеспечить возрастающие потребности покупателей. Изготовление хрустящего картофеля включает следующие основные операции:

1.      мойку и сортировку сырого картофеля;

2.      очистку: очистка картофеля производится методом истирания кожуры с помощью крупнозернистого абразива. В зависимости от качества картофеля отходы (шелуха) составляют от 5 до 10% и смываются водой.

3.      резку клубней: виды нарезки — пластины размером 2х2,5 см или соломка длиной 5–7 см.

4.      отмывку нарезанного картофеля от крахмала;

5.      очистку сточных вод;

6.      бланширование— кратковременный прогрев картофеля при 80–90° С — изменяет клеточную структуру продукта, облегчая его дальнейшую обработку. Для этого процесса применяется варочный котел, или термокамера со сменными тележками.

7.     сушка бланшированного картофеля до влажности 23–30 % производится с помощью тепловентиляторов.

8.      обжаривание — производится во фритюрных ваннах. Температура фритюра 140–180°С, время обжаривание одной порции — 20–40 с.

9.      введение соли и специй — происходит в накопителе, куда готовый продукт поступает после обжаривания. Рекомендуется поддерживать в масле продукта температуру 40–50°С с целью удаления избыточного масла.

Но  в настоящее время, чаще всего, в качестве основного сырья для производства картофельных чипсов используют сухое картофельное пюре в виде хлопьев, крупки, гранул или их смеси (полуфабриката).

Производство чипсов и хрустящего картофеля

chipsy

Несколько вводных слов

Свойства картофеля как ценного продукта питания человека, в котором в оптимальном соотношении содержатся органические и минеральные вещества, известны давно. В нём содержатся практически все химические элементы, необходимые человеку. Благодаря своим вкусовым, пищевым и кулинарным качествам картофель стал продуктом почти повседневного употребления в течении всего года.

Одним из вариантов развития перерабатывающей отрасли по производству продуктов питания из картофеля является создание малых предприятий по выпуску картофельных чипсов, хрустящего картофеля, картофеля-фри, сушеного картофеля.
Развитию малых производств очень способствует повышенный интерес населения к малосерийной продукции, особенно если рынок еще не насыщен этой продукцией, и она имеет явные отличия от привычных стандартов массового производства. Другой особенностью малого производства, благоприятной для мелкого производителя, является то, что используемое в производстве оборудование несложно в эксплуатации, а технология производства достаточно проста. А это позволяет наладить производственный процесс за небольшой срок — до 1 месяца.

Несколько вопросов и ответов

-Что называется картофельными чипсами?
-Чипсами часто называют два различных продукта: «хрустящий картофель», изготавливаемый непосредственно из нарезанных клубней, и собственно «чипсы» (или крекеры), получаемые методом формования.
— Что нужно, чтобы начать производство?
— Для производства необходимо помещение, соответствующим образом оборудованное (электроэнергия, вода, вентиляция) и отвечающее санитарно-гигиеническим нормам. Также, необходим комплект оборудования и упаковочного материала. Желательно наличие опытного технолога.
— Какое сырьё используется для производства?
— Для производства хрустящего картофеля требуется отборный (без повреждённых или нестандартной формы клубней) картофель отборных сортов. Чипсы изготавливаются из натурального картофеля или сухого полуфабриката с добавлением значительного (до 60-70 %) количества крахмала (картофельного или кукурузного).
Для обжаривания (обезвоживания) используется рафинированное растительное (подсолнечное, хлопковое и др.) масло.
— В чём особенности технологии производства чипсов и хрустящего картофеля?
— Основная операция при изготовлении хрустящего картофеля — обжаривание (обезвоживание). При погружении картофеля в масло, имеющее температуру значительно выше 100оС, содержащаяся в нём вода превращается в пар, который расширяясь разрыхляет картофель, придавая ему пористую структуру и «хрустящие» свойства.
При изготовлении чипсов кроме процесса обжаривания, который аналогичен вышеописанному, решающее влияние на качество продукта оказывает режим формования (длительность, давление, температура).
-Как выбрать оборудование?
-Специализированные комплекты оборудования весьма дороги и изготовляются «под заказ», то есть требуют значительного времени на изготовление (3? 6месяцев) при предварительной оплате.
Однако возможно и использование оборудования общего назначения и составление из него комплектов по принципу: одна технологическая операция — одна единица оборудования. При таком подходе требуется значительная квалификация технолога.
-От чего зависит качество продукта?
-Качество хрустящего картофеля в большой мере зависит от качества исходного сырья — картофеля. При правильном выборе сырья качество будет определяться завершающей стадией — обжариванием. Оно будет тем выше, чем меньше время будет затрачено на обезвоживание. При этом достигается наибольшее и поглощается минимальное количество масла.
При изготовлении чипсов основная операция — формование. Режим формования определяет консистенцию продукта наряду с обжариванием.
Наконец, в обоих случаях существенную роль играет рецептура — состав вкусовых и ароматических добавок.
-Какие материалы и оборудование используются для упаковки чипсов?
-Обычный вид упаковки — трехшовные пакеты их пропиленовой плёнки. Чаще всего используется плёнка, покрытая тонким слоем алюминия («Фольги- «) и нанесённой цветной печатью, содержащей наряду с художественным оформлением данные о продукте и фирме-изготовителе.
Оборудование, используемое для фасовки и упаковки — автоматические и полуавтоматические агрегаты. Выполняемые функции — весовое дозирование (обычно от 25 до 100 г.), изготовление пакета из плёнки, герметическая упаковка, фиксированной дозы.
— Как оценить затраты на производство и срок окупаемости оборудования?
— Существующая практика показала, что срок окупаемости оборудования и первоначальных затрат на упаковочный материал (могут составлять более 50% от общего) не превышает 2-х месяцев.

О технологии производства изделий из картофеля

 

Хрустящий картофель является готовым к употреблению обжаренным продуктом и вырабатывается из свежего картофеля в виде ломтиков, соломки и пластинок. Это высококалорийный продукт, удобен для употребления в пищу «на ходу», а также в качестве сухого завтрака, гарнира к мясным и рыбным блюдам, закуски к различным сокам, пиву и другим напиткам. Один килограмм хрустящего картофеля эквивалентен примерно 4 кг свежего картофеля по калорийности.
Изготовление хрустящего картофеля включает следующие основные операции: мойку и сортировку сырого картофеля, очистку, резку клубней, отмывку нарезанного картофеля от крахмала, очистку сточных вод, бланширование, сушку, обжаривание, введение соли и специй.
Чипсы картофельные представляют собой формованные пластины прямоугольной (100 х 40 х 2 мм) или кубической (квадратной: 40 х 40 мм) формы или фигурные изделия. Чипсы картофельные являются продуктом, полностью подготовленным к употреблению в пищу в качестве сухого завтрака, гарнира к различным блюдам или закуски к напиткам.
Основное сырьё для производства картофельных чипсов — сухое картофельное пюре в виде хлопьев, крупки, гранул или их смеси (полуфабриката). Технологическая схема производства картофельных чипсов этого вида включает в себя следующие операции: смешивание сырья с крахмалом и специями, формование чипсов, подсушивание, обжаривание, охлаждение, упаковывание.
Сырой картофель в качестве сырья также может использоваться. При этом выполняются следующие основные операции: мойка картофеля, очистка, варка, протирание, сушка, смешивание с крахмалом и специями, формование, подсушивание, обжаривание, охлаждение, упаковывание.

Как делают чипсы

Наконец, слайсы поступают на этап жарки, которая происходит в закрытой ёмкости при температуре 180 градусов. Чипсы находятся в обжарочном аппарате всего три минуты — за это время каждый ломтик погружается в раскалённую смесь растительных масел до готовности. На выходе из аппарата стоят влагомеры, которые проверяют, достаточно ли прожарился картофель. Если вдруг картофель окажется сырым и плохо прожаренным, система подаст сигнал оператору, и он будет вынужден утилизировать партию. Следующий этап проверки — оптическая сортировка, во время которой с помощью форсунок «отстреливаются» чипсы с дефектами. Только после этого продукт направляется на участок нанесения специй.

Чипсы поступают в большой крутящийся барабан, внутри которого распыляются приправы. Из-за того что ломтики масленые, приправа хорошо ложится на каждый кусочек и прилипает к нему. В качестве приправ на производстве используют травы (сушёная петрушка, лук или укроп), специи, ароматизаторы и соль. Все эти ингредиенты преимущественно закупают в России, на конвейер они поступают уже в смешанном виде. В компании рассказывают, что для некоторых вкусов — например, чесночного, томатного и паприки — на чипсы наносят порошок, который состоит из измельчённых овощей. Также используются глутамат натрия и ароматизаторы для усиления вкуса. В компании уточняют, что все ароматизаторы пищевые и идентичны натуральным продуктам. «Всё это указано в составе на пачке», — добавляют сотрудники.

Одновременно на производстве можно делать восемь разных вкусов чипсов. Некоторые вкусы производят только для России — например, «Белые грибы со сметаной», «Малосольные огурчики» и «Краб». Уже не первый год самый популярный вкус у россиян — «Молодой зелёный лук».

На нанесении приправ процесс приготовления чипсов заканчивается. Ломтики сначала поступают на весовой дозатор, а затем масса подаётся в раскрытый пакет, который выглядит как рукав. Формер заполняет пакет азотом и запаивает: так продукт может храниться долго и не портиться. Время приготовления одной партии чипсов — чуть меньше часа. После упаковки пакеты складываются в коробки и отправляются на склад, откуда они поступают в магазины России и стран СНГ.

Технология приготовления чипсов | Обучонок

Технология изготовления чипсов

Хрустящий картофель является готовым к употреблению обжаренным продуктом и вырабатывается из свежего картофеля в виде ломтиков, соломки и пластинок. Один килограмм хрустящего картофеля эквивалентен примерно 4 кг свежего картофеля по калорийности.

Но, увы, не все производители настолько добросовестны в изготовлении чипсов. Сегодня для изготовления все чаще берется картофельное пюре или обычная мука, также используется крахмал, иногда даже генно-модифицированной.

Вот здесь и нужно говорить о вредности. Из картофельного пюре с мукой формируются ломтики, внешне напоминающие нарезанный картофель. Затем это все обжаривается в масле. Конечно, желательно, чтобы мало было свежее.

Вкус таких чипсов далек от вкуса настоящих чипсов, но здесь приходят в помощь вкусовые добавки, которые придадут чипсам вкус бекона, сыра и, конечно, же, картофеля. Конечно же, такие чипсы очень вредны, т.к. в их составе огромное количество вредных канцерогенов.

Вредное влияние чипсов на организм

Гидрогенизированный жир, который накапливается в чипсах, способствует образованию «плохого» холестерина, который является причиной развития атеросклероза, тромбофлебитов и других опасных заболеваний.

Встречаются производители, которые для приготовления чипсов используют настоящий картофель. Однако он чаще всего генномодифицированный, поскольку он имеет ровные, большие и неповрежденные клубни – ведь его не едят вредители. Для жарки картофельных чипсов также используют дешевый жир.

При таком процессе обжаривания картофеля все его полезные свойства разрушаются, и проявляются такие свойства, как канцерогенные. В процессе распада жиров образуется акролеин, обладающий канцерогенными и мутагенными свойствами. Его образование происходит даже при соблюдении самой совершенной технологии. Чтобы сократить количество образования данного вещества, нужно регулярно менять масло для жарки.

Еще одним и даже более опасным канцерогеном является акриламид, который может образовываться даже в домашних условиях, если неправильно выбрано масло или сковорода слишком раскалена.

Недавно в ходе исследований в чипсах было найдено вещество под названием глицидамид, ближайший родственник акриламида, который способен вызывать не только развитие раковых опухолей, но и разрушать ДНК. А сколько еще токсинов, содержащихся в чипсах, пока не успели изучить?

Есть еще такой вид чипсов, как воздушные, в которых содержится меньше токсичных веществ, чем других видах чипсов. Вообще производителям намного выгоднее использовать всевозможные смеси для производства чипсов, поскольку для получения 1 кг продукции нужно до 5 кг картофеля.

Употребление чипсов может вызвать гастрит, изжогу, проблемы с работой кишечника и аллергию. Большое количество соли, содержащейся в чипсах, привлекает многих любителей «солененького». Однако избыток ее в организме приводит к торможению нормального роста костей, развитию сердечных заболеваний и нарушению обмена веществ.

Специалисты провели ряд исследований. Каждый день подопытные на протяжении месяца употребляли в пищу столь вкусный продукт. В результате у этих людей значительно ухудшилось состояние здоровья.

У них появилась изжога, начал болеть желудок, а у некоторых проявился гастрит и нарушился обмен веществ.

Это исследование показало, что из-за частого употребления в пищу чипсов может даже возникнуть раковая опухоль. У мужчин возможно снижение состава тестостерона, а также доказано влияние на детородную функцию. Увеличивается риск ожирения и возможность заболеть сахарным диабетом.

Вред чипсов для детей

Организм ребёнка значительно слабее организма взрослого человека. Такое количество всевозможных пищевых и химических добавок может спровоцировать аллергическую реакцию, что, в свою очередь, приведёт к более тяжелым последствиям. Употребление в пищу чипсов может привести к ожирению.

Вы должны помнить, что чем больше канцерогенов в составе чипсов, тем дольше срок хранения продукта.

Болезни от чипсов

Компоненты, которые содержаться в чипсах, способствуют ухудшению мужской половой функции, и качества вырабатываемого семени у мужчин, повышение риска появления раковой опухоли груди у женщин. Безусловно, это негативно влияет на зачатие здоровых детей. Кроме того употребление чипсов может привести к расстройству нервной системы, которое выражается в потении, слабости конечностей.

Чипсы содержат большое количество токсинов, которые способствуют разрушению печени и почек. Также употребление чипсов негативно влияет на иммунитет, так как содержат трансизомеры жирных кислот. Проблемы, которые возникают у любителей чипсов и это уже является фактом: высокий уровень в крови холестерина, лишние килограммы, инфаркты, диабет, закупорка сосудов, проблемы с поджелудочной железой.

Еще, по мнению ученых, – зависимость, которая схожа с наркотической. Появляется нервозность, возникают различного рода депрессии Не секрет, что если имеются проблемы в пищеварительной системе, то и нормально функционировать она не может. Следовательно, это сказывается и на других важных для жизни органах: сосудах, сердце, нервах, печени и т. д.

Сейчас очень крупные компании производства чипсов в Америке платят огромные штрафы государству. Но у нас в стране подобные проверки качества никто не проводит. А мы продолжаем покупать чипсы.

Перейти к разделу: 3. Как определить качество чипсов?

Как делают картофельные чипсы: victorborisov — LiveJournal

Тема сегодняшнего репортажа — завод компании PepsiCo по производству картофельных чипсов Lay’s, недавно открывшийся в городе Азов, Ростовской области. Кроме этого завод выпускает сухарики Хрусteam. Пройдемся последовательно вдоль всей линии производства и рассмотрим ее в деталях.

Считается, что чипсы появились более 150 лет назад в США. Легенда гласит, что в одном из элитных американских ресторанов, клиенту (железнодорожному магнату Вандербильту) не понравилось фирменное блюдо ресторана «картофель фри» и он вернул его на кухню, с претензией, что картофель слишком толстый. Шеф-повар ресторана решил подшутить над клиентом и нарезал картофель на тончайшие ломтики и обжарив в масле подал к столу. На удивление, клиенту блюдо особенно понравилось, и с тех пор в меню ресторана появилось новое блюдо — чипсы.

Чипсы Lay’s производятся с 1938 года. На сегодняшний день компания Frito Lay является одним из ведущих производителей соленых закусок как в мире, так и в России. Поставки чипсов Lay’s в Россию начались в середине 90-х, а в 2002 году был открыт первый завод Frito Lay в подмосковной Кашире.

Разгрузка, мойка и временное хранение картофеля

2. Ежедневно здесь разгружается девять 20-ти тонных грузовиков с картофелем. Картофель по ленточному конвейру попадает в моечный аппарат, где для его очистки используется рециркуляционная вода. Всего в мире существует три таких автоматических мойки. Процесс мойки снять физически невозможно, все происходит в закрытой емкости. После промывки картофель поступает на временное хранение в бины — специальные емкости, откуда по мере необходимости подается на производство.

Очистка, сортировка и резка картофеля

3. Перед тем, как клубни картофеля попадут в специальную машину для нарезки, инспектора визуально осматривают идущие по ленте клубни и, если необходимо удаляют видимые дефекты.

4. Кстати: Для производства чипсов годится не всякая картошка. Существуют так называемые чипсовые сорта картофеля, которые отличаются повышенным содержанием крахмала.

5. Все работники периодически проходят медосмотр и имеют медицинские книжки, это делается для того, чтобы заболевший человек не попал на производство. Кроме этого перед входом в цех, все обязательно моют руки.

6. Чистка картофеля происходит в абразивных барабанах периодического действия. Сначала происходит загрузка необходимого количества картофеля в весовой бункер, после этого происходит выгрузка в барабан.

7. Непосредственно нарезка происходит механическим путем за счет вращения конусообразного днища барабана. Внутри режущей машины восемь пар острейших лезвий, которые нарезают клубень на тонкие ломтики. Толщина каждого ломтика менее двух миллиметров.

Обжарка

8. После нарезки картофельные ломтики поступают в самое «сердце» линии по производству чипсов — жарочную ванну для обжарки ломтиков и получения базовых чипсов. Это оборудование, не имеющее аналогов, было создано специально для завода PepsiCo и показывать его нельзя.

9. Тонко нарезанные ломтики картофеля поступают в ванну с маслом, в которой обжариваются в течение трех минут при температуре 180 градусов Цельсия. Качественное масло, как и качественный картофель — основа вкуса чипсов.

10. На заводе была улучшена рецептура, с использованием специальной смеси растительных масел, в том числе высокоолинового подсолнечного масла местного производства, благодаря которой на 25% снижено содержание насыщенных жиров в конечном продукте.

11. Ежедневно на заводе проводится проверка качества продукции. Проверяют, как базовые чипсы, только вышедшие из печи, так и полностью упакованные пакеты.

Добавление специй

12. На этом этапе в обжаренные картофельные чипсы добавляются специальные ароматические и вкусовые добавки, основой которых является соль.

13. Одновременно на линии может идти производство трех вкусов.

Упаковка

14. Кстати: Завод рассчитан на производство 50 тысяч тонн готовой продукции в год. Какая-то фантастическая цифра, на мой взгляд.

15. По трем конвейерам уже готовые чипсы поступают на упаковку. Сначала происходит распределение и взвешивание.

16. Кстати: Обратите внимание, что на всей протяженности линии очень мало работников. Здесь используется современное оборудование, которое работает в полностью автомитизированном режиме. Кроме этого, важно чтобы как можно меньше людей соприкасалось с готовым продуктом.

17. Весовые машины взвешивают одновременно несколько порций и вычисляют наилучшую весовую комбинацию, которая имеет самый точный вес для того, чтобы соответствовать стандарту и указанному на упаковке весу.

18. Если учесть, что нетто вес одной пачки составляет 28 граммов, вы можете представить точность настройки оборудования.

19. Взвешенная порция выгружается на упаковочную линию.

20. Порция проходит контроль на наличие посторонних примесей (металлодетектор) и попадает в пакет, который к этому времени подготовлен упаковочной машиной из упаковочных материалов (фольги). Перед запайкой шва в пакет подается пищевой азот, который позволяет обеспечить необходимый срок хранения продукта. Весовое и упаковочное оборудование работает синхронно, со скоростью до 80 пакетов в минуту.

21. Упакованный пакет с чипсами поступает операторам, которые вручную складывают пакеты в картонные коробки.

22. Коробки с чипсами складываются на паллеты и перевозятся на склад.

23.

Параллельно находится линия по Производству сухариков

24. Смесь муки с водой подается в экструдер, нагревается и тщательно перемешивается. Из экструдера сухари выходят в форме жгутов, которые нарезаются по размерам вращающимися ножами.

25. Следующим этапом сухари сушатся в печи и попадают на участок нанесения приправ.

26. Упаковочная линия идентична той, на которой производят чипсы.

27.

28. Взвешивание происходит в аналогичной весовой машине, которая формирует несколько порций и выбирает наилучшую комбинацию для запечатывания в пакет.

29. Готовые сухарики.

30. Производительность одной линии — 12 тонн готовой продукции в сутки.

31. Работникам запрещено носить часы и украшения, запрещен маникюр и накладные ногти, волосы обязательно должны быть закрыты сеточкой, чтобы ничего не попало на конвейер.

32. Кроме вкусовых качеств и визуального соответствия ломтиков принятым стандартам, здесь проверяют качество упаковки. Шов должен быть ровным и открываться пачка должна одним движением ровно по шву, без разрывов.

33.

34. Коллектив завода. Кстати, производственная линия работает круглосуточно в три смены.

35.

36. Внешний вид завода.

37. Приятного аппетита!

Развитие технологии производства картофельных чипсов

Картофельные чипсы, несомненно, являются самой любимой закуской всех времен. Полная линия по производству картофельных чипсов гарантирует, что каждый сможет по-своему удовлетворить вкусы чипсов, такие как барбекю, оригинальные, сметана и лук, соль и уксус, или даже вкус икры, осьминога и креветок с чесноком. Но когда технология еще не сформировалась, каково производство картофельных чипсов?

1.Ручное производство до 1920-х годов Картофельные чипсы

появились в 1853 году в одном из отелей США. Шеф-повар Джордж Крам получил жалобу на то, что его жареный картофель слишком толстый. Он очень тонко нарезал картофель, обжарил до хрустящей корочки, посолил и отправил обратно. Удивительно, но такие чипсы понравились покупателям, а затем стали модой. В то время картофельные чипсы были популярны в ресторанах и продуктовых магазинах небольшого региона, так как картофельные чипсы очищали и нарезали только вручную.

2. Полуавтоматическое производство с 1920-х по 1980-е годы

Картофельные чипсы остаются популярными на рынке, ряд инноваций знаменуют дальнейшее развитие отрасли. В 1920 году Герман Лэй разработал механическую картофелечистку, которая значительно повысила эффективность очистки. За этим великим нововведением последовали еще несколько. В 1926 году предпринимательница по производству картофельных чипсов Лаура Скаддер первой изобрела новый метод упаковки картофельных чипсов, то есть в запечатанные пакеты из вощеной бумаги с утюгом или скрепками на концах.В начале 1930-х годов появились целлофановые и пергаминовые пакеты. В течение многих лет картофельные чипсы упаковывались в бочки или жестяные банки для крекеров, которые доставлялись запряженными лошадьми повозками, благодаря чему чипсы на дне легко смачивались и крошились. Инновационный метод упаковки обеспечил защиту от раздавливания и помог сохранить чипсы хрустящими и хрустящими. В 1950-х годах владелец ирландской компании по производству чипсов Тайто Джо Мерфи разработал технологию приправы, которая позволяла добавлять соль или другие натуральные или искусственные ароматизаторы по мере необходимости.Все эти заметные инновации открыли путь для массового производства картофельных чипсов.

3. Автоматическое производство с конца 1980-х

С развитием технологий инновации становятся все более и более распространенными. В 1985 году были изобретены весовые головки с микропроцессорным управлением. Технология оптической сортировки, изобретенная в 1990 году, может помочь удалить дефектные продукты. Что касается упаковки, то пластиковые пакеты с азотом, продуваемые до герметизации, появившиеся в 1995 году, могут сохранять свежесть, уменьшать крошение и продлевать срок хранения.Сегодня для упаковки картофельных чипсов используются различные материалы, включая полипропилен, поликарбонат, ПВХ, полиэтилен высокой плотности, полистирол. Вышеупомянутые инновации вносят большой вклад в линию по производству картофельных чипсов, которая идеально завершит все производство и удовлетворит огромный спрос на картофельные чипсы на рынке.
Из приведенного выше описания развития переработки картофельных чипсов мы знаем, что современные технологии являются зрелыми, а оборудование — современным. Кроме того, популярность картофельных чипсов не снижается. В 2012 году мировой объем продаж картофельных чипсов составляет около 30 миллиардов долларов, что означает, что бизнес в отрасли картофельных чипсов будет выгодным выбором.Если вы заинтересованы, мы поставляем большие и маленькие линии по производству картофельных чипсов и индивидуальные машины для производства чипсов с высоким качеством и конкурентоспособной ценой, чтобы удовлетворить ваш спрос.

Завод картофельных чипсов Frito-Lay, Азов

]]>

В декабре 2010 года компания PepsiCo Frito-Lay открыла завод по производству картофельных чипсов в Азове Ростовской области на юге России. PepsiCo объявила о своих планах построить завод в июне 2007 года, а строительство началось в октябре 2007 года.В ноябре 2009 года было проведено пробное производство для окончательной настройки оборудования.

Завод обошелся в 110 млн долларов и оснащен технологией обработки и экструзии. Завод является вторым заводом компании по производству снэков в России. Первый завод PepsiCo был построен в 2002 году в Кашире, Москва.

Заводское проектирование

Фабрика оснащена экструдером для производства кукурузных чипсов и хрустящих хлебных закусок. Он на 30% эффективнее, потребляет меньше ресурсов и производит меньше отходов, чем объект в Кашире.Он также перерабатывает воду, используемую в производственном процессе.

Вместимость

Завод был спроектирован для начальной годовой производственной мощности 25 000 тонн, которая, как ожидается, вырастет до 50 000 тонн в год с добавлением двух производственных линий к 2013 году. Это удвоит производственные мощности Frito-Lay в России до 90 000 тонн в год. у.

Проектов

«Строительство завода обошлось в 110 миллионов долларов, и он оснащен технологией обработки и экструзии».

Около 85% картофеля, обрабатываемого на заводе, будет выращиваться на месте, что даст толчок развитию местного сельского хозяйства.Картофелем на комбинат поставляют шесть крупных хозяйств Ростовской и Краснодарской областей.

Компания предоставляет хозяйствам консалтинговые услуги, финансирование, семена и оборудование для повышения эффективности. Между сборами картофель импортируется из стран Ближнего Востока и Центральной Европы.

PepsiCo также строит на этом участке завод по производству напитков стоимостью 140 млн долларов, в результате чего общий объем инвестиций составит 250 млн долларов. К весне 2013 года планируется произвести 500 миллионов литров холодного чая и других безалкогольных напитков.На двух заводах будет работать около 1000 человек, а средняя зарплата составит 930 долларов в месяц. К 2015 году компания также планирует построить склад и еще один завод в Ростове.

Площадка

Площадка в Азове была выбрана из-за наличия инженерных сетей и обилия картофеля местного производства. В регионе есть доступ к распределительным сетям клиентов и, следовательно, низкие транспортные расходы.

Реконструкция автомобильных дорог, железнодорожных путей и инженерных сетей для поддержки проекта была завершена региональными властями за 1 доллар США.67м.

Обработка

Девять 20-тонных грузовиков ежедневно разгружают картофель на заводе. Картофель направляется в моечную машину для закрытых контейнеров и очищается за счет рециркуляции воды. Затем они временно хранятся в специальных резервуарах. Клубни сортируются, а затем транспортируются на абразивные барабаны для нарезки ломтиками 2 мм.

«Завод был спроектирован для начальной годовой производственной мощности 25 000 тонн».

Ломтики обжариваются в масле на производственной линии в течение трех минут.Затем добавляются специи и ароматизаторы. Затем продукт взвешивается и упаковывается в полностью автоматизированном процессе. Весовое и упаковочное оборудование работает синхронно со скоростью 80 упаковок в минуту. Пакеты переносятся в картонные коробки и отправляются на склад.

Также на заводе есть линия по производству сухариков. Мучная смесь и вода подаются в экструдер и нагреваются. Затем пучки высушенной муки нарезают и сушат в духовке. Затем их ароматизируют и упаковывают.

Линия по производству малых картофельных чипсов / Оборудование для производства картофельных чипсов

1. Мойка и очистка картофеля

Машина для мойки и очистки картофеля : Машина для очистки и очистки картофеля, оснащенная мягкой щеткой, может полностью и эффективно удалить тонкую кожуру. Высокая скорость очистки обеспечивает хороший старт и нормальную скорость работы всей линии по производству картофельных чипсов. Функции стирки и очистки в одной машине позволяют избежать однообразной работы и сэкономить время.
√ Высокая степень отслаивания до 98%.
√ Доступны для картофеля разного размера.
√ Простота эксплуатации и очистки.
√ Стирка и пилинг одновременно.

2. Нарезка / нарезка картофеля

Машина для производства картофельных чипсов : Эта машина для производства картофельных чипсов может нарезать очищенный картофель на ломтики, чипсы и тертый картофель. Ролики и ножи можно отрегулировать для картофельных ломтиков и чипсов разной толщины.Вы можете свободно готовить картофельные чипсы и картофель фри с помощью этой многофункциональной машины для картофельных чипсов. Мы предлагаем два метода кормления (вертикальное кормление и боковое кормление) на ваш выбор.
√ Толщина свободно регулируется.
√ Доступно для картофельных чипсов и картофеля фри.
√ Полный процесс резки без сломанной стружки.
√ Два способа кормления на ваш выбор.

3. Бланширование картофельных чипсов

Бланшировочная машина для картофельных чипсов : Бланшировочная машина для картофельных чипсов, устройство предварительной обработки, используется для уничтожения вредных бактерий и сохранения оригинального вкуса пищевых продуктов.Бланшированные картофельные чипсы имеют свежий цвет и овощной запах, в то время как активные ферменты ограничены для облегчения хранения.
√ Температура воды регулируется автоматически.
√ Время бланширования можно регулировать.
√ Мы предлагаем разную мощность для вашей линии по производству картофельных чипсов.

4. Обезвоживание картофельных чипсов

Машина для обезвоживания картофельных чипсов : Машина для обезвоживания картофельных чипсов, использующая центробежные методы обезвоживания, может удалять поверхностную воду с бланшированных картофельных чипсов.Картофельные чипсы и полоски, обработанные на этой обезвоживающей машине, можно легко обжарить в следующей жарочной машине. Оснащенная противоударным устройством, эта машина для обезвоживания может устойчиво работать с высокой скоростью вращения.
√ Высокая скорость обезвоживания.
√ Стабильное рабочее состояние.
√ Автоматическое управление с помощью цифрового шкафа.

5. Жарка картофельных чипсов

Машина для жарки картофельных чипсов : В машине для жарки картофельных чипсов есть два метода нагрева: с помощью электричества и с помощью угля.Вы можете выбрать любого по своему энергоресурсу. Аппарат для жарки картофельных чипсов, обогреваемый электричеством, намного чище, чем уголь. Жареные картофельные чипсы и картофель фри имеют привлекательный блеск и аромат.
√ Система защиты от перегрева обеспечивает безопасное производство.
√ Усовершенствованная жарочная машина позволяет сэкономить 50% масла.
√ Можно выбрать два метода нагрева.
√ Жареные картофельные чипсы обладают приятным вкусом и блеском.

6. Жареные картофельные чипсы для обезжиривания

Машина для обезжиривания картофельных чипсов : Как и машина для обезвоживания картофельных чипсов, эта машина для обезжиривания картофельных чипсов использует центробежный принцип для удаления лишнего масла из жареных картофельных чипсов и картофеля фри.Слишком много масла не приносит пользы здоровью людей. И в то же время технология обезжиривания снижает производственные затраты.
√ Высокая скорость обезжиривания.
√ Брызги масла не выливаются из-за бака для разлива.
√ Скорость вращения можно регулировать.
√ Мы предлагаем разные емкости на ваш выбор.

7. Приправка жареных картофельных чипсов

Приправа для картофельных чипсов : Картофельные чипсы и картофель фри можно добавлять с различными соусами на любой вкус.Существует три способа ароматизации: дисковый, восьмиугольный и барабанный. Приправы для картофельных чипсов барабанного типа очень популярны, в то время как для производства крупных картофельных чипсов дисковый тип имеет большую производительность.
√ Картофельные чипсы и соусы перемешать равномерно.
√ Регулируемый объем приправы для картофельных чипсов.
√ Низкий процент брака в процессе приправы.
√ Подходит для любых жареных блюд.

8. Фасовка жареных картофельных чипсов

Заполненный азотом Картофельные чипсы Упаковочная машина : Ароматизированные картофельные чипсы необходимо быстро упаковать, чтобы они не испортились.Картофельные чипсы, запечатанные в мешках с азотом, не вступают в реакцию с кислородом. Картофельные чипсы в упаковке можно хранить долго без потери вкусовых качеств.
√ Высокая эффективность работы с двумя камерами.
√ Уплотнение, охлаждение, заполнение азотом одновременно.
√ Плотное уплотнение экономит время и труд.
√ Доступно для передвижения.

Из чего сделаны компьютерные микросхемы?

Дизайн

Принцип работы микросхемы является результатом конструкции транзисторов и затворов микросхемы, а также конечного использования микросхемы.Спецификации конструкции, которые включают размер микросхемы, количество транзисторов, факторы тестирования и производства, используются для создания схем — символических представлений транзисторов и межсоединений, которые управляют потоком электричества через микросхему.

Затем дизайнеры создают подобные трафарету узоры, называемые масками, для каждого слоя. Конструкторы используют рабочие станции автоматизированного проектирования (САПР) для всестороннего моделирования и тестирования функций микросхем. Чтобы спроектировать, протестировать и настроить микросхему и подготовить ее к производству, нужны сотни человек.

Изготовление и испытания

«Рецепт» изготовления чипа зависит от предполагаемого использования чипа. Изготовление чипсов — сложный процесс, требующий сотен точно контролируемых этапов, в результате которых образуются узорчатые слои из различных материалов, накладываемых один на другой.

Процесс фотолитографической «печати» используется для формирования многослойных транзисторов и межсоединений (электрических цепей) микросхемы на пластине. Сотни одинаковых процессоров создаются партиями на одной кремниевой пластине.

После завершения всех слоев компьютер выполняет процесс, называемый тестом сортировки пластин. Тестирование гарантирует, что чипы работают в соответствии с проектными спецификациями.

Высокоэффективная упаковка

После изготовления пора упаковывать. Вафля разрезается на отдельные части, называемые штампом. Кристалл помещается между подложкой и теплораспределителем, образуя законченный процессор. Пакет защищает кристалл и обеспечивает критическое питание и электрические соединения при установке непосредственно в печатную плату компьютера или мобильное устройство, такое как смартфон или планшет.

Intel производит микросхемы, которые имеют множество различных приложений и используют различные технологии упаковки. Пакеты Intel проходят финальное тестирование на функциональность, производительность и мощность. Чипы имеют электрическую кодировку, визуально проверяются и упаковываются в защитный транспортировочный материал для отправки клиентам Intel и в розницу.

Инновации в технологии производства картофельных чипсов приносят большие продажи

Картофельные чипсы всегда были одним из любимых закусок людей.Его золотистый цвет, свежий вкус и хороший вкус доставят удовольствие любителям картофельных чипсов. Чтобы улучшить опыт любителей картофельных чипсов и увеличить продажи картофельных чипсов во время пандемии. Многие производители картофельных чипсов продолжают внедрять технологические инновации в производство картофельных чипсов. Как производитель линий по производству картофельных чипсов, мы также продолжаем предоставлять клиентам решения, подходящие для их производства.

Традиционный процесс производства картофельных чипсов

Традиционный способ производства картофельных чипсов: очистка картофеля-ломтики картофеля-бланширование картофельных чипсов-жарка-обезжиривание-заправка-упаковка

Традиционные жареные чипсы получают путем непрерывного жарения.В этом методе температура жареного картофеля поддерживается постоянной.

Несколько способов производства реформированных хрустящих чипсов

Картофельные чипсы чайник

Среди технологических инноваций в производстве картофельных чипсов наиболее заметной является технология производства картофельных чипсов. Основное различие между картофельными чипсами в котле и традиционными картофельными чипсами заключается в различных способах приготовления.

Картофельные чипсы в чайнике

При жарке картофельных чипсов не во фритюрнице с постоянной температурой, в отличие от обычных картофельных чипсов.Он изготовлен по старинному методу периодического приготовления. При жарке сначала переложите холодный картофель в чайник, наполненный маслом, и перемешайте. Затем несколько раз добавьте порциями холодный картофель и перемешайте. Когда партия молодого картофеля попадает в горячий чайник, температура немного падает. Следовательно, этот метод замедляет время приготовления, делает картофельные чипсы темнее, а форма картофельных чипсов не идеальна.

Картофельные чипсы из чайника обычно толще обычных картофельных чипсов и имеют более золотистый цвет.Их стороны часто переворачиваются на другую сторону.

Хрустящие чипсы из масла авокадо

Помимо инноваций в методах жарки, некоторые производители картофельных чипсов также усовершенствовали масляный состав жареных картофельных чипсов. Их метод приготовления картофельных чипсов заключается в том, чтобы обжарить тонкий картофель в масле авокадо, чтобы придать картофельным чипсам уникальный маслянистый вкус и особенно хрустящий вкус. Хрустящие чипсы, приготовленные этим методом, считаются относительно полезными для здоровья и широко приветствуются.Помимо масла авокадо, существует также завод по производству картофельных чипсов, на котором для жарки используются кокосовое, подсолнечное, красное рисовое масло и другие более полезные для здоровья масла. Они не только придают уникальный вкус, но и делают его более полезным.

производство хрустящих чипсов

В целом, новая технологическая инновация в производстве картофельных чипсов заключается в изменении способа жарки картофельных чипсов, разнообразия выбора пищевого масла и способа упаковки. Основной способ производства не изменился.

Независимо от того, какие картофельные чипсы вы производите, оборудование, используемое для производства картофельных чипсов на производственной линии, будет практически таким же.Изменилось только представление о производстве картофельных чипсов. Теперь у нас есть линия по производству картофельных чипсов. Если вам нужна машина, без колебаний свяжитесь с нами. Мы подробно предложим вам решения.

Производство чипов | Encyclopedia.com

Компьютерные микросхемы лежат в основе современной технологической революции. Но из чего они сделаны и как они сделаны? Они состоят в основном из транзисторов, , которые действуют как электрические переключатели в цифровых схемах, и металлических проводов.Наиболее важным типом транзисторов с экономической точки зрения является транзистор комплементарного металлооксидного полупроводника (КМОП). Это трехконтактное устройство, состоящее из затвора (металлического), истока и стока. Затвор — это электрический переключатель, который контролирует поток электронов от истока к стоку. Приложение напряжения включает затвор, который направляет электрическое поле через тонкую пленку диоксида кремния, заставляя полупроводниковый материал становиться проводящим и тем самым позволяя электронам течь.Если напряжение затвора выключено, электроны уходят. Транзисторы «включены» или «выключены» соответствуют двоичным «1» и «0».

Так как же сделаны эти транзисторы и провода? Устройства и провода на микросхеме производятся одновременно с сотнями других микросхем с использованием процесса, известного как серийное производство. Изготовить 1000 транзисторов не дороже, чем 100 транзисторов — или многие миллионы транзисторов, если на то пошло! Это известно как серийное производство, и оно приводит к значительной экономии на масштабе, что делает чипы недорогими, несмотря на их сложность.

Все начинается с кремния — основного компонента песка, поэтому его много и недорого. Кремний очищается и выращиваются большие цилиндрические кристаллы длиной от одного до двух метров (от трех до шести футов) и диаметром до одной трети метра (двенадцать дюймов). Эти кристаллы нарезаются на пластины толщиной 500–750 мкм, которые образуют подложку для чипов. Разработчик микросхемы предоставляет производителю микросхемы набор фотошаблонов, которые содержат физическое представление транзисторов и связанных проводов, которые должны быть воспроизведены на пластине.Фотошаблоны сделаны из стекла и хрома и определяют области, через которые свет может проникать (стекло), и другие области, куда свет не может проникнуть (хром), подобно трафарету. При обработке шести металлических слоев толщиной 0,18 мкм используется до двадцати пяти таких фотошаблонов.

Один набор фотошаблонов используется для определения места добавления легирующих элементов. Что такое легирующие примеси? Это элементы, такие как бор, фосфор и мышьяк, добавленные в кремний, которые позволяют контролируемым образом изменять характеристики несущей способности материала, облегчая формирование транзисторов.Другой набор фотошаблонов используется в серии последовательных шагов, на которых тонкая пленка (обычно менее одного микрометра или 1 мкм) наносится на пластину, тонкая фоточувствительная полимерная пленка помещается сверху, а узор с фотошаблона переносится на светочувствительный полимер путем попадания света на фотошаблон. Тонкая пленка протравливается там, где был удален светочувствительный полимер, и, наконец, удаляется светочувствительный полимер. Эти шаги повторяются для изготовления затвора транзистора, проводов, соединяющих транзисторы, и изолирующих пленок, отделяющих металлические провода друг от друга.После изготовления схем — процесс, который может занять от двадцати до тридцати дней на заводе по производству КМОП 0,18 мкм — пластины разрезаются на небольшие микросхемы и индивидуально упаковываются.

Теперь, когда эти чипы готовы, как быстро они будут работать? Скорость зависит от количества времени, в течение которого транзисторы включаются и выключаются, а задержка, вызванная проводкой. Длина затвора определяет время переключения транзисторов: чем короче затвор, тем быстрее устройство может переключаться. Задержки проводки происходят от двух основных источников — времени, необходимого для зарядки провода до необходимого напряжения, и времени, необходимого сигналу для прохождения заданного расстояния.Первое уменьшается при уменьшении размера провода, поэтому по мере миниатюризации микросхемы эта задержка уменьшается. Время в пути определяется скоростью света и свойствами материала. Для типичных материалов сигналы проходят 15 сантиметров (около 6 дюймов) за миллиардную долю секунды, что означает, что для прохождения 2-сантиметрового (около 3/4 дюйма) чипа потребуется более четверти тактового цикла. на 2 ГГц. Исторически сложилось так, что частота, с которой работают микропроцессоры, удваивалась каждые два года!

Масштабирование функций до меньших размеров (известное как масштабирование технологий) повышает производительность при одновременном снижении затрат.Масштабирование технологий в основном означает, что большая вычислительная мощность упаковывается во все меньшее физическое пространство. Масштабирование способствует росту рынка полупроводников, который, в свою очередь, приносит достаточную прибыль для развития все более агрессивных поколений технологий — масштабирование порождает масштабирование! Этот цикл подпитывает то, что известно как «закон Мура», согласно которому количество транзисторов на интегральную схему удваивается каждые восемнадцать месяцев. Поскольку длина ворот является основным показателем скорости процесса, она связана с поколением технологий компьютерных микросхем.Мало того, что микропроцессоры становятся быстрее с уменьшением длины логического элемента, но и при создании микросхем памяти на микросхеме можно разместить больше памяти.

Экономика производства микросхем

Так же, как компьютерные микросхемы уменьшались в размерах и увеличивались в мощности в каждом поколении, продажи полупроводников как процент от валового мирового продукта (GWP) удваивались каждые три технологических поколения. Производственные мощности полупроводниковой промышленности часто измеряются в количестве запусков пластин в неделю, что является просто подсчетом количества пластин, размещенных в начале производственного процесса.С 1998 по 2000 год эта цифра увеличилась примерно на 20 процентов — с семи миллионов до восьми с половиной миллионов.

Также важно понимать, что по мере того, как произошла миниатюризация, стоимость оборудования, необходимого для изготовления микроэлектронных устройств, резко возросла. Это связано с тем, что для производства устройств все меньшего размера, а также для контроля размеров этих устройств в строгих допусках требуется более высокое качество оборудования. Следовательно, стоимость завода значительно возрастает каждый год — с десяти миллионов долларов в 1980-х годах до почти двух миллиардов долларов в 1999 году.Ожидается, что стоимость предприятий по производству полупроводников будет продолжать расти — примерно на 3 процента в год из-за требований к производительности и на 5 процентов в год из-за модернизации технологий.

Производство микросхем — это упаковка как можно большего количества транзисторов на минимально возможной площади для производства быстрых микропроцессоров и большого объема памяти. При изготовлении микросхем используется экономия на масштабе, поскольку большинство технологических операций выполняется для многих пластин одновременно, и каждая пластина содержит много микросхем, а каждая микросхема содержит много транзисторов.Это привело к огромной окупаемости инвестиций для производителей, которая намного перевесила рост производственных затрат. Ожидается, что такие тенденции сохранятся до тех пор, пока 2030 год или около того.

см. Также Центральный процессор; Микрочип; Контроль над процессом.

Бретт А. Варнеке и Дж. Алекс Чедиак

Библиография

Джагер, Ричард К. Введение в производство микроэлектроники. Menlo Park: Addison-Wesley Publishing Company, 1993.

Streetman, Ben G., and Sanjay Banerjee. Твердотельные электронные устройства. Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 1999.

Интернет-ресурсы

Закон Мура. Веб-сайт корпорации Intel.

Международная дорожная карта развития технологий для полупроводников. Интернет-сайт ИТРС.

Веб-сайт Ассоциации полупроводниковой промышленности.

Apple и Intel первыми внедрили новейшую технологию микросхем TSMC.

TAIPEI — Apple и Intel стали первыми последователями новой технологии Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Как стало известно Nikkei Asia, технология производства чипов нового поколения будет развернута уже в следующем году.

Развитие показывает, что TSMC по-прежнему жизненно важна для амбиций американских компаний в области микросхем, даже несмотря на то, что Вашингтон пытается увеличить производство полупроводников на американской земле.

Apple и Intel тестируют свои конструкции микросхем с технологией производства 3-нанометров TSMC, согласно нескольким источникам, проинформированным по этому вопросу. Ожидается, что коммерческий выпуск таких микросхем начнется во второй половине следующего года.

Нанометр — это ширина между транзисторами на кристалле. Чем меньше число, тем более совершенный чип, но также сложнее и дороже в изготовлении. Самая передовая технология производства микросхем, которая сегодня используется в потребительских товарах, — это 5-нм технология TSMC, которая используется во всех процессорных микросхемах iPhone 12.

Согласно TSMC, 3-нм технология может повысить производительность вычислений на 10–15% по сравнению с 5-нм, при одновременном снижении энергопотребления на 25–30%.

Apple iPad, вероятно, станет первым устройством на базе процессоров, созданных по 3-нм технологии, сообщили источники. Ожидается, что следующее поколение iPhone, которое будет выпущено в следующем году, будет использовать промежуточную 4-нм технологию по причинам планирования.

Intel, крупнейший производитель микросхем в Америке, работает с TSMC как минимум над двумя 3-нм проектами по разработке центральных процессоров для ноутбуков и серверов центров обработки данных в попытке вернуть себе долю рынка, которую она потеряла в прошлом перед Advanced Micro Devices и Nvidia. несколько лет.Ожидается, что массовое производство этих чипов начнется не раньше конца 2022 года.

«В настоящее время объем чипов, запланированный для Intel, больше, чем для iPad от Apple, использующего 3-нанометровый процесс», — сказал один из источников.

Для Intel, которая разрабатывает и производит микросхемы, сотрудничество с TSMC направлено на то, чтобы довести компанию до тех пор, пока она не сможет наладить собственную производственную технологию. Компания отложила внедрение собственной 7-нм производственной технологии примерно до 2023 года, что значительно отстает от азиатских конкурентов TSMC и Samsung Electronics.Выпуск новейших процессоров Intel Xeon на базе 10-нм технологии также был отложен с конца этого года до второго квартала следующего года, сообщила компания на этой неделе.

Генеральный директор Intel Пэт Гелсингер охарактеризовал отношения компании с TSMC как «сотрудничество» — смесь сотрудничества и конкуренции. Ранее в этом году американская компания подтвердила, что будет работать с TSMC над несколькими проектами процессорных микросхем, что впервые в своей истории передаст производство основных продуктов на аутсорсинг.

Меньший конкурент Intel, AMD, чья доля на рынке процессоров для ноутбуков выросла с 11% в 2019 году до более 20% в прошлом году, в следующем году намерена внедрить технологию производства 5-нанометрового чипа TSMC для своих процессоров для ноутбуков. Nvidia, самая дорогая американская компания по производству микросхем, объявила в этом году, что выйдет на рынок серверных микросхем, чтобы отобрать долю рынка у Intel. По данным Nvidia, первый серверный процессор Nvidia будет использовать 5-нм технологию TSMC и будет доступен к началу 2023 года.

Гонка за внедрением новейших нанотехнологий для производства микросхем — это не только коммерческое занятие, но и геополитика. США, Европейский Союз и Япония, ссылаясь на риски для национальной безопасности, спешат перенести производство жизненно важных микросхем на сушу. Вашингтон принял пакет на 52 миллиарда долларов для инвестирования в полупроводниковую промышленность, чтобы восстановить лидерство страны в производстве микросхем.