Tiểu luận tìm hiểu quy trình sản xuất kem

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM *** Bộ mơn CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA ĐỀ TÀI GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài Lớp học phần: 210505002 Lớp: DHTP6B Nhóm thực hiện: Nhóm 07 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013 Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA DANH SÁCH NHÓM STT Họ Tên Nguyễn Hoài Lai Mai Văn Lộc Nguyễn Thị Phương Mùi Nguyễn Dương Bảo Ngọc Trương Hoài Phong Trương Văn Sơn Lê Quý Diệu Viên Cao Văn Bảo Triết Nguyễn Nhân Tín 10 Nguyễn Cảnh Trình Tìm hiểu quy trình sản xuất kem ii Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA MỤC LỤC Tổng quan 1.1 Tổng quan sản phẩm 1.2 Tổng quan nguyên liệu 1.2.1 Sữa sản phẩm từ sữa 1.2.2 Đường 1.2.3 Lòng đỏ trứng gà 1.2.4 Chất nhũ hóa 1.2.5 Chất ổn định 1.2.6 Chất tạo hương .6 1.2.7 Chất màu 1.2.8 Các nguyên liệu khác Nguyên tắc Quy trình cơng nghệ chế biến 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 3.2 Thuyết minh quy trình 3.2.1 Trộn 3.2.2 Đồng hóa 10 3.2.3 Thanh trùng 10 3.2.4 Ủ 11 3.2.5 Lạnh đông sơ 12 3.2.6 Tạo hình .12 3.2.7 Đóng nắp 13 3.2.8 Lạnh đông kết thúc .13 3.2.9 Đóng thùng 13 3.2.10 Bảo quản 13 Tìm hiểu quy trình sản xuất kem iii Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA So sánh với công nghệ chế biến sản phẩm loại 13 Máy móc thiết bị 20 5.1 Thiết bị phối trộn: .20 5.2 Thiết bị gia nhiệt .21 5.3 Thiết bị đồng hóa 23 5.4 Thiết bị trùng: 24 5.5 Thiết bị ủ chín: 25 5.6 Thiết bị lạnh đông sơ 26 5.7 Thiết bị sản xuất kem que: 27 5.8 Thiết bị sản xuất kem hộp: 28 Tìm hiểu tiêu chất lượng sản phẩm .29 6.1 Chỉ tiêu cảm quan .29 6.2 Chỉ tiêu chất lượng 29 6.3 Chỉ tiêu hóa lý 30 6.4 Chỉ tiêu chất lượng vi sinh 33 6.5 Hàm lượng kim loại nặng 34 6.6 Phụ gia thực phẩm 34 6.7 Bảo quản sản phẩm 37 Tìm hiểu quy trình sản xuất kem iv Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA NỘI DUNG Tổng quan 1.1 Tổng quan sản phẩm Kem loại thực phẩm phổ biến không niềm đam mê trẻ nhỏ mà nhiều người nhiều độ tuổi khác yêu thích Trong thời kỳ đế quốc Ba Tư, người ta biết đổ nước ép nho đậm đặc lên bát chứa đầy tuyết để dùng Đây loại thực phẩm thường sử dụng ngày nắng nóng Tuyết từ mùa đơng lưu trữ buồng ngầm gọi "yakhchai" sau mang sử dụng dần mùa đơng kết thúc Ngoài mùa hè, người dân khai thác băng tuyết từ dãy núi Ecbatana gần Vào năm 400 trước cơng ngun, người Ba Tư phát minh phương pháp ướp lạnh đặc biệt nhằm giữ lạnh cho nước hoa hồng bún miến để cung cấp cho hoàng gia vào mùa hè Băng tuyết trộn với nghệ tây, trái nhiều hương vị khác để tạo thành ăn có dạng kem Cho đến nay, người ta chưa tìm thấy người cụ thể có công phát minh kem Theo ghi chép phát lưu trữ đến ngày cho thấy, nguồn gốc kem có từ năm 200 trước Công nguyên, người Trung Quốc cổ đại tạo ăn từ gạo trộn với sữa sau làm lạnh cách đóng gói vùi tuyết Bấy thời Thương trị vị vua Thiên Ất Ông chiêu mộ 90 "người đàn ông băng" để trộn hỗn hợp gồm bột, long não sữa trâu với nước đá Người Trung Quốc ghi nhận chế tạo máy làm kem Họ dùng chậu chứa đầy hỗn hợp si rơ, sau đóng gói chậu lại vùi vào tuyết muối Một số loại thực phẩm có hình thức giống kem chế tạo từ thời Alexander Đại đế, người ưa thích tuyết trộn với mật ong Có ghi chép lại rằng, hồng đế Nero Claudius Caesar từ Rome cho người tới dãy núi để thu thập băng tuyết sau trộn với nước trái tạo nên hỗn hợp tương tự kem trái ngày Đây hình thức kem người Tuy nhiên, kem phù hợp với tầng lớp quý tộc, vua chúa khơng phải có điều kiện gởi người thu thập băng tuyết từ đỉnh núi cao Một tiền thân sớm kem đại Marco Polo mang công thức chế biến từ Trung Quốc Italy Những công thức tương tự loại nước trái ướp đá mà sử dụng ngày Loại thực phẩm Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA giới quý tộc Ý ưa chuộng, số có nữ cơng tước Catherine de Medici (15191589) Do đó, bà kết với vua nước Pháp Henry II vào năm 1533, bà mang tráng miệng đến với nước Pháp Đến năm 1600, vua Charles I nước Anh tỏ u thích "kem" ông cho sử dụng hồng gia Do đó, ơng ban thưởng tiền cho đầu bếp để giữ cơng thức làm kem loại tài liệu tuyệt mật khơng cơng bố rộng rãi bên ngồi Tuy nhiên, câu chuyện Pháp Anh kỷ 19 cơng bố Do đó, nhiều tranh cãi mức độ tin cậy việc Một nơi phục vụ kem cho công chúng châu Âu quán cà phê Procope Pháp vào cuối kỷ 17 Kem chế biến từ sữa, kem, bơ trứng Tuy nhiên, kem phục vụ cho tầng lớp thượng lưu mà chưa thật phổ biến đến tất người Những đề cập kem Mỹ xuất vào năm 1744, thực dân Scotland đến thăm nhà thống đốc Maryland Thomas Bladen Tại đây, ông dùng bữa tối với chủ nhà với tráng miệng kem dâu đen Ơng ghi nhận lại nhật ký vị ngon ăn mà ơng nếm Mãi đến năm 1777, quảng cáo kem xuất tờ New York Gazette, người bán kẹo trở từ London mang tên Phillip Lenzi tuyên bố cửa hàng ơng cung cấp kem ngày cho tất người Lenzi trở từ London với công thức nấu kẹo từ mứt thạch Ngồi ra, ơng cịn mang nhiều cơng thức bánh khác cao cấp kem Kem sản xuất cách tạo nên hỗn hợp kem, đường sau sử dụng muối nước đá để làm lạnh nên có giá thành rẻ Những vị tổng thống Mỹ tỏ thích thú ăn có tên kem Tổng thống George Washington mua tổng cộng khoảng 200 đô la kem (tương đương với 3000 đô la nay) vào mùa hè năm 1790 để sở hũu thùng thiếc chứa kem Một vị tổng thống Mỹ khác Thomas Jefferson sáng tạo nên cơng thức làm kem vani cho riêng vợ ơng đóng góp kem dâu đen Mãi đến năm 1800, kem ăn dành cho dịp đặc biệt chưa có tủ lạnh để giữ kem dài ngày Người ta sử dụng phương pháp làm lạnh cách lấy băng từ hồ nước lưu trữ thùng chứa gạch phủ rơm xung quanh để giữ nhiệt Kem vào thời điểm sản xuất cách cho hỗn hợp làm kem vào lọ, đóng kín miệng cho vào thùng nước đá trộn với muối Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Vào năm 1843, phương pháp thay thùng có tay quay Nancy Johnson sáng chế Hỗn hợp làm kem cho vào hộp ngăn cách với nước đá muối xung quanh Sau tay khuấy đặt vào hỗn hợp để khuấy lên tạo thành kem mịn so với phương pháp trước Dù vậy, kem chưa thức thương mại hóa sản xuất với quy mô lớn Jacob Fussell xây dựng nhà máy sản xuất kem Pennsylvania vào năm 1851 Trước đó, Fussell thương lái mua sản phẩm sữa từ nông dân Pennsylvania bán chúng Baltimore Ông nhận thấy nhu cầu tiêu dùng sữa thường biến động khơng ổn định dẫn đến có lúc ơng bị ứ đọng nhiều sản phẩm Do đó, ơng có ý tưởng sản xuất kem nhằm đa dạng hóa sản phẩm mà bn bán Bên cạnh đó, sản xuất hàng loạt phí kem cắt giảm đáng kể, từ khiến kem phổ biến với nhiều tầng lớp Dù vậy, thời điểm chưa có xuất tủ lạnh Cho đến năm 1870, phát triển kem nhận bước tiến lớn nhờ vào việc Carl von Linde, nhà phát minh người Đức phát triển thành công công nghiệp điện lạnh Song song với phát triển tủ lạnh, đời công nghệ tiên tiến công nghệ nước, mô tơ điện đặc biệt phổ biến hệ thống điện đóng góp phần khơng nhỏ cho phép việc sản xuất, vận chuyển lưu trữ kem thuận lợi Chính thành cách mạng công nghiệp tạo tiền đề cho phát triển mạnh mẽ kem ngày Cho tới cuối năm 1800, với phổ biến rộng rãi kem, công thức làm kem tinh vi bắt đầu hình thành Năm 1874 chứng kiến hình thành kem soda Tuy nhiên, tên gọi loại kem có điểm thú vị Ban đầu, người nghĩ kem soda đặt tên "sunday" Sau đó, lãnh đạo tôn giáo "đạo luật xanh" nhằm cấm sử dụng tên gọi có phát âm giống với "Sunday" nghĩa ngày Chúa nhật, hay tơn giáo gọi ngày Sa bát Do đó, người ta chọn từ "Sundae" để loại kem có trộn với mứt Vào năm 1888, nữ đầu bếp Marshall xuất sách dạy nấu ăn mang tên bà Trong bà đề cập tới dạng kem là: kem ốc quế Tuy nhiên, cách thực hành chế biến kem đến năm 1904 thức phổ biến rộng rãi xuất hội chợ tiêu dùng giới Kể từ đây, loại kem với viên kem đặt lên miếng bánh hình nón bắt đầu phổ biến rộng rãi đến tất người Vào năm 1930, kem bắt đầu bán rộng rãi cửa hàng bách hóa Sau đó, kem trở thành ăn cho có lợi cho tinh thần binh lính Mỹ chiến tranh giới thứ Cũng thời kỳ chiến tranh này, lực lượng vũ trang Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hoa Kỳ trở thành nhà sản xuất kem lớn nước Mỹ nhằm cung cấp đủ số lượng kem cho binh lính Ngày nay, người ta ước tính có 1,6 tỷ gallon kem sản phẩm tương tự sản xuất tính riêng Mỹ, Thêm vào đó, trung bình người Mỹ ăn khoảng gallons kem năm Một điểm thú vị khác quán cà phê Procope, nơi phục vụ kem châu Âu hoạt động ngày trở thành nhà hàng hoạt động lâu đời Paris Hiện theo thống kê, loại kem ưa chuộng chocolate vani Tại Merida, Venezuela có tới 860 hương vị kem sản xuất bao gồm vị nấm, vị rượu, vị mì ống, phó mát kem cua 1.2 Tổng quan nguyên liệu 1.2.1 Sữa sản phẩm từ sữa Sữa nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, bao gồm protein, cabonhydrat, chất béo chất khoáng Sữa đáp ứng nhu cầu thể acid amin không thay Acid béo khơng no, khống chất (đặc biệt canxi phốt pho) vitamin Sữa bổ dưỡng mà cịn có tác dụng giải độc Trong thực phẩm tự nhiên người, khơng có sản phẩm mà chất cần thiết cho thể lại phối hợp cách hiệu sữa Thành phần dinh dưỡng sữa bò: Nước: 87% Chất khô: 13% 3,9% chất béo 4,9% đường lactose 3,5% chất đạm 0,7% khoáng chất vitamin Hàm lượng vitamin sữa khơng nhiều có đủ vitamin cần thiết tồn phát triển thể Các viatmin sữa chia làm nhóm: vitamin tan nước (B1, B2, B3, B5, B6, C…) vitamin tan chất béo (A, D, E) Trong sữa có khoảng 40 loại khống chất, quan trọng Na, Ca, Mg, K, P,… ngồi cịn chứa khoáng vi lượng: Zn, Fe, I, Cu, Mo,…Các nguyên tố khoáng chiếm hàm lượng cao sữa Ca, P, Mg Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Đối với kem sữa tạo nên giá trị dinh dưỡng hương vị cho kem Sữa dùng cho sản xuất kem sữa tươi, sữa bột nguyên kem, sữa bột gầy, chất béo từ sữa cream, bơ hay chất béo khan,… Yêu cầu quan trọng nguyên liệu sữa làm kem phải có hàm lượng béo cao, lượng chất béo sữa yếu tố giúp tạo nên cấu trúc đặc trưng sản phẩm 1.2.2 Đường Vai trò: Đường giúp tạo vị ngọt, hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, tăng giá trị dinh dưỡng góp phần tạo cấu trúc sản phẩm Ngồi đường lactose có sẳn sữa, người ta thường sử dụng đường saccharose, đường nghịch đảo syrup giàu fructose Có thể sử dụng chất tạo nghèo lượng sorbitol, aspartam, polydextrose,… để sản xuất kem phục vụ cho người bị tiểu đường hay béo phì 1.2.3 Lịng đỏ trứng gà Vai trò: Lòng đỏ trứng gà cung cấp nhiều lipit, chất béo, tăng giá trị cảm quan, tạo vị béo cho kem Thành phần dinh dưỡng: Lòng đỏ nơi tập trung chủ yếu chất dinh dưỡng, có 14% đạm, 30% béo gần 2% chất khống Đạm lịng đỏ trứng có acid amin tốt toàn diện Trứng nguồn cung cấp vitamin chất khoáng tốt Sắt, kẽm, đồng, mangan, iod tập trung hầu hết lòng đỏ Lịng đỏ trứng có vitamin tan nước (B1, B6) vitamin tan dầu (vitamin A, D, K) Trong lòng đỏ chứa chất Biotin (vitamin B8), tham gia vào chu trình sản xuất lượng để đáp ứng nhu cầu thể Trứng có nguồn chất béo quý, Lecithin Nhiều nghiên cứu cho thấy Lecithin có tác dụng điều hịa lượng cholesterol, ngăn ngừa tích lũy cholesterol, thúc đẩy q trình phân tách chất xuất thành phần thu khỏi thể 1.2.4 Chất nhũ hóa Vai trị: Chất nhũ hóa có khả liên kết hạt cầu béo, điều định đến khả giữ nước kem Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Trong sản xuất kem sử dụng chất nhũ hóa thơng dụng lịng đỏ trứng gà, monoglyceride, diglyceride, ester sorbitol hay phân tử đường, este glyxerin hay este sorbitol … 1.2.5 Chất ổn định Vai trò: Các chất ổn định tạo mạng lưới không gian để hạn chế chuyển động tự phân tử nước Nhờ đó, q trình lạnh đơng hỗn hợp ngun liệu để sản xuất kem tinh thể đá xuất với kích thước nhỏ giúp khối kem trở nên đồng Chất ổn định dùng cho sản xuất kem thường có chất protein gelatin, casein, albumin, globulin… hay carbohydrate agar-agar, gum arabic, CMC… 1.2.6 Chất tạo hương Vai trị: Chất tạo hương góp phần tạo đa dạng, tăng giá trị cảm quan, số chất tạo hương giúp tăng giá trị dinh dưỡng cho kem thành phẩm Các loại hương liệu thường sử dụng vanila, mùi cam, thơm, sầu riêng, dâu, chocolate, cà phê,… thường trích ly từ thực vật phương pháp hóa học Ngồi ra, sản xuất kem người ta bổ sung thịt cắt nhỏ, loại hạt (hồ đào, hạnh nhân, đậu phộng, điều,…), bột cacao, dịch chocolate… 1.2.7 Chất màu Vai trò: Màu sắc tạo lôi cuốn, hấp dẫn cho kem từ nhìn Các nhóm sản phẩm cần tạo màu sắc thường sản phẩm kem có hương vị trái cây, cần tạo màu phù hợp với hương vị trái sử dụng Có thể sử dụng chất màu tự nhiên hay tổng hợp, việc sử dụng chất màu phải quy định vè sử dụng chất phụ gia quốc gia 1.2.8 Các nguyên liệu khác Nước khơng khí: nước có tác dụng hình thành tinh thể đá giúp tạo độ cứng cần thiết tạo cảm giác mát lạnh sử dụng sản phẩm Khơng khí giúp cho sản phẩm có độ mềm, xốp Acid: việc bổ sung acid hữu acid citric, acid tartrac …ngồi việc tạo độ chua thích hợp cho kem, cịn có tác dụng ức chế hoạt động số vi sinh vật sản phẩm Phụ gia chống vi sinh vật: thường sử dụng natri benzoat, nhiên nhiều nước giới không cho sử dụng phụ gia Tìm hiểu quy trình sản xuất kem Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hình 12: Thiết bị trùng: Tetra Therm Lacta 10 Tetra Pak 5.5 Thiết bị ủ chín:  Các thơng số thiết bị Dung tích bồn 2000 l Vật liệu chế tạo Thép không gỉ AISI316 Công suất motor khuấy kW Điện áp 220 – 400 V, tần số: 50 Hz Kích thước Cao 2000 mm, đường kính 1000 mm Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 25 Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hình 13: Thiết bị ủ chín 5.6 Thiết bị lạnh đơng sơ Thiết bị lạnh đông sơ Hoyer Frigus KF 3000 C/F Tetra Pak  Các thông số thiết bị Công suất thiết bị 3000 l/h Vật liệu chế tạo Thép không gỉ Công suất motor kW Cơng suất máy nén 15 Kw Kích thước thiết bị 3000 x 1500 x 2850 mm Khối lượng thiết bị 1000 kg Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 26 Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hình 14: Thiết bị lạnh đông sơ bộ: Hoyer Frigus KF 3000 C/F Tetra Pak 5.7 Thiết bị sản xuất kem que: Thiệt bị sản xuất kem que Hoyer Rollo 23 Tetra Pak  Các thông số thiết bị Năng suất thiết bị 12000 sp/h Tác nhân làm lạnh R404A, NH3 Nhiệt độ bồn tác nhân lạnh -450C Công suất thiết bị 20 kW Các phận bao gói Tự động Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 27 Tieu luan CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hình 15: Thiết bị sản xuất kem que: Hoyer Rollo 23 Tetra Pak 5.8 Thiết bị sản xuất kem hộp: Thiết bị sản xuất kem hộp Hoyer Comet Tetra Pak  Các thông số thiết bị Năng suất thiết bị 2500 l/h Tốc độ rót phễu (4 phễu) 625 l/h Năng suất sản phẩm Kem hộp 450 ml: 5556 hộp/h Kem hộp 1000 ml: 2500 hộp/h Kem hộp 2000 ml: 1250 hộp/h Công suất thiết bị 10 kW Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 28 Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hồi VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Hình 16: Thiết bị sản xuất kem hộp: Hoyer Comet Tetra Pak Tìm hiểu tiêu chất lượng sản phẩm 6.1 Chỉ tiêu cảm quan Tên tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu trắng sữa màu đặc trưng phụ liệu bổ sung Mùi, vị Đặc trưng cho loại sản phẩm, khơng có mùi, vị lạ Trạng thái Đông lạnh, không chảy rữa 6.2 Chỉ tiêu chất lượng Thành phần Nhóm MSNF Protein Sữa Chất béo Khác sữa Sữa Khác sữa Trái Loại Loại có Loại có Các loại thường vị acid hương hạt Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 29 Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Bắt buộc có Khơng Khơng (có thể từ sữa bắt bắt từ nguồn buộc có buộc có khác) > 6% Bắt Khơng Khơng > 2,5% buộc có có có Bắt Khơng Khơng > 5% buộc có có có > 15% > 10% > 10% > 5% > 25% > 15% > 15% > 7% 6.3 Chỉ tiêu hóa lý Tìm hiểu quy trình sản xuất kem 30 Tieu luan CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ThS Lê Văn Nhất Hoài VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Nhóm sản phẩm Nhóm nhỏ Chất béo, protein yêu cầu khác Tên tiêu 2 28 26 Hàm lượng chất béo, % 2,5