Quy trình và thiết bị sản xuất kem

Trang 1

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

MUC LUC

LTONG QUAT VỀ KEM -. -~ -~ -~-= -=-=-====z=====z===cz=z==mzcz==m=meme= 2

“> Gidi thiéu chung - 2 s*' Nguyên liéu -02-2 2 - 2

IL QUY TRINH SAN XUAT - 5

s Giải thích quy trình công nghệ 6

1 Chuẩn bị nguyên liệu 6

2 Phối trOn -2 - naan enna eee een 6 3 Đồng hoá -~-~~~~~n~========~==~=r=r=r=rrrrrrrrrrrr==r=rrrrrrer 7 4 Thanh trùng - 9 5 U chin - 9 6 Lạnh đông sơ bộ -~~=~===============================r====r=r===== 10 II GIỚI THIỆU THIẾTT B] -. -~ -~-==-===-=============z====z======= 8 1 Thiết bị lanh déng - 8 2 Thiét bi tao hinh, lam cttng - 16 3 Thiét bi tao vé 40 chocolate - 28

IV.SAN PHAM -ensonensnssnesssnenesnenessonenesnenecsnenennensnssnenssnssnesnenenceneneon

V.TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 2

I TONG QUAN VE KEM

GIGI THIEU CHUNG

Ngày nay, kem là một sản phẩm được tiêu thụ rộng rãi ở mọi quốc gia, và thu hút người tiêu dùng ở mọi lứa tuổi khác nhau, nhưng ít người biết rằng kem có một lịch sử khá lâu đời Kem ăn xuất hiện ở thế kỷ thứ 4 trước công nguyên, ở các quốc gia như La

Mã, Trung Hoa phục vụ cho vua chúa bằng cách lấy đá lạnh trên các đỉnh núi cao về trộn với các loại trái cây hoặc sữa tạo thành món “kem”

Theo truyền thuyết thì Marco Polo đã mang bí quyết chế biến kem từ Trung Quốc về Mỹ, sau này người Mỹ đã biến việc sản xuất kem thành một nên công nghệ chế

biến phát triển mạnh mẽ Năm 1946, bà Nancy Johnson người New York đã phát minh ra một loại tủ lạnh chuyên dùng để chứa kem, máy làm kem ngày nay được mang tên “Johnson Patent Ice-Cream Freezer”

Năm 1962, công nghệ làm kem thương mại lần dầu tiên được cấp bằng sáng chế Cùng với thời gian, ngành sản xuất kem phát triển mạnh mẽ cho ra đời nhiều dòng sản phẩm: kem hộp, kem ly, kem chocolate, kem trái cây, kem vani, kem corneto kem trổ thành món ăn tráng miệng ưa thích của cả trẻ em lẫn người lớn

Theo thống kê của Hiệp hội kem ăn thế giới, loại kem phổ biến nhất là kem vani- 29%, kế đến là kem chocolate-8.9%, kem hạt đẻ và kem đâu-5.3%, kem tổng hợp- 4.2%, kem bọc chocolate-3.9%, kem vanola kiểu Pháp-3.8%

Theo số liệu của Hiệp hội các nhà sẳn xuất sữa và các sắn phẩm từ sữa, Mỹ là quốc gia sản xuất kem ăn lớn nhất thế giơi với 61.3 triệu hectolit/năm, kế đến là Trung Quốc 23.6 triệu hectolit/năm Tuy nhiên, New Zealand lại là nước tiêu thụ kem mạnh mẽ nhất thế giới với 26.3 triệu hecioli/năm, kế đến là Mỹ 22.5 triệu hecfoli/năm Trung bình, một người New Zealand sử đụng 26.3 lit kem/năm, trong khi đó mức tiêu thụ kem của người Trung Quốc là 1.8lit/năm Mức tiêu thụ kem trung bình của người Việt Nam là 0.3 li/năm

4 NGUYÊN LIỆU TRONG SẲN XUẤT KEM

1) Sữa và các sản phẩm từ sữa:

Tạo nên giá trị dinh đưỡng và hương vị cho kem Sữa dùng cho sản xuất kem có thể là sữa tươi, sữa bột nguyên cream, sữa bột gầy, chất béo từ sữa như cream, bơ, hay chất

béo khan Yêu cầu quan trọng dối với sữa làm kem là phải có hàm lượng chất béo cao, lượng chất béo trong sữa là yếu tố giúp tạo nên cấu trúc đặc trưng của sản phẩm

2) Đường:

Đường giúp tạo vị ngọt, hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, tăng giá trị dinh dưỡng và góp phần tạo cấu trúc sản phẩm Ngoài đường lactose có sẵn trong sữa, thường sử đụng dường saccharose, đường nghịch dao va syrup giau fructose

G Mỹ và Châu Âu còn sử đụng chất ngọt nghèo giá trị đỉnh dưỡng như sorbiiol, aspartam, polydextrose để sản xuất kem phục vụ cho người bị tiểu đường hay béo phì

Trang 3

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man 3) Chat béo:

Chất béo là thành phan chủ yếu tham gia vào cấu trúc của kem, có thể sử dụng dầu thực vật như dầu nành, dầu cải, dầu dừa hay dầu hướng dương kết hợp với chất béo của sữa để sản xuất kem Hàm lượng đầu thực vật có thể chiếm 6-10% khối lượng kem

thành phẩm

4) Chất nhũ hóa:

Chất nhũ hóa có vai trò tăng khả năng liên kết giữa các hạt cầu béo, diều này quyết

dịnh lớn dến khả năng giữ nước của kem Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất nhũ hóa thông dụng như lòng đỏ trứng nhưng giá thành thường khá cao, ngòai ra có các loại chất nhũ hóa khác rẻ tiền hơn như mono hay diglyceride, các ester của sorbitol hay của các phân tử đường

5) Chất ổn định:

Các chất ổn định tạo ra mạng lưới không gian để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử nước, nhờ đó trong quá trình lạnh đông hỗn hợp nguyên liệu để sản xuất kem, các tỉnh thể đá xuất hiện sẽ có kích thước nhỏ, kem trở nên đông nhất

Chất ổn định dùng cho sản xuất kem thường có bản chất protein như gelatin,

casein, albumin, globuline hay carbohydrate như agar-agar, gum arabic, CMC (carboxymethylcellulose)

6) Chất tạo hương:

Hương liệu cùng với sự tạo hình kem tạo ra sự đa dạng cho sản phẩm kem Các loại hương liệu thường sử dụng như vanilla, mùi cam, mùi sầu riêng, dâu, chocolate, mùi cà phê Chúng được trích ly từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học Ngoài ra, trong sắn xuất kem, người ta cũng có thể bổ sung thịt quả cắt nhỏ, các loại hạt (hỗ đào, hạnh nhân, phỉ, hạch, hồ trăn, đậu phộng, diéu ), bột cacao,

dịch chocolate Những nguyên liệu trên ngoài mục đích tạo hương còn giúp tăng giá trị đỉnh đưỡng cho kem thành phẩm

7) Chất màu:

Màu sắc tạo sự lôi cuốn hấp dẫn cho kem từ cái nhìn đầu tiên Các nhóm sản phẩm cần tạo màu là các sản phẩm kem có hương vị trái cây Kem có hương vị trái cây nào thì cần có màu của loại trái cây ấy, ví dụ như kem nho cần có màu nâu đỏ, kem sầu riêng có màu vàng Nhóm chất màu tự nhiên có dộ bền màu kém hơn so với chất màu tổng hợp trong diễu kiện sản xuất công nghiệp Việc sử dụng chất màu tuân theo quy

định sử đụng phụ gia ở mỗi quốc gia 8) Nguyên liệu khác:

" Nước và không khí: Nước có tác dụng tạo tinh thể dá, tạo dộ cứng cần thiết và tạo cảm giác mát lạnh khi sử dụng sản phẩm Không khí giúp cho sản phẩm có độ mềm, xốp

Trang 4

IL QUY

Lớp HC04TP

Acid: việc bổ sung acid hữu cơ như acid citric, acid tartric ngoài việc tạo độ chua thích hợp cho kem, còn có tác dụng ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật có trong sản phẩm

Phụ gia chống vỉ sinh vật: thường sử dụng natri benzoat, tuy nhiên nhiều nước trên thế giới không cho phép sử dụng phụ gia này

Tinh bột: trong công thức kem của nhiều nước trên thế giới thường không sử dụng, nhưng các nhà sản xuất kem của Việt Nam thường sử dung tinh

bột bình thường hay tỉnh bột biến tính nhằm mục đích gia tăng độ kết dính của khối kem

TRÌNH CƠNG NGHỆ

Trang 5

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man Nguyên liệu chính:

Sữa, cream, bột sữa

gây, syrup đường Nguyên liệu phụ: chất tạo nhũ, chất ổn đỉnh màu mùi Chuẩnbị |#| Phốinộn |“| Chuẩnbi Đồng hóa Thanh trùng Ủ chín Lạnh đông sơ bộ \ Y Rất hộp]

Lạnh đông kết thúc| Lạnh đông trung gian

Trang 6

GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ:

1) Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu được định lượng theo đúng công thức phối trộn cho mỗi loại kem sẵn xuất Nguyên liệu khô được đem cân, nguyên liệu dạng lỏng có thể cân hay đo thể tích để xác định hàm lượng cần sử dụng

Đối với chất béo phải được gia nhiệt lên 35-50°C để dễ phối trộn 2) Phối trộn

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị phối trộn theo một trật tự nhất định, sử dụng quá trình cơ học để làm nguyên liệu được đồng nhất Sử dụng thiết bị phối trộn hình trụ đứng với bộ phận điểu nhiệt và cánh khuấy hoạt động ở tốc độ cao, nhiệt độ phối trộn thường là 50-65°C

Có thể kết hợp lọc và bài khí sau phối trộn nhằm mục đích tăng hiệu quả truyền nhiệt, hỗ trợ quá trình đồng hóa và thanh trùng

Powder tunnel Gary Ingexients ind

-_—- ~-=

Simpte hopper device for incorporating dry ingredients into recirculating liquids

scatter tne aly er Soke knife Diade igitaler poo pee — outlet tne

tou wh chopped ano

electric ngediens atced

motor

Trang 7

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

Hình 1: Hệ thống bổn phối trộn của Tetra Pak

3) Đông hóa

Trong sản xuất kem, hỗn hợp nguyên liệu thường có chứa hàm lượng chất béo cao,

do vậy phải sử dụng quá trình đồng hóa nhằm làm giảm kích thước các hạt béo và phân

bố dều chúng trong hỗn hợp

Ta sử dụng thiết bị đông hóa hai cấp, áp suất dao dộng trong khoảng 140-250bar Hỗn hợp được gia nhiệt lên 65-75°C trước khi vào thiết bị đông hóa

Giai đoạn đồng hóa đâu tiên thường sử dụng 2/3 đến 3/4 áp lực tổng, kích thước hạt phân tán sau đồng hóa là 10-12 microns

Tác động của áp suất đến quá trình:

Hình 2: Tác nhân áp suất ảnh hưởng đến các hạt cầu béo trong hệ nhũ tương

A) Mẫu tham khảo, 141-35 kg/cm”;

B) Không đồng hoá; C) 281-35 kg/em 2 ; D) 35 kg/cm 2 x800

Trang 8

bổng hóa áp suất cao Đồng hóa áp suất thấp Kích thước Tính chất, cầm quan Chất tạo nhũ Sự tan chảy Chi phí năng lượng Áp suất Khối kem sau pha trộn Đối tượng sản phẩm Chỉ phí thiết bị Chi phí vận hành Kích thước của các hạt cầu béo phân tán nhỏ đến mức tối đa (0.1-0.3 im) Giúp ổn định bọt khí và tạo sự trơn bóng bể mặt kem

Sự phân bố pha phân

tán trở nên đông đều, cấu trúc ổn định Giảm độ nhớt Tránh hiện tượng kết tinh da Cần chất tạo nhũ nhiều hơn Không tác động đến sự tan chảy nhưng làm mat mat | lượng nhỏ chất béo

'Tiêu tốn năng lượng nhiều

Ap suat cao tiv 4000-30000

psi, tùy lượng béo trong khối trộn

Đặc biệt đối với khối ít béo (pha phân tán ít muốn tạo

sự đồng nhất hơn nữa thì bắt

buộc phải sử dụng phương

pháp này

Ung dung cho déng san

phẩm cao cấp, đòi hỏi chất lượng cẩm quan sâu sắc

Cao, đòi hỏi độ kết cấu

vững chắc của thiết bị

Cao

Kích thước hạt cầu béo lớn hơn, tùy theo yêu cầu sản phẩm Bể mặt kem không ổn định Sự phân bố không đồng đều Yêu cầu chất tạo nhũ không cao

Làm chậm sy tan chay kem

Tiết kiệm 1 phần năng

lượng

Áp suất thấp từ 500-2500

psi

Đối với khối có hàm lượng

Trang 9

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

4) Thanh tring

Hỗn hợp nguyên liệu cần được thanh trùng để tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật va enzyme, chế độ thanh trùng thường được chọn là 83-85°C trong 15 giây, hoặc thanh trùng ở 63°C trong 30 phút

Trong thực tế sản xuất 2 quá trình thanh trùng và đồng hóa thường được tiến hành xen kẽ Đầu tiên hỗn hợp nguyên liệu được dẫn vào thiết bị trao dổi nhiệt để hiệu chỉnh nhiệt độ, sau đó được đẫn vào thiết bị đồng hóa, rồi lại được quay trở lại thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội

Hình 2: Thiết bị thanh trùng HTST

5) Ú chín

Nguyên liệu sau khi thanh trùng và đông hóa được làm lạnh về 2-4°C, sau dé dem đi ủ chín Mục đích của quá trình này là làm cho hỗn hợp nguyên liệu đạt được một số tính chất hóa lý cần thiết, chuẩn bị cho quá trình lạnh đông tiếp theo: các chất protein sẽ được hydrate hóa hoàn toàn, một phần chất béo kết tinh, một số phân tử protein sẽ hấp phụ lên bể mặt tiếp xúc pha giữa các hạt cầu béo và pha liên tục Kết quả làm cho kem thu được sau quá trình lạnh dông sẽ có cấu trúc mịn và đồng nhất

Quá trình ủ chín được thực hiện trong thiết bị vỏ áo trong 4-24 giờ, ở nhiệt độ 2- 4°C Lớp vỏ áo bên ngoài có tác dụng làm lạnh và cách nhiệt, hạn chế sự tốn thất năng lượng, bên trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên tục, khuấy chậm và dều dặn

Trang 10

Hình 3: Thiết bị ủ chín 6) Lạnh đông sơ bộ

Quá trình này có hai mục đích quan trọng:

Thổi một lượng không khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm tăng thể tích của chúng

Lạnh đông một phần nước trong hỗn hợp để tạo các tính thể đá với kích thước thật

nhỏ và đồng nhất, đồng thời phân bố đều các tinh thé đá này trong hỗn hợp

Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm mà lượng không khí thổi vào hỗn hợp là khác nhau Thông thường, thể tích hỗn hợp sau khi nạp không khí tăng từ 80-100% Các bọt khí thật mịn xuất hiện trong kem sẽ tạo nên cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Không khí được sử đụng trong sản xuất kem cần được xử lý bởi hệ thống lọc nhằm loại các tạp chất như bụi và vi sinh vật nhằm đảm bảo chất lượng của kem thành phẩm

Trong giai đoạn lạnh đông sơ bộ có khoảng 30-70% lượng nước kết tỉnh, tuỳ theo

phương pháp tạo hình kem mà người ta sẽ hiệu chỉnh tỷ lệ nước kết tinh ở giai đoạn này cho phù hợp

Sau quá trình lạnh đông sơ bộ ta thu được kem bán thành phẩm với cấu trúc rất mềm và xốp Tiếp theo tuỳ theo từng quá trình tạo hình sẽ thực hiện theo các phương pháp khác nhau, sẽ được trình bày chí tiết ở phần giới thiệu thiết bị sẵn xuất

WW GIỚI THIỆU THIẾT BỊSẢN XUẤT

1) Thiết bị làm lạnh

Lạnh đông là hạ nhiệt độ của sản phẩm xuống dưới nhiệt độ kết tinh của nước trong sản phẩm đó Có 3 phương pháp làm lạnh đông chính là:

+ Lạnh đông bằng thiết bị hoạt động theo chu trình lạnh

+ Lạnh đông bằng cách tiếp xúc với chất tải lạnh bằng kim loại

+ Lạnh đông bằng cách nhúng trong khí nén lổng

Trang 11

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man Trong công nghệ làm kem thì thiết bị hoạt động theo chu trình lạnh được sử dụng

phổ biến, Thiết bị này hoạt động theo chu trình lạnh gồm 4 giai đoạn:

+Giai đoạn 1: Tác nhân lạnh được máy nén khí nén dưới áp suất cao để hóa lỏng

+Giai đoạn 2: Tác nhân lạnh lỏng được cho qua thiết bị ngưng tụ để toả ẩn nhiệt (ngưng tụ) ra môi trường bên ngoài (dàn nóng)

+Giai đoạn 3: Tác nhân lạnh lỏng sau khi đi qua thiết bị ngưng tụ được cho vào van tiết lưu Khi đi qua van tiết lưu, tác nhân lạnh lỏng bị giảm áp suất đột ngột, bốc hơi

+Giai đoạn 4: Tác nhân lạnh bốc hơi trong thiết bị bốc hơi Vì quá trình này thu nhiệt nên môi trường xung quanh thiết bị bốc hơi bị mất nhiệt lượng, giảm nhiệt độ xuống

Trong phương pháp lạnh đông bằng thiết bị hoạt động theo chu trình lạnh ta có 2

phương pháp lạnh đông kem thường được sử dụng là:

% Lạnh đông gián đoạn: lạnh đông từng lượng hỗn hợp phối trộn tại một thời điểm, liên tục tháo hỗn hợp kem ra Thiết bị lạnh đông gián đoạn thì ít phức tạp hơn so với thiết bị lạnh đông liên tục Trong mỗi mẻ thực hiện quá trình lạnh đông thì

sản phẩm được đo lường, bổ sung màu, mùi và lạnh đông riêng biệt từng phân Kiểu

lạnh đông này được chọn sử dụng khi sẩn xuất kem ở quy mô nhỏ hoặc thử nghiệm sản xuất sản phẩm trong phòng thí nghiệm Lạnh đông gián đoạn thì ít tốn kém chỉ phí lắp đặt hơn lạnh đông liên tục và nó cho phép tạo ra những sản phẩm kem có mùi đặc biệt

với thể tích nhỏ, quá trình đóng gói được thực hiện thủ công Lạnh đông gián đoạn thông thường được thực hiện trong thiết bị hình trụ nằm ngang có sức chứa nguyên liệu từ 15-40 lit Nhiệt độ của môi chất làm lạnh thường được hạ xuống -23°C+z-29°C để hình thành những tỉnh thể đá nhỏ, tuy nhiên các tỉnh thể đá tạo ra trong sản phẩm khi

thực hiện quá trình lạnh đông gián đoạn vẫn lớn hơn so với phương pháp lạnh đông liên

tục

Lạnh đông gián đoạn thường được sử đụng cho mẻ kem có thể tích 2-40L, mỗi mẻ mất 15-20 phút để thực hiện quá trình lạnh đông

Trang 12

Hinh 4: Thiét bi lanh đông sơ bộ hoạt động gián đoạn

* Lạnh đông liên tục là phương pháp được phát triển gần đây, phương pháp

này có thể đạt được năng suất lên đến 150-30001⁄h Phương pháp này được áp dung cho sản xuất quy mô lớn Phương thức vận hành: hỗn hợp kem được bơm liên tục vào thiết bị lạnh đông hình tru, khí sẽ được cung cấp bởi máy nén Nhiệt độ trung bình của kem khi lạnh đông liên tục là khoảng -5°C khi nhiệt độ tác nhân lạnh của dàn bay hơi ống xoắn -30°C, tại nhiệt độ này thì 40% tổng lượng nước trong kem bị đóng băng

Thiết bị lạnh đông liên tục Hoyer của tập đoàn Tetra Pak có dung tích hoạt động là 101⁄h-40001/h

% Thiết bị lạnh đông Hoyer KF

1) Thiết bị Hoyer KF được cung cấp cho những nha may san xuất kem trên quy mô lớn, được tự động hóa và sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao Thiết bị Hoyer KE thì hoàn toàn khác các thiết bị lạnh đông khác ở các yếu tố cơ bản như: toàn bộ thiết bị được làm bằng thép không rỉ, có gương quan sát để biết được quá trình lạnh

đông kết thúc, thép không rỉ chịu được sự va chạm và có thể dừng quá trình lạnh đông

một cách dễ dàng

Mỗi loại model của thiết bị này đều có hệ thống điểu khiển, vận hành khác nhau N-model được điều khiển bằng cách nhấn các nút điều khiển chính như: moio,

lạnh đông và bơm Overrun control đạt được bằng cách thường xuyên duy trì áp lực không khí

XC-model là một thiết bị lạnh đông hoạt động được điểu khiển hoàn toàn tự

động Ưu điểm của thiết bị này là: dễ dàng vận hành thiết bị, có màn hình vi tính thể

hiện đề thị và các thông tin như: nhiệt độ và lưu lượng phối trộn, nhiệt độ của kem, lưu

Trang 13

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

2) Thiết bị lạnh đông Hoyer Figus (gồm các model từ 200-600): là thiết bị hình trụ được làm lạnh theo chiều dọc, bể mặt được mạ Cr Một bom piston dùng để đo lượng hỗn hợp kem và lượng khí vào Hoyer Frigu: 600 Model Năng suất (I/h) Hoyer Figus 200 90-220 Hoyer Figus 300 180-300 Hoyer Figus 400 170-450 Hoyer Figus 600 150-600 Hoyer Figus 1200 106-317

Trong sản xuất kem người ta sử dụng thiết bị lạnh đông có ống chảy (continous ice cream barral freezer) Day 14 thiét bị lạnh đông làm việc liên tục Cấu tạo của thiết

bị lạnh dùng trong sẵn xuất kem như sau:

Trang 14

& Ong làm lạnh May nén (compiesson}

Hình 5 : Mô hình cấu tạo của thiết bị lạnh đông sơ bộ

Nguyên lý hoạt động của nó giống như máy lạnh công nghiệp, tuy nhiên cấu tạo của nó khác với máy lạnh công nghiệp Điểm khác nhau chính là cơ cấu làm lạnh đạng ống barrel freezer có cấu trúc như sau The Continuous ice Cream `“ Freezer Vỏ thép Lớp cách nhiệt Lúp tài lạnh Khe thoat cho kem Đao cạo Que khuấy

Hình 6: Cấu trúc barrel freezer của máy lạnh đông sơ bộ

Đây là một ống dài có nhiều lớp Trong đó có lớp cách nhiệt, lớp tải lạnh và phần lõi chứa hỗn hợp nguyên liệu Trong phần lõi này có cánh khuấy Ở đâu ra cầu ống còn có thêm dao cạo và các khe để đẩy kem ra ngoài Thiết bị này làm việc ở chế độ liên tục, thời gian để nguyên liệu chảy suốt đường ống khoảng 15-20 phút Ống có thể đóng băng khoảng 50-70% nước trong nguyên liệu Hỗn hợp nguyên liệu khi đi vào ống vừa được lạnh đông, vừa được khuấy trộn kĩ Điều này làm cho các tỉnh thể đá rất

nhỏ, tạo nên độ xốp cho sản phẩm Mặt khác, do nước trong sản phẩm chưa đóng băng

hết nên nguyên liệu ra khỏi thiết bị vẫn còn độ sệt, độ mềm nhất định Vì vậy, thiết bị này còn được gọi là thiết bị lạnh đông sơ bộ Nguyên liệu ra khỏi thiết bị ở đạng paste,

Trang 15

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man sau đó nguyên liệu được phối trộn với mứt, trái cây miếng, đậu phộng, hạnh nhân và chuyển qua giai đoạn tạo hình

Hình 7: Thiệt bị lạnh đông sơ bộ

Trang 16

- =I

Hinh 9: san pham dang paste sau qua trình lạnh đông sơ bộ 2) Thiết bị làm cứng, tạo hình

Trang 17

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man s* Quá trình làm cứng:

Quá trình làm cứng tạo độ vững chắc cho cấu trúc kem và tạo hình cho sản phẩm Sản phẩm kem sau khi ra khỏi thiết bị lạnh đông sơ bộ có thể được chia thành hai nhóm:

" Nhóm không cần làm cứng tạo hình: bao gồm kem hộp, kem tươi, cung cấp cho các máy bán kem lưu động, kem cung cấp cho nhà hang, nha san xuất thức ăn để bổ sung vào sản phẩm của mình Với nhóm sản phẩm này, kem sau khi làm lạnh đông sơ bộ được rót trực tiếp vào hộp, bình chứa để trong kho lạnh hay vận chuyển trực tiếp đến nơi sử đụng

" Nhóm cần làm cứng tạo hình: nhóm này gồm kem cây, các loại kem có hình dáng, kem sau khi được làm lạnh đông sơ bộ sẽ được đưa vào máy làm cứng tạo hình

Làm cứng thực chất là quá trình kết tinh hoàn toàn nước trong sản phẩm, quá trình này phải được thực hiện nhanh, tạo ra các tinh thé đá rất nhỏ; điều này làm cho kem có cấu trúc cứng chắc nhưng vẫn có độ xốp khi sử dụng

Nguyên liệu sau khi được làm lạnh đông sơ bộ được đưa qua hệ thống làm cứng Hệ thống này có bản chất như một máy lạnh, nhiệt độ giàn lạnh có thể đạt đến -80°C, thời gian lưu của nguyên liệu không quá 2 phút, Môi chất lạnh thường sử dụng là NH¿, Nitơ lỏng hay đá khô CO;¿

Hình : Nguyên lý hoạt động của cơ cấu làm cứng

Nguyên liệu được vận chuyển trong các đường ống, môi chất lạnh hay không khí lạnh được phun trực tiếp vào khoảng không gian giữa các ống Cơ cấu tạo hình thường được tích hợp cùng với cơ cấu làm cứng thành một hệ thiết bị Có thể tạo hình rồi làm cứng hoặc ngược lại

Trang 18

Tao hình trước, làm cứng sau, cơ cấu làm cứng dang bing tải: nguyên liệu sau khi tạo hình được đặt lên băng tải, không khí lạnh được thổi trực tiếp vào hệ thống,

băng tải chuyển động đưa nguyên liệu vào buồng lạnh để làm cứng

Hình 10: Cơ cấu làm cứng dạng băng tải

Tạo hình sau khi làm cứng, sử dụng hệ thống làm cứng dạng ống: nguyên liệu được nạp vào các ống, hệ thống ống này được dặt trong buồng lạnh, không gian giữa

các ống cũng dược thổi không khí lạnh với tốc độ cao Tuy nhiên nguyên liệu không

tiếp xúc trực tiếp với chất tải lạnh, ngày nay người ta sử dụng môi chất lạnh bay hơi trực tiếp ở phân không gian này, điều này giúp giảm tổn thất nhiệt và chỉ phí cho quạt

gió Tuy nhiên cấu tạo của buồng làm cứng dạng này phức tạp hơn, đòi hỏi độ kín

nghiêm ngặt để tránh làm thốt mơi chất lạnh

Trang 19

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

Hình 11:Thiết bị dạng ống tunnel

s Lợi ích của phương pháp làm cứng nhanh:

- Chất lượng tốt hơn — Cấu trúc kem mịn hơn

—_ Ít bị ảnh hưởng khi bao gói bằng bìa cứng trong quá trình cất giữ và

phân phối

- Tinh ổn định kem tốt hơn trong các bao bì có kích thước và hình đáng -_ Chi phí nhân công và vận chuyển thấp hơn

“ Các phương pháp làm cứng thông dụng:

Làm đông lạnh v Nhúng chìm

Khuôn kim loại (đĩa, tấm) v_ Đối lưu không khí

Trang 20

- Quy trình yêu cầu khu vực sx rất tốn kém

—_ Các bộ phận máy móc phải đảm bảo vệ sinh

Hình : Làm cứng bằng phương pháp lạnh đông (cryogenic hardening) b) Làm cứng bằng phương pháp nhúng chìm:

> Uudiém:

Phương pháp tốt nhất để làm sản phẩm dang que Thời gian lưu giữ sản phẩm ngắn nhất

Tốc độ sản xuất nhanh với mức độ tự động hóa cao Chất lượng sản phẩm cao Quá trình truyền nhiệt hiệu quả cao > Nhược điểm Lớp HC04TP Qui trình hệ thống đơn lẻ

'Yêu cầu khu vực sản xuất tốn kém Yêu cầu thiết bị phải đảm bảo vệ sinh Một vài bộ phận thiết bị thải nước thừa nhiều

Sự hao hụt sản phẩm trong quá trình sản xuất tương đối cao

Chi phí cho từng bộ phận sản xuất cao

Trang 21

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thầy Lê Văn Việt Mẫn 5 Hình 12: thiết bị làm cứng bằng phương pháp nhúng chìm c) Làm cứng trong khuôn: > Uudiém

- Sản xuất sản phẩm có dạng hình vuông hay hình chữ nhật

—_ Thời gian lưu giứ sản phẩm ngắn nhất

- Quá trình truyền nhiệt hiệu quả

-_ Yêu cầu khoảng không gian nhỏ với chỉ phí sản xuất ít tốn kém

- Sự tổn thất trong qua trình làm cứng rất ít

> Nhược điểm:

- Khoảng 5% sản phẩm có hình dạng không đồng đều

-_ Tốn chi phí cho những sản phẩm không được làm cứng

- Sản phẩm bị ảnh hưởng khi không được rót đây Yêu cầu nhiệt độ làm đông thấp

Hình 13: thiết bị làm cứng dạng tấm (plate)

Trang 22

d) Làm cứng trong pallet với luông không khí lạnh: > Uu điểm:

— Đơn giản về máy móc so vối các phương pháp đối lưu không khí khác - Bau tu chi phí thấp

- Kich thuéc bao g6i da dang — Chi phí bảo dưỡng máy thấp > Nhược điểm:

- Hiệu quả làm cứng thấp

- Yêu cầu theo dõi nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng sản phẩm — Chi phí nhân công cao - Sự hao hụt sản phẩm cao a a L | H l\ a | iA \ i

Hình 14 : Thiết bị làm cứng trong pallet với luông không khí lạnh e) Làm cứng bằng dây chuyền xoắn 6c:

> Uu điểm:

— Máy móc đơn giản hơn so với phương pháp đối lưu không khí tự động - khác

Trang 23

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thầy Lê Văn Việt Mẫn — Quạt sử dụng yêu cầu năng lượng cao

— Khó khăn trong quá trình đóng gói tự động khi năng suất cao - Chi phi bao dưỡng cao( chỉ | phi day " =35% tong chi phi may)

„111M1 | MỊ

Poo

Hình 15: thiét bị làm cứng bằng dây chuyền xoắn ốc

f) Làm cứng bằng phương pháp sử dụng các khay giữa chuỗi liên tục (Tray between continuos chain):

> Uudiém:

— Thiết bị đơn giản nhất so với thiết bị làm cứng bằng phương pháp làm cứng bằng đối lưu không khí sản phẩm loại khay

— Sự di chuyển dòng đôi giúp quá trình làm cứng hiệu quả hơn —_ Chi phí đầu tư vừa phải

- Lầm cứng đồng thời các sản phẩm kích thươc khác nhau - Sự tổn thất trong qua trình làm cứng rất ít - Hệ thống không khí hoạt động hiệu quả nên tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí -_ Hệ thống nhỏ 250GPH > Nhược điểm: -_ Tốc độ vật liệu:2500GPH

- Không thích hợp cho sản xuất đồng thời nhiều dây chuyển

- Chi phí bảo dưỡng cao hơn so vơi phương pháp tray/transport type

systems

Trang 24

Hình 16: Thiết bị làm cứng Tray between continuos chai¡n

ø) Làm cứng bằng phương pháp thời gian lưu biến đổi Varible Retention Time(VRT)

> Uudiém:

- Cho phép thay đổi thời gian lưu sản phẩm với hệ thống có kích thước khác nhau

— Dễ dàng hoạt động với các dây chuyển tự động

Trang 25

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thầy Lê Văn Việt Mẫn

Hình 17: Thiết bị làm cứng VRT

h) Làm cứng bằng cách vận chuyển nhiều khay: > Uu diém:

- Hệ thống không khí dòng đôi giúp làm cứng tốt hơn

- Chi phi baé trì thấp với thơì gian sử dụng lâu (trên 30 năm) - Hệ thống không khí hiệu quả giảm chi phí và năng lượng - Làm cứng đồng thời các sản phẩm kích thươc khác nhau

-_ Thiết bị đơn giản nhất so với thiết bị làm cứng bằng phương pháp đối lưu không khí sản phẩm loại khay

Trang 26

Hình 18: Thiết bị làm cứng bằng cách vận chuyển nhiều khay s* Quá trình tạo hình:

a) Thiết bị tạo hình cho kem que:

Quá trình tạo hình cho kem que có 2 giai đoạn:

Giai đoạn phân chia nguyên liệu: nguyên liệu có dạng ống dài và được cắt thành từng thanh (bar) có kích thước phù hợp Kích thước của các thanh có thể được điều chỉnh bằng tốc độ chạy của băng tải và tần số hoạt động của dao cắt Có 2 dạng phân chia: theo chiều ngang (Horizontal etrusion) và chiều thẳng đứng ( Vertical etrusion)

Hình 19: Thiết bị ép đùn ngang

Trang 27

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

Hình 20: thiết bị ép đùn đứng

Hình 21: Thiết bị tạo hình làm cứng kết hợp

Giai đoạn tạo hình cho các phân nhỏ: các phần nhỏ được máy ép khuôn định hình thành các hình dáng đa dạng như hình que, hình thú vật

Trang 28

b) Thiết bị tạo hình cho kem conerto:

Corneto là kem được rót trong bánh xốp (cone) Quy trình tạo kem conerto không cần máy phân chia nguyên liệu hay máy ép khuôn, chỉ cần máy rót kem Nguyên tắc hoạt động cũng gần như máy rót kem hộp

Hình 22: Thiết bị rót kem conerto với 8 đầu rót

Thiết bị trên có thể rót cùng lúc cho 8 bánh cone Mỗi ống rót kem cho một bánh cone có nhiều ống nhỏ bên trong, mỗi ống nhỏ được nạp nhiều loại kem, chúng khác nhau về màu sắc, mùi vị Khi được bơm đến đầu ra các loại kem này sẽ hoà quyện lại với nhau, tạo cho sản phẩm có hình thức rất bắt mắt với nhiều lớp kem xem kẽ

Hình dáng kem da đạng còn được tạo ra bởi dầu phun, các đầu phun khác nhau sẽ tạo ra hình dáng kem khác nhau, ví dụ như hình xoắn ốc, hình vỏ sò, hình tháp

Trang 29

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

Hình 23: Một số loại đầu phun và sản phẩm của nó 3) Thiết bị tạo lớp áo chocolate

Thiết bị tạo lớp áo chocolate bao gồm một bồn chứa chocolate được pha với một số các nguyên liệu phụ khác như đậu phộng, hạnh nhân Kem cây sau khi được tách khuôn, đưa qua bổn chứa dung địch chocolate ở 40°C để tạo ra một lớp áo chocolate cho sản phẩm rồi được đưa vào thiết bị bao gói

Trang 30

Hình 24: Các que kem được áo chocolate, hoặc 1 lớp mầu cam

Hình 25: Dây chuyển phân chia, ép khuôn, gắn que và bao áo chocolate

Iv SANPHAM

1) Bao quan:

Kem thành phẩm được bảo quản trong phòng lạnh ở -30°C, đo đặc thù riêng về

cấu trúc, kem thành phẩm cần được bảo quan trong điều kiện đúng quy định để tránh những biến đổi và hư hồng về mặt chất lượng

Tại cơ sở sản xuất, nhiệt độ bảo quản là -30°C Kem được vận chuyển bằng xe lạnh 25°C từ nhà máy đến nơi phân phối và tiêu thụ Người tiêu dùng nên trữ kem ở

nhiệt độ không lớn hơn - L8°C

Trang 31

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man

Nếu nhiệt độ tăng cao khi bảo quản, sẽ làm cho lớp kem bề mặt chẩy ra, gây biến dạng sản phẩm và ảnh hưởng đến cấu trúc của kem Khi ta tiến hành lạnh đông trở lại,

một phần đường lactose trong sữa có thể bị kết tỉnh, và người tiêu dùng sẽ cảm nhận được các tỉnh thể này khi sử dụng kem

Bảo quản đúng quy định, thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 6-9 tháng

2) Đánh giá chất lượng sản phẩm:

> Chỉ tiêu cẩm quan: sẵn phẩm giữ nguyên hình dáng, màu mùi vị đặc trưng > Chỉ tiêu vị sinh: hàm lượng các vi sinh vật gây bệnh nhu Samonella, Listeria,

Staphyloccoccus aureus không lớn hơn 10 khuẩn lạc/mIl sản phẩm

> Chi tiêu hoá lý: hàm lượng protein, lipid, glucid téng, lactose, d6 4m, hàm lượng khoáng, vitamin dao động trong một khoảng lớn phụ thuộc vào dạng sản phẩm và quy định chung của mỗi nước

3) Các dạng sản phẩm kem: s* Việt Nam:

Thị phần kem Việt Nam được phân chia như sau: Kido's chiếm thị phần cao nhất

45,8%, tiếp đến là Vinamilk 20,8%, Thủy Tạ là 20,8% Tại TPHCM, kem Ki Do dẫn đầu với thị phần hơn 50%, đứng thứ 2 là Vinamilk 40% và thứ 3 là Monte Rosa 8% Ở

thị tường kem trung và cao cấp, Kido”s chiếm hơn 60% thị phần

Hiện tại, chuyện phân khúc thị trường kem với các tên tuổi lớn đã khá rõ ràng, với những ưu thế riêng Vinamilk đang có ưu thế về các loại kem hộp, kem mang về

nhà, Monte Rosa lại có ưu thế về nhóm kem cao cấp bán ở hệ thống cửa hàng, còn Kido’s với 2 nhãn hiệu Merino và Kido's Premium lại có vị thế dẫn dâu 6 mang thi trường kem cây

Sản phẩm kem Vinamilk

+ Kem sữa 2500vnd/cây, hương chocolate, dậu phộng và kem vani

+ Kem ly Dino 100ml 3000 vnd/ly, các loại: dâu, sầu riêng, vani, chocolate, cốm, trái cây, khoai môn, cà phê, đậu xanh, dừa

+ Kem cao cấp Vinamilk hộp 450ml 15000vnd/hộp, 26000vnd/hộp loại L1 có các loại: dâu, sầu riêng, vani, chocolate, cốm, trái cây, khoai môn, cà phê, dậu xanh, dừa

Trang 32

| 4 IOI

KOM Sit £4 ew

Sản phẩm kem Kido

Trang 33

Quy trình và thiết bị sản xuất kem GVHD: Thay Lé Van Viét Man Sản phẩm kem conerto

Trang 34

TAI LIEU THAM KHAO

1 Nhật An, Việt Hoa, Đường vào nghề-Công nghệ thực phẩm, NXB Trẻ, 2001 2 Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, tập!, NXB ĐH

Quốc gia TPHCM, 2004

3 Robert T Marshall, H Douglas Goff, Richad W.Hartel, Ice Cream, 6" edition, Kluwerr Academic/Pleum Publishers, May 2003