Báo cáo thực hành công nghệ sản xuất đường, bánh, kẹo

Sảnphẩm thu được sau khi trích ly là nước mía đường saccharose ở dạng hòa tan trongnước, ngồi ra cịn có những chất khơng đường có tính chất lý hóa khác nhau, trongnhững chất không đường

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

o0o

BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH, KẸO

SVTH: Nhóm 02

TPHCM THÁNG 9 NĂM 2023

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

o0o

BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH, KẸO

BÀI 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG

1 Tổng quan về sản phẩm và nguyên liệu

1.1 Tổng quan về sản phẩm

Đường saccharose là nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm(bánh kẹo, nước giải khát, sữa, ) Nguyên liệu chính để sản xuất đường saccharose làcây mía Cây mía khi đạt độ chín phù hợp sẽ được thu hoạch, xử lý, đưa vào trích ly Sảnphẩm thu được sau khi trích ly là nước mía (đường saccharose ở dạng hòa tan trongnước), ngoài ra còn có những chất không đường có tính chất lý hóa khác nhau, trongnhững chất không đường thì chất keo chiếm một tỉ lệ đáng kể (0,03 - 0,5)

Dưới tác động của một số điều kiện xử lý, ví dụ, ở nhiệt độ cao, một số thành phần khôngtan có thể chuyển hóa thành chất tan, như vậy làm tăng hàm lượng chất keo trong dungdịch Hoạt động của vi sinh vật trong nước mía cũng tạo nên các chất keo khác nhau, đặcbiệt levan và dextran Chất keo gây nhiều ảnh hưởng không tốt đối với sản xuất đườngnhư cản trở quá trình lọc nước mía, kết tinh đường và phân mật, làm nước mía có nhiềubọt, giảm hiệu suất tẩy màu

Sự có mặt của những chất không đường trong nước mía dẫn đến sự cô đặc, kết tinhđường khó khăn và không kinh tế Chất không đường làm tăng độ hòa tan của đườngsaccharose, tăng mật cuối và tăng tổn thất đường trong mật cuối Trong nước mía còn cóvụn mía, khi gia nhiệt vụn mía sẽ bị kết tụ Vì vậy, tất cả những chất không đường cầnđược loại ra khỏi nước mía

Ngoài ra, nước mía còn chứa một lượng axit, axit sẽ xúc tác phản ứng chuyển hoá đườngsaccharose Do đó, nước mía cân được trung hòa Làm sạch nước mía là quá trình xử lýnhằm loại bỏ các tạp chất không đường và trung hòa nước mía Đây là quá trình quantrọng trong dây chuyền sản xuất có ý nghĩa quyết định chủng loại đường thành phần

Một số loại đường saccharose trên thị trường

 Các chỉ tiêu cảm quan của đường trắng: (Dựa theo TCVN 6959:2001)

Màu sắc Tinh thể màu trắng Khi pha vào

nước cất cho dung dịch trong Tinh thể màu trắng ngà đếntrắng Khi pha vào nước cất cho

dung dịch tương đối trong

 Các chỉ tiêu lý – hóa của đường trắng: (Dựa theo TCVN 6959:2001)

Bảng 2 - Các chỉ tiêu lý – hóa

Hạng A Hạng B

1 Độ Pol, (oZ), không nhỏ hơn 99,7 99,5

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không

3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,07 0,1

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3 h, %

5 Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn 160 200

1.2 Cơ sở lý thuyết

1.2.1 Tác dụng của pH trong quá trình làm sạch

Chất keo trong nước mía chia làm hai loại: keo thuận nghịch và keo không thuận nghịch Keo không thuận nghịch là keo khi đã bị ngưng tụ (ví dụ, dưới tác dụng của nhiệt), nếu thay đổi điều kiện của môi trường không có khả năng trở lại trạng thái keo ban đầu Keo thuận nghịch là keo khi đã bị ngưng tụ nhưng nếu thay đổi điều kiện môi trường, có khả năng trở lại trạng thái ban đầu Cũng có thể phân loại keo trong nước mia theo khả năng

liên kết với nước: keo tra nước và keo không ưa nước Đa số keo trong nước mía đều có tính ưa nước, mức độ ưa nước của chúng cũng khác nhau Dưới tác dụng của vi sinh vật, trong nước mía sản sinh các loại keo có tính nhớt và ưa nước như glucosen và levulozan.Keo tồn tại trong nước mía và ở trạng thái ổn định khi keo mang điện tích hoặc có lớp nước bao bọc bên ngoài Nếu vì một nguyên nhân nào đó, keo mất các tính chất trên thì

sẽ bị ngưng kết

Để ngưng kết keo, thường cho vào nước mía những chất điện ly để thay đổi pH của môi trường Dưới điều kiện pH nhất định, keo hấp phụ chất diện ly và dẫn đến trạng thái trunghoà điện Lúc đó, keo mất trạng thái ổn định và ngưng kết Trị số pH làm chất keo ngưng kết gọi là pH đẳng điện Điểm đẳng điện của các chất keo khác nhau thì khác nhau (ví dụ plamarin = 4,6-4,9; pla paragh = 3 )

Ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ chất keo: pH trên dưới 7 và pH trên dưới 11 Điểm pH trước là điểm pH đẳng điện Điểm pH sau là điểm ngưng kết của protein trong môi trường kiểm mạnh Điểm này không gọi là điểm đẳng điện vì lúc đó trong nước mia

có đường saccharose và lượng với nhiều sẽ tạo thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạothành kết tủa

Chuyển hoá đường saccharose

Khi nước mía ở môi trường axit (pH<7) đường saccharose sẽ bị chuyển hóa tạo thành hỗn hợp đường glucose và fructose, phản ứng này gọi là phản ứng nghịch đảo đường Tốc độ chuyển hoá tăng theo sự tăng nồng độ ion H* trong nước mưa Mặt khác, các axit khác nhau sẽ làm chuyển hoá saccharose với tốc độ khác nhau Saccharose bị chuyển hoákhông chỉ gây tổn thất đường mà còn giảm độ tinh khiết của mật chè và ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường

Phân hủy saccharose

Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt, đường saccharose bị phân hủy Khi pH càng cao, lượng chất phân hủy càng lớn Sản phẩm phân hủy của saccharose rất phức tap:furfurol, 5-hidroximetyl-furfurol, metylglioxan, glixeandchyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric, axit trioxibuteric, axit axetic, axit formic

Những sản phẩm đó có thể tiếp tục bị oxy hoá dưới tác dụng của oxi không khí

Phân hủy đường khử

Trong nước mía hỗn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử Khi nước mía ở môi trường axit,

sự tồn tại của đường khử tương đối ổn định Ở pH = 3 đường khử ổn định nhất Nếu pH

của nước mía hay dung dịch đường vượt quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân hủy đườngkhử, sự phân hủy này dựa vào pH và nhiệt độ Sự phân giải của đường khử trong quá trình sản xuất làm giảm độ tinh khiết của mật chè, tăng độ màu, giảm tốc độ kết tinh đường.

Tách loại các chất không đường

Đối với pH khác nhau, có thể tách loại được các chất không đường khác nhau Khi pH = 7-10, các muối vô cơ của AlO3, PzOs, SiO2, FezO3, MgO dễ bị tách loại trong đó

Al2O3, P2Os, SiO2 có thể bị loại hơn 95%, còn Fe2O3, MgO có thể bị loại đến 60% Khi

pH khoảng 7,0 tách loại được 50% chất keo (pentoza) Khi pH khoảng 5-6 trên 98% protein có thể bị tách loại, nếu vượt quá trị số pH đó, hiệu quả tách loại rất thấp

Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đường, không nên tách loại đơn độc từng chất

mà phải xét một cách toàn diện để tách loại nhiều chất không đường

Hiệu quả tách loại chất không đường còn phụ thuộc vào giống mía và hiệu quả làm sạch

có thể biểu thị bằng hiệu quả loại chất không đường

1.2.2 Làm sạch nước mía bằng phương pháp vôi

Phương pháp vôi hóa có tử lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất để làm sạch nước mía, phương pháp này dựa vào tác dụng của nhiệt và với nhằm thu nhận sản phẩm đườngthô

Phương pháp vôi hóa có thể chia thành ba loại: Cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào nước mía nóng và cho vôi phân đoạn

Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Trước hết, gia nhiệt nước mia đến nhiệt độ 105°C Một số chất keo (albumin, silic

hydoroxyt) bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt và pH của nước mía Cho vôi vào thùng trung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa hoàn toàn, sau đó loại chất kết tủa ở thiết bị lắng Phương pháp này có ưu điểm là loại bỏ được nhiều protein Do nhiệt độ cao nên sự tạo kết tủa Ca3(PO4), tương đối hoàn toàn Hiệu quả làm sạch tốt Sự chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau khi làm sạch cao Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ Tiết kiệm được lượng vôi khoảng 15 - 20% so với phương pháp lạnh Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là sự chuyển hóa đường saccharose tương đối lớn và khó khổng chế màu sắc nước mía

1.2.3 Quá trình cô đặc

Cô đặc trong sản xuất đường là quá trình sử dụng nhiệt làm bay hơi nước ra khỏi chế trong nhằm đưa hàm lượng chất khô hòa tan của chè trong lên khoảng 60-65% Nếu nồng

độ sau cô đặc quá thấp sẽ tốn hơi và tăng thời gian nấu đường, nếu quá cao sẽ khó điều khiển thao tác kết tinh, xông lưu huỳnh (để tẩy màu) khó và tăng đóng cặn trong thiết bị, ngoài ra còn có nguy cơ kết tinh trong các thùng chứa và đường ống Sản phẩm thu được sau quá trình cô đặc là mật chè (siro)

1.2.4 Quá trình kết tinh

Quá trình kết tinh trong sản xuất đường là quá trình chuyển đường saccharose từ trạng thái hòa tan sang dạng kết tinh Quá trình kết tinh trong sản xuất đường bao gồm hai giai đoạn: nấu đường và bồi tinh

1.2.4.1 Các giai đoạn của quá trình nấu đường

Khi dung dịch đã đạt yêu cầu, dùng một trong những phương pháp tạo mầm tinh thể để gây mầm

Các phương pháp tạo mầm tinh thể:

- Phương pháp tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số quá bão hoà cao để các tinh thể đường tự xuất hiện Phương pháp này hiện nay ít dùng vì saccharose rất khó tự két tinh, nấu đến nồng độ cao chất lượng đường không bảo đảm, thời gian nấu kéo dài, khô khống chế lượng mầm

- Phương pháp kích thích: Nấu mật đến độ quá bão hoà trung bình (nồng độ chất khô hòa tan khoảng 82-83% đối với đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột, hoặc cho một lượng mầm rất ít vào để kích thích sự xuất hiện tinh thể mới Phương pháp bỏ bột đường như vậy có ưu điểm là ít tổn đường để tạo mầm nhưng có nhược điểm là khó khống chế lượng mầm

- Phương pháp tỉnh chủng: Thêm lượng bột đường ở vị trí quá bão hoà thấp Lượng bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh thể mới Bột đường nghiền nhỏ có thể cho vào dạng khô, nhưng như vậy khó trộn đều Tốt nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong ancol với tỉ lệ 1: 0,8 Dựa vào tính chất dễ bay hơi và nhiệt độ sôi thấp của ancol làm cho các mầm tinh thể được trộn đều Yêu cầu nghiền đường rất nhỏ trước khi trộn với ancol Thời gian cho vào không quá 30 giây.

- Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt) Nấu một nổi đường tinh thể có kích thước nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể Phương pháp này đơn giản, dễ khống chế, thường được áp dụng nấu đường cấp hai, ba

- Phương pháp đường hồ: Dùng đường cấp hai hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu Thưởng làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm Phương pháp này nấu ngắn và dễ nấu nhưng giảm lượng đường Hiện nay các nhà máy đường ở nước ta thường dùng phương pháp đường hổ và phương pháp nấu giống

Nuôi tinh thể

Giai đoạn này gồm 2 giai đoạn:

- Cố định tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên Cố định tinh thể: Sau khi tạo đủ tinh thể, dùng nguyên liệu hoặc nước cho vào nồi để giảm độ quá bão hòa nhằm để tinh thể mới không xuất hiện

- Nuôi tinh thể: Nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng và đều cứng Đảm bảo chất lượng đường bằng các nguyên liệu đã tính toán

Cô đặc cuối

Khi tinh thể đạt kích thước nhất định, ngừng cho nguyên liệu và cô đến nồng độ ra đường Tùy theo từng loại đường, cổ đặc đến các nồng độ khác nhau Tránh cô đặc nhanh vì có thể tạo thành các tinh thể dại

1.2.4.2 Quá trình bồi tinh

Ở giai đoạn cuối của quá trình nấu một nồi đường, tỉnh thể tuy đã lớn lên nhất định vàthành phần đường trong mẫu dịch còn nhiều, nhưng do điều kiện độ chân không, thiết

bị và độ nhớt đường non lớn, nếu vẫn tiếp tục trong nổi nấu thì tốc độ kết tinh sẽ rất chậm, thời gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô nhất định đối với mỗi nồi cần cho đường non vào thiết bị làm lạnh

để kết tinh thêm, đồng thời cho đường non thích ứng với điều kiện ly tâm

Bồi tinh là tiếp tục làm cho đường non từ nồi nấu đạt quá bão hòa và kết tinh bằng phương pháp giảm nhiệt độ, tức là làm lạnh đường non

Do nhiệt độ giảm, độ hòa tan của đường giảm, đường non đạt trạng thái quá bão hoà, tinh thể có thể hấp thụ phần đường non trong mẫu dịch, tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn 5 6 thất trong mật cuối

1.3 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ, thiết bị

1.3.1 Nguyên liệu

NGUYÊN VẬT LIỆU:

ST

T

Tên nguyên liệu Quy cách ĐVT Số lượng Ghi chú

7 Tô inox cái 1

15 Khuôn kẹo dẻo 12 lỗ/ khay cái 2

Thuyết minh quy trình

Bước 1: Kiểm tra chè trong

Mục đích:

ˉ Kiểm tra sơ bộ nguyên liệu;

ˉ Chuẩn bị cho quá trình gia nhiệt

Cách tiến hành:

ˉ Rót chè trong vòa nồi inox, khuấy đều;

ˉ Lấy mẫu đo pH, đo hàm lượng chất khô hòa tan;

ˉ Ghi nhận kết quả

Phương pháp kiểm tra:

ˉ Kiểm tra bằng máy đo pH, giấy đo pH hoặc dụng cụ đo pHcầm tay;

ˉ Kiểm tra hàm lượng chất khô hòa tan bằng khúc xạ kế cầmtay;

ˉ Kiểm tra pol bằng phương pháp đo độ phân cực (sử dụngmáy polarimeter);

ˉ Kiểm tra độ màu bằng cách sử dụng máy quang phổ;

ˉ Tính độ tinh khiết biểu kiến bằng công thức.

Bước 2: Cô đặc

Mục đích:Làm bay hơi nước để hàm lượng chất khô hòa tan của chè trong đạt 60-65% Cách tiến hành:

ˉ Rót chè trong vào nôi inox;

ˉ Gia nhiệt chè trong trên bếp gas đến nhiệt độ quy định, khuấy nhẹ, giữ nhiệt độ củadung dịch lớn ở mức này cho đến khi hàm lượng chất khô hòa tan của chè trong lớnhơn 60%

Yêu cầu chất lượng:

ˉ Nhiệt độ cô đặc đúng quy định;

ˉ Chè trong sau khi cô đặc (mật chè) có hàm lượng chất khô hòa tan đạt yêu cầu;

ˉ Mật chè có màu nâu sáng, không có mùi cháy khét

Phương pháp kiểm tra:

ˉ Kiểm tra nhiệt độ bằng nhiệt kế;

ˉ Kiểm tra hàm lượng chất khô hòa tan bằng khúc xạ kế cầm tay;

ˉ Kiểm tra độ màu của mật chè bằng máy quang phổ

ˉ Khi khuôn chứa đường nguội, tách khuôn lấy đường

Yêu cầu chất lương:

ˉ Nhiệt độ nấu đường theo qui định

ˉ Hàm lượng chất khô hòa tan theo qui định

ˉ Lượng mầm tinh thể bổ sung

Bước 4: Kiểm tra sản phẩm

4 Đánh giá sản phẩm

Nhiệt độ cô đặc đến chất lượng của mật chè

+ Dưới tác dụng của nhiệt độ cao 100℃, đường

saccharose xảy ra phản ứng caramel hóa

+ Nếu không khống chế nhiệt độ sẽ gây hiện tượng

có mùi, màu lạ làm cho chất lượng mật chè kém đi

Ảnh hưởng của tỷ lệ mầm tinh thể đến kích thước

tinh thể đường thành phẩm Nếu tỷ lệ mầm tinh thể thấp thì rất ít để kích thích sự xuấthiện tinh thể mới và đồng thời ảnh hưởng đến tinh thể đường thành phẩm

Chỉ tiêu cảm quan:

Trạng thái bên ngoài: tương đối kết tinh tạo hình cấu trúc tốt

+ Mùi vị: tinh thể đường như dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không cómùi, màu lạ

+ Màu sắc: tinh thể đường có màu sắc vàng

BÀI 3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KẸO CỨNG

1 Tổng quan về sản phầm và nguyên liệu

1.1 Tổng quan về sản phẩm

Kẹo cứng là loại kẹo có cấu trúc cứng, giòn, trong suốt hoặc đục; được sản xuất từ đườngsaccharose và glucose syrup cùng với nhiều phụ gia tạo màu, mùi khác nhau Sản phẩm cuối cùng thường có hàm ẩm từ 2 – 3% Nguyên lý sản xuất kẹo cứng là phá vỡ trạng tháitinh thể của đường saccharose, sau đó chuyển về dạng vô định hình để hình thành cấu trúc kẹo

Một số sản phẩm kẹo cứng trên thị trường

Chỉ tiêu cảm quan của kẹo cứng nói chung (có nhân): Dựa theo TCVN 5908:2009)

2 Màu sắc Vỏ: trong, đặc trưng cho sản phẩmNhân: đặc trưng cho sản phẩm

3 Mùi vị Đặc trưng cho sản phẩm

4 Trạng thái Vỏ: cứng, giònNhân: đặc, sánh

1 Độ ẩm, phần trăm khối lượng a) 2,0 đến 3,0

2 Hàm lượng đường khử, phần trăm khối

lượng, tính theo glucoza

Vỏ: 15 đến 18Nhân: 25 đến 30

3 Hàm lượng đường tổng số, phần trăm

khối lượng, tính theo sacaroza, không nhỏ 40

4 Hàm lượng tro không tan trong dung dịch

axit clohydric 10 %, phần trăm khối lượng,

 Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện: (Dựa theo TCVN 6958:2001)

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu cảm quan

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi, khô, không vón cục

Mùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ.Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt

 Các chỉ tiêu lý – hóa của đường tinh luyện: (Dựa theo TCVN 6958:2001)

Bảng 1.4 Các chỉ tiêu lý – hóa

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,034

Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3 h, % khối lượng

1.2.2 Glucose syrup:

Là sản phẩm thủy phân không hoàn toàn của tinh bột bằng axit hoặc enzyme Glucosesyrup sử dụng trong sản xuất kẹo đóng vai trò chính là làm tăng hàm lượng chất khôtrong kẹo.

Bảng 1.5 Chỉ tiêu chất lượng của glucose syrup trong sản xuất kẹo

Axid citric có dạng tinh thể, ngậm một phân tử nước, rất dễ tan trong nước hoặc cồn, khótan trong ethylen Axit citric có nhiều trong hoa quả tự nhiên, nhiều nhất là trong chanh,chiếm 6-8% khối lượng Lượng axit citric dùng cho kẹo cứng thường là 0,4-1,4%

 Chỉ tiêu lý – hóa của acid citric (Dựa theo TCVN 5516:2010)

Bảng 1.6 Chỉ tiêu hóa lý của acid citric

1 Độ hòa tan Rất dễ tan trong etanol, dễ tantrong nước, ít tan trong ete

2 Phép thử xitrat Đạt yêu cầu của phép thử

3 Hàm lượng nước

- Dạng khan, % khối lượng, không lớn hơn 0,5

- Dạng ngậm một phân tử nước, % khối lượng Từ 7,5 đến 8,8

4 Hàm lượng tro sulfat, % khối lượng, không

5 Hàm lượng oxalat, mg/kg, không lớn hơn 100

6 Hàm lượng sulfat, mg/kg, không lớn hơn 150

7 Các chất dễ cacbon hoá Đạt yêu cầu của phép thử

8 Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn hơn 0,5

1.2.4 Hương liệu