Quy trình và thiết bị sản xuất kem

Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất nhũhóa thông dụng như lòng đỏ trứng nhưng giá thành thườngkhá cao, ngòai ra có các loại chất nhũ hóa khác rẻ tiền hơnnhư mono hay diglyceride, các

MỤC LỤC

I.TỔNG QUÁT VỀ KEM -2

 Giới thiệu chung -2

 Nguyên liệu -2

II.QUY TRÌNH SẢN XUẤT -5

 Giải thích quy trình công nghệ -6

1 Chuẩn bị nguyên liệu -6

2 Phối trộn -6

3 Đồng hoá -7

4 Thanh trùng -9

5 Uû chín - 9

6 Lạnh đông sơ bộ -10

III.GIỚI THIỆU THIẾT BỊ -8

1Thiết bị lạnh đông -8

2Thiết bị tạo hình, làm cứng -16

3Thiết bị tạo vỏ áo chocolate -28

IV.SẢN PHẨM -29

V.TÀI LIỆU THAM KHẢO -33

I TỔNG QUAN VỀ KEM

 GIỚI THIỆU CHUNG

Ngày nay, kem là một sản phẩm được tiêu thụ rộng rãi ởmọi quốc gia, và thu hút người tiêu dùng ở mọi lứa tuổikhác nhau, nhưng ít người biết rằng kem có một lịch sử khálâu đời Kem ăn xuất hiện ở thế kỷ thứ 4 trước côngnguyên, ở các quốc gia như La Mã, Trung Hoa phục vụ cho vuachúa bằng cách lấy đá lạnh trên các đỉnh núi cao về trộnvới các loại trái cây hoặc sữa tạo thành món “kem”

Theo truyền thuyết thì Marco Polo đã mang bí quyết chế biếnkem từ Trung Quốc về Mỹ, sau này người Mỹ đã biến việcsản xuất kem thành một nền công nghệ chế biến pháttriển mạnh mẽ Năm 1946, bà Nancy Johnson người New York đãphát minh ra một loại tủ lạnh chuyên dùng để chứa kem, máylàm kem ngày nay được mang tên “Johnson Patent Ice-CreamFreezer”

Năm 1962, công nghệ làm kem thương mại lần đầu tiênđược cấp bằng sáng chế Cùng với thời gian, ngành sảnxuất kem phát triển mạnh mẽ cho ra đời nhiều dòng sảnphẩm: kem hộp, kem ly, kem chocolate, kem trái cây, kem vani,kem corneto… kem trở thành món ăn tráng miệng ưa thích củacả trẻ em lẫn người lớn

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

Theo số liệu của Hiệp hội các nhà sản xuất sữa và cácsản phẩm từ sữa, Mỹ là quốc gia sản xuất kem ăn lớnnhất thế giơi với 61.3 triệu hectolit/năm, kế đến là TrungQuốc 23.6 triệu hectolit/năm Tuy nhiên, New Zealand lại là nướctiêu thụ kem mạnh mẽ nhất thế giới với 26.3 triệuhectolit/năm, kế đến là Mỹ 22.5 triệu hectolit/năm Trung bình,một người New Zealand sử dụng 26.3 lit kem/năm, trong khi đómức tiêu thụ kem của người Trung Quốc là 1.8lit/năm Mứctiêu thụ kem trung bình của người Việt Nam là 0.3 lit/năm

 NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT KEM

1) Sữa và các sản phẩm từ sữa:

Tạo nên giá trị dinh dưỡng và hương vị cho kem Sữa dùngcho sản xuất kem có thể là sữa tươi, sữa bột nguyên cream,sữa bột gầy, chất béo từ sữa như cream, bơ, hay chất béokhan… Yêu cầu quan trọng đối với sữa làm kem là phải có

hàm lượng chất béo cao, lượng chất béo trong sữa là yếu tốgiúp 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 sảnphẩm Ngoài đường lactose có sẵn trong sữa, thường sử dụngđường saccharose, đường nghịch đảo và syrup giàu fructose

Ở Mỹ và Châu Aâu còn sử dụng chất ngọt nghèo giá trịdinh dưỡng như sorbitol, aspartam, polydextrose… để sản xuất kemphục vụ cho người bị tiểu đường hay béo phì

3) Chất béo:

Chất béo là thành phần chủ yếu tham gia vào cấu trúccủa kem, có thể sử dụng dầu thực vật như dầu nành, dầucải, dầu dừa hay dầu hướng dương kết hợp với chất béo củasữa để sản xuất kem Hàm lượng dầu thực vật có thể chiếm6-10% khối lượng kem thành phẩm

4) Chất nhũ hóa:

Chất nhũ hóa có vai trò tăng khả năng liên kết giữa cáchạt cầu béo, điều này quyết định lớn đến khả năng giữnước của kem Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất nhũhóa thông dụng như lòng đỏ trứng nhưng giá thành thườngkhá cao, ngòai ra có các loại chất nhũ hóa khác rẻ tiền hơnnhư mono hay diglyceride, các ester của sorbitol hay của cácphân tử đường…

5) Chất ổn định:

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

Chất ổn định dùng cho sản xuất kem thường có bản chấtprotein như gelatin, casein, albumin, globuline… hay carbohydrate nhưagar-agar, gum arabic, CMC (carboxymethylcellulose)…

6) Chất tạo hương:

Hương liệu cùng với sự tạo hình kem tạo ra sự đa dạng chosản phẩm kem Các loại hương liệu thường sử dụng như vanilla,mùi cam, mùi sầu riêng, dâu, chocolate, mùi cà phê… Chúngđược trích ly từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phươngpháp tổng hợp hóa học Ngoài ra, trong sản xuất kem, người

ta cũng có thể bổ sung thịt quả cắt nhỏ, các loại hạt (hồđào, hạnh nhân, phỉ, hạch, hồ trăn, đậu phộng, điều…), bộtcacao, dịch chocolate… Những nguyên liệu trên ngoài mục đích

tạo hương còn giúp tăng giá trị dinh dưỡng cho kem thànhphẩm

7) Chất màu:

Màu sắc tạo sự lôi cuốn hấp dẫn cho kem từ cái nhìn đầutiên Các nhóm sản phẩm cần tạo màu là các sản phẩmkem có hương vị trái cây Kem có hương vị trái cây nào thìcần có màu của loại trái cây ấy, ví dụ như kem nho cần cómàu nâu đỏ, kem sầu riêng có màu vàng… Nhóm chất màutự nhiên có độ bền màu kém hơn so với chất màu tổng hợptrong điều kiện sản xuất công nghiệp Việc sử dụng chấtmàu tuân theo quy định sử dụng phụ gia ở mỗi quốc gia

8) Nguyên liệu khác:

 Nước và không khí: Nước có tác dụng tạo tinh

thể đá, tạo độ cứng cần thiết và tạo cảm giácmát lạnh khi sử dụng sản phẩm Không khí giúp chosản phẩm có độ mềm, xốp

 Acid: việc bổ sung acid hữu cơ như acid citric, acid

tartric…ngoài việc tạo độ chua thích hợp cho kem, còncó tác dụng ức chế sự phát triển của một số visinh vật có trong sản phẩm

 Phụ gia chống vi sinh vật: thường sử dụng natri

benzoat, tuy nhiên nhiều nước trên thế giới khôngcho 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 sảnxuất kem của Việt Nam thường sử dụng tinh bột bìnhthường hay tinh bột biến tính nhằm mục đích gia tăngđộ kết dính của khối kem

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Nguyên liệu phụ: chất tạo nhũ, chất ổn định màu, mùi…

Chuẩn bị

Xếp vào thùng

Nguyên liệu chính: Sữa, cream, bột sữa gầy, syrup đườngChuẩn bị Phối trộn

Lạnh đông trung

gianĐặt que vào khuôn kem

Lạnh đông kết thúcTháo khuôn

Tạo màng bao chocolate

Bao gói

Kem que

Kem hộp/ly

g

 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

1) Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu được định lượng theo đúng công thức phốitrộn cho mỗi loại kem sản xuất Nguyên liệu khô được đemcân, nguyên liệu dạng lỏng có thể cân hay đo thể tích đểxác định hàm lượng cần sử dụng

Đối với chất béo phải được gia nhiệt lên 35-50oC để dễphối trộn

2) Phối trộn

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị phối trộn theo một trậttự nhất định, sử dụng quá trình cơ học để làm nguyên liệuđược đồng nhất Sử dụng thiết bị phối trộn hình trụ đứng vớibộ phận điều nhiệt và cánh khuấy hoạt động ở tốc độ cao,nhiệt độ phối trộn thường là 50-65oC

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

Hình 1: Hệ thống bồn phối trộn của Tetra Pak

3) Đồng hóa

Trong sản xuất kem, hỗn hợp nguyên liệu thường có chứahàm lượng chất béo cao, do vậy phải sử dụng quá trình đồnghóa nhằm làm giảm kích thước các hạt béo và phân bốđều chúng trong hỗn hợp

Ta sử dụng thiết bị đồng hóa hai cấp, áp suất dao độngtrong khoảng 140-250bar Hỗn hợp được gia nhiệt lên 65-75oCtrước khi vào thiết bị đồng hóa

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

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/cm2;

B) Không đồng hoá; C) 281-35 kg/cm 2 ; D) 35 kg/cm 2 ×800

Đồng hóa áp suất cao Đồng hóa áp suất thấpKích thước Kích thước của các

hạt cầu béo phân tán nhỏ đến mức tối đa (0.1-0.3 ìm)

Kích thước hạt cầu béo lớn hơn, tùy theo yêu cầu sản phẩm

Tính chất, cảm

quan bọt khí và tạo sự Giúp ổn định

trơn bóng bề mặt kem

Sự phân bố pha phân tán trở nên đồng đều, cấutrúc ổn định

Giảm độ nhớt Tránh hiện tượng kết tinh đá

Bề mặt kem không ổn định

Sự phân bố không đồng đều

Chất tạo nhũ Cần chất tạo nhũ

nhiều hơn Yêu cầu chất tạo nhũ không caoSự tan chảy Không tác động

đến sự tan chảy nhưng làm mất mát

1 lượng nhỏ chất béo

Làm chậm sự tan chảy kem

Chi phí năng

lượng Tiêu tốn năng lượng nhiều Tiết kiệm 1 phần năng lượng

Áp suất Áp suất cao từ

4000-30000 psi, tùy lượng béo trong khốitrộn

Áp suất thấp từ 500-2500 psi

Khối kem sau pha

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

Đối với khối có hàm lượng chất khô cao và nhiều béo, sản phẩm không đòi hỏi độ đồng nhất tối đa thìcó thể áp dụng

phương pháp này cho đỡ tốn năng lượng.

Đối tượng sản

phẩm Ứng dụng cho dòng sản phẩm cao cấp,

đòi hỏi chất lượng cảm quan sâu sắc

Ứng dụng đối với sản phẩm có sự kết hợp pha phân tán ở mức độ vừa phải

Chi phí thiết bị Cao, đòi hỏi độ kết

cấu vững chắc củathiết bị

Đòi hỏi ít hơn

4) Thanh trùng

Hỗn hợp nguyên liệu cần được thanh trùng để tiêu diệthoặc ức chế hệ vi sinh vật và enzyme, chế độ thanh trùngthường được chọn là 83-85oC trong 15 giây, hoặc thanh trùng ở

63oC trong 30 phút

Trong thực tế sản xuất 2 quá trình thanh trùng và đồnghóa thường được tiến hành xen kẽ Đầu tiên hỗn hợp nguyênliệu được dẫn vào thiết bị trao đổi nhiệt để hiệu chỉnh nhiệtđộ, sau đó được dẫn vào thiết bị đồng hóa, rồi lại được quaytrở lại thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội

Hình 2: Thiết bị thanh trùng HTST

5) Uû chín

Nguyên liệu sau khi thanh trùng và đồng hóa được làmlạnh về 2-4oC, sau đó đem đi ủ chín Mục đích của quá trình nàylà làm cho hỗn hợp nguyên liệu đạt được một số tính chấthóa lý cần thiết, chuẩn bị cho quá trình lạnh đông tiếp theo:các chất protein sẽ được hydrate hóa hoàn toàn, một phầnchất béo kết tinh, một số phân tử protein sẽ hấp phụ lênbề mặt tiếp xúc pha giữa các hạt cầu béo và pha liên tục.Kết quả làm cho kem thu được sau quá trình lạnh đông sẽ cócấu trúc mịn và đồng nhất

Quá trình ủ chín được thực hiện trong thiết bị vỏ áo trong4-24 giờ, ở nhiệt độ 2-4oC Lớp vỏ áo bên ngoài có tácdụng làm lạnh và cách nhiệt, hạn chế sự tổn thất nănglượng, bên trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên tục,khuấy chậm và đều đặn

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 đểlàm tăng thể tích của chúng

Lạnh đông một phần nước trong hỗn hợp để tạo các tinhthể đá với kích thước thật nhỏ và đồng nhất, đồng thờiphân bố đều các tinh thể đá này trong hỗn hợp

Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm mà lượng không khí thổivào hỗn hợp là khác nhau Thông thường, thể tích hỗn hợpsau khi nạp không khí tăng từ 80-100% Các bọt khí thật mịnxuất hiện trong kem sẽ tạo nên cấu trúc đặc trưng cho sảnphẩm Không khí được sử dụng trong sản xuất kem cần đượcxử lý bởi hệ thống lọc nhằm loại các tạp chất như bụi và visinh vật… nhằm đảm bảo chất lượng của kem thành phẩm.Trong giai đoạn lạnh đông sơ bộ có khoảng 30-70% lượngnước kết tinh, tuỳ theo phương pháp tạo hình kem mà người tasẽ hiệu chỉnh tỷ lệ nước kết tinh ở giai đoạn này cho phùhợp

Sau quá trình lạnh đông sơ bộ ta thu được kem bán thànhphẩm với cấu trúc rất mềm và xốp Tiếp theo tuỳ theo từngquá trình tạo hình sẽ thực hiện theo các phương pháp khácnhau, sẽ được trình bày chi tiết ở phần giới thiệu thiết bị sảnxuất

III GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SẢN XUẤT

1) Thiết bị làm lạnh

Lạnh đông là hạ nhiệt độ của sản phẩm xuống dướinhiệt độ kết tinh của nước trong sản phẩm đó Có 3 phươngpháp 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 bằngkim loại.

+ Lạnh đông bằng cách nhúng trong khí nén lỏng

Trong công nghệ làm kem thì thiết bị hoạt động theo chutrình lạnh được sử dụng phổ biến, Thiết bị này hoạt động theochu trình lạnh gồm 4 giai đoạn:

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

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

+Giai đoạn 3: Tác nhân lạnh lỏng sau khi đi qua thiết bịngưng 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 quanhthiết bị bốc hơi bị mất nhiệt lượng, giảm nhiệt độxuống

Trong phương pháp lạnh đông bằng thiết bị hoạt động theochu trình lạnh ta có 2 phương pháp lạnh đông kem thường đượcsử 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 lạnhđông thì sản phẩm được đo lường, bổ sung màu, mùi và lạnhđông riêng biệt từng phần Kiểu lạnh đông này được chọn sửdụng khi sản xuất kem ở quy mô nhỏ hoặc thử nghiệm sảnxuất sản phẩm trong phòng thí nghiệm Lạnh đông gián đoạnthì ít tốn kém chi phí lắp đặt hơn lạnh đông liên tục và nó chophép tạo ra những sản phẩm kem có mùi đặc biệt với thểtích nhỏ, quá trình đóng gói được thực hiện thủ công Lạnhđông gián đoạn thông thường được thực hiện trong thiết bịhình 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÷-29°C để hình thành những tinh thể đá nhỏ, tuy nhiêncác tinh thể đá tạo ra trong sản phẩm khi thực hiện quá trìnhlạnh đông gián đoạn vẫn lớn hơn so với phương pháp lạnhđông liên tục

Lạnh đông gián đoạn thường được sử dụng cho mẻ kem cóthể tích 2-40L, mỗi mẻ mất 15-20 phút để thực hiện quá trìnhlạnh đông.

Hình 4: Thiết bị lạnh 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 suấtlên đến 150-3000L/h Phương pháp này được áp dụng cho sảnxuất quy mô lớn Phương thức vận hành: hỗn hợp kem đượcbơm liên tục vào thiết bị lạnh đông hình tru, khí sẽ được cungcấp bởi máy nén Nhiệt độ trung bình của kem khi lạnh đôngliên tục là khoảng -5°C khi nhiệt độ tác nhân lạnh của dànbay hơi ống xoắn -30°C, tại nhiệt độ này thì 40% tổng lượngnước trong kem bị đóng băng

Thiết bị lạnh đông liên tục Hoyer của tập đoàn Tetra Pak códung tích hoạt động là 10l/h-4000l/h

 Thiết bị lạnh đơng Hoyer KF

1) Thiết bị Hoyer KF được cung cấp cho những nhà máysản xuất kem trên quy mô lớn, được tự động hóa và sảnphẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao Thiết bị Hoyer KF thì hoàntoàn khác các thiết bị lạnh đông khác ở các yếu tố cơ bảnnhư: toàn bộ thiết bị được làm bằng thép không rỉ, có gươngquan sát để biết được quá trình lạnh đông kết thúc, thépkhông rỉ chịu được sự va chạm và có thể dừng quá trình lạnhđông một cách dễ dàng

Mỗi loại model của thiết bị này đều có hệ thống điềukhiển, vận hành khác nhau N-model được điều khiển bằngcách nhấn các nút điều khiển chính như: moto, lạnh đông vàbơm Overrun control đạt được bằng cách thường xuyên duy trìáp lực không khí …

XC-model là một thiết bị lạnh đông hoạt động được điềukhiển hoàn toàn tự động Ưu điểm của thiết bị này là: dễdàng vận hành thiết bị, có màn hình vi tính thể hiện đồ thị vàcác thông tin như: nhiệt độ và lưu lượng phối trộn, nhiệt độcủa kem, lưu lượng không khí, độ nhớt của kem…

Hoyer Figus 200 90-220

Hoyer Figus 300 180-300

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

Nguyên lý hoạt động của nó giống như máy lạnh côngnghiệp, tuy nhiên cấu tạo của nó khác với máy lạnh côngnghiệp Điểm khác nhau chính là cơ cấu làm lạnh dạng ốngbarrel freezer có cấu trúc như sau

Hình 6: Cấu trúc barrel freezer của máy lạnh đông sơ bộĐây là một ống dài có nhiều lớp Trong đó có lớpcách nhiệt, lớp tải lạnh và phần lõi chứa hỗn hợp nguyên

liệu Trong phần lõi này có cánh khuấy Ở đầu ra cảu ốngcòn 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 liệuchảy suốt đường ống khoảng 15-20 phút Ống có thể đóngbăng khoảng 50-70% nước trong nguyên liệu Hỗn hợp nguyênliệu khi đi vào ống vừa được lạnh đông, vừa được khuấy trộn

kĩ Điều này làm cho các tinh thể đá rất nhỏ, tạo nên độxốp cho sản phẩm Mặt khác, do nước trong sản phẩm chưađóng băng hết nên nguyên liệu ra khỏi thiết bị vẫn còn độsệt, độ mềm nhất định Vì vậy, thiết bị này còn được gọi làthiết bị lạnh đông sơ bộ Nguyên liệu ra khỏi thiết bị ở dạngpaste, sau đó nguyên liệu được phối trộn với mứt, trái câymiếng, đậu phộng, hạnh nhân… và chuyển qua giai đoạn tạohình

Hình 7: Thiết bị lạnh đơng sơ bộ

Hình 8: Đầu ra của berrel freezer

Hình 9: sản phẩm dạng paste sau quá trình lạnh đơng sơ bộ

2) Thiết bị làm cứng, tạo hình

 Quá trình làm cứng:

Quá trình làm cứng tạo độ vững chắc cho cấu trúc kemvà 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 lưuđộng, kem cung cấp cho nhà hàng, nhà sản xuất thứcăn để bổ sung vào sản phẩm của mình Với nhómsản phẩm này, kem sau khi làm lạnh đông sơ bộ đượcrót trực tiếp vào hộp, bình chứa… để trong kho lạnh hayvận chuyển trực tiếp đến nơi sử dụng

 Nhóm cần làm cứng tạo hình: nhóm này gồm

kem cây, các loại kem có hình dáng, kem sau khi đượclàm lạnh đông sơ bộ sẽ được đưa vào máy làm cứngtạo hình

Làm cứng thực chất là quá trình kết tinh hoàn toàn nướctrong sản phẩm, quá trình này phải được thực hiện nhanh, tạo

ra các tinh thể đá rất nhỏ; điều này làm cho kem có cấutrúc cứng chắc nhưng vẫn có độ xốp khi sử dụng

Nguyên liệu sau khi được làm lạnh đông sơ bộ được đưa quahệ thống làm cứng Hệ thống này có bản chất như mộtmáy lạnh, nhiệt độ giàn lạnh có thể đạt đến -80oC, thời gianlưu của nguyên liệu không quá 2 phút Môi chất lạnh thườngsử dụng là NH3, Nitơ lỏng hay đá khô CO2

Hình : Nguyên lý hoạt động của cơ cấu làm cứng

Nguyên liệu được vận chuyển trong các đường ống, môichất lạnh hay không khí lạnh được phun trực tiếp vào khoảng

không gian giữa các ống Cơ cấu tạo hình thường được tích hợpcùng với cơ cấu làm cứng thành một hệ thiết bị Có thểtạo hình rồi làm cứng hoặc ngược lại

Tạo hình trước, làm cứng sau, cơ cấu làm cứng dạng băng tải: nguyên liệu sau khi tạo hình được đặt lên băng tải,

không khí lạnh được thổi trực tiếp vào hệ thống, băng tảichuyển 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 đặt trong buồng lạnh, không gian giữacác ống cũng được thổi không khí lạnh với tốc độ cao Tuynhiên nguyên liệu không tiếp xúc trực tiếp với chất tải lạnh,ngày nay người ta sử dụng môi chất lạnh bay hơi trực tiếp ởphần không gian này, điều này giúp giảm tổn thất nhiệt vàchi phí cho quạt gió Tuy nhiên cấu tạo của buồng làm cứngdạng này phức tạp hơn, đòi hỏi độ kín nghiêm ngặt để tránhlàm thoát môi chất lạnh