Quy trình sản xuất SHORTENING

Cơng nghệ sản xuất shortening MỤC LỤC I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SHORTENING 1.NGUYÊN LIỆU 1.1 Nguyên liệu 1.1.1.Mỡ động vật (mỡ heo, mỡ bò) 1.1.2 Dầu thực vật (dầu nành,dầu bơng,cọ dừa) Nguyên liệu phụ 2.1.Chất nhũ hóa 2.1.1 Chức chất nhũ hóa 2.1.2.Các chất tạo nhũ thường sử dụng 2.2.Chất bảo quản chống oxi hóa 2.2.1.Chức chất chống oxy hóa 10 2.2.2.Các chất chống oxy hóa thường sử dụng 10 Bảng 1: Mức sử dụng tối đa chất chống oxy hóa 11 II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 12 1.Quy trình sản xuất shortening dạng rắn 12 Quy trình sản xuất shortening theo nhóm đề xuất 13 III THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 14 Hydro hóa 14 Hình 1: Tháp hidro hóa 14 Phối liệu 15 Hình 2: Bồn phối liệu 16 Bơm trộn 17 Hình 3: Bơm pittong 18 Bảng Thông số kỹ thuật bơm pittong 18 3.Làm lạnh 19 Bảng 3: Khuynh hướng tạo tinh thể số ngun liệu chất béo 20 Hình 4: Cấu tạo thiết bị làm lạnh nhanh 21 Hình 5: dạng trục gắn thiết bò làm lạnh nhanh 22 Hình 6: Thiết bò làm lạnh nhanh Kombinator 250L 22 Bảng :Thơng số kỹ thuật Kombinator 250L 24 Nhồi nhuyễn 25 Trang Cơng nghệ sản xuất shortening Bảng 5: Thông số kỹ thuật loại thiết bò quay 27 Hình 7: Thiết bò pin roto 27 Hình 8: Thiết bò nhồi nhuyễn dạng khuấy trộn 28 Hình 9: Thiết bò đồng hóa ( van đẩy) 28 5.Đóng gói 28 Ủ 29 IV SO SÁNH GIỮA QUY TRÌNH 30 Trang Cơng nghệ sản xuất shortening I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SHORTENING Ban đầu, shortening thuật ngữ để chất béo rắn tự nhiên mỡ heo, mỡ bò, bơ dùng bánh nướng Các chất béo làm bánh nướng đàn hồi tác dụng hạn chế liên kết mạng gluten bột mì trình trộn nướng Sau đó, shortening dùng để nói đến sản phẩm từ tất dầu thực vật thay mỡ heo.Trong hầu hết trường hợp, sản phẩm xem shortening chứa 100% chất béo, số trường hợp ngoại lệ puff- pastry( bánh ngọt) roll-in (cuộn lại) shortenings sản phẩm có thêm phần ẩm Hiện nay, shortening đònh nghóa sản phẩm chất béo dầu dạng bán rắn có màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, dẻo, nhiệt độ nóng chảy 40-420C Shortening nóng chảy suốt, có màu vàng nhạt, không mùi, có vò đặc trưng nguyên liệu Shortening sử dụng nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm (mì ăn liền, bánh, kẹo, snack, sản phẩm chiên…) nhờ tác dụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vò tăng khả bảo quản Shortening sản xuất từ dầu thực vật hydro hóa tồn phần hay phần chứa hàm lượng cao đồng phân acid béo dạng trans Đó sản phẩm phản ứng hidro hóa dầu, có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, ngun nhân làm tăng LDL(Low Density Lipid) máu, từ dễ gây vấn đề tim mạch Ở số nước, tác hại acid béo trans, người ta hạn chế hay cấm sử dụng sản phẩm dùng shortening.Các nghiên cứu tiếp tục nhằm giải vấn đề này.Hiện nay, để làm giảm lượng acid béo trans, người ta thường phối trộn loại dầu qua hydro hóa với loại dầu tự nhiên, sử dụng phản ứng chuyển ester việc bão hòa chất béo Tính chất shortening  Nhiệt độ nóng chảy cao (40 - 420C)  Có độ bền nhiệt, nhiệt độ trùng hợp sản phẩm cao  Có độ rắn cần thiết dẻo thích hợp  Có độ ổn đònh  Giữ số lượng glucid cấu tạo acid béo cần thiết theo quy đònh  Ít bò hôi, trở mùi, có khả nhũ hóa nhiều, thêm vào 4-6% mono diglycerid  Ít bò oxy hóa nên tăng thời gian bảo quản Trang Cơng nghệ sản xuất shortening 1.NGUYÊN LIỆU 1.1 Nguyên liệu Shortening sản phẩm dạng rắn, có số iodine thấp Nguyên liệu dùng để sản xuất shortening tất chất béo có nguồn gốc từ thực vật lẫn động vật, phổ biến dầu thực vật hydro hóa Các loại dầu dùng để sản xuất shortening thường có số axit thấp để thuận tiện cho việc hydro hóa dầu hydro hóa phần để có độ rắn dẻo thích hợp độ ổn đònh tốt để tăng thời gian sử dụng tăng mùi vò Shortening làm từ dầu thực vật hydro hóa phần chứa hàm lượng trans acid béo cao sản phẩm phản ứng hydro hóa dầu thực vật có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe Để làm giảm hàm lượng trans acid béo nên sử dụng hỗn hợp chưa hydro hóa hoàn toàn chưa hydro hóa Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng dầu bông, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng dầu dừa để sản xuất shortening Mặt khác, để tăng giá trò dinh dưỡng, người ta dùng dầu lỏng chứa nhiều acid béo chưa no trộn với dầu đặc để có hỗn hợp vừa đảm bảo yêu cầu vừa có giá trò phù hợp 1.1.1.Mỡ động vật (mỡ heo, mỡ bò) Do có chứa hàm lượng triglyceride(TG) no cao dạng rắn nhiệt độ thường nên mỡ sử dụng để sản xuất shortening Mỡ cung cấp tính dẽo cần thiết cho việc đánh khuấy nhiệt độ rộng.Tuy nhiên, mỡ dễ có mùi khơng mong muốn tượng trở mùi sau khử mùi 1.1.2 Dầu thực vật (dầu nành,dầu bơng,cọ dừa) a Dầu nành Dầu nành loại dầu dùng để sản xuất shortening, vào năm 1940 lượng dầu nành dùng để sản xuất shortening chiếm 18% nguồn nguyên liệu sản xuất shortening Sau chiến tranh giới thứ II, dầu nành trở thành nguyên liệu chiếm 48,7% , nguồn nguyên liệu sản xuất shortening Sau này, lượng dầu tiếp tục tăng lên 50% (1960) 86%( 2000) lượng dầu sản xuất shortening b Dầu Dầu phát sử dụng từ kỷ 19 Ban đầu dầu dùng để pha loãng dầu olive nhằm giảm giá thành dầu olive Với phát triển Trang Cơng nghệ sản xuất shortening kỹ thuật phương pháp tẩy màu, làm cải thiện đáng kể màu mùi dầu giúp dầu nhanh chóng ứng dụng rãi trở thành nguồn nguyên liệu để sản xuất shortening đứng sau dầu nành c Dầu cọ Dầu cọ có tính chất dễ dẻo hóa để tạo thành tinh thể ’ dạng tinh thể đặc trưng shortening nguyên liệu sản xuất shortening Mỹ 1970, 1975 đạt 16% nguồn nguyên liệu sản suất shortening Đến 1990, lượng dầu giảm xuống 1,5% nguyên liệu sản xuất shortening Nhưng ngày dầu cọ đươc sử dụng nhiều d Dầu dừa Loại dầu không sử dụng phổ biến độ dẻo thấp Hỗn hợp dầu dừa số chất béo khác có khuynh hướng tạo bọt chiên sâu, tạo mùi xà phòng bò thủy phân Tuy nhiên tính chất độ dẻo thấp dầu dừa thích hợp sử dụng bánh bích quy kẹo tạo cảm giác “get away” miệng Dầu dừa nguyên chất có tính ổn đònh cao chiên dầu có độ bão hòa cao Vì dầu dừa người Mêxico dùng phổ biến để chiên thực phẩm (1980-1981) Nhưng sau có nghiên cứu dùng dầu dừa nguyên chất chiên ảnh hưởng không tốt sức khỏe nên dầu dừa dùng sản xuất shortening Ngoài loại dầu trên, người ta sử dụng dầu bắp , dầu hướng dương hay dầu canola để sản xuất shortening Những loại sử dụng không phổ biến dầu chứa nhiếu chất béo không no cao Yêu cầu chất lượng nguyên liệu dầu dùng để sản xuất shortening  Palm stearin Acid béo tự (%): 0.08 – 0.1 Chỉ số iod: 30 – 54 Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ Nhiệt độ nóng chảy ( F): 111  Palm olein Acid béo tự (%): 0.05 Chỉ số iod: Min 56 Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ Nhiệt độ nóng chảy ( F): 82  RBD palm Acid béo tự (%): 0.05 Chỉ số iod: 50 – 55 Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ Nhiệt độ nóng chảy ( F): 100 – 108  Dầu nành hydro hóa Acid béo tự (%): 0.05 Trang Cơng nghệ sản xuất shortening Chỉ số iod: 48 Màu (Lovibon): Max 3.5 Nhiệt độ nóng chảy ( F): 96  Ngn liệu sử dụng sản xuất shortening dầu nành Dầu nành làm từ hạt đậu nành nên có chứa đạm dinh dưỡng cao chất béo bổ dưỡng: 8% nước, 5% chất vơ cơ, 15-25% glucose, ngồi có 15-20% chất béo 35-45% chất đạm ,với đủ loại amino acid cần thiết nhiều ngun tố khống chất Trong chất béo đậu nành chiết xuất qua ép nóng tinh chế Chính dầu nành tinh chế có màu vàng nhạt khơng có vị chứa 60% axit béo đa khơng bão hồ Dầu nành có tác dụng tốt cho tim mạch.Vì nguồn cung cấp chất béo khơng chứa cholesterol lý tưởng Nguồn chất béo khơng bão hòa đa (PUFA) chất béo khơng bão hòa đơn (MUFA) chất béo tốt khơng chứa cholesterol Điều giúp phòng ngừa tình trạng cặn lắng mảng bám thành mạch máu - ngun nhân gây xơ vữa động mạch bệnh mạch vành Nguyên liệu phụ Ngun liệu phụ sản xuất shortening có nhiều mục đích khác thay đổi tùy theo ứng dụng shortening đưa vào quy trình sản xuất bánh hay dùng cho sản phẩm chiên 2.1.Chất nhũ hóa Chất nhũ hóa phụ gia quan trọng sản xuất shortening Ở Mỹ, công nghiệp sản xuất thực phẩm người ta sử dụng 350 triệu pounds chất nhũ hóa/ năm Trong 90% chất nhũ hóa có nguồn gốc từ hóa học và10% lại có nguồn gốc từ tự nhiên Chất nhũ hóa chất hoạt động bề mặt, phân tử có nhóm háo nước nhóm kỵ nước 2.1.1 Chức chất nhũ hóa Chất nhũ hóa bổ sung vào shortening với nhiều mục đích khác Một số chức chất nhũ hóa:  Làm bền hệ nhũ tương: tạo liên kết nước dầu, tạo hệ nhũ tương bền giúp kéo dài thời gian bảo quản Trang Cơng nghệ sản xuất shortening  Chất chống thoái hoá tinh bột: giúp kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm nướng cách tạo phức với phân tử tinh bột  Tăng độ nở bánh: cấu trúc bánh trương nở  Tác nhân giữ khí: tạo lỗ khí bên bột nhào, lớp đường phủ bánh ngọt, lớp kem mặt bánh số sản phẩm khác  Tăng chất lượng bề mặt: làm biến đổi độ dãn protein làm cho bề mặt bánh mòn  Chất tạo độ trơn trượt: giảm độ nhớt, độ dính làm cho sản phẩm không bò dính vào dao cắt ăn  Chất phá bọt: làm giảm ngăn chặn tạo bọt thực phẩm, giúp sản phẩm trở nên bắt mắt, hấp dẫn  Màng bọc bảo quản: giúp bảo vệ sản phẩm không bò tổn thất ẩm trình bảo quản bảo vệ thành phần dễ bò oxy hóa  Điều khiển kết tinh chất béo: ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước tốc độ kết tinh chất béo  Chất mang: chất cố đònh mùi, hòa tan chất màu thành phần không tan nước  Tăng độ mềm bánh Một chất nhũ hóa có tất chức đo ta có sử dụng kết hợp nhiều chất tạo nhũ với Để chọn chất nhũ hóa sử dụng phù hợp cần xác đònh rõ mục đích sử dụng chất tạo nhũ, phương pháp chuẩn bò chất tạo nhũ, lọai hệ nhũ tương, ảnh hưởng thành phần khác sản phẩm.Có 90% chất nhũ hóa có nguồn gốc từ phản ứng tổng hợp hóa học 10% lại có nguồn gốc từ tự nhiên 2.1.2.Các chất tạo nhũ thường sử dụng  Monoglyceride (MG) diglyceride (DG) Đây chất tạo nhũ sử dụng thực phẩm.Trên thị trường,MG DG sản xuất dạng rắn ( vẩy, hạt, bột),bán rắn lỏng với hàm lượng 43%,52%,và 90%.Ngồi có loại dẫn xuất từ MG DG ester diacetyl tartaric MG, ester acid lactic MG,acetylated MG Tùy theo mục đích mà ta lựa chọn sử dụng loại cho phù hợp Trang Cơng nghệ sản xuất shortening  Ester propylene glycol(EPG) Ester propylene glycol chất tạo nhũ trung bình Ester propylene glycol ảnh hưởng đến tốc độ đánh cream, thể tích độ ổn đònh bọt Ban đầu, Ester propylene glycol sử dụng nhằm làm giảm lượng chất béo sử dụng Sau này, phát có nhiều chức tốt sản xuất bánh nướng kết hợp với mono- diglycerides Hàm lượng thường sử dụng shortening từ 2.8%-8.5% với 4%-5.5% monoglycerid  Ester sorbitan Ester sorbitan tan nước có tác dụng làm tăng độ thoáng khí, tăng khả giữ ẩm Sorbitan monoestearate chất nhũ hóa phổ biến loại Sorbitan monoestearate dạng khối rắn dạng hạt cần hòa tan nước chất béo trước sử dụng Sorbitan có tác dụng làm tăng độ thoáng khí, tăng độ láng bề mặt, khả ổn đònh, biến đổi tinh thể chất béo kết tinh Monoestearate thường dùng cream phủ lên bánh  Ester polysorbate với acid béo Polyoxyethylene sorbitan ester gọi chung polysorbate tạo từ phản ứng ester sorbitan với oxid ethylen Có loại polysorbate: polysorbate 60, polysorbate 65, polysorbate 80 lạoi sử dụng dụng với hàm lượng lớn gây vò đắng Polysorbate chất hoạt động bề mặt mạnh nên tạo hệ nhũ tương bền Polysorbate 60 thường dùng sản xuất shortening  Ester polyglycerol Ester polyglycerol tạo từ phản ứng acid béo với polyglycerol gồm đến 10 gốc monomer.Thường ứng dụng : bơ đậu phộng, áo bao kẹo ( hàm lượng 0.5%-5%), margarine ( hàm lượng 0.1%-0.5%), ức chế tạo thành tinh thể dầu salad (hàm lượng 0.02%-0.04%), lớp cream phủ bánh (hàm lượng1%-2%), bánh giúp làm giảm hàm lượng shortening sử dụng tăng thể tích bánh ( hàm lượng 1%-3%)  Ester lactated Có nhiều dạng Ester lactated sử dụng thực phẩm.Mục đích sử dụng nhằm tăng thể tích bánh, tạo cấu trúc xốp cho bánh Hai dạng sử dụng phổ biến glycerol-lacto palmitate (GLP) glycerol-lacto stearate Stearoyl lactylates sản phẩm phản ứng acid stearic acid lactic Thường sử dụng sản xuất bánh nướng, bánh quế, lớp cream phủ lên bánh  Lecithin Trang Cơng nghệ sản xuất shortening Lecithin chất nhũ hóa có nguồn gốc từ tự nhiên, tìm thấy trứng, sữa, dầu thực vật nhiều sản phẩm khác Nguồn sản xuất lecithin dầu nành Lecithin có nhiều ứng dụng sản xuất : tạo phức với protein bột mì hàm lượng (0.25%-0.6 chất khô bột mì), tạo phức với tinh bột, giảm 20%60% hàm lượng chất béo sử dụng (hàm lượng 0.25%-0.35%), chất chống dính số loại kẹo bánh, chống oxy hóa cho số loại dầu (hàm lượng 0.01%-0.25%) Lecithin chất nhạy cảm với nhiệt độ, trở nên tối, có mùi cá nhiệt độ cao 490C Trong q trình sản xuất shortening chất nhũ hóa sử dụng là: Monoglyceride (MG) diglyceride (DG) 2.2.Chất bảo quản chống oxi hóa Chất chống oxy hóa phụ gia quan trọng thứ sản xuất shortening Là loại phụ gia giúp ngăn chặn làm chậm q trình oxy hóa chất khác.Chất chống oxy hóa ngăn cảng q trình cách khử gốc tự do,kìm hãm oxy hóa cách oxy hóa chúng Q trình oxy hóa:Sự oxy hóa phản ứng hóa học,trong electron chuyển sang chất oxy hóa,có khả tạo gốc tự sinh phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật Trong sản xuất,bảo quản chế biến thực phẩm, oxy hóa chất béo ngun nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm Các chất béo chứa nhiều acid béo khơng no oleic,linoleic,linolenic, phân tử chứa nhiều nối đơi nên dễ bị oxy hóa tạo thành hydroperoxide, hợp chất tiếp tục phân giải thành sản phẩm có mùi khó chụi (mùi ơi, tanh, mùi kim loại, mùi thực phẩm cũ ) Do chất béo khơng no xem hợp chất khơng bền Trang Cơng nghệ sản xuất shortening 2.2.1.Chức chất chống oxy hóa Chất chống oxy hóa thêm vào với mục đích: tăng cường ổn đònh sản phẩm hạn chế loại bỏ trình oxy hóa, bảo tồn giá trò dinh dưỡng giá trò cảm quan màu, mùi Dù phản ứng oxy hóa thuộc loại đời sống ngăn chặn nó, chẳng hạn động thực vật trì hệ thống nhiều loại chất chống oxy hóa glutathione, vitamin C, vitamin E, enzyme catalase, superoxide dismutase.Chất chống oxy hóa yếu hay gọi chất ức chế phá hủy tế bào Có hai kiểu phản ứng oxy hóa khơng no:  Phản ứng tự oxy hóa  Phản ứng oxy hố tác dụng enzyme lipoxygenase: số enzyme có khả xúc tác phản ứng tạo sản phẩm trung gian,góp phần thúc đẩy q trình oxy hóa chất béo diễn nhanh Cơ chế phản ứng oxy hóa chất béo Bao gồm giai đoạn: khởi tạo, lan truyền, kết thúc  Khởi tạo:sự tạo thành gốc tự peroxy,alkoxy,alkyl RH R’ + H’ RCOOH + M3+ ROO’ + H’ + M2+ RCOOH + M2+ ROO’ + H + M3+ 2RCOOH RO’ + ROO’ + H2O  Lan truyền: tạo sản phẩm trung gian monohydroxyperoxide khơng mùi, khơng vị R’ + O2 ROO’ ROO’ + RH RCOOH + R’ RO’ + RH ROH + R’  Kết thúc phản ứng: tạo thành hợp chất alkan alken phân tử lượng thấp , dễ bay elthan, pentan: hợp chất carbonyl (aldehyde,ceton) gây mùi cho thực phẩm R’ + R’ 2R R’ + ROO’ ROO’ + ROO’ ROOR ROOR + O2 2.2.2.Các chất chống oxy hóa thường sử dụng  BHA (Butylated hydroxyanisole) Dạng bột màu trắng, điểm nóng chảy thấp, tan tốt dầu, bền nhiệt, có mùi phenol nên sử dụng liều lượng nhỏ không làm sản phẩm có mùi lạ Trang 10 Cơng nghệ sản xuất shortening Bơm trộn Mục đích:hồn thiện  Qúa trình đưa hỗn hợp chất béo từ bồn phối trộn vào thiết bò kết tinh chất béo nạp khí N2 vào hỗn hợp chất béo  Khí N2 bơm vào nhằm tạo cho sản phẩm có màu trắng, bề mặt sáng bóng, dễ bao gói, tăng tính đồng thể tích cho sản phẩm, làm giảm hàm lượng calo chất béo hấp thu lần ăn shortening Biến đổi:  Vật lý: nhiệt độ hỗn hợp tăng bơm trộn  Hóa lý: phân bố pha khí N2 vào hỗn hợp nhũ tương Tiến hành: Sau hỗn hợp chất béo phối liệu xong, chúng bò bơm qua thiết bò trao đổi nhiệt để làm lạnh Trên đường hút bơm, khí N2 bơm vào với hàm lượng khác tùy thuộc vào loại shortening sản xuất Shortening làm hoàn toàn từ dầu thực vật hàm lượng N2 bơm vào khoảng 13%  1% Shortening làm từ hỗn hợp chất béo từ dầu thực vật mỡ động vật hàm lượng N2 bơm vào 18% - 25% Thiết bò: Thiết bò sử dụng bơm bánh bơm pittong với trang bò thiết bò nạp khí N2 Bơm pittong  Ưu điểm  Đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh: thiết bò thỏa mãn tất yêu cầu nghiêm khăùc vệ sinh thực phẩm Tất phận tiếp xúc với thực phẩm bao bọc thép không gỉ AISI316  Độ ồn thấp: bơm đặt bệ đỡ có khả chống rung động Động bảo vệ lớp bao bọc thép không gỉ giúp cô lập tiếng ồn đến mức thấp  Vận hành đơn giản dễ bảo dưỡng Trang 17 Cơng nghệ sản xuất shortening Hình 3: Bơm pittong Ngun lý hoạt động bơm pittong: Khi pittong di chuyển từ vị trí B2 đến vị trí B1, thể tích buồng làm việc tăng dần, áp suất P giảm nhỏ áp suất mặt thống bình chứa chất lỏng Pa(P < Pa) Do chất lỏng từ bể chứa dâng lên vào ống hút, qua van hút vào khoang làm việc bơm, lúc van đẩy bơm trạng thái đóng 3Khi pittong chuyển động từ vị trí B2 đến B1 máy bơm thực q trình hút lúc pittong dừng lại vị trí B1thì q trình hút kết thúc.Sau pison đổichuyển động ngược từ B1đến B2 Thể tích buồng làm việc giảm dần, áp suất chất lỏng tăng lên, van hút đóng lại van đẩy mở Chất lỏng ép lên van đẩy theo ống đẩy ngồi Q trình gọi q trình đẩy Q trình hút đẩy củabơm xen kẽ Một q trình hút đẩy gọi chu kỳ làm việc máy bơm pittong Bảng Thông số kỹ thuật bơm pittong Loại Năng suất tần số 50Hz (ltr/h) - bánh - bánh - bánh Vận tốc (rpm) - bánh - bánh - bánh Năng suất tần số 80 Hz (ltr/h) - bánh - bánh - bánh Motor(kW) p suất làm việc (bar) p suất thiết kế( bar) Độ ồn(dB) Đường kính pittong(mm) P-3-10/35 P-3-15/35 P-3-55/80 P-3-68/80 P-3-68/100 115 255 2475 3600 2900 4200 4795 7000 10625 265 265 75 109 75 109 17 111 171 175 380 3960 5760 4640 6720 1.5 120 160 76 10 1.5 120 160 76 15 11-22 120 160 76 55 11-22 120 160 76 60 7670 11200 17000 18.5-55 120 160 76 68 Trang 18 Cơng nghệ sản xuất shortening Đường hút(mm) Đường đẩy(mm) Van Trọng lượng (kg) 25 12/25 Hình nón/bi 140 25 12/25 Hình nón/bi 140 76.1 32/44.5 Hình nón/bi 1300 76.1 32/44.5 Hình nón/bi 1400 76.1 32/44.5 Hình nón/bi 1800 3.Làm lạnh Mục đích:hồn thiện Q trình làm giảm nhanh nhiệt độ hỗn hợp hệ nhũ tương đến nhiệt độ kết tinh làm cho hệ nhũ tương đông đặc nhanh, tăng độ mòn bóng cho sản phẩm Biến đổi:  Vật lý : nhiệt độ hệ nhũ tương giảm, độ đặc tăng  Hóa học : biến đổi đáng kể  Hoá lý : xảy tượng chất béo kết tinh làm hỗn hợp chuyển từ pha lỏng sang dạng bán rắn Tiến hành: Làm lạnh hỗn hợp chất béo: Hỗn hợp chất béo sau nạp khí N2 bơm vào thiết bò trao đổi nhiệt Hỗn hợp chất béo vào khoảng không gian trục quay vỏ áo làm lạnh bên Khi hỗn hợp nhũ tương tiếp xúc với bề mặt làm lạnh, tác nhân lạnh lấy nhiệt hỗn hợp nhũ tương làm nhiệt độ hỗn hợp giảm nhanh đến nhiệt độ kết tinh chất chéo, phân tử chất béo nhanh chóng kết tinh bám bề mặt truyền nhiệt Sau hệ thống dao cạo thiết bò cạo lớp chất béo kết tinh Quá trình kết tinh chất béo cạo chất béo kết tinh tiếp tục lặp lặp lại hỗn hợp đạt trạng kết tinh nửa hỗn hợp đưa qua thiết bò nhồi nhuyễn để hoàn thành trình kết tinh Sự kết tinh chất béo: Trong trình làm lạnh, chất béo có khuynh hướng kết tinh tạo nhiều dạng tinh thể khác với điểm nóng chảy khác Ba dạng tinh thể chất béo kết tinh , , ’ chuyển hóa tinh thể diễn theo thứ tự  ’  Sự chuyển hóa từ dạng tinh thể sang tinh thể diễn trạng thái rắn mà không cần qua nóng chảy Khi làm lạnh hỗn hợp nóng chảy, tinh thể  hình thành tinh thể không bền Sau tác dụng trình làm lạnh nhào trộn tinh thể  bắt đầu chuyển hóa thành tinh thể tinh thể ’, dạng ’sẽ chuyển hóa chậm thành dạng  thời gian trình bảo quản sản phẩm kéo Trang 19 Cơng nghệ sản xuất shortening dài sản phẩm chưa đạt trạng thái ổn đònh tinh thể ’ Trong  có điểm nóng chảy cao ’ Đối với sản phẩm shortening dạng bán rắn dẻo chất béo tồn dạng ’thích hợp cấu trúc nhỏ, dễ chảy lỏng cho vào miệng, tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm, tăng khả giữ khí, tăng khả đánh cream Nếu sản phẩm shortening có chứa nhiều tinh thể dạng  làm cho bề mặt sản phẩm bò lợn cợn, giữ khí Vì người ta mong muốn lựa chọn dầu đem phối trộn cho tinh thể ’ hình thành nhiều Trong shortening lỏng lại mong muốn chất béo kết tinh nhiều dạng  có kích thước tinh thể lớn nên dễ tạo dạng huyền phù đặc trưng cho loại sản phẩm Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình kết tinh chất béo: Loại chất béo:chất béo có hàm lượng acid palmitic thấp ( nhỏ 10%) có khuynh hướng tạo tinh thể β khơng làm lạnh nhanh.Ngược lại chất béo có hàm lượng acid palmitic cao tạo tinh thể β’ Ngồi vị trí acid palmitic phân tử triglyceride củng ảnh hưởng đến dạng tinh thể kết tinh.Do để tạo nhiều tinh thể β mong muốn shortening, ta phải gây sốc lạnh sau nhào trộn mạnh để tinh thể α chuyển hóa thành tinh thể β Việc tăng hàm lượng palm stearin giảm hàm lượng palm olein hỗn hợp chất béo làm giảm thời gian kết tinh Khi hàm lượng palm stearin chiếm 17% thời gian kết tinh 15 phút Nếu hàm lượng palm stearin tăng lên 22% 27% thời gian kết tinh giảm 13,5 phút 12 phút Tốc độ kết tinh chất béo phụ thuộc vào hàm lượng trans acid béo, hàm lượng trans acid béo cao tốc độ kết tinh tăng Bảng 3: Khuynh hướng tạo tinh thể số ngun liệu chất béo Khuynh hướng tạo tinh thể β Dầu canola Bơ ca cao Dầu bắp Mỡ heo Dầu nành Dầu hướng dương Khuynh hướng tạo tinh thểβ’ Chất béo sữa Dầu dừa Dầu từ hạt bong Chất béo từ mỡ heo qua biến đổi Dầu cọ Mỡ heo Trang 20 Cơng nghệ sản xuất shortening Chế độ làm lạnh: Tốc độ làm lạnh định đến kích thước tinh thể kết tinh Tốc độ làm lạnh tăng tạo tinh thể β’ nhiều Tốc độ m lạnh tăng tạo tinh thể β’ nhiều Tốc độ kết tinh chậm làm tăng hình thành tinh thể có kích thước lớn Với cơng thức phối trộn khác cho thành phần chất béo khác nhau, nhiệt độ kết tinh khác – Shortening sản xuất từ dầu thực vật làm lạnh 15,6 – 18,3oC – Shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật mỡ động vật làm lạnh 21,1 – 23,9oC Thiết bò Thiết bò thường sử dụng để kết tinh chất béo thết bò trao đổi nhiệt bề mặt (scraped surface heat exchanger) Đây thiết bò trao đổi nhiệt lỏng-lỏng có phận quay cánh quét để quét sách tinh thể kết tinh bề mặt trao đổi nhiệt Cấu tạo thiết bò: thiết bò làm thép không rỉ, gồm ống hình trụ nằm ngang đặt lồng vào Mặt thân ống hình trụ lớn lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh (amoniac freon), lớp bọc cách nhiệt, lớp bao thép không gỉ Dao gạt gắn với motor, quay quanh trục, cào lớp dầu đặc bám thành thiết bò điều làm tăng khả trao đổi nhiệt đồng thời hòa trộn thành phẩm Hình 4: Cấu tạo thiết bị làm lạnh nhanh Tùy loại sản phẩm sản xuất mà hai ống hình trụ đặt đồng trục, không đồng trục ống trụ lớn có mặt cắt hình oval  Dạng đặt đồng trục: dạng dùng phổ biến sản xuất  Dạng đặt không đồng trục: áp dụng để sản xuất dản phẩm có độ nhớt dính Cách đặt làm tăng khả đảo trộn , hạn chế dòch chuyển theo khối giúp sản phẩm đồng Trang 21 Cơng nghệ sản xuất shortening  Dạng ống lớn hình oval: loại áp dụng cho sản phẩm cực nhớt để hạn chế tượng chảy xối Việc lắp thêm cặp dao giúp cân lực bên bảo vệ trục không bò lệch Đồng trục Không đồng trục Dạng oval Hình 5: dạng trục gắn thiết bò làm lạnh nhanh Thiết bị Kombinator 250L Thiết bò thường dùng để sản xuất với quy mô sản xuất lớn sản xuất sản phẩm có độ nhớt cao margarine, shortening… Thiết bò vừa sử dụng cho trùng vừa làm lạnh sản phẩm Hình 6: Thiết bò làm lạnh nhanh Kombinator 250L Nguyên tắc hoạt động hệ thống lạnhï: Tác nhân lạnh lỏng từ bình chứa cao áp, qua van tiết lưu vào phần vỏ áo, bay thu nhiệt làm lạnh dầu Phần tác nhân lạnh qua bình tách lỏng quay máy nén nén lên áp suất cao, ngưng tụ thành lỏng thiết bò ngưng tụ chảy bình chứa cao áp tiếp tục tuần hoàn hệ thống Thông số q trình Nhiệt độ thiết bò làm lạnh: Shortening lỏng: 280C Pastry shortening: 180C Shortening đa năng:180C Thời gian làm lạnh : phút Trang 22 Cơng nghệ sản xuất shortening Ưu điểm thiết bị:  Tính bền lâu:hoàn toàn cách nhiệt, bề mặt xy lanh mạ lớp vật liệu chống ăn mòn chống rỉ hợp kim màu gồm 20-65% coban, 11-32% crom, 2-5% vonfram  Thiết kế phù hợp: cho phép mở rộng suất thiết bò với việc tăng số ống làm lạnh mà không tăng thêm diện tích sàn ta đặt thêm đỉnh thiết bò  -Khả trao đổi nhiệt lớn: xy lanh phủ nhiều lớp crom xy lanh gấp nếp bên giúp làm tăng bề mặt truyền nhiệt  Hiệu suất cao: nhiệt độ xy lanh điều khiển tự động, trục quay khác có motor bánh diều khiển Để giảm diện tích sản thiết bò quy đặt đỉnh Kombinator  Dễ vệ sinh bảo dưỡng: phận tháp rời cách dễ dàng  Hệ thống dao: dao Turbo loại dao khác làm liên tục bề mặt xylanh Đặc diểm kỹ thuật chung  Năng suất: nhiều suất phù hợp cho quy mô sản xuất khác  Bề mặt trao đổi nhiệt:1.5m2/ ống làm lạnh  Vật liệu:các phần tiếp xúc với sản phẩm làm thép không rỉ AISI 304/316 Các ống làm lạnh mạ crom ống gia nhiệt làm thép không rỉ  p suất làm việc: 75 bar  Hệ thống dao :dao Turbo  Chiều rộng hình vành khuyên sản phẩm đi:11mm  Tốc độ quay dao: 250 vòng/ phút  Tác nhân làm lạnh/ gia nhiệt: NH3, Freon, nước lạnh, nước muối, glycol/ nước, nước nóng Trang 23 Cơng nghệ sản xuất shortening Bảng :Thơng số kỹ thuật Kombinator 250L Loại Năng suất(kg/h) Số lượng mạch tác nhân lạnh Số ống làm lạnh mạch tác nhân lạnh Motor Số lượng hộp bánh Bề mặt truyền nhiệt(m2) Chiều rộng hình vành khuyên(mm) Năng suất NH3(kW) 200C p suất làm việc tác nhân lạnh 400C(bar) p suất làm việc sản phẩm(bar) Nhiệt độ làm việc(0C) Đường kính/ chiều dài ống làm lạnh (mm) Thể tích sản phẩm ống( ltr) Hệ thống dao Số hàng dao Tốc độ quay dao Đường kính ống sản phẩm vào/ra (mm) Năng suất nước gia nhiệt(kW) 250L-A 4500 250L-2A 9000 250L-3A 13500 250L-4A 18000 250L-5A 22000 250L-6A 27000 1 1 1 30 22+37 18.5+30 18.5+22 18.5+22+30 18.5+22+22 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 11 11 11 11 11 11 114/127 176/228/254 264/342/381 352/456/508 440/570/635 528/684/762 17/22 17/22 17/22 17/22 17/22 17/22 75/120 75/120 75/120 75/120 75/120 75/120 -30 -30 -30 -30 -30 -30 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 19 19 19 19 19 19 Turbo 250 Turbo 250 Turbo 250 turbo 250 turbo 250 Turbo 250 DN50 DN50 DN50 DN50 DN50/65 DN50/65 29 39 49 59 69 79 Trang 24 Cơng nghệ sản xuất shortening Bơm vận chuyển nước(kW) Trọng lượng (kg) 0.37 0.37 0.37 0.37 20.37 20.37 2100 4300 6400 8500 10600 12800 Nhồi nhuyễn Mục đích:hồn thiện Hoàn thiện: đảm bảo chắn tinh thể  chuyển hoàn toàn thành tinh thể  Phá vỡ tinh thể không đồng thành tinh thể đồng nhất, nhồi nén tạo độ chặt  tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Các sản phẩm không qua trình nhồi nhuyễn có độ đặc cứng cao có tính dẻo thấp nề mặt sản phẩm không trơn bóng đồng Khi trình nhồi nhuyễn, tinh thể tập hợp lại với tạo mạ ng lưới tinh thể lớn cứng Vì để đạt tính dẻo cần thiết cho shortening, ta cần thực trình nhồi nhuyễn Biến đổi  Vật lí : tính chất lí: độ chặt, độ dẻo tăng, nhiệt độ tăng ít, số tinh thể có kích thước lớn bò phá vỡ thành tinh thể nhỏ  Hóa học : biến đổi đáng kể  Hóa lý: tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Tiến hành: Hỗn hợp chất béo sau làm lạnh đưa qua hệ thống thiết bò nhồi nhuyễn Nhiệt độ sản phẩm lúc khoảng 180C Đầu tiên, hỗn hợp qua thiết bò nhào trộn, hỗn hợp bò nhào trộn nhồi nén Dưới tác dụng nhào trộn, lượng nhiệt tiềm ẩn lại sau kết tinh thoát hết tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Sau tác dụng nhồi nén giúp phá vỡ tinh thể lớn thành tinh thể nhỏ tạo độ chặt đònh cho sản phẩm Sau khỏi thiết bò nhào trộn nhiệt độ hỗn hợp tăng 2-30C tủy theo loại dầu nguyên liệu sử dụng Tiếp theo hỗn hợp đưa qua van đẩy thiết bò đồng hóa trước vào máy rót Tại đây, hỗn hợp tiếp tục bò nhồi nén, giúp xếp lại tinh thể hỗn hợp làm cho hỗn hợp trở nên đồng chặt đồng thời phân phối khí N2 shortening Trang 25 Cơng nghệ sản xuất shortening Thiết bò  Thiết bò nhào trộn Thường sử dụng loại thiết bò : thiết bò agitated holding unit thiết bò quay( pin roto machine) Thiết bò xylanh kín với hình trụ gắn cố đònh trục quay xylanh Các gắn xen kẽ với theo hình xoắn ốc dọc theo trục quay  Thiết bò quay ( pin roto machine) Thiết bò quay giữ vai trò quan trọng sản xuất sản phẩm shortening, góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm tạo sản phẩm có độ chặt khác Thiết bò thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc áp suất cao lẫn áp suất thấp với nhiều tốc độ khác cho phép tạo sản phẩm đạt độ đặc tinh thể kết tinh mong muốn.Thiết bị cho phép điều chỉnh nhiều mức độ thời gian nhào trộn khác ,do thay đổi nguồn ngun liệu dầu mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Ưu điểm thiết bò  Tính linh hoạt: Có thể điều chỉnh nhiều mức độ thời gian nhào khác đo thích nghi thay đổi nguồn nguyên liệu dầu có sẵn nguyên liệu khác thay đổi nguyên liệu theo yêu cầu thò trường giúp thuận lợi giá thành nguồn nguyên liệu thay đổi mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Sản xuất nhiều loại shortening khác với với điều kiện áp suất vận tốc khác  Dễ vệ sinh thiết bò: tất phần tiếp xúc thiết bò với sản phẩm làm từ thép không gỉ AISI 316  Dễ bảo dưỡng: dễ dàng thay phận bò hư bảo dưỡng Các phận chuyển động làm vật liệu đặc biệt đảm bảo làm việc thời gian dài  Ít chiếm không gian: ta đặt ba xy lanh giá đỡ chung Ngoài ta gắn thiết bò quay thiết bò làm lanh Perfector, Kombinator, Consistator Đặc điểm kỹ thuật chung  Áp suất thiết kế: 75- 120 bar  Motor: phụ thuộc vào thể tích xy lanh Trang 26 Cơng nghệ sản xuất shortening  Vận tốc trục quay: 50 – 600 vòng/phút  Nước gia nhiệt (kW) : phụ thuộc vào số lượng xy lanh  Bơm luân chuyển nước (water circulation pump): 0.25 kW  Vật liệu: phần tiếp xúc với sản phẩm làm thép không rỉ AISI 316 Bộ phận trượt làm từ cacbua tungsten Bảng 5: Thông số kỹ thuật loại thiết bò quay Loại thiết bò Áp suất thiết kế(bar) Thể tích xy lanh(ltr) Nước gia nhiệt(1-2xy lanh) kW Nước gia nhiệt (3 xy lanh) kW Bơm vận chuyển nước(kW) Motor bánh (kW) Frequency inverter (kW) Tốc độ quay (vòng/phút) Cảm ứng nhiệt độ Pt-100 Trọng lượng (kg) 15 ltr 120 15 7.5 30 ltr 120 30 7.5 50 ltr 120 50 7.5 80 ltr 120 90 7.5 100 ltr 120 100 7.5 170 ltr 75 170 240 ltr 75 240 12 15 15 29 45 0.25 *** 0.25 0.25 0.25 *** *** 7.5* 7.5 300-1500 180 7.5-11 7.5-11 50-300 330-340 7.5* 7.5 50-300 895 11* 11 50-300 1055 11* 11 50-300 1125 18.5 18.5 15-180 840 22 22 15-180 980 Hình 7: Thiết bò pin roto Agitated Holding unit( thiết bị nhồi nhuyễn dạng phối trộn) Thiết bò dạng hình trụ nằm ngang làm vật liệu thép không rỉ Bên thân thiết bò có gắn chắn, trục quay với cánh gá Trang 27 Cơng nghệ sản xuất shortening Hình 8: Thiết bò nhồi nhuyễn dạng khuấy trộn  Thiết bị đồng hóa ( van đẩy) Hình 9: Thiết bò đồng hóa ( van đẩy) Mục đích: xếp lại tinh thể tạo bề mặt mòn cho sản phẩm phân phối lỗ khí bên ( khí N2) Thông số q trình: – Nhiệt độ thiết bò nhào trộn – Nhiệt độ thiết bò nhào trộn thường cao nhiệt độ làm lạnh 20C – Thời gian nhào trộn: – Shortening lỏng: phút – Pastry shortening shortening đa năng: phút – Tốc độ nhào trộn: 125rpm 5.Đóng gói Mục đích: hoàn thiện bảo quản  Hoàn thiện : tạo hình cho sản phẩm  Bảo quản : chống thấm khí oxi, nước, cho sản phẩm Tuỳ theo nhu cầu thò trường thò hiếu khách hàng , shortening bao gói giấy nhôm, hộp nhựa… với nhiều hình dạng, kích cỡ Trang 28 Cơng nghệ sản xuất shortening Biến đổi:  Vật lý, hóa học, hóa lý:không có biến đổi  Cảm quan: tăng giá trò cảm quan người tiêu dùng nhờ bao gói Tiến hành: sản phẩm đươc đưa qua thiết đóng bao bì, sản phẩm rót vào bao bì đóng bao bì Thiết bò : giàn máy đóng hộp Nhiệt độ sản phẩm rót vào bao bì thường tăng 10C Ủ Mục đích: hồn thiện Qúa trình ủ tạo điều kiện cho shortening rắn bền khoảng nhiệt độ rộng trình bảo quản sau giữ độ đặc trở lại nhiệt độ sử dụng shortening 21,1 - 23,90C Quá trình làm tăng tính dẻo shortening giúp shortening tăng khả tạo cream, khả làm tăng thể tích bánh chất lượng cảm quan cho sản phẩm bánh nướng Ngoài ra, ủ có tác dụng ngăn chặn chuyển hóa từ dạng tinh thể  sang dạng ’ Biến đổi  Vật lý: độ dẻo tăng  Hóa học: biến đổi  Hóa lý: số tinh thể bò nóng chảy kết tinh lại thành dạng bền Tiến hành: Sản phẩm sau bao gói xếp lên pallet đưa vào phòng ủ Tại shortening giữ nhiệt độ ổn đònh để ổn đònh tinh thể shortening Các điều kiện ủû phụ thuộc vào loại sản phẩm để điều khiển độ đặc dẻo hóa sản phẩm chất béo Shortening dạng bán rắn dẻo cần độ đặc dẻo phải ủ luyện 40 trạng thái tónh nhiệt độ cao nhiệt độ rót sản phẩm sau bao gói Trong suốt trình ủ, tinh thể chuyển hóa thành dạng tinh thể thường tồn điều kiện bảo quản bình thường sau sản xuất Thông thường trình ủ giữ 29,40C 24 đến 72 chuyển hóa hoàn toàn thành dạng tinh thể bền Trong trình ủ, hỗn hợp cấu tử có nhiệt độ nóng chảy cao thấp chất béo rắn trải qua chuyển hóa cấu tử có nhiệt nóng chảy thấp nóng Trang 29 Cơng nghệ sản xuất shortening chảy sau kết tinh lại thành dạng có nhiệt độ nóng chảy cao bền Hai yếu tố quan trong ủ nhiệt độ thời gian Thời gian ủ phụ thuộc vào thành phần sản phẩm kích thước bao gói Trong suốt trình ủ, nhiệt trao đổi phải xua tan nhanh chóng để tránh làm tan chảy lại số tinh th ể làm lạnh từ từ điều kiện bảo quản bình thường tạo khuynh hướng làm tăng chuyển hóa tinh thể sang dạng  không bền Ngoài ta ủ cách dùng lượng vi sóng khoảng thời gian ngắn từ 0,25 đến 10 phút Thông thường trình thực 3539,40C phút Thông số q trình – Nhiệt độ ủ: 26,70C 48 IV SO SÁNH GIỮA QUY TRÌNH Quy trình sản xuất shortening dự kiến thêm q trình lọc Mục đích:khai thác hồn thiện Khai thác: q trình lọc nhằm mục đích tách bỏ tạp chất hỗn hợp Hồn thiện: q trình lọc giúp cải thiện số tiêu chất lượng sản phẩm Biến đổi: Vật lý: Khi lọc hỗn hợp chất béo ,chúng ta thu dịch lọc cặn lọc Một số tiêu dịch lọc thay đổi so với hỗn hợp chất béo ban đầu tỉ trọng, độ Hóa học: q trình lọc khơng gây biến đổi hóa học hỗn hợp chất béo Tuy nhiên, thực q trình lọc nhiệt độ cao điều kiện tiếp xúc với khơng khí cấu tử ngun liệu bị biến đổi tương tác với tạo số hợp chất hóa học Hóa lý: q trình lọc hỗn hợp chất béo phân riêng hai pha lỏng rắn Thơng thường khơng xảy chuyển pha q trình lọc Tiến hành: Hỗn hợp chất béo sau phối trộn chuyển vào thiết bị lọc qua lưới lọc, cặn lọc lắng lưới lọc, phần dịch lọc chui qua lưới lọc để vào ống dẫn ngồi  Thêm q trình lọc vào sau q trình phối trộn để giúp lọc hỗn hợp khỏi tạp chất khơng mong muốn có sản phẩm Ưu điểm : giúp hỗn hợp hạn chế vsv gây hại thành phần khơng mong muốn sản phẩm, chất lượng sản phẩm tốt Nhược điểm : tốn thời gian , tốn lượng , tổn thất ngun liệu,tốn chi phí Trang 30 Cơng nghệ sản xuất shortening Trang 31 ... mg/kg, khơng vượt q giới hạn chất Trang 11 Cơng nghệ sản xuất shortening II .QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 1 .Quy trình sản xuất shortening dạng rắn Dầu tinh luyện Hidro hóa Chất phụ... thường trình thực 3539,40C phút Thông số q trình – Nhiệt độ ủ: 26,70C 48 IV SO SÁNH GIỮA QUY TRÌNH Quy trình sản xuất shortening dự kiến thêm q trình lọc Mục đích:khai thác hồn thiện Khai thác: q trình. .. 250L Thiết bò thường dùng để sản xuất với quy mô sản xuất lớn sản xuất sản phẩm có độ nhớt cao margarine, shortening Thiết bò vừa sử dụng cho trùng vừa làm lạnh sản phẩm Hình 6: Thiết bò làm