TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING

CHƯƠNG 1: 3TỔNG QUAN VỀ SHORTENING31.1. Giới thiệu chung về shortening31.1.1. Lịch sử phát triển của shortening31.1.2.Tính chất của shortening51.2. Nguyên liệu61.2.1. Nguyên liệu chính61.2.1.6.Yêu cầu chất lượng của nguyên liệu dầu dùng để sản xuất shortening91.2.2. Nguyên liệu phụ91.3. Phân loại shortening131.3.1.Phân loại theo cấu trúc141.3.2.Phân loại theo mục đích sử dụng161.4. Chỉ tiêu chung cho sản phẩm shortening20CHƯƠNG 2: 22QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING222.1. Một số quy trình công nghệ sản xuất shortening222.1.1.Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn222.1.2. Quy trình sản xuất shortening dạng lỏng (liquid shortening)232.2. Thuyết minh quy trình công nghệ252.2.1.Phối liệu252.2.2.Bơm trộn272.2.3.Làm lạnh282.2.4. Nhồi nhuyễn372.2.5. Đóng gói412.2.6. Ủ412.2.7. Nóng chảy lại43CHƯƠNG 3:44TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT – NĂNG LƯỢNG443.1. Tính cân bằng vật chất443.2. Tính cấp nhiệt463.3. Cấp hơi và cấp nước473.4. Tính cấp điện473.5. Tính số công nhân làm việc48KẾT LUẬN49TAØI LIEÄU THAM KHAÛO50 CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ SHORTENING1.1. Giới thiệu chung về shortening 1.1.1. Lịch sử phát triển của shorteningBan đầu, shortening là thuật ngữ để chỉ các chất béo rắn trong tự nhiên như mỡ heo, mỡ bò, bơ dùng trong bánh nướng. Các chất béo này làm bánh nướng đàn hồi do tác dụng hạn chế các liên kết của mạng gluten bột mì trong quá trình trộn và nướng. Sau đó, shortening được dùng để nói đến các sản phẩm từ tất cả dầu thực vật có thể thay thế mỡ heo.Trong hầu hết trường hợp, những sản phẩm được xem là shortening sẽ chứa 100% chất béo, nhưng một số trường hợp ngoại lệ như trong puff pastry và rollin shortenings thì sản phẩm có thêm một phần ẩm nữa. Hiện nay, shortening được định nghĩa là sản phẩm chất béo hoặc dầu ở dạng bán rắn có màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, dẻo, nhiệt độ nóng chảy 40420C. Shortening nóng chảy trong suốt, có màu vàng nhạt, không mùi, có vị đặc trưng của nguyên liệu. Shortening được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm (mì ăn liền, bánh, kẹo, snack, các sản phẩm chiên…) nhờ tác dụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vị và tăng khả năng bảo quản.Shortening ra đời là kết quả của sự kết hợp của sự phát triển khoa học kỹ thuật, kinh tế và sự nỗ lực cạnh tranh. Trong suốt nửa thế kỷ 19, do giá thành của bơ cao, các nhà kỹ thuật đã tiến hành nghiên cứu để tìm ra một sản phẩm thay thế bơ. Sản phẩm đầu tiên được chấp nhận để thay thế bơ được một nhà hóa học người Pháp Mege Mouries tạo ra 1869. Trong những ngày đầu, mỡ heo và mỡ bò được sử dụng làm nguyên liệu chính để sản xuất shortening vì chúng có nhiều tính chất thuận lợi cho quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm có độ đặc mong muốn. Đến nửa cuối thế kỷ 19, khi yêu cầu sử dụng chất béo của thế giới tăng lên, hàng hoạt các cải tiến mới được đưa ra nhằm phát triển nguồn nguyên liệu thay thế mỡ heo. Năm 1873, một người Mỹ, Roudebush, đã đưa ra một công thức nguyên liệu thay thế. Ông sử dụng hỗn hợp chất béo nóng chảy của mỡ bò và dầu bông đánh với sữa tươi hoặc với kem để thay thế mỡ heo. Sau đó, phát minh này được công ty sữa Mỹ mua bản quyền và bắt đầu sản xuất shortening ở Mỹ. Khi shortening phát triển, giới hạn áp dụng ban đầu là chỉ dùng trong bánh nướng. Từ 1873, sản xuất shortening được phát triển nhanh chóng ở Mỹ và shortening được sử dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng khác ngoài bánh nướng. Cuối thế kỷ 19, các kỹ thuật tinh luyện chất béo và dầu được phát triển mạnh và các nguồn nguyên liệu dầu thô khác bắt đầu được sử dụng như dầu bông, dầu bắp, dầu dừa, dầu nành, dầu cọ. Năm 1903, Norman đã phát minh ra kỹ thuật hydro hóa dầu. Năm 1911, công ty Procter và Gamble đã sản xuất sản phẩm shortening từ phương pháp hydro hóa đầu tiên và đưa ra thị trường với thương hiệu Crisco. Sau đó, phương pháp hydro hóa được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất shortening và margarine.Bảng 1.1:Tình hình sử dụng shortening trên thế giới (triệu pounds)NămShortening198919906,388.3199019916,510.0199119926,203.5199219936,573.3199319946,351.4199419956,991.4199519966,973.0199619977,470.5199719987,745.7199819998,157.1199920008,458.9200020019,195.7200120028,954.4200220038,195.6200320048,724.2200420058,321.3 1.1.2.Tính chất của shorteningĐộ cứng là một trong những tính chất quan trọng của shortening. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng của shortening là tỷ số thể tích giữa pha lỏngpha rắn và tính chất pha rắn. Tỷ lệ pha rắn càng lớn thì khả năng các phân tử dễ đến gần nhau và kết dính với nhau làm cho sản phẩm càng cứng. Đối với shortening, yêu cầu giới hạn trên của pha rắn chiếm xấp xỉ 52% thể tích, giới hạn dưới thì dao động trong một khoảng rộng tùy thuộc vào kích thước phân tử và đặc tính của từng loại dầu , khoảng dao động chung thường 525%. Mỗi loại dầu khác nhau sẽ có thành phần triglyceride khác nhau. Thành phần triglyceride và phương pháp hóa rắn sẽ quyết định tạo ra những dạng tinh thể khác nhau và liên kết giữa các tinh thể với nhau. Khi shortening chứa một lượng lớn triglyceride có khuynh hướng tạo ra tinh thể ’ bền thì toàn bộ chất béo khi kết tinh sẽ kết tinh ’.Mạng tinh thể hình thành bởi dạng  thì lực liên kết giữa các tinh thể lớn nên sản phẩm sẽ rất cứng. Khi chịu tác dụng của một lực thì một vài liên kết trong mạng sẽ bị phá hủy và không thể tái thiết lập lại liên kết đó, vì vậy mà sản phẩm thường bị chảy dầu ra ngoài. Trong khi đó, với mạng tinh thể ’ sẽ có tính dẻo và các liên kết sẽ tái thiết lập lại được khi các liên kết này bị bẽ gãy do đó trong shortening luôn có nhiều liên kết giúp giữ pha lỏng bên trong nên không xảy ra hiện tượng rỉ dầu. Mạng chứa các tinh thể càng nhỏ thì càng ổn định được các thành phần khí và lỏng trong hỗn hợp hơn là các tinh thể lớn.Ngoài độ cứng, tính chất bề mặt cũng là một tính chất quan trọng của shortening. Thành phần chất béo rắn trong hỗn hợp chất béo là một yếu tố chính quyết định tính chất bề mặt của chất béo nhưng hình dạng tinh thể chất béo kết tinh và liên kết của các tinh thể trong mạng tinh thể cũng quyết định tính chất cơ học của chất béo.Shortening thường chứa nhiều trans acid béo, một sản phẩm đồng phân sinh ra chủ yếu do hydro hóa dầu mỡ, ứng dụng chính để sản xuất shortening (trong tự nhiên hầu hết các acid béo ở dạng cis). Các khuyến cáo đầu tiên nói về tác dụng không tốt của acid trans xuất hiện từ thập niên 50, ngay sau khi công nghiệp hydro hóa dầu mỡ (để sản xuất chế phẩm dầu mỡ ổn định và bền nhiệt phục vụ công nghiệp chế biến thực phẩm) phát triển mạnh. Nhưng phải đến hơn 50 năm sau, sau vô số nghiên cứu với cùng kết luận, chính quyền nhiều nước mới bắt đầu công nhận có tác hại

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT Đề tài: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING GVHD: Nguyễn Hữu Quyền Nhóm: 12 Tp.HCM, tháng 11 năm 2014 Nội dung Giới thiệu Phân loại Nguyên liệu Quy trình sản xuất GIỚI THIỆU VỀ SHORTENING Shortening tốt nhất:  Shortening PoV = sản phẩm chất béo dầu  ởChất xàbán phòng < 1%dẻo, màu trắng đục, dạng rắnhóa có tính  xốp, Thành < 0,1% bềphần mặt acid bóngbéo liềntựkhơng bị nứt, nhiệt  độ Hầunóng khơng chứa nước chảy dao động khoảng 4042oC Shortening sử dụng nhiều ngành nghiệp biến thựctrong phẩmsuốt, (mì Ở dạngcơng nóng chảy,chế shortening ăn snack,…) có liền, màubánh vàngkẹo, nhạt, khơng có mùi vị đặc  trưng tăng mùingun vị & khả năngđầu bảo quản sản liệu ban phẩm PHÂN LOẠI (theo cấu trúc) Dạng bán rắn dẻo Dạng lỏng Dạng vẩy, bột, hạt PHÂN LOẠI (theo mục đích sử dụng) Shortening đa dụng Shortening dành cho bánh Shortening dùng lớp kem phủ lên bánh Shortening làm lớp nhân bánh Shortening dùng cho bánh mì Shortening dùng để chiên …… NGUN LIỆU CHÍNH Mỡ động • Chứa hàm lượng triglyceride bão hịa cao vật • Có dạng rắn nhiệt độ thường (heo, bò) Dầu thực • Phải dầu tinh luyện, có màu vàng nhạt hay vật vàng nâu nhạt, có mùi đặc trưng, khơng bị ơi, chua, khơng có vị lạ (nành, cọ, dừa,…) NGUYÊN LIỆU PHỤ Monoglyceride diglyceride Các loại nhũ hóa ester (EPG, GLS, ) Lecithin Chất nhũ hóa:  Tạo hệ nhũ tương  Tăng độ nở, độ mềm bánh  Tăng khả giữ khí  Giúp bề mặt bánh mịn …  Thường bổ sung vào shortening dùng cho công nghiệp bánh kẹo NGUYÊN LIỆU PHỤ BHA BHT TBHQ Vitamin E Chất chống oxy hóa:  Nhằm hạn chế/loại bỏ q trình oxy hóa  Bảo vệ giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan (màu, mùi)  Rất cần thiết cho shortening dùng để chiên QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING DẠNG BÁN RẮN Các loại dầu tinh luyện, chất nhũ hóa Shortening Phối liệu 60oC Khí N2 Bơm trộn Gia nhiệt 700C Ủ Phần dư Làm lạnh Nhồi nhuyễn Đóng gói Bao bì Phối liệu Bồn khuấy trộn Thiết bị thiết bị hình trụ làm thép khơng gỉ, bên có cánh khuấy với motor cánh khuấy gắn đỉnh thiết bị, bên ngồi có lớp vỏ áo bao bọc Bơm trộn Mục đích Hồn thiện: tạo cho sản phẩm có màu trắng, bề mặt sáng bóng, dễ bao gói, tăng tính đồng thể tích cho sản phẩm Biến đổi • Nhiệt độ hỗn hợp tăng ma sát bơm trộn ngun • Thể tích tăng phân bố pha khí N2 liệu vào hỗn hợp nhũ tương Bơm trộn • Hỗn hợp chất béo sau phối liệu bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh • Trên đường đi, khí N2 trộn vào dịng hỗn hợp với hàm lượng thay đổi tùy theo loại Thực shortening sản xuất:  Shortening sản xuất hoàn toàn từ dầu thực vật: lượng N2 nạp khoảng 13-14%  Shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật mỡ động vật: lượng N2 nạp khoảng 18-25% Bơm trộn Sử dụng bơm bánh bơm pittong kết hợp với Thiết bị thiết bị nạp khí N2 Bơm pittong Bơm bánh Làm lạnh Mục đích Hồn thiện: Giúp hệ nhũ tương đông đặc nhanh, tăng độ mịn bóng cho sản phẩm Biến đổi • Nhiệt độ hệ nhũ tương giảm, độ đặc tăng • Xảy tượng chất béo kết tinh  hỗn hợp nguyên chuyển từ pha lỏng sang dạng bán rắn liệu Làm lạnh • Bơm hỗn hợp chất béo sau nạp khí N2 vào thiết bị trao đổi nhiệt  phân tử chất béo nhanh Thực chóng kết tinh bám bề mặt truyền nhiệt • Hệ thống dao cạo cạo lớp béo kết tinh • Quá trình lặp lặp lại hỗn hợp đạt trạng thái kết tinh đưa qua thiết Thông bị nhồi nhuyễn số 0 • Nhiệt độ: 18 C (shortening rắn), 28 C (shortening lỏng) cơng nghệ • Thời gian: phút Làm lạnh Thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt Đây Thiết thiết bị trao đổi nhiệt lỏng-lỏng có phận cánh quay bị để quét tinh thể kết tinh bám bề mặt Nhồi nhuyễn Mục đích Hồn thiện: tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm, hình thành tinh thể đồng nhất, tạo độ chặt độ dẻo cho khối shortening Biến đổi • Các tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh • Độ chặt, độ dẻo tăng nguyên • Một số tinh thể có kích thước lớn bị phá vỡ thành tinh thể nhỏ liệu Nhồi nhuyễn • Cho hỗn hợp sau làm lạnh qua thiết bị nhồi nhuyễn  tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Thực • Sau trình nhồi nén, nhiệt độ hỗn hợp tăng 2-30C đưa qua van đẩy thiết bị đồng hóa trước vào máy rót Tại đây, hỗn hợp tiếp tục bị nhồi nén Thông số Nhiệt độ: > nhiệt độ làm lạnh 20C công Thời gian: phút (shortening lỏng), phút (shortening rắn) nghệ Tốc độ: 125 rpm Nhồi nhuyễn Sử dụng thiết bị agitated holding unit thiết bị Thiết bị quay (pin roto machine) Thiết bị pin roto Thiết bị agitated holding unit Đóng gói Hồn thiện: Tạo hình Mục đích Bảo quản: Chống thấm khí nước Thực Sản phẩm đươc đưa qua thiết bị đóng bao bì, sau rót vào bao bì đóng bao bì • Tăng giá trị cảm quan Biến đổi • Nhiệt độ sản phẩm rót vào bao bì thường tăng độ Thiết bị Giàn máy đóng hộp Ủ Hồn thiện: Giúp shortening rắn khơng thay đổi cấu Mục đích trúc, tăng tính dẻo Ngăn chặn chuyển hóa tinh thể từ dạng  sang ’ Sản phẩm sau bao gói xếp lên pallet Thực đưa vào phòng ủ Tại shortening ủ nhiệt độ ổn định khoảng thời gian cần thiết, tùy thuộc loại shortening Một số tinh thể bị nóng chảy kết tinh lại thành Biến đổi dạng bền hơn, độ dẻo tăng Nóng chảy lại Mục đích Đảm bảo sản phẩm bao gói đủ trọng lượng Shortening đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt Thực dạng đĩa Tại đây, shortening nhận nhiệt, nhiệt độ tăng lên làm nóng chảy tinh thể Thiết bị gia nhiệt nước • Độ đặc, độ nhớt giảm, nhiệt độ hỗn hợp tăng Biến đổi • Tinh thể bị nóng chảy, shortening chuyển từ trạng thái bán rắn thành lỏng Nóng chảy lại Thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa thuộc thiết bị trao Thiết bị đổi nhiệt dạng mỏng ... hàm lượng thay đổi tùy theo loại Thực shortening sản xuất:  Shortening sản xuất hoàn toàn từ dầu thực vật: lượng N2 nạp khoảng 13-14%  Shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật mỡ động vật:...Nội dung Giới thiệu Phân loại Nguyên liệu Quy trình sản xuất GIỚI THIỆU VỀ SHORTENING Shortening tốt nhất:  Shortening PoV = sản phẩm chất béo dầu  ởChất xàbán phòng < 1%dẻo, màu... gói Bao bì QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING DẠNG LỎNG (CHẤT BÉO TRONG NGUYÊN LIỆU