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 MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT - - ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN SVTH: Nhóm 12 TP.HCM – THÁNG 10/2014 10/2014 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Mục lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SHORTENING 3 1.1 Giới thiệu chung shortening 1.1.1 Lịch sử phát triển shortening 1.1.2.Tính chất shortening 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu 1.2.1.6.Yêu cầu chất lượng nguyên liệu dầu dùng để sản xuất shortening 1.2.2 Nguyên liệu phụ .9 1.3 Phân loại shortening 13 1.3.1.Phân loại theo cấu trúc 14 1.3.2.Phân loại theo mục đích sử dụng 16 1.4 Chỉ tiêu chung cho sản phẩm shortening .20 CHƯƠNG 2: 22QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 22 2.1 Một số quy trình cơng nghệ sản xuất shortening 22 2.1.1.Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn 22 2.1.2 Quy trình sản xuất shortening dạng lỏng (liquid shortening) .23 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 25 2.2.1.Phối liệu 25 2.2.2.Bơm trộn .27 2.2.3.Làm lạnh 28 2.2.4 Nhồi nhuyễn 37 2.2.5 Đóng gói .41 2.2.6 Ủ 41 2.2.7 Nóng chảy lại .43 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT – NĂNG LƯỢNG 44 44 3.1 Tính cân vật chất 44 3.2 Tính cấp nhiệt 46 3.3 Cấp cấp nước 47 3.4 Tính cấp điện 47 3.5 Tính số công nhân làm việc .48 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .50 Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SHORTENING 1.1 Giới thiệu chung shortening 1.1.1 Lịch sử phát triển 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 q 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 rollin shortenings sản phẩm có thêm phần ẩm Hiện nay, shortening định nghĩa 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, khơng mùi, có vị đặc trưng ngun 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 vị tăng khả bảo quản Shortening đời kết kết hợp phát triển khoa học kỹ thuật, kinh tế nỗ lực cạnh tranh Trong suốt nửa kỷ 19, giá thành bơ cao, nhà kỹ thuật tiến hành nghiên cứu để tìm sản phẩm thay bơ Sản phẩm chấp nhận để thay bơ nhà hóa học người Pháp Mege Mouries tạo 1869 Trong ngày đầu, mỡ heo mỡ bò sử dụng làm Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 ngun liệu để sản xuất shortening chúng có nhiều tính chất thuận lợi cho q trình sản xuất để tạo sản phẩm có độ đặc mong muốn Đến nửa cuối kỷ 19, yêu cầu sử dụng chất béo giới tăng lên, hàng hoạt cải tiến đưa nhằm phát triển nguồn nguyên liệu thay mỡ heo Năm 1873, người Mỹ, Roudebush, đưa công thức nguyên liệu thay Ông sử dụng hỗn hợp chất béo nóng chảy mỡ bị dầu bơng đánh với sữa tươi với kem để thay mỡ heo Sau đó, phát minh cơng ty sữa Mỹ mua quyền bắt đầu sản xuất shortening Mỹ Khi shortening phát triển, giới hạn áp dụng ban đầu dùng bánh nướng Từ 1873, sản xuất shortening phát triển nhanh chóng Mỹ shortening sử dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng khác bánh nướng Cuối kỷ 19, kỹ thuật tinh luyện chất béo dầu phát triển mạnh nguồn nguyên liệu dầu thô khác bắt đầu sử dụng dầu bông, dầu bắp, dầu dừa, dầu nành, dầu cọ Năm 1903, Norman phát minh kỹ thuật hydro hóa dầu Năm 1911, công ty Procter Gamble sản xuất sản phẩm shortening từ phương pháp hydro hóa đưa thị trường với thương hiệu Crisco Sau đó, phương pháp hydro hóa ứng dụng rộng rãi sản xuất shortening margarine Bảng 1.1:Tình hình sử dụng shortening giới (triệu pounds) Năm Shortening 1989-1990 6,388.3 1990-1991 6,510.0 1991-1992 6,203.5 1992-1993 6,573.3 1993-1994 6,351.4 1994-1995 6,991.4 1995-1996 6,973.0 1996-1997 7,470.5 1997-1998 7,745.7 1998-1999 8,157.1 1999-2000 8,458.9 2000-2001 9,195.7 2001-2002 8,954.4 Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 2002-2003 8,195.6 2003-2004 8,724.2 2004-2005 8,321.3 1.1.2.Tính chất shortening Độ cứng tính chất quan trọng shortening Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng shortening tỷ số thể tích pha lỏng/pha rắn tính chất pha rắn Tỷ lệ pha rắn lớn khả phân tử dễ đến gần kết dính với làm cho sản phẩm cứng Đối với shortening, yêu cầu giới hạn pha rắn chiếm xấp xỉ 52% thể tích, giới hạn dao động khoảng rộng tùy thuộc vào kích thước phân tử đặc tính loại dầu , khoảng dao động chung thường 5-25% Mỗi loại dầu khác có thành phần triglyceride khác Thành phần triglyceride phương pháp hóa rắn định tạo dạng tinh thể khác liên kết tinh thể với Khi shortening chứa lượng lớn triglyceride có khuynh hướng tạo tinh thể ’ bền tồn chất béo kết tinh kết tinh ’ Mạng tinh thể hình thành dạng  lực liên kết tinh thể lớn nên sản phẩm cứng Khi chịu tác dụng lực vài liên kết mạng bị phá hủy tái thiết lập lại liên kết đó, mà sản phẩm thường bị chảy dầu ngồi Trong đó, với mạng tinh thể ’ có tính dẻo liên kết tái thiết lập lại liên kết bị bẽ gãy shortening ln có nhiều liên kết giúp giữ pha lỏng bên nên không xảy tượng rỉ dầu Mạng chứa tinh thể nhỏ ổn định thành phần khí lỏng hỗn hợp tinh thể lớn Ngồi độ cứng, tính chất bề mặt tính chất quan trọng shortening Thành phần chất béo rắn hỗn hợp chất béo yếu tố định tính chất bề mặt chất béo hình dạng tinh thể chất béo kết tinh liên kết tinh thể mạng tinh thể định tính chất học chất béo Shortening thường chứa nhiều trans acid béo, sản phẩm đồng phân sinh chủ yếu hydro hóa dầu mỡ, ứng dụng để sản xuất shortening (trong tự nhiên Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 hầu hết acid béo dạng cis) Các khuyến cáo nói tác dụng khơng tốt acid trans xuất từ thập niên 50, sau công nghiệp hydro hóa dầu mỡ (để sản xuất chế phẩm dầu mỡ ổn định bền nhiệt phục vụ công nghiệp chế biến thực phẩm) phát triển mạnh Nhưng phải đến 50 năm sau, sau vô số nghiên cứu với kết luận, quyền nhiều nước bắt đầu cơng nhận có tác hại dừng lại mức khuyến cáo người ý giảm thiểu tiêu thụ sản phẩm chứa dầu mỡ hydrogen hóa nhà sản xuất phải cơng khai lượng acid béo trans có sản phẩm chế biến bảng kê khai thành phần chất dinh dưỡng bao bì Một số tính 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 định  Giữ số lượng glucid cấu tạo acid béo cần thiết theo quy định  Ít bị hơi, trở mùi, có khả nhũ hóa nhiều, thêm vào 4-6% mono diglycerid  Ít bị oxy hóa nên tăng thời gian bảo quản 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu 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 định tốt để tăng thời gian sử dụng tăng mùi vị 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 hồn tồn chưa hydro hóa Trong cơng 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 trị dinh Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 dưỡng, đơi người ta cịn 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 trị phù hợp 1.2.1.1.Mỡ động vật (mỡ heo, mỡ bò) Ngay từ ngày đầu, chất béo từ mỡ sử dụng làm nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất shortening Mỡ động vật chứa hàm lượng TAGs bão hồ cao hố rắn nhiệt độ thường Mỡ cung cấp tính dẻo cần thiết cho việc đánh khuấy khoảng nhiệt độ rộng Đến 1940 việc sử dụng nguồn nguyên liệu bị giảm xuất nguồn nguyên liệu dầu Năm 1950 với phát triển phương pháp chuyển nội este, mỡ đạt độ đặc, tính chất tạo cream tương tự dầu thực vật mỡ lại sử dụng lại để sản xuất shortening Tuy nhiên, mỡ dễ có mùi khơng mong muốn tượng trở mùi sau khử mùi (mỡ thường có chứa hàm lượng nhỏ linolenic linoleic) 1.2.1.2 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 kỹ thuật phương pháp tẩy màu, tẩy màu làm cải thiện đáng kể màu mùi dầu giúp dầu bơng nhanh chóng ứng dụng rãi trở thành nguồn nguyên liệu để sản xuất shortening sau dầu nành 1.2.1.3 Dầu nành 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 chủ yếu chiếm 48,7% nguồn nguyên liệu sản xuất shortening Sau đó, lượng dầu sử dụng tiếp tục tăng lên 50% (1960) 86% (2000) lượng dầu sản xuất shortening 1.2.1.4 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% Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 nguyên liệu sản xuất shortening Nhưng ngày dầu cọ đươc sử dụng nhiều 1.2.1.5 Dầu dừa Loại 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 phịng bị 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 định cao chiên dầu có độ bão hóa 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 Bảng 1.2:Tình hình sử dụng chất béo để sản xuất shortening Mỹ ( triệu pound) Năm 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Dầu dừa 18 20 10 45 103 34 - Dầu bắp 1 12 - 270 27 Dầu 823 549 365 276 189 252 166 - - - 90 188 209 187 Dầu phộng 23 12 16 - - - Dầu nành 212 841 1169 2182 2651 4004 5714 Mỡ heo 17 177 480 430 378 264 239 Mỡ bò 58 32 268 522 673 637 284 Loại khác 44 27 18 14 - Tổng cộng 1196 1727 2301 3580 4200 5684 6617 Dầu cọ 1.2.1.6.Yêu cầu chất lượng nguyên liệu dầu dùng để sản xuất shortening  Palm stearin Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12  Acid béo tự (%): 0.08 – 0.1  Chỉ số iod: 30 – 54  Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ  Nhiệt độ nóng chảy (0F): 111  Palm olein  Acid béo tự (%): 0.05  Chỉ số iod: Min 56  Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ  Nhiệt độ nóng chảy (0F): 82  RBD palm  Acid béo tự (%): 0.05  Chỉ số iod: 50 – 55  Màu (Lovibon): Max 3.5 đỏ  Nhiệt độ nóng chảy (0F): 100 – 108  Dầu nhành hydro hóa  Acid béo tự (%): 0.05  Chỉ số iod: 48  Màu (Lovibon): Max 3.5  Nhiệt độ nóng chảy (0F): 96 1.2.2 Nguyên liệu phụ 1.2.2.1.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% cịn lại có nguồn gốc từ tự nhiên Chất nhũ hóa chất hoạt động bề mặt, phân tử có nhóm háo nước nhóm kỵ nước 1.2.2.1.1 Chức chất nhũ hóa Trang Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Chất nhũ hóa bổ sung vào shortening với nhiều mục đích khác Một số chức chất tạo nhũ:  Làm bền hệ nhũ tương: tạo liên kết nước dầu, tạo hệ nhũ tương bền giúp kéo dài thời gian bảo quản  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  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 mịn  Chất tạo độ trơn trượt: giảm độ nhớt, độ dính làm cho sản phẩm khơng bị dính vào dao cắt ăn  Chất phá bọt  Màng bọc bảo quản: giúp bảo vệ sản phẩm không bị tổn thất ẩm trình bảo quản bảo vệ thành phần dễ bị 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 định mùi, hòa tan chất màu thành phần không tan nước  Tăng độ mềm bánh Một chất nhũ hóa khơng thể 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 định rõ mục đích sử dụng chất tạo nhũ, phương pháp chuẩn bị chất tạo nhũ, lọai hệ nhũ tương, ảnh hưởng thành phần khác sản phẩm, kinh tế 1.2.2.1.2 Các chất tạo nhũ thường sử dụng  Monoglyceride diglyceride Trang 10 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Đặc điểm - Thiết bị đặt đứng đặt nằm ngang thuận lợi bố trí nhà xưởng - Trục quay đặt đồng trục không đồng trục - Thiết bị làm thép không gỉ AISI 316 Ni mạ crom - Công suất:7,5 - 20 HP - Dao cạo làm thép khơng gỉ plastic - Đường kính trục quay: 63; 102; 114; 133 mm Hình 2.9: Thiết bị làm lạnh nhanh Votator II Trang 36 Hình 2.10: Quy trình sản xuất shortening sử dụng votator Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Thiết bị phụ: hệ thống làm lạnh gồm:  thiết bị ngưng tụ chùm ống  bình chứa cao áp  máy nén cấp  bình tách dầu  bình tách lỏng  phận bay hơi( gắn với thiết bị trao đổi nhiệt trên) - Nguyên tắc hoạt động hệ thống lạnh: 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 bị ngưng tụ chảy bình chứa cao áp tiếp tục tuần hồn hệ thống - Thông số số công nghệ Nhiệt độ thiết bị làm lạnh: Shortening lỏng: 280C Pastry shortening: 180C Shortening đa năng:180C Thời gian làm lạnh: phút 2.2.4 Nhời nhuyễn Mục đích Hồn 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 khơng qua q trình nhồi nhuyễn có độ đặc cứng cao có tính dẻo thấp nề mặt sản phẩm khơng trơn bóng đồng Khi khơng có q trình nhồi nhuyễn, tinh thể tập hợp lại với tạo mạng lưới tinh thể lớn Trang 37 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 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 bị phá vỡ thành tinh thể nhỏ Hóa học : khơng có biến đổi đáng kể Hóa lý: tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Thực Hỗn hợp chất béo sau làm lạnh đưa qua hệ thống thiết bị nhồi nhuyễn Nhiệt độ sản phẩm lúc khoảng 18 0C Đầu tiên, hỗn hợp qua thiết bị nhào trộn, hỗn hợp bị nhào trộn nhồi nén Dưới tác dụng nhào trộn, lượng nhiệt tiềm ẩn lại sau kết tinh 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 định cho sản phẩm Sau khỏi thiết bị 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 bị đồng hóa trước vào máy rót Tại đây, hỗn hợp tiếp tục bị nhồi nén, giúp xếp lại tinh thể hỗn hợp làm cho hỗn hợp trở nên đồng chặt đồng thời phân phối khí N shortening Thiết bị  Thiết bị nhào trộn Thường sử dụng loại thiết bị : thiết bị agitated holding unit thiết bị quay( pin roto machine) Thiết bị xylanh kín với hình trụ gắn cố định trục quay xylanh Các gắn xen kẽ với theo hình xoắn ốc dọc theo trục quay  Thiết bị quay Thiết bị 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 bị thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc áp suất cao lẫn áp suất thấp với Trang 38 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 nhiều tốc độ khác cho phép tạo sản phẩm đạt độ đặc tinh thể kết tinh mong muốn Ưu điểm thiết bị - Tính linh hoạt: Có thể điều chỉnh nhiều mức độ thời gian nhào khác đo thích nghi thay đổi nguồn ngun liệu dầu có sẵn nguyên liệu khác thay đổi nguyên liệu theo yêu cầu thị 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 bị: tất phần tiếp xúc thiết bị với sản phẩm làm từ thép không gỉ AISI 316 - Dễ bảo dưỡng: dễ dàng thay phận bị hư bảo dưỡng Các phận chuyển động làm vật liệu đặc biệt đảm bảo làm việc thời gian dài - Ít chiếm khơng gian: ta đặt ba xy lanh giá đỡ chung Ngồi ta gắn thiết bị quay thiết bị 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 - Vận tốc trục quay: 50 – 600 vòng/phút - Nước gia nhiệt (kW) : phụ thuộc vào số lượng xy lanh - Bơm luân chuyển nước: 0.25 kW - Vật liệu: phần tiếp xúc với sản phẩm làm thép không rỉ AISI 316 Bộ phận trượt làm từ cacbua tungsten Trang 39 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Hình 2.11: Thiết bị pin roto Agitated Holding unit - Thiết bị dạng hình trụ nằm ngang làm vật liệu thép không rỉ Bên thân thiết bị có gắn chắn, trục quay với cánh gá Hình 2.12: Thiết bị khuấy trộn  Thiết bị đồng hóa ( van đẩy) - Mục đích: xếp lại tinh thể tạo bề mặt mịn cho sản phẩm phân phối lỗ khí bên ( khí N2) Trang 40 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Hình 2.13: Van đẩy Thông số công nghệ - Nhiệt độ thiết bị nhào trộn: Nhiệt độ thiết bị 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 2.2.5 Đóng gói Mục đích: hồn thiện bảo quản Hồn thiện : tạo hình cho sản phẩm Bảo quản : chống thấm khí oxi, nước, cho sản phẩm Tuỳ theo nhu cầu thị trường thị hiếu khách hàng , shortening bao gói giấy nhơm, hộp nhựa… với nhiều hình dạng, kích cỡ Thực hiện: sản phẩm đươc đưa qua thiết đóng bao bì, sản phẩm rót vào bao bì đóng bao bì Biến đổi: Vật lý, hóa học, hóa lý:khơng có biến đổi Cảm quan: tăng giá trị cảm quan người tiêu dùng nhờ bao gói Thiết bị : giàn máy đóng hộp Nhiệt độ sản phẩm rót vào bao bì thường tăng 10C Trang 41 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 2.2.6 Ủ Tùy theo loại sản phẩm mà sản phẩm cần qua q trình ủ hay khơng Những sản phẩm u cầu có độ dẻo cao áp dụng q trình ủ Do sản xuất shortening lỏng ta khơng cần sử dụng q trình Mục đích: 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 - 23,9 0C Q 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  Thực hiện: sản phẩm sau bao gói xếp lên pallet đưa vào phòng ủ Tại shortening giữ nhiệt độ ổn định để ổn định tinh thể shortening Các điều kiện ủ 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 tĩnh nhiệt độ cao nhiệt độ rót sản phẩm sau bao gói Trong suốt q trình ủ, tinh thể chuyển hóa thành dạng tinh thể thường tồn điều kiện bảo quản bình thường sau sản xuất Thơng thường q trình ủ giữ 29,40C 24 đến 72 chuyển hóa hồn tồn thành dạng tinh thể bền Trong q 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 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 q trình ủ, nhiệt trao đổi phải xua tan nhanh chóng để tránh làm tan chảy lại số tinh thể làm lạnh từ từ điều kiện bảo quản bình thường tạo khuynh hướng làm tăng chuyển hóa tinh thể sang dạng  khơng bền Trang 42 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Ngồi ta ủ cách dùng lượng vi sóng khoảng thời gian ngắn từ 0,25 đến 10 phút Thơng thường q trình thực 35- 39,4 0C phút Biến đổi Vật lý: độ dẻo tăng Hóa học: khơng có biến đổi Hóa lý: số tinh thể bị nóng chảy kết tinh lại thành dạng bền Thông số công nghệ Nhiệt độ ủ: 26,70C 48 Đối với shortening lỏng khơng có giai đoạn ủ, sau nhào trộn đẩy qua van đẩy hỗn hợp đưa vào bồn có cánh khuấy, khuấy 18 - 24 nhiệt độ 29,40C, với vận tốc cánh khuấy 16rpm 2.2.7 Nóng chảy lại Mục đích: Khi bao gói, lượng sản phẩm vào thiết bị bao gói thường dư so với yêu cầu để đảm bảo sản phẩm bao gói đủ lượng yêu cầu Biến đổi Vật lý: độ đặc giảm, nhiệt độ hỗn hợp tăng, độ nhớt giảm Hóa lý: tinh thể bị nóng chảy, shortnieng chuyển từ trạng bán dẻo thành lỏng Hóa học: khơng có biến đổi Thực Shortening đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa Tại đây, shortening nhận nhiệt, nhiệt độ tăng lên làm nóng chảy tinh thể Thiết bị gia nhiệt nước Thiết bị Thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa thuộc thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng Thiết bị tạo thành ghép mỏng lại với khung thiết bị hình thành nên hệ thống đường vào cho mẫu khảo sát chất tải nhiệt Shortening qua vùng, vùng gồm khoang, chất tải nhiệt qua vùng, vùng gồm khoang Trang 43 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 CHƯƠNG TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT – NĂNG LƯỢNG 3.1 Tính cân vật chất Năng suất tính theo sản phẩm Chọn shortening: 10 thành phẩm/ ngày Chọn thành phần nguyên liệu sản xuất Bảng 3.1: Chọn thành phần nguyên liệu Thành phần nguyên liệu Phần trăm khối lượng(%) Dầu nành 35 Dầu palm stearin 30 Dầu RBD palm 20 Dầu palm olein 13 Monoglyceride diglyceride 1,99 TBHQ 0,01 Ước lượng tổn thất qua tồn cơng đoạn (tính theo % khối lượng) Tổn thất tên đường ống từ bồn chứa đến bồn phối liệu, tổn thất trình phối liệu, tổn thất đường ống từ thiết bị phối liệu đến bơm, tổn thất trình bơm trộn, tổn thất đường ống từ bơm đến thiết bị làm lạnh, tổn thất qúa trình làm lạnh, tổn thất đường ống từ làm lạnh đến nhồi nhuyễn, tổn thất Trang 44 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 trình nhồi nhuyễn, tổn thất đường ống từ nhồi nhuyễn đến bao gói, tổn thất q trình bao gói, tổn thất đường ống từ sau nhồi nhuyễn đến phối liệu Chọn tổng tổn thất 2% Tính cân vật chất cho 100kg shortening thành phẩm  Gtp = 100kg: khối lượng shortening thành phẩm  G nguyên liệu thực = 100/(1 – 0,02)= 102,041 kg Khối lượng palm stearin cần dùng = 30% G nguyên liệu thực = 30% x 102,041 = 30,612 kg Khối lượng dầu RBD palm cần dùng = 20% Gnguyên liệu thực = 20% x 102,041= 20,408 kg Khối lượng dầu nành hydro hóa cần dùng = 35%G nguyên liệu thực =35% x 102,041= 35,714 kg Khối lượng dầu palm olein = 13% G nguyên liệu thực = 13% x 102,041 = 13,265 kg Khối lượng monoglyceride diglyceride cần dùng = 1,99%G nguyên liệu thực = 1,99% x 102,041= 2,030 kg Khối lượng TBHQ cần dùng = 0,01%G nguyên liệu thực = 0,01% x 102,041= 0,010 kg Khối lượng N2 cần sử dụng = 13% Gtrước bơm trộn = 13% x 102,041 = 13,265 kg Bảng 3.3: Tiêu hao nguyên liệu cho 100kg shortening để sản xuất Palm stearin 30,612 kg Shortening Dầu plam RBD 20,408 kg 100kg Dầu nành hydro hóa 35,714 kg Dầu palm olein 13,265 kg Mono- diglyceride 2,030 kg TBHQ 0,010 kg Nitơ 13,265 kg Trang 45 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Tính cho 10 shortening - Năng suất nhà máy theo sản phẩm: Q =10 tấn/ngày - Lịch làm việc nhà máy: + ngày : 24 + tuần : ngày + tháng : 25 ngày + năm : 300 ngày - Thời gian làm việc nhà máy: + ngày làm ca + Ca : 6h30 – 14h30 + Ca : 14h30 – 22h30 + Ca : 22h30  6h30 - Mỗi ngày, nhà máy làm ca, ca sản xuất mẻ - Khối lượng thành phẩm sản xuất mẻ: Gtp mẻ = Gtp ngày /24 = 10/24 = 0,416 tấn/mẻ Bảng 3.4: Tiêu hao nguyên liệu cho mẻ 3.2 Tính cấp nhiệt Q trình phối liệu - Nhiệt lượng cần cung cấp cho trình phối liệu: Q = 1200 kJ - Mỗi ngày, làm ca, ca mẻ, đó: -Lượng nhiệt tiêu tốn ngày cho trình phối liệu ngày: Q’pl = Q x (3 x 8) = 12000 x 24 = 288000 kJ  Quá trình nóng chảy lại shortening - Nhiệt lượng cung cấp cho trình nóng chảy shortening: Qnc = 2600 kJ - Mỗi ngày, làm ca, ca mẻ, đó: -Lượng nhiệt tiêu tốn ngày cho q trình nóng chảy ngày: Trang 46 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Q’nc = Q x (3 x 8) = 2600 x 24 = 62400 kJ  Quá trình làm lạnh nhanh - Nhiệt lượng cần lấy cho trình làm lạnh: Qll = 35000 kJ - Mỗi ngày, làm ca, ca mẻ, đó: - Lượng nhiệt cần lấy ngày cho trình làm lạnh: Q’ll = Q x (3 x 8) = 840000 kJ  Làm lạnh kho ủ Tổng suất lạnh cung cấp cho kho ủ: Q* = 23000 kJ 3.3 Cấp cấp nước Tổng tiêu hao cho chạy thiết bị ngày: Lượng nước: N = 46500 lít Lượng bar: H = 3000 kg Lượng NaOH: G = 150 kg 3.4 Tính cấp điện Bảng 5.1: Bảng tổng hợp công suất thiết bị STT Thiết bị Công suất (kW) Phối trộn 0,37285 Bơm 9,7 Thiết bị làm lạnh 62,5 Thiết bị nhồi nhuyễn 37 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng 35 Thiết bị bao gói 7,5 Máy lạnh CIP 11 Nồi 120 Tổng công suất thiết bị 7,035 290,10785 Trang 47 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 - Tổng công suất thiết bị: PTB = 290,10785 kW - Tổng công suất khác: Pk = 10% * PTB = 10% * 290,10785 = 29,010785 kW - Công suất điện tiêu thụ: Ptt = PTB + Pk = 290,10785 + 29,010785 = 319,118635 kW 3.5 Tính số cơng nhân làm việc Khu vực làm việc Số công nhân làm việc Tiếp nhận nguyên liệu Phối trộn Làm lạnh Nhồi nhuyễn Bao gói Kho ủ Khu vực điện Khu vực nồi - Chọn số công nhận dự trữ: người - Chọn số người giám sát: người - Tổng số công nhân cần : 16 + 1+ = 19 người Trang 48 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 KẾT LUẬN Shortening nguồn nguyên liệu cung cấp chất béo quan trọng công nghiệp chế biến thực phẩm người tiêu dùng Với đổi không ngừng công nghệ góp phần làm đa dạng hóa nâng cao chất lượng sản phẩm shortening giúp nhu cầu người tiêu dùng shortening tăng Hiện nay, nước ta số lượng nhà máy sản xuất shortening khơng nhiều.Vì việc xây dựng phân xưởng sản xuất shortening tương lai cần thiết có tính khả thi Về cơng nghệ, phân xưởng thiết kế dựa công nghệ sản xuất đại với hệ thống máy móc thiết bị chủ yếu chọn từ hãng tiếng nước hãng Mueller, Cherry Burrel, Gertenberg Schoder, Chempac… Với công nghệ đại địa điểm xây dựng thuận lợi đảm bảo cho phân xưởng hoạt động hiệu Trang 49 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng cơng nghệ sản xuất dầu thực vật – ĐHCNTP TP.HCM Phạm Văn Bơn, Q trình thiết bị truyền nhiệt – tập 2, NXB ĐHQG TP.HCM Trần Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB KH&KT HN http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-thiet-ke-phan-xuong-san-xuat-shortening-nang- suat-3000-tan-nam-53130/ http://www.slideshare.net/ir17293321/cong-nghe-san-xuat-shortening-va- margarine http://kiemtailieu.com/ky-thuat-cong-nghe/tai-lieu/shortening-trong-san-xuat- banh-keo/1.html Trang 50 ... 5% Trang 23 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 Sơ đờ thết bị quy trình sản xuất shortening Trang 24 Tìm hiểu quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 2.2 Thút minh quy trình cơng... 2 2QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 22 2.1 Một số quy trình cơng nghệ sản xuất shortening 22 2.1.1 .Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn 22 2.1.2 Quy trình sản xuất shortening. .. quy trình sản xuất shortening Nhóm 12 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 2.1 Một số quy trình cơng nghệ sản xuất shortening 2.1.1 .Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn Các loại dầu tinh