2.1.2.1. Chất nhũ hóa.
Là nguyên liệu có hoạt tính tạo liên kết các nguyên liệu thành một khối thống nhất làm giảm tỷ lệ đ tron kem t àn p ẩm. Ngoài ra sự đ ng nhất này sẽ giữ đƣợc hàm lƣợng khí nhiều ơn tron k ối kem trong quá trình làm xốp lạnh nên kem sản xuất ra sẽ có độ xốp ơn, có va trò t n k ả n n l ên kết giữa các hạt c u béo, đ ều này quyết định
đến khả n n ữ nƣớc của kem. Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất n ũ o t ôn dụn n ƣ lòn đỏ trứn n ƣn t àn t ƣờng khá cao, ngoài ra có các loại chất n ũ hoá rẻ tiền ơn n ƣ mono ay d lycer de, c c ester của sobitol hay của các phân tử đƣờn …
2.1.2.2. Chất ổn định.
Các chất ổn định tạo ra mạn lƣớ k ôn an để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử nƣớc, nhờ đó tron qu trìn lạn đôn ỗn hợp nguyên liệu để sản xuất kem, các tinh thể đ xuất hiện sẽ có k c t ƣớc nhỏ, kem trở nên đ ng nhất.
Chất ổn định dùng cho sản xuất kem t ƣờng có bản chất prote n n ƣ elat n, case n, album n, lobul ne… ay cacbo ydrat n ƣ a ar, um arab c, CMC (carboxy methyl cellulose),…
2.1.2.3. Chất tạo hƣơng.
Chúng ta có thể cho ra bất kì loại kem chuyên biệt nào bằng cách sử dụng các ƣơn l ệu tổng hợp hoặc bằng các trái cây cho thêm vào quá trình sản xuất kem. Hƣơn liệu nên c o vào a đoạn cuối của quá trình tránh tổn thất vì nhiệt độ. Hƣơn l ệu cùng với sự tạo hình kem tạo ra sự đa dạng cho sản phẩm kem. Các loại nguyên liệu t ƣờng sử dụn n ƣ: van lla, mù cam, s u r ên , dâu, c ocolate,…C ún đƣợc trích ly từ thực vật hoặc sản xuất bằn p ƣơn p p tổng hợp hoá h c. Ngoài ra, trong sản xuất kem, n ƣời ta có thể bổ sung thịt quá cắt nhỏ, các loại hạt( h đào, ạn n ân, đ ều, đậu phộn ,…), bột cacao, dịc c ocolate,…N ững nguyên liệu trên ngoài mục đ c tạo ƣơn còn úp t n trị d n dƣỡng của kem thành phẩm.
2.1.2.4. Chất màu.
Màu sắc tạo sự lôi cuốn hấp dẫn cho kem từ c n ìn đ u tiên. Các nhóm sản phẩm c n tạo màu là các sản phẩm kem có ƣơn vị tr cây. Kem có ƣơn vị trái cây nào thì c n có màu của loạ tr cây đó, v dụ n ƣ kem n o t ì c n màu nâu đỏ, kem s u riêng thì c n màu vàn …N óm c ất màu tự n ên có độ bền màu kém ơn so với chất màu tổng hợp tron đ ều kiện sản xuất công nghiệp. Việc sử dụng chất màu phả tuân t eo quy định sử dụng phụ gia ở mỗ nƣớc.
2.1.2.5. Nguyên liệu khác.
Nƣớc và k ôn k : nƣớc có tác dụng tạo tinh thể đ , tạo độ cứng c n thiết và tạo cảm giác mát lạnh khi sử dụng sản phẩm. Không khí giúp cho sản phẩm có độ mềm xốp.
Acid: việc bổ sung acid hữu cơ n ƣ ac d c tr c, tartr c…n oà v ệc tạo độ chua thích hợp cho kem, còn có tác dụng ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật có trong sản phẩm.
Tinh bột: Trong công thức kem của nhiều nƣớc trên thế giới thì h không sử dụng tinh bột, n ƣn u n ƣ tất cả các nhà sản xuất kem của Việt Nam đều sử dụng tinh bột từ 3-5%. Chúng ta có thể sử dụng tinh bột bìn t ƣờng hoặc các loại tinh bột biến t n để a t n độ kết dính của khối kem.
Các loại hạt: Không có gì thích bằn n một miếng kem lại giòn giòn và bùi t ơm. Vì t ế c o nên n ƣờ ta t ƣờng bỏ thêm hạt vào n ƣn ly kem để t n t êm ƣơn vị. Các loại hạt ay đƣợc dùng là hazelnuts (hạt dẻ), pecan, walnut (óc chó) và pistaschio (hạt dẻ cƣời), peanut (lạc).
Hạt cho vào kem là hạt đã c n. Có t ể mua hạt rang sẵn hoặc tự làm chín hạt bằng c c nƣớn tron lò nƣớng hoặc rang bằng chảo trên bếp.
Tr cây tƣơ : Tr cây tƣơ t ƣờn đƣợc sử dụng làm các loại sorbet (kem g y), các loạ đ tráng miệng lạnh từ trái cây khác hoặc dùng làm một số loại kem có trứng hoặc không trứng. Trái cây có thể đƣợc xay nhỏ, cắt miếng tùy theo từng công thức. Các loại trái cây dùng làm kem là các loại có thịt quả mềm và có mù t ơm đặc trƣn n ƣ: c c loại berry (dâu), dứa, xoài, s u r ên , dƣa ấu, đào, lê, c an leo.
Phụ gia chống vi sinh vật: t ƣờng sử dụng natri benzoat (E211), tuy nhiên nhiều nƣớc cấm sử dụng phụ gia này.
Bảng: Thành ph n,nguyên liệu chính dùng trong công nghệ sản xuất kem
Thành ph n Nguyên liệu Tỉ lệ theo
chất khô.% Tác dụng chủ yếu Sữa và các sản phẩm từ sữa -Sữa bột g y -Butter milk bột 10-11.5 T n trị d n dƣỡng,cải thiện cấu trúc kem
Chất béo -Cream,d u bơ,bơ
-D u thực vật 2-15 T n trị d n dƣỡng Đƣờng -Glucoza,fructoza, lactoza -Sorbitol 10-18 T n àm lƣợng chất khô,tạo vị ng t
Chất tạo n ũ -Este glyxerin -Este Sorbitol -Monoglyxerit -Lòn đỏ trứng 0.3-0.5 Tạo n ũ,t n độ bền của n ũ Chất ổn định Gelatin,casein, alginat,aga gum, caraghenan
0.2-0.4 Liên kết với các phân tử nƣớc,tạo cấu trúc tốt
Hƣơn Các loạ ƣơn tự
nhiên và tổng hợp vani,cacao, sôcôla
Tạo ƣơn t ơm,t n trị cảm quan
2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
Nguyên liệu chính: Sữa, cream, bột sữa
g y, syrup đƣờng Chuẩn bị Phối trộn Ủ chín Thanh trùng Đ ng hóa Chuẩn bị Nguyên liệu phụ: chất tạo n ũ, c ất ổn địn màu, mù ,… Xếp thùng Bao gói Đổ khuôn Lạn đôn sơ bộ Lạn đôn trun an Đặt que vào khuôn kem (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lạn đôn kết thúc
Tạo màng bao chocolate Tháo khuôn
Bao bì Thùng
2.2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ 2.2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu: 2.2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu:
Các nguyên liệu sẽ đƣợc địn lƣợn t eo đún côn t ức phối trộn cho mỗi loại kem sản xuất. Nguyên liệu k ô n ƣ bột sữa nguyên, bột sữa g y, chất ổn địn … sẽ đƣợc đem cân. N ƣợc lại, nguyên liệu dạng lỏn n ƣ sữa tƣơ , một số chất màu, chất tạo n ũ… có t ể đem cân oặc đo t ể t c để x c định hàm lựơn sử dụng. Riêng các chất béo n ƣ cream, bơ p ả đƣợc gia nhiệt lên 35-500C để dễ phối trộn và dễ bơm c ún trong các thiết bị đƣờng ống dẫn nguyên liệu của p ân xƣởng sản xuất.
2.2.2.2. Phối trộn:
Mục đ c : trộn các nguyên liệu thành hỗn hợp đ ng nhất Thiết bị: b n trộn, b n chứa, thiết bị truyền nhiệt bản mỏng
Tiến hành: sữa tƣơ đƣợc bơm qua t ết bị gia nhiệt vào b n trộn. Khi nhiệt độ đạt 450C thì cho chất ổn địn và n ũ o vào, k đã tan t ì c o t ếp sữa bột vào trộn. Khi nhiệt độ t n đến 600C t ì c o đƣờng RE, cream vào. Sữa đƣợc bơm tu n hoàn trong khi trộn. Sau khi trộn hết nguyên liệu, tiếp tục bơm tu n hoàn 20 phút r bơm ết sữa về b n chứa.
Có thể kết hợp l c và bài khí sau phối trộn nhằm mục đ c t n ệu quá truyền nhiệt, hỗ trợ qu trìn đ ng hoá và thanh trùng.
2.2.2.3. Đồng hoá:
Mục đ c : Làm ảm k c t ƣớc các hạt c u béo và p ân đều chúng trong hỗn hợp, chuẩn bị cho quá trình thanh trùng.
Thiết bị: Thiết bị đ ng hoá 2 cấp.
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu từ thiết bị trộn vào thiết bị gia nhiệt bản mỏn để gia nhiệt sơ bộ, nhiệt độ vào là 600C, nhiệt độ ra là 700C. Sau đó, ỗn hợp đƣợc đƣa vào t ết bị đ ng hoá với áp lực đ n o a đoạn đ u là 200 bar, áp lực a đoạn sau là 40 bar.
2.2.2.4. Thanh trùng:
Mục đ c : n ằm tiêu diệt hoặc ức chế hệ VSV và enzyme trong nguyên liệu. Thiết bị: Thiết bị thanh trùng bản mỏng.
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu từ thiết bị đ n o đƣợc quay trở về thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội. Nhiệt độ thanh trùng là 850C, thờ an lƣu nhiệt là 40 giây.
Sau thanh trùng dịc kem đƣợc làm nguộ đến khoảng 2-4oC và đƣa san t ùn ủ chin. Trong thực tế sản xuất a qu trìn t an trùn và đ n o t ƣờn đƣợc tiến hành xen kẽ. Đ u tiên hỗn hợp nguyên liệu đƣợc dẫn vào thiết bị trao đổi nhiệt để hiệu chỉnh nhiệt độ, sau đó đƣợc dẫn vào thiết bị đ ng hoá, r i lạ đƣợc quay trở lại thiết bị trao đổi nhiệt để thanh trùng và làm nguội.
2.2.2.5. Ủ chín:
Mục đ c : c uẩn bị cho quá trình lạn đôn t ếp t eo, để kem t u đƣợc sau quá trình lạn đôn có cấu trúc mịn và đ ng nhất nhờ các biến đổi quan tr ng:
Các chất ổn định protein sẽ đƣợc hydrate hoá hoàn toàn. Một ph n chất béo sẽ kết tinh.
Một số phân tử protein sẽ hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc giữa các hạt béo và pha liên tục trong hỗn hợp.
Thiết bị: Thiết bị ủ chín có hình trụ đứn , đƣợc chế tạo bằng thép không rỉ, bên ngoài là lớp vỏ o để làm lạnh và một lớp cách nhiệt để hạn chế sự tổn thất n n luợng trong quá trình sử dụng. Bên trong thiết bị có cánh khuấy và hoạt động liên tục với tốc độ chậm trong suốt a đoạn ủ chín.
Thực hiện: Hỗn hợp nguyên liệu đƣợc làm lạnh về 2-40C, đƣa vào t ết bị ủ chín và ủ ở nhiệt độ 2-40C, thời gian ủ là 5 giờ.
2.2.2.6. Lạnh đông sơ bộ:
Mục đ c :
Thổ 1 lƣợng không khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm t n t ể tích của chúng. Lạn đôn một ph n nƣớc trong hỗn hợp tạo các tinh thể đ vớ k c t ƣớc thật nhỏ và đ ng nhất, đ ng thời phân bố đều các tinh thể đ này tron ỗn hợp.
Thiết bị: Ph n chính của thiết bị lạn đôn là 2 ống hình trụ nằm ngang, một lớn, một nhỏ, đ ng trục và đƣợc đặt l ng vào nhau. Mặt ngoài thân ống trụ lớn là một lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh và lớp cách nhiệt. Tại vị trí trục hình trụ là trục khuấy với các thanh khuấy có gắn dao cạo. Chúng có chức n n cạo sạch ph n hỗn hợp nguyên liệu bị
đón d n trên bề mặt trong của ống hình trụ lớn. Thân ống hình trụ nhỏ đƣợc đục lỗ có chức n n úp c o ỗn hợp nguyên liệu bị đạt đƣợc trạng thái xốp và đ ng nhất
Thực hiện: hỗn hợp nguyên liệu sau quá trình ủ chín có nhiệt độ 0-40C đƣợc bơm vào t ết bị lạn đôn . Tại cửa vào, hỗn hợp sẽ đƣợc phối trộn với không khí vô trùng sao cho thể tích hỗn hợp nguyên liệu t n 100% (overrun = 100%, k ôn k này đƣợc xử lí qua hệ thống l c nhằm loại bỏ các tạp chất n ƣ bụ , VSV…).
Quá trình lạn đôn sơ bộ diễn ra rất nhanh. Hỗn hợp nguyên liệu sau k đƣợc phối trộn với không khí sẽ đ vào khoảng không gian trống giữa 2 thân trụ. Nhiệt độ hỗn hợp đƣợc hiệu chỉnh về (-20C) – (-70C) nhờ tác nhân lạnh trong vỏ áo thiết bị. Cánh khuấy sẽ chuyển động liên tục nhờ một motor đặt ở ngoài. Các dao gắn trên thanh khuấy sẽ cạo liên tục ph n nguyên liệu đón d n tron t ết bị. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.2.7. Kem que:
Đổ khuôn: lúc này dịch kem còn khá lỏng sau quá trình lạn đôn sơ bộ sẽ đƣợc rót trực tiếp vào k uôn đã định sẵn hình dạng của khối kem que.
Lạn đôn trun an: để t n độ cứng của khối kem, mục đ c của quá trình này là tạo đƣợc độ cứng c n thiết cho khố kem để dễ dàng cố định thân que.
Đặt que: đƣa t ân que vào k ố kem để thuận tiện cho việc sử dụng sản phẩm dễ dàn , que đặt vào phải cứn , t ƣờng có dạng dẹt ay tròn, t ôn t ƣờng trong sản xuất công nghiệp n ƣời ta sử dụng que dẹt.
Lạn đôn kết t úc: đƣa k ối kem về nhiệt độ lạn để t n độ cứng cho khối kem để thuận tiện cho việc tách khuôn.
Tháo khuôn: tách khuôn ra khỏi thân kem, lúc này hình dạng của kem đã oàn chỉnh và cấu trúc ổn định.
Tạo màng bao c ocolate: kem sau t c k uôn đƣợc đƣa đ p ủ lóp chocolate bên ngoài nhằm mục đ c tạo ƣơn vị cho sản phẩm, đ ng thờ làm t n t êm trị cảm quan.
Bao gói: bao bì phả đặc trƣn c o loại kem c n bao gói, hình dạng phả đẹp và thu hút.
Bảo quản: sau khi bao gói sản phẩm đƣợc đem bảo quản ở nhiệt độ lạn đôn , tuỳ loại kem có thời gian bảo quản khác nhau. Bảo quản ở -25oC có thể giữ đƣợc 9 tháng.
Chƣơng 3: Tính cân bằng Vật chất
3.1. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1.1. Thành phần nguyên liệu và sản phẩm
3.1.1.1. Chọn thành phần nguyên liệu
Sữa tƣơ :
Hàm lƣợng chất khô không béo MSNF = 8.7% Hàm lƣợng chất béo F = 3,5%
Sữa bột g y:
Hàm lƣợng chất khô không béo MSNF = 97% Hàm lƣợng chất béo F = 1%.
Hàm lƣợng ẩm = 2% Cream :
Hàm lƣợng chất béo F = 30%.
Hàm lƣợng chất khô không béo MSNF = 6,3% Đƣờng RE:
Hàm lƣợng saccharose = 99,8% Chất n ũ óa E471:
Độ ẩm 3%
Tỷ lệ sử dụng 0,3% khố lƣợng kem thành phẩm Chất ổn định E407, E410, E412:
Độ ẩm 3% Tỷ lệ sử dụng 0,4% khố lƣợng kem thành phẩm Bột màu : Tỷ lệ sử dụng 0,1g/kg kem thành phẩm Hƣơn l ệu: Tỷ lệ sử dụng 3ml/kg kem (3g/kg) 3.1.1.2. Chọn thành phần sản phẩm
Ch n thành ph n của sản phẩm (cũn là t àn p n của hỗn hợp nguyên liệu) g m : 12% béo, 11% MSNF, 15% đƣờng, 0.4% chất ổn định, 0.3% chất n ũ hoá.
Bảng 3.1: Thành ph n nguyên liệu T àn p n Tỷ lệ % Đƣờn 15% C ất ổn địn 0.4% C ất n ủ óa 0.3% Cream 34.6% Sữa tƣơ 44.6% Bột sữa y 5.1%
3.1.1.3. Ƣớc lƣợng tổn thất qua từng công đoạn
Bảng 3.2: Ƣớc lƣợng tổn thất trong sản xuất kem Quá trình Tổn t ất (% so vớ lƣợn n uyên l ệu trƣớc mỗ qu trìn ) Qu trìn p ố trộn ( m tổn t ất tron t ết bị và đƣờn ốn ) 1.5 Qu trìn đ n o ( m tổn t ất tron t ết bị và đƣờn ốn ) 0.5 Qu trìn t an trùn ( m tổn t ất tron t ết bị và đƣờn ốn ) 0.5 Qu trìn ủ c n ( m tổn t ất tron t ết bị và đƣờn ốn ) 0.5 Qu trìn lạn đôn sơ bộ 1.0 Qu trìn rót ộp/đổ k uôn 1.5
Bảng 3.3: Tiêu hao các nguyên liệu khác :
Quá trình N uyên l ệu p ụ Đơn vị đo Số lƣợn
Gắn que Que kem % số que 102 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Gắn bao bì c o kem que Bao bì plastic % số bao bì plast c 104
3.1.2 Tính toán cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu
Hỗn hợp nguyên liệu g m : 12% béo, 11% MSNF, 15% đƣờng, 0.4% chất ổn định, 0.3% chất n ũ o . Tỉ tr ng của hỗn hợp nguyên liệu d = 1.0953 (kg/l hỗn hợp)
T n lƣợng nguyên liệu c n dùng: Lƣợn đƣờng: 15% * 100 = 15 (kg). Chất ổn định: 0.4% * 100 = 0.4 (kg). Chất n ũ o : 0.3% * 100 = 0.3 (k ). Lƣợng cream: x (kg). Lƣợng sữa tƣơ : y (k ). Lƣợng bột sữa g y: z (kg). P ƣơn trìn k ố lƣợng của hỗn hợp: x + y + z = 100 – (15 + 0.4 + 0.3) (1). Cân bằn lƣợng MSNF (từ 3 ngu n : sữa tƣơ , bột sữa g y, cream).
6.3%x + 8.7%y + 97%z =11% * 100 (2). Cân bằn lƣợng béo (từ 3 ngu n : sữa tƣơ , cream, bột sữa g y) :
30%x + 3.5%y + 1%z = 12% * 100 (3). Từ 3pt trên ta có: x = 34.63 kg, y = 44.58 kg, z = 5.09 kg.
T n lƣợng khí c n cho phối trộn 100kg hỗn hợp nguyên liệu:
Giả sử thể tích hỗn hợp nguyên liệu sau khi phối trộn vớ k ôn k t n t êm 100% so với hỗn hợp trƣớc khi nạp khí : Vkk = 100% V đ u
T n lƣợng kem tạo ra từ 100kg hỗn hợp nguyên liệu:
Lƣợng hỗn hợp sau quá trình phối trộn: 100*(100 – 1.5)/100 = 98.5(kg). Lƣợng hỗn hợp sau qu trìn đ ng hoá: 98.5*(100 – 0.5)/100 = 97.5 (kg). Lƣợng hỗn hợp sau quá trình thanh trùng: 97.5 *(100– 0.5)/100 = 97 (kg). Lƣợng hỗn hợp sau quá trình ủ chín: 97*(100 – 0.5)/100 = 96.5 (kg).