Công nghệ sản xuất bơ từ sữa - butte

Công nghệ sản xuất bơ từ sữa - butte

LOGO

GVHD: Phạm Ngọc Minh Quỳnh SVTH: Nhóm 6

Lớp 50CNSH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

VIỆN CNSH & MT Nha Trang 08/06/2011

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

THỰC PHẨM

1 Giới thiệu chung:

- Sữa: màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, chứa

dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất

- Bơ: có được nhờ quá trình đánh cream từ quá trình tách mỡ sữa Hàm

lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm

- Theo Bylund Gosta(1995), dựa vào quy trình sản xuất, người ta chia

bơ thành 2 nhóm chính:

•Bơ ngọt: bơ không lên men

•Bơ chua: bơ lên men

- Có thể phân loại bơ dựa vào lượng muối trong bơ:

•Bơ không chứa muối

•Bơ có hàm lượng muối thấp (0,2 – 1%) hoặc cao (2%)

I Giới thiệu chung

2 Lịch sử hình thành công nghệ sản xuất bơ:

- Trước thế kỷ 19, bơ được sản xuất từ váng sữa

- Việc sản xuất bơ bắt đầu được công nghiệp hóa kể từ khi

Gustaf de Laval phát minh ra thiết bị chất béo-cream vào năm

1879

- Quá trình thanh trùng nguyên liệu cream được thực hiện từ những năm 1880 đã cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm

- 1890, người ta bắt đầu sử dụng canh trường vi khuẩn lactic

thuần khiết trong sản xuất bơ lên men.

I Giới thiệu chung

II Tổng quan quy trình sản xuất bơ

1 Nguyên liệu:

- Cream: là nguyên liệu chính Các nhà

máy sản xuất bơ có thể thu cream từ

nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li

tâm hoặc thu mua cream từ các nhà máy

chế biến sữa khác

- Chất lượng cream phụ thuộc 3 nhóm chỉ

tiêu: cảm quan, hoá lí và vi sinh

II Tổng quan quy trình sản xuất bơ

II Quy trình sản xuất bơ

II Quy trình sản xuất bơ

Sữa bò: Tỉ lệ các thành phần trong 1 lít sữa bò

II Quy trình sản xuất bơ

 Tách cream sữa:

- Trong công nghiệp sản xuất bơ chủ yếu sử dụng phương pháp li tâm gạn nhằm thực hiện quá trình tách cream sữa.

- Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân thành hai phần:

• Phần crem có khối lượng lương thấp sẽ chuyển động hướng về

phía trục của thùng quay.

• Phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía

- Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân thành hai phần:

• Phần crem có khối lượng lương thấp sẽ chuyển động hướng về

phía trục của thùng quay.

• Phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía

thành thùng quay.

- Sau cùng cả hai dòng cream và sữa gầy sẽ theo những kênh riêng

để thoát ra ngoài.

II Quy trình sản xuất bơ

 Điều chỉnh độ acid:

- Mục đích là điều chỉnh độ acid thích hợp nhằm chuẩn bị cho bước thanh trùng tiếp theo Nếu sữa có độ chua quá cao thì cream có thể bị quện đặc khi thanh trùng.

- Có 2 phương pháp kĩ thuật sau thường được dùng trong việc làm giảm độ acid:

+Rửa cream cho phép loại được các chất mang tính acid.

+Bổ sung thêm một số chất có khả năng trung hòa được lượng acid trong khối cream.

 Thanh trùng:

- Tiêu diệt phần lớn vi sinh vật

- Bất hoạt enzyme lipase từ vi sinh vật (khoảng 850C)

- Nhiệt độ thanh trùng vào khoảng 92-950C trong 30s, với chế độ này đảm bảo làm thay đổi cấu trúc của vi sinh vật gây bệnh hoặc các enzyme, nhằm giữ được chất lượng cảm quan ban đầu của khối cream

- Quá trình thanh trùng trong chân không có thể bảo toàn vitamin và tránh sự oxy hóa chất béo,là nguyên nhân làm giảm chất lượng của bơ thành phẩm

- Ngày nay người ta thường áp dụng chế độ thanh trùng đối với cream từ 97-980C trong vài giây

II Quy trình sản xuất bơ

 Tạo hạt bơ và xử lý hạt bơ:

a Đảo trộn:

- Mục đích: tạo hạt bơ và tách nước

- Nhiệt độ đảo trộn ban đầu thích hợp nhất đối với cream 37% chất béo về mùa hè là 8-10oC và mùa đông là 10-14oC

- Quá trình đảo trộn kết thúc khi kích thước hạt bơ đạt 3-4mm

- Tách sữa bơ để thu nhận các hạt bơ

II quy trình sản xuất bơ

II Quy trình sản xuất bơ

•Quá trình bao gói sản phẩm thường được

thực hiên trên hệ thống thiết bị tự động làm việc.

• Hình dạng: khối chữ nhật với khối lượng

250g hoặc 500g.

• Bao bì thích hợp nhất: giấy nhôm hoặc hộp

plastic( chúng ngăn cản được ánh sáng, ẩm, hạn chế tối đa sự tổn thất các cấu tử hương có

trong bơ) xếp vào trong những thùng carton

rồi đem bảo quản trong kho lạnh

Bao gói

Trong quá trình tạo hạt bơ (churning)

Trong Quá Trình Xử Lý Nhiệt-

Lạnh

Sử dụng nhiệt độ tác

động vào nguyên liệu

-Mục đích: kết tinh một lượng chất béo có trong Cream

- Do Cream chứa hỗn hợp các hợp chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên nhiệt độ nóng chảy khác nhau Tốc độ kết tinh

và tốc độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử

phân tử chất béo bắt đầu kết tinh

-Nếu ta làm nguội cream có nhiệt

độ thấp hơn với tốc độ chậm, quá

trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng

các tinh thể béo sẽ lần lượt xuất

hiện với độ tinh khiết cao

-Nhưng sẽ ảnh hưởng tới mùi vị

cream nếu sử dụng vi sinh vật để

lên men

-Làm nguội nhanh: quá trình

kết tinh chất béo trong cream

sẽ diễn ra nhanh Một số tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh khiết cao và được gọi là “ tinh thể kết hợp”

(mixed crystals) do đặc tính của các tinh thể chất béo

- Khi đó tỷ lệ giữa khối lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong

cream sẽ giảm và bơ thành phẩm có cấu trúc cứng

Quá Trình Tạo Hạt Bơ ( churning)Tác động cơ học lên

trên nguyên liệu

Các biến đổi xảy ra trong quá trình

tạo hạt bơ

- Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại

dưới 2 dạng: tinh thể và dịch lỏng

- Sự tạo bọt: khi thiết bị thực hiện chuyển động sẽ khuấy đảo

mạnh hỗn hợp cream bên trong và làm xuất hiện các bọt khí Các

hạt cầu béo sẽ phân bố tập trung tại bề mặt tiếp xúc pha giữa bọt

khí ( pha phân tán) và pha lỏng ( pha liên tục) trong hỗn hợp

- Sự phá vỡ membrane và giải phóng chất béo: nếu sự khuấy đảo

vẫn tiếp tục, các bọt khí sẽ trở nên nhỏ hơn, bọt dày hơn,

membrane bao xung quanh một số hạt cầu béo bị vỡ và giải phóng

ra các phân tử chất béo lỏng bên trong Các phân tử này sẽ tạo nên

một màng mỏng bề mặt các bọt khí và các hạt cầu béo còn lại

- Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại

dưới 2 dạng: tinh thể và dịch lỏng

- Sự tạo bọt: khi thiết bị thực hiện chuyển động sẽ khuấy đảo

mạnh hỗn hợp cream bên trong và làm xuất hiện các bọt khí Các

hạt cầu béo sẽ phân bố tập trung tại bề mặt tiếp xúc pha giữa bọt

khí ( pha phân tán) và pha lỏng ( pha liên tục) trong hỗn hợp

- Sự phá vỡ membrane và giải phóng chất béo: nếu sự khuấy đảo

vẫn tiếp tục, các bọt khí sẽ trở nên nhỏ hơn, bọt dày hơn,

membrane bao xung quanh một số hạt cầu béo bị vỡ và giải phóng

ra các phân tử chất béo lỏng bên trong Các phân tử này sẽ tạo nên

một màng mỏng bề mặt các bọt khí và các hạt cầu béo còn lại

Các biến đổi xảy ra trong quá

tự do sẽ liên kết lại với nhau thành khối và hình thành nên các hạt bơ Lúc đầu, kích thước các hạt bơ rất nhỏ và ta không thể thấy được bằng mắt thường

và sau đó lớn dần

Lưu ý

III Các yếu tố ảnh hưởng

Ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu

Chất lượng của bơ phụ

thuộc vào chất lượng

của sữa và cream, vì

vậy nguồn nguyên liệu

dùng cho sản xuất là

rất quan trọng

Độ lớn các cầu mỡ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất tách cream bằng phương

pháp li tâm

Chỉ số iot trong sữa phải đạt trung bình

trong khoảng 24-46, nếu chỉ số iot thấp

(<24) thì bơ sẽ cứng và nếu cao (>46)

thì bơ sẽ rất mềm.

Chỉ số iot tối ưu cho bơ là 32-37

Ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu

Ảnh hưởng theo mùa

Thành phần của

sữa cũng thay đổi

theo mùa, vì vậy

mềm

Ảnh hưởng trong công đoạn tách crem

Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến trong công nghệ tách cream, tùy từng phương pháp mà nhiệt độ ảnh hưởng đến công nghệ tách cream

Ảnh hưởng trong công đoạn tách crem

Ảnh hưởng bởi độ

nhớt của sữa

Trong phương pháp gạn tự nhiên, độ nhớt của sữa càng tăng thì quá trình tách cream càng chậm và làm cho quá trình phân tầng

của dòng sữa lỏng khó

Ảnh hưởng trong quá trình chế biến crem

Nhiệt độ thanh trùng crem:

- Nhiệt độ thanh trùng khoảng 92-96 0C thời gian thanh trùng là 15-30 giây

- Nếu thời gian thanh trùng kéo dài một số thành phần trong crem

có thể bị biến đổi, làm giảm chất lượng và cảm quan cho sản phẩm

- Trước khi thanh trùng phải điều chỉnh độ chua của cream, nếu độ chua crem quá cao, crem có thể bị quện đặc lại khi thanh trùng

Ảnh hưởng bởi các yếu tố khác

 Muối:

-Muối làm cho bơ dễ kết tinh và cứng hơn,

 Chất chống oxy hóa:

-Giúp bơ giảm hiện tượng bị oxy hóa làm cho chất béo có

mùi ôi ,và dẫn đến làm giảm chất lượng của sản phẩm.

 Một số chất màu:

-Chất màu được phối trộn vào trước giai đoạn quấy đảo

crem để làm tăng cảm quan của sản phẩm.

 Thiết sản xuất: Quá trình sản xuất bơ ảnh hưởng rất

lớn bởi loại, kiểu dáng thiết bị, bởi công nghệ sản xuất

 Muối:

-Muối làm cho bơ dễ kết tinh và cứng hơn,

 Chất chống oxy hóa:

-Giúp bơ giảm hiện tượng bị oxy hóa làm cho chất béo có

mùi ôi ,và dẫn đến làm giảm chất lượng của sản phẩm.

 Một số chất màu:

-Chất màu được phối trộn vào trước giai đoạn quấy đảo

crem để làm tăng cảm quan của sản phẩm.

 Thiết sản xuất: Quá trình sản xuất bơ ảnh hưởng rất

lớn bởi loại, kiểu dáng thiết bị, bởi công nghệ sản xuất

SẢN XUẤT BƠ

và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt

Thiết bị thanh trùng

Thiết bị thanh trùng

Một số thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

Thiết bị thanh trùng

II Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

1 Thiết bị cấu tạo một hoặc nhiều kênh

a.Cấu tạo chung: Bề

hệ thống được lắp chặt chẽ với nhau nhờ chốt trục

b Nguyên tắc

hoạt động

Trong quá trình làm

việc, thực phẩm và

chất tải nhiệt sẽ đi

ngược chiều xen kẽ

nhau trong các kênh

được tạo bởi không

gian giữa các ống

cùng trụ trong thiết bị Thông thường các ống trụ dược

thiết kế với bề mặt gồ ghề để tạo

ra các dòng chảy rối, nhờ đó hiệu quả của quá trình truyền nhiệt sẽ

được cải thiện

Kênh ngoài cùng luôn chứa chất tải nhiệt

Thiết bị thanh trùng

2 Thiết bị có cấu tạo 1

hay nhiều ống

A Loại thứ nhất:

-Thiết bị gồm 2 ống hình trụ cùng

trục nhưng có đường kính khác nhau

và được đặt lồng vào nhau

-Mẫu thực phẩm sẽ di chuyển theo

ống bên trong còn chất tải nhiệt sẽ di

chuyển theo ống bên ngoài

Thiết bị thanh trùng

b Loại thứ hai

- Thiết bị gồm một chùm ống trụ song song

có cùng đường kính được đặt bên trong

một óng trụ lớn

-Mẫu thực phẩm sẽ di chuyển trong các

ống trụ nhỏ, chất tải nhiệt sẽ di chuyển

trong khoản không gian giữa thân trong

ống trụ lớn và thân ngoài các ống trụ nhỏ

- Người ta nối đoạn ống trụ lớn lại với

nhau nhờ cá vòng nối đôi

- Để tạo nên các dòng chảy rối và tăng

cường truyền nhiệt, các ống trụ nhỏ được

thiết kế với cấu tạo xoắn

Thiết bị thanh trùng

Một số thiết bị thanh trùng dạng nhiều ống

Thiết bị thanh trùng

3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có

bộ phận khuấy trộn cơ học:

Cấu tạo chung:

- Gồm 2 ống hình trụ có kích thước

khác nhau và được lồng đồng trục vào

nhau Bề mặt hai thân trụ bằng phẳng

- Tại vị trí chung là rotor có đường kính

từ 50,8 - 127 mm

- Trên hệ thống rotor và thanh khuấy có

gắn một số thanh chắn theo phương

thẳng đứng

- Trục gắn các thanh khuấy được nối với

một motor đặt phía trên hai ống trụ

Thiết bị thanh trùng

B Nguyên lý hoạt động:

- Thực phẩm sẽ được bơm vào ống trụ bên

trong từ phía đáy và được tháo ra khỏi thiết

bị từ phía đỉnh

- Ngược lại, chất tải nhiệt sẽ được nạp vào từ

phía trên đỉnh theo khoảng không gian được

tạo ra giữa 2 thân trụ và được tháo ra ngoài

từ phía gần đáy

- Trong quá trình làm việc, các cánh khuấy

và thanh chắn sẽ quay giúp cho sự truyền

nhiệt diễn ra nhanh và tốt hơn, đồng thời

phối trộn các mẫu thực phẩm có độ nhớt cao

hoặc huyền phù có kích thước hạt phân tán

lớn

Thiết bị thanh trùng

Một số thiết bị trao đổi nhiệt có cánh khuấy

Thiết bị thanh trùng

hiệu quả tuyền nhiệt.

Do khả năng truyền nhiệt kém của cream

và cấu tạo dặc trưng của thiết bị nên hiệu quả truyền nhiệt kém hiệu quả hơn so với bản mỏng

Truyền nhiệt nhanh nhưng hiệu quả

không bằng thiết bị dạng bản mỏng

Chỉ gia nhiệt chứ không khuấy trộn nên tốn ít năng lượng

Vừa gia nhiệt vừa khuấy trộn nên tốn năng lượng

So sánh các thiết bị thanh trùng

I Thiết bị hoạt động gián đoạn:

a Cấu tạo chung:

- Thiết bị có dạng hình trụ đứng – đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp… và được cấu tạo từ thép không gỉ

- Bên trong có các tấm chắn và thanh đánh cream

- Thiết bị thực hiện chuyển động quay nhờ một motor và bộ phận truyền động, tốc độ quay của thiết bị có thể điều chỉnh được

- Thiết bị có thể tích 8000 – 12000 lít, thể tích làm việc tối đa khoảng 40 – 50% thể tích thiết bị

Thiết bị tạo hạt bơ

b Nguyên lý hoạt động

Tạo hạt bơ:

- Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị tồn tại ở 2 dạng: tinh thể và dịch lỏng Hỗn hợp cream được cho vào thiết bị trước khi quá trình khuấy đảo bắt đầu

- Khi thiết bị chuyển động xoay sẽ khuấy đảo mạnh hỗn hợp cream bên trong để thực hiện quá trình tạo hạt bơ

- Khi quá trình tạo bơ kết thúc, hỗn hợp trong thiết bị gồm 2 phần: các hạt bơ và sữa bơ

Thiết bị tạo hạt bơ

- Bài khí: nhằm làm giảm khí tự do trong khối bơ giúp cấu trúc bơ

sẽ càng cứng Để tách khí người ta khuấy đảo khối bơ trong đièu kiện chân không

c Một số thiết bị tạo bơ gián đoạn

Thiết bị tạo hạt bơ

II/ Thiết bị hoạt động liên tục

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Thiết bị tạo hạt bơ

Vùng tách bơ và sữa bơ: Vùng này dạng nằm ngang, có thể xoay quanh trục và được chia làm 2 khu vực

+ Việc tách bơ được diễn ra và hiệu quả: do thùng hình trụ ngang và xoay đều nên hạn chế các hạt bơ nhỏ bít các lỗ

+ Phần sữa bơ chảy qua rây theo hệ thống máng bên dưới được đưa đến cửa thoát để đưa ra ngoài

Thiết bị tạo hạt bơ

Vùng tạo khối bơ

- Gồm 2 khu vực I và II tương ứng đối với 2 ông trụ đặt nghiêng, 2 khu vục này cách nhau bởi buồng chân không

- Bên trong mỗi ống trụ có hệ thống trục vis và tấm lưới, mỗi ống trụ có một motor tươngứng để làm quay trục vis

- Tại vùng này trục vis sẽ nén các hạt bơ thành khối và đẩy khối bơ theo chiều dài thân trục

- Nếu cần bổ sung muối và hiệu chỉnh độ ẩm thì ta thực hiện ở khu vực này, nhờ đầu dò độ ẩm

Thiết bị tạo hạt bơ

2

3 4

3 5

Butter water Buttermilk

Bơ sau khi đi ra khỏi khu vực II của vùng tạo bơ qua đầu phun Bơm sẽ vận chuyển vào silo bảo quản hoặc đi đến thiết

bị bao gói

Thiết bị tạo hạt bơ

Một số thiết bị sản xuất bơ liên tục

Thiết bị tạo hạt bơ

Thiết bị bao gói

Các thiết bị bảo quản sữa và tách cream

Ngoài các thiết bị được kể ra ở trên còn có các thiết bị như máy ly tâm, bơm ly tâm,thùng làm lạnh, các xilo chứa và bảo quan sữa nguyên liệu.

Các thiết bị bảo quản sữa và tách cream

Thiết bị ly tâm Bơm ly tâm

V Tình hình sản xuất bơ trong và ngoài nước

Sản phẩm bơ nước ngoài

Các nước như Pháp, Đức,

Hà Lan dẫn đầu thế giới về chất lượng bơ, theo sau là các nước như liên bang Nga, Ấn Độ và Mỹ Đứng đầu về sản lượng bơ xuất khẩu là khối châu Âu , tiếp theo là Mỹ và Newzealand

Bơ ngày nay đã và đang là

một sản phẩm được sử dụng

rộng rãi ở các nước phương

Tây các nước Đông Âu và

châu Mĩ Bơ cũng đã và

đang được sản xuất với qui

mô công nghiệp ở nhiều

nước trên thế giới với sản

lượng lớn và ngày càng

được mở rộng