Quy trình sản xuất bơ từ sữa

- Quy trình thực hiện: ■ Đầu tiên, cream sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng để gia nhiệt lên đến 78°c.. Khi làm nguội cream xuống 40°c, một sô" phân tử chất béo bắt đ

MUC LUCMục lục

1

5) I/ TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUÂT Bơ:

1) Nguyên liệu:

1.1 Cream:

6) Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream Các nhà máy sản xuất bơ có thể thu nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng

phương pháp ly tâm hoặc thu mua cream từ những nhà máy chế biến sữa khác

7.7.7 Các chỉ tiêu chất lương của cream:

7) > Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý, vi sinh.

❖ Chì tiêu cảm quan: hai chỉ tiêu quan trọng nhất là:

- Nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42), bơ thành phẩm sẽ có câu ưúc rất mềm

- Nếu chỉ sô" iod quá thấp (nhỏ hơn 28), bơ sẽ trở nên cứng và khó phết lên bánh khi sử dụng

10) => Dựa vào giá trị chỉ sô" iod của nguyên liệu, nhà sản xuất sẽ thay đổi các thông sỏ" công nghệ thích hợp để chất lượng

bơ thành phẩm luôn ổn định và đạt yêu cầu

• Dư lượng kháng sinh, các chất tẩy rửa công nghiệp: không được chứa các chất này => Do những chất này sẽ ức chê" hoạt động của các vi khuẩn lactic và kéo dài thời

11) gian lên men Hơn nữa, hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất do vi khuẩn giông tạo ra sẽ không cân đô"i và ảnh hưởng không

tốt đến hương vị sản phẩm

❖ Chỉ tiêu vi sinh: hàm lượng vi sinh vật (VSV) trong cream càng thấp càng tốt.

• Nhóm vi khuẩn ưa lạnh: người ta thường chú ý đến nhóm vi khuẩn này vì chúng có khả năng sinh tổng hợp enzym lipase chịu nhiệt.Trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các vsv bị tiêu diệt Tuy nhiên, lipase từ vi khuẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạt tính ở nhiệt

độ 100°c (Luquet, 1986) Enzym này xúc tác quá trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu

12) => Giải pháp: tiến hành thanh trùng ngay sữa tươi khi mới nhập về nhà máy rồi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp ( 2 - 4°C)

trước khi đem vào chê" biến Chê" độ thanh trùng là 63 - 65°c trong 15 giây Khi đó nhóm vsv ưa lạnh - nguồn sinh tổng hợp lipasechịu nhiệt - sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn Nếu các nhà máy không có điều kiện thanh trùng ngay sữa tươi mới thu mua thì phải tiến hànhlàm lạnh và bảo quản sữa ở 2

3

13) - 4°c Trong thời gian tối đa 24 giờ tiếp theo, ta phải thực hiện quá trình thnah trùng

14) sữa.

15) 1.1.2 Xử ly cream có đô chua cao:

16) > Trong trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt, độ chua

17) cao (15 - 20°D) thì cần tiến hành xử lý cream trước khi đưa vào sản xuất bơ.

18) ♦♦♦ Các phương pháp:

• Rửa cream bằng nước sạch với tỉ lệ cream/nước là 1/2 (v/v), sau đó tiến hành ly tâm để tách nước

• Trung hòa để làm giảm độ chua của nguyên liệu cream, hóa chất thường dùng là CaO, Ca(OH)2

1.2.Vi sinh vật;

19) Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD Thường gặp nhất là Streptococcus diacetylactỉs và

Leuconostos cỉtrovorum Trong quá trình lên men, ngoài acid lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi như aldehyde acetic,

diacetyl, acetoin Các hợp chất này sẽ tạo cho sản phẩm bơ hương vị đặc trưng

1.3.Các phụ gia;

20) Chất màu:

21) Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides quyết định Thông thường, vào mùa đông hàm lượng các hợp chất trên trong sữa

thấp hơn mùa hè nên bơ thành phẩm có màu nhạt hơn

22) Người ta cho phép sử dụng một sô" chất màu thực phẩm trong sản xuất bơ Ví dụ như ở Pháp, các chất màu có nguồn gô"c

thiên nhiên sau đây được phép sử dụng:

• Indigotine (E132)

23) Chlorophylle(E140) Carbomedicinalis vegetalis (E153)

24) • Anthocyane (E160)

25) ❖ Muối NaCỈ: yêu cầu độ tinh sạch không thấp hơn 99,7%.

26) ♦♦♦ Chất chống oxy hóa: phổ biến nhất làgallat propyle, gallate octyl, gallate dodecyl, butyl hydroxy anisol (BHA) hoặc butyl

hydroxy toluen (BHT) Hàm lượng sử dụng thường không quá 0,01%

27) ♦♦♦ Các gia vị khác:

28) Để đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thị trường, nhà sản xuất có thể sử dụng một sô" gia vị khác.

29) Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc vào thị hiếu người tiêu dùng và quy định của mỗi nước Ví dụ như ở Pháp, người ta cho phép sử

dụng những gia vị như tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh hương trong sản xuất bơ

4

• Caramel (E150)

• Carotenoides(E160)

2) Quy trình công nghệ sản xuất bơ:

2.1 Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men:

• Trường hợp cream có mùi lạ:

- Sử dụng phương pháp bài khí trong điều kiện chân không để tách các cấu tử dễ bay hơi ra khỏi cream Quá trình bài khí sẽ được kếthợp thực hiện cùng với quá trình thanh trùng cream

- Quy trình thực hiện:

■ Đầu tiên, cream sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng để gia nhiệt lên đến 78°c

■ Tiếp theo, cream được đưa vào bồn chân không để thực hiện quá trình bài khí Áp lực chân không cần được hiệu chỉnh sao cho nhiệt

độ sôi của cream trong bồn dao động quanh giá trị 62°c Khi đó các cấu tử dễ bay hơi sẽ được tách ra khỏi cream

■ Cuối cùng, cream được đưa trở lại hệ thông trao đổi nhiệt bản mỏng để gia nhiệt tiếp lên đên 95°c rồi làm nguội

34) Ớ châu Âu, vào mùa hè sữa tươi thường có mùi hành do nhóm cây họ hành mọc phổ biến trên các đồng cỏ Khi đóquá trình bài khí cream trong sản xuất bơ là cần thiết

Tạo hạt bơ (churning)

và xử lý (buttermilk)Sữa bơ

Bao gói

Hình 1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men

2.7.2 Cấy giống vi sinh vât:

69) Các nhà máy sản xuất bơ có thể sử dụng sinh khôi vi khuẩn lactic dưới dạng sấy thăng hoa

do các hãng chuyên sản xuất giông YSV cung cấp Nếu không, họ có thể tự nhân giông để phục vụ sảnxuất

❖ Cấy giôhg VSV:

• Môi trường nhân giông: phổ biến nhất là sữa gầy Trước khi nhân giông, sữa gầy được thanh trùng ở 90 - 95°c trong thời gian 1 5 - 3 0 phút

• Nhân giông:

- Ta sử dụng phương pháp nhân giông theo nhiều cấp để có đủ sô" tế bào vi khuẩn cấy vào cream

- Các thông sô" kỹ thuật:

■ Nhiệt độ: 20°c.

■ Thời gian nhân giỏng cho mỗi cấp: 7 - 1 0 giờ

- Canh trường vsv thu được có độ chua 18 - 20°SH, sô" tê" bào vi khuẩn có thể lên đến 109 tê"bào/ml Những sản phẩm trao đổi chất quan trọng nhâ"t của vi khuẩn trong canh trường là acidlactic, diacetyl và acid acetic Chúng sẽ ảnh hưởng đến hương vị của bơ thành phẩm

• Tỉ lệ giống cấy: phụ thuộc chỉ sô" iod của nguyên liệu và nhiệt độ lên men, tỉ lệ giông cấy

thường khoảng 1 - 7 % (v/v)

2.7.5 Lên men và xử lý nhiêt lanh:

70) Quá trình lên men và xử lý nhiệt - lạnh sẽ diễn ra song song.

2.1.3 L Lên men:

❖ Mục đích: sử sụng vi khuẩn lactic để sinh tổng hợp acid lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo

độ chua và hương vị đặc trưng cho cream

❖ Điều khiển quá trình lên men:

• Tô"c độ acid hóa cream và chế độ xử lý nhiệt sẽ ảnh hưởng đến câu trúc bơ thành phẩm

• Yêu cầu kỹ thuật: Sau quá trình lên men

- Độ chua phần không béo trong cream cần đạt quanh giá trị 36°SH

- Hàm lượng diacetyl trong cream khoảng 1,0 - l,5ppm

❖ Thiết bị: thiết bị hình trụ có cánh khuấy và bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ.

2.I.3.2 Xử lý nhiệt lạnh:

❖ Mục đích: kết tinh một lượng chất béo có trong cream.

❖ Nguyên tắc thực hiện: Do cream chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên

nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau Tô"c độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽphụ thuộc vào chê" độ xử lý nhiệt Thông thường, người ta dựa vào chỉ sỏ" iod của cream đểchọn chê" độ xử lý nhiệt - lạnh tôi ưu Khi đó bơ thành phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứnghoặc quá mềm

71) Bảng 1 : Chế độ xử lý nhiệt lạnh và lượng giống cấy cho quá trình lên men cream tương

72) ứng với các chỉ số ỉod khác nhau của nguyên liệu

(Bylund Gosta, ỉ995)

- Làm nguội chậm: Trong quá trình thanh trùng cream ở 90 - 95°c, tất cả các hạt cầu béo đều ở

trạng thái lỏng Khi làm nguội cream xuống 40°c, một sô" phân tử chất béo bắt đầu kết tinh.Nếu ta làm nguội cream xuống nhiệt độ thấp hơn với tốc độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dàinhưng các tinh thể béo sẽ lần lượt xuất hiện với độ tinh khiết cao Tuy nhiên do thời gian dàinên hàm lượng các sản phẩm tạo vị chua và hương cho bơ được sinh tổng hợp bởi vi khuẩnlactic trong cream sẽ không đạt được tỷ lệ cân đôi như mong muôn Trong thực tế sản xuâ"t, tacần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp làm nguội nhanh

- Làm nguội nhanh: Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo trong cream sẽ diễn ra

nhanh Tuy nhiên, trong trườn hợp này, một sô" tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh

khiết cao và được gọi là “tinh thể hỗn hợp” (mỉxed crystals) Đó là các phân tử triglycerid có

điểm nóng chảy thấp bị nhốt trong các tinh thể triglycerid có điểm nóng chảy cao Khi đó tỷ lệ

giữa khôi lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khôi lượng chất béo (TF) trong cream sẽ giảm

và bơ thành phẩm có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh khi sử dụng

2) Chỉ số ỉod 3) Chế độ xử lý nhiệt - lạnh (°C) 4) Lượng giông cây (%v/v)

79) => Giải pháp kỹ thuật:

80) Để khắc phục hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ cream để kết tinh một phần

chất béo, người ta nâng dần nhiệt độ lên để các triglycerid có điểm nóng chảy thấp sẽ hóalỏng và tách ra khỏi các “tinh thể hỗn hợp” Cuôl cùng, tiến hàn hạ nhiệt độ cream nhưngkhông quá thấp như ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên để tái kết tinh chất béo Khi đó một sô"triglycerid sẽ tiếp tục kết tinh, tuy nhiên độ tinh khiết của các tinh thể trong cream sẽ tăng,sô" “tinh thể hỗn hợp” giảm Ta có thể đạt được tỷ lệ phần trăm giữa lượng châ"t béo lỏng

so với tổng khôi lượng chất béo trong cream (TF) như mong muôn.

81) Sau cùng, người ta hạ nhiệt độ hỗn hợp xu ông 5 - 6°c và giữ trong khoảng 2 giờ 82) Theo Luquet (1985), giải pháp kỹ thuật này sẽ làm giảm độ tổn thất chat béo theo

sữa bơ ở giai đoạn tạo hạt bơ tiếp theo

83) Bảng 3: Thành phần các acid béo trong sữa

• Khuây đảo (churning) hỗn hợp cream có chứa các tinh thể chat béo để biến chúng thành các hạt

bơ và sữa bơ (butter milk).

• Tách sữa bơ để thu nhận các hạt bơ

• xử lý các hạt bơ riêng lẻ để tạo thành một khôi kết dính

• Bổ sung muôi và phân bô" đều trong toàn bộ khôi bơ

42) Acid béo 43) % tổng ỉưựng

• Hiệu chỉnh độ ẩm và phân bô" đều các hạt nước nhỏ li ti trong toàn khôi sản phẩm.

• Xử lý chân không để làm giảm lượng khí có trong khôi bơ

87) ♦♦♦ Các biến đổi xảy ra trong quá trình tạo hạt bơ:

88) Chat béo ừong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinh thể và

dịch lỏng

• Sự tạo bọt: Khi thiết bị thực hiện chuyển động xoay sẽ khuây đảo mạnh hỗn hợp cream bêntrong và làm xuất hiện các bọt khí Các hạt cầu béo sẽ phân bô" tạp trung tại bề mặt tiếp xúc phagiữa 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 trởnên nhỏ hơn, bọt dày hơn, membrane bao xung quanh một sô" hạt cầu béo bị vỡ và giải phóng racác phân tử chất béo lỏng bên trong Các phân tử béo này sẽ tạo nên một màng mỏng bề mặt cácbọt khí và các hạt cầu béo còn lại

• Sự vỡ bọt: Bọt khí càng dày thì thì sô" phân tử chất béo được giải phóng ra từ các hạt cầu béo dohiện tượng membrane bị phá vỡ sẽ càng lớn Theo thời gian, bọt trở nên kém bền và nổ vỡ

• Sự hình thành hạt bơ: Các hạt cầu béo và tinh thể béo nhờ những phân tử béo ở dạng lỏng tự do

sẽ liên kết lại với nhau thành khôi và hình thành nên các hạt bơ Lúc đầu, kích thước các hạt bơrâ"t nhỏ và ta không thể nhìn thấy được bằng mắt thường nhưng sau đó chúng lớn dần

89) > Lưu ý:

• Để chọn giá trị nhiệt độ thích hợp cho quá trình tạo hạt bơ, người ta dựa vào hàm lượng chất béo

có trong hỗn hợp cream trong thiết bị

• Trong trường hợp có sử dụng chất màu, chúng được bổ sung vào hỗn hợp cream trong thiết bịtrước khi quá trình khuây đảo bắt đầu

90) 2.1.5 Bao gói:

91) ♦♦♦ Thiết bị: Hiện nay, quá trình bao gói sản phẩm được thực hiện ưên hệ thông thiết bị làm

việc tự động

❖ Sản phẩm: Bơ thường được tạo hình dạng khôi chữ nhật với khôi lượng 25Og hoặc 500g.

❖ Bao bì: Loại bao bì thích hợp nhất là giấy nhôm hoặc hộp plastic do chúng ngăn cản được ánh

sáng, ẩm và hạn chê" tôi đa sự tổn that các câu tử hương có trong bơ sản phẩm bơ bao gói tronggiấy nhôm hoặc hộp plastic tiếp tục được xếp vào những thùng carton rồi đem bảo quản trongkho lạnh

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men;

92) Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ khổng lên men tương tự như đối với sản phẩm bơ

lên men nhưng đơn giản hơn Ta bỏ qua hai giai đoạn cấy giông và lên men Như vậy nguyên liệucream sau khi qua thanh trùng sẽ được đem đi xử lý nhiệt lạnh để tạo một sổ" tinh thể chất béo và đểđạt được tỷ lệ thích hợp giữa lượng chất béo dạng pha lỏng và lượng chất béo dạng tinh thể Sau đó,hỗn hợp được đưa vào hệ thống thiết bị hoạt động liên tục để tạo hạt bơ và xử lý bơ thành phẩm

93) Hình 2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men

3) Bơ thành phẩm:

3.1 Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm;

94) ♦t4 Chỉ tiêu cảm quan:

• Màu sắc: phải đồng đều trong cả khôi bơ, từ vàng nhạt đến vàng hơi sậm tùy sản phẩm

• Mùi: mùi thơm đặc trưng (mùi hạnh nhân do quá trình thanh trùng, mùi của các hợp chất hữu cơsinh ra trong quá trình lên men: acid acetic, acid lactic, diacetyl), không lẫn mùi lạ

• Vị: vị ngậy đặc trung của chất béo, vị mặn vừa phải; bơ lên men phải có vị chua nhẹ của acidlactic

• Cấu trúc: đánh giá qua độ cứng, độ dẻo, bề mặt khô ráo, bóng mịn, bằng cách phết bơ lênbánh rồi quan sát

❖ Chỉ tiêu hóa lý:

95) Tùy theo quy định của mỗi nước và mỗi cơ sở sản xuất mà các chỉ tiêu hóa lý có thể dao

động trong những khỏang khác nhau

• Thời gian: vài tháng

96) => Theo Vierling (1999), người ta có thể sử dụng nhiệt độ thấp hơn -15°c để kéo dài hơn

nữa thời gian bảo quản bơ

❖ Các biến đổi trong quá trình bảo quản:

97) Quan trọng nhất là sự oxy hóa chất béo tạo nên các hợp chất peroxyde gây mùi khó chịu

và làm giảm giá trị dinh dưỡng của bơ Một sô" peroxyd gây độc cho người sử dụng

98) => Để hạn chế các biến đổi này, ta phải luôn bảo quản bơ trong bao bì kín ở nhiệt độ

99) II/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUÂT Bơ:

100) 1) Các thiết bị thanh trùng (thiết bị làm việc liên tục):

101) 1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng ịplate heat exchangers):

102) 7.7.7 Cấu tao chung:

103) Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng vàđược làm bằng thép không gỉ được ghép lại với nhau Mỗi tấm bảng sẽ có bôn lỗ tại bôn góc và hệthông các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rô"i và tăng diện tích truyền nhiệt

7.7.2 Nguyên lý hoat đông:

104) Khi ghép các tấm bản mỏng lại với nhau, trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thànhnên những hệ thông đường ông vào và ra cho mẫu khảo sát và châ"t tải nhiệt chuyển động xen kẽnhau Mau khảo sát và châ"t tải nhiệt có thể chuyển động cùng chiều hay ngược chiều Tùy thuộc vàođiều kiện cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bô" trí hệ thông những đường dẫn thích hợp

Hình 3: Một sô" hình dạng bảng mỏng

Hình 4: Nguyên tắc chảy của

mẫu khảo sát và châ"t tải nhiệt

1.1.3 Giới thiêu môt số thiết bi:

105) Hãng Invensys APV 106) Gasketed plate heat exchanger - Paraflow

107) Be mặt truyền nhiệt : trên 3800 m2 Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 2.5 - 4 mm Ap suất: 0- 25 Bar Nhiệt độ: -35 -+250°c

108) Hãng API schmidt - bretten

109) SIGMA SIGMAFIT Series Universal Plates Hình 5 : Ví dụ về sơ đồ dòng chảy của sữa và chất tải nhiệt ( 4 x 2 / 2 )

115) Wenzhou Lihong Light Industry Mechanical Co., Ltd.

*jàr l'iMU»

f '

‘ 1

Lưư lượng : 250 m3/hKhoảng cách giữa các bảng mỏng : 4.5 - 5.5

116) Bề mặt truyền nhiệt : 0.05 - 0.2 m2/bảng mỏng Bề dày của bảng mỏng : 0.8 mm Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 28 -

46 mm Ap suất: 0.4 - 2 MPa Nhiệt độ: 120 - 250°c

117) Jiangnan Cooler Factory of Quanzhou

118) Ap suất: 1.6 MPa Nhiệt độ: 180°c

119) Waukesha Cherry-Burrell 120) Shanghai Ruipai Machinery

Co., Ltd Nanjing Gaojie Light Industrial Equipment Co., Ltd Qingdao Yuhe Happiness Boiler Co., Ltd Shanghai Accessen New-Tech Co., Ltd

121) 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat

exchanger):

1.2.1 Cấu tao chung và nguyên lỵ hoat đông:

1.2.1.1 Thiết bị với cấu hình một hoặc nhiều kênh (mono/multichanneỉs): ❖ Cấu

tạo:

Một số hãng sản xuất

khác :

122) Bề mặt truyền nhiệt là thân các ống trụ có cùng trục nhưng kích thước đường kính khácnhau Tại mỗi đầu ông trụ (1) có bộ phận (2) liên kết các ống lại với nhau và bô" trí dòng vào/dòng

ra cho thực phẩm/chất tải nhiệt Toàn bộ hệ thông được lắp ráp chặt chẽ với nhau nhờ chốt trục (3)

1.2.1.2 Thiết bị vôi cấu hình một hoặc nhiều Ống ịmono/multitubes):

127) Đây là cấu hình cổ điển của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống.

128) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

1.2.2 Giới thiêu môt số thiết bị:

133) Áp suất : 0 - trên 100 bar

134) Bề mặt truyền nhiệt : lớn hơn 73 m2 trong một module

1 - ống chứa sản sản

phẩm bên trong

2 - vòng nối ông

Hình 7: Thiết bị trao đổi nhiệt với cấu hình nhiều ống

137) Một số hãng sản xuất khác :

139) Bloksma

1.3. Thiết bị trao đổỉ nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học

140) (scraped - surface heat exchangers):

1.3.1 Cấu tao chung:

141) > Nhìn chung thiết bị này có cấu hình gần giông với thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

• Gồm hai ống hình trụ có kích thước đường kính khác nhau và được lồng đồng trục vào nhau

Bề mặt hai thân trụ bằng phẳng

• Tại vị trí trục chung là rotor có gắn các thanh khuấy có thể tháo lắp được

142) Thông thường, người ta sử dụng rotor có đường kính từ 50,8 - 127mm Việclựa chọn đường kính rotor phụ thuộc vào kích thước các hạt phân tán trong thực phẩm.Nếu hạt có kích thước lớn, người ta sử dụng rotor có đường kính nhỏ và ngược lại

• Trên hệ thông rotor và thanh khuấy có gắn một sô" thanh chắn theo phương thẳng đứng

• Trục gắn các thanh khuây được nối với một motor đặt phía trên hai ông trụ

140) Waukesha Cherry-Burrell

141)

144) Hình 8 : Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ông có bộ phận khuây trộn cơ học

1.3.2 Nguyên lý hoat đông:

• Thực phẩm sẽ được bơm vào ông hình trụ bên trong từ phía đáy thiết bị và được tháo ra khỏithiết bị từ phía trên đỉnh

• Ngược lại, châ"t tải nhiệt sẽ được nạp vào từ phía trên đỉnh theo khoảng không gian được tạo

ra giữa hai 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 đượcdiễn ra nhanh và tốt hơn, đồng thời giúp phôi ưộn các mẫu thực phẩm có độ nhớt cao (trongtrường hợp này là cream) hoặc các huyền phù có kích thước hạt phân tán lớn

1.3.3 Giới thiệu một số thiết bị:

142)

145) Nhiệt độ làm việc : trên 150°c

146) Năng suất ; trến 3 - 5 tín/h 147) Bề mặt truyền nhiệt:

148) + Ống trụ 422: 0,19 m2 + Ống trụ 460:0,44 m2 + Ống trụ 660: 0,68 m2 + Ống trụ680: 0,87 m2

149) Scraped surface heat exchanger - HDRT and HEXRT

150) Nhiệt độ làm việc : trên 150°c

151) Năng suất : trên 3 - 5 tấn/h 152) Bề mặt truyền nhiệt:

153) + Ống trụ 648: 0.55 m2 + Ống trụ 672: 0.87

155) Nhiệt độ làm việc : trên 150°c

156) Năng suất : trên 3 - 5 tấn/h

157) Bề mặt truyền nhiệt: 0.87 m2

158)Waukesha Cherry-Burrell

159)Bề mặt truyền nhiệt: 11 m2

160) 1.4 So sánh giữa các nhóm thiết bị;

161) Hiệu quả truyền nhiệt:

162) • Dạng bảng mỏng: Tuy dịch kem có độ nhớt cao, khả năng truyền nhiệt kém, nhưng do chảy

thành từng lớp mỏng xen kẽ với chất tải nhiệt nên nhiệt lượng tổn thất

163) không nhiều, nhiệt độ được phân phôi đều trong toàn dịch cream giúp nâng caohiệu quả truyền nhiệt.

• Dạng ống: Dạng thiết bị này thích hợp để thanh trùng hoặc tiệt trùng thực phẩm dạng huyềnphù nên cũng có thể sử dụng để thanh trùng dịch cream có nồng độ chất khô cao và độ nhớtcao Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệt của cream kém cũng như cấu tạo đặc trưng của thiết

bị nên sự truyền nhiệt trong thiết bị dạng ổng kém hiệu quả hơn dạng bảng mỏng

• Dạng ông có khuấy trộn: Do thiết bị có các cánh khuấy và thanh chắn nên sẽ giúp cho quátrình truyền nhiệt diễn ra nhanh và đồng đều hơn Dạng thiết bị này thích hợp để gia nhiệt vàlàm nguội những thực phẩm dạng lỏng có độ nhớt cao, thực phẩm dạng huyền phù với các hạtphân tán kích thước lớn hoặc để thực hiện quá trình kết tinh, nên cũng có thể sử dụng để thanhtrùng dịch cream có nồng độ chất khô cao và độ nhớt cao Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệtcủa cream kém cũng như cấu tạo đặc ưưng của thiết bị (sự truyền nhiệt chủ yếu xảy ra ở lớpkem tiếp xúc với bề mặt ổng trụ trong) nên sự truyền nhiệt trong dạng thiết bị này kém hơndạng bản mỏng

164) ❖ Chi phí năng lượng:

• Dạng ống có khuấy trộn: tốn nhiều năng lượng nhất do phải thực hiện hai quá trình gia nhiệt

và khuấy ưộn dịch cream

• Dạng bảng mỏng và dạng ống: chỉ gia nhiệt chứ không khuấy trộn dịch cream nên ít tốn năng

lượng hơn

165) => Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng giúp quá trình thanh trùng cream đạthiệu quả cao hơn hai dạng thiết bị còn lại về mặt kinh tế cũng như chất lượng bán thành phẩm

2) Các thiết bị lên men:

2.1 Cấu tạo chung;

166) > Do cream là môi trường lỏng nên ta sử dụng thiết bị lên men bề sâu có cấu tạo như

• cửa nạp môi trường và tháo canh trường ra khỏi thiết bị thường được bô" trí ở phần đáy

• Ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát, van lây mẫu,

2.2.Nguyên lý hoạt động;

169) > Thiết bị hoạt động liên tục với các cổng đoạn như sau:

• Chuẩn bị thiết bị lên men.

• Nạp môi trường vô trùng vào thiết bị

• Cây giông và lên men

• Bổ sung cơ chất và tháo sản phẩm liên tục

2.3 Giới thỉệu một sô" thiết bị:

170) Wenzhou Lihong Light Industry Mechanical Co., Ltd

171)

3) Các thiết bị tạo hạt bơ (churning):

3.1.Thiết bị hoạt động gián đoạn;

172) 3.LI Cấu tao chung:

173) > Thiết bị tạo hạt bơ hay còn gọi là thiết bị khuấy đảo cream hoặc thiết bị đánh cream cócấu tạo như sau:

• Vật liệu: thép không gỉ

• Nhiều hình dạng khác nhau: hình trụ đứng - đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp,

• Bên trong có các tấm chắn và thanh đánh cream

• Thiết bị có thể thực hiện chuyển động xoay nhờ một motor và bộ phận truyền động Tốc độ quay của thiết bị có thể hiệu chỉnh được

• Thông sô" kỹ thuật:

- Thể tích: V = 8000 - 12000 lít, thể tích làm việc tôi đa khoảng 40 - 50%v

- Tốc độ xoay: V = 25 - 35 vòng/phút

143)

144) Dung tích : 500 - 8000 L

3.1.2 Nguyên lỵ hoat đông:

174) ♦♦♦ Tạo hạt bơ:

175) Chat béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinhthể và dịch lỏng Trong trường hợp có sử dụng chất màu, chúng được bổ sung vào hỗn hợp creamtrong 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 ưình tạo hạt bơ

• Khi quá trình tạo hạt bơ kết thúc, hỗn hợp thu được trong thiết bị gồm hai phần: các hạt bơ

(butter grains) và sữa bơ Çbutter milk).

176) Trong sữa bơ có chứa một lượng chất béo Giá trị này càng nhỏ chứng tỏ độtổn thât châ"t béo trong quá trình tạo hạt bơ sẽ càng thâ"p Ớ các nước châu Âu, vàomùa hè hàm lượng chat béo ừong sữa bơ thường cao hơn khi ta so sánh với các mùakhác trong năm

177) ❖ Xử lý hạt bơ:

• Rửa: Sau khi tách sữa bơ ra khỏi thiết bị, người ta thường dùng nước vổ trùng để rửa các hạt

bơ nhằm loại bỏ các hợp chất hòa tan trong sữa bơ còn bám trên bề mặt các hạt bơ

• Tách nước vàbổ sung muôi

• Trộn và nén ép:

- Các hạt bơ sẽ được nén ép để tạo thành một khối đồng nhâ"t

178) Ớ giai đoạn này, nước sẽ được phân bô" dưới dạng những hạt rất mịntrong toàn bộ khối bơ mà ta không thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường Một

hệ nhũ tương mới “nước/dầu” được hình thành

- Các nhà sản xuất sẽ kiểm tra và hiệu chỉnh độ ẩm cho khôi bơ

• Bài khí:

- Nhằm làm giảm lượng khí tự do có trong khôi bơ (nếu cần)

179) Trong các sản phẩm bơ được sản xuất bằng phương pháp thủ công,thông thường lượng khí chiếm 5 - 7%(v/v) Hàm lượng khí trong bơ càng thấp thìcâ"u trúc bơ sẽ càng cứng

- Để tách khí, người ta thực hiện khuấy đảo khối bơ trong điều kiện chân không Khi đó, lượng khí có thể giảm xuống 1% so với thể tích bơ thành phẩm

3.1.3 Giới thiêu môt số thiết bi:

180) Invensys APV

181) Traditional butter churns - URC and UOH

182) Khuấy đảo hỗn hợp cream chứa

38 - 40% lipid Năng suất : 3,00 -

3,200 1/h

183) Van den Heuvel Dairy & Food Equipment

184) Cung cấp thiết bị khuấy đảo cream với các hình dạng khác nhau như hình trụ đứngđáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp Dung tích từ 200 - 10,000 1 với thể tích làm

việc tối đa khoảng 40 - 50%.

185)

3.2.Thiết bị hoạt động liên tục;

3.2.1 Khảo sát hê thống tao hat bơ và xử lỵ sản phẩm của hãng Invensvs APV:

3.2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

186) > Thiết bị được cấu tạo với bốn vùng chính:

187) Vùng tạo hạt bơ:

145)

• Là một bộ phận hình trụ ngang có các thanh đập thực hiện chuyển động xoay.

• Quá trình tạo hạt bơ diễn ra trong thời gian rất ngắn chỉ vài giây

• Ta cần chọn tốc độ quay thích hợp cho các thanh đập để kích thước các hạt bơ, độ ẩm của bơ

và lượng chất béo trong sữa bơ đạt yêu cầu

188) Vùng tách hạt bơ và sữa bơ:

189) Vùng này có dạng hình trụ nằm ngang , có thể xoay quanh trục của nó và dược chia thành hai khu vực:

• Khu vực 1: có bô" trí các tấm ngăn để thực hiện tiếp các quá trình xử lý cơ học hỗn hợp hạt bơ

- Phần sữa bơ chảy qua rây theo hệ thông máng bên dưới được đưa đến cửa thoát để tháo rangoài

190) ♦♦♦ Vùng tạo khối bơ:

• Gồm hai khu vực I và II tương ứng với hai ông hình trụ đặt nghiêng, hai khu vực này đặt cáchnhau bởi buồng chân không (4)

191) Bên trong mỗi Ống trụ có hệ thông trục vis và tấm lưới Mỗi Ống trụ có một

motor tương ứng để làm quay trục vis

• Tại vùng này, trục vis xoay sẽ nén các hạt bơ lại thành khỏi và đẩy khôi bơ chuyển động theochiều dài thân trục

• Trong trường hợp cần bổ sung thêm muôi, người ta sử dụng hỗn hợp muôi và nước (nồng độ

40 - 60%) cho vào khu vực I của vùng tạo khôi bơ (3)

192) Việc hiệu chỉnh độ ẩm cho sản phẩm cũng sẽ được thực hiện tại khu vực nàytheo phương pháp tự động nhờ đầu dò độ ẩm

193) ♦♦♦ Vùng xử lý chân không:

• Buồng chân không (4) được thiết kế để làm giảm lượng khí trong bơ thành phẩm

• Khối bơ rời khu vực I của vùng (3) được nén qua hai tấm bảng đục lỗ để làm tăng tổng diệntích bề mặt của toàn bộ khôi bơ Dưới áp lực chân không, quá trình tách khí trong khối bơ diễn

ra nhanh và hiệu quả

• Với phương pháp này, lượng khí trong sản phẩm không quá 0,5%(v/v)

194) Sau cùng, bơ rời khỏi khu vực II của vùng (3) qua đầu phun Bơm (5) sẽ vận

chuyển bơ vào silo bảo quản hoặc đi đến thiết bị bao gói

3.2.I.2 Thông sô'kỹ thuật:

• Năng suất hoạt động: 500 - 12000 kg/giờ

• Tốc độ thanh đập: 0 - 1400 vòng/phút và có thể điều chỉnh được

• Cân bằng vật chất: Theo hãng Invensys APV (2002), để sản xuất lkg bơ (lượng chất béo 80%,

độ ẩm 16%), người ta cần trung bình 20kg sữa 4,2% chất béo hoặc 2,2kg cream 38% chất béo

Hình 9: Thiết bị tạo hạt bơ và xử lý sàn phẩm liên tục của hãng Invensys APV

3.2.2 Giới thiêu môt số thiết bi khác:

• Gián đoạn: Thiết bị đơn giản, gọn nhẹ, ít chiếm diện tích nhà xưởng hơn

• Liên tục: Hệ thông thiết bị gồm các khu vực thực hiện các nhiệm vụ khác nhau nên chiếm nhiều diện tích nhà xưởng hơn

199) ♦♦♦ Năng suất hoạt động:

• Gián đoạn: nhỏ hơn do thể tích hoạt động chỉ bằng 40 - 50% thể tích thiết bị

• Liên tục: lớn hơn

❖ Tính cơ giới hóa - tự động hóa và chỉ phí vận hành:

• Gián đoạn:

146)

- Thực hiện thủ công hoặc cơ giới hóa một phần nhưng vẫn phải có công nhân kiểm tra.

- Chi phí vận hành cho thiết bị thấp hơn do làm việc gián đoạn, nhưng tốn chi phí thuê mướn nhân cổng

• Liên tục:

- Tự động hóa hoàn toàn, tiện lợi trong việc điều khiển và kiểm tra các quá trình xảy ra trong thiết bị

- Chi phí vận hành cho thiết bị cao hơn do làm việc liên tục, nhưng không tốn chi phí thuê

mướn nhân công

4) Các thiết bị bao gói:

-207) FMG: Max 290 cartons/h (5,800 - 8,990 kg/h)

208) FMG+: Max 440 cartons/h (8,800 - 11,000 kg/h)

209) Khối lượng sản phẩm, kg 210) 20; 25; 31

213) Cải tiến 214) đóng thùng 2 kích thước khác nhau

cùng lúc

215)