ĐỒ án công nghệ chế biến white chocolate (chocolate trắng)

Bơ cacao là sản phẩm trung gian của quy trình sản xuất bột cacao hòa tan, được tạo thành sau công đoạn ép tách chất béo ra khỏi bột cacao... Từ lâu, người ta đã cố gắng nghiên cứu ứng dụ

Trang 1

CBHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 1

Mục lục

I Giới thiệu: 4

1 Lịch sử và các chỉ tiêu chất lượng: 4

1.1 Lịch sử: 4

1.2 Các chỉ tiêu chất lượng: 4

2 Nguyên liệu: 4

2.1 Thành phần Chocolate trắng 4

2.2 Bơ cacao : 4

2.3 Đường: 6

2.4 Sữa : 6

2.5 Các nguyên liệu khác : 7

II Qui trình công nghệ thứ nhất 10

1 Phối trộn : 11

1.1 Mục đích : 11

1.2 Các biến đổi xảy ra : 11

1.3 Phương pháp thực hiện: 11

1.4 Thiết bị : 12

2 Nghiền mịn : 13

2.3 Phương pháp thực hiện : 13

3 Đảo trộn nhiệt : 14

Trang 2

4 Xử lý nhiệt : 18

5 Rót khuôn : 23

5.2 Các biến đổi : 23

6 Làm mát : 25

7 Đóng gói : 28

III Qui trình công nghệ thứ hai 29

1 Quá trình nghiền 29

1.1 Mục đích 29

1.3 Phương pháp thực hiện 30

1.4 Thiết bị 30

Trang 3

2 Phối trộn 31

2.1 Mục đích 31

2.2 Các biến đổi 31

2.3 Phương pháp thực hiện: 31

IV So sánh hai qui trình công nghệ 32

V Sản phẩm, chỉ tiêu chất lượng: 33

1 Sản phẩm : 33

1.1 Sản phẩm dạng bánh : 33

1.2 Sản phẩm dạng thỏi : 33

1.3 Sản phẩm dạng kẹo : 33

2 Thành phần dinh dưỡng : 34

3 Giá trị dinh dưỡng của chocolate : 34

4 Các chỉ tiêu chất lượng : 34

VI Thành tựu công nghệ : 35

1 Kỹ thuật điều chỉnh nhiệt tự động 35

2 Thiết bị xử lý nhiệt kiểu mới : 36

3 Chocolate Cooling tank 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

Trang 4

1.2 Các chỉ tiêu chất lượng:

a Chỉ tiêu cảm quan :

Thời gian tan chảy trong miệng như thế nào : càng nhanh càng tốt

Độ mịn khi tan chảy trong miệng : càng mịn càng tốt

Cường độ mùi : càng cao càng tốt

2 Nguyên liệu:

2.1 Thành phần Chocolate trắng

Chocolate trắng chứa không ít hơn 20% bơ ca cao, không ít hơn 14% sữa bột (trong đó hàm lượng béo trong sữa nằm trong khoảng 2.5 - 3.5%) , chứa tối đa là 55% đường hoặc chất tạo ngọt, và một các chất phụ gia ( Codex 87 -1987, Rev 1 – 2003)

2.2 Bơ cacao :

Bơ cacao là nguyên liệu quan trọng nhất

trong công nghệ sản xuất chocolate, có ảnh

hưởng trực tiếp đến chất lượng chocolate

thành phẩm Bơ cacao là sản phẩm trung

gian của quy trình sản xuất bột cacao hòa

tan, được tạo thành sau công đoạn ép tách

chất béo ra khỏi bột cacao

Hình 2.1: Bơ cao cao

Trang 5

Ngoài ra, bơ cacao còn được chiết trực tiếp từ hạt cacao đã xay và loại mầm Một số dung môi thường dùng để chiết bơ cacao như: tricloethylen, cyclohexan, rượu etylic, isopropylic …

Đây là nguồn nguyên liệu không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể, có chứa một lượng lớn chất polyphenol chống oxy hóa tự nhiên; mà trong quá trình chế biến,

bơ cacao sẽ giúp tạo ra hương vị thơm ngon đặc trưng cho chocolate Do nó có khả năng kết tinh đa hình tùy theo nhiệt độ, dạng bơ kết tinh β’ có cấu trúc tinh thể mịn, bóng, vị thơm đặc trưng, tan chảy nhanh dưới điều kiện thân nhiệt

Từ lâu, người ta đã cố gắng nghiên cứu ứng dụng một số chất có khả năng thay thế

bơ cacao để giảm giá thành sản phẩm; vừa khắc phục những khó khăn trong quá trình xử lý nhiệt chocolate, vừa làm tăng thời gian sử dụng, mức độ chịu nhiệt, độ cứng, đặc tính cảm quan … Tuy nhiên, các chất thay thế chỉ tương tự bơ cacao về tính chất vật lý, hóa lý, nhưng lại không tạo được hương vị đặc trưng cho sản phẩm chocolate như bơ cacao

Bảng 1: Một số chỉ tiêu đối với bơ cacao làm nguyên liệu sản xuất chocolate

( Codex 86 -1981 Rev 1 – 2001) STT Tên chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn

Trang 6

2.3 Đường:

Người ta chủ yếu dùng đường saccharose trong sản xuất chocolate ở dạng đường mịn Do đó, đường saccharose dạng tinh thể có cỡ hạt không đều cần phải được nghiền nhuyễn để kích thước phân tử đường đưa vào sản xuất chỉ còn khoảng 25 - 30

Ta có thể dùng nguyên liệu sữa ở dạng bột hoặc dạng lỏng (sữa tươi) Tuy nhiên, người ta thường dùng sữa bột hơn do sữa tươi có hàm lượng nước cao (trên 87%) lại chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, nên rất dễ bị biến chất và hư hỏng dưới tác dụng của

vi sinh vật

Ngoài ra, sữa bột còn có một số ưu điểm như: dễ bảo quản và bảo quản được lâu, dung tích nhỏ, chuyên chở thuận lợi … Do đó, sữa bột là dạng lý tưởng nhất thuận tiện cho quá trình sản xuất chocolate Nhưng cần phải lưu ý đến chế độ bảo quản đối với sữa bột Vì nó có tính hút ẩm mạnh nên phải bao gói thật kín, bảo quản nơi khô ráo, mát mẻ, độ ẩm tương đối trong kho không quá 70 - 75%, nhiệt độ không quá 15oC

Trang 7

Bảng 3: Thành phần của sữa bột (tính cho 100g chất khô) Nước Lipid Protein Lactose Tro

2.5 Các nguyên liệu khác :

a Chất nhũ hóa :

Lecithin ở dạng tinh khiết là một khối kết dính, có màu sáng, khi gia nhiệt thì trở nên mềm và hòa tan tốt trong chất béo Nó có khả năng tạo ra những lớp mỏng trên bề mặt phân chia giữa

pha ưa nước và pha ưa

béo, tránh sự tách pha

Ngoài ra, việc bổ sung

lecithin (dùng dạng

bột) còn giúp giảm độ

nhớt của khối hỗn hợp

chocolate sau quá

trình nghiền Do đó

mà lecithin được sử

dụng như một chất

nhũ hóa trong công nghệ thực phẩm

Trong hạt cacao có từ 0,3 - 0,4% lecithin so với trọng lượng của hạt và chiếm 0,1% trong vỏ ở trạng thái liên kết

Ngoài ra, ta có thể sử dụng một số chất tạo nhũ khác như: mono - và di - glycerides, muối amonium của acid phosphatidic, polyglycerol polyrecinoleate, sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate

Trang 8

Bảng 4: Hàm lượng cho phép của các chất phụ gia (Codex 87 – 1981)

Chất tạo nhũ Hàm lượng tối đa trong

Trang 9

c Các chất khác :

Ngoài ra: muối (sodium chloride), các vitamin, các chất màu, phụ gia bảo quản … cũng được dùng để cải thiện tính chất của sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản và tăng giá trị cảm quan của sản phẩm Các chất phụ gia trên góp phần rất lớn vào việc

đa dạng hoá các dạng sản phẩm chocolate

Trang 10

II Qui trình công nghệ thứ nhất

Xử lý nhiệt Đảo trộn nhiệt Phối trộn

Bao gói Làm mát Rót khuôn

Trang 11

Hỗn hợp nguyên liệu sau khi trộn sẽ chuyển thành dạng paste khô

1.3 Phương pháp thực hiện:

Ban đầu cho bơ cacao vào thùng phối trộn tạo môi trường liên tục, sau đó cho từ từ bột cacao, sữa, đường dạng bột vào tạo thành pha phân tán Cho cánh khuấy hoạt động trong suốt quá trình

Thời gian nhào trộn: 20 - 30 phút Nhiệt độ: 40 o C - 45 o C Nếu nhiệt độ nhào

trộn vượt quá 60oC sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (do các chất béo trong sữa rất dễ bị oxy hóa trong điều kiện đảo trộn ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài)

Độ ẩm trong bơ cacao càng cao thì quá trình tạo ra các phần tử có kích thước lớn càng

mạnh, quá trình nghiền sau đó sẽ phức tạp hơn Độ ẩm thích hợp cho việc nhào trộn của khối chocolate là 1 - 2%, khi đó khối chocolate còn giữ được tính linh động, nên

không gây khó khăn cho quá trình nhào Các chất thơm được cho thêm vào cuối giai đoạn nhào

Trang 12

1.4 Thiết bị :

a Cấu tạo:

Thiết bị được cấu tạo bằng thép không rỉ Nguyên liệu gồm bơ cacao, đường và sữa sẽ được đưa vào máy phối trộn qua phễu nhập liệu (1) Mỗi cylon nhập liệu đều có bộ phận điều chỉnh lưu lượng Nguyên tắc phối trộn bằng trục vít (3) Bộ phận tháo liệu (4) nằm phía dưới máy

b Thông số:

Tốc độ trục vít: 60 vòng/phút

Thời gian: 30 phút

c Cách thực hiện:

Khởi động máy, cho bơ cacao vào trước, sau đó cho từ từ đường, sữa vào Sau thời gian đảo trộn, ta tháo sản phẩm cho vào thùng chứa, chuẩn bị cho giai đoạn nghiền

Hình 1.1: máy phối trộn

Trang 13

Biến đổi quan trọng của quá trình là kích thước các hạt giảm xuống thấp hơn

30μm Nhiệt độ hỗn hợp tăng do ma sát; độ nhớt hỗn hợp giảm đến thấp nhất, do các

hạt mịn và độ ẩm hỗn hợp giảm

2.3 Phương pháp thực hiện :

Hỗn hợp chocolate sau khi nhào trộn có nhiều phần tử có kích thước lớn sẽ được đưa vào thiết bị nghiền 5 trục - nhập liệu tự động - để nghiền bột đến kích thước khoảng 30 μm, tạo ra hỗn hợp rất mịn, độ đồng đều cao Các trục quay với tốc độ tăng dần từ trục đáy lên trục đỉnh, các tinh thể đường được nghiền mịn; sau đó được tách ra khỏi trục đỉnh bằng một dao cạo sắc

Nhiệt độ của hỗn hợp trong thiết bị phải giữ ở khoảng 45 - 48 o C Trong quá trình

nghiền, ma sát giữa các trục sẽ sinh nhiệt làm các trục nóng lên rất nhiều Để ổn định nhiệt độ, ta cần cho nước luân chuyển trong ống để làm nguội các trục

Ở một số nhà máy, người ta tiến hành quá trình này 2 lần nhằm đạt được yêu cầu cao hơn về độ mịn

2.4 Thiết bị :

a Cấu tạo:

Thiết bị nghiền trục gồm 5 trục bằng thép không rỉ, được đặt nằm ngang và xếp chồng lên nhau Nhập liệu từ trục cuối tạo thành dòng liên tục, bộ phận tháo liệu ở phía trên và có 1 dao cạo sắt để cạo sản phẩm ra khỏi trục

Trong quá trình nghiền, do ma sát giữa các trục và giữa trục với nguyên liệu sẽ sinh nhiệt làm các trục nóng lên rất nhiều, gây ảnh hưởng đến công suất nghiền Do đó, ta cần phải làm nguội thiết bị bằng cách cho nước luân chuyển trong lòng các trục

Trang 14

b Thông số kỹ thuật:

Vận tốc trục: các trục này quay với vận tốc tăng dần từ dưới lên đỉnh Trục cuối cùng có thể quay 200 vòng/phút

c Cách thực hiện:

Khối chocolate lỏng được cho vào phễu phân phối thành một màng mỏng chảy vào khe hẹp giữa hai trục Tác dụng nghiền được tạo ra do sức ép của hai trục; kết quả khối chocolate được nghiền mịn và chảy vào máng hứng

Hình 4: máy nghiền 5 trục

3 Đảo trộn nhiệt :

Trang 15

3.2 Các biến đổi xảy ra :

a Vật lý:

Nhiệt độ khối chocolate tăng cao do ma sát giữa khối chocolate với thành thiết

bị và giữa các phần tử với nhau, độ nhớt giảm

b Hóa học:

Quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao và trong khoảng thời gian dài nên có nhiều phản ứng xảy ra Đặc biệt là phản ứng Maillard giữa acid amin và đường khử tạo mùi,

vị đặc trưng cho sản phẩm

Các acid dễ bay hơi có mùi khó chịu như acid acetic bị loại bỏ

Các chất màu bị oxy hóa tạo màu đặc trưng cho chocolate

Độ ẩm hỗn hợp giảm

c Hóa lý:

Lecithin được thêm vào (0.3 - 0.5 %) trước khi kết thúc quá trình đảo trộn 1 giờ với các mục đích:

+ Làm giảm độ nhớt, giúp khối chocolate đạt được độ lỏng cần thiết

+ Cải thiện cấu trúc mịn, đồng nhất cho sản phẩm

+ Làm giảm nguy cơ xuất hiện hiện tượng nở hoa chất béo

d Cảm quan:

Có sự biến đổi sâu sắc về mùi vị và màu sắc, do đó nâng cao chất lượng của chocolate thành phẩm

Nhiệt độ của quá trình: được giữ ở 45 o C - 60 o C

Thời gian: kéo dài từ 48 - 72 giờ

Ngoài ra, ta có thể cho thêm các chất tạo nhũ tương nước trong dầu, có gốc phosphatid nhằm làm giảm độ nhớt của chocolate

3.4 Thiết bị :

Trang 16

a The Frisse Conche (Năng suất: 100 - 2000 kg/mẻ)

 Cấu tạo: Thiết bị gồm các cánh khấy có tác dụng nhào trộn và các dao nạo có tác dụng trượt trên thành thiết bị tạo ma sát và tăng nhiệt độ Bên ngoài là lớp vỏ áo thuận tiện cho việc điều khiển nhiệt độ

 Thông số kỹ thuật:

Các cánh khuấy quay với vận tốc và chiều khác nhau

Trang 17

b Longitudinal Conche (Năng suất: 100 – 1000 kg/mẻ)

 Cấu tạo: Thiết bị gồm một máng (5) có đáy (6) làm bằng đá granite Trong đó có một trục lăn (4) bằng đá granite nằm ngang di chuyển qua lại trên mặt đáy có tác dụng đảo trộn khối hỗn hợp, trục lăn này được điều khiển bởi bộ truyền động (1) và (2) thông qua tay quay (3) Bộ phận (7) để gia nhiệt và nắp (8) để che đậy

 Thông số kỹ thuật:

Tần số bộ truyền động: 20 - 40 vòng/ phút

Kích thước trục lăn phụ thuộc vào năng suất của máy

Thời gian đảo trộn: 48 - 72 giờ (có khi lên đến 96 giờ)

 Nguyên lý: Quá trình trượt giữa trụ tròn và đáy máng tạo ma sát làm tăng nhiệt độ Thiết bị này thích hợp với nguyên liệu dạng nhão hoặc nguyên liệu có hàm lượng béo cao Để giúp cho quá trình bay hơi ẩm hiệu quả hơn, trong quá trình đảo trộn ta cần gia nhiệt thêm cho khối nguyên liệu

Hình 6: Old longitudinal conche

Trang 18

b Chuẩn bị:

Sau khi tinh thể chocolate hình thành, nâng nhiệt độ lên 28 o C - 30 o C tạo điều

kiện thuận lợi chuẩn bị cho quá trình rót khuôn

4.2 Các biến đổi xảy ra :

Sự tan chảy hoàn toàn khối chocolate, khối chocolate chuyển sang dạng lỏng

Nhiệt độ nóng chảy của các dạng tinh thể bơ ca cao

Dạng tinh thể Cấu trúc tinh thể Nhiệt độ tan chảy Đặc điểm

Trang 19

Bốn dạng cấu hình đầu không bền nên sẽ chuyển sang dạng cấu hình V bền hơn (bất thuận nghịch) Các dạng không bền sẽ làm chocolate bị xám màu do chất béo tái kết tinh, nhất là thành những tinh thể lớn; các giọt glyceride lỏng di chuyển lên bề mặt và kết tinh làm cho bề mặt chocolate mờ và không mịn, gây hiện tượng nở hoa chất béo Do đó cần tạo điều kiện để tạo ra nhiều tinh thể dạng V để khi đóng rắn bề mặt chocolate được mịn đẹp

Hình 7: Hình dạng các loại tinh thể bơ cacao

Trang 20

Quá trình hình thành tinh thể dạng V diễn ra như sau:

Trang 21

Dạng I (Form I): được tạo ra do làm lạnh nhanh ở nhiệt độ thấp, nó không bền và có nhiệt độ nóng chảy khoảng 17oC

Dạng I nhanh chóng chuyển sang dạng II có nhiệt độ nóng chảy 21-22oC

Dạng II sẽ bị chuyển từ từ sang dạng III và dạng IV

Dạng IV được tạo ra nếu chocolate không được xử lý nhiệt hoặc được xử lý nhiệt không triệt để sau đó được đem đi làm lạnh

Dạng IV cũng nhanh chóng bị chuyển sang dạng V (cấu trúc ), đây là dạng bền nhất của tinh thể bơ cacao do sự sắp xếp glyceride trong mạng tinh thể chất béo là chặt chẽ nhất tạo ra cấu trúc mịn cho sản phẩm, do đó kéo dài thời gian bảo quản

Dạng V sẽ chuyển thành dạng VI nếu thời gian bảo quản dài (4 tháng) ở nhiệt độ phòng, dạng VI sẽ gây ra hiện tượng chocolate “nở hoa”

Sự khác nhau của các dạng tinh thể của bơ ca cao là do khoảng cách giữa các chuỗi glyceride và góc nghiêng liên quan tới mặt phẳng chứa nhóm methyl cuối của chuỗi

Cấu trúc có các chuỗi ankyl vuông góc với mặt phẳng chứa nhóm methyl cuối, khoảng cách giữa các chuỗi là 4.15A0 Cấu trúc dạng ’có các chuỗi ankyl không thẳng góc với mặt phẳng chứa nhóm methyl cuối, khoảng cách giữa các chuỗi là 3.8 A0 và 4.2 A0 Cấu trúc dang có các chuỗi ankyl không thẳng góc với mặt phẳng chứa nhóm methyl cuối, khoảng cách giữa các chuỗi là 4.6 A0, đây là dạng bền nhất của tinh thể bơ ca cao

c Hóa học:

Ngoài những biến đổi tương tự như trong quá trình đảo trộn nhiệt (sự biến đổi các chất màu, giải phóng chất dễ bay hơi gây mùi khó chịu…), ta quan tâm đến những biến đổi sau:

- Sự tan chảy hết các tinh thể bơ cacao

- Sự giảm nhiệt độ dẫn đến hình thành các tinh thể bền

Xử lý nhiệt chocolate là tạo ra dạng tinh thể bền vững của bơ ca cao trong chocolate Hầu hết các phương pháp xử lý nhiệt đều được thực hiện theo 4 bước:

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	2,29 MB