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

Đề tài: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Nội dung chính

Giới

thiệu

Phân loại

Nguyên liệu

Quy trình sản xuất

GIỚI THIỆU VỀ SHORTENING

Shortening là sản phẩm chất béo hoặc

dầu ở dạng bán rắn có tính dẻo, màu

trắng đục, xốp, bề mặt bóng liền không

bị nứt, nhiệt độ nóng chảy dao động

trong khoảng 40-42 o C.

Ở dạng nóng chảy, shortening trong

suốt, có màu vàng nhạt, không có mùi vị

đặc trưng của nguyên liệu ban đầu.

Shortening tốt nhất:

 PoV = 0

 Chất xà phòng hóa < 1%

 Thành phần acid béo tự do < 0,1%

 Hầu như không chứa nước

Shortening được sử dụng nhiều trong

ngành công nghiệp chế biến thực phẩm

(mì ăn liền, bánh kẹo, snack,…)

 tăng mùi vị & khả năng bảo quản sản

phẩm

PHÂN LOẠI (theo cấu trúc)

Dạng

bán rắn

dẻo

Dạng lỏng

Dạng vẩy, bột, hạt

NGUYÊN LIỆU PHỤ Chất nhũ hóa:

NGUYÊN LIỆU PHỤ Chất chống oxy hóa:

 Nhằm hạn chế/loại bỏ quá

trình oxy hóa

 Bảo vệ giá trị dinh dưỡng và giá

trị cảm quan (màu, mùi)

 Rất cần thiết cho shortening dùng để chiên

BHA

BHT

TBHQ

Vitamin E

Các loại dầu tinh luyện, chất nhũ hóa

70 0 C

Các loại dầu tinh

P =20 bar T=15,6-21,6 0 C

t = 1 giờ T=26,7-32,2 0 C

QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING DẠNG LỎNG

(CHẤT BÉO TRONG NGUYÊN LIỆU <5%)

Các loại dầu tinh

Rót sản phẩm

Bơm trộn

Shortening

t= 1 giờ T=68-74 0 C

QUY TRÌNH SẢN XUẤT SHORTENING DẠNG LỎNG

(CHẤT BÉO TRONG NGUYÊN LIỆU >5%)

P =17 - 20 bar T=36-38 0 C

T=26,7-32,2 0 C

Làm lạnh

Nhồi nhuyễn

P =17 - 20 bar T=20-22 0 C

t = 4 -12 giờ T=26,7-32,2 0 C Bao bì

2 Bảo quản: bổ sung các chất bảo quản BHA, BHT

vào hỗn hợp nguyên liệu

Phối liệu

Thực

hiện

• Các chất béo được bơm vào bồn khuấy trộn theo thứ

tự: chất béo có nhiệt độ nóng chảy thấp  chất béo

có nhiệt độ nóng chảy cao  các chất phụ gia.

• Nhiệt độ bồn khuấy trộn > nhiệt độ nóng chảy của

chất béo có nhiệt độ nóng chảy cao nhất

Thông

số

công

nghệ

• Thời gian khuấy trộn: 20 phút

• Nhiệt độ khuấy trộn: tùy thuộc vào chất béo, thường

khoảng 600C

Phối liệu

Thiết

bị

Bồn khuấy trộn là một thiết bị hình trụ làm bằng thép không gỉ, bên trong có cánh khuấy với motor cánh khuấy gắn trên đỉnh thiết bị, bên ngoài có lớp vỏ áo bao bọc

Bơm trộn

Mục

đích

Hoàn thiện: tạo cho sản phẩm có màu trắng, bề mặt

sáng bóng, dễ bao gói, tăng tính đồng nhất và thể tích cho sản phẩm

Bơm trộn

Thực

hiện

• Hỗn hợp chất béo sau khi phối liệu sẽ được bơm

qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh

• Trên đường đi, khí N2 sẽ được trộn vào dòng hỗn

hợp với hàm lượng thay đổi tùy theo loại shortening sản xuất:

 Shortening sản xuất hoàn toàn từ dầu thực vật:

lượng N2 nạp khoảng 13-14%

 Shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật và

mỡ động vật: lượng N2 nạp khoảng 18-25%

• Nhiệt độ hệ nhũ tương giảm, độ đặc tăng.

• Xảy ra hiện tượng chất béo kết tinh  hỗn hợp

chuyển từ pha lỏng sang dạng bán rắn

Làm lạnh

Thực

hiện

• Bơm hỗn hợp chất béo sau khi nạp khí N2 vào thiết

bị trao đổi nhiệt  các phân tử chất béo nhanh chóng kết tinh và bám trên bề mặt truyền nhiệt

• Hệ thống dao cạo sẽ cạo sạch lớp béo kết tinh

• Quá trình lặp đi lặp lại cho đến khi hỗn hợp đạt

trạng thái kết tinh được một nữa thì đưa qua thiết

Nhồi nhuyễn

Thực

hiện

• Cho hỗn hợp sau khi làm lạnh qua thiết bị nhồi

nhuyễn  tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh

• Sau quá trình nhồi nén, nhiệt độ của hỗn hợp sẽ

tăng 2-30C và sẽ được đưa qua van đẩy hoặc thiết bị đồng hóa trước khi vào máy rót Tại đây, hỗn hợp tiếp tục bị nhồi nén

Nhồi nhuyễn

Thiết bị Sử dụng thiết bị agitated holding unit hoặc thiết bị

quay (pin roto machine)

Thiết bị agitated holding unit Thiết bị pin roto

Đóng gói

Thực

hiện

Sản phẩm đươc đưa qua thiết bị đóng bao bì, sau

đó được rót vào bao bì và đóng bao bì

Biến đổi

• Tăng giá trị cảm quan

• Nhiệt độ sản phẩm khi rót vào bao bì thường

tăng 1 độ

Mục

đích

Hoàn thiện: Giúp shortening rắn không thay đổi cấu

trúc, tăng tính dẻo Ngăn chặn sự chuyển hóa tinh thể từ dạng  sang ’

Thực

hiện

Sản phẩm sau khi bao gói sẽ được xếp lên các pallet

và đưa vào phòng ủ Tại đây shortening được ủ ở nhiệt độ ổn định trong khoảng thời gian cần thiết, tùy thuộc từng loại shortening

dạng bền hơn, độ dẻo tăng

Biến đổi

• Độ đặc, độ nhớt giảm, nhiệt độ hỗn hợp tăng

• Tinh thể bị nóng chảy, shortening chuyển từ

trạng thái bán rắn thành lỏng

Thiết bị Thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa thuộc thiết bị trao

đổi nhiệt dạng bản mỏng

Nóng chảy

lại