Tiểu luận công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa tìm hiểu quy trình sản xuất kem

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
***

Bộ môn

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA
VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA
ĐỀ TÀI

GVHD:

Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Lớp học phần:

210505002

Lớp:

DHTP6B

Nhóm thực hiện:

Nhóm 07

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

DANH SÁCH NHÓM
STT

Họ và Tên

1

Nguyễn Hoài Lai

2

Mai Văn Lộc

3

Nguyễn Thị Phương Mùi

4

Nguyễn Dương Bảo Ngọc

5

Trương Hoài Phong

6

Trương Văn Sơn

7

Lê Quý Diệu Viên

8

Cao Văn Bảo Triết

9

Nguyễn Nhân Tín

10

Nguyễn Cảnh Trình

MỤC LỤC
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

ii


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

1.Tổng quan.................................................................................................................................................1
1.1.Tổng quan về sản phẩm......................................................................................................................1
1.2.Tổng quan về nguyên liệu...................................................................................................................4
1.2.1.Sữa và các sản phẩm từ sữa........................................................................................................4
1.2.2.Đường.........................................................................................................................................4
1.2.3.Lòng đỏ trứng gà.........................................................................................................................5
1.2.4.Chất nhũ hóa...............................................................................................................................5
1.2.5.Chất ổn định................................................................................................................................5
1.2.6.Chất tạo hương...........................................................................................................................6
1.2.7.Chất màu.....................................................................................................................................6
1.2.8.Các nguyên liệu khác...................................................................................................................6
2.Nguyên tắc................................................................................................................................................6
3.Quy trình công nghệ chế biến...................................................................................................................7
1.3.Sơ đồ quy trình công nghệ.................................................................................................................7
1.4.Thuyết minh quy trình........................................................................................................................8
1.4.1.Trộn.............................................................................................................................................8
1.4.2.Đồng hóa.....................................................................................................................................9
1.4.3.Thanh trùng.................................................................................................................................9
1.4.4.Ủ...............................................................................................................................................10
1.4.5.Lạnh đông sơ bộ.......................................................................................................................10
1.4.6.Tạo hình.....................................................................................................................................11
1.4.7.Đóng nắp...................................................................................................................................11
1.4.8.Lạnh đông kết thúc...................................................................................................................11
1.4.9.Đóng thùng...............................................................................................................................11
1.4.10.Bảo quản.................................................................................................................................12
4.So sánh với công nghệ chế biến các sản phẩm cùng loại........................................................................12
5.Máy móc thiết bị.....................................................................................................................................18
1.5.Thiết bị phối trộn:............................................................................................................................18
1.6.Thiết bị gia nhiệt..............................................................................................................................19
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

iii


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA
1.7.Thiết bị đồng hóa.............................................................................................................................21
1.8.Thiết bị thanh trùng:........................................................................................................................22
1.9.Thiết bị ủ chín:..................................................................................................................................23
1.10.Thiết bị lạnh đông sơ bộ.................................................................................................................24
1.11.Thiết bị sản xuất kem que:.............................................................................................................25
1.12.Thiết bị sản xuất kem hộp:.............................................................................................................26
6.Tìm hiểu các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm......................................................................................27
1.13.Chỉ tiêu cảm quan..........................................................................................................................27
1.14.Chỉ tiêu chất lượng.........................................................................................................................27
1.15.Chỉ tiêu hóa lý................................................................................................................................28
1.16.Chỉ tiêu chất lượng vi sinh..............................................................................................................31
1.17.Hàm lượng kim loại nặng...............................................................................................................32
1.18.Phụ gia thực phẩm.........................................................................................................................32
1.19.Bảo quản sản phẩm.......................................................................................................................35

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

iv


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

NỘI DUNG
1.

Tổng quan.
1.1. Tổng quan về sản phẩm.

Kem là một loại thực phẩm phổ biến không chỉ là niềm đam mê đối với trẻ nhỏ mà
còn được nhiều người ở nhiều độ tuổi khác nhau yêu thích.
Trong thời kỳ của đế quốc Ba Tư, người ta đã biết đổ nước ép nho đậm đặc lên bát
chứa đầy tuyết để dùng. Đây là loại thực phẩm thường được sử dụng trong những ngày
nắng nóng. Tuyết từ mùa đông được lưu trữ trong những buồng ngầm gọi là "yakhchai"
và sau đó được mang ra sử dụng dần khi mùa đông kết thúc. Ngoài ra ngay trong mùa hè,
người dân vẫn có thể khai thác băng tuyết từ dãy núi Ecbatana gần đó.
Vào năm 400 trước công nguyên, những người Ba Tư đã phát minh ra phương pháp
ướp lạnh đặc biệt nhằm giữ lạnh cho nước hoa hồng và bún miến để cung cấp cho hoàng
gia vào mùa hè. Băng tuyết được trộn với nghệ tây, trái cây và nhiều hương vị khác để
tạo thành món ăn có dạng như kem.
Cho đến nay, người ta vẫn chưa tìm thấy một người cụ thể nào có công phát minh ra
kem. Theo những ghi chép được phát hiện và lưu trữ đến ngày nay cho thấy, nguồn gốc
của kem có từ những năm 200 trước Công nguyên, khi người Trung Quốc cổ đại tạo ra
món ăn từ gạo trộn với sữa sau đó được làm lạnh bằng cách đóng gói và vùi trong tuyết.
Bấy giờ là thời Thương dưới sự trị vì của vị vua đầu tiên là Thiên Ất. Ông đã chiêu mộ
hơn 90 "người đàn ông băng" để trộn một hỗn hợp gồm bột, long não và sữa trâu với
nước đá.
Người Trung Quốc cũng được ghi nhận là chế tạo máy làm kem đầu tiên. Họ dùng

một chậu chứa đầy hỗn hợp si rô, sau đó đóng gói chậu lại và vùi vào trong tuyết và
muối.
Một trong số những loại thực phẩm có hình thức giống kem được chế tạo từ thời
Alexander Đại đế, một người rất ưa thích tuyết trộn với mật ong. Có ghi chép lại rằng,
hoàng đế Nero Claudius Caesar từ Rome cũng từng cho người tới những dãy núi để thu
thập băng tuyết về sau đó trộn với nước trái cây tạo nên một hỗn hợp tương tự như kem
trái cây ngày nay. Đây chính là những hình thức kem đầu tiên của con người. Tuy nhiên,
bấy giờ kem chỉ phù hợp với tầng lớp quý tộc, vua chúa vì không phải ai cũng có điều
kiện gởi người đi thu thập băng tuyết từ những đỉnh núi cao.
Một trong những tiền thân sớm nhất của kem hiện đại do Marco Polo đã mang một
công thức chế biến từ Trung Quốc về Italy. Những công thức này tương tự như loại nước
trái cây ướp đá mà chúng ta sử dụng ngày nay. Loại thực phẩm này ngay lập tức được
giới quý tộc Ý rất ưa chuộng, trong số đó có nữ công tước Catherine de Medici (1519Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

1


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

1589). Do đó, khi bà kết hôn với vua nước Pháp bấy giờ là Henry II vào năm 1533, bà đã
mang món tráng miệng này đến với nước Pháp.
Đến những năm 1600, vua Charles I của nước Anh đã tỏ ra cực kỳ yêu thích món
"kem" và ông cho rằng đây chỉ có thể được sử dụng trong hoàng gia. Do đó, ông đã ban
thưởng tiền cho các đầu bếp của mình để giữ công thức làm kem như một loại tài liệu
tuyệt mật và không được công bố rộng rãi ra bên ngoài. Tuy nhiên, 2 câu chuyện trên tại
Pháp và Anh cho đến thế kỷ 19 mới được công bố. Do đó, hiện nay vẫn còn nhiều tranh

cãi về mức độ tin cậy của sự việc này.
Một trong những nơi đầu tiên phục vụ kem cho công chúng tại châu Âu là quán cà
phê Procope ở Pháp vào cuối thế kỷ 17. Kem tại đây được chế biến từ sữa, kem, bơ và
trứng. Tuy nhiên, kem vẫn chỉ phục vụ cho tầng lớp thượng lưu mà chưa thật sự phổ biến
đến tất cả mọi người.
Những đề cập đầu tiên về kem tại Mỹ xuất hiện vào năm 1744, khi một thực dân
Scotland đến thăm một ngôi nhà của thống đốc Maryland Thomas Bladen. Tại đây, ông
đã được dùng bữa tối cùng với chủ nhà với món tráng miệng kem dâu đen. Ông đã ghi
nhận lại trong nhật ký của mình về vị ngon của món ăn mà ông nếm được.
Mãi đến năm 1777, quảng cáo đầu tiên về kem xuất hiện trên tờ New York Gazette,
một người bán kẹo trở về từ London mang tên Phillip Lenzi tuyên bố rằng cửa hàng của
ông có thể cung cấp kem mỗi ngày cho tất cả mọi người. Lenzi đã trở về từ London cùng
với công thức nấu kẹo từ mứt và thạch. Ngoài ra, ông còn mang về nhiều công thức bánh
ngọt khác nhau và cao cấp nhất chính là kem. Kem được sản xuất bằng cách tạo nên hỗn
hợp của kem, đường sau đó sử dụng muối và nước đá để làm lạnh nên có giá thành khá
rẻ.
Những vị tổng thống Mỹ đầu tiên cũng tỏ ra khá thích thú đối với món ăn có tên là
kem. Tổng thống George Washington đã mua tổng cộng khoảng 200 đô la kem (tương
đương với 3000 đô la hiện nay) vào mùa hè những năm 1790 để sở hũu 2 thùng thiếc
chứa kem. Một vị tổng thống Mỹ khác là Thomas Jefferson đã sáng tạo nên một công
thức làm kem vani cho riêng mình và vợ của ông cũng đóng góp bằng món kem dâu đen
của mình.
Mãi đến những năm 1800, kem vẫn là một món ăn dành cho những dịp đặc biệt do
bấy giờ vẫn chưa có tủ lạnh để giữ kem dài ngày. Người ta vẫn sử dụng phương pháp làm
lạnh bằng cách lấy băng từ các hồ nước và lưu trữ nó trong những thùng chứa bằng gạch
phủ rơm xung quanh để giữ nhiệt. Kem vào thời điểm này được sản xuất bằng cách cho
hỗn hợp làm kem vào trong một chiếc lọ, đóng kín miệng và cho vào một thùng nước đá
trộn với muối.
Vào năm 1843, phương pháp này được thay thế bởi thùng có tay quay do Nancy
Johnson sáng chế. Hỗn hợp làm kem được cho vào một hộp ngăn cách với nước đá và

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

2


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

muối xung quanh. Sau đó một tay khuấy được đặt vào hỗn hợp để khuấy đều lên tạo
thành một kem mịn hơn so với phương pháp trước đó.
Dù vậy, kem vẫn chưa được chính thức thương mại hóa và sản xuất với quy mô lớn
cho tới khi Jacob Fussell xây dựng nhà máy sản xuất kem đầu tiên tại Pennsylvania vào
năm 1851. Trước đó, Fussell là một thương lái mua sản phẩm sữa từ các nông dân ở
Pennsylvania và bán chúng ở Baltimore. Ông nhận thấy rằng nhu cầu tiêu dùng sữa
thường biến động không ổn định dẫn đến có lúc ông bị ứ đọng khá nhiều sản phẩm.
Do đó, ông có ý tưởng sẽ sản xuất kem nhằm đa dạng hóa sản phẩm mà mình buôn
bán. Bên cạnh đó, do được sản xuất hàng loạt nên chi phí kem được cắt giảm đáng kể, từ
đó khiến kem phổ biến với nhiều tầng lớp hơn. Dù vậy, thời điểm này vẫn chưa có sự
xuất hiện của tủ lạnh.
Cho đến những năm 1870, sự phát triển của kem đã nhận được một bước tiến lớn
nhờ vào việc Carl von Linde, một nhà phát minh người Đức đã phát triển thành công nền
công nghiệp điện lạnh. Song song với sự phát triển của tủ lạnh, sự ra đời của các công
nghệ tiên tiến như công nghệ hơi nước, mô tơ điện và đặc biệt là sự phổ biến của hệ
thống điện đã đóng góp một phần không nhỏ cho phép việc sản xuất, vận chuyển và lưu
trữ kem được thuận lợi hơn. Chính những thành quả của cuộc cách mạng công nghiệp
này đã tạo tiền đề cho sự phát triển mạnh mẽ của kem như ngày nay.
Cho tới cuối những năm 1800, cùng với sự phổ biến rộng rãi của kem, những công

thức làm kem tinh vi hơn bắt đầu được hình thành. Năm 1874 chứng kiến sự hình thành
của kem soda. Tuy nhiên, tên gọi của loại kem này cũng có một điểm khá thú vị. Ban
đầu, người nghĩ ra kem soda đặt tên nó là "sunday". Sau đó, các lãnh đạo tôn giáo đã ra
"đạo luật xanh" nhằm cấm sử dụng tên gọi này do có phát âm giống với "Sunday" nghĩa
là ngày Chúa nhật, hay trong tôn giáo gọi là ngày Sa bát. Do đó, người ta chọn từ
"Sundae" để chỉ loại kem có trộn với mứt này.
Vào năm 1888, nữ đầu bếp Marshall đã xuất bản quyển sách dạy nấu ăn mang tên
bà. Trong đó bà đã đề cập tới một dạng mới của kem là: kem ốc quế. Tuy nhiên, cách
thực hành chế biến món kem này đến năm 1904 mới chính thức được phổ biến rộng rãi
do sự xuất hiện của nó nhân dịp hội chợ tiêu dùng thế giới. Kể từ đây, loại kem với viên
kem đặt lên miếng bánh hình nón bắt đầu được phổ biến rộng rãi đến tất cả mọi người.
Vào những năm 1930, kem bắt đầu được bán rộng rãi tại các cửa hàng bách hóa.
Sau đó, kem trở thành một món ăn được cho là có lợi cho tinh thần của binh lính Mỹ
trong chiến tranh thế giới thứ 2. Cũng trong thời kỳ chiến tranh này, lực lượng vũ trang
Hoa Kỳ trở thành nhà sản xuất kem lớn nhất nước Mỹ nhằm cung cấp đủ số lượng kem
cho binh lính của mình.
Ngày nay, người ta ước tính có hơn 1,6 tỷ gallon kem và các sản phẩm tương tự
được sản xuất ra tính riêng tại Mỹ, Thêm vào đó, trung bình mỗi người Mỹ ăn khoảng 4
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

3


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

gallons kem mỗi năm. Một điểm thú vị khác là quán cà phê Procope, nơi phục vụ kem

đầu tiên tại châu Âu vẫn còn hoạt động cho đến ngày nay và trở thành nhà hàng hoạt
động lâu đời nhất tại Paris. Hiện tại theo thống kê, loại kem được ưa chuộng nhất chính là
chocolate và vani. Tại Merida, Venezuela có tới 860 hương vị kem được sản xuất bao
gồm cả vị nấm, vị rượu, vị mì ống, phó mát và cả kem cua.
1.2. Tổng quan về nguyên liệu.
1.2.1.

Sữa và các sản phẩm từ sữa.

Sữa là nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, bao gồm protein, cabonhydrat, chất
béo và chất khoáng. Sữa đáp ứng nhu cầu cơ thể về acid amin không thay thế. Acid béo
không no, khoáng chất (đặc biệt là canxi và phốt pho) và vitamin. Sữa không những bổ
dưỡng mà còn có tác dụng giải độc. Trong các thực phẩm tự nhiên của con người, không
có sản phẩm nào mà các chất cần thiết cho cơ thể lại được phối hợp một cách hiệu quả
như sữa.
Thành phần dinh dưỡng của sữa bò:
−Nước: 87%
−Chất khô: 13%
+3,9% chất béo
+4,9% đường lactose
+3,5% chất đạm
+0,7% khoáng chất và vitamin.
Hàm lượng vitamin trong sữa không nhiều nhưng có đủ các vitamin cần thiết đối
với sự tồn tại và phát triển của cơ thể. Các viatmin trong sữa được chia làm 2 nhóm:
vitamin tan trong nước (B1, B2, B3, B5, B6, C…) và vitamin tan trong chất béo (A, D,
E).
Trong sữa có khoảng 40 loại khoáng chất, quan trọng nhất là Na, Ca, Mg, K, P,…
ngoài ra còn chứa các khoáng vi lượng: Zn, Fe, I, Cu, Mo,…Các nguyên tố khoáng chiếm
hàm lượng cao nhất trong sữa là Ca, P, Mg.
Đối với kem thì sữa tạo nên giá trị dinh dưỡng và hương vị cho kem. Sữa dùng cho

sản xuất kem có thể là sữa tươi, sữa bột nguyên kem, sữa bột gầy, chất béo từ sữa như
cream, bơ hay chất béo khan,…
Yêu cầu quan trọng đối với nguyên liệu sữa làm kem là phải có hàm lượng béo cao,
lượng chất béo trong sữa là yếu tố giúp tạo nên cấu trúc đặc trưng của sản phẩm.
1.2.2.

Đường.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

4


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Vai trò: Đường giúp tạo vị ngọt, hiệu chỉnh hàm lượng chất khô, tăng giá trị dinh
dưỡng và góp phần tạo cấu trúc sản phẩm.
Ngoài đường lactose có sẳn trong sữa, người ta thường sử dụng đường saccharose,
đường nghịch đảo và syrup giàu fructose. Có thể sử dụng chất tạo ngọt nghèo năng lượng
như sorbitol, aspartam, polydextrose,… để sản xuất kem phục vụ cho người bị tiểu đường
hay béo phì.
1.2.3.

Lòng đỏ trứng gà.

Vai trò: Lòng đỏ trứng gà cung cấp nhiều lipit, chất béo, tăng giá trị cảm quan, tạo

vị béo cho kem.
Thành phần dinh dưỡng:
−Lòng đỏ là nơi tập trung chủ yếu các chất dinh dưỡng, có 14% đạm, 30% béo và
gần 2% chất khoáng. Đạm trong lòng đỏ trứng có các acid amin tốt nhất và toàn diện
nhất.
−Trứng cũng là nguồn cung cấp vitamin và chất khoáng rất tốt. Sắt, kẽm, đồng,
mangan, iod... tập trung hầu hết trong lòng đỏ. Lòng đỏ trứng có cả các vitamin tan trong
nước (B1, B6) và vitamin tan trong dầu (vitamin A, D, K).
−Trong lòng đỏ còn chứa chất Biotin (vitamin B8), tham gia vào chu trình sản xuất
năng lượng để đáp ứng nhu cầu của cơ thể. Trứng có nguồn chất béo rất quý, đó là
Lecithin. Nhiều nghiên cứu cho thấy Lecithin có tác dụng điều hòa lượng cholesterol,
ngăn ngừa tích lũy cholesterol, thúc đẩy quá trình phân tách chất này và bài xuất các
thành phần thu được ra khỏi cơ thể.
1.2.4.

Chất nhũ hóa

Vai trò: Chất nhũ hóa có khả năng liên kết giữa các hạt cầu béo, điều này quyết định
đến khả năng giữ nước của kem.
Trong sản xuất kem có thể sử dụng chất nhũ hóa thông dụng như lòng đỏ trứng gà,
monoglyceride, diglyceride, các ester của sorbitol hay của các phân tử đường, este
glyxerin hay este sorbitol …
1.2.5.

Chất ổn định.

Vai trò: Các chất ổn định tạo ra mạng lưới không gian để hạn chế sự chuyển động
tự do của các phân tử nước. Nhờ đó, trong quá trình lạnh đông hỗn hợp nguyên liệu để
sản xuất kem thì các tinh thể đá xuất hiện với kích thước nhỏ giúp khối kem trở nên đồng
nhất.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

5


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Chất ổn định dùng cho sản xuất kem thường có bản chất protein như gelatin, casein,
albumin, globulin… hay carbohydrate như agar-agar, gum arabic, CMC…
1.2.6.

Chất tạo hương.

Vai trò: Chất tạo hương góp phần tạo sự đa dạng, tăng giá trị cảm quan, ngoài ra
một số chất tạo hương còn giúp tăng giá trị dinh dưỡng cho kem thành phẩm.
Các loại hương liệu thường sử dụng như vanila, mùi cam, thơm, sầu riêng, dâu,
chocolate, cà phê,… thường được trích ly từ thực vật bằng phương pháp hóa học. Ngoài
ra, trong sản xuất kem người ta cũng có thể bổ sung thịt quả cắt nhỏ, các loại hạt (hồ đào,
hạnh nhân, đậu phộng, điều,…), bột cacao, dịch chocolate…
1.2.7.

Chất màu.

Vai trò: Màu sắc tạo sự lôi cuốn, hấp dẫn cho kem từ cái nhìn đầu tiên. Các nhóm
sản phẩm cần tạo màu sắc thường là các sản phẩm kem có hương vị trái cây, cần tạo màu

phù hợp với hương vị trái cây sử dụng.
Có thể sử dụng các chất màu tự nhiên hay tổng hợp, và việc sử dụng chất màu phải
đúng quy định vè sử dụng chất phụ gia của mỗi quốc gia.
1.2.8.

Các nguyên liệu khác.

Nước và không khí: nước có tác dụng hình thành tinh thể đá giúp tạo độ cứng cần
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 như acid citric, acid tartrac …ngoài việc tạo độ chua
thích hợp cho kem, còn có tác dụng ức chế hoạt động một số vi sinh vật trong sản phẩm.
Phụ gia chống vi sinh vật: thường sử dụng natri benzoat, tuy nhiên nhiều nước trên
thế giới không cho sử dụng phụ gia nay.
Tinh bột: Ở các nhà sản xuất kem ở Việt Nam thường sử dụng tinh bột bình thường
hay tinh bột biến tính nhằm mục đích gia tăng độ kết dính của khối kem.
2.

Nguyên tắc.
Hàm lượng chất béo: Chất béo trong kem có vai trò rất quan trọng tạo nên hương vị

của sản phẩm. Hàm lượng chất béo trong kem thường chiếm từ 3-11%. Các nguồn
nguyên liệu cung cấp chất béo như: nước cốt dừa, bột sữa, bột béo, bơ (trong trường hợp
có máy đồng hóa)…
Hàm lượng đường: Từ 15- 25% tùy theo khẩu vị của từng vùng, các nguyên liệu
cung cấp độ ngọt gồm: Đường cát, đường glucose, đường fructose, đường hóa học. Tùy
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

6

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

theo các sản phẩm khác nhau mà sản xuất phối trộn các loại đường theo những tỷ lệ riêng
để cho ra vị ngọt mong muốn.
Chất ổn định, nhũ hóa: Là nguyên liệu có họat tính tạo liên kết các thành phần của
nguyên liệu thành một khối thống nhất làm giảm tỷ lệ đá trong kem thành phẩm. Ngoài
sự đồng nhất này sẽ giữ được hàm lượng khí nhiều hơn trong khối kem trong qúa trình
làm xốp lạnh nên kem sản xuất ra sẽ có độ xốp hơn.
Bột sữa: Ngoài tính năng cung cấp hàm lượng chất béo cho kem, bột sữa còn tạo
nên hương vị của kem thành phẩm. Nếu như chúng ta đã có hàm lượng chất béo đủ từ
nguồn nguyên liệu khác thì có thể sử dụng các loại bột sữa không béo như skim milk,
whey powder…
Tinh bột: Trong công thức kem của nhiều nước trên thế giới thì họ không sử dụng
tinh bột, nhưng các nhà sản xuất kem của Việt Nam đều sử dụng tinh bột bình thường
hoặc loại tinh bột biến tính để gia tăng độ kết dính của khối kem.
Đường Maltose: Là một loại đường không tạo vị ngọt, tính tan dùng bổ sung thêm
vào để đáp ứng tỷ lệ chất “khô” đủ (35-38%), đối trọng với nước.
Hương liệu: Trên nền kem chúng ta có thể ra bất cứ loại kem chuyên biệt bằng cách
sử dụng các hương liệu tổng hợp hoặc bằng các trái cây (Ở VN rất ít sử dụng, do giá
thành) trong quá trình sản xuất kem. Đối với hương liệu nên cho vào giai đoạn cuối cùng
để tránh tổn thất hương vì nhiệt độ.
Chú ý: Một nguyên tắc rất quan trọng cho sản xuất kem là hàm lượng các chất
"khô" phải đạt từ 35-38%
3.

Quy trình công nghệ chế biến.
1.3. Sơ đồ quy trình công nghệ.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

7


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

1.4. Thuyết minh quy trình.
1.4.1.

Trộn.

Mục đích: Trộn đều các nguyên liệu, tạo sự đồng nhất cho khối kem.
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

8


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Thực hiện: Đầu tiên các thành phần nguyên liệu được tính toán trên công thức, sau
đó đem cân và pha trộn tạo hỗn hợp kem, giai đoạn này được trộn ở tốc độ cao.
Đối với chất béo thì phải được gia nhiệt ở 35-500C để dễ phối trộn.
Thiết bị thực hiện: Máy trộn đồng hóa: là máy được đề nghị của khâu đầu tiên của
quá trình chế biến. Dưới tác động của máy trộn đồng hoá các nguyên liệu được hoà trộn
với nhau thành một thể thống nhất.
1.4.2.

Đồng hóa.

- Mục đích:
Giảm kích thước của chất béo
Tăng diện tích bề mặt
Các hình thức màng
Làm cho có thể sử dụng bơ, kem đông lạnh, vv
Hỗn hợp kem này được đồng nhất tạo thành nhũ tương chất béo bằng cách phá vỡ
hoặc giảm kích thước của các chất béo trong sữa hoặc kem nhỏ hơn 1 μ m. Do đó giảm
được sự vón cục, tăng cảm quan.
- Giúp hình thành cấu trúc chất béo, nó cũng có tác động gián tiếp sau đây:
Làm cho một kem mịn màng hơn.
Tăng sự phong phú và ngon miệng
Hệ bọt khí ổn định hơn.
Tăng khả năng lâu bị tan chảy hơn.
- Thực hiện:
Ta sử dụng máy đồng hóa 2 cấp, áp suất dao động khoảng 140 - 250bar. Hỗn hợp
được gia nhiệt lên 65-750C trước khi lên thiết bị đồng hóa.
1.4.3.

Thanh trùng.

- Mục đích:
Thanh trùng là các điểm kiểm soát sinh học trong hệ thống. Khử trùng cũng làm
giảm số lượng các sinh vật hư hỏng như psychrotrophs, và giúp hydrate một số các thành
phần (protein, chất ổn định).
Hỗn hợp nguyên liệu cần được thanh trùng để tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật và
enzyme.
- Lưu ý:
Thanh trùng (Ontario quy định): 69°C / 30 phút hoặc 80°C-83oC / 15 giây
- Biến đổi:

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

9


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Thanh trùng làm biến tính protein sữa nhiều hơn. Sản phẩm được đun nóng trong
thùng, ít nhất là 69°C (1550F) trong 30 phút. Xử lý nhiệt để đảm bảo phá hủy các tác
nhân gây bệnh và giảm số lượng vi khuẩn tối đa là 100.000 cho mỗi gram.
Trong thực tế sản xuất kem, 2 quá trình thanh trùng và đồng hóa được tiến hành xen
kẽ nhau. Đầu tiên, hỗn hợp nguyên liệu được dẫn vào thiết bị trao đổi nhiệt để hiệu chỉnh
nhiệt độ, sau đó được dẫn vào thiết bị đồng hóa rồi quay trở lại thiết bị thanh trùng và
làm nguội.
1.4.4.

Ủ.

Sau khi thanh trùng, hỗn hợp được làm nguội đến 2 – 40C, sau đó đem đi ủ chín.
- Mục đích:
Ủ làm cho hỗn hợp đạt được 1 số tính chất hóa lí cần thiết.
Điều này cho phép các chất béo nguội và kết tinh, và các protein và polysaccharides
được hydrate.
• Thời gian để kết tinh chất béo, do đó, một phần chất béo có thể kết hợp lại;
• Thời gian cho protein và hydrat hóa ổn định và tăng độ nhớt nhẹ.
• Thời gian để sắp xếp lại màng tế bào và tương tác protein / chất nhũ hóa, chất nhũ
hoá thay protein từ bề mặt giọt chất béo, cho phép giảm sự ổn định của chất béo và một
phần nâng cao sự hóa hợp.
- Thực hiện:
Ủ được thực hiện trong các thiết bị vỏ áo trong 2-24 giờ, trong 2-40C. Lớp vỏ áo
bên ngoài có tác dụng làm lạnh và cách nhiệt, hạn chế sự tổn năng lượng, thiết bị bên
trong có cánh khuấy liên tục hoạt động chậm, đều đặn.
- Lưu ý:
Ủ ít nhất bốn giờ và thường qua đêm.
1.4.5.

Lạnh đông sơ bộ.

- Mục đích: Quá trình này có 2 mục đích quan trọng:
Thổi 1 lượng không khí vào hỗn hợp nguyên liệu để làm tăng thể tích của chúng.
Lạnh đông 1 phần nước trong hỗn hợp để tạo ra các tinh thể đá có kích thước thật
nhỏ và đồng nhất. đồng thời phân bố đều các tinh thể này trong hỗn hợp.
- Thực hiện:
Nhiệt độ hỗn hợp được đưa xuống khoảng -3oC đến -5oC sau đó được đánh trộn
với không khí để tăng thể tích.

Tùy thuộc vào loại sản phẩm mà lượng không khí thổi vào là khác nhau.
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

10


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Thông thường, hỗn hợp sau khi nạp không khí tăng từ 80% - 100%. Ở quy trình
này, lượng không khí được bổ sung vào để tăng thể tích hỗn hợp lên 100%.
Các bọt khí thật mịn xuất hiện trong kem sẽ tạo nên cấu trúc thật đặc trưng cho sản
phẩm kem. Trong giai đoạn đông lạnh sơ bộ có khoảng 30-70% lượng nước kết tinh, tùy
theo phương pháp tạo hình kem mà người ta điều chỉnh tỷ lệ nước kết tinh ở giai đoạn
này.
Sau quá trình lạnh đông, ta thu được kem bán thành phẩm với cấu trúc xốp, mềm.
- Lưu ý: Không khí được sử dụng trong sản xuất kem cần được xử lý bằng hệ thống
lọc nhằm loại các tạp chất như bụi, vi sinh vật nhằm đảm bảo chất lượng của kem.
1.4.6.

Tạo hình.

- Mục đích: Tạo hình cho sản phẩm mong muốn để tăng giá trị cảm quan và thuận
tiện cho quá trình vận chuyển.
- Thực hiện:
Sau quá trình lạnh đông thì hỗn hợp vẫn còn khá lỏng lẽo. ta cho vào hộp để tạo
hình cho sản phẩm. Quá trình tạo hình được thực hiện ở nhiệt độ đông lạnh.

1.4.7.

Đóng nắp.

Để tạo thành một sản phẩm gần hoàn chỉnh. Mẫu mã và kiểu dáng hấp dẫn thu hút
được người tiêu dùng.
1.4.8.

Lạnh đông kết thúc.

- Mục đích: ổn định lại hình dạng cho kem. Cố định lại cấu trúc, tạo và tăng tính
cảm quan cho sản phẩm kem. Kem mịn hơn, chất lượng kem tốt hơn.
- Thực hiện: Máy cấp đông: hầu như tất cả các máy làm kem đều cấp đông kem
theo nguyên lý làm lạnh sử dụng dung dịch muối để truyền hơi lạnh. Đây là phương thức
làm lạnh tối ưu cho sản phẩm kem. Nhiệt độ đông cứng sử dụng là 20oC.
1.4.9.

Đóng thùng.

- Mục đích:
Mục đích là thuận lợi cho quá trình vận chuyển.
- Thực hiện: Sắp xếp các hộp kem vào trong thùng carton. Sử dụng phương pháp
dán băng keo theo dạng chữ H để niêm phong kiện hàng.
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

11


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

1.4.10. Bảo quản.
- Mục đích:
Tránh sự hư hỏng và tan chảy. Thuận tiện cho việc vận chuyển đồng thời tăng tính
cảm quan cho sản phẩm.
- Thực hiện:
Thường kem sẽ được giữ trong kho lạnh ở nhiệt độ -180C ÷ -250C.. sau đó được vận
chuyển đến các siêu thị, nhà phân phối bằng các xe tải du lich hay xe lạnh. Và ở đó kem
sẽ được giữ trong tủ lạnh ở -140C.
4.

So sánh với công nghệ chế biến các sản phẩm cùng loại.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

12


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Nguyên liệu
chính
Tiếp nhận, bảo

quản

Nguyên liệu
phụ
Tiếp nhận, bảo
quản

Chuẩn bị

Chuẩn bị
Phối trộn
Đồng hóa
Thanh trùng

Thùn
g

Ủ chín
Ốc quế
Hộp/l
y

Lạnh đông sơ
bộ

Phủ chocolate

Rót hộp/ly
Lạnh đông kết
thúc

Xếp vào
thùng

Kem
hộp/ly

Bơm kem
Đổ khuôn

Phủ chocolate

Lạnh đông
(giai đoạn
trung gian)
Cho que vào
khuôn

Phủ hạt
Bao gói
Que
Lạnh đông kết
thúc

Lạnh đông kết
thúc
Tháo khuôn
Tạo màng
bao

Bao bì

Kem ốc
quế

Bao gói
Xếp vào
thùng
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

Kem
que

Thùn
g
13


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA


Đối với sản phẩm kem hộp/ kem ly:
- Rót hộp/ly: đưa và định lượng kem cho vào hộp ly đã được chuẩn bị trước.
Kem bán thành phẩm sẽ được một thiết bị định lượng theo phương pháp thể tích
cho vào hộp chứa. Tiếp theo các hộp sẽ được đóng nắp rồi đưa vào thiết bị lạnh đông.
- Lạnh đông kết thúc: đưa khối kem về nhiệt độ lạnh để tăng độ cứng cho khối kem
để thuận tiện cho việc tách khuôn.

Ngoài phương pháp lạnh đông bằng cách nhúng các hộp kem trong bồn chứa tác
nhân lạnh tương tự như trong quá trình sản xuất kem que, người ta còn có thể thực hiện
quá trình trong phòng lạnh đông hoặc sử dụng phương pháp lạnh đông tiếp xúc.
Đối với phương pháp đầu, các hộp kem sẽ được băng tải đưa vào phòng lạnh đông.
Không khí trong phòng có nhiệt độ -400C và chuyển động với tốc độ 3÷8 m/s. Thời gian
lạnh đông cho sản phẩm từ 45 phút đến 5 giờ phụ thuộc vào thể tích hộp kem.
Đối với phương pháp lạnh đông tiếp xúc, các hộp kem thường có hình khối chữ
nhật được đặt giữa hai bề mặt truyền nhiệt có nhiệt độ -40 0C. Tác nhân lạnh sẽ được dẫn
vào bên trong mỗi bề mặt truyền nhiệt. Chiều cao hộp kem ( khoảng cách giữa 2 bề mặt
truyền nhiệt) không lớn hơn 60÷70 mm để đảm bảo cho kem thành phẩm đạt được một
độ cứng nhất định.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

14


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Hình 1: Sản phẩm kem hộp, kem ly

Đối với sản phẩm kem que:
- Đổ khuôn: lúc này dịch kem còn khá lỏng, kem bán thành phẩm với nhiệt độ từ
-20C ÷ -40C được đem đi rót trực tiếp vào khuôn.
- Lạnh đông trung gian: để tăng độ cứng của khối kem tạo được độ cứng cần thiết
cho khối kem để dễ dàng cố định thân que.

Các khuôn chứa kem được đặt trên một băng tải. Tiếp theo, băng tải sẽ đưa các
khuôn kem vào bồn chứa tác nhân lạnh có nhiệt độ -400C để thực hiện tiếp quá trình lạnh
đông làm tăng độ cứng cho sản phẩm.
- Đặt que: Trong giai đoạn này, các que kem sẽ được cho vào khuôn. Mục đích của
việc đưa que kem vào khối kem để thuận tiện cho việc sử dụng sản phẩm dễ dàng. Yêu
cầu que kem phải cứng, thường có dạng dẹt hay tròn và thông thường thì người ta thường
sử dụng que dẹp trong sản xuất công nghiệp.
- Lạnh đông kết thúc: đưa khối kem về nhiệt độ lạnh để tăng độ cứng cho khối kem
để thuận tiện cho việc tách khuôn. Thời gian lưu của kem trong bồn lạnh đông từ 3÷8
phút.

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

15


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

- Tháo khuôn: tách khuôn ra khỏi thân kem, vào thời điểm này kem đã có hình
dạng hoàn chỉnh và cấu trúc ổn định.
- Băng tải đưa các khuôn chứa kem đến bồn chứa nước ấm (30 0C) để làm chảy lớp
kem ngoài cùng trong khuôn. Nhờ đó quá trình tách kem ra khỏi khuôn được thực hiện dễ
dàng. Sau cùng, kem que có thể được đem nhúng trong dung dịch chocolate(40 0C) để tạo
một lớp áo chocolate cho sản phẩm rồi đưa vào thiết bị bao gói. Người ta thường sử dụng
bao bì giấy, sản phẩm sau bao gói sẽ được mang đi bảo quản ở khoảng -28 0C ÷ -300C.

Hình 2: Sản phẩm kem que

Đối với sản phẩm kem ốc quế:
- Chuẩn bị ốc quế:
Máy đặt phần ốc quế vào giấy bọc trong dây chuyền, sau đó dây chuyền đi qua máy
phun chocolate tạo lớp phủ chocolate để tạo lớp ngăn giữa ốc quế và kem không để kem
tiếp xúc trực tiếp với lớp vỏ vì thế mà đến khi ăn ốc quế vẫn giòn. Đồng thời bổ sung
hương tạo hương vị.
- Bơm kem:
Kem bán thành phẩm được lạnh đông sơ bộ ở nhiệt độ thấp -6 0C÷-70C được đi qua
thiết bị ép đùn để rót vào phần bánh xốp ốc quế. Thiết bị ép đùn được sử dụng để tạo các
hình dạng khác nhau cho lớp kem phía trên cùng.
- Phủ chocolate, phủ hạt:
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

16


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Tiếp theo bước bơm kem, phần kem sẽ được rót chocolate (hoặc siro với các hương
vị khác nhau) sau đó phủ các hạt chocolate hoặc đậu phộng lên bề mặt. Giai đoạn này
giúp tăng hương vị và tính cảm quan, hấp dẫn cho sản phẩm.
- Dán nắp: Tiếp theo, que kem sẽ được dán nắp và chuyển đến kho lạnh ở -28 0C÷
-300C
- Lạnh đông kết thúc: sau giai đoạn đóng nắp thì kem mới được lạnh đông kết thúc.

Mục đích tương tự như các sản phẩm kem khác.

Hình 3: Sản phẩm kem phủ hạt, phủ chocolate
Ngoài các loại kem trên còn một số loại kem với hương vị và nguyên liệu đặc biệt
khác như:
+ Kem Haggis – London: Haggis là món ăn làm từ nội tạng rất phổ biến trong văn
hóa Scotland.

Hình 4: Kem Haggis
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

17


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

+ Kem "tinh hoàn cáo" - Thổ Nhĩ Kỳ: loại kem Thổ Nhĩ Kỳ còn có tên khác là
dondurma này được làm từ sữa dê và một thành phần gọi là củ lan. Tên loại củ này theo
nghĩa đen là tinh hoàn cáo, nên cái tên kì lạ này là cách gọi vui cho kem dondurma.

Hình 5: Kem dondurma
+ Kem thịt ngựa - Tokyo, Nhật Bản: được làm từ bạch tuộc, rắn, hay " thịt bò
sống vanilla," và cả thịt ngựa sushi.
Hình 6: Kem thịt ngựa
5.

Máy móc thiết bị.
1.5. Thiết bị phối trộn:

Tetra Almix 10 của hãng TetraPak
 Các thông số của thiết bị
Năng suất đổ bột

70kg/phút

Năng suất trộn

20000l/h

Vật liệu chế tạo

Thép không gỉ AISI316

Kích thước đường ống vào và đường ống 63.5 mm
rời bồn trộn
Kích thước vào bồn trộn cho nguyên liệu 51 mm và 38 mm
Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

18


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

lỏng
Áp suất sữa vào và rời bồn trộn

0.5 bar và 1 bar

Công suất điện tiêu hao

30 kW

Điện áp tiêu thụ

220 – 440V AC, tần số: 50 – 60 Hz

Kích thước thiết bị

2938 x 1401 x 3020 mm

Khối lượng thiết bị

1100 kg

Thể tích

14.6 m3

Hình 7: Thiết bị phối trộn Tetra Almix 10 của hãng TetraPak
1.6. Thiết bị gia nhiệt.
Thiết bị gia nhiệt bản mỏng Tetra Plex C6 của Tetra Pak
 Các thông số của thiết bị

Năng suất tối đa

15000 l/h

Vật liệu chế tạo

Thép không gỉ AISI316

Kích thước thiết bị

1500 x 520 x 1420 mm

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

19


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Đường kính ống

51 mm

Kích thước tấm truyền nhiệt

Dài 1000 mm, rộng 250 mm

Bề mặt truyền nhiệt mỗi tấm 0.18 m2
Bề dày mỗi tấm

0.5 – 0.7 mm

Công suất bơm

2 kW

Hình 8: Thiết bị gia nhiệt: bản mỏng Tetra Plex C6 của Tetra Pak

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

20


CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ThS. Lê Văn Nhất Hoài

VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

Hình 9: Kích thước thiết bị truyền nhiệt bản mỏng của Tetra Pak

1.7. Thiết bị đồng hóa.
Thiết bị đồng hóa Tetra Alex 25 của Tetra Pak
 Các thông số của thiết bị
Năng suất tối đa

12000 l/h

Công suất động cơ

68 kW

Kích thước thiết bị

2240 x 1400 x 1080 mm

Khối lượng thiết bị

1695 kg

Khối lượng bao bì vận chuyển

500 kg

Lượng hơi nước tiệt trùng thiết bị

(áp lực 3 bar) 25 kg/h

Thể tích

9.2 m3

Tìm hiểu quy trình sản xuất kem

21