quy trình công nghệ sản xuất shortening

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
KHOA THỰC PHẨM – MÔI TRƯỜNG & ĐIỀU DƯỠNG

BÁO CÁO
MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT
ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING

GVHD : Trần Thị Hà

1


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, chúng em xin cảm ơn gia đình đã tạo cho chúng em niềm tin và là
điểm tựa vững chắc để chúng em có thể vượt qua mọi khó khăn.
Chúng em xin cảm ơn cô Trần Thị Hà đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức
và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian làm tiểu luận.
Và cũng xin cảm ơn tất cả các bạn đã luôn động viên, ủng hộ, giúp đỡ cho chúng
tôi.
Sau cùng, chúng em xin cảm ơn bản thân vì những nỗ lực, cố gắng của bản thân
để có thể hoàn thành bài báo cáo thực hành này.
Nhóm sinh viên thực hiện
Nhóm 4

2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

3


4


LỜI MỞ ĐẦU
Chất béo là một những chất dinh dưỡng chính cần thiết cho cơ thể. Cụng như
protein và glucid chất béo giữ vai trò rất quan trọng trong cơ thể con người. Chất béo là
nguồn cung cấp và dự trữ năng lượng dồi dào cho cơ thể (1g chất béo cung cấp đến 9,3
Kcal gấp 2,3 lến năng lượng do glucid cung cấp). Chất béo còn tạo ra lp71 đêm có tác
dụng giúp bảo vệ cơ thể khỏi những tác động cơ học, cách nhiệt , chất béo cung cấp cho
cơ thể các acid amin cho các hormone cần thiết cho cơ thể, chất béo là môi trường hòa
tan các vitamin tan trong dầu. Trong công nghệ chế biến thực phẩm, chất béo cũng có vai
trò rất quan trọng. Chất béo làm tăng chất lượng của thực phẩm tạo nên mùi vò và cấu
trúc hấp dẫn, tạo cho người ăn có cảm giác ngon. Chất béo còn được dùng phổ biến làm
phụ gia thực phẩm có tác dụng giữ khí, cố định màu, mùi, tạo nhũ… Hai nguồn chất béo
chính trong chế biến thực phẩm là dầu và mỡ. Hai nguồn nguyên liệu này rất dễ bò hư
hỏng nên khó bào quản trong chế biến. Với sự phát triển của kỹ thuật chế biến thực phẩm
đã tạo ra nhiều sản phẩm giàu chất béo để cung cấp chất béo như shortening, magarine,…

Trong đó, shortening ngày càng được sử dụng rộng rãi cả trong các ngành sản
xuất như mì gói, bánh, kẹo lẫn trong chế biến thực phẩm trong gia đình nhờ khả năng ứng
dụng rộng rãi và dễ bảo quản.

5


1.1.
1.1.1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SHORTENING
Giới thiệu chung về shortening
Lịch sử phát triển của shortening
Ban 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 puff – pasty và roll – in shortening thì
sản phẩm có thêm 1 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
40-420C. Shortening nóng chảy trong suốt, có màu vàng nhạt, không mùi, có vị đặc trưng
của nguyên liệu. Shortening để 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, kĩ thuật,
kinh tế và sự nỗ lực cạnh tranh. Trong suốt nửa thế kỉ 19, do giá thành của bơ cao, các
nhà kĩ thuật đã tiến hành nghiên cứu để tìm ra 1 sản phẩm thay thế bơ. Sản phẩm đầu tiên
được chấp nhận để thay thế bơ được bơ được 1 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 kỉ 9, khi yêu cầu sử dụng
chất béo của thế giới tăng lên, hàng loạt 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 1
công thưc nguyên liệu thay thế. Ông sử dụng hỗn hợp chất béo nóng chảy của mỡ bò và
dầu đánh bông 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 phát triển, giới
hạn áp dụng ban đầu là chỉ dùng trong bánh nướng. Năm 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 kỉ 19, các kĩ thuật tinh luyện chất béo và dầu được phát
6


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 sản xuất sản phẩm shortening
từ phương pháp 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. Năm 1941, tổ chức thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ đã đưa ra tiêu chuẩn
cho sản phẩm shortening và margarine. Ngày nay với sự phát triển của các quá trình, tẩy
màu, tẩy mùi, làm lạnh, tinh luyện nguyên liệu dầu thô và chất béo đã giúp cải tiến chất
lượng và đa dạng hóa shortening.
Bảng 1.1: Tình hình sử dụng shortening trên thế giới (triệu pounds)

1.1.2

Năm
1989-1990

Shortening
6.388,3

1990-1991
1991-1992

6.510
6.203,5

1992-1993

6.573,3

1993-1994
1994-1995

6.351,4
6.991,4

1995-1996
1996-1997

6.973
7.470

1997-1998

7.745,7

1998-1999

1999-2000

8.157,1
8.458,9

2000-2001
2001-2002

9.195,7
8.954,4

2002-2003

8.195,6

2003-2004
2004-2005

8.724,2
8.321,3

Tính chất của shortening

7


Độ cứng là 1 tính chất quan trọng của shortening. Các yếu tố ảnh hương đến độ
cứng của shortening là tỉ số thể tích giữa pha lỏng/pha rắn và tính chất pha rắn. Tỉ lệ pha
rắn càng lớn thì khả năng phân cực 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 1 khoảng rộng tùy thuộc vào kích thước phân tử
và đặc tính của từng loại dầu, khoảng dao động chung thường là 5-25%. 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 của các dạng
tinh thể với nhau.
Mạng tinh thể hình thành bởi dạng ẞ thì lực liên kết giữa các tinh thể lớn nên sản
phẩm sẽ rất cứng. Khi chịu tác dụng của 1 lực thì 1 vài liên kết trong mạng sẽ bị phá hủy
và không thể tái thiết lập lại được khi các liên kết này bị bẻ 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 các thành phần khí và lỏng trong hỗn
hợp hơn là các tinh thể lớn.
Ngoài độ cứng, tính chất bề mặt cũng là 1 tính chất quan trọng của
shortening. Thành phần chất béo rắn trong hỗn hợp chất béo là 1 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 axit béo, 1 sản phẩm đồng phân sinh ra
chủ yếu do hydro hóa dầu mỡ, ứng dụng chính để sản xuất shortening. Các khuyến cáo
đầu tiên nói về tác dụng không tốt của axit trans xuất hiện từ thập niên 50, sau khi công
nghiệp hydro hóa dầu mỡ phát triển mạnh. Nhưng phải đến hớn 50 năm sau, sau vô số
nghiên cứu với cùng kết luận, chính quyền nhiều nước mới bắt đầu công nhận có tác hại
này và cũng chỉ dừng lại ở mức khuyến cáo mọi người chú ý giảm thiểu tiêu thụ các sản
phẩm chứa dầu mỡ hydrogen hóa và các nhà sản xuất phải công khai lượng axit béo trans
có trong sản phẩm chế biến trên bảng kê khai thành phần chất dinh dưỡng trên bao bì.
Mới đây nhất, thành phố New York đã thông qua điều luật cấm các nhà hàng, khách sạn
8


sử dụng chất béo hydro hóa trong chế biến thức ăn, có hiệu lực trong năm 2007. Ở Việt
Nam, công nghiệp “mì ăn liền “ vẫn còn ở đỉnh cao, mọi người tiếp tục ăn mì gói rất vô
tư, toàn bộ chất béo sử dụng trong sản xuất mì ăn liền là shortening, sản phẩm cực kì “

giàu “ axit béo trans nhất, chưa kể quá trình gia nhiệt kéo dài, bao nhiêu sản phẩm nhiệt
phân có hại tồn đọng, không có tiêu chuẩn hạn chế và kiểm định nào hết.
-

Một số tính chất cơ bản của shortening

•

Nhiệt độ nóng chảy cao (40 – 42⁰C )

•

Co độ bền nhiệt, nhiệt độ trùng hợp sản phẩm cao

•

Có độ rắn cần thiết nhưng dẻo thích hợp

•

Có độ ổn định

•

Giữ được 1 số lượng glucid cấu tạo bởi axit béo cần thiết theo qui định.

•

Ít bị hôi, trở mùi, có khả năng nhũ hóa nhiều, nhất là thêm vào 4-6% mono và

dyglycerid
•
1.2
1.2.1

Ít bị oxy hóa hơn nên tăng thời gian bảo quản
Nguyên liệu
Nguyên liệu chính
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất shortening là tất cả các chất béo có

nguồn gốc từ thực vật lẫn động vật, nhưng phổ biến là dầu thực vật đã hydro hóa. Các
loại dầu dùng để sản xuất shortening thường có chỉ số axit thấp để thuận tiện cho việc
hydro hóa hoặc dầu dừa đã được hydro hóa 1 phần để có độ rắn nhưng dẻo thích hợp và
độ ổn định tốt để tăng thời gian sử dụng tăng mùi vị. Shortening được làm từ dầu thực vật
hydro hóa 1 phần sẽ chứa hàm lượng trans axit béo cao – một sản phẩm của phản ứng
hóa dầu thực vật có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Để làm giảm hàm lượng trans axit béo
nên sử dụng hỗn hợp chưa hydro hóa hoàn toàn hoặc chưa hydro hóa. Trong công nghiệp,
người ta thường sử dụng dầu bông, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng và dầu
dừa để sản xuất shortening. Mặt khác, để tăng giá trị dinh dưỡng, đôi khi người ta còn
9


dùng dầu lỏng chứa nhiều axit béo chưa no trộn với đâu đặc để hỗn hợp vừa đảm bảo yêu
cầu vừa có giá trị dinh dưỡng phù hợp
1.2.1.1 Mỡ động vật (heo, bò)
Mỡ động vật chứa hàm lượng TAGs bão hòa cao và hóa rắn ở nhiệt độ thường.
Mỡ cung cấp tính dẻo cần thiết cho việc đánh khuấy ở 1 khoảng nhiệt độ rộng.
Năm 1940 việc sử dụng nguồn nguyên liệu này bị giảm do sự xuất hiện nguồn
nguyên liệu mới là dầu bông
Năm 1950 với sự phát triển của phương pháp chuyển nội ester, mỡ đã đạt được

độ đặc, tính chất tạo cream tương tự như dầu thực vật và mỡ lại được sử dụng để sản xuất
shortening.
Tuy nhiên mỡ có mùi không mong muốn do hiện tượng trở mùi sau khi đã khử
mùi
1.2.1.2 Dầu bông
Dầu bông được phát hiện và sử dụng từ thế kỉ 19
Ban đầu được dùng để pha loãng dầu olive nhằm giảm giá thành dầu olive
Với phương pháp tấy màu làm cải thiện đáng kể màu và mùi của dầu bông, giúp
dầu bông nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trở thành nguyên liệu chính để sản xuất
shortening sau dầu nành
1.2.1.3 Dầu nành
Năm 1940 dầu nành được dùng sản xuất shortening chiếm 18% nguồn nguyên
liệu sản xuất shortening
Sau chiến tranh thế giới thứ 2, trở thành nguyên liệu chủ yếu khi chiếm
48,7% nguồn nguyên liệu sản xuất shortening.
Năm 1960 lượng dầu sử dụng tiếp tục tăng lên hơn 50%

10


Nm 2000 l 86% lng du sn xut shortening
1.2.1.4 Du c
Cú tớnh cht d do húa to thnh tinh th dng tinh th c trng trong
shortening
Nm 1970 l nguyờn liu sn xut shortening chớnh M
Nm 1975 t 16% ngun nguyờn liu sn xut shortening
Nm 1990 gim xung cũn 1,5% sn xut shortening
Ngy nay du c c s dng nhiu hn
1.2.1.5 Du da
Do thp nờn khụng s dng ph bin

Hn hp du da cú khuynh hng to bt khi chiờn sõu
To mựi x phũng khi b thy phõn
Tuy nhiờn cht do thp nờn du da thớch hp s dng trong bỏnh qui ngt,
ko
Du da khi nguyờn cht cú tớnh n nh cao khi chiờn vỡ du cú bóo hũa cao.
Vỡ vy ó c ngi Mexico dựng ph bin chiờn thc phm nm 1980 1981
Ngoi nhng loi du k trờn ngi ta cng s dng du bp, hng dng,
canola sn xut shortening. Nhng loi ny khụng c s dng ph bin do du cha
nhiu cht bộo khụng no cao.
Bng 1.2: Tỡnh hỡnh s dng cỏc cht bộo sn xut shortening M (triu pound)
Naờm

1940

1950

1960

Dau
dửứa
Dau
baộp

18

20

10

45

1

1

4

12

11

1970 1980
103

199
0
34

200
0
-

-

270

27


Dầu

bông
Dầu cọ
Dầu
phộng
Dầu
nành
Mỡ heo
Mỡ bò
Loại
khác
Tổng
cộng

1.2.2

823

549

365

276

189

252

166

23

12

2

90
16

188
-

209
-

187
-

212

841

1169

17
58
44

177
32
27

480
268
3

400
4
264
637
14

571
4
239
284
-

1196

1727

2301

568
4

661
7

2182 2651

430
522
7

3580 4200

Ngun liệu phụ

1.2.2.1 Chất nhũ hóa
Là phụ gia quan trọng trong sản xuất shortening
- Làm bền hệ nhũ tương
- Chống thối hóa tinh bột
- Tăng độ nở của bánh
- Tác nhân giữ khí
- Tăng chất lượng bề mặt
- Tạo độ trơn trượt
- Phá bọt
- Màng bọ bảo quản
- Điều khiển kết tinh chất dẻo
- Tăng độ mềm của bánh

12

378
673
18


1.2.2.2 Chất bảo quản chống OXH
- Tăng cường ổn định sản phẩm khi hạn chế hoặc loại bỏ quá trình oxy hóa

- Bảo tồn giá trị dinh dưỡng và các giá trị cảm quan như màu, mùi
1.3

Phân loại shortening
Có 2 loại shortening:
Phân loại theo cấu trúc
Phân loại theo mục đích sử dụng

1.3.1

Phân loại theo cấu trúc
•
•
•

Bán rắn dẻo
Lỏng
Vẩy, bột, hạt

1.3.2 Phân loại theo mục đích sử dụng
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

•
1.4.

Shortening đa năng
Shortening lỏng
Shortening dành cho bánh ngọt
Shortening dùng cho lớp kem phủ lên bánh
Shortening làm lớp nhân giữa các lớp bánh
Shortening dùng cho bánh mì
Shortening dùng để chiên
Shortening dùng trong pie-crust
Pasty Shortening
Chất béo trong sản xuất kẹo
Shortening khô

Chỉ tiêu chung cho sản phẩm shortening

Chỉ tiêu
Cảm quan

-

Shortening
Màu trắng ngà
Không có vị lạ
Dạng bán rắn, mịn
Không có tạp chất lạ

Màu sắc
Mùi vị

Trạng thái
Tạp chất
13


Hóa lý

Vi sinh

Độ ẩm, %
Hàm lượng lipit, %
Chỉ số AV
Chỉ số PV
Chỉ sô IV
Hàm lượng axit béo tự do, %
Nhiệt độ nóng chảy
Phản ứng Kractinh
Số vi khuẩn hiếu khí
coliform
-

< 0,1
< 96
< 0,3
<5
< 0,1
< 0,1
30 – 520C
không
≤ 104 efu/g

≤ 10 efu/g

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING
2.1

Quy trình sản xuất

2.1.1.

Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn (plasticized shortening)

14


Các loại dầu tinh luyện, chất nhũ hóa

Tác nhân gia nhiệt

Nước ra
Phối liệu 600C
Khí N2 ( 13% khối lượng khối nguyên liệu)
Bơm trộn
Làm lạnh

Nóng chảy 700C
Nhồi nhuyễn
Bao bì

T = 180C
t = 1 phút

T = 200C
t = 3 phút

Đóng gói
Phần dư
Ủ

Shortening

15

T= 26,70C, t = 48 giờ


2.1.2 Quy trình sản xuất shortening dạng lỏng (liquid shortening)

16


2.2.

Thuyết minh quy trình sản xuất

2.2.1

Phối liệu
Mục đích: Chế biến và bảo quản
Chế biến: phối trộn các loại dầu khác nhau và chất nhũ hóa tạo nên hệ nhũ tương

đồng nhất.

Bảo quản: chất bảo quản được bổ sung vào như BHA, BHT… chống oxi hóa đa
dạng hóa sản phẩm
Thực hiện
Tùy theo từng loại shortening cần sản xuất và yêu cầu chức năng mong muốn có ở
shortening mà ta có các công thức phối trộn khác nhau. Một số công thức phối trộn cụ thể
của một số sản phẩm shortening.
Mỗi công thức phối trộn khác nhau sẽ tạo ra các thành phần triglyceride khác
nhau do đó trong quá trình kết tinh sẽ có khuynh hướng tạo ra các tinh thể khác nhau, và
sự tạo thành tinh thể này sẽ ảnh hưởng đến tính chất và chất lượng sản phẩm shortening
sau này. Do đó tùy theo từng công thức phối trộn mà ta có chế độ xử lý khác nhau cho
các công đoạn sau.
Các chất béo sẽ được bơm vào bồn khuấy trộn lần lượt theo thứ tự các chất béo
có nhiệt độ nóng chảy thấp vào trước sau đó mới cho chất béo có nhiệt độ nóng chảy cao,
cuối cùng sẽ cho các phụ gia cần thiết như chất nhũ hóa, chất chống oxy hóa cao tan
trong dầu.
Nhiệt độ của bồn khuấy trộn cần phải giữ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy
của chất béo có nhiệt độ nóng chảy cao nhất khoảng 5⁰C. Ở nhiệt độ này sẽ giúp giảm độ
nhớt của hỗn hợp chất béo để dễ dàng vận chuyển chất béo từ bồn khuấy trộn vào thiết bị
làm lạnh và dễ bơm khí N2 vào hỗn hợp chất béo.
Các biến đổi

17


Vật lý: Thay đổi kích thước cấu tử, sự phân bố đồng đều các cấu tử trong

-

hỗn hợp, sự thay đổi nhiệt độ, thể tích, độ nhớt.
Hóa học: Không có thay đổi gì đáng kể.

Hóa lý: Sự thay đổi bề mặt tiếp xúc pha tạo thành nhũ tương bền.
Thiết bị
Bồn khuấy trộn là một thiết bị hình trụ làm bằng thép không rỉ bên trong có cánh
khuấy với motor cánh khuấy gắn trên đỉnh thiết bị, bên ngoài có thiết bị có lớp vỏ áo bao
bọc để điều chỉnh nhiệt độ bên trong bồn khuấy trộn. Tác nhân gia nhiệt ở đây ta sử dụng
là nước nóng.
Thời gian khuấy trộn: 20 phút
Nhiệt độ tùy thuộc vào hỗn hợp chất béo. Thường 60⁰C.

Hình 2.1: Bồn phối liệu
2.2.2

Bơm trộn
Mục đích: Hút hỗn hợp chất béo từ bồn phối trộn vào thiết bị kết tinh chất béo và

nạp đều khí N2 vào hỗn hợp chất béo.
- Khí N2 được bơm vào nhằm tạo cho sản phẩm có màu trắng, bề mặt sáng bóng,
dễ bao gói, tăng tính đồng nhất và thể tích cho sản phẩm, làm giảm hàm lượng calo và
chất béo hấp thu trong mỗi lần ăn shortening.
Cách thực hiện: Sau khi hỗn hợp chất béo được phối liệu xong, chúng sẽ bị bơm
qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh. Trên đường hút của bơm, khí N2 sẽ được bơm vào
với các hàm lượng khác nhau tùy thuộc vào loại shortening sản xuất.
18


- Shortening làm hoàn toàn từ dầu thực vật thì hàm lượng N2 bơm vào khoảng
13% ± 1%.
- Shortening làm từ hỗn hợp chất béo từ dầu thực vật và mỡ động vật thì hàm
lượng N2 bơm vào 18% - 25%.
Thiết bị: thiết bị sử dụng ở đây là bơm bánh răng hoặc bơm pittong với sự trang

bị thiết bị nạp khí N2
2.2.3.

Làm lạnh
Mục đích: chế biến làm giảm nhanh nhiệt độ của hỗn hợp hệ nhũ tương đến nhiệt

độ kết tinh làm cho hệ nhũ tương đông đặc nhanh, tăng độ mịn bóng cho sản phẩm.
Cách thực hiện: hỗn hợp chất béo sau khi nạp khí N 2 sẽ được bơm vào thiết bị
trao đổi nhiệt. Hỗn hợp chất néo sẽ đi vào khoảng không gian giữa trục quay và vỏ áo
làm lạnh bên ngoài. Khi hỗn hợp nhũ tương tiếp xúc với bề mặt làm lạnh, tác nhân lạnh
sẽ lấy nhiệt của hỗn hợp nhũ tương làm nhiệt độ của hỗn hợp sẽ giảm nhanh đến nhiệt độ
kết tinh của chất chéo, các phân tử chất béo nhanh chóng kết tinh và bám trên bề mặt
truyền nhiệt. Sau đó hệ thống dao cạo của thiết bị sẽ cạo sạch lớp chất béo kết tinh. Quá
trình kết tinh chất béo và cạo sạch chất béo kết tinh được tiếp tục lặp đi lặp lại cho đến
khi hỗn hợp đạt được trạng kết tinh được một nửa thì hỗn hợp sẽ được đưa qua thiết bị
nhồi nhuyễn để hoàn thành quá trình kết tinh
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tinh chất béo

Loại tinh thể hình thành trong suốt quá suốt quá trình làm lạnh phụ thuộc vào
loại chất béo và chế độ làm lạnh (nhiệt độ làm lạnh, tốc độ làm lạnh và thời gian làm
lạnh).
Sự phụ thuộc của kết tinh vào loại chất béo: chất béo có hàm lượng acid palmitic
thấp (< 10%) sẽ có khuynh hướng tạo tinh thể ẞ nếu không được làm lạnh nhanh. Đối với
chất béo có hàm lượng palmitic gấp đôi sẽ tạo tinh thể dạng ẞ’. Ngoài ra, vị trí của acid
palmitic cũng ảnh hưởng đến dạng tinh thể kết tinh. Do đó để tạo được nhiều tinh thể ẞ
19


mong muốn trong shortening ta phải gây sốc lạnh, sau đó nhào trộn mạnh để tinh thể α
chuyển thành tinh thể ẞ. Việc tăng hàm lượng palm stearin và giảm hàm lượng palm olein

trong hỗn hợp chất béo sẽ dẫn đến giảm thời gian kết tinh. Do đó hỗn hợp chất béo có
hàm lượng palm stearin cao thì quá trình kết tinh xảy ra nhanh. Theo một nghiên cứu thì
hàm lượng palm stearin chiếm 27% sẽ kết tinh trong 12 phút, hàm lượng palm stearin
khoảng 22% sẽ mất 13,5 phút, còn hỗn hợp chất béo chứa 17% palm stearin sẽ mất 15
phút.
Bảng 2.1: Hàm lượng axit trong một số nguyên liệu
Loại chất béo

Haøm löôïng acid palmitic (%)

Dầu canola

4

Dầu nành

11

Dầu oliu

14

Dầu bông

29

Dầu cọ

44

Mỡ heo

24

•

Sự phụ thuộc của kết tinh vào chế độ làm lạnh

-

Tốc độ làm lạnh: tốc độ làm lạnh quyết định đến kích thước của tinh thể kết

tinh, tốc độ làm lạnh tăng thì tạo được nhiều tinh thể ẞ’nhiều hơn. Tốc độ của sự kết tinh
của chất béo phụ thuộc vào hàm lượng trans acid béo, hàm lượng trans acid béo càng cao
thì tốc độ kết tinh càng tăng.
-

Nhiệt độ làm lạnh: nhiệt độ kết tinh càng chậm sẽ làm tăng sự hình thành

các tinh thể có kích thước lớn.
-

Thời gian làm lạnh

20


Với mỗi công thức phối trộn khác nhau sẽ cho các thành phần chất béo khác
nhau do đó thời gian kết tinh cũng khác nhau: shortening sản xuất từ dầu thực vật sẽ làm
lạnh ở 15,6-18,3⁰C còn shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật và mỡ động vật sẽ

làm lạnh ở 21,1-23,9⁰C. Ngoài ra, nếu kích thước trục quay nhỏ thì khoảng không gian
hình vành khăn lớn lượng sản phẩm vào nhiều thời gian kết tinh lâu. Ngược lại, khi kích
thước trục lớn thì lượng sản phẩm vào ít, vận tốc và sự hỗn loạn tăng làm tăng hiệu quả
truyền nhiệt nên thời gian làm lạnh ngắn
Thiết bị
Thiết bị thường được sử dụng để kết tinh chất béo là thết bị trao đổi nhiệt bề mặt
(scraped surface heat exchanger). Đây là thiết bị trao đổi nhiệt lỏng-lỏng có bộ phận quay
cánh quét để quét sách tinh thể kết tinh trên bề mặt trao đổi nhiệt.

Hình 2.2 Cấu tạo trong của thiết bị làm lạnh nhanh
Tùy loại sản phẩm sản xuất mà hai ống hình trụ có thể được đặt đồng trục,
không đồng trục hoặc ống trụ lớn có mặt cắt hình oval
•

Dạng đặt đồng trục: dạng này được dùng phổ biến trong sản xuất.

•

Dạng đặt không đồng trục: được áp dụng để sản xuất các dản phẩm có độ nhớt và

dính. Cách đặt này sẽ làm tăng khả năng đảo trộn, hạn chế được sự dịch chuyển theo từng
khối giúp sản phẩm được đồng đều hơn.

21


•

Dạng ống lớn hình oval: loại này được áp dụng cho sản phẩm cực nhớt để hạn chế

hiện tượng chảy xối. Việc lắp thêm cặp dao sẽ giúp cân bằng lực bên trong bảo vệ trục
không bị lệch.

Hình 2.3: Các dạng trục gắn trong thiết bị làm lạnh nhanh
-

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống lạnh: Tác nhân lạnh lỏng từ bình chứa cao áp,

qua van tiết lưu đi vào phần vỏ áo, bay hơi thu nhiệt và làm lạnh dầu. Phần hơi tác nhân
lạnh qua bình tách lỏng quay về máy nén được nén lên áp suất cao, ngưng tụ thành lỏng
trong thiết bị ngưng tụ rồi chảy về bình chứa cao áp và tiếp tục tuần hoàn như vậy trong
hệ thống.
-

Nhiệt độ ở thiết bị làm lạnh:
Shortening lỏng: 28⁰C
Pastry shortening: 18⁰C
Shortening đa năng: 18⁰C
Thời gian làm lạnh: 1 phút.

2.2.4 Nhồi nhuyễn
Mục đích
Hoàn thiện: đảm bảo chắc chắn tinh thể α chuyển hoàn toàn thành tinh thể ẞ. Phá
vỡ tinh thể không đồng nhất thành tinh thể đồng nhất, nhồi nén tạo độ chặt tạo cấu trúc
đặc trưng cho sản phẩm.

22


Các sản phẩm không qua quá trình nhồi nhuyễn sẽ có độ đặc cứng cao và có tính

dẻo thấp do đó nề mặt sản phẩm sẽ không trơn bóng và đồng nhất. Khi không có quá
trình nhồi nhuyễn, các tinh thể sẽ tập hợp lại với nhau tạo mạng lưới tinh thể lớn và cứng.
Vì vậy để đạt được tính dẻo cần thiết cho shortening, ta cần thực hiện quá trình nhồi
nhuyễn.
Cách thực hiện
Hỗn hợp chất béo sau khi được làm lạnh sẽ được đưa qua hệ thống thiết bị nhồi
nhuyễn. Nhiệt độ sản phẩm lúc này khoảng 18⁰C. Đầu tiên, hỗn hợp sẽ đi qua thiết bị
nhào trộn, hỗn hợp sẽ bị nhào trộn và nhồi nén. Dưới tác dụng của sự nhào trộn, lượng
nhiệt tiềm ẩn còn lại sau kết tinh sẽ thoát ra hết do đó tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh.
Sau đó dưới tác dụng nhồi nén sẽ giúp phá vỡ các tinh thể lớn thành các tinh thể nhỏ hơn
tạo một độ chặt nhất định cho sản phẩm. Sau khi ra khỏi thiết bị nhào trộn nhiệt độ của
hỗn hợp sẽ tăng 2-3⁰C tùy theo loại dầu nguyên liệu sử dụng. Tiếp theo hỗn hợp sẽ được
đưa qua van đẩy hoặc thiết bị đồng hóa trước khi vào máy rót. Tại đây, hỗn hợp sẽ tiếp
tục bị nhồi nén, giúp sắp xếp lại các tinh thể trong hỗn hợp làm cho hỗn hợp trở nên đồng
đều hơn và chặt hơn đồng thời cũng phân phối đều khí N2 trong shortening.
Các biến đổi.
- Các tính chất cơ lý: Độ chặt, độ dẻo tăng, nhiệt độ tăng, một số tinh thể có kích
thước lớn sẽ bị phá vỡ thành tinh thể nhỏ hơn
- Hoá học: Không có biến đổi gì đáng kể.
- Hóa lý: Các tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh
Thiết bị
Thiết bị nhào trộn
- Thường sử dụng 2 loại thiết bị : thiết bị agitated holding unit hoặc thiết bị
quay( pin roto machine). Thiết bị là một xylanh kín với các thanh hình trụ gắn cố định

23


trên một trục quay trong xylanh. Các thanh này được gắn xen kẽ với nhau theo hình xoắn
ốc dọc theo trục quay.

Thiết bị quay ( pin roto machine)
Thiết bị quay giữ vai trò quan trọng trong sản xuất sản phẩm shortening, góp
phần làm đa dạng hóa sản phẩm do tạo được các sản phẩm có độ chặt khác nhau .Thiết bị
được thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc ở áp suất cao lẫn áp suất thấp với nhiều tốc
độ khác nhau cho phép tạo ra sản phẩm đạt độ đặc và tinh thể kết tinh như mong muốn.

Hình 2.3: Thiết bị khuấy trộn
Ưu điểm
- Tính linh hoạt:
Có thể điều chỉnh nhiều mức độ và thời gian nhào khác nhau do đo có thể thích
nghi khi thay đổi nguồn nguyên liệu dầu do có sẵn các nguyên liệu khác nhau hoặc thay
đổi nguyên liệu theo yêu cầu của thị trường giúp thuận lợi khi giá thành nguồn nguyên
liệu thay đổi mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Sản xuất được nhiều loại shortening khác nhau với với các điều kiện áp suất và
vận tốc khác nhau.
- Dễ vệ sinh thiết bị: tất cả các phần tiếp xúc của thiết bị với sản phẩm đều được
làm từ thép không gỉ AISI 316.
- Dễ bảo dưỡng: dễ dàng thay thế các bộ phận bị hư khi bảo dưỡng. Các bộ phận
chuyển động được làm bằng vật liệu đặc biệt đảm bảo làm việc trong thời gian dài.
24


- Ít chiếm không gian: ta có thể đặt cả ba xi lanh trên cùng một giá đỡ chung.
Ngoài ra ta có thể gắn thiết bị quay này trên các thiết bị làm lanh như Perfector,
Kombinator, Consistator.
Đặc điểm kỹ thuật chung
- Áp suất thiết kế: 75- 120 bar
- Motor: phụ thuộc vào thể tích của xy lanh
- Vận tốc trục quay: 50 – 600 vòng/phút
- Nước gia nhiệt (kW): phụ thuộc vào số lượng xy lanh

- Bơm luân chuyển nước (water circulation pump): 0.25 kW.
- Vật liệu: phần tiếp xúc với sản phẩm được làm bằng thép không rỉ AISI 316. Bộ
phận trượt được làm từ cacbua tungsten.
Thông số kỹ thuật
- Nhiệt độ ở thiết bị nhào trộn: Nhiệt độ ở thiết bị nhào trộn thường cao hơn nhiệt
độ làm lạnh 2⁰C
- Thời gian nhào trộn:
Shortening lỏng: 1 phút
Pastry shortening và shortening đa năng: 3 phút.
- Tốc độ nhào trộn: 125rpm.
2.2.5. Đóng gói
Mục đích: hoàn thiện và bảo quản.
Hoàn thiện: tạo hình cho sản phẩm.
Bảo quản: chống thấm khí oxi, hơi nước, cho sản phẩm.
- Tuỳ theo nhu cầu của thị trường và thị hiếu của khách hàng, shortening được
bao gói trong giấy nhôm, hộp nhựa… với nhiều hình dạng, kích cỡ.
25