TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA TP – MT – ĐD TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TÊN ĐỀ TÀI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING Giảng viên hướng dẫn : ThS Trần Thị Hà LỜI CẢM ƠN Trước hết, chúng em xin cảm ơn gia đình tạo cho chúng em niềm tin điểm tựa vững để chúng em vượt qua khó khăn Chúng em xin cảm ơn Trần Thị Hà tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức giúp đỡ chúng em suốt thời gian làm tiểu luận Và xin cảm ơn tất bạn động viên, ủng hộ, giúp đỡ cho Sau cùng, chúng tơi xin cảm ơn thân nỗ lực, cố gắng thân để hồn thành tiểu luận Nhóm sinh viên thực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ làm việc: Kỹ làm việc: Trình bày: Điểm số: …………………………… MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, HÌNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SHORTENING 1.1 Giới thiệu chung shortening 1.1.1 Lịch sử phát triển shortening - Ban đầu, shortening thuật ngữ để chất béo rắn tự nhiên mỡ heo, mỡ bò, bơ dùng bánh nướng Các chất béo làm bánh nướng đàn hồi tác dụng hạn chế liên kết mạng gluten bột mì q trình trộn nướng Sau đó, shortening dùng để nói đến sản phẩm từ tất dầu thực vật thay mỡ heo.Trong hầu hết trường hợp, sản phẩm xem shortening chứa 100% chất béo, số trường hợp ngoại lệ puff- pastry rollin shortenings sản phẩm có thêm phần ẩm Hiện nay, shortening định nghĩa sản phẩm chất béo dầu dạng bán rắn có màu trắng đục, xốp, bề mặt bóng, dẻo, nhiệt độ nóng chảy 40-420C Shortening nóng chảy suốt, có màu vàng nhạt, khơng mùi, có vị đặc trưng nguyên liệu Shortening sử dụng nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm (mì ăn liền, bánh, kẹo, snack, sản phẩm chiên…) nhờ tác dụng làm tăng nhiệt độ, tăng mùi vị tăng khả bảo quản - Shortening đời kết kết hợp phát triển khoa học kỹ thuật, kinh tế nỗ lực cạnh tranh Trong suốt nửa kỷ 19, giá thành bơ cao, nhà kỹ thuật tiến hành nghiên cứu để tìm sản phẩm thay bơ Sản phẩm chấp nhận để thay bơ nhà hóa học người Pháp Mege Mouries tạo 1869 Trong ngày đầu, mỡ heo mỡ bò sử dụng làm ngun liệu để sản xuất shortening chúng có nhiều tính chất thuận lợi cho q trình sản xuất để tạo sản phẩm có độ đặc mong muốn Đến nửa cuối kỷ 19, yêu cầu sử dụng chất béo giới tăng lên, hàng hoạt cải tiến đưa nhằm phát triển nguồn nguyên liệu thay mỡ heo Năm 1873, người Mỹ, Roudebush, đưa công thức nguyên liệu thay Ông sử dụng hỗn hợp chất béo nóng chảy mỡ bò dầu bơng đánh với sữa tươi với kem để thay mỡ heo Sau đó, phát minh cơng ty sữa Mỹ mua quyền bắt đầu sản xuất shortening Mỹ Khi shortening phát triển, giới hạn áp dụng ban đầu dùng bánh nướng Từ 1873, sản xuất shortening phát triển nhanh chóng Mỹ shortening sử dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng khác bánh nướng Cuối kỷ 19, kỹ thuật tinh luyện chất béo dầu phát triển mạnh nguồn nguyên liệu dầu thô khác bắt đầu sử dụng dầu bông, dầu bắp, dầu dừa, dầu nành, dầu cọ Năm 1903, Norman phát minh kỹ thuật hydro hóa dầu Năm 1911, công ty Procter Gamble sản xuất sản phẩm shortening từ phương pháp hydro hóa đưa thị trường với thương hiệu Crisco Sau đó, phương pháp hydro hóa ứng dụng rộng rãi sản xuất shortening margarine Năm1941, tổ chức thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ đưa tiêu chuẩn cho sản phẩm shortening margarine Ngày với phát triển trình tẩy màu, tẩy mùi, làm lạnh, tinh luyện nguyên liệu dầu thô chất béo giúp cải tiến chất lượng đa dạng hóa shortening Bảng 1.1: Tình hình sử dụng shortening giới (triệu pounds) Năm Shortening 1989-1990 6,388.3 1990-1991 6,510.0 1991-1992 6,203.5 1992-1993 6,573.3 1993-1994 6,351.4 1994-1995 6,991.4 1995-1996 6,973.0 1996-1997 7,470.5 1997-1998 7,745.7 1998-1999 8,157.1 1999-2000 8,458.9 2000-2001 9,195.7 2001-2002 8,954.4 2002-2003 8,195.6 2003-2004 8,724.2 2004-2005 8,321.3 1.1.2 Tính chất shortening - Độ cứng tính chất quan trọng shortening Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng shortening tỷ số thể tích pha lỏng/pha rắn tính chất pha rắn Tỷ lệ pha rắn lớn khả phân tử dễ đến gần kết dính với làm cho sản phẩm cứng Đối với shortening, yêu cầu giới hạn pha rắn chiếm xấp xỉ 52% thể tích, giới hạn dao động khoảng rộng tùy thuộc vào kích thước phân tử đặc tính loại dầu, khoảng dao động chung thường 5-25% Mỗi loại dầu khác có thành phần triglyceride khác Thành phần triglyceride phương pháp hóa rắn định tạo dạng tinh thể khác liên kết cáctinh thể với Khi shortening chứa lượng lớn triglyceride có khuynh hướng tạo tinh thể bền tồn chất béo kết tinh kết tinh - Mạng tinh thể hình thành dạng lực liên kết tinh thể lớn nên sản phẩm cứng Khi chịu tác dụng lực vài liên kết mạng bị phá hủy khơng thể tái thiết lập lại liên kết đó, mà sản phẩm thường bị chảy dầu ngồi Trong đó, với mạng tinh thể có tính dẻo liên kết tái thiết lập lại liên kết bị bẽ gãy shortening ln có nhiều liên kết giúp giữ pha lỏng bên nên không xảy tượng rỉ dầu Mạng chứa tinh thể nhỏ ổn định thành phần khí lỏng hỗn hợp tinh thể lớn - Ngồi độ cứng, tính chất bề mặt tính chất quan trọng shortening Thành phần chất béo rắn hỗn hợp chất béo yếu tố định tính chất bề mặt chất béo hình dạng tinh thể chất béo kết tinh liên kết tinh thể mạng tinh thể định tính chất học chất béo - Shortening thường chứa nhiều trans acid béo, sản phẩm đồng phân sinh chủ yếu hydro hóa dầu mỡ, ứng dụng để sản xuất shortening (trong tự nhiên hầu hết acid béo dạng cis) Các khuyến cáo nói tác dụng không tốt acid trans xuất từ thập niên 50, sau cơng nghiệp hydro hóa dầu mỡ (để sản xuất chế phẩm dầu mỡ ổn định bền nhiệt phục vụ công nghiệp chế biến thực phẩm) phát triển mạnh Nhưng phải đến 50 năm sau, sau vơ số nghiên cứu với kết luận, quyền nhiều nước bắt đầu cơng nhận có tác hại dừng lại mức khuyến cáo người ý giảm thiểu tiêu thụ sản phẩm chứa dầu mỡ hydrogen hóa nhà sản xuất phải cơng khai lượng acid béo trans có sản phẩm chế biến bảng kê khai thành phần chất dinh dưỡng bao bì Mới nhất, thành phố New York thông qua điều luật cấm nhà hàng khách sạn sử dụng chất béo hydrogen hóa chế biến thức ăn, có hiệu lực năm 2007 Ở Việt Nam, cơng nghiệp “mì ăn liền” đỉnh cao, người tiếp tục ăn mì gói “vơ tư”, tồn chất béo dùng sản xuất mì ăn liền shortening, sản phẩm “giàu” acid béo trans nhất, chưa kể qua trình gia nhiệt kéo dài, sản phẩm nhiệt phân có hại tồn đọng, khơng có tiêu chuẩn hạn chế kiểm định hết - Một số tính shortening: • Nhiệt độ nóng chảy cao (40 - 420C) • Có độ bền nhiệt, nhiệt độ trùng hợp sản phẩm cao • Có độ rắn cần thiết dẻo thích hợp • Có độ ổn định • Giữ số lượng glucid cấu tạo acid béo cần thiết theo quy định • Ít bị hơi, trở mùi, có khả nhũ hóa nhiều, thêm vào 4-6% mono diglycerid • Ít bị oxy hóa nên tăng thời gian bảo quản 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu - Nguyên liệu dùng để sản xuất shortening tất chất béo có nguồn gốc từ thực vật lẫn động vật, phổ biến dầu thực vật hydro hóa Các loại dầu dùng để sản xuất shortening thường có số axit thấp để thuận tiện cho việc hydro hóa dầu hydro hóa phần để có độ rắn dẻo thích hợp độ ổn định tốt để tăng thời gian sử dụng tăng mùi vị Shortening làm từ dầu thực vật hydro hóa phần chứa hàm lượng trans acid béo cao, sản phẩm phản ứng hydro hóa dầu thực vật có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe Để làm giảm hàm lượng trans acid béo nên sử dụng hỗn hợp chưa hydro hóa hồn tồn chưa hydro hóa Trong cơng nghiệp, người ta thường sử dụng dầu bông, dầu phộng, dầu dừa hay hỗn hợp dầu phộng dầu dừa để sản xuất shortening Mặt khác, để tăng giá trị dinh dưỡng, người ta dùng dầu lỏng chứa nhiều acid béo chưa no trộn với dầu đặc để có hỗn hợp vừa đảm bảo yêu cầu vừa có giá trị phù hợp 1.2.1.1 Mỡ động vật (mỡ heo, mỡ bò) - Ngay từ ngày đầu, chất béo từ mỡ sử dụng làm nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất shortening Mỡ động vật chứa hàm lượng TAGs bão hồ cao hố rắn nhiệt độ thường Mỡ cung cấp tính dẻo cần thiết cho việc đánh khuấy khoảng nhiệt độ rộng Đến 1940 việc sử dụng nguồn nguyên liệu bị giảm xuất nguồn nguyên liệu dầu Năm 1950 với phát triển phương pháp chuyển nội ester, mỡ đạt độ đặc, tính chất tạo cream tương tự dầu thực vật mỡ lại sử dụng lại để sản xuất shortening Tuy nhiên, mỡ dễ có mùi khơng mong muốn tượng trở mùi sau khử mùi (mỡ thường có chứa hàm lượng nhỏ linolenic linoleic) 1.2.1.2 Dầu - Dầu phát sử dụng từ kỷ 19 Ban đầu dầu dùng để pha loãng dầu olive nhằm giảm giá thành dầu olive Với phát triển kỹ thuật phương pháp tẩy màu, tẩy màu làm cải thiện đáng kể màu mùi dầu giúp dầu bơng nhanh chóng ứng dụng rãi trở thành nguồn nguyên liệu để sản xuất shortening sau dầu nành 1.2.1.3 Dầu nành - Năm 1940, lượng dầu nành dùng để sản xuất shortening chiếm 18% nguồn nguyên liệu sản xuất shortening Sau chiến tranh giới thứ II, dầu nành trở thành nguyên liệu chủ yếu chiếm 48,7% nguồn nguyên liệu sản xuất shortening Sau đó, lượng dầu sử dụng tiếp tục tăng lên 50% (1960) 86% (2000) lượng dầu sản xuất shortening 1.2.1.4 Dầu cọ - Dầu cọ có tính chất dễ dẻo hóa để tạo thành tinh thể, dạng tinh thể đặc trưng shortening_ nguyên liệu sản xuất shortening Mỹ 1970, 1975 đạt 16% nguồn nguyên liệu sản suất shortening Đến 1990, lượng dầu giảm xuống 1,5% nguyên liệu sản xuất shortening Nhưng ngày dầu cọ đươc sử dụng nhiều 1.2.1.5 Dầu dừa 10 Biến đổi - Vật lý: nhiệt độ hỗn hợp tăng bơm trộn - Hóa lý: phân bố pha khí N2 vào hỗn hợp nhũ tương Hình 2.2: Bơm bánh ren Thiết bị: thiết bị sử dụng bơm bánh bơm pittong với trang bị thiết bị nạp khí N2 Bơm pittong  Ưu điểm - Đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh: thiết bị thỏa mãn tất yêu cầu nghiêm khác vệ sinh thực phẩm Tất phận tiếp xúc với thực phẩm bao bọc thép không gỉ AISI316 - Độ ồn thấp: bơm đặt bệ đỡ có khả chống rung động Động bảo vệ lớp bao bọc thép không gỉ giúp cô lập tiếng ồn đến mức thấp - Vận hành đơn giản dễ bảo dưỡng 2.2.3.Làm lạnh Mục đích: chế biến làm giảm nhanh nhiệt độ 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 32 Thực hiện: hỗn hợp chất béo sau nạp khí N bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt Hỗn hợp chất néo vào khoảng không gian trục quay vỏ áo làm lạnh bên Khi hỗn hợp nhũ tương tiếp xúc với bề mặt làm lạnh, tác nhân lạnh lấy nhiệt hỗn hợp nhũ tương làm nhiệt độ hỗn hợp giảm nhanh đến nhiệt độ kết tinh chất chéo, phân tử chất béo nhanh chóng kết tinh bám bề mặt truyền nhiệt Sau hệ thống dao cạo thiết bị cạo lớp chất béo kết tinh Quá trình kết tinh chất béo cạo chất béo kết tinh tiếp tục lặp lặp lại hỗn hợp đạt trạng kết tinh nửa hỗn hợp đưa qua thiết bị nhồi nhuyễn để hoàn thành trình kết tinh Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ hệ nhũ tương giảm, độ đặc tăng - Hóa học: khơng có biến đổi đáng kể - Hoá lý: xảy tượng chất béo kết tinh làm hỗn hợp chuyển từ pha lỏng sang dạng bán rắn Sự kết tinh chất béo  Cấu trúc tinh thể chất béo - Trong trình làm lạnh, chất béo có khuynh hướng kết tinh tạo nhiều dạng tinh thể khác với điểm nóng chảy khác Quá trình kết tinh thường trải qua giai đoạn Trong hỗn hợp chất béo, triacylglycerol có nhiệt độ nóng chảy cao ưu tiên kết tinh trước nhiệt độ Tinh thể triacylglycerol có nhiệt độ nóng chảy cao kết tinh trước mầm tinh thể cho tái kết tinh triacylglycerol có nhiệt độ nóng chảy thấp Nhưng giai đoạn đồng thời hòa tan tinh thể hình thành gây triacylglycerol - Trong trình làm lạnh, tinh thể hình thành dạng kim tách khỏi chất béo hỗn hợp, sau tinh thể phát triển thành dạng hình cầu Những tinh thể hình cầu liên kết lại với tạo thành đám khối nhỏ, khối liên kết lại với thông qua cầu nối chất lỏng chất bán rắn dầu lỏng khơng kết tinh lại để tạo thành mạng khơng gian ba chiều giúp tạo nên tính chất mềm dẻo chất béo 33 - Ba dạng tinh thể chất béo kết tinh chuyển hóa tinh thể diễn theo thứ tự Sự chuyển hóa từ dạng tinh thể sang tinh thể diễn trạng thái rắn mà khơng cần qua nóng chảy Khi làm lạnh hỗn hợp nóng chảy, tinh thể hình thành tinh thể khơng bền Sau tác dụng trình làm lạnh nhào trộn tinh thể bắt đầu chuyển hóa thành tinh thể tinh thể , dạngsẽ chuyển hóa chậm thành dạng thời gian q trình bảo quản sản phẩm kéo dài sản phẩm chưa đạt trạng thái ổn định tinh thể Trong có điểm nóng chảy cao Đối với sản phẩm shortening dạng bán rắn dẻo chất béo tồn dạng thích hợp cấu trúc nhỏ, dễ chảy lỏng cho vào miệng, tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm, tăng khả giữ khí, tăng khả đánh cream Nếu sản phẩm shortening có chứa nhiều tinh thể dạng làm cho bề mặt sản phẩm bị lợn cợn, giữ khí Vì người ta mong muốn lựa chọn dầu đem phối trộn cho tinh thể hình thành nhiều Trong shortening lỏng lại mong muốn chất béo kết tinh nhiều dạng có kích thước tinh thể lớn nên dễ tạo dạng huyền phù đặc trưng cho loại sản phẩm - Thời gian chuyển hóa từ dạng tinh thể thành dạng tinh thể khác phụ thuộc vào thành phần triglyceride diện diglyceride hỗn hợp chất béo Tốc độ chuyển hóa tăng lên nhiệt độ bị thay đổi Khuynh hướng tạo tinh thể phụ thuộc vào hàm lượng acid palmitic phân bố phân tử glycerol  Các yếu tố ảnh hưởng đến trình kết tinh chất béo - Loại tinh thể hình thành suốt suốt trình làm lạnh phụ thuộc vào loại chất béo chế độ làm lạnh (nhiệt độ làm lạnh, tốc độ làm lạnh thời gian làm lạnh) Sự phụ thuộc kết tinh vào loại chất béo: chất béo có hàm lượng acid palmitic thấp (< 10%) có khuynh hướng tạo tinh thể không làm lạnh nhanh Đối với chất béo có hàm lượng palmitic gấp đơi tạo tinh thể dạng Ngồi ra, vị trí acid palmitic ảnh hưởng đến dạng tinh thể kết tinh Do để tạo nhiều tinh thể mong muốn shortening ta phải gây sốc lạnh, sau nhào trộn mạnh để tinh thể chuyển thành tinh thể Việc tăng hàm lượng palm stearin giảm hàm lượng palm olein hỗn hợp chất béo dẫn đến giảm thời gian kết tinh Do 34 hỗn hợp chất béo có hàm lượng palm stearin cao trình kết tinh xảy nhanh Theo nghiên cứu hàm lượng palm stearin chiếm 27% kết tinh 12 phút, hàm lượng palm stearin khoảng 22% 13,5 phút, hỗn hợp chất béo chứa 17% palm stearin 15 phút Bảng 2.1:Hàm lượng acid số nguyên liệu Loại chất béo Hàm lượng acid palmitic (%) Dầu canola Dầu nành 11 Dầu oliu 14 Dầu 29 Dầu cọ 44 Mỡ heo 24 Sự phụ thuộc kết tinh vào chế độ làm lạnh: - Tốc độ làm lạnh: tốc độ làm lạnh định đến kích thước tinh thể kết tinh, tốc độ làm lạnh tăng tạo nhiều tinh thể nhiều hơn.Tốc độ kết tinh chất béo phụ thuộc vào hàm lượng trans acid béo, hàm lượng trans acid béo cao tốc độ kết tinh tăng - Nhiệt độ làm lạnh: nhiệt độ kết tinh chậm làm tăng hình thành tinh thể có kích thước lớn - Thời gian làm lạnh Với công thức phối trộn khác cho thành phần chất béo khác thời gian kết tinh khác nhau: shortening sản xuất từ dầu thực vật làm lạnh 15,6-18,30C shortening sản xuất từ hỗn hợp dầu thực vật mỡ động vật làm lạnh 21,1-23,90C Ngồi ra, kích thước trục quay nhỏ khoảng khơng gian hình vành khăn lớn lượng sản phẩm vào nhiều thời gian kết tinh lâu Ngược lại, kích thước trục lớn lượng sản phẩm vào ít, vận tốc hỗn loạn tăng làm tăng hiệu truyền nhiệt nên thời gian làm lạnh ngắn Thiết bị 35  Thiết bị - Thiết bị thường sử dụng để kết tinh chất béo thết bị trao đổi nhiệt bề mặt (scraped surface heat exchanger) Đây thiết bị trao đổi nhiệt lỏng-lỏng có phận quay cánh quét để quét sách tinh thể kết tinh bề mặt trao đổi nhiệt - Cấu tạo thiết bị: thiết bị làm thép không rỉ, gồm ống hình trụ nằm ngang đặt lồng vào Mặt ngồi thân ống hình trụ lớn lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh (amoniac freon), lớp bọc cách nhiệt, lớp bao thép không gỉ Dao gạt gắn với motor, quay quanh trục, cào lớp dầu đặc bám thành thiết bị điều làm tăng khả trao đổi nhiệt đồng thời hòa trộn thành phẩm - Tùy loại sản phẩm sản xuất mà hai ống hình trụ đặt đồng trục, không đồng trục ống trụ lớn có mặt cắt hình oval • Dạng đặt đồng trục: dạng dùng phổ biến sản xuất • Dạng đặt không đồng trục: áp dụng để sản xuất dản phẩm có độ nhớt dính Cách đặt làm tăng khả đảo trộn, hạn chế dịch chuyển theo khối giúp sản phẩm đồng • Dạng ống lớn hình oval: loại áp dụng cho sản phẩm cực nhớt để hạn chế tượng chảy xối Việc lắp thêm cặp dao giúp cân lực bên bảo vệ trục không bị lệch Các thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt quét thường sử dụng • Kombinator 250L - Thiết bị thường dùng để sản xuất với quy mô sản xuất lớn sản xuất sản phẩm có độ nhớt cao margarine, shortening… Thiết bị vừa sử dụng cho trùng vừa làm lạnh sản phẩm Ưu điểm thiết bị - Tính bền lâu: hồn tồn cách nhiệt, bề mặt xy lanh mạ lớp vật liệu chống ăn mòn chống rỉ hợp kim màu gồm 20-65% coban, 11-32% crom, 2-5% vonfram - Thiết kế phù hợp: cho phép mở rộng suất thiết bị với việc tăng số ống làm lạnh mà không tăng thêm diện tích sàn ta đặt thêm đỉnh thiết bị 36 - Khả trao đổi nhiệt lớn: xy lanh phủ nhiều lớp crom xy lanh gấp nếp bên giúp làm tăng bề mặt truyền nhiệt - Hiệu suất cao: nhiệt độ xy lanh điều khiển tự động, trục quay khác có motor bánh diều khiển Để giảm diện tích sản thiết bị quy đặt đỉnh Kombinator - Dễ vệ sinh bảo dưỡng: phận tháp rời cách dễ dàng - Hệ thống dao: dao Turbo loại dao khác làm liên tục bề mặt xylanh Đặc diểm kỹ thuật chung - Năng suất: nhiều suất phù hợp cho quy mô sản xuất khác - Bề mặt trao đổi nhiệt:1.5m2/ ống làm lạnh - Vật liệu:các phần tiếp xúc với sản phẩm làm thép không rỉ AISI 304/316 Các ống làm lạnh mạ crom ống gia nhiệt làm thép không rỉ - Áp suất làm việc: 75 bar - Hệ thống dao: dao Turbo - Chiều rộng hình vành khuyên sản phẩm đi: 11mm - Tốc độ quay dao: 250 vòng/ phút - Tác nhân làm lạnh/ gia nhiệt: NH 3, Freon, nước lạnh, nước muối, glycol/ nước, nước nóng • Consistator MD - Thiết bị áp dụng cho sản phẩm có độ nhớt từ trung bình đến cao Ưu điểm thiết bị - Tính bền lâu: cách nhiệt hồn tồn, thiết bị làm vật liệu đặc biệt có khả chống laị ăn mòn đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho thiết bị - Tăng khả trao đổi nhiệt: làm thép không gỉ với bề mặt phủ nhiều lớp crom, bề mặt trao đổi nhiệt lớn, độ dày thành xy lanh mỏng làm tăng khả truyền nhiệt 37 - Hiệu suất cao: Nhiệt độ xy lanh điều khiển tự động để đảm bảo khả sử dụng hệ thống làm lạnh lớn - Đễ bảo dưỡng vệ sinh: Các phận dễ tháo rời thuận lợi cho việc vệ sinh sửa chữa - Hệ thống dao: Có thể sử dụng nhiều hệ thống dao khác tùy thuộc vào ứng dụng Thường sử dụng dao Turbo, loại dao có khớp xoay sắc cạnh, làm từ thép khơng gỉ chống ăn mòn tạo góc nghiêng hồn hảo với bề mặt xy lanh nên có khả làm bề mặt cách nhanh chóng triệt để Đặc điểm chung - Năng suất: nhiều suất khác - Bề mặt truyền nhiệt: 0.92/1.1/1.5 m2 - Vật liệu: phận tiếp xúc thiết bị sản phẩm làm thép không gỉ AISI 316 Ống làm lạnh làm thép không rỉ mạ crom - Áp suất làm việc: 35-50 bar - Hệ dao: sử dụng nhiều lọai dao khác dùng dao Turbo - Tác nhân làm lạnh/ gia nhiệt: NH 3, Freon, nước lạnh, nước muối, glycol/ nước, nước nóng • Perfector 150 Ưu điểm thiết bị - Tính bền lâu: cách nhiệt hoàn toàn, thiết bị làm vật liệu đặc biệt có khả chống laị ăn mòn đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho thiết bị - Khả trao đổi nhiệt tăng: bề mặt ống làm lạnh gấp nếp làm tăng khẳ trao đổi nhiệt tránh khỏi lực nén bên sản phẩm gây - Hiệu suất cao: mạch tác nhân lạnh có khởi động nhanh chóng làm giảm thời gian chết trình sản xuất - Ít ồn: việc sử dụng lượng ít, kim loại làm hôp bánh cho phép hoạt động với hiệu tối đa mà gây ồn 38 - Hệ thống dao: hệ thống dao tiêu chuẩn bao làm plastic gắn theo hình xoắn ốc dọc theo trục quay Dao làm từ nhiều loại vật liệu khác cho phù hợp với sản phẩm sản xuất Đặc điểm chung - Năng suất:1650-15000kg/h - Bề mặt làm lạnh:0.92m2/ ống - Vật liệu: bề mặt tiếp xúc với sản phẩm làm thép không gỉ AISI 316 Ống làm lạnh làm thép mạ crom - Áp suất làm việc: lớn 80 bar tùy loại sản phẩm - Đường kính/ chiều dài ống làm lạnh: 150mmm/2000mm - Thể tích sản phẩm ống: 11 ltr - Đường ống vào/ sản phẩm:44.5mm/44.5mm - Vận tốc dao: 490 vòng/phút • Votator II Ưu điểm - Hiệu truyền nhiệt cao suất lớn: thiết bị chế tạo để cung cấp diện tích trao đổi nhiệt lớn cho lượng nhỏ sản phẩm không gian định hiệu truyền nhiệt cao Ống làm lạnh làm từ Ni, bên mạ crom đánh bóng tạo độ trơn giúp tránh mài mòn dao cạo - Dễ vệ sinh bảo dưỡng thiết bị Đặc điểm - Thiết bị đặt đứng đặt nằm ngang thuận lợi bố trí nhà xưởng - Trục quay đặt đồng trục không đồng trục - Thiết bị làm thép không gỉ AISI 316 Ni mạ crom - Công suất: 7,5 - 20 HP - Dao cạo làm thép không gỉ plastic 39 - Đường kính trục quay: 63; 102; 114; 133 mm Hình 2.9: Thiết bị làm lạnh nhanh Votator II Thiết bị phụ: hệ thống làm lạnh Hệ thống gồm:       thiết bị ngưng tụ chùm ống bình chứa cao áp máy nén cấp bình tách dầu bình tách lỏng phận bay ( gắn với thiết bị trao đổi nhiệt trên) - Nguyên tắc hoạt động hệ thống lạnh: Tác nhân lạnh lỏng từ bình chứa cao áp, qua van tiết lưu vào phần vỏ áo, bay thu nhiệt làm lạnh dầu Phần tác nhân lạnh qua bình tách lỏng quay máy nén nén lên áp suất cao, ngưng tụ thành lỏng thiết bị ngưng tụ chảy bình chứa cao áp tiếp tục tuần hoàn hệ thống - Thông số số công nghệ Nhiệt độ thiết bị làm lạnh: Shortening lỏng: 280C Pastry shortening: 180C Shortening đa năng: 180C Thời gian làm lạnh: phút 2.2.4 Nhồi nhuyễn Mục đích - Hồn thiện: đảm bảo chắn tinh thể chuyển hoàn toàn thành tinh thể Phá vỡ tinh thể không đồng thành tinh thể đồng nhất, nhồi nén tạo độ chặt tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm - Các sản phẩm khơng qua q trình nhồi nhuyễn có độ đặc cứng cao có tính dẻo thấp nề mặt sản phẩm khơng trơn bóng đồng Khi khơng có q trình nhồi nhuyễn, tinh thể tập hợp lại với tạo mạng lưới tinh thể lớn 40 cứng Vì để đạt tính dẻo cần thiết cho shortening, ta cần thực q trình nhồi nhuyễn Biến đổi - Vật lí: tính chất lí: độ chặt, độ dẻo tăng, nhiệt độ tăng ít, số tinh thể có kích thước lớn bị phá vỡ thành tinh thể nhỏ - Hóa học: khơng có biến đổi đáng kể - Hóa lý: tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Thực - Hỗn hợp chất béo sau làm lạnh đưa qua hệ thống thiết bị nhồi nhuyễn Nhiệt độ sản phẩm lúc khoảng 180C Đầu tiên, hỗn hợp qua thiết bị nhào trộn, hỗn hợp bị nhào trộn nhồi nén Dưới tác dụng nhào trộn, lượng nhiệt tiềm ẩn lại sau kết tinh hết tinh thể chất béo tiếp tục kết tinh Sau tác dụng nhồi nén giúp phá vỡ tinh thể lớn thành tinh thể nhỏ tạo độ chặt định cho sản phẩm Sau khỏi thiết bị nhào trộn nhiệt độ hỗn hợp tăng 2-3 0C tùy theo loại dầu nguyên liệu sử dụng Tiếp theo hỗn hợp đưa qua van đẩy thiết bị đồng hóa trước vào máy rót Tại đây, hỗn hợp tiếp tục bị nhồi nén, giúp xếp lại tinh thể hỗn hợp làm cho hỗn hợp trở nên đồng chặt đồng thời phân phối khí N2 shortening Thiết bị  Thiết bị nhào trộn - Thường sử dụng loại thiết bị: thiết bị agitated holding unit thiết bị quay (pin roto machine) Thiết bị xylanh kín với hình trụ gắn cố định trục quay xylanh Các gắn xen kẽ với theo hình xoắn ốc dọc theo trục quay • Thiết bị quay (pin roto machine) - Thiết bị quay giữ vai trò quan trọng sản xuất sản phẩm shortening, góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm tạo sản phẩm có độ chặt khác Thiết bị thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc áp suất cao lẫn áp suất thấp với 41 nhiều tốc độ khác cho phép tạo sản phẩm đạt độ đặc tinh thể kết tinh mong muốn Ưu điểm thiết bị - Tính linh hoạt: Có thể điều chỉnh nhiều mức độ thời gian nhào khác đo thích nghi thay đổi nguồn nguyên liệu dầu có sẵn nguyên liệu khác thay đổi nguyên liệu theo yêu cầu thị trường giúp thuận lợi giá thành nguồn nguyên liệu thay đổi mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Sản xuất nhiều loại shortening khác với với điều kiện áp suất vận tốc khác - Dễ vệ sinh thiết bị: tất phần tiếp xúc thiết bị với sản phẩm làm từ thép không gỉ AISI 316 - Dễ bảo dưỡng: dễ dàng thay phận bị hư bảo dưỡng Các phận chuyển động làm vật liệu đặc biệt đảm bảo làm việc thời gian dài - Ít chiếm khơng gian: ta đặt ba xy lanh giá đỡ chung Ngồi ta gắn thiết bị quay thiết bị làm lanh Perfector, Kombinator, Consistator Đặc điểm kỹ thuật chung - Áp suất thiết kế: 75- 120 bar - Motor: phụ thuộc vào thể tích 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 làm thép không rỉ AISI 316 Bộ phận trượt làm từ cacbua tungsten • Agitated Holding unit 42 - Thiết bị dạng hình trụ nằm ngang làm vật liệu thép không rỉ Bên thân thiết bị có gắn chắn, trục quay với cánh gá  Thiết bị đồng hóa ( van đẩy) - Mục đích: xếp lại tinh thể tạo bề mặt mịn cho sản phẩm phân phối lỗ khí bên (khí N2) Thông số công nghệ - Nhiệt độ thiết bị nhào trộn: Nhiệt độ thiết bị nhào trộn thường cao nhiệt độ làm lạnh 20C - Thời gian nhào trộn: Shortening lỏng: phút Pastry shortening shortening đa năng: phút - Tốc độ nhào trộn: 125rpm 2.2.5.Đóng gói Mục đích: hồn thiện bảo quản Hồn thiện: tạo hình cho sản phẩm Bảo quản: chống thấm khí oxi, nước, cho sản phẩm -Tuỳ theo nhu cầu thị trường thị hiếu khách hàng, shortening bao gói giấy nhơm, hộp nhựa… với nhiều hình dạng, kích cỡ Thực hiện: sản phẩm đươc đưa qua thiết đóng bao bì, sản phẩm rót vào bao bì đóng bao bì Biến đổi: - Vật lý, hóa học, hóa lý:khơng có biến đổi - Cảm quan: tăng giá trị cảm quan người tiêu dùng nhờ bao gói Thiết bị : giàn máy đóng hộp - Nhiệt độ sản phẩm rót vào bao bì thường tăng 10C 2.2.6 Ủ (tempering) 43 -Tùy theo loại sản phẩm mà sản phẩm cần qua q trình ủ hay khơng Những sản phẩm u cầu có độ dẻo cao áp dụng q trình ủ Do sản xuất shortening lỏng ta khơng cần sử dụng q trình Mục đích: tạo điều kiện cho shortening rắn bền khoảng nhiệt độ rộng trình bảo quản sau giữ độ đặc trở lại nhiệt độ sử dụng shortening 21,1 - 23,9 0C Quá trình làm tăng tính dẻo shortening giúp shortening tăng khả tạo cream, khả làm tăng thể tích bánh chất lượng cảm quan cho sản phẩm bánh nướng Thực hiện: sản phẩm sau bao gói xếp lên pallet đưa vào phòng ủ Tại shortening giữ nhiệt độ ổn định để ổn định tinh thể shortening - Các điều kiện ủ phụ thuộc vào loại sản phẩm để điều khiển độ đặc dẻo hóa sản phẩm chất béo Shortening dạng bán rắn dẻo cần độ đặc dẻo phải ủ luyện 40 trạng thái tĩnh nhiệt độ cao nhiệt độ rót sản phẩm sau bao gói Trong suốt q trình ủ, tinh thể chuyển hóa thành dạng tinh thể thường tồn điều kiện bảo quản bình thường sau sản xuất Thơng thường q trình ủ giữ 29,40C 24 đến 72 chuyển hóa hồn tồn thành dạng tinh thể bền Trong q trình ủ, hỗn hợp cấu tử có nhiệt độ nóng chảy cao thấp chất béo rắn trải qua chuyển hóa cấu tử có nhiệt nóng chảy thấp nóng chảy sau kết tinh lại thành dạng có nhiệt độ nóng chảy cao bền - Hai yếu tố quan trong ủ nhiệt độ thời gian Thời gian ủ phụ thuộc vào thành phần sản phẩm kích thước bao gói Trong suốt trình ủ, nhiệt trao đổi phải xua tan nhanh chóng để tránh làm tan chảy lại số tinh thể làm lạnh từ từ điều kiện bảo quản bình thường tạo khuynh hướng làm tăng chuyển hóa tinh thể sang dạng khơng bền - Ngồi ta ủ cách dùng lượng vi sóng khoảng thời gian ngắn từ 0,25 đến 10 phút Thơng thường q trình thực 35- 39,4 0C phút Biến đổi 44 - Vật lý: độ dẻo tăng, - Hóa học: khơng có biến đổi - Hóa lý: số tinh thể bị nóng chảy kết tinh lại thành dạng bền Thông số công nghệ - Nhiệt độ ủ: 26,70C 48 Đối với shortening lỏng khơng có giai đoạn ủ, sau nhào trộn đẩy qua van đẩy hỗn hợp đưa vào bồn có cánh khuấy, khuấy 18 - 24 nhiệt độ 29,40C, với vận tốc cánh khuấy 16rpm 2.2.7.Nóng chảy lại Mục đích: Khi bao gói, lượng sản phẩm vào thiết bị bao gói thường dư so với yêu cầu để đảm bảo sản phẩm bao gói đủ lượng yêu cầu Biến đổi - Vật lý: độ đặc giảm, nhiệt độ hỗn hợp tăng, độ nhớt giảm - Hóa lý: tinh thể bị nóng chảy, shortnieng chuyển từ trạng bán dẻo thành lỏng - Hóa học: khơng có biến đổi Thực - Shortening đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa Tại đây, shortening nhận nhiệt, nhiệt độ tăng lên làm nóng chảy tinh thể Thiết bị gia nhiệt nước Thiết bị - 6, vùng gồm khoang TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại học cơng nghiệp TP.HCM, Giáo trình Cơng nghệ sản xuất dầu thực vật 45 ... cfu/g sp 24 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SHORTENING 2.1 Một số quy trình cơng nghệ sản xuất shortening 2.1.1 .Quy trình sản xuất shortening dạng bán rắn (plasticized shortening) Các loại... phát minh công ty sữa Mỹ mua quy n bắt đầu sản xuất shortening Mỹ Khi shortening phát triển, giới hạn áp dụng ban đầu dùng bánh nướng Từ 1873, sản xuất shortening phát triển nhanh chóng Mỹ shortening. .. tinh thể đặc trưng shortening_ nguyên liệu sản xuất shortening Mỹ 1970, 1975 đạt 16% nguồn nguyên liệu sản suất shortening Đến 1990, lượng dầu giảm xuống 1,5% nguyên liệu sản xuất shortening Nhưng