Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất margarine

ợng (trong đó, dầu lỏng chiếm 45-60% khối lượng pha béo, chất béo rắn chiếm từ 40-55% khối lượng pha béo) còn pha nước chiếm 10-40% khối lượng thì khoảng nhiệt độ làm lạnh-kết tinh là 15-7oC, thích hợp nhất là 13-10oC; tốc độ rotor có thể từ 100-2000 vòng/phút; thời gian lưu ít nhất là 30s, thích hợp nhất là 30s-2 phút. Theo Larsson; Johansson, [20] ; để sản xuất margarine có hàm lượng pha béo là 19-38%khối lượng(trong pha béo, chất béo rắn chiếm 70-90%khối lượng pha béo) thì nhiệt độ làm lạnh-kết tinh là 13-8oC, thích hợp nhất ở 10oC. Theo M.S. Miskandar, [25], để sản xuất loại margarine có hàm lượng dầu cọ cao(tức hàm lượng acid palmitic cao) thì nhiệt độ làm lạnh-kết tinh thích hợp nhất là 15oC với thời gian lưu là 1,8 phút. Theo Kurt Wallgren; Tage Nilsson [19], để sản xuất margarine có năng lượng thấp, pha béo chiếm 35-65% khối lượng, pha nước chiếm 65-35% khối lượng(trong đó protein chiếm 20-24% khối lượng pha nước) thì bước đầu có thể làm lạnh hệ nhũ tương xuống 18oC, bước kế tiếp là làm lạnh hệ nhũ tương xuống nhiệt độ kết tinh pha béo ở 10oC. Nhiệt độ tác nhân lạnh: phần lớn các tài liệu điều cho rằng nhiệt độ tác nhân lạnh nên nằm trong khoảng -5 ÷ -150C, nhưng thích hợp nhất là -7 ÷ -10oC. Ảnh hưởng của quá trình làm lạnh-kết tinh đến tính chất của margarine. Bảng 10: Sự thay đổi hàm lượng SFC khi bảo quản palm-oil-margarine ở 28oC tại những nhiệt độ làm lạnh-kết tinh khác nhau. Nhiệt độ trong tube cooler SFC(%) tại các thời gian bảo quản ở 28oC Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 15oC 7,4±0,3 7,1±0,3 6,6±0,4 6,6±0,2 20oC 7,4±0,4 6,7±0,4 7,0±0,2 6,5±0,2 25oC 7,5±0,2 7,1±0,7 6,2±0,4 6,2±0,5 Nguồn: M.S. Miskandar, [25] Hàm lượng chất béo rắn(SFC) tại đầu ra của thiết bị làm lạnh sẽ tỉ lệ với mức độ làm lạnh. Hàm lượng SFC sẽ cao hơn trong thiết bị làm lạnh khi nhiệt độ xử lý thấp hơn. Khi làm lạnh ở nhiệt độ cao thì hàm lượng SFC thấp nên mạng tinh thể không chặt và điều này sẽ cho phép sự kết tinh diễn ra sâu hơn trong pin-worker. Khi đó, có sự chuyển đổi tinh thể sang dạng β và cấu trúc mạng tinh thể sẽ vững chắc hơn. Bảng11 : Sự chuyển đổi cấu hình không gian của tinh thể béo trong palm-oil-margarine khi được làm lạnh-kết tinh ở các nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ làm lạnh, kết tinh Sự chuyển đổi cấu hình tinh thể khi bảo quản ở 28oC Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 15oC Khoảng các dài W W W Khoảng cách ngắn W M S VW W M VW W W M M M W W W S S S W W W W W W VW VW VW S S S Cấu hình tinh thể β + β’ (β’>> β) β + β’ (β’> β) β + β’ (β’ = β) 20oC Khoảng các dài W W W Khoảng cách ngắn W M S VW W M VW W W M M M W W W S S M W W W W W W VW VW VW S S S Cấu hình tinh thể β + β’ (β’ > β) β + β’ (β’ = β) β + β’ (β > β’) 25oC Khoảng các dài W W W Khoảng cách ngắn W W W W W W S S S M M M W W W VW VW VW W VW VW VW VW VW S M M M W W VW VW VW Cấu hình tinh thể β + β’ (β >>β’) β + β’ (β >>> β’) β + β’ (β >>> β’) W:yếu; VW: rất yếu; M :trung bình; S : vững Nguồn: M.S. Miskandar, [25] Theo M.S. Miskandar,[25], khi sản xuất margarine từ dầu cọ, nhiệt độ làm lạnh ở 25oC thì margarine có độ vững chắc cao nhất và hàm lượng SFC ít bị biến đổi nhất nhưng khi bảo quản đến tuần thứ hai thì các tinh thể đã chuyển sang dạng β. Loại margarine tốt nhất từ dầu cọ sẽ thu được khi nhiệt độ tại thiết bị làm lạnh là 15oC với thời gian lưu 1,8 phút. Margarine vẫn duy trì cấu hình tinh thể dạng β’ trong 4 tuần, có độ vững chắc tốt và SFC đồng nhất. Khi làm lạnh quá nhanh thì sẽ có quá nhiều tinh thể có kích thướt nhỏ (tinh thể có cấu hình α) hiện diện trong chất béo, cấu trúc chất béo sẽ trở nên quá chặt. Bảng 12: Sự thay đổi độ đâm xuyên của palm-oil-margarine khi bảo quản ở 28oC tại những nhiệt độ làm lạnh-kết tinh khác nhau. Nhiệt độ trong tube cooler Độ đâm xuyên (g/cm2) tại các thời gian bảo quản ở 28oC Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 15oC 118±18,7 139,1±20,6 133,5±2,7 134,1±8,2 20oC 99±14,6 106,0±11,2 123,6±6,6 127,3±7,8 25oC 170,4±57,8 249,1±15,6 241,4±36,6 171,9±4,8 Nguồn: M.S. Miskandar, [25] Độ đâm xuyên(g/cm2) Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4 15oC 20oC 25oC Thời gian bảo quản Hình 10: Sự thay đổi độ đâm xuyên của palm-oil- margarine trong bảo quản khi làm lạnh-kết tinh ở những nhiệt độ khác nhau. Ảnh hưởng của tốc độ dòng nhập liệu vào thiết bị làm lạnh. Khi tốc độ chảy quá chậm margarine sẽ cứng, giòn bởi hệ nhũ tương được làm lạnh quá nhanh. Tốc độ kết tinh nhanh đến nỗi các tinh thể có khuynh hướng kết hợp lại với nhau. Tốc độ chảy quá nhanh, quá trình làm lạnh sẽ không hiệu quả. Trong quá trình sản xuất, độ đâm xuyên (penetration yield) tại những tốc độ chảy khác nhau thì giống nhau. Tuy nhiên, khi bảo quản, độ đâm xuyên lại khác nhau do mức độ kết tinh và cách sắp xếp tinh thể khác nhau. SFC cao với tốc độ chảy chậm là cơ sở cho việc hình thành mạng tinh thể bền vững với các ống mao quản nhỏ. Chính điều này ngăn cản không cho các tinh thể di chuyển. Margarine nhờ đó có thể bền vững trong 3 tuần và chúng chỉ giảm độ cứng khi các TAG có nhiệt độ tan chảy thấp bắt đầu tan chảy. (theo M.S. Miskandar, [25]). Thiết bị: Thiết bị trao đổi nhiệt: là một hệ thống gồm 2 thiết bị trao đổi nhiệt gắn nối tiếp nhau: thiết bị đầu tiên làm lạnh hệ nhũ tương từ nhiệt độ thanh trùng xuống nhiệt độ kết tinh, thiết bị thứ hai là nơi xảy ra quá trình kết tinh chất béo. Mỗi thiết bị có cấu tạo như sau: làm bằng thép không rỉ, gồm 2 ống hình trụ nằm ngang đồng trục1 lớn, 1 nhỏ và đặt lồng vào nhau. Mặt ngoài thân ống hình trụ lớn là lớp vỏ áo chứa tác nhân lạnh (amoniac) và lớp bọc cách nhiệt. Dầu được làm lạnh trong tiết diện hình vành khăn giữa 2 ống trụ, dầu từ lỏng chuyển thành đặc. Dao gạt được gắn với motor, quay quanh trục, cào lớp dầu đặc bám trên thành thiết bị đồng thời hòa trộn thành phẩm. Hình 11: Mô hình thiết bị Perfecter và Kombinator + 1= ưởcủa 2 dịng lưu châ thiếtXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Dao cạo Ống truyền nhiệt Lớp bọc cách nhiệt Lớp vỏ thép bọc ngoài Tác nhân lạnh Sản phẩm được làm lạnh Trục Hình12: Mặt cắt ngang của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống (Perfector/Votator/Kombinator) Trục Hình13: Cấu tạo của Hình 14: Cấu tạo của Bảng 13: Các thông số của thiết bị Kombinator Kombinator 250L 250L-A 250L-2A 250L-3A 250L-4A 250L-5A 250L-6A Năng suất danh nghĩa (kg/h) Puff pasty margarine 3000 4500 6000 7500 9000 Table margarine 3000 6000 9000 12000 15000 18000 Số vòng làm lạnh 1 2 3 4 5 6 Số lượng ống làm lạnh/vòng làm lạnh 1 1 1 1 1 1 Công suất motor(kW) Puff pasty margarine 45+75 37+45+75 30 + 37 + 55 +75 30 +37+ 55+55+75 30+37+45+55+75+75 Table margarine 30 22+37 18,5+30+30 18,5+22+30+30 18,5+22+22+30+30 18,5+18,5+22+22+30+30 Số lượng hộp số 1 2 3 4 5 6 Diện tích bề mặt làm lạnh/ống(m2) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Chu vi (mm) 11 11 11 11 11 11 Năng suất lạnh NH3 ở -200C (kW) 114/127 176/228/254 264/342/381 352/456/508 440/570/635 528/684/762 Aùp suất làm việc lớn nhất của môi chất lạnh ở 40oC(bar) 17/22 17/22 17/22 17/22 17/22 17/22 Aùp suất làm việc lớn nhất của sản phẩm(bar) 75/120 75/120 75/120 75/120 75/120 75/120 Nhiệt độ làm việc thấp nhất (oC) -30 -30 -30 -30 -30 -30 Tỷ lệ D/L ống chilling 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 250/2000 Thể tích sản phẩm /ống (litre) 19 19 19 19 19 19 Đường kính ống nhập/tháo liệu(mm) DN50 DN50 DN50 DN50 DN50 DN50 Bulldog Turbo Turbo Turbo Turbo Turbo Turbo Số dãy dao 4 4 4 4 4 4 Tốc độ quay dao(rpm) 250 250 250 250 250 250 Công suất thiết bị gia nhiệt nước(kW) 2 x 9 3 x 9 4 x 9 5 x 9 6 x 9 7 x 9 Công suất bơm nước (kW) 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 Khối lượng động(kg) 2100 4300 6400 8500 10600 12800 Nguồn: Gerstenberg Schrưder A/S. Website: Bảng 14: Các thông số của thiết bị Perfector Perfector 125 1 x125 2 x125 (1+1) x125 (2+2) x125 (1+1+1) x 125 (1+1+2) x 125 (2+2+2) x 125 (1+1+1+1+1) x 125 Năng suất danh nghĩa (kg/h) Puff pasty margarine 375 750 750 1500 1500 1500 2250 2250 Table margarine 750 1500 1500 3000 3000 3000 4500 4500 Số vòng làm lạnh 1 1 2 2 4 3 3 6 Số lượng ống làm lạnh/vòng làm lạnh 1 2 1 2 1 1+2 2 1 Công suất motor(kW) Puff pasty margarine 22 37 11+22 22+45 (2 x 11) + (22 x 2) (2x15) + 45 22 + (2x45) (2x11) + (4x22) Table margarine 15 30 11+15 22+30 (2 x 12)+ (2 x15) (2 x 15) + 30 22 + (2 x 30) (2 x 11) + (4x15) Số lượng hộp số 1 1 2 2 4 3 3 6 Diện tích bề mặt làm lạnh/ống(m2) 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 Chu vi (mm) 6 6 6 6 6 6 6 6 Năng suất lạnh NH3 ở -200C(kW) 35 70 70 140 140 140 210 210 Aùp suất làm việc lớn nhất của môi chất lạnh(bar) 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 Aùp suất làm việc lớn nhất của sản phẩm(bar) 120 120 120 120 120 120 120 120 Nhiệt độ làm việc thấp nhất (oC) -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 Tỷ lệ D/L ống chilling 125/1,135 125/1,135 125/1,135 125/1,135 125/1,135 125/1,135 125/1,135 125/1,135 Thể tích sản phẩm /ống (litre) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Đường kính ống nhập/tháo liệu(mm) 32x1,2 32x1,2 32x1,2 32x1,2 32x1,2 32x1,2 32x1,2 32x1,2 Hệ thống dao cạo Bulldog Bulldog Bulldog Bulldog Bulldog Bulldog Bulldog Bulldog Số dãy dao 2 2 2 2 2 2 2 2 Tốc độ quay dao(rpm) 490 490 490 490 490 490 490 490 Công suất thiết bị gia nhiệt nước(kW) 7,5 7,5 7,5 15 15 15 2x15 2x15 Công suất bơm nước (kW) 0,375 0,375 0,375 0,375 0,375 0,375 0,375 0,375 Khối lượng động(kg) 1400 1600 2000 3100 3500 3300 4400 4800 Nguồn: Gerstenberg Schrưder A/S. Website: Hệ thống làm lạnh gồm: Thiết bị ngưng tụ chùm ống Bình chứa cao áp Máy nén 1 cấp Bình tách dầu Bình tách lỏng Tháp giải nhiệt NHỒI NHUYỄN Mục đích: Hoàn thiện: làm cho sản phẩm margarine đạt độ chặt nhất định, tạo khối đồng nhất mịn tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Biến đổi: Vật lí : các tính chất cơ lý như độ chặt, độ dẻo tăng, nhiệt độ tăng nhẹ. Hóa lí, hóa học : không có biến đổi gì đáng kể. Nguyên tắc: hệ nhũ tương dạng bán rắn được đưa từ thiết bị làm lạnh sang, được nhồi nén trong thiết bị nhồi nhuyễn để tạo độ chặt nhất định. Ảnh hưởng của quá trình nhồi nhuyễn đến tính chất của margarine. Pin-worker có tác dụng cải thiện cấu trúc của tinh thể trong sản phẩm cuối cùng. Quá trình nhào trộn trong pin-worker làm tăng nhiệt độ lên 2oC hoặc cao hơn bởi ẩn nhiệt kết tinh. Khi trục của pin-worker quay nó sẽ tạo ra lực cản dòng di chuyển của sản phẩm. Cơ cấu dao cạo của SSHE tác dụng đưa hệ nhũ tương đến bề mặt truyền nhiệt, nhờ đó, quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh hơn. Do đó hệ nhũ tương sẽ lạnh nhanh hơn và thời gian truyền nhiệt sẽ giảm. TAG có điểm tan chảy cao sẽ bắt đầu hóa rắn và gia tăng hàm lượng SFC. Trong pin-worker xảy ra 2 quá trình trái ngược nhau. Khi nhồi, cấu trúc mạng tinh thể bị phá hủy và tạo thành một số lượng cực kỳ lớn các tinh thể có kích thướt nhỏ. Các tinh thể nhỏ này kém bền(dạng α) nên sẽ chuyển sang dạng bền hơn(dạng β’) và giải phóng ẩn nhiệt kết tinh. Như vậy, chính sự hoạt động cơ học của trục nhồi và ẩn nhiệt kết tinh được giải phóng đã làm SFC giảm. Tuy nhiên, SFC giảm không nhiều và đây không phải là biến đổi quan trọng mà có một biến đổi khác quan trọng hơn trong quá trình nhồi. Chính các tinh thể có kích nhỏ sinh ra do sự phá vỡ cấu trúc mạng tinh thể đóng vai trò như những tâm kết tinh mới. Do đó, quá trình kết tinh diễn ra sâu sắc hơn. Kết quả là hàm lượng SFC tăng lên. Khi tốc độ nhồi chậm, độ rắn chắc sẽ tăng dần do tốc độ nhồi không cao đủ để phá vỡ triệt để các liên kết giữa các tinh thể. Điều này sẽ đưa đến việc tạo một mạng tinh thể bền vững trong bảo quản. Khi nhồi ở tốc độ nhanh, các tinh thể bị phá vỡ và khi đó sẽ tạo thành một số lượng lớn các tinh thể có kích thước nhỏ. Mạng tinh thể khi đó sẽ rất chặt nên sản phẩm cuối cùng sẽ cứng, có vị cát và vị nặng. Thông số công nghệ Theo Stephen A. McCoy, [27]; đối với loại margarine có hàm lượng pha béo chiếm 60-90% khối lượng (trong đó, dầu lỏng chiếm 45-60% khối lượng pha béo, chất béo rắn chiếm từ 40-55% khối lượng pha béo) còn pha nước chiếm 10-40% khối lượng thì tốc độ quay của rotor là 50-1000 vòng/phút, phổ biến là 100 vòng/phút với thời gian nhồi từ 0,1-1h nhưng thích hợp nhất là từ 0,2-0,4h. Theo Larsson; Johansson, [20], thì tốc độ nhồi nhuyễn là 100-500 vòng/phút, thích hợp nhất là 200-300 vòng/phút với thời gian nhồi là 160s. Thiết bị: vật liệu bằng thép không rỉ. Thiết bị có dạng thân hình trụ, ở giữa là trục quay có gắn những thanh chắn. Hình 15 : Mô hình của pin-rotor- machine(pin-worker) Bảng 15: Các thông số của Pin rotor machine Pin rotor machine 15 (litres) 30 (litres) 50 (litres) 80 (litres) 100 (litres) 170 (litres) 240 (litres) Aùp suất thiết kế (bar) 120 120 120 120 120 75 75 Thể tích ống trụ (litres) 15 30 50 80 100 170 240 Công suất thiết bị gia nhiệt nước(1-2 cylinders)(kW) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 9 9 Công suất thiết bị gia nhiệt nước(3 cylinders)(kW) 15 15 15 2 x 9 45 Bơm nước(kW) 0,25 * 0,25 0,25 0,25 * * Gear motor(kW) 7,5 7,5/11 7,5 11 11 18,5 22 Frequency interver(kW) 7,5 7,5/11 7,5 11 11 18,5 22 Rpm 300-1500 50-300 50-300 50-300 50-300 50-180 50-180 Cảm biến nhiệt Pt-100 1 1 1 1 1 1 1 Khối lượng động(kg) 180 330/340 895 1055 1215 840 980 * external water heater; pin rotor machine = pin –worker. Nguồn: Gerstenberg Schrưder A/S. Website: 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 , margarine được bao gói trong giấy nhôm, hộp nhựa… với nhiều hình dáng, kích cỡ. Thiết bị : giàn máy đóng hộp. Dòng nhập liệu Sản phẩm Dòng quá tải Hình 16: Mô hình của một thiết bị đóng gói Nếu sản phẩm không đạt được cấu trúc mong muốn thì sản phẩm sẽ được đưa vào hệ thống làm tan chảy rồi hoàn lưu trở lại tank đệm để tái sản xuất. Thiết bị để làm tan chảy khối margarine này phổ biến nhất là dạng PHE hoặc SSHE, giống như pin-rotor machine. CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA MAGARINE Chỉ tiêu cảm quan: Hình thái: bề mặt láng bóng không nứt hoặc nhăn bề mặt Màu sắc: có màu vàng của bơ Vị: có vị hơi mặn của magarine Mùi : có mùi đặc trưng của magarine Chỉ tiêu hóa lí Chỉ số axit £ 0.5mg KOH/g Chỉ số peroxit £ 2g I2/100g Chỉ số Iod 5g I2/100g Chỉ số xà phòng hóa 165-185 mgKOH/g Điểm nóng chảy 37-53oC Chất không xà phòng hóa £ 1% Hàm lượng muối 2-3% Hàm lượng xà phòng £ 0.005% Phản ứng Kress không có Độ ẩm 15-20%K Chỉ tiêu vi sinh vật Coliform ≤ 10/ gram. E. Coli Không có Tổng số nấm men và nấm mốc ≤ 10/gram. Tổng số khuẩn lạc ≤ 1000/ gram. MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CÁC LOẠI MARGARINE KHÁC NHAU. Phương pháp sản xuất margarine có nặng lượng thấp, chứa protein-concentrate từ sữa gầy. ([19]) Thanh trùng Bổ sung rennet Aicd hóa Gia nhiệt 1 Gia nhiệt 2 Tách whey Phối trộân pha nước Sữa gầy t=72oC T= 15s pH=4-5 t=65-95oC T rất ngắn Phối trộân pha béo Nhũ tương hóa 36-60%KL chất béo Thanh trùng Làm lạnh Nhồi nhuyễn Đóng gói Sản phẩm Whey Dầu, chất déo rắn , phụ gia…. Hình 17 : Quy trình công nghệ sản xuất margarine có năng lượng thấp từ sữa gầy Bước 1: Sử dụng whey protein hoặc sữa hoàn nguyên bổ sung vào sữa gầy, thêm vào đó muối citrate hoặc phosphate để làm bền albumin sữa và để làm giảm ảnh hưởng yếu tố mùa vụ lên nguồn nguyên liệu sữa. Bước 2: Sữa gầy được đưa vào thiết thiết bị thanh trùng pasteur ở 72oC trong thời gian 15s . Bước 3: Cho thêm rennet vào trong sữa gầy với liều lượng là 5-40ml/1000 lít sữa gầy để ổn định các hạt protein. Bước 4: Điều chỉnh độ acid của sữa đến giá trị pH =4-5 ở nhiệt độ thích hợp. Canh trường phô mai cottage hoặc phô mai cheddar có thể thêm vào để ngăn cản sự hình thành bọt trong quá trình xử lý nhiệt. Bước 5: Sau khi acid hóa, sữa gầy được gia nhiệt đến 35-65oC (tốt nhất là 52-55oC) trong thời gian từ 15-60 phút tùy thuộc vào nhiệt độ xử lý. Bằng cách gia nhiệt này, protein sau khi đông tụ sẽ có độ chắc thích hợp cho việc tách huyết thanh và protein sẽ có tính năng giữ nước và nhũ hóa tốt. Bước 6: Để tăng hàm lượng chất khô, giảm thời gian xử lý nhiệt và giảm hàm lượng vi sinh vật, vô hoạt enzyme rennet, sữa gầy được điều chỉnh nhiệt độ lên 60-95oC(thích hợp 65-70oC) trong khoảng thời gian ngắn nhất có thể. Nếu duy trì nhiệt quá lâu thì protein sẽ đánh mất tính chất giữ nước và gây khó khăn cho việc tập trung protein concentate sau này. Tuy nhiên, bước xử lý nhiệt này cũng cần thiết để giảm độ nhớt sữa và hạn chế vị không mong muốn trong khối đông. Bước 7: Tách whey ra khỏi khối đông, được protein concentrate chuẩn bị cho pha nước với nồng độ 20-24% khối lượng. Bước 8: Nếu protein concentrate không được sử dụng ngay thì phải được làm lạnh xuống dưới 8oC để bảo quản. Bước 9: Chuẩn bị pha dầu. Có thể sử dụng dầu bơ hoặc một hỗn hợp các loại dầu có chứa chất béo không bão hòa cao như dầu đậu nành, dầu hướng dương…. Thêm vào các phụ gia khác nhưng chất nhũ hóa có thể không cần thêm vì protein concentrate đã có tính năng nhũ hóa tốt. Nhiệt độ pha dầu phải duy trì 45-50oC. Bước 10: Cho từ từ pha nước vào pha dầu ở nhiệt độ hai pha là 45-50oC. Kiểm soát pha nước cho vào sao cho nồng độ pha dầu đạt khoảng 35-61%, thích hợp hơn là 39-41%. Bước 11: Thanh trùng hệ nhũ tương ở 72oC trong thời gian 15s, rồi làm lạnh xuống 12oC,rồi đóng gói và tồn trữ. Kết quả thu được: sản phẩm có vị giống bơ, không có cục cứng và có độ đặc vừa phải, và khi phân tích thì đây đúng là loại margarine có năng lượng thấp. Phương pháp sản xuất margarine có năng lượng thấp, có hàm lượng chất béo từ 15-38% khối lượng .([16]) 2.1. Chuẩn bị dung dịch tinh bột Phối trộn tinh bột và chất nhũ hóa với dung môi theo tỉ lệ sau: tinh bột 18-38%khối lượng dung dịch, chất nhũ hóa(monoglyceride 0,1-0,2% khối lượng dung dịch). Dung môi có thể sử dụng là sữa gầy, sữa bơ, nước whey, nước hoặc hỗn hợp của chúng. Khuấy đều hỗn hợp thu được rồi đem đi thanh trùng. Nhiệt độ thanh trùng là 85-90oC trong 3-10 phút. Ngoài tiêu diệt vi sinh vật, quá trình xử lý nhiệt này giúp cho tinh bột hòa tan và trương nở. Sau khi thanh trùng, dung dịch được làm lạnh xuống 6-10oC để dung dịch tiếp tục trương nở và chín. Nhờ chất nhũ hóa(monoglyceride), khi làm lạnh, tinh bột không hóa gel mà vẫn ở dạng paste. Quá trình này kéo dài khoảng 24h. Trong phương pháp trên, khi dùng tinh bột phải sử dụng kèm theo chất nhũ hóa để tránh gel hóa. Một phương pháp hiệu quả hơn là sử dụng tinh bột biến tính. Tinh bột sau khi biến tính sẽ lộ ra các nhóm chức năng như acetyl, hydroxy-propyl, 2-octenyl-succinyl…Khi đó, tinh tinh bột sẽ không bị gel hóa khi đun sôi và cũng không cần thiết thêm chất nhũ hóa. Bằng cách này, hàm lượng chất béo trong margarine có thể giảm xuống đến 10%, còn hàm lượng tinh bột biến tính chiếm 5-13% khối lượng pha nước. Yêu cầu đối với tinh bột loại này là: chỉ số DE ≤0,01, khối lượng phân tử ≥16000000, mức độ polymer hóa ≥10000, độ nhớt 100-800 cp. 2.2. Chuẩn bị pha nước Pha nước gồm các thành phần sau: Protein concentrate chiếm 12-14% khối lượng pha nước. Dùng NaOH dùng chỉnh pH protein từ 4,6 lên 6,4 rồi gia nhiệt lên 45-50oC. Tinh bột sau khi làm chín cũng được gia nhiệt lên cùng nhiệt độ này. Sau cùng, phối trộn tất cả các thành phần pha nước lại. Khi sử dụng tinh bột biến tính thì chỉ cần hòa tan trong pha nước đã được gia nhiệt 50-70oC mà không cần bước chuẩn bị dung dịch tinh bột trên. Quá trình chuẩn bị pha béo và nhũ hóa tương tự các phương pháp khác(thành phần như bảng bên dưới). Bảng16: Các công thức phối trộn khác nhau cho loại margarine có hàm lượng chất béo thấp ( ứng với loại tinh bột không biến tính) Mẫu 1 2 3 4 5 6 7 Hàm lượng % % béo 30 25 20 17,5 30 30 25 Pha nước Protein concentrate 57 55 55 57 54 57 55 Tinh bột 2,5 3,75 5 5 2,5 2,5 3,75 NaCl 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 NaOH 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Na-citrate 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 Na-phosphate 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 K-sorbate 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 Sữa gầy 7,5 11,25 15 11,25 7,5 7,5 11 Monoglyceride 0,025 0,0375 0,05 0,0275 0,025 0,025 0,03 Pha béo Hard fat 23,25 10,18 16,58 14,9 23,25 23,25 12,74 Dầu 5,81 3,56 1,85 1 5,81 5,82 Hương 0,018 0,02 0,022 0,025 0,018 0,018 0,02 Chất nhũ hóa 0,75 1 1,25 1,3 0,75 0,75 1 Màu 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Nước 2 2 _ 2 _ 2 Đánh giá (trên thang điểm 5/5) Vị 5 4 4 3 4 2 5 Khả năng phết 5 5 3 1 2 0 4 Độ bền 5 4 2 0 0 0 4 Như vậy, công thức chuẩn bị như mẫu 1 sẽ cho sản phẩm tốt nhất, cũng có thể chuẩn bị theo mẫu 2 và mẫu 7 kết quả cũng không kém nhiều Phương pháp sản xuất margarine phổ thông với độ bão hòa rất thấp, không chứa gốc acid béo dạng trans, có hàm lượng dầu lỏng cao với phospholipid ([12]) Margarine phổ thông(regular margarine) chứa 80% pha béo và 20% pha nước(với hàm lượng nước nhiều nhất là 16%). Margarine này là một hệ nhũ tương nước trong dầu, mà pha nước được nhũ hóa trong pha dầu bằng protein ( thường sử dụng protein sữa như là tác nhân nhũ hóa). Pha dầu trong hầu hết các loại margarine chứa 17-20% chất béo bão hòa mà trong đó có chứa khoảng 30-35% chất béo bão hòa dạng trans ( được tạo ra suốt trong quá trình hydro hóa dầu). Hàm lượng chất béo dạng trans có thể biến đổi trong margarine phổ thông tùy thuộc vào chất lượng của chất béo. Trong quá trình sản xuất thông thường, pha béo được chuẩn bị bằng cách hòa tan chất béo rắn trong dầu rồi phối trộn với pha nước để tạo thành hệ nhũ tương nước trong dầu. Hệ nhũ tương này được làm lạnh nhanh chóng trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng để tạo ra các tâm kết tinh, rồi đưa vào thiết bị kết tinh trước đóng gói. Khi hàm lượng chất béo dạng trans ở mức cao có thể làm gia tăng hàm lượng cholesterol LDL và hạ thấp hàm lượng cholertrerol HDL và điều này không có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng. Qua