Bài giảng Công nghệ sản xuất đường và bánh kẹo - Bài 6: Quy trình công nghệ sản xuất kẹo - Trần Thị Thu Trà

1 1 Quy trình công nghệ sản xuất kẹo 2 Kẹo là gì?  Kẹo: hỗn hợp đường saccharose và mạch nha được nấu ở nhiệt độ cao mang các tính chất đặc trưng sau: Về mặt cảm quan, không cảm thấy các hạt tinh thể đường. Độ ẩm còn lại thấp  Kẹo là một thể ở trạng thái vô định hình, quá bão hòa, không bị kết tinh của hỗn hợp đường đun sôi. Đặc điểm các loại kẹo phụ thuộc vào tỉ số giữa đường saccharose/mạch nha và lượng nước còn lại trong kẹo 3 Phân loại kẹo  Dựa vào độ cứng sản phẩm cuối  Dựa trên thành phần nguyên liệu Kẹo chocolate Kẹo đường Kẹo cao su  Cách phân loại hiện nay 4 2 5  Giá trị dinh dưỡng của kẹo:  Glucid  Lipid  Protein  Vitamin và khoáng  Các bệnh có thể gây nên do kẹo:  Bệnh sâu răng  Bệnh béo phì  Bệnh dị ứng hay rối loạn do các chất phụ gia 6 Chỉ tiêu chất lượng chung của kẹo  Chỉ tiêu cảm quan của kẹo thành phẩm Tên chỉ tiêu Yêu cầu Hình dạng bên ngoài Viên kẹo có hình nguyên vẹn không bị biến dạng, nhân không bị chảy ra ngoài vỏ kẹo. Trong cùng một gói kẹo các viên tương đối đồng đều. Mùi vị Thơm, đặc trưng theo tên gọi của nhãn (dứa, cà phê, cam,) Trạng thái Kẹo cứng, giòn/mềm, dai không bị dính răng Màu sắc Màu đặc trưng của loại kẹo Tạp chất lạ Không có 7 Chỉ tiêu chất lượng chung của kẹo  Các chỉ tiêu vi sinh: - Vi khuẩn gây bệnh: không được có - Nấm mốc sinh độc tố: không được có - E.coli: không được có - Clostridium ferpringens: không được có - Tổng số vi khuẩn hiếu khí: cfu/g, không lớn hơn 10 2 - Tổng số nấm men: cfu/g, không lớn hơn 10 2 8 Chỉ tiêu chất lượng một số loại kẹo Các chỉ tiêu Kẹo cứng Kẹo bơ sữa Kẹo mềm Kẹo có nhân Kẹo chocolate Kẹo cao su Nước % < 3 4.5-9 12-20 Nhân < 20 Vỏ <3 <1.5 < 4 Tổng lượng đường khử % 12- 20 14-23 20-30 12-20 5-8 Fructose % 2-4 2-4 Chất béo % 3-18 11-16 > 33 Muối Asen (mg/kg) 1 1 1 1 1 1 Muối thiếc (mg/kg) 100 100 100 100 100 100 Muối đồng (mg/kg) 30 30 30 30 30 Muối nhôm (mg/kg) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Muối kẽm (mg/kg) 50 50 50 50 50 50 3 9 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất kẹo Đường Mạch nha Hòa tan Phối trộn Phối trộn Acid citric, màu, mùi NL phụ Tạo hình Đóng gói Thành phẩm Loại bọt khí Lọc Nấu Sirô kẹo Làm nguội Làm nguội 10 Hệ thống nấu kẹo chân không liên tục 11 Hệ thống nấu kẹo chân không liên tục của Ter Braak 12 Giai đoạn nấu sirup kẹo Mục đích: Hòa tan nguyên liệu Giảm ẩm Caramel hóa (nếu cần)  Phương pháp nấu kẹo: Hòa tan Gia nhiệt và bốc ẩm.  Thiết bị nấu kẹo : Áp suất thường Áp suất chân không Cô đặc màng Đường nha Hoà tan Đường Nước Phối trộn Lọc Cô đặc Sirô kẹo 4 13 Hòa đường  Mục đích: hòa tan các tinh thể đường và phân tán đều các nguyên liệu khác (nếu có) thành một dung dịch đồng nhất  Yêu cầu: đường tan hoàn toàn, không còn tinh thể đường  Cách thực hiện: Đường saccharose tinh thể được hòa tan với nước ấm 14 Các yếu tố ảnh hưởng tới thời gian hoà tan đường  Lượng nước hòa tan đường  Nhiệt độ của nước dùng hòa tan  Diện tích bề mặt gia nhiệt của thiết bị  Tốc độ khuấy trộn 15 Thông số kỹ thuật của quá trình hoà tan đường  Nhiệt độ của nước dùng hòa đường  Thời gian hòa đường  Lượng nước dùng hòa đường 16 Thiết bị hòa đường 5 17 Sơ đồ hệ thống hoà đường liên tục 18 Phối liệu  Vấn đề đặt ra: Nếu chỉ sử dụng dung dịch saccharose để nấu kẹo thì:  Độ nhớt của sirô kẹo thấp dễ kết tinh trở lại.  Khó đạt được độ khô thích hợp để bảo quản.  Độ ngọt kẹo quá cao.  Cần phải phối chế thêm các chất ngọt khác Mục đích bổ sung đường nha: nhằm chống kết tinh, thêm lượng đường khử, giảm độ ngọt, tạo cấu trúc, tăng độ nhớt, giảm sự mất nước trong kẹo thành phẩm, dễ bảo quản hơn. 19 Các thông số cần đạt trong quá trình phối trộn  Hàm lượng đường khử  Độ khô  Độ nhớt  RS : hàm lượng đường khử trong kẹo (%)  PRS : khối lượng đường khử đưa vào phối liệu ( kg )  Pck : tổng khối lượng chất khô trong phối liệu ( kg )  Wk : lượng ẩm trung bình của kẹo (%)  Rskn: Hàm lượng đuờng khử tạo nên trong quá trình nấu kẹo   SKnKCK RS R WP P RS    100 1 20 Bảng tỉ lệ saccharose/ nha liên hệ đến phương pháp nấu kẹo DE 40 (A) DE 40 (A/E) DE 43 (E) Phương pháp nấu Đường nghịch đảo tạo ra trong quá trình nấu (%) Min Max Min Max Min Max Thiết bị nấu chân không 1-6 100/40 100/80 100/60 100/100 100/80 100/140 Thiết bị nấu ống xoắn gián đoạn 0,5-2,5 100/60 100/80 100/80 100/120 100/100 100/180 Thiết bị nấu ống xoắn liên tục 0,5-2,5 100/70 100/80 100/80 100/120 100/120 100/180 Thiết bị nấu dạng màng 0,1-0,3 100/60 100/80 100/80 100/100 100/120 100/180 (A)= thủy phân bằng acid. (A/E)= thủy phân bằng acid và enzyme. (E)= thủy phân bằng enzyme. 6 21 Lọc  Mục đích:  Loại các tạp chất hay lượng các hạt đường chưa hoà tan hết  Chống lại hiện tượng kết tinh đường  Thiết bị: lưới lọc loại 120 lỗ/ cm2 hay thiết bị lọc khung bản.  Thực tế hiện nay do sử dụng đường tinh luyện nên trong các nhà máy sản xuất kẹo không sử dụng quá trình lọc. 22 Gia nhiệt sơ bộ Mục đích: nhằm tăng hiệu suất sử dụng và rút ngắn thời gian nấu của các thiết bị cô đặc, đặc biệt là thiết bị cô đặc chân không.  Biến đổi:  Nhiệt độ  Nồng độ dung dịch Độ nhớt  Tỉ trọng dung dịch Thể tích dung dịch Khối lượng dung dịch Hệ số dẫn nhiệt Nhiệt dung của hỗn hợp  Chú ý tránh để nhiệt độ trong quá trình gia nhiệt quá cao làm biến đổi màu của dịch đường do phản ứng Maillard. 23 Quan hệ giữa mức độ gia nhiệt sơ bộ và thời gian nấu kẹo chân không Mức độ gia nhiệt sơ bộ Hàm lượng chất khô của dung dịch đường vào nồi nấu (%) Thời gian nấu kẹo (phút) Không gia nhiệt sơ bộ 77 36 Gia nhiệt đến 108 0 C rồi mới nấu 78 32 Gia nhiệt đến 115 0 C rồi mới nấu 85 25,5 Gia nhiệt đến 118 0 C rồi mới nấu 88 20 24 Hệ thống Thiết bị hòa tan và gia nhiệt sơ bộ  Gồm có  Dụng cụ cân đường tinh luyện  Khay rung  Hệ thống bơm nước  Nồi hòa tan và gia nhiệt sơ bộ đường  Oáng dẫn hơi nước  Bộ phận đun nóng dạng ống xoắn  Dụng cụ xác định nhiệt độ 7 25 Hệ thống thiết bị hoà tan – phối trộn đường 26 Hệ thống thiết bị hoà tan – phối trộn đường 27 Cô đặc  Mục đích chính: Nấu sirô đường thành khối sirup kẹo đồng nhất, không còn tinh thể đường Độ ẩm đạt yêu cầu Caramel hóa Tiêu diệt vi sinh vật. 28 Những biến đổi xảy ra trong quá trình cô đặc  Biến đổi về vật lý: - Xuất hiện gradient nhiệt độ trong dung dịch. - Giảm: thể tích dung dịch, khối lượng dung dịch - Tăng: tỉ trọng, độ nhớt, nhiệt độ của dung dịch sôi, nồng độ.  Tùy thuộc vào nhiệt độ kết thúc quá trình nấu kẹo mà trạng thái của hỗn hợp đường sẽ khác nhau 8 29 Liên hệ nhiệt độ kết thúc quá trình cô đặc sirup đường và trạng thái khối đường ở nhiệt độ thường Nhiệt độ kết thúc quá trình nấu ( o C) Nồng độ chất khơ (%) Trạng thái khối đường ở nhiệt độ thường Hình ảnh minh hoạ Phạm vị ứng dụng 110 – 111 80 Kéo chỉ (Thread ) Sirô và một số loại kẹo mềm 112 – 115 85 Khối mềm (Soft-ball) Kẹo mềm bơ, sữa, và một số loại kẹo dẻo 118 – 120 87 Khối đặc (Firm-ball) Kẹo caramel 121 – 130 92 Khối cứng (Hard-ball) Kẹo nougat 132 – 143 95 Hơi giòn (Soft-crack) Kẹo đường cứng 146 – 154 99 Rất giòn (Hard-crack) Kẹo bơ cứng, kẹo hạt và kẹo que cứng 30 Thiết bị cô đặc-”nấu” kẹo Thiết bị nấu thường kiểu gián đoạn Thiết bị nấu chân không kiểu gián đoạn Thiết bị nấu chân không kiểu liên tục Thiết bị nấu chân không liên tục dạng màng Thiết bị nấu cải tiến 31 Hệ thống nấu kẹo chân không gián đoạn 32 Thiết bị nấu kẹo chân không gián đoạn 1 nồi Sugar Confectionery Manufacture By E. B. Jackson 9 33 Hệ thống nấu kẹo chân không bán liên tục 34 Hệ thống nấu kẹo chân không bán liên tục 35 Thiết bị nấu kẹo chân không bán liên tục 36 Hệ thống nấu kẹo chân không liên tục Klockner 10 37 Thiết bị nấu chân không liên tục dạng màng 38 Làm nguội Mục đích:  Hạ nhanh nhiệt độ của khối kẹo sau khi nấu về nhiệt độ khoảng 105-110 o C  Tránh làm biến đổi các chất màu, chất mùi dễ bay hơi và tránh hiện tượng kết tinh đường khi phối trộn.  Các biến đổi:  Nhiệt độ khối kẹo  Thể tích của khối kẹo  Độ nhớt  Nước tiếp tục bốc hơi.  Phản ứng nghịch đảo đường 39 Phương pháp thực hiện  Khuấy trộn mạnh  Làm nguội bề mặt  Đổ ra trên bề mặt làm nguội, dòng nước lạnh chảy liên tục bên dưới để hấp thu nhiệt lượng của khối kẹo  Nguyên tắc: Phần tiếp xúc với bề mặt làm nguội bao giờ cũng phải gập vào giữa lòng khối kẹo. Lật gập không đúng: làm cho bề mặt khối kẹo bị lạnh quá mức, sinh nứt nẻ mà nhiệt độ trong lòng khối kẹo vẫn rất cao. 40 Thiết bị làm nguội  Dạng băng tải có nhào trộn  Bàn làm nguội 11 41 Thiết bị làm nguội kết hợp với phối trộn 42 Phối trộn Mục đích Bổ sung các chất phụ gia nhằm các mục đích công nghệ như tạo cấu trúc, hương vị, bảo quản sản phẩm Bổ sung một phần kẹo vụn  Yêu cầu: Phân bố đều các phụ liệu trong khối kẹo Kẹo mới và kẹo vụn thành một khối đồng nhất Tăng/ giảm lượng không khí có trong khối kẹo Toàn bộ khối kẹo có nhiệt độ như nhau 43 Phối trộn khối kẹo  Phối trộn để tạo ra kẹo đục: đánh trộn mạnh để nhiều không khí vào và đánh trộn cho đến cuối cùng đến nhiệt độ thích hợp để tạo hình.  Phối trộn để tạo kẹo trong suốt: đánh trộn nhẹ nhàng để tránh khí vào, đánh trộn đều và chậm, ổn định. 44 Các NL phụ để thay đổi đặc tính của sirô kẹo Để điều khiển kích thước tinh thể và cấu trúc kẹo - Agar - Pectin - Gelatin -Carboxymethylcellulose Giảm bớt độ ẩm tương đối bão hòa của siro kẹo - Đường nghịch đảo dạng bột - Glycerol - Sorbitol 12 45 Biến đổi trong quá trình phối trộn  Nhiệt độ khối kẹo giảm.  Xảy ra hiện tượng khuếch tán của các chất trong khối kẹo.  Khối lượng và thể tích thay đổi do thêm phụ gia và nước bị bốc hơi một phần.  Tăng thêm lượng đường khử do xảy ra quá trình nghịch đảo đường.  Phản ứng Maillard vẫn tiếp tục diễn ra.  Nước và các cấu tử dễ bay hơi cũng sẽ thoát ra khỏi khối kẹo  Khí phân phối đều vào khối kẹo. Lượng khí này nhiều hay ít tùy thuộc vào phương pháp phối trộn. 46 Trật tự phối trộn  Các loại chất béo cho vào giai đoạn đầu của phối trộn  Lượng kẹo vụn cho vào thường là 5% khối lượng kẹo. Nhiệt độ khoảng 100 0 C. Kẹo vụn đã hồi đường tuyệt đối không được đưa vào khối kẹo mới.  Acid citric được cho vào ngay sau khi cho kẹo đầu đuôi.  Các phụ gia tạo cấu trúc: agar, gelatin, abumin  Chất màu  Chất mùi 47 Tạo hình  Mục đích: Tăng tính hấp dẫn cho viên kẹo Tạo kích thước và hình dạng hoàn chỉnh cho kẹo.  Yêu cầu Sản phẩm phải rõ nét hoa văn Không dính chùm  Nguyên tắc thực hiện Trước khi tạo hình, khối kẹo phải được giữ nhiệt độ thích hợp. Phải tiến hành tạo hình 1 cách kịp thời và nhanh chóng ngay khi khối kẹo được làm nguội đến độ dẻo thích hợp. 48 Tạo hình Mục đích: Tăng tính hấp dẫn cho viên kẹo Tạo kích thước và hình dạng hoàn chỉnh cho kẹo.  Yêu cầu Sản phẩm phải rõ nét hoa văn Không dính chùm  Nguyên tắc thực hiện Trước khi tạo hình, khối kẹo phải được giữ nhiệt độ thích hợp. Phải tiến hành tạo hình 1 cách kịp thời và nhanh chóng ngay khi khối kẹo được làm nguội đến độ dẻo thích hợp. 13 49 Các biến đổi chính trong quá trình tạo hình  Nhiệt độ của khối kẹo giảm  Khối kẹo được chia thành những viên kẹo có kích thước xác định.  Phản ứng nghịch đảo đường: xảy ra với tốc độ nhỏ.  Khối kẹo tiếp tục hút ẩm. 50 Thông số kỹ thuật  Các thông số cần quan tâm Nhiệt độ khối kẹo: nhớt, dẻo, khả năng tạo hình Điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm: tốc độ nguội, hút ẩm  Số liệu cụ thể phụ thuộc từng loại kẹo Nhiệt độ của khối kẹo được giữ ở khoảng 80oC. Điều kiện môi trường : nhiệt độ 250C, độ ẩm 75%. Thời gian tạo hình: không quá 30 phút. 51 Phương pháp tạo hình Rót khuôn Eùp đùn Quật – Lăn – Vuốt – Dập Cán – Cắt 52 Tạo hình theo phương pháp rót khuôn 14 53 54 Tạo hình theo phương pháp quật – lăn – vuốt – dập  Tạo hình kẹo cứng, kẹo mềm. Quá trình này để sản xuất loại kẹo không trong suốt. 55 56 15 57 Quật  Mục đích :  Làm tăng độ xốp của kẹo  Giảm độ dính của kẹo  Làm sáng màu kẹo  Tăng khả năng định dạng kẹo  Khối kẹo trở nên mịn, xốp, bóng và màu sắc sáng hơn.  Giúp khung gelatin phát triển một cách có trật tự  Phá vỡ các bọt khí tạo ra trong quá trình đánh trộn  Tăng khả năng hấp thụ độ ẩm của khối kẹo  Thời gian quật khoảng 1,5 – 2 phút. 58 Các biến đổi trong quá trình - Vật lý: + Xốp hơn, vì có xuất hiện các lớp không khí và các ống mao quản mỏng. + Trọng lượng riêng khối kẹo giảm khi tăng thời gian quật (khi tăng thời gian quật đến 7 phút thì trọng lượng khối kẹo giảm từ 1,53 xuống 0,93), nhưng khi quá 7 phút thì trọng lượng khối kẹo lại tăng vì các mao quản bị phá hủy. - Hóa lý: + Khi hấp thu không khí thì độ ẩm khối kẹo tăng lên 1%. Nhưng nếu thời gian quật quá 7 phút thì độ ẩm từ từ giảm đến độ ẩm ban đầu. + Kẹo làm ra ít dính hơn vì sau khi quật nó có khả năng di chuyển độ ẩm tốt từ ngoài vào trong. 59 Lăn - vuốt Mục đích – Yêu cầu: chuyển khối kẹo thành băng kẹo có kích thước yêu cầu Lăn: đưa khối kẹo về dạng hình chóp (hình côn) Vuốt: tạo dây kẹo có đường kính yêu cầu. 60 16 61 Định dạng kẹo  Mục đích: chia dây kẹo thành những viên kẹo riêng biệt có hình dạng nhất định.  Thiết bị:  Dây kẹo khi vào trong máy được cắt ra thành từng viên  Viên kẹo được ép vào trong khuôn  Kẹo tách ra khỏi khuôn được làm nguội 1 phần nhờ quạt gió thổi không khí nén vào.  Thực hiện:  Khuôn kẹo được gia nhiệt sơ bộ  Nhiệt độ khối kẹo và nhân: ổn định khi đưa vào thiết bị định dạng 62 63 64 Định dạng kẹo que 1. Đường dây kẹo vào 2. Cắt dây kẹo 3. Chỗ vào của que kẹo 4. Đĩa định dạng liên tục (Continuous forming track) 5. Đầu hút định dạng (Forming plunger) 17 65 Tạo hình theo phương pháp dát – cắt  Phương pháp dát -cắt dùng đựơc cho cả kẹo cứng và kẹo mềm.  Khối kẹo đưa đi tạo hình bằng phương pháp này cần có độ nhớt cao hơn đưa tạo hình bằng rót khuôn, có nghĩa là phải ở nhiệt độ thấp hơn.  Có thể dát mỏng khối kẹo làm thủ công hoặc cơ giới.  Chiều dày của tấm kẹo từ 4-6mm  Sau khi dát cần làm nguội bằng không khí ở 15-200C, tốc độ 10-12m/s.  Có thể thu được kẹo nhiều lớp do chồng các lớp kẹo lên nhau. 66 67 68 Chuẩn bị dịch syrup Rót khuôn Làm nguội Tạo hình Tháo khuôn Thành phẩm Chất màu Dung dịch bổ sung Nguyên l iệu Tạo hình kẹo với các mẫu hình phức tạp 18 69 Khuôn kẹo Thiết bị hút chân không đã hút được các hạt kẹo Aùp khuôn hút chân không Kẹo thành phẩm 70 Nhồi nhân  Các loại nhân thường sử dụng: - Nhân mật ong: là hỗn hợp mật đường + mật ong. - Nhân rượu: là hỗn hợp mật ( hoặc đường ) + rượu mùi + chất màu + tinh dầu. - Nhân sữa. - Nhân hạt thơm có dầu (lạc, hạnh nhân, hạt mơ). - Nhân socola hạt thơm. - Nhân béo: trộn đường bột với dầu dừa. - Nhân quả cây: nấu purê quả (phần thịt quả nghiền) với đường và mật tinh bột. 71 Yêu cầu của nhân  Độ đặc của nhân phải đồng nhất  Độ nhớt  Khi bảo quản: Nhân không được chuyển ẩm vào vỏ kẹo, không được kết tinh và chảy. 72 Thiết bị nạp nhân lỏng  Hỗn hợp trộn nhân được cho vào phễu, hỗn hợp này chảy vào ống tube dài có gắn mũi khoan để khoan vào khối kẹo trong thiết bị lăn côn. Thiết bị nạp nhân này được đặt phía trước thiết bị lăn. 19 73 Thiết bị nạp nhân dạng paste  Dùng nạp nhân mứt, nhân béo, chocolateNhân do có độ nhớt cao nên ra khỏi thiết bị nạp vẫn giữ thành dạng băng dài. Băng nhân sẽ được cho vào giữa tấm kẹo đã cán làm vỏ bọc rồi quấn lại. Lấy tấm kẹo còn lại bọc ngoài vỏ nhân rồi đưa khối kẹo chứa nhân vào máy lăn. 74 Thiết bị nạp nhân dạng bột, dạng hạt  Bột, hạt qua trục vít được ép chặt và đẩy qua ống thành băng liên tục, không rời nát và cũng được bọc bằng các tấm kẹo và đưa vào máy lăn như trên. 75 Làm nguội – bao gói  Làm nguội là để chuẩn bị cho quá trình gói kẹo. Viên kẹo sau tạo hình có nhiệt độ khá cao nên còn rất mềm, dễ bị biến dạng. Vì vậy trước khi gói cần làm nguội các viên kẹo xuống nhiệt độ môi trường.  Thông số kĩ thuật Nhiệt độ không khí làm nguội: 12 – 140C. Độâ ẩm của không khí: 60%. Thời gian làm nguội: 5 – 6 phút. 76  Chọn kẹo: Thực hiện thủ công, công nhân nhặt những viên kẹo biến dạng, không đúng quy cách loại đi  Gói kẹo Bao bì kín để tránh hút ẩm, không hút mùi. Tạo thuận tiện trong phân phối, sử dụng, vận chuyển, tạo giá trị thương phẩm.  Kẹo chọn xong phải được gói ngay.  Kẹo gói xong phải đóng bao ngay.  Kẹo gói phải đạt các tiêu chuẩn sau:  - Kẹo gói phải có số viên theo đúng quy định.  - Không lẫn kẹo lép, kẹo bị cán và không có nhân.  - Bao gói phải được cắt đúng kích thước, đúng vị trí, giấy phải sát vào kẹo và không bị rách, 2 đầu viên kẹo phải xoắn ¾ v