Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất kẹo mềm

òn chứa chất màu nhưng đối với sản xuất kẹo thì loại này không cần thiết. Trong bơ có chứa một lượng nhỏ sữa phân tán trong chất béo, nhờ có casein và photphatit có tính ưa nước và ưa béo nên có tác dụng bền hoá nhũ tương. Ngoài ra trong bơ sữa còn có chứa axit butanoic mà các loại bơ khác có rất ít, chính nhờ điều này mà bơ sữa có mùi vị thơm ngon. Do đó khi đưa bơ vào kẹo sẽ giúp cho kẹo cải thiện mùi vị, tăng chất dinh dưỡng đồng thời cũng làm cho kẹo bóng mịn hơn. Tuy nhiên không nên đưa quá nhiều bơ vào kẹo vì bơ có nhiệt độ nóng chảy thấp nên dễ tan chảy làm cho kẹo hoá mềm, biến dạng và gây cho người tiêu dùng cảm giác khó chịu vì mùi vị của dầu mỡ. Bảng 2.2.4.1 Chỉ tiêu chất lượng của bơ dùng để sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Chất béo Lactoza Đạm Chất khoáng Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ đông đặc Độ pH Nước Màu sắc Mùi vị Vi sinh ³ 83% 0.5% 1.1% 0.2% 22 - 30oC 12 - 25oC 5.0 – 5.5 16% vàng nhạt Không có mùi vị lạ Không có nấm mốc và vi khuẩn đường ruột Bơ cacao Bơ cacao được tách ra từ quá trình chế biến hạt cacao. Nó có giá trị rất quan trọng trong chế biến kẹo, đặc biệt là nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất kẹo sôcôla. Bơ cacao có màu vàng nhạt, mùi thơm dễ chịu. Chất béo trong bơ cacao có nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với trong bơ sữa, ở nhiệt độ cơ thể thì bơ cacao có độ cứng mà các loại bơ thông thường khác không có, do đó bơ cacao thường dùng sản xuất các loại kẹo bóng, nhẵn, mát cổ và không bị biến dạng. Ngoài ra do bơ cacao có hàm lượng axit béo no tương đối cao nên so với các loại bơ khác thì bơ cacao cũng ít bị oxi hoá và hư hỏng. Tuy nhiên giá thành bơ cacao đắt hơn so với bơ thường vì thế nó thường được sử dụng cho các loại số kẹo cao cấp hay làm lớp vỏ bọc cho một số loại kẹo. Bảng 2.2.4.2 Chỉ tiêu chất lượng của bơ cacao dùng trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Nhiệt độ nóng chảy Tỉ trọng Chiết suất (40oC) Chỉ số iốt Độ pH Mùi vị 32 - 36oC 0.945 – 0.976 1.4560 – 1.4578 31 - 36 4.0 – 4.5 Có mùi thơm tự nhiên Shortening và magarine Shortening là chất béo được tách ra từ dầu thực vật. Người ta lấy những chất béo có khối lượng phân tử lớn đem hydro hoá để tạo thành chất béo no với mục đích bảo quản tốt hơn. Shortening có tính dẻo, màu trắng đục, xốp bề mặt bóng liền không nứt. Được dùng trong một số thực phẩm làm tăng nhiệt lượng, tăng vị ngon, bảo quản lâu hư hỏng, dùng trong công nghiệp làm bánh kẹo, mì ăn liền. Magarine cũng có đặc điểm giống shortening. Đây là hỗn hợp nhũ tương đồng thể giữa dầu và nước (85% dầu, 15% H2O), trong lúc phối chế bổ sung muối khoáng, hương liệu và vitamin. Dùng shortening làm chất chống dính cho kẹo cứng, đồng thời shortening và magarine cũng tạo ra cấu trúc mịn cho kẹo cũng như tăng giá trị dinh dưỡng cho kẹo. Bảng 2.2.4.3 Chỉ tiêu chất lượng của shortening và magarine dùng sản xuất kẹo Chỉ tiêu Shortening Magarine Hàm lượng béo Nhiệt độ nóng chảy Chỉ số axit Hàm lượng muối ³ 90% 38 - 42oC £ 0.5% ³ 82% 37 - 42oC £ 0.5% 1.5 - 3% Cảm quan Màu vàng nhạt, không có mùi ôi, không có tạp chất cơ học 2.2.5.Phụ gia tạo cấu trúc Việc sử dụng các phụ gia trong công nghiệp sản xuất kẹo là lĩnh vực hết sức phong phú và có nhiều bí quyết. Sử dụng hiệu quả các phụ gia sẽ đem lại những hiệu quả to lớn về kinh tế, tăng được chất lượng sản phẩm hay thay thế được nhiều nguyên vật liệu phụ và đặc biệt là có thể đáp ứng được thị hiếu, nhu cầu của người tiêu dùng vốn rất đa dạng và hay biến đổi Trong sản xuất kẹo mềm và kẹo dẻo thì người ta đưa thêm vào kẹo chất keo với mục đích tạo bọt và nhũ hoá để cho viên kẹo có cấu trúc xốp, mềm hay dai. Các loại keo phổ biến trong công nghiệp chế biến kẹo bao gồm: 2.2.5.1.Albumin Albumin được sản xuất từ lòng trắng trứng gà. Người ta sử dụng albumin với mục đích tạo cho kẹo có cấu trúc xốp mềm. Khi ngâm albumin trong nước thì sẽ tạo thành dịch keo, dịch keo này không thể bảo quản được lâu vì vậy thường người ta ngâm albumin vào nước ấm với thời gian xác định, đồng thời dịch albumin sử dụng phải được bảo quản trong kho lạnh. Thông thường trong sản xuất người ta ngâm albumin với lượng nước ngâm bằng 3 - 4 lần lượng albumin với thời gian ngâm khoảng 8 giờ. Bảng 2.2.5.1 Chỉ tiêu chất lượng của albumin dung trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng nước Hàm lượng chất khô Tạp chất Màu sắc Vi sinh £ 16% ³ 79% không có vàng nhạt không có 2.2.5.2.Gelatin Gelatin có trong sản phẩm phụ của ngành chế biến thịt như da, lông, xương. Ngoài tác dụng keo, gelatin còn cung cấp một số axit amin. Đặc trưng bởi độ Bloom : là khối lượng tính bằng gam cần thiết tác dụng lên bề mặt mẫu gel thí nghiệm để khối gel lún xuống 4mm. Trong sản xuất kẹo mềm thì gelatin có độ Bloom từ 100-250. Khối gel thí nghiệm : hàm lượng gelatin 6.67%, đổ khuôn có chiều cao 10mm, giữ ổn định ở 100C trong 16-18h, sau đó tạo hình bởi ống có đường kính 14.7mm. Trong sản xuất keo người ta quan tâm nhiều đến năng lực đông tụ (năng lực tạo keo) của gelatin và cũng dựa vào đó mà người ta cung cấp gelatin theo chỉ tiêu này. Trên thị trường hiện nay có hai loại gelatin: Gelatin 125 (với năng lực đông tụ là 125g/cm3). Gelatin 250 (với năng lực đông tụ là 250 g/cm3). Trong sản xuất kẹo, người ta hay sử dụng gelatin 125 hơn vì khi khuấy trộn cấu trúc gel ít bị phá vỡ. Nếu gia nhiệt trong một thời gian dài thì gelatin sẽ bị phân huỷ và làm giảm năng lực đông tụ. Gelatin là loại keo ưa nước và tạo gel, nó tan tốt trong nước ấm nhưng lại bị đông đặc khi làm nguội dưới 350C. Tác dụng của gelatin trong kẹo là giúp trong kẹo có cấu trúc mềm, dai, đàn hồi tốt, tạo độ xốp và làm chậm quá trình tan kẹo trong miệng với tỷ lệ 2-7%. Những điều cần lưu ý trong sản xuất: Để tạo ra dung dịch gelatin có nồng độ cao phục vụ cho việc sản xuất kẹo thì người ta có thể áp dụng các biện pháp sau: Đánh trộn gelatin trong nước ấm với máy đánh trộn với tốc độ cao. Ngâm gelatin trong nước lạnh một thời gian sau đó hoà tan hoàn toàn bằng cách đun cách thuỷ. Ngâm gelatin trong nước lạnh, sau đó hoà tan trực tiếp cùng với nguyên liệu cần trộn. Thông thường người ta sử dụng cách thứ 2 hay sử dụng cách thứ 2 kết hợp cùng với cách thứ 1. Bảng 2.2.5.2 Chỉ tiêu chất lượng của gelatin dùng trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Gelatin 125 Gelatin 250 Hàm lượng ẩm Năng lực đông tụ Hàm lượng SO2 Hàm lượng tro £ 10% 120 -135g/cm3 £ 50ppm £ 2% £ 10% 240 - 260g/cm3 £ 50% £ 2% Cảm quan Màu vàng nhạt hoặc không màu, trong suốt, không mùi vị 2.2.5.3.Keo pectin Keo pectin là sản phẩm phụ của ngành chế biến rau quả, chủ yếu thu được từ bã ép cà chua và các loại vỏ trái cây, nhiều nhất là ở vỏ bưởi, vỏ cam. Người ta sử dụng pectin trong kẹo với mục đích tạo cho khối kẹo tính mềm, dẻo và đàn hồi. Pectin tan trong nước lạnh và tạo thành dung dịch có độ nhớt cao. Tuy nhiên khi phân tán nhanh vào nước thì trên bề mặt pectin nhanh chóng xuất hiện một lớp gel, tạo thành màng bảo vệ, ngăn cản không cho lớp bên trong tiếp xúc với nước, do đó khó tan. Trong kỹ thuật, để hoà tan pectin được người ta có thể cho khuấy trộn mạnh hoặc trộn pectin với một lượng đường saccharose rồi mới hoà tan. Lý do là vì pectin tan chậm trong dung dịch đường nên nó sẽ bị phân tán kém và do đó được hoà tan dễ dàng. Pectin được sử dụng đặc biệt cho kẹo mềm với hàm lượng nước cao do ít bị phân huỷ, độ đàn hồi tốt; nhưng cần lưu ý là giá thành pectin cao hơn nhiều so với các loại keo khác. Bảng 2.2.5.3 Chỉ tiêu chất lượng của pectin dùng sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng ẩm Hàm lượng galactoronic Hàm lượng SO2 Năng lực tạo keo Hàm lượng tro Cảm quan £ 12% ³ 55% £ 50ppm »150g/cm3 »1% màu trắng, không mùi vị 2.2.5.4.Các chất tạo keo khác Ngoài ra còn phải kể đến các chất làm thay đổi cấu trúc của kẹo như: Aga-aga từ rong đỏ và alginat từ rong nâu, có khả năng tạo gel, tạo thành khối đông cứng, giòn, màu trong. CMC được sử dụng để tăng độ nhớt của hồ tinh bột. Các dẫn xuất của mono sterat, mono oleat, lacto- palmitat,… có tác dụng làm kẹo mềm. 2.2.6.Axit hữu cơ Các axit hữu cơ được sử dụng làm chất điều vị cho các loại kẹo trái cây. Tuy nhiên khi sử dụng axit sẽ làm tăng lượng đường chuyển hoá trong kẹo. Để hạn chế sự chuyển hoá này cần hạn chế thời gian tiếp xúc của axit với đường ở nhiệt độ cao. 2.2.6.1.Axit citric - Đây là axit được sử dụng phổ biến nhất trong chế biến kẹo. - Công thức hoá học: COOH-CH2-C(OH)-COOH-CH2-COOH. Axit citric có dạng tinh thể, ngậm một phân tử nước, rất dễ tan trong nước hoặc cồn. Axit citric có nhiều trong hoa quả tự nhiên đặc biệt là chanh có hàm lượng citric khoảng 6 - 8% chất khô. Lượng axit citric dùng trong sản xuất kẹo thường là 0.4 -1.4%. Do axit citric dễ bị vốn cục và biến màu, từ đó gây khó khăn cho sản xuất kẹo nên cần lưu trữ axit ở nơi khô ráo, có nhiệt độ thấp. Bảng 2.2.6.1 Chỉ tiêu chất lượng của axit citric dùng sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng axit citric Tro Kim loại nặng Tạp chất Màu sắc ³ 99% £ 0.4% £ 50ppm không có trắng tinh 2.2.6.2.Axit tactric - Thường dùng axit tactric để thay thế một phần hoặc hoàn toàn cho axit citric. - Công thức hoá học: COOH-CH(OH)-CH(OH)-COOH Đây là một axit hai lần axit. Ở điều kiện thường axit tactric có dạng tinh thể. Nhiệt độ nóng chảy của axit tactric là 169oC, dễ tan trong nước và cồn. Ở 70oC, 100g nước có thể hoà tan 139.4gram axit còn ở 100oC có thể hoà tan 343 gram axit. Bảng 2.2.6.2 Chỉ tiêu chất lượng của axit tactric dùng sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Độ tro Kim loại nặng Màu sắc £ 0.5% £ 0.0014% trắng hoặc vàng nhạt 2.2.6.3.Axit malic - Axit malic cũng có thể được dùng để thay thế cho axit citric. - Công thức hoá học: COOH-CH2-CH(CH)-COOH Axit malic cũng có dạng tinh thể không màu, có nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 130oC. Axit malic là axit hai lần axit. 2.2.6.4.Axit ascorbic Ngoài ra người ta còn có thể sử dụng các axit khác như axit ascorbic vì bên cạnh tính chất tạo hương vị chua của trái cây thì axit ascorbic còn cung cấp vitamin C cho cơ thể đồng thời còn là một chất chống oxi hoá rất tốt cho các thành phần chất béo có trong kẹo. 2.2.7.Hương liệu Mùi thơm của kẹo được tạo thành từ mùi thơm của bản thân các nguyên liệu có trong kẹo, mùi từ sản phẩm của các phản ứng xảy ra trong quá trình nấu kẹo và mùi của hương liệu đưa vào. Hương liệu có thể tồn tại ở dạng lỏng, dạng bột hay dạng tinh thể. Hương liệu có các mùi thơm khác nhau được con người ưa thích. Hương liệu dùng trong sản xuất kẹo là những hợp chất este, andehyt, axit, rượu,… Lượng hương liệu đưa vào kẹo phải vừa phải. Nếu bỏ quá nhiều hương liệu thì khi ăn kẹo sẽ cảm thấy xốc mũi, khó chịu, mất cảm giác hài hoà êm dịu của hương thơm, còn nếu bỏ quá ít hương liệu thì hương thơm không đủ, không đạt được hiệu quả cần có. Một đặc điểm cần lưu ý là các hương liệu phần lớn là các chất dễ bay hơi nên cần sử dụng các chất định hương để cố định thành phần của hương liệu làm cho hương liệu được phân bố đều trong kẹo. Ngoài ra do hương liệu sử dụng trong kẹo có rất nhiều loại nên các nguyên nhân gây biến chất rất phức tạp.Thường là do tác dụng của các quá trình oxy hoá, trùng hợp hay thuỷ phân,…với các tác nhân là nhiệt độ, không khí, ánh sáng hay pH,… 2.2.7.1.Tinh dầu Tinh dầu thuộc nhóm hợp chất bay hơi, có mùi thơm. Tinh dầu không tan trong nước nhưng có thể tan trong một số dung môi hữu cơ. Về bản chất hoá học, tinh dầu là một hỗn hợp của nhiều chất khác nhau, tuy nhiên thành phần chính và quan trọng hơn cả là terpen và các oxit của terpen Trong sản xuất kẹo thường sử dụng các loại tinh dầu như: tinh dầu quýt, tinh dầu dứa, tinh dầu cam,… Các loại tinh dầu trên phải đảm bảo được các chỉ tiêu: Có mùi thơm đặc trưng. Thể hiện trung tính hay axit yếu. Hàm lượng kim loại nặng £ 10ppm. 2.2.7.2.Vanilin Vanilin có dạng tinh thể hình kim hoặc dạng bột, không màu có mùi thơm đặc trưng, tan trong rượu etylic. Bảng 2.2.7 Chỉ tiêu chất lượng của vanilin dùng trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Nhiệt độ nóng chảy Nước Tro Kim loại nặng 31-33oC £ 0.5% £ 0.05% £ 10ppm 2.2.8.Màu thực phẩm Trong sản xuất người ta có thể nhuộm màu cho thực phẩm bằng cách sử dụng màu tự nhiên hay màu tổng hợp.Tuy nhiên dù cho sử dụng loại màu nào thì cũng đảm bảo trước tiên là không gây độc hại đối với cơ thể người sau đó mới quan tâm đến màu sắc, độ tan, độ bền màu và các phản ứng có màu khác. Màu tự nhiên thường không gây độc hại cho cơ thể người tuy nhiên chúng lại không bền màu và có pH ổn định khác nhau, chúng dễ dàng bị oxy hoá và biến màu. Các chất màu tổng hợp không gây ngộ độc cấp tính mà có tác dụng tích luỹ lâu dài cho nên việc ngộ độc thực phẩm rất khó phát hiện và điều trị. Do đó người ta đưa ra liều lượng tối đa của màu thực phẩm mà cơ thể có thể tiếp nhận trong ngày tính bằng đơn vị mg/kg thể trọng cơ thể - gọi là chỉ số ADI. Trong thực tế để quản lý, đánh giá các loại chất màu người ta sử dụng chỉ số CI (Color Index). Chỉ có một số nhỏ các chất màu được phép sử dụng trong thực phẩm. Số lượng ngày nay thay đổi theo từng quốc gia. Ở Việt Nam các chất màu thực phẩm được phép sử dụng hiện nay được quy định theo quyết định số 8671998 QĐBYT ban hành ngày 14/04/1998. Đối với việc sản xuất kẹo, chất màu sử dụng còn phải thoả điều kiện là phải tan trong nước. Muốn chất màu hoà đều trong kẹo thì trước khi dùng phải hoà chất màu thành dung dịch với lượng nước ít nhất, thường hoà theo tỉ lệ: nước/màu = 9/1. Theo quy định, lượng màu đưa vào trong kẹo nhiều nhất không vượt quá 0.01% khối lượng kẹo. Ngoài ra cần phải lưu ý phải đựng các chất màu trong các bình đóng kín, nếu không chất màu sẽ hút ẩm, vón cục, ảnh hưởng đến độ hoà tan của chất màu. Bảng 2.2.8 Chỉ tiêu chất lượng của chất màu dùng trong sản xuất kẹo Chỉ tiêu Yêu cầu Chất bay hơi (ở 135oC) Chất không tan trong nước Arsen (tính theo As2O3) Chì £ 10% £ 0.5% £ 1.4ppm £ 10ppm 2.2.9.Các phụ gia khác Một số phụ gia sử dụng trong chế biến kẹo còn có thể kể đến là các chế phẩm enzym thuỷ phân bao gồm: amylase và protease thường được sử dụng để thuỷ phân triệt để hơn trong quá trình thuỷ phân tinh bột thành dung dịch đường (xirô) có độ nhớt và độ ngọt phù hợp với yêu cầu. Khi nấu dung dịch đường và sữa có nồng độ cao, trong thiết bị chân không dễ có hiện tượng tạo bọt nhiều trên bề mặt, làm tổn thất sản phẩm. Người ta có thể dùng dầu thực vật để làm giảm sức căng bề mặt hay phá bọt. Các chất phụ gia dùng trong bảo quản bánh kẹo thường được gồm các chất kháng vi sinh vật (chất bảo quản ) như axit sorbic (chống mốc), axit benzoic và các muối. Người ta có thể sử dụng các muối sunfit (NaHSO3, Na2SO3) vừa có tác dụng tẩy trắng vừa có thể loại trừ SO2 dư trong khi còn đun nóng. CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1.Nguyên lý sản xuất kẹo mềm Kẹo mềm là loại kẹo có tính mềm xốp, đàn hồi, chứa nhiều nước, trong suốt hoặc nửa trong suốt. Trong sản xuất các loại kẹo mềm thường được tạo thành từ một loại keo ưa nước với đường kính, mật tinh bột, mật chuyển hoá, axit, hương liệu,…Do đó, tuỳ theo các tính chất của chất keo được sử dụng và hàm lượng các thành phần khác mà các loại kẹo mềm có những đặc tính khác nhau. Ví như kẹo mềm làm từ tinh bột biến tính thì ít xốp, độ trong tương đối thấp; kẹo mềm làm từ pectin thì mềm, trong, có hương vị của quả tươi; kẹo làm từ aga thì rất quánh, giòn mềm và hàm lượng nước cao,…Cũng có các loại kẹo mềm chứa các hạt đường kết tinh có kích thước bé cỡ vài chục micromet từ nguyên liệu mà không chứa các keo ưa nước. Hàm lượng nước của các loại kẹo mềm không giống nhau. Ví như kẹo mềm gelatin có hàm lượng nước có thể đạt đến 20%, còn kẹo mềm tinh bột thường dưới 10%. Hàm lượng saccharose và hàm lượng đường khử của các loại kẹo mềm cũng có thể thay đổi tuỳ theo tính chất của bản thân từng loại kẹo và sự khác nhau về công nghệ chế biến, do đó hàm lượng chất keo cũng biến đổi tương đối lớn tuỳ theo sự biến đổi tương ứng về tính chất của từng loại keo. Cũng tuỳ vào quá trình chế biến mà các loại kẹo mềm có hình dạng khác nhau, thường là dạng khối hình chữ nhật (gọi là viên) hoặc là dạng không thống nhất. Dạng khối hình chữ nhật thu được bằng cách làm nguội, sau đó cán phẳng rồi dùng máy cắt, dạng không thống nhất thu được bằng cách rót khuôn rồi sấy khô. Đối với kẹo có bề mặt khô, ít dính ướt thì có thể đóng gói bằng máy với các bao gói không hút ẩm. Đối với kẹo có bề mặt dính nhiều thì thường người ta gói một lớp giấy tinh bột ở trong rồi mới gói giấy chống ẩm bên ngoài, hay cũng có thể tẩm saccharose ở dạng bột ở mặt ngoài rồi xuất xưởng. Trong quá trình bảo quản lâu ngày, vận chuyển đường dài, các loại kẹo mềm rất dễ mất nước, mặt khô và trở nên cứng. Một số loại kẹo mềm trong thời kỳ bảo quản có hiện tượng hồi đường, sẫm đục hoặc ướt mặt, bị biến dạng do chất keo co lại. Trong mùa hè ẩm ướt, do tác dụng của vi sinh vật sẽ lên mốc, sẩm màu. Hầu hết các chất keo ưa nước đều có đặc tính là từ dạng lỏng chuyển thành dạng đông cứng trong điều kiện nhất định. Như khi gia nhiệt gelatin thì chảy ra, sau đó làm nguội thì nó sẽ đông lại, albumin của các loại đậu có dạng lỏng trong nước khi thêm muối và gia nhiệt cũng sẽ đông lại còn pectin cũng có thể đông lại trong dung dịch đường có tính axit. Do chất keo ưa nước hút một lượng nước khá lớn, thể tích sẽ tăng lên, ở điều kiện nhất định sẽ biến thành chất keo xốp, trong, bóng và có tính đàn hồi. Khi chất keo rắn chắc đã được tạo thành với áp suất và nhiệt độ nhất định cũng không làm biến dạng được. Tính chất đặc biệt này của keo có được là do khi chất keo từ dạng dung dịch chuyển thành dạng đông tụ, các hạt keo đã mất hẳn năng lực hoạt động tự do, giữa các keo đã bắt đầu tạo nên nhiều mạch dài, các mạch này bệnh lại với nhau và kết thành nút, thành dây, thành mạng một cách không định hướng, cuối cùng những mạng này tạo nên những bộ khung rất phức tạp của chất keo đông tụ. Do những chỗ tiếp giáp giữa các mạng có hình thành nhiều khoảng trống và hấp thu nhiều phân tử nước nên tạo thành khối kẹo đông tụ xốp và nở. Đồng thời với việc tạo thành keo đông tụ, khi cho thêm xirô caramel có nồng độ tương đối cao vào thì các phân tử đường và nước sẽ lắp vào một cách đều đặn, đều khắp và chặt chẽ ở những khoảng trống giữa các mạng lưới phức tạp của chất keo đông tụ, tạo nên chất keo đông tụ ngậm đường rất bền vững, dù là có tác dụng của một lực rất lớn lên hệ thì cũng không thể tách rời các phân tử đường và nước ra được. Ở điều kiện bình thường, chất keo cũng không bị nứt gãy hay bị biến dạng. Đây là tổ chức đầu tiên của kẹo mềm mà người ta gọi là khối kẹo. Điều kiện để các dịch keo lỏng khác nhau có thể chuyển sang trạng thái đông tụ cũng sẽ khác nhau. Nói cách khác điều kiện để các dịch keo lỏng ngậm đường không ổn định chuyển thành kẹo đông tụ có ngậm đường ổn định sẽ khác nhau ở từng loại kẹo. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đó là phẩm chất của keo, độ thuần khiết của nguyên liệu, nồng độ hay độ pH của dịch xiro, nhiệt độ, tốc độ sấy khô, làm lạnh, trình tự và tính chất hợp lý của khâu chế biến,…Những yếu tố trên sẽ quyết định lên cấu trúc, độ bền và phẩm chất của hệ keo đông tụ ngậm đường. Mặc dù chất keo trong kẹo mềm có tính dính cũng như có năng lực đông tụ lớn, nhưng hàm lượng saccharose chứa trong kẹo mềm cũng khá lớn (50-60%) đồng thời kẹo mềm lại có hàm lượng ẩm cao (> 5%) nên đường saccharose vẫn có khả năng kết tinh trở lại và tách ra. Không kể đến loại kẹo mềm có chứa các hạt tinh thể đường thì các loại kẹo mềm khác cần có đặc điểm là trong suốt mịn màng và nhẵn bóng do đó cần xác định thành phần, tỷ lệ nguyên liệu chính xác để tránh hiện tượng hồi đường. Trong quá trình chế biến cần hạn chế gia nhiệt trong thời gian dài và nhiệt độ nấu kẹo quá cao, độ axit trong dung dịch quá lớn vì những yếu tố này có thể làm cho chất keo bị phân giải một cách mãnh liệt, ảnh hưởng đến cấu trúc sau cùng của kẹo thành phẩm. Ngoài ra, người ta có thể cho thêm vào trong kẹo một số chất như chất điều vị hoặc chất điều hương để giúp nâng cao được hương vị sản phẩm. Người ta cũng có thể cho vào các dạng bột sệt của hoa quả tươi hoặc sữa đặc có đường,…để nâng cao hương vị và giá trị dinh dưỡng của kẹo mềm. 3.2.Qui trình công nghệ : Ngâm Hòa tan Đồng hóa Quật kẹo Tạo hình Làm nguội Phân loại Hòa siro Nấu Phối trộn- Làm nguội Đường; mật tinh bôt; nước Gelatin Bao gói Dịch Gelatin Lọc Chất béo; sữa bột Kẹo đầu đuôi Hương,màu,acid Kẹo mềm Hình 3.2 Qui trình công nghệ 3.3.Giải thích quy trình 3.3.1.Ngâm gelatin : Mục đích : chuẩn bị Biến đổi : - Gelatin không tan trong nước lạnh mà chỉ hút nước và trương nở. Thông số công nghệ : - Nhiệt độ nước ngâm : nhiệt độ thường. - PH = 7, không sử dụng nước cứng. - Tỉ lệ nước ngâm : bột gelatin là 2:1 - Thời gian ngâm : 1-1,2h 3.3.2.Hòa tan gelatin: Mục đích : chuyển hỗn hợp về dạng dung dịch Phương pháp thực hiện : đun nóng hỗn hợp lên nhiệt độ 40-450C. 3.3.3.Lọc : Mục đích : - Loại bỏ phần tử rắn, tạp chất, hạt gelatin không hòa tan - Tác dụng đồng nhất Phương pháp : dùng thiết bị rây Thông số công nghệ : nhiệt độ sau khi lọc 38-400C Yêu cầu dịch gelatin : - Đồng nhất - Phải có thùng chứa điều nhiệt t = 38-400C 3.3.4.Hòa siro : Mục đích: chuẩn bị - Tránh sự kết tinh trở lại trên một diện tích lớn khi dung dịch đường ở trạng thái quá bão hòa. - Đồng nhất dung dịch đường và mật tinh bột. Yêu cầu : - Đường hòa tan triệt để (hoàn toàn), nếu không hoàn toàn thì xuất hiện mầm tinh thể làm kết tinh đường (quá bão hòa). - Nồng độ siro đạt cao nhất Các biến đổi của nguyên liệu: Biến đổi vật lý: Nhiệt độ khối dung dịch tăng. Tỷ trọng dung dịch tăng. Biến đổi hoá lý: Sự hoà tan mật tinh bột và đường vào nước. Sự bốc hơi nước. Biến đổi hoá học: Phản ứng thuỷ phân đường saccharose tạo đường nghịch đảo. Tăng nồng độ chất khô. Biến đổi sinh học: Vi sinh vật bị ức chế. Phương pháp thực hiện : phương pháp liên tục - Hòa tan đường với nước, gia nhiệt dung dịch lên 700C. - Mật tinh bột được gia nhiệt lên 700C, rồi cho vào dung dịch đường. - Trộn mật tinh bột và đường Thông số công nghệ: - Nhiệt độ của nước cho vào : 800C - Thời gian hòa tan : 9-11 phút. - Hàm lượng chất khô của siro : 80% - Lượng đường khử tăng lên 2-4 % - Áp suất làm việc : 4-6 atm 3.3.5.Gia nhiệt sơ bộ: Mục đích: chuẩn bị - Tăng hàm lượng chất khô của dung dịch đường. - Giảm thời gian nấu - Tăng hiệu suất sử dụng thiết bị. Thông số công nghệ: - Thời gian gia nhiệt: 8-12 phút. - Nhiệt độ siro : 110oC - Hàm lượng chất khô của dung dịch đường khống chế ở 82%. - pH=7. - Tốc độ đánh khuấy lúc gia nhiệt: 30 vòng/ phút. Bảng 3.3.5 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 đưa vào nồi nấu, % Thời gian nấu kẹo, phút Không gia nhiệt sơ bộ, đưa đi nấu ngay 77.0 36.0 Gia nhiệt đến 108oC rồi mới nấu 78.0 32.0 Gia nhiệt đến 115oC rồi mới nấu 85.0 25.5 Gia nhiệt đến 118oC rồi mới nấu 88.0 20.0 3.3.6.Nấu kẹo: Mục đích: chế biến Cô đặc, bốc hơi nước khối siro thành khối kẹo thành phẩm. Các biến đổi trong nguyên liệu: Biến đổi vật lý: - Nhiệt độ khối kẹo tăng. - Tỷ trọng khối kẹo tăng. - Độ nhớt khối kẹo tăng. Biến đổi hoá học Xảy ra phản ứng caramel hoá ảnh hưởng lớn đến màu sắc và vị của sản phẩm, mùi không tốt do đó cần hạn chế phản ứng caramel hóa. Phản ứng nghịch đảo đường Phản ứng Maillard Phương pháp : nấu kẹo chân không. Thông số công nghệ : - Nhiệt độ nấu kẹo : 135-1450C - Hơi gia nhiệt : 6 bar, 1650C - Thời gian 30 phút - Nhiệt độ ra của khối kẹo: - Nồng độ chất khô của kẹo sau khi nấu : 85% 3.3.7.Phối trộn-Làm nguội: Mục đích: chế biến - Giảm nhiệt độ Trộn đều khối kẹo thành hỗn hợp đồng nhất. Bổ sung thêm vào khối kẹo bơ, sữa bột, hương liệu, kẹo đầu đuôi, acid, … nhằm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm. Tạo cấu trúc xốp cho kẹo nhờ đánh trộn hỗn hợp kẹo vừa nấu với dịch gelatin. Các biến đổi trong quá trình phối trộn: Vật lý: nhiệt độ giảm. Hoá học: tăng thành phần các chất dinh dưỡng. Hoá lý: độ nhớt tăng. Phương pháp thực hiện: .Đầu tiên, khi nhiệt độ khối kẹo khoảng 105-1100C thì cho kẹo đầu đuôi vào để có thể tan chảy hoàn toàn. Tiếp theo cho acid citric vào ngay sau khi cho kẹo đầu đuôi vào. Khi acid hòa tan hoàn toàn trong dịch đường, dung dịch màu mới được bổ sung vào khối kẹo. Chất béo nhũ hóa rồi cho vào phối trộn ở giai đoạn đầu vì lúc đó nhiệt độ còn cao, chất béo dễ phân tán đều. Dịch gelatin bổ sung vào khối kẹo ở giai đoạn cuối quá trình phối trộn nhằm hạn chế tác động thủy phân do nhiệt và acid. Cho sữa bột vào sau đó cho chất mùi trước khi kết thúc quá trình phối trộn. 3.3.8.Quật kẹo : Mục đích: hoàn thiện Tạo độ đồng đều, tạo hệ thống mao dẫn, Tạo độ xốp cho kẹo thành phẩm, giảm trọng lượng riêng. Dễ lăn, vuốt, tạo hình. Các biến đổi trong quá trình phối trộn: Vật lý: khối kẹo xốp, tăng thể tích, bề mặt khối kẹo láng hơn do phân bố đều chất béo Hoá lý: khả năng hút ẩm sau khi quật tăng nhưng ít dính hơn, khả năng tạo hình lớn hơn do độ ẩm phân bố đều. Thông số công nghệ : - Nhiệt độ khoảng 70-750C - Thời gian 1-4 phút. Phương pháp thực hiện : - Bằng thiết bị chuyên dụng. 3.3.9.Tạo hình: phương pháp lăn-vuốt-dập. 3.3.9.1.Lăn Mục đích: - Chuẩn bị cho quá trình vuốt, dập tạo hình. - Đưa kẹo về dạng nhất định. Phương pháp thực hiện: - Đưa khối kẹo về dạng hình chóp với đường kính khoảng 3-5cm để bề mặt khối kẹo không bị nứt nẻ do chênh lệch nhiệt độ khi tiếp xúc với thiết bị - Các trục trôn có hệ thống gia nhiệt bằng hơi để duy trì nhiệt độ trong suốt quá trình lăn. - Sau đó chóp kẹo đưa qua hệ thống vuốt. Thông số công nghệ: Nhiệt độ khối kẹo : 50-550C Thiết bị: - Thiết bị dạng trục, côn, 6 trục. - Có hệ thống phun dầu chống dính. 3.3.9.2.Vuốt Mục đích: - Chuẩn bị cho quá trình dập tạo hình. - Định tiết diện và tốc độ phù với máy định hình. Phương pháp thực hiện: - Chóp kẹo được đưa qua hệ trục vuốt để tạo thành băng kẹo có đường kính yêu cầu. - Các trục vuốt có hệ thống giữ nhiệt cho khối kẹo. Thông số công nghệ: Nhiệt độ khối kẹo : 45-500C. Đường kính khối kẹo ra khỏi máy vuốt : 1.5-2cm. Thiết bị: - Thiết bị gồm 1 cặp bánh lăn dọc và năm cặp ngang có tốc độ tăng dần, khe hở giữa hai bánh lăn của mỗi cặp và độ dày bánh lăn nhỏ dần sẽ làm cho đường kính băng kẹo giảm dần.. - Có hệ thống phun dầu chống dính. 3.3.9.3.Dập Mục đích: hoàn thiện. Phương pháp thực hiện: - Băng kẹo ra khỏi máy vuốt được một cặp bánh lăn đưa vào máy dập khuôn tạo hình cho viên kẹo. - Băng kẹo sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn đến lỗ khuôn quay, tại đó băng kẹo bị cắt ra và sẽ được ép vào trong khuôn - Khi kẹo đạt được hình dạng của khuôn thì tách ra đổ trên băng chuyền. 3.3.10.Làm nguội: Mục đích: chuẩn bị. Phương pháp thực hiện: - Kẹo sau khi tạo hình sẽ được đổ lên băng chuyền làm nguội nhờ quạt gió thổi không khí nén vào. Thông số công nghệ: Nhiệt độ kẹo sau khi tạo hình : 38-400C. Nhiệt độ kẹo sau khi làm nguội : 25-300C. Thiết bị: dạng băng tải. 3.3.11.Phân loại: Mục đích: loại bỏ các viên kẹo có hình dạng không đạt yêu cầu. Phương pháp thực hiện: - Phân loại bằng sàng đục lỗ hay bằng phương pháp thủ công. Thông số công nghệ: Tốc độ rung : w = 200÷250(vòng/phút) Thiết bị: thiết bị sàng rung. 3.3.12.Bao gói: Mục đích: bảo quản, hoàn thiện, chống ẩm, chống vi sinh vật… Yêu cầu: - Bao gói ngay sau cắt để tránh ẩm. - Bảo đảm kín, chặt để trong quá trình vận chuyển đường dài, tiêu thụ ở những vùng nóng bức không bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Quá trình hoạt động của thiết bị bao gói: Kẹo từ khâu tạo hình chân không sẽ theo một băng tải nhỏ chuyển qua máy gói kẹo. Bao bì gói kẹo thường là vật liệu plastic được cuộn thành từng cuộn tròn và xoay xung quanh các trục ở phía trên máy tạo hình. Các lớp bao bì plastic sẽ áp lên viên kẹo và đến vị trí ghép mí. Tại đây các đầu ghép sẽ tiến hành dập mí và làm kín viên kẹo. Sau đó dây kẹo đã ghép mí từng viên kẹo sẽ đựợc các máy cắt cắt rời thành từng viên kẹo theo lỗ thoát sẽ đi ra ngoài. Sau đó kẹo sẽ được cho vào những bao lớn hơn lưu kho chờ phân phối ra thị trường. Thông số công nghệ: Để hạn chế hiện tượng hút ẩm của kẹo nên bao gói ở nhiệt độ phòng nhỏ hơn hoặc bằng 20oC, độ ẩm tương đối từ 60% trở xuống. CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1.Chọn thành phần nguyên liệu và sản phẩm : Bảng 4.1.Thành phần nguyên liệu và sản phẩm Đường Mật tinh bột Shortening Sữa bột Gelatin Acid citric Màu Kẹo đầu đuôi Nồng độ chất khô 99.9 80 98 96 90 98 100 82 4.2.Tính cân bằng vật chất cho một phần đường : Bảng 4.2.1.Khối lượng nguyên liệu (Kg) Đường Mật tinh bột Shortening Sữa bột Gelatin Acid citric Khối lượng 1 0.85 0.16 0.16 0.05 0.005 Khối lượng chất khô 0.999 0.68 0.1568 0.1536 0.045 0.0049 Bảng 4.2.2.Pha nguyên liệu phụ Sữa bột Gelatin Acid citric Khối lượng 0.16 0.05 0.005 Lượng nước cho vào 0.32 0.1 0.045 Khối lượng dung dịch 0.48 0.15 0.05 Kí hiệu : W : độ ẩm của nguyên liệu TS : nồng độ chất khô của nguyên liệu và bán thành phẩm Mk : khối lượng chất khô của nguyên liệu M : khối lượng của nguyên liệu Gk : khối lượng hỗn hợp của bán thành phẩm G : khối lượng hỗn hợp của bán thành phẩm f : tổn thất của quá trình 4.2.1.Nguyên liệu ban đầu: Đường - Khối lượng chất khô của đường: Mk,đương = Mđương x = 0.999 Kg - Khối lượng nước cho vào : Mnươc = 30% Mđương = 0.3 Kg - Khối lượng dung dich đường : Mdd = Mnươc + Mđương = 1.3 Kg - Nồng độ chất khô của dung dịch đường: TSdd đương = = 76.15% Mật tinh bột - Khối lượng chất khô mật tinh bột: Mk,mtb = Mmtb x = 0.68 Kg - Khối lượng hỗn hợp đường : Mhh = Mdd + Mmtb = 2.15 Kg. - Khối lượng chât khô của hỗn hợp đường : Mk,hh = Mk,đương + Mk,mtb = 1.679 Kg - Nồng độ chất khô của hỗn hợp đường : TShh = = 78.09% - Khối lượng nước trong hỗn hợp : Mnuoc = Mhh - Mk,hh = 0.471 Kg 4.2.2.Hòa siro: - f1 = 0.1% - TS1 = 80% - Khối lượng chất khô của hỗn hợp sau khi qua thiết bị hòa siro: Gk,1 = Mk,hh x (1- f1) = 1.677 Kg - Khối lượng của hỗn hợp sau khi qua thiết bị hòa siro: G1 = = 2.097 Kg - Khối lượng nước của siro sau khi hòa tan : Mnuoc,1 = G1 - Gk,1 = 0.419 Kg - Khối lượng nước bay hơi : Mnuoc - Mnuoc,1 = 0.052 Kg 4.2.3.Gia nhiệt sơ bộ : - f2 = 0% - TS2 = 82% - Khối lượng chất khô của hỗn hợp sau khi qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ: Gk,2 = Gk,1 x (1- f2) = 1.677 Kg - Khối lượng của hỗn hợp sau khi qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ: G2 = = 2.046 Kg - Khối lượng nước của siro sau khi gia nhiệt : Mnuoc,2 = G2 - Gk,2 = 0.368 Kg - Khối lượng nước bay hơi : Mnuoc,1 - Mnuoc,2 = 0.051 Kg 4.2.4.Nấu : - f3 = 1% - TS3 = 85% - Khối lượng chất khô của kẹo sau khi qua thiết bị nấu: Gk,3 = Gk,2 x (1- f3) = 1.661 Kg - Khối lượng của kẹo sau khi nấu: G3 = = 1.954 Kg - Khối lượng nước của kẹo sau khi nấu : Mnuoc,3 = G3 - Gk,3 = 0.293 Kg - Khối lượng nước bay hơi : Mnuoc,2 - Mnuoc,3 = 0.075 Kg 4.2.5.Phối trộn – làm nguội: - Khối lượng chất khô của hỗn hợp sau khi nấu và phối trộn (chưa tính tổn thất): G’k,4 = Gk,3 + Mk,phu gia = 2.021 Kg - Khối lượng chất khô màu cho vào : Mk,mau = 0.008% G’k,4 = 0.00016 Kg - Khối lượng CK kẹo đầu đuôi cho vào : Mk,keo dau duoi = 5% G’k,4 = 0.101 Kg - Khối lượng của kẹo khi phối trộn (chưa tính lượng nước bốc hơi): G4’ = 2.597 Kg - Lượng nước trong kẹo (chưa tính lượng nước bốc hơi): G4’ - G’k,4 - Mk,mau - Mk,keo dau duoi = 0.475 Kg - Lượng nước bay hơi : 10% lượng nước hỗn hợp = 0.0475 Kg - f4 = 0.5% - Khối lượng chất khô của kẹo sau khi phối trộn – làm nguội : Gk,4 = (G’k,4 + Mk,mau + Mk,keo dau duoi ) x (1 - f4) = 2.111 Kg - Khối lượng kẹo sau phối trộn – làm nguội : G4 = G4’ – 0.0475 = 2.54 Kg - Nồng độ chất khô của kẹo sau khi phối trộn – làm nguội : TS4 = = 83.23% 4.2.6.Quật kẹo : - f5 = 0% - TS5 = 83% - Khối lượng chất khô của kẹo sau khi quật: Gk,5 = Gk,4 x (1- f5) = 2.111 Kg - Khối lượng của kẹo sau khi quật: G5 = = 2.544 Kg 4.2.7.Tạo hình - làm nguội : - f6 = 1% - TS6 = 82% - Khối lượng chất khô của kẹo sau khi tạo hình – làm nguội: Gk,6 = Gk,5 x (1- f6) = 2.09 Kg - Khối lượng của kẹo sau khi tạo hình – làm nguội: G6 = = 2.549 Kg 4.2.8.Phân loại – bao gói : - f7 = 1% - TS7 = 82% - Khối lượng chất khô của kẹo sau khi phân loại – bao gói: Gk,7 = Gk,6 x (1- f7) = 2.069 Kg - Khối lượng của kẹo sau khi phân loại – bao gói: G7 = = 2.524 Kg 4.3.Khối lượng nguyên liệu sử dụng để sản xuất được 2000 Kg kẹo trong 1 ngày : Bảng 4.3.Khối lượng nguyên liệu (Kg) để sản xuất 2000 Kg kẹo 1 ngày Đường Mật tinh bột Shortening Sữa bột Gelatin Acid citric Màu Kẹo đầu đuôi Khối lượng 792.5 673.6 126.8 126.8 39.6 3.96 0.128 444.9 CHƯƠNG 5 LỰA CHỌN THIẾT BỊ Lịch làm việc : 1 ngày làm 2 ca, mỗi ca 8 giờ 5.1.Thiết bị hòa tan siro: - Mỗi ca làm việc 2 mẻ - Khối lượng nguyên liệu hòa tan trong 1 ngày : M1 = 1695.3 Kg - Khối lượng riêng của dung dịch đường có nồng độ chất khô 78.1% : d =1401.84 Kg/m3 - Thể tích dung dịch đường cần hòa tan trong 1 ngày : V1 = lít - Thể tích dung dịch đường cần hòa tan trong 1 mẻ : lít Chọn thiết bị hòa tan siro : loại YX400 Dung tích của bồn chứa dung dịch đường : 400 lít Vật liệu : thép không rỉ. Nơi sản xuất : Shanghai China (Mainland). Công suất: 6.5 KW Khối lượng 1000 Kg 5.2.Thiết bị nấu: - Khối lượng nguyên liệu nấu trong 1 ngày : M3 = 1612.95 Kg - Khối lượng nguyên liệu nấu trong 1 giờ : Kg/h Chọn thiết bị nấu : - Mã hiệu : AZ200 - Nơi sản xuất : Shanghai China (Mainland) - Công suất: 200 kg/h- Bề mặt trao đổi nhiệt: 1.8 m2- Áp suất hơi nước: 0,5 - 0.7 MPa- Lượng hơi nước tiêu thụ: 50 kg/h- Nhiệt độ của xi-rô trước khi nấu: 110 – 1150C- Nhiệt độ của xi-rô sau khi nấu: 135 - 1450C- Công suất: Bơm định lượng 0.55kw; bơm chân không 4 kW- Kích thước: 1900 x 1700 x 2300 mm- Trọng lượng: 600kg 5.3.Thiết bị phối trộn-làm nguội: - Mã hiệu : YJB300 - Nơi sản xuất : Shanghai China (Mainland) - Kích thước : 700x450x1400 mm - Năng suất : 75 Kg/mẻ - Công suất : 2.5 KW 5.4.Thiết bị quật kẹo : - Mã hiệu : DK-45 - Nơi sản xuất : Shanghai China (Mainland) - Năng suất : 75 Kg/mẻ - Công suất : 2.2 KW - Kích thước : 2000x1800x1600 mm - Khối lượng : 900 Kg 5.5.Thiết bị lăn-vuốt-dập-làm nguội: - Khối lượng kẹo đưa vào thiết bị lăn trong 1 ngày là: M5 = 2065.8 Kg - Khối lượng kẹo đưa vào thiết bị lăn trong 1 giờ là: M5,1 gio = Kg/h Chọn dây chuyền thiết bị vuốt-lăn-dập-làm nguội : - Mã hiệu KQ/CD400 - Nơi sản xuất : Shanghai China (Mainland) - Năng suất: 150 Kg/h- Tổng công suất : 17.5 KW - Tổng chiều dài : 10 m 5.6.Thiết bị bao gói : - Khối lượng kẹo bao gói trong 1 ngày : 2000 Kg/ngày - Khối lượng kẹo bao gói trong 1 giờ : = 125 Kg/h - Khối lượng 1 viên kẹo : 3 g - Số viên kẹo bao gói trong 1 phút : N = = 695 viên/phút Chọn thiết bị bao gói kẹo : DZB-898C - Hãng : Zhejiang China (Mainland) - Năng suất : 800 viên/phút - Công suất : 3.7 KW - Kích thước : 3000x1350x1450 mm - Khối lượng : 800 Kg CHƯƠNG 6 TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 6.1. Tính hơi để hòa tan siro: Đường : - Khối lượng đường : 788.53 Kg - Nhiệt độ ban đầu : 300C - Nhiệt độ sau khi cho nước vào : t 0C - Nhiệt dung riêng của đường 99.9% là : C = 4.18.[1 - (0.6 - 0.0018 t).] = 1,9 KJ/kgK Nước : - Khối lượng nước cho vào : 236,56 Kg - Nhiệt độ ban đầu : 800C - Nhiệt độ sau khi cho vào : t 0C - Nhiệt dung riêng của nước : C’ = 4,1923 KJ/kgK Nhiệt độ của hỗn hợp: m.c.(t – 30) = m’.c’.(80 – t) Tính được t = 500C Lượng hơi để gia nhiệt hỗn hợp lên 700C: - Khối lượng dung dịch đường cần đun nóng trong 1 ngày: m1 = 1025.09 Kg - Nhiệt dung riêng của dung dịch đường 76,85% là : C1 = 4.18.[1 - (0.6 - 0.0018 t).] = 2,6 KJ/kgK - Nhiệt độ ban đầu của dung dịch đường : t11 = 500C - Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: t12 = 700C - Khối lượng nước bay hơi trong quá trình hòa tan : mnuoc = 40.74 Kg/ngày. - Nhiệt hóa hơi của nước ở 600C là : r hh = 2356.9 KJ/ Kg.ngày - Nhiệt lượng cần cung cấp: Q1 = m1.c1.(t12 – t11) + mnuoc,1.r hh,1 = 149.324,79 KJ/ ngày - Lượng hơi 6 bar cần cung cấp: H1 = 1,05 . Q1 / (0,9r1) = 83.16 Kg/ ngày Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5% 0,9: lượng hơi ngưng 90% r1 = 2095 KJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 6 bar Lượng hơi để gia nhiệt đường nha: - Khối lượng đường nha cần đun nóng trong 1 ngày: m2 = 670.25 Kg - Nhiệt dung riêng của đường nha 80% là : C2 = 4.18.[1 - (0.6 - 0.0018 t).] = 2.4746 KJ/kgK - Nhiệt độ ban đầu của đường nha : t21 = 300C - Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: t22 = 700C - Nhiệt lượng cần cung cấp: Q2 = m2.c2.(t22 – t21) = 66.344,026 KJ/ ngày - Lượng hơi 6 bar cần cung cấp: H2 = 1,05 . Q2 / (0,9r2) = 36.95 Kg/ ngày Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5% 0,9: lượng hơi ngưng 90% r2 = 2095 KJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 6 bar Lượng hơi làm nóng thiết bị : Qtb,1 = = Trong đó : K : hệ số truyền nhiệt của thiết bị : hệ số dẫn nhiệt của thép, = 17.5 W/m.K : bề dày thiết bị, = 3 mm F : diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị, F = 2 m2 Qtb,1 = = 466.666,67 W/ngày = 1.677.271,44 KJ/ngày Htb,1 = 934 Kg/ngày 6.2.Tính hơi dùng để gia nhiệt sơ bộ : - Khối lượng siro cần đun nóng trong 1 ngày: m3 = 1653.27 kg - Nhiệt độ ban đầu của siro: t31 = 700C - Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: t32 = 1100C - Nhiệt dung riêng của siro 80% ở nhiệt độ 0C là : C3 = 4.18.[1 - (0.6 - 0.0018 t).] = 2.7153 KJ/kgK - Khối lượng nước bay hơi trong quá trình gia nhiệt : mnuoc = 40.32 Kg/ngày. - Nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là : r hh = 2260 KJ/ Kg.ngày - Nhiệt lượng cần cung cấp: Q3 = m3.c3.(t32 – t31) + mnuoc,2.r hh,2 = 270.688,16 KJ/ ngày - Lượng hơi 6 bar cần cung cấp: H3 = 1,05 . Q3 / (0,9r3) = 150.74 Kg/ ngày Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5% 0,9: lượng hơi ngưng 90% r3 = 2095 KJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 6 bar Lượng hơi để làm nóng thiết bị : - Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị gia nhiệt sơ bộ : 2 m2 - Bề dày thiết bị : 3 mm - Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt thiết bị : Qtb,2 = = Qtb,2 = = 466.666,67 W/ngày = 1.677.271,44 KJ/ngày Htb,2 = 934 Kg/ngày 6.3.Tính hơi dùng để nấu kẹo : - Khối lượng siro cần đun nóng trong 1 ngày: m4 = 1612.95 kg - Nhiệt độ ban đầu của siro: t41 = 1100C - Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: t42 = 1400C - Nhiệt dung riêng của siro 82% ở nhiệt độ 0C là : C3 = 4.18.[1 - (0.6 - 0.0018 t).] = 2.89465 kJ/kgK - Khối lượng nước bay hơi trong quá trình gia nhiệt : mnuoc,3 = 59.26 Kg/ngày. - Nhiệt hóa hơi của nước ở 1250C là : r hh,3 = 2194 KJ/ Kg.ngày - Nhiệt lượng cần cung cấp: Q4 = m4.c4.(t42 – t41) + mnuoc,3.r hh,3 = 270.079,87 KJ/ ngày - Lượng hơi 6 bar cần cung cấp: H4 = 1,05 . Q4 / (0,9r4) = 150.4 kg/ ngày Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5% 0,9: lượng hơi ngưng 90% r4 = 2095 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 6 bar Lượng hơi để làm nóng thiết bị : Htb 3 = 50x2x8 = 800 Kg/ngày 6.4.Chọn nồi hơi : - Tổng lượng hơi sử dụng trong phân xưởng trong 1 ngày: H = H1 + H2 + H3 + H4 + Htb1 + Htb2 + Htb3= 3.089,25 Kg/ ngày - Lượng hơi sử dụng trung bình trong 1 giờ: Htb = H / 16 = 193.078 Kg/h Chọn nồi hơi : LWS0.2-0.6-Y.Q - Nơi sản xuất : Jiangsu China (Mainland) - Năng suất : 200 Kg/h - Áp suất hơi nước : 6 bar - Nhiệt độ hơi : 1650C - Công suất : 144 KW - Lượng dầu diesel tiêu thụ : 14 Kg/h - Kích thước : 1260x1400x2160 mm - Khối lượng : 830 Kg CHƯƠNG 7 TÍNH ĐIỆN, NƯỚC 7.1.Tính nước : 7.1.1.Lượng nước sử dụng : Nước cho nồi hơi : N1 = 3.1 Tấn/ngày = 3.1 m3/ngày Nước để hòa siro : N2 = 237.7 Kg/ngày = 0.238 m3/ngày Nước để pha nguyên liệu phụ : N3 = 144 Kg/ngày = 0.144 m3/ngày Nước vệ sinh nhà máy, nước sinh hoạt và cho các hoạt động khác : N4 = N1 + N2 + N3 = 3.482 m3/ngày Lượng nước phân xưởng cần sử dụng trong 1 ngày : N = 6.964 m3/ngày = 7 m3/ngày 7.1.2.Chọn bể nước : Chọn bể nước có kích thước : 2x2x2 m Thể tích tối đa 8 m3 7.2.Tính điện tiêu thụ : Điện dùng trong nhà máy có 2 loại: - Điện động lực: điện vận hành thiết bị - Điện dân dụng: điện thắp sáng và sinh hoạt 7.2.1.Điện động lực : Bảng 7.3.1: Công suất điện của các thiết bị chính trong nhà máy STT Thiết bị Công suất (KW) 1 Hòa tan 6.5 2 Gia nhiệt sơ bộ 2 3 Nấu 4.55 4 Phối trộn – làm nguội 2.5 5 Quật kẹo 2.2 6 Tạo hình – làm nguội 17.5 7 Bao gói 3.7 Tổng cộng 38.95 - Tổng công suất điện của các thiết bị chính: 38.95 KW - Công suất của hệ thống cấp nước, xử lý nước thải, … lấy bằng 10% tổng công suất thiết bị chính. Þ Công suất điện động lực của nhà máy: Pđl = 1,1 . 38.95 = 42.845 KW 7.2.2. Điện dân dụng - Lấy bằng 10% điện động lực: Pdd = 0,1 . pđl = 4.285 KW 7.2.3.Chọn máy biến áp Công suất của máy biến áp: S = P / cosj = (42.845+4.285) / 0,95 = 49.61 KVA Chọn máy biến áp - Loại : SG – 60 - Hãng : Guangdong China (Mainland) - Công suất định mức: 60 KVA - Điện áp vào: 220 kV - Điện áp ra: 380V hoặc 220V CHƯƠNG 8 AN TOÀN LAO ĐỘNG Vấn đề an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy trong quá trình sản xuất là một vấn đề hết sức quan trọng của nhà máy, xí nghiệp. Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy không những đảm bảo an toàn về sức khoẻ cho người lao động mà còn ngăn ngừa được những thiệt hại lớn về tài sản cũng như tính mạng của công nhân. 8.1.Chống ồn và chống rung: Tiếng ồn và chấn động ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ của công nhân như gây mỏi mệt, mạch đập và nhịp thở tăng, huyết áp tăng, kém tập trung, ảnh hưởng đến thính giác, khả năng làm việc bị giảm sút. Khắc phục: - Thường xuyên tra dầu mở vào các máy. Phát hiện và sửa chữa kịp thời các bộ phận rơ, cũ hay bị mòn. - Giảm rung bằng cách lắp ráp chính xác các thiết bị, cách ly các móng máy với sàng, dưới bệ máy có lót các tấm đàn hồi hay bộ phận chống xóc, có thể gắn các lò so giảm rung cho thiết bị. - Sử dụng các dụng cụ bảo hộ lao động để chống ồn trong quá trình sản xuất. 8.2.An toàn về sử dụng điện: Để đảm bảo an toàn cần phải đảm bảo các nguyên tắc sau: - Công nhân phải tuyệt đối thực hiện nội quy an toàn về điện. - Các đường dây điện phải được bao bọc kỹ, không để hở bất kỳ chỗ nào. - Không đặt máy gần các bộ phận sinh nhiệt. - Bố trí đường dây xa tầm tay hay đường đi lại của công nhân trong phân xưởng, bố trí cầu dao điện hợp lý để ngắt kịp thời khi có sự cố. - Khi vận hành thao tác gần điện phải có dụng cụ cách điện. 8.3.An toàn lao động 8.3.1.Kiểm tra trước khi khởi động máy: - Tất cả các thiết bị an toàn và thiết bị bảo vệ phải được lắp đặt - Thu dọn ra khỏi nơi vận hành tất cả những vật liệu, vật dụng và các vật thể lạ khác có thể gây thương tật cho người hoặc gây hư hỏng cho máy - Tất cả các máy đang ở tình trạng hoạt động được - Tất cả các đèn báo, còi báo, áp kế, thiết bị an toàn và các thiết bị đo đều ở tình trạng tốt - Sau khi ngừng sản xuất, điện, khí, nước phải được khoá và báo cho nhân viên động lực biết 8.3.2.Những quy định an toàn chung khi vận hành sản xuất: - Chỉ có những người đã được huấn luyện mới được vận hành hệ thống - Luôn luôn trang bị đầy đủ đồ dùng bảo hộ lao động như giày, mũ, quần áo, găng tay, và các trang thiết bị khác - Không được tháo các nhãn, dấu hiệu cảnh báo trên các máy, thay thế chúng khi bị rách hoặc không nhìn thấy rõ - Không được vận hành máy vượt giới hạn cho phép: tốc độ, áp suất, nhiệt độ, … - Không được rời máy khi máy đang hoạt động - Không được đưa bất kì phần nào của cơ thể vào máy đang chạy, không được chạm vào bể mặt của thiệt bị đang nóng - Không cho phép hàn trên thiết bị khi đang hoạt động - Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động và thực hiện các quy định an toàn khi pha trộn hoá chất tẩy rửa - Không được sử dụng các dung môi độc hại, hoá chất dễ cháy để vệ sinh máy Khi vệ sinh bằng vòi nước phải tắt khí nén và điện, che chắn tủ điện và các thiết bị điện, các thiết bị ở tình trạng quá nóng - Khi sử dụng nước nóng phải mở van nước nguôi trước, mở van hơi sau. Khi tắt nước nóng thì theo trình tự ngược lại 8.3.3.Những quy định an toàn trong khu vực sản xuất: - Nhà xưởng, kho tàng, nơi làm việc, thiết bị máy móc thuộc phạm vi của các tổ chức quản lý, tổ trưởng phải phân công người trực nhật, sắp xếp, nhắc nhở, giữ gìn gọn gàng - Nghiêm chỉnh chấp hành các quy định về công nghệ, về kỹ thuật và an toàn lao động trong sản xuất và công tác. Không được sử dụng và điều khiển thiết bị nếu chưa được huấn luyện hướng dẫn về an toàn. - Nghiêm cấm đun nấu bằng củi lửa, bếp điện, điện trở ngoài các nơi nhà máy quy định - Không được ném bừa bãi giấy rác, tàn thuốc, phế liệu, phương tiện bảo hộ lao động - Tuyệt đối không hút thuốc trong kho và những nơi có nguy cơ cháy nổ - Không được lấy phương tiện phòng cháy chữa cháy làm việc khác - Sử dụng đầy đủ và hợp lý tất cả các phương tiện bảo hộ lao động đã được cấp - Phải bố trí người dọn dẹp sạch sẽ gọn gàng nơi làm việc, giữ gìn vệ sinh chung, bảo quản tốt các phương tiện phục vụ do nhà máy trang bị - Không rời bỏ vị trí làm việc trước khi hết giờ làm việc, khi đi ăn phải cử người trực máy và không đến các nơi không thuộc nhiệm vụ của mình. - Các quản đốc, tổ trưởng, nhân viên trong nhà máy … phải nghiêm chỉnh chấp hành các điều trên 8.4.Phòng cháy chữa cháy : - Việc bảo vệ phòng cháy chữa cháy là nghĩa vụ của mỗi công dân - Mỗi công dân phải tích cực đề phòng để cháy không xảy ra; đồng thời chuẩn bị sẵn sàng về lực lượng phương tiện để khi cần chữa cháy kịp thời và có hiệu quả. - Phải thận trọng trong việc sử dụng lửa, các nguồn nhiệt, hoá chất và các chất dễ cháy nổ, chất độc hại, phóng xạ. Triệt để tuân theo các quy định về phòng cháy chữa cháy - Cấm câu mắc, sử dụng điện tuỳ tiện, sau giờ làm việc phải kiểm tra lại các thiết bị tiêu thụ điện. Chú ý đèn, quạt, bếp điện trước lúc ra về. Không để hàng hoá vật tư áp sát vào hông đèn, dây điện. Phải tuân thủ nghiệm ngặt quy định về kỹ thuật an toàn trong sử dụng điện - Vật tư hàng hoá phải xếp gọn gàng, đảm bảo khoảng cách an toàn phòng cháy chữa cháy, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra, bảo vệ và cứu nguy khi cần thiết. Không dùng khóa mở nắp phuy xăng và các dung môi dễ cháy bằng sắt thép - Khi giao nhận hàng, xe không được nổ máy trong kho hoặc nơi chứa nhiệu chất dễ cháy, khi đậu phải hướng đầu xe ra ngoài. - Trên các lối đi lại, nhất là các lối thoát hiểm, không để các chướng ngại vật - Đơn vị và cá nhân có thành tích phòng cháy chữa cháy sẽ được khen thưởng, người nào vi phạm các quy định trên thì tùy trách nhiệm nặng nhẹ mà xử lý từ thi hành kỷ luật hành chính đến truy tố theo pháp luật hiện hành. KẾT LUẬN Như đã trình bày ở phần mở đầu. Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất kẹo mềm là một bản thiết kế phù hợp với điều kiện thực tế hiện nay ở nước ta, với các thuận lợi như sau : nguồn nguyên liệu sẵn có, thị trường tiêu thụ rộng lớn, vốn đầu tư ban đầu là không quá lớn, đạt hiệu quả kinh tế cao. Qua quá trình tính toán và thực hiện đồ án, ta rút ra đuợc một số mấu chốt sau: Năng suất 2208 Kg tổng nguyên liệu/ ngày. Sản phẩm: 2000 Kg/ngày Số công nhân sản xuất: 10 người/ca Dây truyền thiết bị ở đây chủ yếu là mua của hãng Shanghai China (Mainland).. Vốn đầu tư ban không cao và khả năng tự bảo trì sửa chữa dễ dàng. Với cách bố trí các thiết bị chính trong phân xưởng hợp lý và quan tâm đến vấn đề an toàn lao động do đó đồ án này có tính khả thi rất cao và đem lại lợi nhuân kinh tế, mang tính cạnh tranh. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Fracis Joseph David Bealin-Kelly, Bernhard Hanke, Paul Nienaber (2001), Center filled confectionery, U.S Patent, US 006280762B1 [2]. Gerald B.Cotten, Donald Mihalich (2005), Confection center fill apparatus and method, U.S Patent Application Publication, US 20050260317A1. [3]. Paul A.Cimiluca (1983), Candy base and liquid center hard candy made therefrom, U.S Patent, 4,372,942. [4]. Paul A.Cimiluca (1979), Sorbitol and mannitol in confections, The manufacturing confectioner, 23 – 28. [5]. Robert R.Frey (1967), Hard candy from high maltose corn syrup, U.S Patent, 3,332,783. [6]. Hồ Hữu Long, Kĩ thuật sản xuất kẹo, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [7]. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TPHCM [7]. Trang wed thiết bị sản xuất kẹo: www.Alibaba.com PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 : Lịch làm việc của thiết bị trong ca 1 Bảng 1.1.Lịch làm việc của thiết bị hòa siro Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 3 Mẻ 4 Thời gian 6h30 – 6h40 6h50 – 7h 11h30 – 11h40 11h50 – 12h Bảng 1.2.Lịch làm việc của thiết bị gia nhiệt sơ bộ Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 3 Mẻ 4 Thời gian 6h40 – 6h50 7h – 7h10 11h40 – 11h50 12h – 12h10 Lịch làm việc của thiết bị nấu kẹo : nhập liệu liên tục nhưng thu sản phẩm theo mẻ Làm việc liên tục : ca 1 từ 7h30 – 11h30, ca 2 từ 12h30 – 16h30, 30 phút ra 1 mẻ Bảng 1.3.Lịch làm việc của thiết bị phối trộn-làm nguội Ca 1 Ca 2 Mẻ 1 8h – 8h20 13h – 13h20 Mẻ 2 8h30 – 8h50 13h30 – 13h50 Mẻ 3 9h – 9h20 14h – 14h20 Mẻ 4 9h30 – 9h50 14h30 – 14h50 Mẻ 5 10h – 10h20 15h – 15h20 Mẻ 6 10h30 – 10h50 15h30 – 15h50 Mẻ 7 11h – 11h20 16h – 16h20 Mẻ 8 11h30 – 11h50 16h30 – 16h50 Bảng 1.4.Lịch làm việc của thiết bị quật kẹo Thời gian Ca 1 Ca 2 8h20 – 8h25 8h20 – 8h25 13h20 – 13h25 8h50 – 8h55 8h50 – 8h55 13h50 – 13h55 9h20 – 9h25 9h20 – 9h25 14h20 – 14h25 9h50 – 9h55 9h50 – 9h55 14h50 – 14h55 10h20 – 10h25 10h20 – 10h25 15h20 – 15h25 10h50 – 10h55 10h50 – 10h55 15h50 – 15h55 11h20 – 11h25 11h20 – 11h25 16h20 – 16h25 11h50 – 11h55 11h50 – 11h55 16h50 – 16h55 Lịch làm việc của thiết bị tạo hình : nhập liệu theo mẻ, sản phẩm ra liên tục Lịch làm việc của thiết bị bao gói : liên tục từ 9h – 22h PHỤ LỤC 2 : HÌNH ẢNH CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 2.1.THIẾT BỊ HÒA SIRO : YX400 của hãng Shanghai China (Mainland). 2.2.THIẾT BỊ NẤU KẸO : AZ200 của hãng Shanghai China (Mainland) 2.3.THIẾT BỊ PHỐI TRỘN : YJB300 của hãng Shanghai China (Mainland) 2.4.THIẾT BỊ QUẬT KẸO : DK-45 của hãng Shanghai China (Mainland) 2.5.THIẾT BỊ LĂN - VUỐT – DẬP – LÀM NGUỘI : KQ/CD400 của hãng Shanghai China (Mainland) 2.6.THIẾT BỊ BAO GÓI : DZB-898C của hãng Zhejiang China (Mainland)