TIỂU LUẬN: Kỹ thuật sản xuất cà phê sữa hòa tan

Chia sẻ: Paradise_12 Paradise_12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

272
lượt xem 104
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cà phê hòa tan là một loại cà phê không có cặn và sử dụng đơn giản thích hợp với mọi điều kiện. Hiện nay kỹ nghệ sản xuất cà phê hòa tan trên thế giới đã đạt trình độ cao. Phương pháp sản xuất cà phê hòa tan không phức tạp lắm, nhưng để đạt được sản phẩm bột cuối cùng có chất lượng cao thì có nhiều cách và khác nhau trong vài chi tiết, và đó cũng chính là những yếu tố thành công. Cà phê hòa tan là một sản phẩm cao cấp, nhiều người và...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TIỂU LUẬN: Kỹ thuật sản xuất cà phê sữa hòa tan

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TIỂU LUẬN Kỹ thuật sản xuất cà phê sữa hòa tan 1
I/Giới thiệu: Cà phê hòa tan là một loại cà phê không có cặn và sử dụng đ ơn giản thích hợp với mọ i điều kiện. Hiện nay k ỹ nghệ sản xuất cà phê hòa tan trên thế giới đã đ ạt trình đ ộ cao. Phương pháp sản xuất cà phê hòa tan không phức tạp lắm, nhưng để đ ạt được sản phẩm bộ t cuố i cùng có chất lượ ng cao thì có nhiều cách và khác nhau trong vài chi tiết, và đó cũng chính là những yếu tố thành công. Cà phê hòa tan là một sản phẩm cao cấp, nhiều người và nhiều nu ớc trên thế giới ưa chu ộng vì dùng đ ơn giản, thuận tiện. Nhiều nước không có cà phê, nhưng lại có những xưởng chế b iến cà phê rất tối tân, hiện đại. Cho nên, khi xuất cà phê đi các nước cần có những chuyên gia thử nếm có kinh nghiệm pha trộ n các lo ại bộ t khác nhau đ ể đạt đ ược loại chất lượng hợp lí. II/Kỹ thuật sản xuất cà phê sữa hòa tan: 1)Sơ đồ: 2)Nguyên liệu: cà phê, sữa 2.1) Cà phê: Cà phê được biết đến khoảng gần 300 năm và có giá trị kinh tế rất cao. Hạt cà phê: lấy từ giố ng cây cà phê (coffea), có 40 giố ng cây, nổi tiếng là: -Arabica (cà phê chè) -Canephora (Robusta) (cà phê vối) -Arabusta -Chari (cà phê mít) Trong chế biến, người ta chỉ lấ y hạt cà phê chín. Các chất dinh dưỡng chứa trong hạt cà phê không cao, tuy nhiên các sinh tố, đặc biệt là các vitamin B, có hàm lượng khá cao.Hoạt chất chủ yếu trong hạt cà phê là 0,8-3%, có tác dụ ng kích thích thần kinh, tăng cường khả năng làm việc, thúc đẩy ho ạt độ ng của hệ tuần hoàn, tăng cường phản ứng của cơ bắp,… Tuy nhiên, nếu uống nhiều sẽ sinh ra táo bón, đôi khi còn làm rố i loạn thần kinh. 2.1.1) Đặc tính thực vậ t: Sau đây chúng ta cùng xem xét tính chất củ a mộ t số loại cà phê được trồ ng tại Việt Nam:  Giống Arabica: tại Việt Nam còn đ ược gọi là cà phê chè. Đây là loại đ ược trồ ng nhiều nhất trên thế giới. Được phát hiện đầu tiên tại vùng Đông châu Phi. Arabica cao từ 3 -5m trong đ iều kiện thu ận lợi có thể cao đ ến 7m. Có mộ t thân hoặc nhiều thân. Lá hình trứng ho ặc hình lưỡi mác. Đời số ng có thể kéo dài 30-40 năm. Tuy nhiên đ ể kinh tế, người ta thườ ng trồng khoảng 12-14 năm, sau đó phá b ỏ, trồng lại. Arabica là loại tự thụ phấn, chính vì vậ y ít b ị b iến đổi, giữ đ ược độ thu ần chủ ng của cà phê. Tất nhiên là vẫn gặp hiện tượng độ t biến. Quả thường hình trứng, sau 4-5 tháng thì nhân hình thành, lúc đầu mềm, sau cứng dần. Vỏ quả đầu tiên có màu xanh đ ậm, sau xanh nhạt và cuố i cùng là màu vàng hoặc đỏ . Từ khi thụ phấn đến khi quả chín kéo dài khoảng 6 -8 tháng. Khi vỏ quả có màu đạt hơn 2/3 màu vàng ho ặc đỏ là cần thu hoạch, do qu ả chín quá dễ b ị rụ ng . Thường chín rộ vào tháng 12 và tháng 1. Ở Tây Nguyên, chín sớm hơn khoảng 2 -3 tháng so với miền Bắc. Trong qu ả thường có hai nhân, một số ít có 3 nhân. Ngoài nhân là vỏ lụ a màu bạc. Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt. Thông thường từ 5-7 kg quả thu ho ạch được 1kg nhân, hạt có màu xám xanh, xanh lục, xanh nhạt. Lượng cafein có khoảng 1 -3%.  Giống Robusta: tại Việt Nam còn đu ợc gọi là cà phê vối.Có ngu ồn gốc ở khu vực sông Côngô, miền núi thấp xích đ ạo và nhiệt đới Tây châu Phi. Robusta cao 5-7m. Qu ả hình trứng ho ặc tròn. Quả chín có màu đỏ thẫm. Vỏ quả cứng và dai hơn Arabica. Qua chín từ tháng 2 -4 ở miền Bắc, và từ tháng 12- tháng 2 ở Tây Nguyên. Nhân hình hơi tròn, to ngang, vỏ lụ a màu ánh nâu bạc. Nhân có màu xám xanh, xanh bạc, vàng mỡ gà,v.v… Lượng cafein có kho ảng 1,5-3%.  Giống Chari: tại Việt Nam được gọi là cà phê mít. Có nguồn gốc ở Ubangui Chari gần hoang mạc Sahara. Cà phê mít cao 6 -15m, lá hình trứng. Quả hình trứng, hơi lồi và to. Thường chín vào tháng 5 -tháng 7. 2 .1.2) Thành phần hóa học của cà phê: 2
Quả cà phê gồ m những phần sau: -Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ khi chín. Vỏ quả của cà phê chè mểm hơn cà phê vối và cà phê mít. -Lớp vỏ thịt: còn gọ i là trung bì. Vỏ thịt của cà phê chè mềm và ngọt hơn so với cà phê vối và cà phê mít, do đó dễ xay xát hơ n. -Vỏ trấu: nội bì. Vỏ trấu của cà phê chè mỏ ng và d ễ đập hơn. -Vỏ lụa: nằm sát nhân, mềm, mỏng, có màu sắc và đ ặc tính khác nhau tùy vào loại cà phê. Vỏ lụa của cà phê chè màu tráng b ạc, dễ tách khỏ i nhân. Vỏ lụa của cà phê vố i và cà phê mít khó tách ra khỏi nhân. -Nhân cà phê: ngoài cùng chứ a những tế b ào nhỏ , trong chứ a chất dẻo, và có những tế bào lớn hơn, mềm hơn. 2.1.3) Các quá trình chuyển hóa trong lên men cà phê: -Nhờ có các hệ enzym: enzym trong hạt cà phê, enzym của vi sinh vật tự nhiên trên bề mặt hạt cà phê giúp cho có sự thay đ ổi sâu sắc về: tính chất vật lý, tính chất hóa học củ a hạt cà phê. -Thời gian lên men: 20-100h. -Thời gian lên men dài hay ngắn phụ thuộc vào: + Nhiệt độ lên men + Độ chín củ a hạt cà phê + Giá trị p H khối hạt lên men Kết qu ả thí nghiệm cũng như trong thực tế sản xuất cho thấy: - Lên men hiếu khí nhanh và tố t hơn lên men yếm khí - Trong quá trình lên men có bổ sung Ca nhằm tăng ho ạt lực enzym giúp cho quá trình lên men nhanh hơn - Hiện nay người ta sử dụ ng các enzym được sản xuất công nghiệp để lên men cà phê như: benefax, Pectozyme, Cofepec, chất lượng cà phê sau khi lên men rất tốt. - Các chế p hẩm này đều chứa enzym : Pectinaza, hemicellulaza, Cellulaza. - Trong quá trình lên men, thành phần hóa học của cà phê được thay đổ i khá sâu sắc. - Theo Menchu và Rolza (1973) sản phẩm tạo thành sau quá trình lên men là: các acid hữu cơ, etanol. Các vi sinh vật trong lên men cà phê: Có nhiều loài vi sinh vật tham gia quá trình lên men, trong đó có 6 loài thường gặp: +Các loài vi khu ẩn lactic : Leuconostoc, Lactobacillus +Các loài cầu khu ẩn thuộ c : Aerobacter, Escherichia +Các loài Bacillus chứa nhiều pectinaza +Các loài nấm men +Các loài nấm sợi như : Aspergillus, Fusarium, Penicilium +Các loài thuộ c Erwinia Trong quá trình lên men, lượng enzym pectinaza đ ược tổ ng hợp khá nhiều, các enzym này tham gia phản ứng : Pectin + H2O= acid pectic + CH3OH Enzym pectinaza được tạo thành nhờ vi khuẩn, mốc. Mất ho ạt tính ở t =950C, thời gian lên men =20 phút. 2.1.4) Chế biến: -Chế biến khô: dùng cả q uả già và quả gần chín, chất lượng giảm. -Chế biến ướt: có hương vị ngon. Phương pháp ướt: + Qu ả vừa chín (không xát tươi kịp trải ở nơi râm, dày 10-15cm, không đ ược đ ể quá 24h) + Xát tươi (bằng tay, hoặc bằng đ iện) đ ể loại bỏ lớp vỏ thịt quả. + Dùng nước sạch đ ãi lấ y hạt, rửa sạch, rửa sạch nhớt nhận đ ược cà phê thóc. + Cho vào thùng gỗ (không đ ược dùng thùng kim loại) + Phủ b ao tải sạch lên trên đ ể lêm men khô 3
+ Buổ i sáng rửa sạch bằng nước, sau ủ tiếp đến ngày hôm sau + làm vậy trong 2 ngày. Khi mặt hạt thấy nhám là được (quá trình lên men lúc này đã kết thúc) + Rửa sạch. Ngâm nước trong 10-12h + Phơi trên nền xi măng, gạch (không phơi trên nền đ ất). Mỗ i giờ cào 1 lần. + Loại bỏ hạt xấu và các tạp chất khác đ i + Thu hoạch sản phẩm: với hạt có độ ẩm =12-18% sẽ là hạt thương phẩm. Còn để giữ giống sẽ đ ể độ ẩm là 18-20% Phương pháp khô: + Thường áp dụ ng vào cuối vụ , thu hoạch đ ợt cuối cùng. + Cà phê thu ho ạch xong, đ em phơi nằng cho khô phần thịt quả. Khi phơi chú ý trải mỏng trên nền khô, cứng hoặc nong nia và tránh đ ể mưa, sương đêm làm ướt. + Cho vào máy xát loại thịt quả, sau đó đ em sấy cà phê + Cho vào máy xát loại phần vỏ cứng của nhân Rang cà phê: có nhiều phương thức rang cà phê khác nhau như: + Kiểu Ý: rang gần thành than + Rang qu ế: rang cho tới khi cà phê có màu quế + Kiểu Pháp: rang cho tới khi chất d ầu tự nhiên có trong cà phê nổi lên trên bề mặt hạt Trộn cà phê: Tỷ lệ pha trộn: + Cà phê chè để tạo mùi thơm 25% + Cà phê mít tạo vị ngon 25% + Cà phê vố i giá rẻ 50% (Mộ t số nhà máy cho mộ t ít rượu mạnh vào khâu rang cà phê ho ặc khâu trộn cà phê để tạo vị đặc trưng cho cà phê). -Sử dụ ng chất độn: ngô, lạc, nhân hạt đ iều, hạt keo giậu, đ ậu nành. Với mụ c đích giảm chi phí và tăng độ dinh dưỡng. 2.2) Sữa: 2.2.1) Giá trị dinh dưỡng của sữa: Sữa là mộ t trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh d ưỡng cần thiết và dễ đ ược cơ thể hấp thụ . Ngoài các thành phần chính là protein, lactoza, lip it, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzym, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế. Protein củ a sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hòa các acid amin cần thiết. Hàng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100g protein của sữa đ ã có thể thỏ a mãn hoàn toàn nhu cầu về acid amin. Cơ thể người sử d ụng protein sữa đ ể tạo thành hemoglobin dễ d àng hơn b ất cứ p rotein của thực phẩm nào khác. Độ tiêu hóa của protein sữa 96-98%. Lipid củ a sữa giữ vai trò quan trọ ng trong dinh dưỡng. Khác với các lo ại mỡ động vật và thực vật khác, mỡ sữa chứa nhiều nhóm acid béo khác nhau, chứa nhiều vitamin và có độ tiêu hóa cao do có nhiệt độ nóng chả y thấp và chất béo ở d ưới dạng các cầu mỡ có kích thước nhỏ. Giá trị d inh d ưỡng củ a đường sữ a (lactoza) không thua kém sacharoza. Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao, giúp cho quá trình tạo thành xương, các ho ạt độ ng của não. Hai nguyên tố này ở d ạng dễ hấp thụ, đồng thời lại ở tỷ lệ rất hài hòa. Cơ thể có thể hấp thụ được hoàn toàn. Đố i với trẻ em, can xi củ a sữa là nguồ n canxi không thể thay thế. Sữa là nguồn cung cấp tất cả các vitamin. Sữa không nhữ ng bổ mà còn có tác dụ ng chữa b ệnh, giải độ c. Trong số các thức ăn tự nhiên của con người, không có sản phẩm nào mà hỗn hợp các chứa cần thiết lại được phố i hợp mộ t cách có hiệu qu ả như sữa. 4
2 .2.2) Tính chấ t hóa học của sữa: 2.2.2.1) Độ acid chung: người ta thường biểu thị đ ộ acid chung bằng độ Thorner (0T). Nó cho ta biết lượng mililit NaOH 0,1N đ ã dùng đ ể trung hòa acid tự do có trong 100ml sữa. Độ acid chung phụ thuộc vào các thành phần củ a sữa mà chủ yếu là các múôi acid củ a acid phosphoricvà limonic, các protein (casein, albumin, globulin) và CO2 tồ n tại dười dạng hòa tan trong sữa. Giá trị trung bình độ acid củ a sữa bò là 16-18 0T. Đối với sữa đ ầu, độ acid có thể rất cao do có hàm lượng protein và muố i cao. Theo kết quả nghiên cứu của 2 .2.2.2) Độ acid hoạ t độ ng: biểu thị tính ho ạt độ ng của các ion H . Giá trị pH=6,5 -6,8. Trung bình là 6,6. Độ ph của sữa không đ ặc trưng cho đô tươi củ a sữa. Nó biến đổ i rất chậm so với đ ộ acid chung. . Theo kết qu ả nghiên cứu củ a Inikhov: 49,5 0T Ngày thứ 1 sau khi đ ẻ, sữa có độ axit 40,5 0T 2 29,8 0T 3 28,7 0T 4 26,7 0T 5 25,6 0T 6 21,8 0T 11 2 .2.2.3) Tính chấ t oxy hóa -khử của sữa: Sữa là mộ t chất lỏng phức tạp mà trong đó ngoài các tàhnh phần chính protein, lipid, và lactoza còn chứa hàng loạt các hợp chất khác rất d ễ bị oxy hóa, b ị khử (vitaminC, vitamin E, B2, enzim, chất màu,…) Khả năng oxy hóa-khử củ a du ng dịch được đ ặc trưng bằng thế o xy hóa-khử, ký hiệu là Eh, tính bằng milivôn hoặc vôn. Đối với sữa bình thường, Eh=0,2-0,3V (200-300 mV). Khả năng oxy hóa-khử p hụ thuộ c vào nồ ng độ ion hydro, do đó còn có thể b iểu thị b ằng rH2: Như vậ y, thế oxy hóa-khử Eh hoặc rH2 cho phép đánh giá các quá trình năng lượng xả y ra trong sữa. Xanh metylencó thể bị mất màu khi cho vào sữa (trong một số trường hợp). Điều đó chứng tỏ trong sữa có chất d ễ oxy hóa. Nếu cho formaldehyt vào sữa bị oxy hóa chứ ng tỏ trong sữa có chất khử. 2.2.2.4) Tính chất keo của sữa: Sữa là mộ t dung d ịch keo có 3 pha tồn tại đồng thời: - Dung d ịch thực - Dung d ịch huyền phù - Dung d ịch nhũ tương 2.2.2.5) Dung dịch thực: Thành phần gồm nước và các chất hòa tan như lactoza, muối khoáng, các vitamin hòa tan trong nước. 2.2.2.6) Dung dịch huyền phù: Chủ yếu là protein và các chất liên kết như lipoprotein. Các protein trong sữa ở dạng phân tử lớn có kích thước từ 15-200nm (albumin 15-50nm, globulin 25-50nm, casein 40-200nm). Do kích thước phân tử protein lớn tạo thành dung d ịch keo. Trên b ề mặt các phân tử protein có chứa các nhóm chức háo nước –NH2, -COOH, -CO, -NHv.v… nên rất d ễ dàng hút nước. Khi các nhóm này phân li sẽ tạo thành các đ iện tích (+) và (-) với số lượng xác đ ịnh. Hai yếu tố này (háo nước và có đ iện tích) thường quyết đ ịnh sự bền vững củ a protein ở d ạng keo. Khi 5
hai yếu tố này bị phá hủ y sẽ dẫn tới sự đông tụ củ a protein và do đó của sữa. Thường yếu tố háo nước có ý nghĩa quan trọng hơn đối với độ b ền của protein sữa. Điều này giải thích vì sao albumin và globulin trong môi trường acid bền hơn casein. Do có độ háo nước cao nên chúng không bị đông tụ ngay cả ở điểm đẳng đ iện. 2.2.2.7) Dung dịch nhũ tương: Chủ yếu là chất béo ở d ưới d ạng các cầu mỡ. Kích thước và số lượng các cầu mỡ không ổn đ ịnh và phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà chủ yếu là khẩu phần thứ c ăn, giống, điều kiện sống, thời kỳ có thai. Kích thước các cầu mỡ có ý nghĩa quan trọ ng, nó xác định sự biến đ ổi chất b éo vào sản phẩm trong hàng loạt các quá trình công nghệ (li tâm, đồng hóa, quá trình sản xuất phomat, bơ). Số lượng trung bình trong 1ml sữa có khoảng 3000 -4000 triệu cầu mỡ với đ ường kính trung bình 3  m (giới hạn dao độ ng 0,3-10  m). Nhũ tương chất béo củ a sữa khá bền vữ ng. Đun sữa đ ến nhiệt độ cao (thanh trùng, tiệt trùng), làm lạnh tới nhiệt độ thấp, tác độ ng cơ học đ ặc biệt (khi sản xu ất bơ) ho ặc do ảnh hưởng của hóa chất (acid, kiềm). Theo ý kiến của nhiều nhà nghiên cứu thì trên b ề mặt củ a các cầu mỡ đ ược bao b ằng một lớp lipoprotein. Do đó các cầu mỡ không bị phá hủ y khi có tác động cơ họ c mạnh. 2.2.3) Một số vấn đề thường gặp ở sữa tươi nguyên liệu: 2.2.3.1) Sữa từ những con bò bị bệnh: @ Bệnh lao: bầu vú của những con bò cái bị b ệnh lao có chứa các vi khuẩn lao M ycobecterium tubeculois. Việc lây truy6èn bệnh qua sữa sẽ gây nguy hiểm cho người sử dụng loại sữa này. Vi khuẩn lao trong sữa cũng có thể có nguồ n gố c từ p hân bò bị bệnh lao đường ruột ho ặc từ d ịch co bò bị bệnh lao phổi. Sữa cũng có thể b ị nmhiễm vi khuẩn lao do người vắt sữa b ị b ệnh. Vi khu ẩn lao tồn tại kéo d ài trong sữa thậm chí cả sau khi lên men. @ Bệnh sẩ y thai truyền nhiễm: Những con bò mắc bệnh sẩ y thai truyền nhiễm âm tính, tiềm ẩn có thể thải vi khu ẩn qua sữa. Việc bài thải vi khu ẩn qua sữa có thể kéo dài 7-8 năm. Lượng vi khu ẩn thải ra lớn nhất ở những ngày đầu tiên sau khi đ ẻ ho ặc sẩy thai. Vi khuẩn Brucella abortus kém bền nhiệt. Gia nhiệt ở 60 0C trong 30 phút làm mất độc tính của vi khu ẩn này. Trong sữa chưa thanh trùng, vi khuẩn có thể số ng 7 -9 ngày, trong sữa chua là 9 ngày và trong bơ là 50 ngày. @ Bệnh than: vi khuẩnm b ệnh than Bacillus anthracis nhiễm vào sữa thì người tiêu thụ sữa này có thể b ị b ệnh than thể ruột. Sữa b ị nhiễm vi khu ẩn bệnh này phải b ỏ đi. @ Bệnh viêm vú do tụ cầu khu ẩn và liên cầu khuẩn: Trong các độ c tố tụ cầu khuẩn thì độ c tố enterotoxin đáng chú ý nhất, vì lo ại độ c tố này bền với nhiệt đ ộ. Qua xử lý ở 1000C trong 30 p hút, nó vẫn có thể gây độc cho người sử dụng lo ại sữa này. @ Bệnh thương hàn: vi khuẩn Salmonella có thể nhiễm vào sữa từ con bò đang b ị b ệnh ho ặc đ ang mang mầm b ệnh. Trong sữa bò, Salmonella có thể số ng sót tới 60 ngày. Biện pháp thanh trùng có thể tiêu diệt vi khuẩn này. @ Bệnh tụ huyết trùng: vi khuẩn Pasteurella multocida thải vào sữa khi bò bị bệnh tụ huyết trùng ở thể cấp tính. Đến nay chưa phát hiện ra trường hợp người b ị bệnh do tiêu thụ loại sữa này, như ng nó vẫn đ ược xem là nguồ n gây b ệnh. Biện pháp cần thiết là phải tiêm phòng đ ầy đ ủ, đúng cách và đủ liều cho bò. Khi bò b ị ố m p hải đ ược điều trị triệt để. Trong su ốt thời gian bò b ị b ệnh, không được dùng sữa này cho sản xuất hàng hóa. 2.2.3.2) Sữa có mùi vị không tự nhiên (mùi vị lạ): Nguyên nhân có thể do thức ăn, mùi cỏ, mùi của hóa chất b ảo vệ thực vật, thuốc tẩy rửa, thuố c sát khuẩn… 6
Khi sữa b ị nhiễm vi khuẩn đường ruột và vi khuẩn gây bệnh hu ỳnh quang từ rơm cỏ có thể làm cho sữa có mùi lạ. Nấm men và trực khuẩn đường ru ột có thể làm cho sữa b ị sủi bọ t. 2.3) Phương pháp: 2 .3.1) Các bước chế biến cà phê hòa tan: Chọn cà phê nhân sống: Có những lo ại cà phê khi uố ng bình thường bằng pha phin thì ngon, nhưng mang chế biến cà phê hòa tan thì lại nhạt nhẽo. Cho nên việc lựa chọ n loại cà phê thích hợp để p ha trộ n, kỹ thuật rang tốt cho ta bột tố t. Đó là một bước quan trọng. Mỗ i cơ sở sản xuất cần xác đ ịnh một thị tường phù hợp với thiết bị củ a mình và chọn nguyên liệu cho thích hợp. Thông thường thì dùng lo ại Robusta chế b iến cà phê hòa tan sẽ có chất lượng đạt tiêu chu ẩn hơn. Rang cà phê: Rang quyết đ ịnh chất lượng củ a cà phê hòa tan. Rang hơi cháy thì tỷ lệ thành phẩm tăng như ng hương vị b ị giảm. Thường rang ở 180 0C và tăng dần nhiệt độ lên 200-210 0C. Tuy nhiên, nếu rang nhiệt đ ộ cao quá thì mùi thơm b ị tổn thất nhiều. Trong quá trình rang, màu sắc biến đổ i như sau: -Màu nhạt -Màu quế -Nâu trung bình -Nâu hơi đ ậm -Nâu cánh gián -Nâu đ ậm đ ến mức dầu ra mặt ngoài -Đen thành than Tu ỳ theo sở thích của người uống mà rang. Nếu rang nhạt thì nước ít thơm, nước nhạt, uống sẽ hăng mùi gỗ .Nếu rang cháy thì cà phê sẽ b ị đắng, có mùi khét nhưng nước đậm hơn. + Xử lý trước khi rang:là giai đoạn làm sạch bụ i đá, tạp chất. Có thể dùng các loại sàng rung động, sàng hút… Sau đó, có thể dùng thiết bị trộn để cho khố i hạt đều trước khi đưa vào rang. + Rang: quá trình rang là quan trọ ng bậc nhất, vì rang là làm cho hương thơm hình thành. Tùy theo từng cỡ hạt, từng lo ại thiết bị mà có chế độ rang thích hợp khác nhau. + Thiết bị rang:ngườ i ta tiến hành rang trong nhiều loại thiết b ị có mức độ cơ giới khác nhau, và dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau. Người ta có thể rang trong thiết b ị thùng đứng có trụ c khuấ y ho ặc tay đảo. Thiết bị còn có ố ng lấ y mẫu và cửa quan sát. Cà phê sau khi rang ua hệ thố ng làm nguộ i b ằng thùng hoặc bằng bao tải rải đ ều cà phê cho chóng ngu ội. Có thể đốt bằng than, d ầu hoặc hơi nóng ở vỏ nồi ho ặc trục nồ i. Ngoài ra còn có những thiết bị rang hiện đ ại, tư động hóa d ưới một áp suất lớn, cho ta sản phẩm sau rang rất đều và hao hụt về hương thơm coi như được khố ng chế tố t. Xay cà phê:Độ mịn rất cần thiết cho các lo ại malt trích ly, ảnh hưởng đ ến hiệu suất trích ly. Trích ly:Mục đích là để đạt hiệu su ất cao, và giữ được hương vị tốt, tố i đ a củ a cà phê rang. Hòa tan cà phê rang bằng nước nóng ở 90 0C . Trích ly để làm giàu thêm chất hòa tan khi cà phê đi qua các tháp. Thường thì trích ly trong 5-6 tháp nối tiếp nhau bằng các ố ng d ẫn. Tính toán và thao tác thế nào đ ể cà phê có mộ t độ d ày nhất đ ịnh trong các tháp, và b ề mặt tiếp xúc với nước được tố i đ a. Đối với quá trình trích ly, việc thao tác rất quan trọng như: đóng mở các van cho nước vào, hơi vào, bộ t vào, dung dịch ra… đều phải làm thành thạo và có kỹ thuật. Đây là bước cần thiết để đ ạt hiệu suất cao. Muố n vậ y cần đạt mấy yêu cầu sau đây: *Gia nhiệt: nhiệt độ cao ở nhữ ng tháp chứa cà phê có ít chất hòa tan, nhiệt độ thấp ở những tháp có chứa cà phê có nhiều chất hòa tan. 7
*Gia áp lực: cách này có ảnh hưởng đ ấn nhiệt đ ộ, tăng cường biến đổ i các tính chất hóa lý của cá phê hòa tan (Ví dụ: b ắt đầu có hiện tượng thủ y phân cà phê đã rang rồi ở nhiệt độ, áp lực cao lúc áp suất cao). Tuy nhiên, còn có ưu đ iểm là tiệt trùng được dung d ịch hòa tan. Người ta có thể trích ly gián đ oạn ho ặc trích ly liên tục. Hầu hết các nhà máy hiện nay đều dùng phương pháp trích ly liên tục, vì hiệu su ất làm việc tố t, trích ly được sâu khô. Ngoài ra, người ta có thể dùng phương pháp trích ly bằng siêu âm. Phương pháp này có thể lấy hết toàn bộ chấ hòa tan trong b ột cà phê một cách liên tụ c, nhanh với nước lạnh. Ưu việt nữa là giữ đ ược chất bố c hơi đạt đ ược hương vị tố t nhất. Tuy nhiên, phương pháp này khá phức tạp, phải thủ y phân b ột cà phê, rồ i tung hòa cộng với việc hóa nghiệm xác đ ịnh chất lượng củ a dung dịch hòa tan rất phức tạp. Lắng trong dung dịch: p hương pháp ly tâm thì tốt nhưng thiết bị tối tân, giá thành đắt. Cho nên, người ta thườ ng dùng lọ c khung b ản (ép). Cô đặc: trước khi làm khô triệt đ ể thì ước phụ trước là cần cô đặc để tăng thêm nồ ng độ chất tan trong dung dịch, đ ể thời gian sấ y tiếp theo càng nhanh, giữ đ ược mùi hương củ a cà phê. Thường cô đ ặc trong nồi chân không ở nhiệt độ thấp. Cũ ng có thể mang dịch đã lọ c làm lạnh triệt đ ể, trước khi sấ y b ằng nitro lỏ ng đ ể khi sấ y ẩm bố c hơi nhanh. Phương pháp này hiện đại, cho phép giữ đ ược hương cà phê tốt nhất. Bốc hơi triệt để (sấ y): Có nhiều phương pháp bốc hơi và cho các sản phẩm có chất lượng khác nhau: + Phương pháp sấy phun: thường dùng nhất hiện nay. Thường sấ y trong nhữ ng buồng hình côn có không khí nóng phun vào. Tổ ng kết củ a nhiều nước cho thấy buồ ng hình côn là tố t nhất vì ho ạt độ ng d ễ dàng, sản xuất liên tụ c được tố t, kiểm tra nhanh. Sấy theo phương pháp này có bột thành phẩm sản xuất ra ở dưới dạng hạt rất nhỏ, rỗng ruột gọ i là bột nhẹ, t ỷ trọng nhỏ nhưng cũ ng d ễ hòa tan, hình dáng bộ t khá đều đặn. Dụng cụ phun có thể là van phun hoặc đĩa phun. Nếu là đĩa phun thì tố c độ khoảng 15.000 vòng/phút làm cho dung dịch biến thành hạt sương m ịn. Hiện nay, người ta thường dùng van phun đơn giản hơn. Hơi nóng có thể đi cùng chiều hay ngược chiều. + Phương pháp sấy trong chân không: dịch đặc cà phê được đưa đến buồ ng b ốc hơi chân không ở nhiệt độ thấp. Dung dịch được dàn mỏng trên các trụ c lớn có hơi nóng đi trong trục. Bột khô thành nhữ ng màng mỏng quanh ống có bộ p hận cơ giới cạo ra rồ i tán nhỏ, rây. Bột sấy kiểu này hòa tan đ ược nhanh, tốt. + Sấy bằng phương pháp thăng hoa và hồng ngoại: đ ưa dung dịch đặc cà phê làm lạnh. Sau đó, dùng tia hồ ng ngoại đ ể sấy đ ột ngột. Dung d ịch từ rắn bốc hơi, cà phê còn lại ở d ạng bộ t. Tinh thể thu đ ược dễ tan, hương đ ảm b ảo, chất lượng tố t nhất. Bảo quản: cà phê sau khi rang rất d ễ hút ẩm, do sự có mặt củ a oxy trong không khí làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên, các dạng cà phê sau khi rang phải bảo quản thật kín. Thông thường bao gói bằng 3 lớp: -Lớp thứ nhất: giất tinh khiết hoặc giấy thiếc. -Lớp thứ hai: giấy cách ẩm (parafin) -Lớp thứ b a: hộp carton hoặc thùng gỗ Cà phê hòa tan rất d ễ hú t ẩm tạo tàhnh dịch sệt, quánh nên đóng gói phải thật kín. Thường đóng vào lọ thủ y tinh với khố i lượng 50g, 100g, 200g, ho ặ cũ ng có thể đóng gói trong hộ p sắt tây trắng trong có lót giấ y thiếc nắp đậy thật kín, có đ ệm nhiều lớp giấ y thiếc cách ẩm. Cũng có thể đóng gói rất nhỏ chỉ đủ để p ha đủ mộ t chén. Nhãn hiệu ghi trên bao bì có thể in trực tiếp ho ặc in lên giấ y dán vào hộ p, lọv.v… Kho tàng để b ảo quản cà phê cần sạch, khô (với độ ẩm tương đố i của khí không quá 75%), cần thông gió và không có các vi sinh vật làm hư hỏng. Những thùng đựng sản phẩm để lên trên các giá cao cách tường, cách mặt sàn kho một khoảng 0,5-0,7m. Sản phẩm không để gần các ống d ẫn nước, máng dẫn nước hoặc các dụ ng cụ sưởi nóng. 8
Cần có thời gian quy định thời hạn b ảo quản cà p hê từ ngày bao gói ghi trên bao bì. Xe chuyên chở cần vệ sinh sạch sẽ, không có mùi vị lạ (mùi thơm ho ặc hôi như: tinh dầu, hương liệu, phân bón…). Xe cần cò bạt che, bố c dỡ cần tiến hành ở nơi có mái che và thời tiết tố t. Đánh giá phẩ m chấ t cà phê bằ ng cảm quan: tức là xác đ ịnh phẩm chất của hạt cà phê b ằng hình thứ c bên ngoài và giá trị bên trong củ a hạt cà phê, qua cảm giác củ a người kiểm tra. Đánh giá b ằng hình thúc bên ngoài gồm có: màu sắc hạt, độ căng bóng bề mặt hạt, độ bóng đều củ a hạt… Đánh giá về chất lượng bên trong của cà phê qua cảm giác của ngườ i kiểm tra, tức là xác đ ịnh giá trị của nó về hương vị b ằng phương pháp thử nếm. Các bước chế biến sữa bột: 2.3.2) Thu nhậ n, vận chuyển và bảo quản sữa: 2.3.3) Làm sạch: 2.3.4) Làm lạnh: 2.3.5) Bảo quản: 2.3.6) Li tâm: @ Mục đích: thu được cream và sữa gầy (li tâm tách béo) ho ặc cream và sữa có hàm lượng chất béo đ ịnh sẵn (li tâm tiêu chuẩn hóa chất béo) ho ặc đơn giản là li tâm đ ể loại bỏ các tạp chất cơ họ c (li tâm làm sạch). @ Nguyên tắ c của li tâm: Sữa được đ ưa vào qua ống trục giữa, chảy theo các rãnh vào khe củ a các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe hở giữa các đ ĩa của thùng quay khoảng 0,4mm. Sữa trong thùng quay chuyển động với tốc độ 2-3cm/s. Dưới tác dụng củ a lực li tâm sẽ p hân chia sữa: các cầu mỡ nhẹ hơn nên d ưới tác dụ ng của gia tốc hướng tâm sẽ chuyển độ ng về p hía trục quay và tập trung xung quanh trục giữa. Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm, càng xa tâm thì lượng cream càng giảm d ần. Sữa gầ y nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Các tạp chất cơ học có trong sữa là thành phần nặng hơn so với plasma bị b ắn vào thành tang quay và tập hợp vào khoảng không gian giành chứa tạp chất. Sữa nguyên được tiếp tục đ ưa vào gây áp su ất đẩy sữa gầ y và cream đ ến phía trên. Cream theo một đuờng riêng qua van đ iều chỉnh và đ ược đưa ra ngoài. Sữa gầ y đi qua mộ t đường khác ra ngoài, chảy vào bình đ ựng sữa gầy. Khi li tâm, chỉ có các cầu mỡ có kích thước nhỏ mới bị lẫn vào dòng sữa gầ y. Hàm lượng chất béo trong sữa gầ y là 0,05%. Ngoài viêc phân chia sữa nguyên thành sữa gầ y và cream, trong quá trình li tâm còn lo ại trừ được tap chất cơ học. Tốc độ tách các cầu mỡ tính như sau: p1  p 2 V=8,77n2Rr2  Trong đó: v-tốc độ tác các cầu mỡ (m/s) n-tốc độ thùng quay (vòng/phút) R-bán kính thùng quay (m) r-bán kính cầu mỡ (m) p 1-tỷ trọng củ a sữa gầ y (kg/m3) p 2-tỷ trọng củ a cream (kg/m3)  -độ nhớt động học (kg/ms) Từ công thức này, chúng ta nhận thấ y tốc độ tách các cầu mỡ tỷ lệ thu ận với kích thươc và tốc độ thùng quay, tỷ trọ ng của sữa gầy và củ a cream và tỷ lệ nghịch với độ nhớt của sữa. Do vậy, đ ể tăng công suất của máy li tâm, cần tăng kích thước thùng quay, tốc độ quay và giảm độ nhớt của nó, giúp cho quá trình li tâm đ ược d ễ dàng. Nguyên tắc của li tâm: Hình 3.6 là sơ đồ nguyên tắc làm việc của thiết b ị li tâm chất béo: 9
Sữa được đ ưa vào ống trục giữa, chảy theo các rãnh vào khe của các đ ĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe hở giữa các đ ĩa của thùng quay khoảng 0,4mm. Sữa trong thùng quay chuyển độ ng vớ i tố c độ 2 -3cm/s. Dưới tác dụ ng của lực I tâm sẽ p hân chia sữ a: các cầu mỡ nhẹ hơn nên d ưới tác dụng của gia tốc hướng tâm sẽ chuyển độ ng về phía trục quay và tập trung xung quanh trụ c giữ a. Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm, càng xa tâm thì lượng cream càng giảm dần. Sữa gầ y nặng hơn nên có xu hướng tiến về p hía ngo ại vi. Các tạp chất cơ họ c có trong sữa là thành phần nặng hơn so với plasma b ị b ắn vào thành tăng quay và tập hợp vào kho ảng không gian giành chứa tạp chất. Sữa nguyên đ ược tiếp tụ c đưa vào gây áp suất đ ẩy sữa gầ y và craem đến phía trên. Cream theo mộ t đ ường riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa gầ y đi qua mộ t đ ường khác ra ngoài, chả y vào bình đựng sữa gầ y. Khi li tâm, chỉ có các cầu mỡ có kích thước nhỏ mới b ị lẫn vào dòng sữa gầy. Hàm lượng chất béo trong sữa gầ y là 0,05%. Ngoài việc phân chia sữa nguyên thành sữa gầy và cream, trong quá trình li tâm còn loại trừ đ ược tạp chất cơ học. TIÊU CHUẨN HÓA: Trong phạm vi ở đây, khi nói đ ến tiêu chuẩn hóa sữa người ta chỉ đề cập đ ấn một chỉ t iêu, đó là chất béo. Cần đ iều chỉnh sao cho thành phẩm có hàm lượng chất béo như đã đ ịnh sẵn (ví dụ 3,2%; 3,6%v.v…) Khi tiêu chuẩn hóa sữa, ngườ i ta có thể cho thêm cream( nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp hơn sữa thành phẩm(Ms,Mstt) hoặc dùng sữa gầy (sữa đ ã tách chất béo) để giảm hàm lượng chất béo trong sữa thành phẩm (Ms >Mstt) Có thể tiến hành tiêu chu ẩn hóa sữa b ằng hai phương pháp: bằng máy li tâm tiêu chuẩn hóa tự độ ng ho ặc b ằng phối trộn. Tốt nhất là dùng máy li tâm- d iều chỉnh tự độ ng làm đồ ng thời hai nhiệm vụ: li tâm làm sạch và tiêu chuẩn hóa chất béo của sữa. Người ta dùng bơm đưa vào ngăn hoàn nhiệt củ a máy thanh trùng kiểu khung bản. Sữa được đun nóng đ ến 40-45 C rồi chuyển sang máy li tâm làm sạch, li tâm tiêu chuẩn hóa. Sau khi sữa đ ược điều chỉnh tới hàm lượng chất béo cần thiết, nó đ ược đ ưa về lại thiết bị thanh trùng để thanh trùng và làm lạnh. Trong trường hợp không có máy li tâm đ iều chỉnh tự độ ng như thế, người ta dùng máy li tâm tách chất béo. Sữa nguyên liệu, sau khi đ ược đun nóng ở ngăn hoàn nhiệt của máy thanh trùng, mộ t phần lớn sẽ đi vào máy làm sạch sữa, phần còn lại đ i vào máy li tâm tách chất béo. Khi hàm lượng chất béo của sữa thanh trùng thấp hơn hàm lượ ng của sữa nguyên liệu, ta cần tách b ớt mộ t lượng cream. Gs ( Ms  Mtc) Gc = Mc  Mtc Gc-lượng cream tach đ ược khi li tâm (kg) Gs-lượng sữa cần đem li tâm (kg) Ms, Mtc, Mc-hàm lượng chất béo của sữa nguyên liệu, của sữa tiêu chu ẩn, và củ a cream. Ở những cơ sở sản xu ất nhỏ,việc tiêu chuẩn hóa tiến hành theo phương pháp phố i trộ n. Khi đó với một lượng sữa nguyên liệu xác định, người ta pha thêm sữa đ ã tách chất béo hoặc cream cần dùng xác định theo công thức sau: Gs ( Ms  Mtc) G0= Mtc  M 0 Gs ( Mtc  Ms) Gc = Mc  Mtc G0,Gc-lượng sữa gầy hoặc cream dùng đ ể tiêu chuẩn hóa (kg) M0-hàm lượng chất béo củ a sữa gầy 10
2 .3.7) Đồ ng hóa: @ Mục đích của đồng hóa: là làm giảm kích thước của các cầu mỡ, làm cho chúng phân b ố đều chất béo trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất. Đồng hóa có thể làm tăng đ ộ nhớt của sữa lên chút ít nhưng làm giảm đ áng kể q ua trình oxy hóa, làm tăng chất lượng của sữa và các sản phẩm sữa (tăng mức độ p hân tán cream, phân bố lại giữa pha chất béo và plasma, thay đ ổi thành phần và tính chất của protein). Các sản phẩm sữa qua đồng hóa đ ược cơ thể hấp thu dễ d àng. Ngoài việc nâng cao mức độ phân tán củ a mỡ sữa, đồng hóa làm phân bố lại giữa pha chất béo và plasma sữa, cũng như làm thay đ ổi tính chất và thành phần của protein. @ Nguyên tắc của đồ ng hóa: Người ta dùng thiết b ị đồng hóa đ ể đồ ng hó a sữa. Máy đồng hóa là mộ t b ơm piston 3 cấp. Trên ống tăng áp người ta đ ặt van đồ ng hóa. Van này ép sát bằng lò xo vào lỗ có đường kính 5-10mm gọi là đế van. Theo Barabanovxki, các cầu mỡ b ị p hân chia nhỏ là kết quả của sự thay đổ i đột ngột tốc độ của sữa khi qua khe van. Tố c độ chuyển độ ng của sữa trong buồ ng tăng áp vo=9m/s. Do kết quả của sự thay đ ổi độ t ngộ t tiết diện dòng sữakhi đ i từ buồng tăng áp vào khe van rất nhỏ, tố c độ sữa sẽ tăng đáng kể. Trong khe van, sữa có tốc độ v1=200-300m/s. Khi cầu mỡ chuyển từ vùng có tố c độ thấp v0 vào vùng có tốc độ cao, phần phía trước của cầu mỡ đ i vào khe van vớ i tố c độ v1 bị kéo căng và từng phần củ a nó b ị đứt khỏ i cầu mỡ. Tố c độ v1 càng lớn (phụ thuộc vào áp su ất) thì cầu mỡ b ị kéo càng mạnh gần như thành sợ i chỉ. Khi đó. Thu đ ược các cầu mỡ có kích thước nhỏ hơn. Mức độ phân chia các cầu mỡ phụ thuộc vào áp suất. Nên đồ ng hóa sữa ở nhiệt độ 60-850C. 2 .3.8) Tiêu chuẩn hóa: Có thể tiến hành tiêu chu ẩn hóa sữa b ằng hai phương pháp: bằng máy li tânm tiêu chu ẩn hóa tự độ ng hoặc bằng phối trộ n. Tốt nhất là dùng máy li tâm- điều chỉnh tự động làm đ ồng thời hai nhiệm vụ : li tâm làm sạch và tiêu chu ẩn hóa chất béo của sữa. Người ta dùng bơm đ ưa vào ngăn hoàn nhiệt của máy thanh trùng kiểu khung bản. Sữa được đun nó ng đ ến 40 -450C rồi chuyển sang máy li tâm làm sạch, li tâm tiêu chuẩn hóa. Sau khi sữa đ ược điều chỉnh tới hàm lượng chất béo cần thiết, nó đ ược đưa về lại thiết bị thanh trùng đ ể thanh trùng và làm lạnh. Trong trường hợp không có máy li tâm đ iều chỉnh tự độ ng như thế, người ta dùng máy li tâm tách chất béo. Sữa nguyên liệu, sau khi đ ược đun nóng ở ngăn hoàn nhiệt của máy thanh trùng, mộ t phần lớn sẽ đi vào máy làm sạch sữa, phần còn lại đ i vào máy li tâm tách chất béo. Ở những cơ sở sản xu ất nhỏ, việc tiêu chuẩn hóa tiến hành theo phương pháp phố i trộ n. Khi đó, với một lượng sữa nguyên liệu xác đ ịnh, người ta pha thêm sữa đã tách chất béo ho ặc cream cần dùng. 2.3.9) Thanh trùng: thanh trùng là khâu rất quan trọng, quyết đ ịnh chất lượng và thời gian bảo qu ản sản phẩm. Chế độ thanh trùng thường đ ược sử dụ ng là 72-750C trong vài giây. Tuy nhiên ở mỗ i nước, mỗ i nhà máy tự lựa chọn cho mình mộ t chế độ thích hợp căn cứ vào chất lượng sữa tươi nguyên liệu, điều kiện sản xuất,… miễn sao chế độ thanh trùng đó đ ảm b ảo tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh, và không ảnh hưở ng tới chất lượng của sữa. Các phương pháp thanh trùng sữa: Có hai phương pháp thanh trùng chính sau đây: @ Thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp: Phương pháp này đ ược tiến hành khi đun nóng sữa ở 63 0C trong 30 phút. Đó là phương pháp chậm và gián đoạn nhưng có ưu điểm là không làm thay đổ i các đ ặc tính của sữa, đ ặc biệt là thành phần albumin và globulin không bị đông tụ và trạng thái vật lý củ a các cầu béo không thay đổ i. Tuy nhiên, các vi sinh vật ưa nhiệt có thể p hát triển đ ược ở nhiệt đ ộ 63 0C, do đó là nguyên nhân gây tăng số lượng vi sinh vật cho sữa sau quá trình thanh trùng. Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ thấp bao gồm một thùng hai vỏ . Trong thùng sữa được làm nóng lên 63 0C và giữ ở nhiệt độ này trong 30 ph trước khi làm lạnh. Trong quá trình thao tác, nhất là khi làm thay đ ổi các chế độ nhiệt cần tránh để tạo thành các sản phẩm ở dạng bọt trên bề mặt. 11
Ưu điểm của thiết bị: đơn giản, dễ lau chùi, và do đun nóng có mức độ nên giữ được thành phần và cấu trúc của sữa. Nhược điểm: làm thất thoát CO2 và có thể o xy hóa vitamin do sự đảo trộn sữa khi có mặt củ a oxy không khí ở d ạng tự do. @Thanh trùng sữa ở nhiệt độ cao: Phương pháp này đ ược tiến hành khi đun nóng sữa ở 75 0C đ ến 85 0Ctrong vòng 15s. Phương pháp này nhanh, liên tụ c và ít làm thay đổi các đ ặc tính của sữa, như ng các thiết b ị hiện đ ại sẽ làm giảm đáng kể nhược đ iểm này. Albumin và globulin lu ơn lu ơn bị đông tụ mộ t phần. Thanh trùng ở nhiệt đ ộ cao được ứng d ụng trên phạm vi toàn thế giới. Ở Pháp, được dùng phổ biến nhưng nhiệt độ thanh trùng sử dụ ng trên 800C trong vài ngày vì mục đích giữ chất lượng ổn đ ịnh cho các loại sữa. Ở các nước, việc sử dụng nhiệt độ thanh trùng 72 0C trong 15s đ ược đ ặt t6en là phương pháp thanh trùng ở nhiệt độ cao trong thờ i gian ngắn (Hight Temperature Short Time). Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao thường hoạt động liên tụ c . Sữa chả y thành lớp mỏ ng từ 1-2 cm theo chiều dài của thiết b ị có mộ t hoặc hai thành đố t nóng. Vấn đ ề chính đ ặt ra cho cho các nhà chế tạo thíêt b ị là đ ảm b ảo sự đồ ng nhất hóa quá trình thanh trùng (sự phân tản nhiệt đều đảm bảo nhiệt đ ộ mọi nơi đ ều đ ược đốt nóng như nhau trong thiết bị). Muốn vậy, cần tránh các dòng khí thoát ra do tác độ ng của nhiệt. Để đạt đ ược mụ c đích này, người ta làm giảm chiều dày củ a lớp chất lỏ ng và tăng bề mặt tiếp xúc hoặc cũng có thể làm tăng sự chảy rố i của dòng lỏ ng bằng cách tăng sự đảo trộn sữa trong quá trình đun nóng. Các d ạng thiết bị thường dùng đ ể thanh trùng sữa ở nhiệt độ cao là các loại: @Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao dạng parapol: Thiết bị này được sử dụng rộ ng rãi b ởi ngoài tác dụ ng thanh trùng, nó còn đ ược coi như thiết bị đun nóng. Sự không đồ ng nhất về tác động nhiệt kéo theo các hiện tượng đun nóng cục bộ làm thay đổ i một phần cấu trúc củ a sữa. Chiều dài củ a đường ố ng dẫn sữa và thới gian dài tiếp xúc với nhiệt độ cao làm xu ất hiện mùi da. Sự đ ảo trộ n sữa nóng trong điều kiện có không khí tự do làm phá vỡ cấu trúc của các loại vitamin và gây ra sự bố c hơi mãnh liệt. @Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao dạng trống : Thiết bị này ít cồng kềnh nhưng đòi hỏi nhiệt độ cao. @Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao ở dạng ống: Loại thiết b ị này có cấu tạo theo các kiểu dáng khác nhau như ng bộ p hận chủ yếu của thiết b ị là một mạng lưới ố ng. Sữa đ ược chảy trong mạng ống và được đun nóng bởi một ho ặc hai mặt tiếp xúc nhờ dòng nước chả y ngược chiều với sữa. Sự đồ ng nhất của sữa trong quá trình thanh trùng quyết định bởi lớp rất mỏ ng của dòng sữa (trung bình 5 -6mm) và đ ược tiến hành trong điều kiện không có không khí. Quá trình thanh trùng được tiến hành nhờ dòng nước nóng có nhiệt đ ộ cao hơn mộ t vài độ so với yêu cầu của sữa thanh trùng. Phần lớ n các thiết bị hiện đại kiểu này đ ược làm bằng thép không gỉ và có cấu tạo hợp lý, nên khi lau chùi không cần thiết bị mà chỉ cần bơm dung dịch chứ a chất tẩy rửa trong mộ t hệ thống đóng kín. Các thiết bị này có bề mặt trao đổ i nhiệt @Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao dạng ống xoắ n ruột gà: Kiểu thiết b ị này được sử dụ ng ở các nước như Bỉ, Hà Lan, và các nước ở b án đ ảo Scandinavi. Lo ại thiết bị này có các bộ p hận rất khác nhau (bộ p hận thu hồi, bộ phận thanh trùng, các phòng và các tác nhân làm lạnh bằng nước bình thườ ng ho ặc nước đá) đ ều đ ược đặt ở phần giữa phía trong củ a thiết b ị @Thiết bị thanh trùng ở nhiệt độ cao dạng ống xoắn ruột gà: Kiểu thiết b ị này được sử dụ ng ở các nước như Bỉ, Hà Lan, và các nước ở b án đ ảo Scandinavi. Lo ại thiết bị này có các bộ p hận rất khác nhau (bộ p hận thu hồi, bộ phận thanh 12
trùng, các phòng và các tác nhân làm lạnh bằng nước bình thườ ng ho ặc nước đá) đ ều đ ược đặt ở phần giữa phía trong củ a thiết b ị -Tiệt trùng d ạng rời không đóng bao: các thiết bị loại này đ ược sử dụ ng ở Mỹ theo phương pháp Martin, ở Pháp sử dụ ng các thíêt b ị Laguiharre vá Thermovac. Các thiết b ị này có thể xử lý đến 10000 lít sữa/h. Sữa đ ược hút vào hệ thố ng nhờ bơm 6 và đ ược đẩy vào hệ thống đun nóng d ạng ống 1, ở đ ây sữa được đốt nóng đến khoảng 75 0C. Tiếp theo sữa được đ ưa vào hệ thống tiệt trùng ở áp suất thường 2 nhờ hệ thố ng ố ng 9 và bộ p hận phun 10. Ở đây, sữa chịu tác độ ng của hơi nước có nhiệt độ cao và chịu sự phân đoạn phụ, nhiệt độ của hơi nước 140 0C. Sữa được tiếp tục đưa sang hệ thống tiệt trùng chân không 3 nhờ hệ thố ng ố ng 12 và bộ phận phân phối 13. Thiết bị tiệt trùng 3 này sau khi thực hiện tiệt trùng sẽ làm lạnh phụ sữa đ ến nhiệt đ ộ 75 0C. Hơi nước từ thiết b ị đ ược ngưng tụ trong hệ thố ng đun nóng 1 và thực hiện quá trình làm nóng sữa b ơm chân không 8 tháo nước ngư ng. Sữa, sau khi ra khỏi thiết bị 3 nhờ bơm li tâm được đưa vào các giàn làm lạnh 4 nố i đ ến 5. Sữa tiệt trùng sau khi ra khỏi hệ thống có nhiệt độ từ 5-8 0C. 2.3.10) Cô đặ c: Cô đặc sữa để giảm b ớt lượng (tăng lượng chất khô). Có thể cô đ ặc ở áp su ất thường ho ặc cô đặc trong nồ i cô chân không. Cô đặc ở nồi thường (áp suất thường) thì sản phẩm luôn luôn tiếp xúc với không khí nên dễ b ị nhiễm bẩn. Các sinh tố và chất béo b ị phân hủ y, sản phẩm b ị b iến tính (đặc s6ẹt, có màu vàng sẫm). Cô đặc trong nồ i chân không thườ ng khắc phục được các nhược đ iểm trên. Vì thời gian cô đặc ngắn, nhiệt độ thấp, do đó sản phẩm có chất lượng cũ ng như màu sắc tố t. Trong công nghiệp sữa hiện nay người ta sử dụng thiết b ị chân không mộ t nồi (kiểu hai vỏ, kiểu tạo màng) hoặc nhiều nồi ho ạt độ ng gián đo ạn hoặc liên tục. Thời gian cô đặc sữa phụ thuộc vào cấu tạo của thiết bị, hệ số bốc hơi, phương pháp cô đ ặc và tính chất củ a hỗ n hợp sữa. Tùy theo lo ại sản phẩm, người ta cô đặc sữa tới mức nhất đ ịnh rồi cho đường (hoặc các phụ gia khác như cà phê, ca cao, …). Nếu sản xu ất sữa bộ t thì đ ưa sang máy sấy. 2.3.11) Các phương pháp sấ y: Sữa sau khi làm lạnh được đảo trộn và được tiêu chuẩn hóa, sau đó đ ược đưa đ i sấy. Có thể chia phương pháp sấy khô sữa thành hai nhóm phương pháp: -Phương pháp sấy Just –Hatmaker có thiết b ị d ạng hình trụ tiêu biểu. -Phương pháp sấy phun dạng sương mù. @Phương pháp Just- Hatmaker: Thiết bị này có nhiều kiểu khác nhau nhất là số xilanh và tốc độ cung cấp sữa. Đôi khi, do quá trình xử lý nhiệt không thích hợp kéo theo sự thay đổ i đ áng kể cấu trúc lý hóa củ a sữa. Vì lẽ đó, ngày càng sử dụ ng nhiều thiết bị sấ y phun dạng sương mù để sản xuất sữa khô nhằm thu đ ược sản phẩm có chất lượng cao. Các thiết bị dạng xylanh hình trụ còn đ ược ứng dụ ng nhiều trong chế b iến mộ t vài loại sữa bột dùng làm thức ăn cho gia súc, hoặc các sản p hẩm công nghiệp khác. Thiết b ị dạng này cho phép làm khô 300 -1500 lít sữa/h với sự tiêu tố n khoảng 1 -1,2 kh than cho 1 kg sữa khô. Để nâng coa hiệu quả sử dụng củ a thiết bị và b ảo đảm chất lượng sản phẩm cuối ngưới ta vận hành thiết b ị trong điều kiện chân không, vì vậ y nhiệt độ sấy thấp. @Phương pháp phun dạng sương mù: Phương pháp cho phép phun sữa thành bụi, dưới dạnng sương mù trong một phòng có dòng không khí nóng đ i qua. Quá trình lo ại nước xảy ra tức thì và sữa rơi xu ống dưới d ạng bụ i khô ở p hần đáy của tháp sấy. Phòng sấ y hay còn gọi là tháp sấy thông thường d ưới d ạng hình trụ hoặc côn. Phòng sấy cần phải được đốt nóng và cho phép quan sát được cửa kính để giám sát công việc tiến hành bên trong phòng, có cửa ra vào trong phòng để thực hiện vệ sinh lau chùi thiết b ị b ên trong. 13
Bộ phận phun giữa thành bụ i đ ược đ ặt ở phần cao của tháp. Nguyên lý của thiết b ị như sau: -Sữa đ ược đưa đ ến thiết b ị d ưới áp su ất rất mạnh qua lỗ nhỏ ở cuối miệng ống. -Sữa đ ược phun ra trong phòng dưới tác độ ng của dòng khí nén. -Sữa đ ược phun theo kiểu nằm ngang với tốc độ quay cực lớn (20.000 vòng/ph). Dưới tác độ ng mạnh củ a lực li tâm. Sữa đ ược phun ra dưới d ạng bụ i trong tháp. Dòng không khí nóng được lọ c sạch và đi qua tháp sấy có nhiệt độ kho ảng 150 0C. Dòng không khí nóng này đ ược đ ưa đ ến sát đầu mút củ a bộ phận phun sữa thành bụi. Nhờ chuyển vận củ a dòng không khí đ ã tạo nên chuyển độ ng xoáy, cho phép bột sữa khô rơi xuố ng dễ dàng hơn ở phần đáy tháo. Hỗn hợp không khí –bột sữa đ ược đ ịnh hướ ng bở bộ p hận xyclon phân chia có khả năng tách bột sữa khỏ i khí thải. Sữa bộ t tách được sẽ hòa lẫn với sữa bột có ở đ áy tháp và nhờ băng tải đ ưa ra khỏi thiết bị. @ Sấy phun: Người ta dùng không khí nóng để sấy phun sữa. Khi không khí bị đun nóng, thể tích củ a nó tăng lên, còn mức độ bão hòa nước lại giảm, khả năng hấp thụ nước tăng lên. Không khí nóng giữ vai trò vừa là ngu ồn năng lượng vừa là chất hấp thụ nước. Các phân tử sữa cô đ ặc có kích thước nhỏ từ 40 -250  m, có tổ ng diện tích bề mặt lớn 150 - 250m2/1 lít sữa sẽ nhanh chóng bị khô đi khi gặp không khí nóng. Những giọ t sữa có kích thước 40  m ở nhiệt đ ộ 49-540C sẽ khô đi sau 2s và giảm một nửa lượ ng nước. Người ta có thể dùng vòi phun hoặc đĩa phun trong thiết bị sấ y phun. Hàm lượng chất khô củ a sữa cô đặc kho ảng 50% là vừa đ ảm b ảo phun đ ều. Trong máy sấy kiểu này, nhiệt độ không khí đưa vào 155-165 0C. Điều chỉnh nhiệt độ trong phòng sấ y bằng cách điều chỉnh lượ ng và nhiệt độ hơi nóng chũng như tố c độ đưa sữa cô đ ặc vào thiết bị. 75% lượng không khí nóng đ ược đ ưa vào phía d ưới, 25% còn lại đ ưa vào vùng phun phía trên và dưới đĩa phun. Nhữ ng hạt sữa bột rơi xuống đáy táhp sấy được đưa ra ngoài b ằng bộ phận cơ họ c. Các hạt sữa không rơi xu ống đ áy tháp sấy mà lại theo không khí bay lên sẽ đ i qua bộ p hận lọc. Khi đó ta sẽ thu lại đ ược sữa bộ t. Nhữ ng hạt sữa rất nhỏ thường đọng lại trên b ề mặt nóng củ a tháp sấy và có thể b ị cháy. Kết quả làm thay đổ i màu vị của sữa bột, làm giảm độ hòa tan. Một số nguyên nhân khác làm cho sữa bị cháy có thể là do: sự tích tụ các đ iện tích trong vùng nóng, sự xuất hiện tia lửa do ma sát cơ học, sự xuất hiện đ iện do thiết bị điện làm việc không bình thườ ng v.v… Để ngăn chặn và khắc phụ c hiện tượng này, nhất thiết tố i đ a sau 18h làm việc, máy sấ y phải đ ược làm vệ sinh, nghĩa là làm sạch bề mặt tháp sấy. Tốt nhất là dùng không khí nén đ ể rửa. Có loại thiết b ị khác trong đó các hạt sữa chuyển động song song vớ i không khí nóng (độ ẩm 0,5-1%) và được làm khô trong vài giây. Nhiệt độ không khí vào 2000C, nhiệt đ ộ không khí ra 1000C . Quá trình sấ y xả y ra theo hai giai đ oạn. Giai đo ạn 1 đặc trưng là sự hạ thấp nhiệt đ ộ không khí một cách đột ngột và cường độ bốc hơi cao. Trong khoảnh khắc làm bốc hơi 80-85% lượng nước có trong sữ a. Kết qu ả củ a giai đo ạn này là tạo thàh các hạt sữ a rắn. Giai đo ạn 2 xảy ra ở nhiệt độ hầu như không đổi. Các hạt sữa đ ược sấy khô tiếp tụ c và ở giai đo ạn cuố i đ ạt nhiệt độ thấp hơn 5 -70C so với nhiệt độ không khí ra. Sau khi ra khỏi máy sấy, không khí cùng với bột sữa đi qua máy li tâm có khả năng tách đ ược 99,5% sữa bột. Sữa bộ t từ xiclon qua khâu thoát liệu ra ngoài. @ Sấy màng: thường dùng nhất là máy sấ y 2 trụ c. Nhược điểm của phương pháp sấy màng là làm thay đ ổi rõ rệt các thành phần của sữa: sữa có màu sắc không đ ẹp, độ hòa tan thấp, chất béo tự do chiếm mộ t tỷ lệ khá cao nên dễ b ị o xy hóa trong quá trình b ảo quản. Yêu cầu quan trọng củ a sấy màng là phải đưa đ ược sữa lên b ề mặt trục sấy ở dạng mỏ ng. Người ta đưa sữa lên b ề mặt trục sấy b ằng cách rót hoặc phun. Thông dụng nhất là loại máy sấ y màng 2 trục. Nhiệt độ b ề mặt trục sấy 110 -1300C. khe giữ a hai trụ c 0,6 -1,0mm. Sau 2-3 phút sữa đ ược làm khô d ưới dạng màng mỏng. Sau đó có dao cắt nhỏ. @ Sấy chân không: thường dùng sản xuất sữa bộ t chất lượng cao. Trong quá trình này, nước được tách khỏ i sữa trong đ iều kiện chân không. Phương pháp này có nhiều ưu đ iểm hơn hẳn, tuy nhiên do tiêu thụ năng lượng lớn nên ít đ ược sử dụng. 14
2.3.12) Làm nguội: dù sấy theo phương pháp nào thì sau khi sấ y, sữa bộ t đ ều cần phải làm nguộ i ngay tới 250C. 2.3.13) Đóng gói: b ao bì đóng gói có nhiều loại như ( polyetylen, giấy chố ng ẩm, giấy nhôm, carton v.v…) Bao bì phải đ ảm b ảo kín. 2.3.14) Bảo quả n: Sữa bột phải đ ược bảo qu ản ở nơi khô ráo, độ ẩm không khí không quá 40%. Tuyệt đ ối tránh nhiệt độ cao và ánh sáng mặt trời. 2.4)Các loại sữa bột: Công nghệ chế biến sữa bộ t: Sản xu ất sữa khô hay cò n gọi là sữa bộ t đ ã được Parmentier đ ưa ra đầu tiên vào năm 1805, nhưng mãi đ ến năm 1855 mới được đ ưa vào sản xuất ở qiu mô công nghiệp. Đầu thế kỉ XX, công nghiệp chế b iến sữa bộ t mới phát triể mạnh, nhất là ở M ỹ với một sản lượ ng đáng kể. Chế b iến sữa b ột rất có lợi về kinh tế bởi chất khô tăng cao, tiết kiệm bao bì và vận chuyển dễ dàng. Các d ạng sữa bộ t hiện có: -Bột sữa toàn phần -Bột sữa tách mỡ mộ t nửa -Bột sữa tách mỡ mộ t phần Như đã biết sự có mặt củ a chất béo làm tăng đáng kể sự oxy hóa và sự ôi khét trong quá trình bảo qu ản. Vấn đề công nghệ quan trọ ng trong chế b iến sữa b ột có liên quan đ ến khả năng hòa tan hoàn toàn của sữa bột trong nước sau khi sấ y gần giố ng với sữa tươi tự nhiên. 2 .4.1) Sữa bột nguyên chất: Thành phần của sữa bột nguyên chất: nước không quá 4%, chất béo không nhỏ hơn 25%, độ hòa tan 98-99% phụ thuộc vào phương pháp sấy. Độ chua khi pha lại 20-220T. Chu ẩn b ị sữa trước khi sấ y: các công đo ạn từ khâu đ ầu đ ến khâu tạm chứa tương tự như đ ối với sản phẩm sữa hộ p nói chung. Để thành phẩm có tỷ lệ chất béo/ chất khô không mỡ theo đúng tiêu chuẩn người ta phải tiến hành tiêu chẩun hóa sữa. Thường thì tỷ lệ này trong sữa nguyên liệu cao hơn trong sữa hỗn hợp cũ ng như trong thành phẩm. Do đó, người ta dùng sữa đã tách chất béo để tiêu chu ẩn hóa sữa. Tất nhiên việc này phải làm cho toàn khối sữ a đồ ng nhất. Nhiệt đ ộ thanh trùng 80-870C đủ tiêu diệt hết enzym thủ y phân chất béo. Nhiệt độ này đ ảm b ảo cho ta có dung d ịch keo b ền khi hòa tan sữa bột trở lại (thử p hản ứng p eroxydaza). Trong những thiết b ị cô đặc chân không hiện đ ại, người ta có thể thanh trùng ngay trong nồi cô ở 92 -950C , t=3ph. Đối với thiết bị cô đặc chân không 4 nồi nhiệt độ bốc hơi tố i ưu là: nồ i I-830C, nồ i II-740C, nồiIII-600C, nồ i IV-48 0C. Sữa được cô đ ặc tới 45-50% chất khô tương ứ ng với t ỷ trọng 1,12-1,17g/cm3 ở 50 0C. Khi cô đặc liên tục, lượng sữa cô đ ặc không b ị thay đ ổi trước lúc sấy, đảm bảo sự đồng b ộ nhịp nhàng giữa khâu cô đ ặc và sấy. Có thể cô đ ặc sữa tới độ khô 50% hoặc cao hơn thế. Nếu cô đ ặc gián đo ạn, chất lượng củ a sữa không đảm bảo. Trong thời gian lưu lại trước lúc sấy sẽ xả y ra một số biến đổ i như : độ chua tăng, độ nhớt tăng, nhiệt độ hạ,… làm giảm chất lượng củ a sữa bột. Sau khi cô đ ặc, sữa cần được qua đồng hóa ngay. Đồng hóa nhằm hạn chế sự tạo thành chất béo tự do trong sữa bộ t. Chế độ đồng hóa ở 60-650C, áp su ất 100-150 bar. 2.4.2) Sữa bột gầy: sữa bột gầy đ óng vai trò quan trọng trong việc bổ sung cân bằng sản phẩm protein. Nó được sử dụ ng nhiều trong sản xu ất kẹo, bánh mì, sữa pha lại, các sản phẩm sữa chua. Quy trình công nghệ tương tự như sữa bột nguyên chất. Chế độ thanh trùng sao cho phản ứng phosphataza âm tính, mức độ cộ đặc phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị cô đặc, thiết b ị sấ y. Khi dùng phương pháp dây chuyền liên hoàn thì cô đ ặc sữa tới độ khô 45 -48%. Nếu sấy trực tiếp thì chỉ nên cô đặc sữa tới 28-32%, sấy phun 36-39%. 15
Để nâng cao độ hòa tan củ a sữa bột gầy thì nên sấy ở nhiệt độ thấp. Nói chung, sữa bộ t gầy xốp và mịn hơn sữa bột nguyên chất nên sản phẩm không b ị d ính vào thành tháp sấy và các thiết b ị tải. Chế độ công nghệ ảnh hưởng rất rõ rệt tới chất lượng của sữa bột. Độ hòa tan của sữa bột phụ thuộ c vào nhiệt độ cô đặc, nhiệt đ ộ sấy. Nhiệt độ cô đ ặc thích hợp nhất 57-60 0C . Nhiệt độ không khí vào tháp sấy không nên quá 1800C đố i với sữa nguyên chất và 2000C đố i với sữa bộ t gầy. Sau khi sấ y xong, phải giải phóng sữa bộ t ra khỏ i tháp sấy ngay để tránh ảnh hưởng không cần thiết của nhiệt độ. Khi sấ y nhiệt độ cao trong thời gian dài d ẽ dẫn đến sự khử hấp thụ các hợp chất lipoprotein, tăng hàm lượng của nó trong sản phẩm mà kết quả làm tăng quá trình oxy hóa chất béo. Tốc độ oxy hóa chất béo còn phụ thuộ c vào bao bì và chế độ b ảo quản. Đặc biệt nếu hàm lượng ẩm tăng thì tốc độ o xy hóa chất béo tự do sẽ tăng. Mùi và vị của sữa bột cũ ng thay đ ổi. Sữa bột có khả năng hút ẩm rất cao. Do đó, khi bảo quản trong ao bì không kín, sữa bộ t sẽ hút nước đến độ ẩm cân bằng, tạo thành các cục vón làm giảm độ hòa tan củ a sữa. Bảo quản lâu còn làm cho sữa bị b iến màu, chuyển từ màu vàng nhạt sang ngả nâu, có mùi khét và làm giảm đ ộ hòa tan rõ rệt. 2.4.3) Sữa bộ t tan nhanh: Để sản xu ất sản phẩm này, ngườ i ta phải xử lý sao cho các hạt sữa b ột to hơn, xố p hơn. Đầu tiên, các hạt sữa được sấy đ ể phần lớ n nước trong mao qu ản và giữ a các khe được thay bằng không khí. Các hạt sữa được làm ẩm trở lại. Khi đó, bề mặt của chúng thấm nước nhanh, các mao qu ản đóng lại. Bề mặt các hạt sữa b ột dính hơn và sẽ kết lại tạo thành các aglomerat. Các hạt sữa bột từ đáy tháp sấy được làm ẩm trở lại b ằng hơi, tiếp đ ến đ ược sấy bằng không khí nóng và cuối cùng đ ược làm ngu ội bằng không khí có nhiệt độ 10-120C. Sau khi có cà phê hòa tan và sữa bộ t, người ta trộ n hỗn hợp này lại theo tỷ lệ thích hợp để đ ược sản phẩm như mong mu ốn: cà phê sữa hòa tan. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Giáo trình công nghệ lên men 2. Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa (TS. Lâm Xuân Thanh-NXB KHKT Hà Nộ i) 16