Quy trình và sự phát triển của công nghệ sản xuất kem

Làm kem là một quy trình rất tinh tế đòi hỏi độ chính xác cao về các thông số để mang lại những sản phẩm từ sữa tuyệt vời. Rủi ro hư sản phẩm là rất cao, do đó, cần phải hiểu được các bước sản xuất để đảm bảo được sản phẩm có chất lượng cao.

Điều cực kỳ quan trọng là phải giữ cho thiết bị thật sạch sẽ. Vậy làm sao để có một que kem tuyệt vời? Sau đây là quá trình công nghệ sản xuất kem cũng như các nguyên liệu để làm kem, hãy cùng tìm hiểu nhé!

Nguyên liệu chính để sản xuất kem

Các nguyên liệu chính dùng trong công nghệ sản xuất kem được tóm tắt ở bảng dưới.

Các loại nguyên liệu ở dạng bột như sữa bột, đường, chất ổn định, chất nhũ hóa…được đóng trong các bao. Các nguyên liệu dạng lỏng như sữa tươi, cream, sữa cô đặc có đường…được chứa trong các xitec.

Tùy theo thành phần và tính chất của nguyên liệu mà thời gian và nhiệt độ bảo quản được xác định và duy trì ở mức phù hợp.

Tất cả các nguyên liệu chính, phụ đều phải bảo đảm chỉ tiêu về an toàn thực phẩm.

Quy trình công nghệ sản xuất kem

Trộn các thành phần trong công nghệ sản xuất kem

Tất cả các thành phần khô sẽ được cân khối lượng và các thành phần chất lỏng sẽ được chia theo tỉ lệ lít. Trong các nhà máy sản xuất công suất nhỏ hơn, thành phần khô sẽ được cân và thêm vào các bể trộn bằng tay.

Các bể trộn này được thiết kế sao cho chúng được làm nóng gián tiếp (ví dụ: thùng có vỏ bọc kép) và có các cánh khuấy rất hiệu quả giúp việc phân phối nhiệt được đồng đều.

Các nhà máy sản xuất kem quy mô lớn sử dụng các hệ thống trộn tự động được thiết kế tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật của người dùng.

Các nhà máy quy mô lớn này thường có nhiều bể trộn có thể tích tương ứng với công suất hàng giờ của nhà máy (được xác định bởi công suất của thiết bị thanh trùng) để đảm bảo quá trình này diễn ra liên tục.

Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các thành phần khô được trộn đều trong bể trộn tránh sự vón cục của hỗn hợp. Để có được một hỗn hợp huyền phù đạt chuẩn, cần:

• Trộn đều nguyên liệu khô với một phần đường trước khi thêm phần đường còn lại
• Rây và từ từ thêm các thành phần khô này vào chất lỏng và từ từ khuấy trộn toàn bộ hỗn hợp
• Một số thành phần khô như sữa bột được thêm vào theo một đơn vị trộn và nước cũng sẽ được lưu thông. Hiệu ứng lưu thông này sẽ hút bột vào dòng chảy.

Thêm gelatin để tăng độ nhớt

Gelatin được thêm vào tốt nhất sau khi đã trộn kỹ với đường và thường được thêm vào hỗn hợp lúc lạnh. Nó cũng có thể được rắc lên bề mặt chất lỏng lạnh và để trong khoảng 30 phút trước khi làm nóng.

Một lựa chọn khác là ngâm gelatin vào một ít nước và đun nóng ngay lập tức để hòa tan gelatin sau đó thêm vào hỗn hợp trong bể.

Nếu natri alginate được sử dụng làm chất ổn định, hãy thêm khi đang ở giai đoạn gia nhiệt khi hỗn hợp đạt được nhiệt độ khoảng 66 ° C.

Nếu dùng loại bơ hoặc kem đông lạnh, hãy cắt chúng thành những miếng nhỏ và thêm vào hỗn hợp, cho phép tan chảy hoàn toàn trước khi áp dụng nhiệt độ thanh trùng.

Hương vị được thêm vào ngay trước khi hỗn hợp được đông lạnh (vì chúng dễ bay hơi và sẽ thoát ra nếu được thêm vào trước khi thanh trùng).

Thanh trùng và đồng hóa

• Sản xuất theo mẻ

Hỗn hợp trong bể trộn được làm nóng đến 70°C và giữ trong 30 phút. Hỗn hợp này sau đó được đưa qua bộ đồng nhất ở khoảng 140 – 200 bar và sau đó được làm lạnh ngay lập tức đến 50°C.

Quá trình đồng hóa sẽ làm tăng độ nhớt một cách cơ học. Hỗn hợp này sau đó được chuyển đến bể ủ.

• Sản xuất quy mô lớn

Làm nóng hỗn hợp trước đến 73-75°C, sau đó đồng hóa ở 140 – 200 bar, bơm hỗn hợp vào PHE và thanh trùng ở 83 – 85°C trong 15 giây. Làm nguội hỗn hợp đến 5°C và chuyển vào bể ủ.

Quá trình ủ

Hỗn hợp được ủ trong khoảng 4 – 24 giờ ở 2 – 5°C trong quá trình khuấy trộn liên tục. Trong giai đoạn này:

• Chất ổn định sẽ hút nước
• Mỡ bơ (Butterfat) sẽ hóa rắn và kết tinh
• Các protein cũng tham gia vào quá trình ổn định bằng cách hút nước và trương phồng.
• Độ nhớt của hỗn hợp tăng lên và làm thay đổi vẻ bên ngoài của sản phẩm giúp chúng trở nên bóng và mịn. Độ nhớt phù hợp là rất cần thiết vì nó ảnh hưởng đến sự tràn ngập (overrun) cần thiết trong quá trình làm kem. Hỗn hợp quá nhớt sẽ là không lý tưởng vì nó sẽ không đạt được độ tràn ngập mong muốn.
• Sẽ có rất ít không khí xuất hiện trong hỗn hợp, tạo thành hỗn hợp kem có độ ẩm và đặc.

Làm đông

• Làm đông theo mẻ

Tủ đông theo mẻ có một xi lanh hai vách được cố định chắc chắn trên đế và có các cánh khuấy cũng như các lưỡi cạo để tránh kem bị dính lên thành trong quá trình khuấy.

Các máy khuấy trộn không khí vào hỗn hợp kem đông lạnh. Quá trình đông lạnh diễn ra bằng cách tuần hoàn dung dịch muối lạnh hoặc ammonia bên ngoài lớp vỏ của các xi lanh. Việc cấp đông được thực hiện trong khoảng từ -3°C đến -6°C.

• Làm đông liên tục

Từ các bể ủ, hỗn hợp được bơm vào tủ đông liên tục, không khí cũng sẽ được trộn đều giữa nhiệt độ -3°C và -6°C.

Khối lượng kem tăng lên do sự kết hợp của không khí (80 – 100%).

Sản phẩm kem sau khi rời khỏi tủ đông liên tục sẽ có kết cấu tương tự như đá mềm, do đó cần phải được đưa vào các bể làm cứng, sau đó đến đổ khuôn và cuối cùng là đóng gói.

Quá trình làm đông liên tục tạo điều kiện cho sự đóng băng nhanh hơn dẫn đến các tinh thể băng rất nhỏ.

Tràn ngập

Đây là thể tích của kem thu được vượt quá thể tích của hỗn hợp. Nó được thể hiện dưới dạng phần trăm vượt.

Lượng không khí kết hợp vào hỗn hợp phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp đó. Sự tràn ngập được quy định nhằm tạo ra một sản phẩm có kết cấu và độ ngon miệng phù hợp.

Quá nhiều không khí sẽ dẫn đến chất lượng kem mềm mịn, không có tuyết, trong khi quá ít không khí sẽ dẫn đến một loại kem sũng nước và nặng.

Nguyên tắc chung: Hỗn hợp có tổng hàm lượng chất rắn cao cho thấy tỷ lệ kết hợp không khí cao hơn so với các chất có tổng hàm lượng chất rắn thấp hơn.

Thông thường, lượng tràn ngập nên gấp 2 – 3 lần tổng lượng chất rắn của hỗn hợp kem.

Những yếu tố cần cân nhắc về tỉ lệ tràn ngập

• Các quy định pháp lý quy định tỷ lệ phần trăm tràn ngập (KEBS yêu cầu tỉ lệ tràn ngập phải dưới 100%).
• Tổng chất rắn: lượng tràn ngập nên gấp 2 – 3 lần tổng lượng chất rắn
• Các loại hương vị được sử dụng: khi sử dụng trái cây và các loại hạt sẽ làm tỉ lệ tràn ngập thấp hơn
• Chi phí sản xuất kem so với giá bán của sản phẩm.
• Xác định tỉ lệ tràn ngập
• % tràn ngập = [(đơn vị trọng lượng hỗn hợp – đơn vị trọng lượng của kem thành phẩm)*100]/ đơn vị trọng lượng của kem thành phẩm.

Đóng gói

Kem được đùn ra các khuôn với các hình dạng khác nhau và được bọc bằng giấy Glassine (giấy chịu dầu) trước khi bước vào quá trình làm cứng.

Làm cứng và lưu trữ trong công nghệ sản xuất kem

Kem được đóng gói sẽ qua quá trình làm cứng ở nhiệt độ từ -20°C đến -40°C trong khoảng 6 – 8 giờ cho các gói lớn và 30 phút cho các gói nhỏ hơn.

Kem được làm cứng sau đó được bảo quản ở nhiệt độ ≤25°C. Thời gian trữ kho là khoảng 9 tháng. Quá trình làm cứng sẽ hoàn thành quá trình đóng băng kem và ổn định sản phẩm, giúp chúng không bị tan chảy quá nhanh.

Kĩ thuật đóng băng nhanh sẽ mang lại cho sản phẩm một kết cấu đạt chuẩn và đem lại hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất.