Tìm hiểu về Quy trình sản xuất kem trong Công nghệ thực phẩm

Để có những que kem thơm ngon, việc sản xuất kem là không hề đơn giản. Tất cả đều phải trải qua một quy trình sản xuất (Ice Cream Processing) khắt khe, đòi hỏi có độ chính xác cao về các thông số. Hãy cùng Foodnk tìm hiểu sâu hơn về quy trình sản xuất kem ngay dưới đây nhé!

Quy trình sản xuất kem

Thuyết minh về quy trình sản xuất kem

Trộn

Ở công đoạn đầu tiên, các thành phần khô sẽ được cân theo khối lượng, thành phần chất lỏng sẽ được chia theo lít. Tại các nhà máy công suất nhỏ, thành phần khô được cân và thêm vào các bể trộn bằng tay.

Các bể trộn sẽ được thiết kế để chúng được làm nóng gián tiếp. Ví dụ: thùng có vỏ bọc kép đồng thời có các cánh khuấy, việc này giúp phân phối nhiệt được đồng đều. Các nhà máy sản xuất kem quy mô lớn thường dùng các hệ thống trộn tự động được thiết kế tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật của người dùng.

Nhà máy sẽ trang bị nhiều bể trộn có thể tích tương ứng với công suất hàng giờ (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. Hỗn hợp sau khi trộn phải đạt chuẩn, cần có :

• Trộn đều tất cả thành phần 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. Sau đó từ từ khuấy trộn đều toàn bộ hỗn hợp.

Một số nguyên liệu khô như sữa bột sẽ được thêm vào theo một đơn vị trộn cùng với nước. Chúng sẽ được lưu thông, việc này sẽ giúp hút bột vào dòng chảy.

Thêm vào gelatin để tăng độ nhớt

Gelatin sau khi trộn kỹ với đường mới được phép cho vào hỗn hợp, và thường được thêm vào lúc lạnh. Hoặc cũng có thể được rắc lên trên bề mặt chất lỏng lạnh và để trong khoảng 30 phút trước khi được làm nóng.

Một phương pháp khác là ngâm gelatin vào nước, sau đó đun nóng ngay lập tức để hòa tan gelatin. Cuối cùng thêm vào hỗn hợp trong bể ủ:

• 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 sẽ được thêm vào ngay trước khi đông lạnh hỗn hợp. Vì chúng dễ bay hơi và thoát ra ngoài nếu thêm vào trước khi thanh trùng.

Thanh trùng và đồng hóa trong quy trình sản xuất kem

Sản xuất theo mẻ

Trong bể trộn, hỗn hợp sẽ được làm nóng đến 70°C và giữ trong vòng 30 phút. Ngay sau đó, hỗn hợp này sẽ được đưa qua bộ đồng nhất ở khoảng 140 – 200 bar. Sau đó được làm lạnh ngay lập tức đến 50°C. Quá trình đồng hóa này sẽ làm tăng độ nhớt một cách cơ học. Tiếp theo đó, hỗn hợp này sẽ được chuyển vào bể ủ.

Sản xuất quy mô lớn

Hỗn hợp sẽ được làm nóng đến 73 – 75°C, sau đó đồng hóa ở 140 – 200 bar. Tiếp theo sẽ bơm hỗn hợp vào PHE và thanh trùng ở 83 – 85°C trong 15 giây. Sau đó làm nguội hỗn hợp đến 5°C và chuyển vào bể để ủ.

Quá trình ủ

Hỗn hợp được ủ trong khoảng 4 – 24 giờ ở 2 – 5°C trong quá trình khuấy trộn liên tục. Ở 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) 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 ít không khí xuất hiện trong hỗn hợp, tạo thành hỗn hợp kem có độ ẩm, đặc.

Bước làm đông trong quy trình sản xuất kem

Làm đông theo mẻ

Tủ làm đông theo mẻ sẽ 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. 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 thường được thực hiện ở nhiệt độ 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 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 hình thành 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. 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

Một số điểm về tỉ lệ tràn ngập cần cân nhắc như sau:

• 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 sẽ đưa vào các khuôn với các hình dạng khác nhau. Sau đó được bọc bằng giấy Glassine (giấy chịu dầu) trước khi bước vào quá trình làm cứng.

Làm cứng và lưu trữ

Kem sau khi đóng gói sẽ bước vào 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.

Sau bước làm cứng, kem sẽ 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, giúp ổn định sản phẩm và không bị tan chảy quá nhanh. Kĩ thuật đóng băng nhanh sẽ mang lại cho sản phẩm một kết cấu đạt chuẩn. Ngoài ra còn đem lại hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất.

Video về quy trình sản xuất kem tại nhà máy

Linh Như