Технологическая линия по производству карамели

Министерство образования  и науки Украины

 

Восточноукраинский Национальный университет им. В.Даля

 

Краснодонский факультет  инженерии и менеджмента

 

Кафедра лёгкой и пищевой  промышленности

 

Курсовая работа

 

По дисциплине: Общая технология пищевых производств

 

На тему: Технологическая  линия по производству карамели

 

Выполнил:

 

Студент группы К-606

 

Котомцев А.Ю.

 

Проверил: Гавриш В.С.

 

Краснодон 2009

 

Содержание

 

1. Классификация и характеристика  готовой продукции

 

2. Технологическая схема  производства

 

3. Характеристика технологического  процесса производства

 

3.1 Стадии технологического  процесса

 

3.2 Приготовление карамельного  сиропа

 

3.2.1 Приготовление сиропа  с растворением сахара в патоке

 

3.3 Приготовление карамельной  массы

 

3.4 Приготовление начинок

 

3.4.1 Фруктовые начинки

 

3.4.2 Помадные начинки

 

3.4.3 Сбивные начинки

 

3.5 Охлаждение карамельной  массы

 

3.6 Проминка карамельной  массы

 

3.7 Вытягивание массы

 

3.8 Получение карамельного  батона и его калибрование

 

3.9 Формование карамели

 

3.10 Охлаждение карамели  после формования

 

3.11 Завертывание карамели

 

3.12 Переработка отходов

 

3.13 Особенности производства  и потребления готовой продукции

 

4. Машинно-аппаратная схема  производства

 

5. Характеристика и принцип  действия технологического оборудования

 

5.1 Устройство и принцип  действия линии

 

1. Классификация и характеристика  готовой продукции

 

Карамель представляет собой  сахарные кондитерские изделия, состоящие  в основном из твердого аморфного  вещества – карамельной массы. Ассортимент  карамели насчитывает более 200 наименований и делится на две основные группы: леденцовая карамель, изготовленная  целиком из карамельной массы (изделия  овальной и прямоугольной формы, фигурная карамель, монпасье и др.); карамель с начинкой, состоящая из наружной оболочки, изготовленной из карамельной массы, и начинки (изделия  с фруктово-ягодными, молочными, шоколадными, масляно-сахарными и другими начинками).

 

По внешнему оформлению карамель выпускают завернутую или открытую. Карамель поштучно заворачивается во влагонепроницаемую этикетку. Открытая карамель фасуется в разнообразную  герметичную тару либо поверхности  карамели подвергают защитной обработке. Её покрывают тонким влагонепроницаемым слоём воско-жировой глазури или  обсыпают сахаром-песком либо смесью какао-порошка  и сахарной пудры.

 

Сырьём для приготовления  карамели служит сахар, крахмальная  патока и разнообразные заготовки  и полуфабрикаты для начинок (фруктово-ягодные  подварки и пюре, молочные и какао-продукты, жиры, орехи и др.). Широко используются пищевкусовые добавки (пищевые кислоты  и ароматические эссенции, красящие вещества и др.).

 

2. Технологическая схема  производства

 

Технологическая схема производства приводится на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Технологическая схема  производства

 

3. Характеристика технологического  процесса производства

 

3.1 Стадии технологического  процесса

 

Производство карамели разделяется  на следующие стадии и операции:

 

-подготовка сырья к  производству: освобождение от тары  и хранение сахара, патоки, заготовок  и полуфабрикатов; просеивание сыпучих  продуктов и фильтрация жидких  компонентов, десульфитация, темперирование, растворение или расплавление  сырья для начинок;

 

-приготовление карамельного  сиропа: дозирование сахара-песка,  патоки (инвертного сиропа) и питьевой  воды, растворение сахара, смешивание  с патокой и уваривание рецептурной  смеси;

 

-приготовление карамельной  массы путём уваривания карамельного  сиропа под вакуумом;

 

-обработка карамельной  массы: охлаждение массы, дозирование  карамельной массы, кислоты, эссенции  и красителя, смешивание массы  с добавками, выравнивание температуры  по всему объёму массы путём  проминки или вытягивания (с  одновременным насыщением массы  пузырьками воздуха);

 

-приготовление начинок:  дозирование, смешивание и уваривание  рецептурных компонентов, дозирование  вкусовых добавок, смешивание  и темперирование уваренной рецептурной  смеси;

 

-формование карамели: дозирование  карамельной массы, обкатывание  карамельного батона, дозирование  начинки, калибрование карамельного  жгута с начинкой, формование  изделий определенной формы способами  штампования или резания;

 

-охлаждение отформованной  карамели: предварительное охлаждение  на узком конвейере, окончательное  охлаждение в охлаждающем агрегате;

 

-завёртка карамели, фасование  завёрнутой карамели в пакеты, упаковка пакетов (или завёрнутой  карамели) в картонные короба.

 

3.2 Приготовление карамельного  сиропа

 

Для уваривания в качестве основного оборудования применяются  варочные котлы, оборудованные паровой  рубашкой. Кроме того, сироп можно  готовить в диссуторах.

 

3.2.1 Приготовление сиропа  с растворением сахара в патоке

 

Этот способ прогрессивен, однако следует учитывать, что количество воды, содержащейся в патоке, недостаточно для растворения всего предусмотренного рецептурой сахара, если процесс вести  при атмосферном давлении. В диссутор дозируют подогретое до 40-50 °С предусмотренное  рецептурой количество патоки и горячую  воду в количестве, соответствующем  примерно 10 % массы сахара. Вместо сахара можно использовать нейтрализованный инвертный сироп. Затем вводят сахар  и растворяют его при включенном барботере. После растворения сахара барботер отключают и сироп уваривают  до указанной выше массовой доли сухих  веществ (84-86 %). Преимуществами этого  способа являются значительное снижение общей продолжительности процесса, экономия пара и повышение производительности труда и оборудования.

 

3.3 Приготовление карамельной  массы

 

На небольших предприятиях карамельную массу приготовляют в аппарат периодического действия – универсальных варочных вакуум-аппаратах (М-184). Аппарат состоит из двух котлов, расположенных один над другим.

 

В верхний котел загружают  рецептурную смесь сырья или  карамельный сироп и включают обогрев и мешалку. Греющий пар  должен иметь давление 500-600 кПа. Рецептурную  смесь перемешивают в течение 4-8 мин и по окончании растворения  сахара выключают мешалку. Массу  уваривают до температуры 138-140 °С, что  соответствует влажности 5-6 %.. Как  только температура массы достигнет  требуемого значения, автоматически  включается клапан для выгрузки массы  в нижний котел и включается вакуум-насос. Предварительно перед выпуском массы  из верхнего котла нижний котел нагревают  горячей водой, воду сливают, а котел  насухо вытирают и смазывают. Кипение  массы и дальнейшее испарение  воды из нее продолжают в нижнем котле в результате разряжения. В  процессе самоиспарения влаги под  вакуумом температура массы и  ее влажность снижаются. По окончании  варки готовую карамельную массу  выливают из аппарата, опрокидывая  нижний котел. Общая продолжительность  варки карамельной массы составляет 20-30 мин.

 

3.4 Приготовление начинок

 

Стандартом предусмотрены  следующие виды начинок: фруктовые, ликерные, медовые, помадные, молочные, марципановые, сбивные, ореховые и др.

 

3.4.1 Фруктовые начинки

 

Процесс получения начинки  включает подготовку фруктово-ягодной  части сырья, дозирование и смешивание компонентов (пюре, сахар, патока) и  уваривание.

 

Подготовленная в смесителе  рецептурная смесь, в которую  входят сахаропаточный сироп и фруктовое  пюре поступает в варочный аппарат. Уваренная начинка сливается  в темперирующую машину. Оттемперированная  начинка подается на участок формования карамели. Излишняя начинка возвращается в темперирующую машину.

 

3.4.2 Помадные начинки

 

Помадную массу получают путем сбивания при охлаждении сахаропаточного  сиропа.

 

3.4.3 Сбивные начинки

 

Эти начинки представляют собой массу пенообразной структуры, в которой сахарный сироп сбивают  с яичным белком или др. пенообразователями и вкусовыми и ароматическими компонентами рецептуры. При изготовлении предварительно готовят сбитую на белках массу, в которую постепенно небольшими порциями вводят сахаропаточный сироп. Температура сиропа не должна превышать 80° С. В приготовленную таким образом  массу вносят вкусовые и ароматические  добавки и затем еще непродолжительное  время сбивают.

 

3.5 Охлаждение карамельной  массы

 

Карамельную массу охлаждают  как в непрерывном потоке на охлаждающих  машинах, так и периодическим  способом отдельными порциями на охлаждающих  столах.

 

При периодическом способе  карамельную массу выливают на охлаждающий  стол непосредственно из варочной аппаратуры или переносят в специальных  бачках порциями по 20-25 кг. Параллельно  охлаждению в карамельную массу  на столах вводят краску, эссенции и  кристаллическую кислоту. Продолжительность  охлаждения 1-2 мин.

 

На охлаждающих столах в массу можно вводить возвратные отходы карамели, не содержащие начинки. Эти отходы вносят в карамельную  массу сразу после выливания  ее на стол. При этом они быстро расплавляются  в горячей карамельной массе. Количество введенных отходов не должно превышать 10 %.

3.6 Проминка карамельной  массы

 

Назначением проминки карамельной  массы является равномерное распределение  в ней кислоты, эссенции, краски, полное равномерное распределение  введенных отходов. При проминке, осуществляемой вручную, массу складывают так, чтобы нижние остывшие слои ее попадали внутрь. После этого массу  проминают и подают на формование.

 

При полумеханизированном способе  производства проминку осуществляют на проминальной машине периодического действия.. Основными частями этой машины является вращающийся на вертикальной оси  стол, над которым вращается зубчатый проминальный ролик и помещен  опрокидыватель в форме лемеха. Стол, ролик и опрокидыватель охлаждаются  водой. После проминки температура  карамельной массы снижается  до 75-80° С.

 

3.7 Вытягивание массы

 

Для получения карамели с  непрозрачной оболочкой карамельную  массу после окрашивания, ароматизации обрабатывают на тянульных машинах. После такой обработки она  приобретает шелковистый блеск  и хрупкость, что является следствием проникновения в массу воздуха. При этом масса теряет прозрачность, а плотность ее значительно уменьшается. Одновременно в массе равномерно распределяются введенные добавки  и возвратные отходы.

 

3.8 Получение карамельного  батона и его калибрование

 

Чтобы из бесформенной пластичной массы получить калиброванный жгут определенного сечения, сначала  готовят карамельный батон конической формы, а затем из вершины конуса вытягивают карамельный жгут.

 

Для получения карамельного батона в форме конуса с начинкой или без нее используют карамелеобкаточные машины. Для выработки карамели с  начинками, которые закачиваются насосом, на корпусе машины смонтирован начинконаполнитель. Он служит для дозированной подачи начинки внутрь карамельного батона.

 

Для получения из карамельного батона карамельного жгута определенного  сечения используют калибрующую  машину.

 

3.9 Формование карамели

 

Целью формования карамели является получение отдельных изделий  определенной формы.

 

Для формования карамели с  начинкой и без нее наибольшее распространение получили цепные (режущие  и штампующие машины).

 

3.10 Охлаждение карамели  после формования

 

Отформованную карамель быстро охлаждают до температуры около 35 °С. Карамель в виде цепочки отформованных  изделий, связанных пластичными  перемычками, охлаждают на узких  транспортерах, скорость которых одинакова  со скоростью движения формующих  цепей, т.е. скорость транспортера должна совпадать со скоростью формующих  цепей. Если скорость ленты превышает  скорость цепей, то карамельная цепочка  вытягивается и карамель деформируется. Если же скорость ленты недостаточна, то карамельная цепочка будет  ложиться змейкой и даже петлями  и слипаться.

 

Транспортер изготавливают  из прорезиненного полотна шириной  до 100 мм. На транспортере карамельная  цепочка сверху и с боков обдувается воздухом, который нагнетается вентилятором.

 

Карамель, отформованная  в виде отдельных изделий, или  карамель, разделенная на отдельные  карамельки из цепочки после охлаждения на узком транспортере, охлаждают  на специальных устройствах: широких  транспортерах различного вида, часто  многоярусных, и в устройствах  закрытого типа (шкафах).

 

3.11 Завертывание карамели

 

Завертывание осуществляют на заверточных машинах. В зависимости  от метода зажима и замыкания концов этикетки различают несколько видов  авертывания. Наиболее распространенным видом является заделка концов этикетки закручиванием – «в перекрутку». Реже используют завертку с заделкой этикетки на основании складками  и перекруткой свободного конца  – «саше».

 

3.12 Переработка отходов

 

На кондитерских фабриках чаще всего эти отходы растворяют и на их основе получают сиропы с  массовой долей сухих веществ 80-82 %. Продолжительность растворения  не должна превышать 30 мин. Этот сироп  после отстаивания и фильтрования используют, как правило, при варке  фруктовых и других начинок.

 

3.13 Особенности производства  и потребления готовой продукции

 

В современном карамельном  производстве массовые виды леденцовой карамели и карамели с жидкими  начинками (фруктово-ягодными, молочными, помадными) вырабатывают на механизированных поточных линиях. Розничный ассортимент  карамели производят на линиях, требующих  частичного применения ручных операций.

 

Механизированное производство карамели отличается высокой интенсивностью процессов. При формовании карамели производительность достигает 1800…2200 изделий в минуту. Такие условия  производства предъявляют высокие  требования в точности геометрических размеров, формы и прочностных  характеристик изделий.

 

Карамельную массу получают путём уваривания водного раствора сахарозы и антикристаллизатора  до остаточной влажности 2…4 %. В качестве антикристаллизатора используют крахмальную  патоку, которую частично можно заменить инвертным сиропом.

 

Процесс обработки карамельной  и изготовления из неё изделий  обусловлен физическим состоянием и  механическими характеристиками массы, которые прежде всего зависят  от температуры. Карамельная масса  при температуре выше 100  представляет собой вязкую жидкость. Вязкость массы  при охлаждении увеличивается в  десятки раз, а при температуре 65…С она переходит в пластичное состояние, т.е. обретает способность  принимать под давлением любую  форму и сохранять её. При дальнейшем охлаждении ниже 35… масса переходит  в стекловидное аморфное состояние. Она становится твердой и хрупкой.

 

Особенности технологического процесса производства карамели обусловлены  тем, что карамельная масса является весьма неустойчивой системой: сахар (сахароза) стремится принять свойственное ему кристаллическое состояние. Кроме того, при нагревании рецептурной  смеси происходит химическое изменение  сахарозы. Продукты такого изменения  отличаются высокой гигроскопичностью, ухудшают внешний вид изделия  и сокращают срок хранения карамели. Поэтому на всех стадиях технологического процесса требуется создание условий, обеспечивающих высокую стойкость карамельной массы. В частности, для снижения температуры и сокращения продолжительности удалении влаги из рецептурной смеси её уваривают под вакуумом. Вкусовые добавки, содержащие кислоту, вводят после предварительного охлаждения карамельной массы. Необходимым условием при изготовлении карамели является охлаждение уваренной карамельной массы в возможно более короткие сроки, так как скорость кристаллизации сахарозы зависит от скорости охлаждения и с понижением температуры быстро падает из-за резкого повышения вязкости массы.

 

Поверхность готовой карамели должна обязательно защищаться от влияния  окружающего воздуха. Незащищённая карамель, поглощая влагу из воздуха, быстро увлажняется, слипается и  теряет товарный вид. Наиболее распространённым способом защиты является завертка карамели во влагонепроницаемую этикетку.

 

4. Машинно-аппаратная схема  производства

Машино –аппаратная схема  производства приводится ниже на рис. 4.1.

Предназначены для варки, уваривания, выпаривания под вакуумом различных кондитерских смесей (начинок, мармелада, желе и т.п.) Вакуум-аппарат  представляет собой цилиндрический корпус с эллиптической крышкой  и днищем, снабженный теплоизолированной паровой рубашкой и перемешивающим устройством. Внутренняя поверхность  аппарата изготовлена из пищевой  нержавеющей стали. Наружная – нержавеющая  или крашенная. Аппарат оснащен  люком для внутреннего обслуживания, манометром для измерения давления пара в рубашке, предохранительным  клапаном, штуцерами для загрузки и выгрузки продукта, а также смотровым  окном. Дополнительно поставляются вакуум-насосы для создания разряжения в аппарате.

 

Табл. 4.1

Технические характеристики вакуум-аппаратов

Рабочая вместимость, м3, не менее	0,075	0,15	0,3	0,5	1,0
Геометрическая вместимость,м3 ,не менее	0,160	0,325	0,648	1,27	2,54
Площадь поверхности нагрева м2	0,5	0,98	1,95	2,2	3,8
Рабочее давление пара в паровой рубашке, МПа не более	0,6	0,6	0,6	0,25	0,25
Расход пара, кг/ч	70	90	110	130	150
Рабочее давление пара в корпусе МПа, не более	0,08	0,08	0,08	0,08	0,08
Частота вращения мешалки об/мин	18	18	18	45	45
Установленная мощность кВт, не более	0,55	0,55	0,75	1,8	3,0
Наличие люка	да	да	да	да	да
Наличие дискового затвора Ду 50	да	да	да	да	да
Наличие капиллярного термометра	да	да	да	да	да
Наличие моющей головки	да	да	да	да	да
Габаритные размеры, мм не более: -длина	980	1200	1200	1750	1050
-ширина	950	1080	1080	1330	1530
-высота	1800	2280	2700	2840	3200
Масса, кг не более	270	380	440	940	1300

 

Конструкционные особенности:

 

Вакуум-аппарат представляет собой трехстенный, цилиндрический сосуд, установленный вертикально  на опорах;

 

Между внутренней и средней  стенкой создана паровая камера. Пространство между средней и  наружной стенками заполнено пористым термоизолирующим материалом, предохраняющим обслуживающий персонал от ожогов.

 

Все соприкасающиеся с  продуктами детали выполнены из пищевой  нержавеющей стали;

 

Вакуум-аппарат оснащен  мешалкой рамного типа (по желанию  заказчика возможна установка фторопластовых скребков), мотор-редуктором, дисковым затвором Ду-50;

 

Вакуум-аппарат имеет коническое днище, это решает проблему застойных  зон и гарантирует полный слив продукта;

 

Оборудование комплектуется  блоком управления с кнопками включения/выключения перемешивающего устройства. По желанию  заказчика комплектуется терморегуляторами  Компании «Овен»;

 

В крышке вакуум-аппарата располагается  люк для загрузки ингредиентов вручную, патрубки для подачи продукта (Ду50) ,форсунка для автоматической циркуляционной мойки, а так же патрубком для  подсоединения вакуумного насоса;

 

По желанию заказчика  вакуум-аппарат комплектуется вакуумными насосами серии ВВН;

 

Возможно изготовление аппаратов  с электрическим нагревом рабочим  до 0,5 м3.

 

 

Табл. 4.2

Технические характеристики

	5007в	5007г	МЗ-2С-241А
Вместимость рабочая, л	150	150	500
Поверхность нагрева, м2	0,98	0,98	2,2
Расположение перемешивающего устройства	вертикально	горизонтально	вертикально
Рабочее давление пара в паровой рубашке, МПа	0,6	0,6	0,6
Рабочее разрежение в корпус аппарата, МПа	-0,08	-0,08	-0,07
Скорость вращения мешалки, об/мин	16	120	48
Установленная мощность, кВт	0,55	0,55	3,0
Габаритные размеры, мм	950х1055х1800	1450х1080х1440	1750х1330х1440
Масса, кг	390	430	900

 

Предназначена для вытягивания  наполненного или ненаполненного жгута  мягкой или твердой карамели. Машина принимает карамельный жгут от обкаточной машины, калибрует и передает к  карамелештампующей

машине.

Табл. 4.3

Технические характеристики машины калибрующей  ж7-шкж

Производительность, кг/ч	385-1500
Скорость движения карамельного жгута, м/мин	23-91
Диаметр карамельного жгута, мм	16-20
Установленная мощность, кВт	2,2
Габаритные размеры, мм	1300х580х1270
Масса, кг	500

 

 

Табл. 4.4

Технические характеристики карамелеподкаточной  машины б4-шмп-1

Производительность, кг/ч:	1100
Число подкатывающих веретен	6
Диаметр жгута на выходе, мм	50-70
Установленная мощность, кВт	2,2
Габаритные размеры, мм	2320х600х1480
Масса, кг	500

 

Ленточные конвейеры (Ленточные  транспортёры)

 

Ленточные конвейеры предназначены  для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов в горизонтальном и наклонном направлениях. Ленточные  конвейеры представляют собой транспортирующие устройства непрерывного действия, несущим  и тяговым органом которых  является гибкая бесконечная лента. Транспортер состоит из станины, двух концевых барабанов и собственно приводного и натяжного устройства. Приводной барабан приводится во вращение электродвигателем через  редуктор.

 

Лента по всей ее длине опирается  на образующие желоб или прямые роликоопоры, которые могут быть заменены на сплошной настил желобчатой или ровной формы  или прямые направляющие. Желобчатая форма роликоопор и настила удобна для перемещения насыпных грузов на значительные расстояния.

 

Трехроликовый транспортер  предназначен для перемещения больших  масс сыпучего продукта с большой  нагрузкой на ролики (цемента, песка  и т.п.)

 

Двухроликовый транспортер  предназначен для перемещения сыпучего продукта с умеренной нагрузкой  на ролики. Холостая ветвь ленты  во всех случаях поддерживается прямыми  роликоопорами. Конвейер может быть изготовлен в закрытом кожухе для  транспортировки груза на открыты  площадках. Возможно изготовление плоского транспортера с разделением потоков  перемещаемой продукции, а также  с плужковыми сбрасывателями. Возможно изготовление транспортера с регулируемыми  по высоте опорами и регулировкой угла наклона. Изготавливаются транспортеры как стационарные, так и передвижные.

 

Транспортер ленточный двухроликовый, передвижной, наклонный, с регулируемым углом наклона при помощи лебедки (КЛП)

 

Предназначена для штамповки  карамели различных форм и размеров. Применяется на предприятиях кондитерской промышленности.

Табл. 4.5

Технические характеристики машины карамелештампующей ж7-шмк-1

Производительность, кг/ч	540-1080
Скорость узла формования, м/мин	40-80
Установленная мощность, кВт	1,5
Габаритные размеры, мм	1230х900х1250
Масса, кг	720

 

Машина охлаждающая НОМ-2 непрерывного действия с дозаторами предназначена  для охлаждения карамельной массы, а также насыщения красителями, эссенцией и кислотой. Машина применяется  в кондитерской промышленности и  устанавливается в поточной линии  производства карамели.

Табл. 4.6

Технические характеристики машина охлаждающей  НОМ-2

Производительность, кг/час	280…800
Угол наклона стола, градусы	12° 30'
Скорость карамельной ленты, м/мин	4
Расход охлаждающей воды, л/час	До 1200
Установленная мощность, кВт	2,2
Габаритные размеры, мм	2000х960х1760
Масса, кг	710

 

 

Электропарогенератор марки  ПЭ-30 предназначен для получения  технологического пара в пищевой  промышленности (производстве хлебобулочной, кондитерской, мясной, молочной, крупяной продукции), животноводстве, лёгкой промышленности (глажка тканей, производство трикотажа) и др.

Табл. 4.7 .Технические характеристики парогенераторов ПЭ:

Модель	ПЭ-30	ПЭ-30-01	ПЭ-30-03	ПЭ-30-       04	ПЭ-30-05
Пр-ть пара, кг/час	30	50	100	150	200
Давл. пара,  мПа (кг/см²)
Мощность, кВт	21	35	65	90	150
Температура, °С
Габаритные размеры, мм	620х590х810	620х590х810	920х590х810	920х590х810	920х590х810
Масса, кг	155	155	190	190	200

 

Поршневые насосы, отличающиеся меньшими эксплуатационными затратами  и используемые для дозирования  и впрыскивания жидкости.

 

Простая и надежная конструкция  для точного дозирования и  впрыскивания жидкости под давлением.

 

Основные преимущества

 

Простота и надежность

 

Точность дозирования +/- 0.5%

 

Работа при высоким  давлении