Технологическая линия производства плиточного шоколада и какао
Технологическая
линия производства
плиточного шоколада
и какао-порошка
Характеристика
продукции, сырья и полуфабрикатов.
Шоколад представляет собой продукт
переработки какао-бобов и
В зависимости
от состава и качества обработки
шоколад разделяют на две группы:
натуральный без добавлений и
с добавлениями. Обе группы шоколада
подразделяют на десертный и обыкновенный
шоколад. Десертный шоколад отличается
от обыкновенного большим
Натуральный
шоколад изготавливают из какао
тертого, какао-масла и сахара. При
производстве натурального шоколада на
получение какао-масла
К первому типу относятся крупные добавления, не содержащие свободного жира: ореховая крупка, частицы цукатов, высушенных фруктов и ягод. Крупные добавки не изменяют структурно-механических свойств шоколадной массы и могут добавляться в значительных количествах. С их помощью значительно снижается расход какао-бобов.
Добавления второго типа представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые оказывают разжижающее действие, т.е. снижают вязкость шоколадной массы при отливке в формы. Обычно в качестве такой добавки используют соевый фосфатидный концентрат.
Третий тип
добавлений в своем составе содержит
свободный жир, который с какао-маслом
дает жировую смесь. Физико-механические
характеристики (температуры плавления
и затвердевания, вязкость, предельное
напряжение сдвига и др.) такой смеси
отличаются от тех, которые имеет
какао-масло. К таким добавкам относятся
молочные продукты, ореховые и другие
жиросодержащие массы, а также специальные
жиры-эквиваленты и заменители какао-масла.
Количество вводимых добавлений такого
типа определяют после предварительного
определения оптимальных
Применение добавлений второго и третьего типа позволяет экономить расход какао-масла при производстве шоколада.
Кроме вышеперечисленных добавлений в рецептурах шоколада предусмотрено применение ванилина и ароматизирующих эссенций.
В зависимости от способа формования шоколад делится на плиточный, пористый и шоколад с начинками: пралиновыми, помадосливочными, фруктово-мармеладными и др.
Какао-порошок представляет собой тонко измельченный продукт, получаемый из частично обезжиренного какао тертого, и применяется для приготовления напитков. Какао-порошок вырабатывают из какао-жмыха, представляющего собой отход производства при получении какао-масла.
Шоколадная глазурь является разновидностью шоколада без добавлений, но с более высоким содержанием жира для увеличения текучести. Глазурь применяется для покрытия наружной поверхности корпусов конфет, вафель и других кондитерских изделий, а также мороженого.
Особенности
производства и потребления готового
продукта. Современное шоколадное производство
в нашей стране оснащено в основном
импортным оборудованием, обеспечивающим
комплексную механизацию и
Особенности производства шоколада связаны с условиями формования изделий методом отливки в формы. Для хорошего заполнения формы желательно иметь массу небольшой вязкости. Вязкость жидкой шоколадной массы зависит от доли какао-масла, температуры и в меньшей степени от доли какао тертого. Поскольку согласно унифицированной рецептуре доля какао-масла составляет 0,35, то его свойства в основном определяют свойства шоколадной массы, а в дальнейшем — и свойства готовых изделий.
Если шоколадную массу, получаемую при температуре 45.. .50 °С, охладить при обычной температуре 20.. .25 °С, то шоколад будет иметь грубый вкус, так как твердые частицы какао тертого и сахара, содержащиеся в шоколадной массе, в состоянии покоя собираются в крупные агрегаты, сцементированные какао-маслом. Кроме того, на поверхности такого шоколада постепенно образуется серый налет. Он производит впечатление плесени, хотя такой шоколад совершенно доброкачествен и безвреден.
Образование на поверхности шоколада серого налета вызывается кристаллами какао-масла и называется жировым поседением. Оно связано со способностью какао-масла к полиморфным превращениям, т.е. способностью при неизменном химическом составе приобретать различные кристаллические структуры, имеющие разные свойства. Возникновение жирового поседения связано с постепенным переходом неустойчивых (метастабильных) кристаллических структур в устойчивую стабильную структуру в-форму). Кроме того, кристаллы p-формы какао-масла имеют самую плотную упаковку молекул, и поэтому твердение массы в эту кристаллическую структуру сопровождается уменьшением объема до 3 % по сравнению с жидким какао-маслом. Шоколадные плитки при затвердевании могут иметь усадку до 2,4 % своего объема и легко извлекаются из форм. При нарушениях правильной кристаллизации шоколадной массы плитки плохо отделяются от стенок форм и ломаются при выборке. Поэтому в производстве шоколада одной из важных операций является темперирование шоколадной массы, обеспечивающее оптимальный режим ее охлаждения для правильной кристаллизации какао-масла.
Качество шоколада определяется его пищевой ценностью, вкусовыми качествами и внешним видом изделий. Шоколад является высокопитательным продуктом, так как содержит 55...60 % углеводов, 30...38 % жира и 6...8 % белковых веществ. Немажущаяся поверхность и легкое «таяние» шоколада во рту при отсутствии салистости, твердость и хрупкость шоколадной плитки при комнатной температуре служат неотъемлемыми показателями качества шоколада, которые обусловлены свойствами какао-масла. По внешнему виду лицевая поверхность шоколадного изделия при температуре 16... 18 °С должна быть гладкой, слегка блестящей, с рисунком формы, без сероватого налета, пятен, раковин и пузырей. Излом должен быть матовым с однородной структурой.
Завертка шоколада должна защищать его поверхность от механических повреждений и увлажнения. Хранится упакованный шоколад без добавлений 6 мес при температуре 18±3 °С и относительной влажности воздуха не более 75%.
Стадии технологического процесса. Производство плиточного шоколада включает следующие стадии:
— первичная
переработка какао-бобов для
— получение какао-масла и какао-порошка: обработка какао тертого; прессование какао тертого, размол и просеивание какао-порошка, фасование и упаковка какао-порошка;
— приготовление шоколадных масс: дозирование и смешивание рецептурных компонентов, измельчение рецептурной смеси, разводка и конширование шоколадных масс;
— формование шоколада: темперирование шоколадных масс, отливка в формы, охлаждение отлитых заготовок;
— завертка и упаковка шоколадных плиток.
Характеристика комплексов оборудования. Выполнение начальных стадий технологического процесса осуществляется при помощи комплекса оборудования для первичной переработки какао-бобов: дозаторы, машины для очистки, сортирования и просеивания какао-бобов, обжарочные аппараты, дробильно-очистительные машины для получения какао-крупки, мельницы, емкости и системы транспортирования сыпучих и жидких продуктов.
Комплекс оборудования для производства какао-масла и какао-порошка включает дозаторы, гидравлические прессы, зубовалковую мельницу, размольный агрегат, фасовочные машины и транспортирующие устройства.
Для приготовления шоколадных масс применяется комплекс оборудования, содержащий микромельницу для сахара, рецептурно-смесительную установку, пятивалковые мельницы, конш-машины, а также дозаторы компонентов, транспортирующие устройства и расходные емкости.
Ведущий комплекс
оборудования линии обеспечивает формование
шоколада и содержит темперирующую
машину, отливочный агрегат, вибрационный
конвейер и охлаждающий аппарат.
Завершающие операции производства выполняются машинами для индивидуальной и групповой упаковки шоколадных плиток.
На рис. показана машинно-аппаратурная схема линии производства плиточного шоколада и какао-порошка.
Рис. Машинно-аппаратурная
схема линии производства плиточного
шоколада и какао-порошка
Устройство
и принцип действия линии. Какао-бобы
выгружают из расходных бункеров
1 и передают конвейером 2 на взвешивание
автоматическими весами 3. Далее
через бункер-питатель 4 бобы поступают
в очистительно-сортировочную
В зависимости
от качества исходного сырья получают
в среднем 97 % полноценных какао-бобов,
до 2,7 % раздробленных и сдвоенных
бобов, а также 0,3... 1,0 % неиспользуемых
отходов (крошка, песок, пыль и др.). Отсортированные
какао-бобы выгружают из машины 5 через
магнитный уловитель и норией
6 подают в промежуточный бункер
7 для передачи на термическую обработку.
Дробленые и сдвоенные какао-
В обжарочный аппарат 9 какао-бобы подаются питателем 8 из бункера 7. Термическая обработка бобов заключается в их обжаривании горячим воздухом температурой 130... 180 °С, но температура самих бобов должна быть не выше 125 °С. При таком температурном режиме влажность какао-бобов уменьшается от 6...8 до 2,5...3,0 %, увеличивается хрупкость ядра и оболочки (какаовеллы), отделяется какаовелла от ядра. В результате обжаривания бобов появляются ароматообразующие вещества, удаляются неприятные летучие кислоты и происходят другие химические изменения, определяющие цвет, вкус и аромат какао-бобов. Обжаривание различных по размеру и форме какао-бобов и их частей требует разной продолжительности их обработки.
Обжаренные какао-бобы в аппарате 9 подвергаются быстрому охлаждению до температуры 25.. .30 °С, что увеличивает хрупкость бобов, снижает окисление какао-масла и препятствует диффузии масла в какаовеллу.
Далее бобы норией
10 загружаются в дробильно-
Из машины 11 какаовелла поступает в циклон 12, после отделения от воздуха она выгружается в мешки и отправляется на утилизацию. Какао-крупка пневмотранспортером подается через магнитный сепаратор в расходный бункер 13. Из него крупку используют для производства какао тертого.
Клетки какао-бобов содержат какао-масло, белковые вещества и крахмальные зерна. Клетки имеют размеры в пределах 23.. .40 мкм, толщина стенок клеток 12 мкм. Получение какао тертого заключается в таком измельчении какао-крупки, чтобы разрушить клеточные стенки и высвободить содержащееся в клетках какао-масло.
Какао-крупка последовательно измельчается на трех мельницах: ударно-штифтовой 14, дисковой 75 и шариковой 7 7. В мельнице 14 крупка подвергается предварительному измельчению и поступает на истирание между дисками мельницы 75. В ней получается грубодисперсное какао тертое, которое насосом 16 нагнетается в шариковую мельницу 17 для тонкого измельчения. Готовая тертая масса собирается в темперирующем сборнике 18, из которого может перекачиваться насосом либо в сборник 35 для получения какао-масла и какао-порошка, либо в сборник 19 для производства шоколада.
Какао тертое, предназначенное для получения какао-масла, хранится в темперирующем сборнике 35 при температуре 85.. .90 °С в течение не менее 8 ч. В результате многочасового вымешивания и нагревания влажность какао тертого снижается до 1,5 %, уменьшается его вязкость и облегчается отделение какао-масла.
Из сборника 35 какао тертое насосом перекачивается в дозирующую емкость 34, из которой по трубопроводам с обратными клапанами какао тертое поступает в рабочие камеры 33 гидравлического пресса 32. Прессование ведут при температуре какао тертого 90... 95 °С. Продолжительность прессования от 15 до 20 мин при повышении давления в конце прессования до 35.. .45 МПа. Если очень быстро сжимать какао тертое, то масло не успеет стечь через капилляры между твердыми частицами до их закупоривания и его выход уменьшается.
Из рабочих камер 33 масло выдавливается через фильтрующие элементы и трубопроводы в емкость 57 с весами 36. По показаниям весов судят о количестве отжатого масла и завершении цикла прессования. Затем какао-масло перекачивают в фильтр 38, а из него в сборник 44.
Твердый остаток, образующийся после прессования и называемый какао-жмыхом, представляет собой диски массой 8... 10 кг, диаметром 450.. .550 мм и толщиной 40.. .45 мм, количество которых зависит от количества рабочих камер пресса. В жмыхе остается 10,5...17 % жира. При разгрузке пресса 32 диски из жмыха падают под пресс на ленточный конвейер 31, снабженный воздушным охлаждением. Он подает диски в жмыходробилку 30, в которой их дробят на куски размером с грецкий орех. Далее куски жмыха шнеком 29 и норией 28 подаются через магнитный сепаратор в штифтовую мельницу 2 7. При измельчении получается горячий порошок температурой до 110 °С, который воздухом подается в теплообменный аппарат 26, представляющий собой трубу в трубе со шнеком внутри. В кольцевом пространстве между трубами течет раствор хлорида кальция температурой 14°С. В теплообменнике порошок охлаждается до 16 °С. Далее порошок отделяется от воздуха в циклоне 25 и шнеком 24 подается в классификатор 23, и после отделения в нем крупных частиц поступает в сборник 22. Из последнего какао-порошок поступает в машину 21 для фасования в картонные коробки, которые затем оклеиваются целлофаном в машине 20. Из нее коробки с какао-порошком транспортируются в экспедицию для упаковки в торговую тару и отправки потребителям.
Приготовление
шоколадной массы начинается с формирования
рецептурной смеси в
Загрузку компонентов в смеситель установки 52 при одновременном их перемешивании выполняют в такой последовательности: какао тертое, сахарная пудра и все добавления, подлежащие измельчению (сухое молоко, тертый орех, кофе и др.). Разогретое какао-масло подают постепенно, чтобы масса имела температуру 40...45 °С, а общее содержание жира составляло 24...30 %. В результате смешивания компонентов необходимо получить однородную массу температурой 35.. .45 °С с пластичной тестообразной консистенцией. Такая масса непрерывно поступает на конвейер 46 со стальной лентой и с помощью шиберов распределяется на пятивалковые мельницы 45.
Количество
параллельно установленных
Измельченная масса ссыпается на непрерывно движущийся конвейер 43 со стальной лентой, который направляет продукт на разведение, гомогенизацию и квитирование в ротационную конш-машину 41. Процессы разведения шоколадной массы какао-маслом с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ), гомогенизация и конширование шоколадных масс осуществляются одновременно.
Рабочие органы конш-машины: три гранитных конических ролика, совершающих планетарное движение по конусной гранитной внутренней поверхности емкости, а также лопастные мешалки и шнек подвергают шоколадную массу интенсивной механической обработке. Продолжительность вымешивания устанавливают в зависимости от типа применяемого оборудования и вида обрабатываемой массы. Например, в ротационной конш-машине масса для обычного молочного шоколада обрабатывается в течение 8 ч при температуре 45.. .55 °С, а для получения десертного шоколада без добавлений требуется 24 ч перемешивания при температуре 55...75°С.
В процессе конширования происходит частичное удаление влаги и равномерное распределение масла между твердыми частицами, которые приобретают округлую форму. При измельчении твердых частиц увеличивается их поверхность и для поддержания необходимой вязкости шоколадной массы требуется периодически добавлять какао-масло при помощи дозатора 42. Обработанная масса становится однородной и приобретает пластичную консистенцию с минимальной постоянной вязкостью. Под влиянием продолжительного механического и теплового воздействия в шоколадной массе происходит ряд физико-химических и структурно-механических изменений, которые обусловливают существенное улучшение качества шоколада, повышая его вкусовые и ароматические достоинства.
Приготовленная
шоколадная масса перекачивается на
хранение в темперирующие сборники,
а затем в темперирующие машины
40, в которых температура
Темперирование шоколадной массы в машине 39 протекает непрерывно в очень тонком слое при весьма интенсивном перемешивании. Массу быстро охлаждают от 45...50 °С до 33 °С, а затем медленно снижают температуру до 30.. .32,5 °С (при выработке шоколада без добавлений) и выдерживают массу в этом температурном интервале, не прекращая интенсивного перемешивания. Вследствие большой вязкости и значительной массы молекулы какао-масла имеют малую скорость, что затрудняет создание центров кристаллизации. При таком режиме создаются оптимальные условия для равномерного образования центров кристаллизации только устойчивой Р-формы масла-какао и исключается жировое поседение шоколада.
Оттемперированная шоколадная масса подается в агрегат для формования плиточного шоколада, состоящий из отливочной машины 57, цепного конвейера с формами и охлаждающего аппарата 55. Отливочная машина имеет две дозировочные головки, которые при помощи поршневых систем дозируют определенные порции шоколадной массы в жесткие формы. Например, первая по ходу технологического процесса дозировочная головка настроена на порцию массы 50 г, а вторая — 100 г. При этом составы шоколадных масс, подаваемых в головки, тоже могут быть различны. Производительность дозировочной головки до 24 форм/мин регулируется бесступенчато.
При формовании шоколада используют преимущественно металлические формы. Их изготовляют из специальной нержавеющей стали (сталита) или малоуглеродистой мягкой стали, покрытой с рабочей стороны тонким слоем чистого никеля (платиноля). Формы и все их ячейки должны иметь блестящую и гладкую, хорошо отшлифованную и отполированную, совершенно чистую рабочую поверхность. Формы шарнирно закреплены на цепном конвейере длиной около 200 м, их можно легко снять или поставить на конвейер в месте поворота конвейера перед дозировочной головкой. При изготовлении шоколадных плиток разной массы и состава формы устанавливаются на конвейере поочередно через одну для каждого вида изделий.
Формование шоколадных плиток происходит следующим образом. Темперированная шоколадная масса дозировочными головками заливается в формы, предварительно подогретые до температуры 30...32 °С. Заполненные формы поступают в зону вибрационной обработки 56. Их принудительно перемещают цепным конвейером по поверхности постоянных магнитов, совершающей вибрационные колебания по вертикали с частотой 33 Гц. Вибрация приводит к разрушению внутренней структуры шоколадной массы и, как следствие, к понижению предельного напряжения сдвига и вязкости. При этом шоколадная масса хорошо заполняет все углубления формы, содержащиеся в массе мелкие пузырьки воздуха удаляются из ее объема. Благодаря вибрационной обработке форм в течение 3... 5 мин шоколад приобретает темный цвет и блестящую поверхность.
Обработанная вибрацией шоколадная масса должна быть быстро охлаждена, так как при медленной кристаллизации образуются крупные кристаллы какао-масла и возможно жировое поседение шоколада. Поэтому формы с шоколадной массой охлаждаются в аппарате 55 сначала в течение 19 мин при температуре 6... 10 °С. Чем ниже температура в охлаждающей камере, тем мельче получаются кристаллы какао-масла устойчивой Р-формы, а их распределение в массе равномернее. При низкой температуре воздуха изделие имеет блестящую зеркальную поверхность. Само изделие получается хрупким, имеющим нежный, тающий вкус и однородную структуру в изломе.
По окончании кристаллизации формы переворачивают на 180 °С, под действием вибрации шоколадные плитки выпадают из форм на пластинчатый конвейер, а пустые формы возвращаются цепным конвейером к отливочной машине 57. В нижней части охлаждающего аппарата 55 находится зона акклиматизации, в которой шоколадные плитки, размещенные на пластинчатом конвейере, продолжают выдерживаться при температуре 11... 15 °С. Шоколадные плитки, имеющие температуру, близкую к температуре воздуха цеха, можно направлять на завертку без длительной выстойки. Если вышедшая из охлаждающего аппарата плитка шоколада имеет температуру ниже точки росы воздуха в цехе, то на ее поверхности конденсируется влага из воздуха. В конденсате растворяется сахар, содержащийся в поверхностном слое. После прогревания изделия влага испаряется, а растворенный в ней сахар выкристаллизовывается. Поверхность плитки приобретает неприятный серый налет — сахарное поседение шоколада.
Шоколадные
плитки выгружаются из аппарата 55 четырьмя
ленточными питателями 54 и передаются
в заверточные машины 53. Завертка
плиточного шоколада производится в
алюминиевую фольгу, парафинированную
или подпергаментную подвертку и красочную
этикетку. Фольга и подвертка предохраняют
шоколад от увлажнения, а следовательно,
от сахарного поседения, а также от потери
аромата. Готовый шоколад обладает хрупкостью,
в связи с чем предусмотрена дополнительная
упаковка завернутых плиток в картонные
футляры массой 2.. .2,5 кг. Футляры упаковывают
в фанерные или тесовые ящики, картонные
коробки, которые закрываются, забиваются
гвоздями или заклеиваются.
12.5.
Система автоматизации
производства шоколадных
масс
Технологическая линия производства шоколадных масс (рис. 12.7) предусматривает смешивание какао масла, какао тертого, сахарной пудры, вкусовых добавок и разжижителя. Тертое какао и какао масло подаются в обогреваемые горячей водой сборники VII и XIII, откуда дозаторами VIII направляются
Рис. 12.7. Схема автоматизации процесса преизводства шоколадных масс
в первый смеситель /. В тот же смеситель поступает сахарная пудра, получаемая путем размола в микромельнице // сахара-песка, который перемещается через дозатор /// и ворошитель IV из бункера V при помощи шнека VI. Масса из первого смесителя подается в пятивалковую мельницу IX, в которой образуется тонкорастертая смесь, направляемая во второй смеситель X. Сюда же из дозаторов XI, XII подаются разжижитель и эссенция. После перемешивания во втором смесителе полученная масса попадает в эмульсатор для гомогенизации шоколадной массы в целях получения идеальной однородности ее, равномерного распределения ароматических и жировых компонентов. Затем шоколадная масса шестеренным насосом подается в подогреваемый горячей водой сборник шоколадной массы XIV.
Схемой автоматизации (см. рис. 12.7) обеспечиваются точное дозирование компонентов, регулирование уровней и температурных режимов в сборниках. Для обеспечения точной работы дозирующих устройств схема автоматизации предусматривает регулирование уровней в бункере сахара-песка, сборниках какао тертого VII и какао масла XIII. Уровень в бункере сахара-песка измеряется датчиками и 1-2 электронного кондукто-метрического сигнализатора уровня 1-3, который управляет через магнитный пускатель 1-7 включением и выключением электродвигателя 1-8 шнека подачи сахара-песка в бункер. Аналогично построены схемы регулирования уровней в сборниках какао тертого и какао масла (соответственно контуры 6 и 12). В сборнике шоколадной массы XIV предусмотрено регулирование уровня по верхнему пределу, при достижении которого по сигналу датчика верхнего уровня 21-2 выключается электродвигатель 21-7 и прекращается подача шоколадной массы в промежуточный сборник.
Автоматическое регулирование температуры в сборниках обеспечивается управлением слива воды из обогревающих рубашек сборников. В сборнике какао тертого температура измеряется термопреобразователем сопротивления 8-1, соединенным с показывающим и самопишущим мостом 8-3, сигнал от которого поступает на регулятор 8-4, воздействующий на электромагнитный клапан 8-5 стока воды из обогревающей рубашки сборника. Аналогично происходит регулирование температуры в сборниках какао масла и шоколадной массы (соответственно по контурам 14 и 24).

- Технологическая линия производства творога
- Технологическая линия производства творога раздельным способом
- Технологическая линия производства этилового ректификованного спирта
- Технологическая оснастка
- Технологическая оснастка для станков с ЧПУ. Особенности
- Технологическая особенность производства кефира
- Технологическая подготовка производства
- Технологическая линия по производству карамели
- Технологическая линия производства безалкогольных напитков
- Технологическая линия производства вареных колбас
- Технологическая линия производства колбас
- Технологическая линия производства молока
- Технологическая линия производства мясных деликатесов
- Технологическая линия производства пива