Анализ развития технологического процесса производства плиточного шоколада

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Белорусский государственный экономический университет»

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности

Индивидуальная работа

на тему: Анализ развития технологического процесса производства плиточного шоколада

Студент

ФМЭО, 1 курс, ДАИ-2

Я.В. Карась

Руководитель

канд. техн. наук

С.В. Михадюк

Минск, 2012г.



Содержание

Реферат

Введение

1. Технологический процесс производства плиточного шоколада и его характеристика

1.1 Характеристика получаемой продукции-плиточного шоколада

1.2 Технохимическая характеристика сырья

1.3 Характеристика технологии производства плиточного шоколада

1.3.1 Очистка и сортировка какао бобов

1.3.2 Обжарка какао бобов

1.3.3 Дробление какао бобов

1.3.4 Обжарка какао крупки

1.3.5 Щелочная обработка какао крупки

1.3.6 Получение какао тертого

1.3.7 Прессование какао тертого

1.3.8 Производство какао порошка

1.3.9 Приготовление сахарной пудры

1.3.10 Смешивание компонентов шоколадных масс

1.3.11 Вальцевание шоколадных масс

1.3.12 Конширование шоколадных масс

1.3.13 Темперирование шоколадных масс

1.3.14 Формование шоколадных изделий

1.3.15 Завертка и упаковка шоколада

2. Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса производства плиточного шоколада

3. Уровень технологии технологического процесса производства плиточного шоколада

4. Структура технологического процесса производства плиточного шоколада и ее анализ

Заключение

Список используемой литературы

шоколад производство какао



Реферат

Курсовая работа: 37 страниц, 8 таблиц, 4 рисунка.

Технологический процесс, конширование, темперирование, вальцевание, динамика трудозатрат, уровень технологии, эволюционный тип развития.

Изучена и описана технология производстваплиточного шоколада. Дана характеристика используемого сырья и получаемой продукции.

С целью определения варианта развития технологического процесса проведен анализ затрат живого и прошлого труда. Установлено, что вариант развития технологического процесса - рационалистический, вид развития - трудосберегающим, тип отдачи дополнительных затрат - убывающий.

Для выявления путей и закономерностей развития технологического процесса последний разбит на составляющие его элементы (переход, ход). Определены границы рационалистического развития технологического процесса и уровень технологии.



Введение

Шоколад - это кондитерское изделие, которое получают в результате переработки плодов какао. Это довольно распространенный компонент в самых разнообразных десертах: шоколадных плитках, конфетах, мороженом, печенье, пирогах, шоколадных муссах и других сладостях.

Родиной шоколада, как и дерева какао, является Центральная и Южная Америка. На протяжении многих столетий шоколад употреблялся в виде напитка - индейцы смешивали молотые и обжаренные какао бобы с водой, а затем в эту смесь добавляли красный перец (чили). В середине XVI века ученый-монах Бенцони представил королю Испании доклад о полезных свойствах жидкого шоколада. Доклад тут же засекретили, а шоколад объявили государственной тайной. За ее нарушение были казнены десятки человек.

Долго шоколад был доступен только очень богатым: производство было сложным, а ингредиенты -- очень дорогими. И лишь в конце XIX века кондитеры смогли добиться изготовления практически современного шоколада. А случившееся в самом начале XX века резкое удешевление какао и сахара сделало шоколад доступным всем. Рекламировавшийся как «кушанье королей», он начал свое триумфальное шествие по свету, с легкостью завоевывая сердца потребителей и оставаясь по сей день излюбленным лакомством детей и взрослых.

Основным сырьем для производства шоколада являются какао бобы - семена какао-дерева, произрастающего в тропических районах земного шара. Какао бобы подразделяются на две группы: на благородные, которые обладают нежным вкусом и приятным тонким ароматом со множеством оттенков, и на потребительские - имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат.

В процессе технологической обработки из какао бобов получают основные полуфабрикаты: какао тёртое, масло какао и какао-жмых. Какао тёртое и масло какао используют для приготовления шоколада, а из какао-жмыха получают какао-порошок.

Стоит так же отметить, что шоколад - это не просто лакомство. С недавних пор медики уверяют своих пациентов, что небольшие количества этого продукта очень полезны для здоровья. Проведенные недавно исследования доказали, что шоколад благотворно действует на сердечно-сосудистую систему, предохраняя ее от атеросклероза. Дело в том, что в нем есть так называемый витамин F (полиненасыщенные жирные кислоты), снижающий уровень холестерина в крови и уменьшающий вероятность развития инфарктов и инсультов. Учеными Гарвардского университета было доказано, что регулярное потребление шоколада (три раза в месяц) увеличивает длительность жизни на несколько лет.

Кроме того, есть в шоколаде и некие флавоноиды, которые инактивируют свободные радикалы, являющиеся главной причиной старения клетки. Было доказано, что по своим «защитным» качествам шоколад превосходит зеленые яблоки, красное вино и зеленый чай -- продукты, которые уже давно считались лучшими пищевыми антиоксидантами. Кроме того, в одной плитке шоколада содержится калия, кальция, минеральных веществ и витаминов больше, чем в одном зеленом яблоке. А в черном шоколаде кроме этого содержится довольно большое количество железа.

Оказались неточными и представления стоматологов о том, что шоколад провоцирует образование кариеса. Исследования показали, что в состав масла какао входят вещества, обладающие антисептическим действием. Они уничтожают бактерии, разрушающие эмаль и вызывающие кариозные изменения.

За счет некоторых ингредиентов шоколад обладает значительным психоактивным действием. Именно поэтому при потреблении большого количества этого продукта у нас резко поднимается настроение. Дело в том, что шоколад стимулирует синтез эндорфина -- знаменитого «гормона счастья», который придает нам ощущение наслаждения и удовольствия.

Есть в нашем организме и серотонин -- вещество, недостаток которого приводит к депрессиям и снижению жизненного тонуса. Даже небольшие количества шоколада усиливают его образование, устраняя тем самым всяческие удручающие симптомы. Кроме того, в шоколаде есть небольшие дозы кофеина и теобромина, которые также относятся к психостимуляторам. И хотя оба эти вещества находятся в шоколаде в микроскопических дозах, они, тем не менее, обладают небольшим стимулирующим эффектом.

Таким образом совершенно очевидно, что производство шоколада имеет важное значение для потребителей, ведь ни что, кроме шоколада, не способно подарить нам столько удовольствия и пользы одновременно.

Но нельзя забывать, что при всех своих «положительных качествах» у шоколада есть и отрицательные стороны. Первое -- это, конечно же, калорийность. Пищевая ценность шоколада лишь немного не дотягивает до сливочного масла. В одной плитке содержится от 400 до 700 ккал. Недаром шоколад входит в паек подводников, летчиков, альпинистов и полярников. При этом надо учитывать, что белый шоколад, почти целиком состоящий из масла какао, намного калорийнее, чем черный. Черный же, в свою очередь, намного полезнее, так как содержит большое количество флаваноидов. Потребление шоколада сказывается и на коже. Как и любой другой жирный и сладкий продукт, он усиливает деятельность сальных желез, а это иногда имеет довольно плачевные последствия.

Однако все это прямо пропорционально зависит от количества съеденного лакомства. Английские ученые после серии «опытов над добровольцами» пришли к определенному выводу: 4-недельное потребление небольшого (до 40 граммов в сутки) количества шоколада никак на коже не отразится. Зато ежедневное употребление 250 граммов шоколада в течение недели скажется весьма и весьма неблагоприятно.

Кроме того, шоколад, наряду с цитрусовыми, орехами и рыбой, является так называемым облигатным аллергеном, то есть продуктом, на который чаще всего возникают аллергические реакции. Поэтому педиатры категорически запрещают давать шоколад детям младше шести лет. Нельзя употреблять этот продукт беременным женщинам и кормящим матерям: все съеденное ими так или иначе попадает к ребенку, провоцируя его аллергическую настроенность.

До сих пор идут горячие споры о том, сколько можно и нужно съедать шоколада. Точная «доза» пока что не установлена. Однако все дружно сходятся на том, что несколько плиточных квадратиков никакого вреда не принесут, но зато доставят массу удовольствия.

Основной целью написания курсовой работы является:

Изучение процесса производства плиточного шоколада.

Дать технико-экономическую оценку этого процесса.

Выявить уровень технологии процесса, определить вариант развития технологического процесса.

Рассмотреть пути развития данного процесса в ближайшем будущем.



1. Технологический процесс производства плиточного шоколада и его характеристика

1.1 Характеристика получаемой продукции - плиточного шоколада

Шоколад представляет собой продукт переработки какао-бобов и сахара; какао-порошок получают из измельченных, частично обезжиренных какао-бобов. Кроме того, продукцией шоколадного производства может быть шоколадная глазурь.

В зависимости от рецептуры и способа обработки шоколад подразделяют на шоколад обыкновенный, десертный, пористый и шоколад с начинкой. В качестве начинок для шоколада используют различные конфетные массы: ореховую, фруктовую, помадную, их комбинации и др. Основное отличие десертного шоколада от обыкновенного состоит в более тонком измельчении массы и обязательной продолжительной обработке в специальных машинах, называемых коншмашинами.

Шоколад обыкновенный десертный и пористый вырабатывают без добавок и с добавками. В качестве добавок в шоколад вводят сухое молоко, сухие сливки, обжаренные ореховые ядра, кофе, вафли, цукаты и т. п. Шоколад без добавок представляет собой продукт, приготовленный из какао тертого, какао-масла и сахара.

Такой шоколад иногда называют натуральным. Шоколад с добавками представляет собой продукт, также приготовленный из какао тертого, какао-масла, сахара и различных вкусовых и ароматизирующих компонентов. Добавки вводят в шоколадную массу двумя способами: в порошкообразном или растертом виде при получении шоколадных масс (сухое молоко, тертый орех) и в готовую шоколадную массу перед формованием в целом виде (изюм, ореховая крупка и целые орехи, дробленые вафли, цукаты и т. п.). Такие добавки вводят с помощью специальных дозаторов как в шоколадную массу без добавок, так и в шоколадную массу, приготовленную с добавками. Использование добавок и введение начинки полезны не только тем, что расширяют ассортимент, но и тем, что существенно снижают удельный расход какао-бобов на 1 т продукта.

Качество и вкус шоколада зависит, прежде всего, от сорта какао-бобов. В зависимости от сорта шоколада, для его изготовления используются различные ингредиенты:

Горький шоколад: какао тертое + какао-масло + сахар;

Молочный шоколад: какао тертое + какао-масло + сахар + молоко сухое;

Белый шоколад: какао-масло + сахар + молоко сухое;

В среднем шоколад содержит 490-550 калорий на 100 г в зависимости от вида (черный, горький, молочный и т. д.).

Плиточный шоколад содержит в среднем: 365 мг калия, 173 мг фосфора, 50 мг кальция, 112 мг магния и 3 мг железа на 100 г. Он очень беден витаминами, но зато содержит почти 6 мг клетчатки. В молочном шоколаде очень мало минеральных солей, но при этом он содержит 220 мг кальция на 100 г. Состав характеризуется следующими данными (в %): массовая доля углеводов 52-55; жира 30-38; белка 5-8; теобромина и кофеина около 0,5; минеральных веществ около 1; энергетическая ценность шоколада 2200-2300 кДж на 100 г продукта.

Плиточный шоколад, изготовляемый на территории Республики Беларусь, производится согласно ГОСТ Р 52821-2007 - «Шоколад. Общие технические условия», который вступил в силу 27 апреля 2009 года.

Данный стандарт устанавливается следующие термины:

Шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов и сахара, в составе которого не менее 35% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 18% масла какао и не менее 14% сухого обезжиренного остатка какао-продуктов.

Молочный шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов, сахара, молока и (или) продуктов его переработки, в составе которого не менее 25% общего сухого остатка какао-продуктов, не менее 2,5% сухого обезжиренного остатка какао-продуктов, не менее 12% сухих веществ молока и (или) продуктов его переработки, не менее 2,5% молочного жира и не менее 25% общего жира.

Несладкий шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов, которое не содержит сахара или подсластителей, в составе которого от 50% до 58% масла какао.

Горький шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов и сахара, в составе которого не менее 55% общего сухого остатка какао-продуктов и не менее 33% масла какао.

Темный шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов и сахара, в составе которого не менее 40% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 20% масла какао.

Белый шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе масла какао, молока и (или) продуктов его переработки и сахара, в состав которого входит не менее 20% масла какао и не менее 14% сухих веществ молока и (или) продуктов его переработки, в том числе не менее 3,5% молочного жира.

Пористый шоколад - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов, с добавлением или без добавления сахара, молока и (или) продуктов его переработки, имеющее ячеистую структуру.

Примечание:

К пористому шоколаду шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.

Шоколад с крупными добавлениями - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов, с добавлением или без добавления сахара, молока и (или) продуктов его переработки, содержащее крупные добавления в виде целых или дробленных пищевых ингредиентов.

Примечания:

1.К шоколаду с крупными добавлениями относят шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.

2.К крупным добавлениям относят целые или дробленые орехи, арахис, цукаты, изюм, кокосовую стружку, вафельную крошку, воздушные крупы и другие пищевые ингредиенты.

Шоколад с тонкоизмельченными добавлениями - это кондитерское изделие, получаемое на основе какао-продуктов, с добавлением или без добавления сахара, молока и (или) продуктов его переработки, содержащее тонкоизмельченные добавления.

Примечания:

1.К шоколаду с тонкоизмельченными добавлениями относят шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.

2.К тонкоизмельченным добавлениям относят сухие молочные продукты и (или) тертые ядра орехов, арахиса и других пищевых ингредиентов.

Шоколад с начинкой - это кондитерское изделие, которое содержит не менее 40% отделяемой составной части шоколада от общей массы изделия и не более 60% начинки.

Примечание: К отделяемой составной части шоколада относят шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.

Шоколадное изделие - это кондитерское изделие, которое содержит от 25% до 40% отделяемой составной части шоколада от общей массы изделия или не менее 9% общего сухого остатка какао-продуктов, в том числе не менее 4,5% масла какао.

Примечания:

1.К отделяемой составной части шоколада относят шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.

2.Шоколадное изделие представляет собой единичное изделие.

По органолептическим показателям шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания, пористый шоколад, шоколад с крупными добавлениями и шоколад с тонкоизмельченными добавлениями должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.1.

Таблица 1.1 Органолептические показатели

Наименование показателя	Характеристика
Вкус и запах	Свойственные для конкретного типа шоколада, без постороннего привкуса и запаха
Внешний вид	Лицевая поверхность ровная или волнистая, с рисунком или без него, блестящая. В шоколаде с крупными добавлениями в виде целых или дробленных орехов, цукатов, изюма, воздушных круп (и других) и в пористом шоколаде допускается неровная поверхность. Не допускается поседение и зараженность вредителями. Для весового незавернутого шоколада допускается не более 5% лома, размер которого не превышает 1/3 площади плитки, лом более мелкого размера не должен превышать 3%
Форма	Соответствующая рецептуре, используемому оборудованию, без деформации для всех видов шоколада, кроме весового
Консистенция	Твердая
Структура	Однородная. В шоколаде с крупными добавлениями целые или дробленые орехи, цукаты, изюм, воздушные крупы (и другие) равномерно распределены в массе шоколада. Ячеистая - для пористого шоколада.

Шоколад с начинкой и шоколадные изделия должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.2.



Таблица 1.2 Органолептические показатели

Наименование показателя	Характеристика
Вкус и запах	Свойственные для данного продукта, без постороннего привкуса и запаха. У шоколада с начинкой и шоколадного изделия - вкус шоколада и пищевых ингредиентов, составляющих кондитерскую массу
Внешний вид	Поверхность шоколадного покрытия ровная или волнистая, с рисунком или без него, блестящая или матовая. В шоколадном покрытии с крупными добавлениями в виде целых или дробленных орехов, цукатов, изюма, воздушных круп (и других) и в пористом допускается неровная поверхность. Не допускается поседение и зараженность вредителями шоколадной части. Допускаются надломленные изделия: не более 4% - для шоколада с начинкой и шоколадных изделий
Форма	Соответствующая рецептуре, используемому оборудованию, без деформации для всех видов шоколада с начинкой и шоколадных изделий
Консистенция	Твердая для шоколадного покрытия
Структура	Однородная. Крупные добавления в шоколадной части - целые или дробленные орехи, цукаты, изюм, воздушные крупы (и другие ингредиенты) - равномерно распределены в массе шоколада. Структура шоколадного изделия в соответствии с требованиями к ингредиентам кондитерских масс

Примечание: Незначительные дефекты, не портящие внешнего вида шоколадного покрытия, такие как крошка, пузырьки, царапины, сколы, проникание начинки, фруктов (других крупных добавлений) на поверхность, не являются браковочным признаком. Органолептические и физико-химические показатели, пищевая ценность и сроки годности продукта, обусловленные особенностями используемого сырья, технологией производства и условиями фасовки, должны быть установлены в рецептурах или технологических инструкциях на продукты конкретных наименований. Массовая доля сахара, жира, начинки и влаги в продукте должна быть в соответствии с расчетным содержанием по рецептуре с учетом допускаемых отклонений, указанных в рецептурах или технологических инструкциях.



1.2 Технохимическая характеристика сырья

Какао бобы

Какао бобы являются основным сырьем для изготовления шоколада, именно поэтому им необходимо уделить особое внимание.

Какао бобы отличаются сложным химическим составом. В их состав входят: вода, жир, белковые вещества, углеводы, алкалоиды, дубильные, красящие, ароматические вещества, органические кислоты, клетчатка, витамины, минеральные вещества. Отдельные части какао бобов отличаются по химическому составу и свойствам, поэтому представляют неодинаковую ценность для шоколадного производства.

Самой значительной и ценной составной частью какао бобов является жир (какао масло), содержание которого в ядре достигает 52 - 56%, в какаовелле 3 - 4%, в ростке 3 - 5%. Какао масло состоит из разнокислотных триглециридов и жирных кислот, содержание которых в масле не превышает 1,1%. К ним относятся: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая.

В ферментированных и высушенных какао бобах содержится 6 - 7% влаги. В состав какао бобов входят различные углеводы. К ним относятся: крахмал, сахара, клетчатка и пентозаны. Крахмал находится в клетках семядолей в виде одноядерных зерен размером 3 - 8 мкм, его содержание около 7%. Один процент составляют сахара, к ним относятся: сахароза, глюкоза, фруктоза и др. В ядрах какао бобов содержится около 2,5% клетчатки и 1,5% пентозанов; в какаовелле - соответственно 16,5 и 6%.

Содержание белковых веществ в ядре 10,3 - 12,5%; в какаовелле - 13,5%. Они представлены в основном альбуминами и глобулинами. Кроме того, в какао бобах имеются следующие водорастворимые аминокислоты: алагин, аспарагин, валин, глютаминовая кислота, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин и др.

К алкалоидам, обнаруженным в какао бобах, относятся: теобромин, его содержание 1,5 - 1,7%, и кофеин - около 0,05%. Эти вещества относятся к пуриновым соединениям, оказывающим заметно выраженное физиологическое действие на организм человека.

Теобромин и кофеин, наряду с дубильными веществами, влияют на горький вкус какао бобов. Кроме ядра теобромин содержится также в какаовелле, откуда в основном его и получают для медицинских целей.

Содержание органических кислот в разных сортах какао бобов колеблется в пределах от 0,71 до 2,33% (в пересчете на виннокаменную кислоту). Они состоят из нелетучих и летучих кислот. К нелетучим относятся: лимонная, яблочная, винная и щавелевая. К летучим - уксусная, масляная и валериановая кислоты. Причем, у потребительских сортов какао бобов летучих кислот больше, чем у благородных, в связи с более длительной ферментацией, рН какао бобов 5,0 - 6,1.

В какао бобах содержатся дубильные вещества. Они придают бобам и шоколадным продуктам горький, вяжущий, терпкий вкус. Дубильные вещества относятся к полимерным фенольным соединениям (полифенолам).

К красящим веществам какао бобов относятся антоцианидины. Они образуются из антоцианов, которые при нагревании с кислотами или под действием ферментов расщепляются на глюкозу и антоцианидин.

Состав ароматических веществ какао продуктов весьма сложен. Он постоянно изменяется в процессе подготовки и переработки какао бобов. К наиболее важным веществам, влияющим на вкусовые и ароматические свойства ферментированных и высушенных бобов, относятся: полифенольные соединения, теобромин и кофеин, некоторые продукты распада белков, аминокислоты, такие органические кислоты, как уксусная, пропионовая и масляная, d-линалоол, этиловый спирт, диацетил, уксусный альдегид и другие вещества.

Сбор какао бобов осуществляют только ручным способом, обычно два раза в течение года: основной урожай в октябре - феврале и промежуточный - в мае - июне. Свежесобранные какао бобы имеют горько-терпкий вкус и бледную окраску (беловато-фиолетовую). Для дозревания какао бобы подвергаются ферментации и сушке, после чего их обжаривают, чтобы при дальнейшей переработке сохранить вкусовые качества и необходимые физико-химические свойства.

Какао бобы имеют разные размеры и массу: длина нормально развитых бобов колеблется в пределах 20 - 28 мм, ширина - 12 - 16 мм, толщина - 5 - 10 мм, а масса одного боба составляет 0,8 - 2,0 г.

Согласно международным стандартам какао бобы должны быть зрелыми, полными, округлой формы, здоровыми, доля посторонних примесей в партии какао бобов не должна превышать 5,0%; влаги - не более 6,5%. Какао бобы считаются хорошего качества с содержанием массовой доли какао-масла не менее 51 - 54%; массовой доли какаовеллы (шелуха, оболочка или кожица) не более 11 - 13%; содержанием недоферментированных и поврежденных бобов 5 - 10%; средняя масса 100 штук бобов должна быть в пределах от 100 до 160 г. Какао бобы содержат в себе различные аминокислоты, липиды и минеральные вещества.

Требования к характеристикам, показателям качества и безопасности какао бобов (содержание влаги, наличие посторонних примесей, насекомых-вредителей, разрушенных бобов) установлены международным стандартом ISO 2451:1973 «Какао бобы. Технические требования».

Одной из важнейших задач для лабораторий кондитерских предприятий является контроль влажности какао бобов, что во многом способствует оптимальному ведению технологического процесса обработки сырья. Практический метод определения содержания влаги установлен стандартом ISO 2291:1980 «Какао бобы. Определение содержания влаги (Общепринятый метод)».

Во многих случаях решающее значение для использования в производстве имеет органолептическая оценка сырья. Определить возможные дефекты какао бобов поможет применение стандарта ISO 1114:1977 «Какао бобы. Контроль разрезанием». А для того, чтобы получить правильное заключение о качестве той или иной партии какао бобов, нужно правильно произвести отбор проб для последующих анализа и экспертизы. Требования к тому, как это сделать, регламентирует международный стандарт ISO 2292:1973 «Какао бобы. Отбор проб».

Соблюдение всех перечисленных выше международных государственных стандартов, касающихся какао бобов и их испытаний, способствует непременному повышению качества и конкурентоспособности шоколадной продукции.

Сахарпесок

Для изготовления шоколадной продукции важны не только какао бобы, но и сахар-песок, благодаря которому шоколад приобретает приятный, сладкий вкус. Сахаром принято называть сахарозу - водорастворимый углевод, состоящий из глюкозы и фруктозы.

Технические условия, правила приемки и методы анализа сахара регламентирует ГОСТ 21-94 - «Сахар-песок. Технические условия». Согласно данного ГОСТа сахар в рафинированном виде представляет собой бесцветные кристаллы размером от 0,2 до 2,5 мм. При этом допускаются отклонения от нижнего и верхнего пределов указанных размеров до 5% к массе сахара-песка.

По органолептическим показателям сахар-песок должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.3.

Требования, предъявляемые к физико-химическим показателям сахара-песка указаны в таблице 1.4. А содержание токсичных элементов и пестицидов в сахаре-песке не должно превышать допустимые уровни, установленные Медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Данные требования представлены в таблице 1.5.



Таблица 1.3 Органолептические показатели

Наименование показателя	Характеристика для
	сахара-песка	сахара-песка для промышленной переработки
Вкус и запах	Сладкий, без посторонних привкуса и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе
Сыпучесть	Сыпучий	Сыпучий, допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии
Цвет	Белый	Белый с желтоватым оттенком
Чистота раствора	Раствор сахара должен быть прозрачным или слабо опалесцирующим, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей

Таблица 1.4 Физико-химические показатели

Наименование показателя	Норма для
	сахара-песка	сахара-песка для промышленной переработки
Массовая доля сахарозы (в пересчете на сухое вещество), %, не менее	99,75	99,55
Массовая доля редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество), %, не более	0,050	0,065
Массовая доля золы (в пересчете на сухое вещество), %, не более	0,04	0,05
Цветность не более:
условных единиц	0,8	1,5
единиц оптической плотности	104	195
Массовая доля влаги, %, не более	0,14	0,15
Массовая доля ферропримесей, %, не более	0,0003	0,0003

Таблица 1.5 Допускаемые уровни тяжелых металлов и пестицидов

Наименование показателя	Норма
Содержание тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг, не более:
Ртуть	0,01
Мышьяк	0,5
Медь	1,0
Свинец	1,0
Кадмий	0,05
Цинк	3,0
Содержание пестицидов, мг/кг, не более:
Гексахлоран ГХЦГ-гамма-изюмер	0,005
Фостоксин	0,01
ДДТ	0,005

Энергетическая ценность сахара-песка составляет 398 ккал или 1619 кДж. В 100 г продукта содержится 0,02 г воды; 99,98 г углеводов, из которых 99,91 г приходится на дисахариды; и полностью отсутствуют в его составе белки и жиры. Кроме этого в состав сахара-песка входят кальций - 1 мг, железо - 0,01 мг и калий - 2 мг. При производстве кондитерских изделий, в том числе плиточного шоколада, не маловажно, чтобы сахар-песок соответствовал всем установленным государственным стандартам, потому как именно соблюдение этих норм является залогом отменного вкуса и высокого качества конечного продукта. При проведении исследования сырья крайне важно произвести правильный отбор проб. Как это сделать для определения органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, токсичных элементов и пестицидов указано в ГОСТ 12569-99, а подготовка проб для определения токсичных элементов - в ГОСТ 26929-94.

Само же определение органолептических показателей осуществляется согласно ГОСТ 12576-89, физико-химических: массовой доли влаги - по ГОСТ 12570-98, массовой доли сахарозы - по ГОСТ 12571-98, цветности - по ГОСТ 12572-93, массовой доли ферропримесей - по ГОСТ 12573-67, массовой доли золы - по ГОСТ 12574-67, массовой доли редуцирующих веществ - по ГОСТ 12575-2001, гранулометрического состава - по ГОСТ 12579-67, определение массы нетто - по ГОСТ 26521-85. Сухое молоко представляет собой порошок белого цвета, который изготовляется из сгущенного молока и обладает практически всеми полезными свойствами натурального молока. Изготовление сухого молока обусловлено длительным сроком хранения данного продукта по сравнению с обычным молоком. Вообще, сухое молоко не является основным сырьем используемым при производстве шоколада, это всего лишь добавка, с помощью которой стало возможным получение молочного и белого шоколада. Производится сухое молоко в два этапа. Сначала нормализованное молоко пастеризуют и сгущают, затем проводится его сушка. Сушка сгущенного молока осуществляется с помощью распылительного, конвейерного или вакуумного метода. Сегодня для получения сухого молока используют преимущественно распылительные сушилки, которые позволяют получить при высокой производительности сухое молоко высокого качества. После сушки сухое молоко просеивают и охлаждают. Для увеличения срока хранения сухого молока производится его вакуумная упаковка или хранение с применением инертных газов. Самое главное различие цельного и обезжиренного сухого молока заключается в процентном содержании жира. Если в цельном молоке его содержится 25%, то в обезжиренном - всего 1%. А учитывая тот факт, что жиры подвержены различным химическим реакциям, то становится очевидно, что срок хранения обезжиренного сухого молоко несколько выше, чем у цельного. Храниться сухое молоко при температуре от 0 до 10°C, при относительной влажности воздуха не выше 85% и сроком - не больше восьми месяцев со дня изготовления. Производство сухого молока осуществляется согласно ГОСТ Р 52791-2007 - «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия». Согласно этого стандарта, по органолептическим характеристикам сухое молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.6.

Таблица 1.6 Органолептические показатели

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Мелкий порошок или порошок, состоящий из единичных и агломерированных частиц сухого молока. Допускается незначительное количество комочков, рассыпающихся при легком механическом воздействии
Цвет	Белый, белый со светло-кремовым оттенком
Вкус и запах	Свойственные пастеризованному обезжиренному или цельному молоку без посторонних привкусов и запахов. Допускается привкус и запах кипяченого молока



Кроме этого, стандарт устанавливает требования к физико-химическим показателям сухого молока. Нормы, которым оно должно соответствовать, приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 Физико-химические показатели

Наименование показателя	Норма для продукта
	обезжиренного	цельного
Массовая доля влаги, %, не более, для продукта, упакованного: - в потребительскую тару - в транспортную тару	4,0 5,0	4,0 4,0
Массовая доля жира, %	Не более 1,5	Не менее 25,0
Массовая доля белка в сухом обезжиренном молочном остатке, %, не менее	34,0
Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более, для продукта, упакованного: - в потребительскую тару - в транспортную тару	0,2 0,2	0,1 0,2
Группа чистоты, не ниже	I
Кислотность, °Т (% молочной кислоты)	От 16 до 21 включ. (от 0,144 до 0,189 включ.)

Для изготовления сухого молока применяют только натуральное коровье молоко - сырье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054-2003 без кормового привкуса и запаха, кислотностью не более 18 °Т. Отбор и подготовка проб к анализу осуществляется согласно ГОСТ 26809-86, ГОСТ 9225-84 и ГОСТ 26929-94. Качество упаковки и правильности маркировки, определение массы нетто и органолептических характеристик выполняется согласно ГОСТ 29245-91. Массовую долю влаги, содержащуюся в сухом молоке, определяют по ГОСТ 29246-91, а массовую долю жира - по ГОСТ 29247-91.



1.3 Характеристика технологии производства плиточного шоколада

Структурная технологическая схема производства плиточного шоколада представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Технологическая схема производства плиточного шоколада

1.3.1 Очистка и сортировка какао бобов

Поступающие на фабрики какао бобы содержат посторонние примеси в виде пыли, камешков, волокон мешковины, осколков металла и т.п., которые перед переработкой необходимо удалить. Кроме того, какао бобы бывают различных размеров, при ферментации некоторые из них слипаются, а при транспортировании многие ломаются. Крупные и мелкие какао бобы несколько отличаются по химическому составу и по степени ферментации. Для получения равномерно обжаренных какао бобов необходимо разделить их и сортировать по размерам.

При бестарном хранении какао бобы подвергаются предварительной очистке от механических примесей перед их загрузкой в силосы. При хранении какао бобов в мешках очистку и сортировку производят на складе в отдельном помещении. Какао бобы, подаваемые на переработку из силосов, подвергаются вторичной окончательной очистке и сортировке.

Для очистки от примесей и сортировки какао бобов по размерам применяются очистительно-сортировочные машины.

Количество отходов и потерь при очистке и сортировке какао бобов в основном зависит от тщательности их очистки после ферментации и сушки. Но в среднем можно принять следующие нормы (в %): выход чистых отсортированных бобов 98,0 - 98,7; выход склеенных и ломаных бобов 1,0; безвозвратные потери (пыль, мусор и другие посторонние примеси) 0,3 - 1,0.

Очищенные какао бобы передают на обжарку (сушку). Склеенные и ломаные бобы обжаривают отдельно от целых, а после обжарки смешивают с отсортированными обжаренными какао бобами и направляют на дальнейшую переработку.

1.3.2 Обжарка какао бобов

При обжарке преследуется цель изменить структуру какао бобов, что позволит разделить их на составные части, подвергнуть тонкому размолу ядро, максимально выделить из его клеток жир. За счет протекающих в ядре какао бобов физико-химических процессов, вызванных высокой температурой, добиться значительного улучшения вкуса и аромата, а, следовательно, обеспечить формирование вкуса и аромата в готовых шоколадных изделиях. Поэтому обжарка какао бобов является одной из важных технологических операций в производстве шоколада.

Обжарка какао бобов осуществляется в аппаратах различной конструкции, поэтому отличается по продолжительности и температурным режимам. Наиболее совершенными в настоящее время признаны непрерывно действующие сушилки. Они предназначены для предварительной сушки и обжарки целых какао бобов и какао крупки, а также ядер лесного ореха, миндаля, арахиса и т.п.

Влажность обжаренных какао бобов еще не определяет их качество, так как в зависимости от режимов обжарки при одной и той же конечной влажности происходят различные изменения в бобах. Важным фактором является равномерность обжарки. В какой-то степени она достигается предварительной сортировкой какао бобов по размерам; так как бобы определенного сорта, одинакового размера не отличаются по химическому составу, при термической обработке они подвергаются примерно равному тепловому воздействию.

При обжарке целых какао бобов температурное поле по толщине распределяется неравномерно. Верхние слои прогреваются сильнее, чем центральные. Чтобы устранить этот недостаток, лучше проводить обжарку какао крупки, полученной на специальных дробильно-сортировочных машинах из сырых или подсушенных какао бобов. Такой способ практикуется на кондитерских предприятиях зарубежных фирм. В обжариваемой какао крупке все процессы протекают более интенсивно.

Условия термической обработки должны выбираться в зависимости от специфических свойств какао бобов - их сорта, дальнейшего назначения, степени ферментации, способа сушки после ферментации, содержания влаги, размеров и формы. Хорошо ферментированные, полученные из зрелых плодов и обладающие выраженным характерным ароматом, какао бобы следует обжаривать при более низких температурах, чтобы не потерять их ценные ароматические вещества. Массовые, потребительские сорта, а также кислые и недостаточно ферментированные какао бобы обычно обжаривают при более высоких температурах, чем сортовые.

Какао бобы, используемые для производства какао тертого, из которого прессуют какао масло, обжаривают при более высокой температуре, чтобы добиться конечной влажности 1,2 - 1,5%.

Повышение температуры поверхностных и внутренних слоев какао бобов способствует и значительно ускоряет протекание физических, химических, биохимических и коллоидных процессов.

Кроме удаления влаги, во время обжарки происходят количественные и качественные изменения практически всех составных частей какао бобов: белковых веществ, сахаров, органических кислот, дубильных и фенольных соединений, красящих веществ, жира и др. Эти изменения обуславливают структурные свойства оболочки и ядра, появление вкуса и аромата, изменение цвета какао бобов и решающим образом влияют на качество готовых изделий.

В конце обжарки влажность какаовеллы не превышает 0,2%, что указывает на полную денатурацию белковых веществ, оболочка приобретает свойства твердого, пористого, хрупкого тела, она легко отделяется от ядра и дробится. Ядро также становится твердым и хрупким и легко дробится.

Нарушается целостность клеточной структуры ядра. При высокой температуре вода в клетках превращается в пар, возникает давление пара, которое вызывает разрыв клеточных стенок, что при размоле какао крупки способствует более свободному и полному выходу из клеток жира.

При термической обработке какао бобов происходит сахароаминная реакция, которая является сложным многоступенчатым окислительно-восстановительным процессом соединения восстанавливающихся сахаров и свободных аминокислот с образованием многих новых химических веществ, влияющих на вкус, аромат и окраску какао бобов.

Содержание аминокислот снижается на 40%, но наиболее быстро уменьшается количество следующих аминокислот: лейцина, фенилаланина, изолейцина, гистидина и глютаминовой кислоты.

В процессе обжарки какао бобов происходит частичное удаление вместе с парами воды летучих веществ, в том числе кислот. Содержание летучих кислот снижается примерно на 0,1% в пересчете на уксусную кислоту.

В процессе обжарки какао бобов количество свободных кислот уменьшается, а содержание связанных возрастает. Уменьшаются титруемая кислотность и рН бобов.

Большое влияние на вкус какао продуктов оказывают дубильные и фенольные вещества. Водорастворимые дубильные вещества придают изделиям терпкий, горький, вяжущий вкус. Их содержание в товарных какао бобах в зависимости от сорта колеблется от 3 до 7% (на сухое и обезжиренное вещество). При обжарке содержание дубильных веществ уменьшается примерно на 1%. Они конденсируются и образуют сложные, темноокрашенные соединения - флобафены.

При обжарке изменяются собственные красящие вещества какао бобов, они относятся к группе антоцианов. Это глюкозиды, при нагревании которых в присутствии кислот происходит расщепление на глюкозу и красящее вещество антоцианидин. Антоцианидины придают какао бобам фиолетовую окраску, они не растворимы в спирте, эфире, слабо растворяются в воде и обладают горьким, вяжущим вкусом.

При обжарке какао бобов изменяется общее содержание и фракционный состав липидов. Количество свободных липидов в ядре уменьшается по отношению к их содержанию в ядре сырых бобов на 0,37%, количество связанных увеличивается на 0,26% и прочносвязанных - на 0,09%.

Изменение вкуса и аромата какао бобов в процессе обжарки обусловлено в основном химическими превращениями веществ, входящих в состав бобов. Причем, решающую роль играют продукты сахароаминной реакции и окисление полифенолов. В обжаренных какао бобах установлено более 300 соединений, из которых 46 являются специфическими для аромата какао. К ним относятся органические кислоты, сложные эфиры, альдегиды, пиразины и амины. Многие ароматические вещества растворены в какао масле.

После термической обработки какао бобы необходимо как можно быстрее охладить до температуры 30 - 35°С. При этом прекращаются физико-химические процессы, происходящие при высокой температуре, уменьшается миграция какао масла в оболочку. Ядро и какаовелла становятся твердыми и хрупкими, оболочка легко отделяется от ядра, т.е. создаются благоприятные условия для получения полуфабриката - какао крупки.

1.3.3 Дробление какао бобов

Составные части какао бобов (какаовелла, ядро, росток) отличаются по физическим свойствам и химическому составу. Какаовелла содержит до 17% клетчатки и лишь 3,4% жира, отличается повышенной твердостью, трудно поддается измельчению, поэтому не может использоваться в шоколадном производстве. Росток также отличается большой твердостью, малым содержанием жира, поэтому его принято удалять с производства.

Обжаренные и охлажденные какао бобы при надавливании легко дробятся, при этом оболочка отделяется от ядра. Для разделения какао бобов на составные части применяются специальные дробильно-сортировочные машины. Раздробленные ядра какао бобов, очищенные от какаовеллы, называются в производстве какао крупкой.

Частицы крупки больших размеров очищаются от оболочки лучше и поэтому используются для изготовления шоколада высших сортов. Мелкие фракции крупки содержат больше примеси какаовеллы и используются для изготовления низших сортов шоколада, шоколадной глазури и начинок. Если все фракции крупки смешиваются, то содержание частичек какаовеллы в крупке не должно превышать 1,5%.

Полученную какао крупку передают через автовесы механическим или пневмотранспортом в промежуточные сборники, установленные в размольном отделении цеха. Определяется выход какао крупки при переработке товарных какао бобов, ведется учет отходам и потерям (в %) на каждом участке:

- потери при очистке и сортировке бобов: 0,5 - 1,0.

- потери влаги при обжарке: 4,0.

- отходы и потери при обжарке: 0,5.

- отходы на дробильно-сортировочной машине: 11,5 - 12,0.

Всего потерь и отходов: 16,5 - 17,5.

Таким образом, выход какао крупки может колебаться в пределах 82,5 - 83,5%. Выход какао крупки является важным показателем работы отделения по первичной переработке какао бобов.

1.3.4 Обжарка какао крупки

При обжарке целых какао бобов не достигается равномерного нагревания по толщине. Верхние слои бобов нагреваются до более высокой температуры (125°С), в то время как температура внутренних не превышает 105°С. В связи с этим неравномерно протекают физико-химические превращения в разных слоях какао бобов, что не может не сказываться на качестве продукта.

Кроме того, при обжарке целых какао бобов расходуется значительная доля тепловой энергии на нагрев какаовеллы, составляющей около 12% массы бобов. За счет миграции жира из ядра в оболочку его потери могут достигать одного и больше процентов. Отсюда вытекает целесообразность обжарки не целых какао бобов, а полученной из них какао крупки.

Очищенные от посторонних примесей какао бобы влажностью 6 - 7% предварительно подсушивают при температуре около 80°С до влажности 3,5 - 4,5% и направляют в дробильно-сортировочную машину. Машины с валковым или пластинчатым дробильным механизмом могут служить для измельчения и отделения какаовеллы от сырых и подсушенных какао бобов.

При дроблении подсушенных какао бобов увеличивается доля крупки большего размера. Это объясняется тем, что при низкой температуре (80°С) подсушки клеточная структура ядра меньше изменяется, чем при высокой (130 - 140°С).

Очищенную от какаовеллы крупку обжаривают до влажности 2% в тех же аппаратах, что и какао бобы. Продолжительность процесса обжарки крупки сокращается, по сравнению с обжаркой какао бобов, почти в 2 раза, обеспечивается более равномерное нагревание частиц, уменьшаются потери какао масла на 0,8 - 1,7%.

При обжарке какао крупки значительно ускоряются биохимические и химические реакции, вызывающие структурные изменения клеточной ткани, образование веществ, влияющих на вкус и аромат, что улучшает качество продукта.

1.3.5 Щелочная обработка какао крупки

Для улучшения вкусовых достоинств какао продуктов и готовых изделий какао крупку могут подвергать различной обработке: водяным паром, растворами сахаров, ферментами, органическими кислотами, молочной сывороткой и другими веществами с последующей сушкой и обжаркой.

При производстве какао масла и товарного какао порошка наиболее эффективной является щелочная обработка какао крупки. Ее загружают в реактор с мешалкой, куда дозируется водно-щелочной раствор. Чаще применяют водные растворы карбоната калия (К2СО3). Обработка осуществляется при температуре 85°С под давлением пара, образующегося при нагревании раствора. В этих условиях щелочной раствор быстро пропитывает крупку, проникает в клеточную ткань. Карбонат калия реагирует с веществами нежировой части: кислотами, пигментами и другими веществами, входящими в состав ядер какао бобов.

Происходит дезодорация какао крупки, инактивация оставшихся после обжарки ферментов, уничтожение микроорганизмов и грибков, что имеет важное значение с физиологической и питательной точек зрения. Изменяются вкусовые показатели продукта и цвет.

Выгруженную из реакторов алкализованную какао крупку передают в сушильный, а затем в обжарочный аппарат.

Для этой цели разработан способ препарирования какао крупки, по которому обработка щелочным раствором, сушка и обжарка ведутся в одном цилиндрическом обжарочном аппарате большой вместимости (от 3000 до 7000 кг). Подогретый раствор поташа вводят в аппарат распылением и дозируют согласно показателю рН среды 8,0 ± 0,5.

Затем в том же аппарате препарированную какао крупку сушат при температуре ниже 100°С. При сушке удаляются пары воды и летучие вещества.

После сушки, которая заканчивается при достижении температуры 100°С, проводится обжарка при температуре 120 - 135°С до влажности 1 - 2%. В процессе обжарки окончательно формируется цвет и вкус какао крупки. Прошедшая термическую обработку какао крупка поступает в охлаждающий приемник, оборудованный мешалкой и отсасывающим воздух вентилятором. После охлаждения до температуры 30 - 35°С какао крупка передается системой пневмотранспорта в сборники, из которых - на распределительный транспортер. Через установленные под ним загрузочные воронки какао крупка попадает в измельчающее оборудование для приготовления какао тертого.



1.3.6 Получение какао тертого

Ядро какао бобов состоит из отдельных клеток, в которых содержатся жир, крахмальные, алейроновые (белковые) зерна и другие вещества. Клетки бывают размером от 20 до 40 нм, а толщина стенок клеток - около 12 нм.

Какао тертое получают в результате тонкого измельчения какао крупки. При измельчении необходимо наиболее полно разрушить клеточную ткань и обеспечить свободный выход содержимого клеток и, в первую очередь, масла какао. Следовательно, для обеспечения высокого качества размола крупки необходимо, чтобы размалывающие поверхности по мере измельчения крупки постепенно сближались, и на последней стадии размола расстояние между ними не превышало несколько десятков нанометров.

При размоле крупки образующаяся масса какао нагревается выше температуры плавления какао масла, поэтому приобретает полужидкую консистенцию. Таким образом, какао тертое представляет собой суспензию, в которой дисперсной фазой являются измельченные частички стенок клеток, крахмальные и алейроновые зерна, а дисперсионной средой - какао масло. Содержание масла в какао тертом достигает 54 - 56%.

Эффективность размола крупки можно характеризовать величинами дисперсности и вязкости полученного какао тертого. Под дисперсностью шоколадных продуктов принято понимать процентное содержание твердых частиц, размер которых не превышает 30 нм. Дисперсность какао тертого зависит от способов измельчения и конструкции применяемых машин. А вязкость - от влажности, температуры, дисперсности и содержания жира в какао тертом.

Чем выше дисперсность твердых частиц, тем полнее разрушены клетки какао крупки, тем обильнее выделение какао масла, тем меньше при данной температуре и влажности вязкость какао тертого.

На степень измельчения влияет влажность какао крупки. При влажности более 2,5% измельчение до необходимой дисперсности затруднено, повышается вязкость какао тертого.

Для размола какао крупки используется различное оборудование: восьмивалковые, ударные, дисковые, дифференциальные, роторные, шариковые мельницы и размольные агрегаты.

1.3.7 Прессование какао тертого

Перед прессованием какао тертого производится его подготовка. Она заключается в том, что массу какао в течении нескольких часов тщательно вымешивают и нагревают до 100 - 115°С, подвергают щелочной обработке, постепенно снижая влажность до 1,2%.

Для отжима какао масла используются прессующие установки с горизонтальным автоматическим прессом или вертикальным полуавтоматическим прессом. Вертикальные прессы занимают малую производственную площадь по сравнению с горизонтальными, что является их преимуществом. Однако они имеют низкую производительность и маленький выход масла из какао тертого, поскольку максимальное давление прессования в таких установках достигает лишь 45 МПа.

1.3.8 Производство какао порошка

При выгрузке из пресса жмыха его температура равна около 90°С. Оставшееся в жмыхе какао масло находится в расплавленном состоянии. Поэтому перед дроблением и измельчением на мелкие куски жмых необходимо охладить до 35°С, в противном случае рабочие органы жмыходробилки будут замазываться продуктом.

Если для прессования какао тертого используются вертикальные прессы то жмых, как правило, охлаждают в помещении цеха в течение 12 - 18 ч, на что требуется значительная производственная площадь.

При использовании горизонтальных прессов съем жмыха механизирован, по виброжелобу плиты жмыха передаются в охлаждающую камеру, где поддерживается температура воздуха 2 - 8 °С, что сокращает время охлаждения до 5 - 6 ч.

Охлажденный жмых предварительно измельчают в жмыходробилке на куски размером 16 - 20 мм. Рабочими органами дробилки являются два вала с крупными зубьями, выступающими над их цилиндрической поверхностью. Зазор между валами регулируется, следовательно, можно получать частицы жмыха желаемого размера.