Физико-химические основы производства какао-порошка

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Институт технологии и производственного менеджмента

Кафедра: «Технология переработки растительного сырья»

Курсовая работа

«Физико-химические основы производства какао-порошка»

Студент:

Группа:

Руководитель:

Профессор

Москва 2013

Содержание

Реферат

Введение

1. Операторная модель технологической линии производства какао-порошка

2. Основной физико-химический процесс производства какао-порошка

3. Системы оценки качества какао-порошка

4. Значение технологических факторов в приготовлении какао-порошка

5. Основное сырье, используемое при производстве сахарного печенья

6. Технологическая схема производства какао-порошка

7. Спецификация оборудования, входящего в состав линии производства какао-порошка

8.Выводы

Список использованной литературы

Реферат

В данной работе:

-отражены системы оценки качества какао-порошка, а также основное сырье необходимое для производства;

- раскрыт основной физико-химический процесс

- приведены операторная модель, технологическая и машинно-аппаратурная схемы производства какао-порошка.

Введение

какао производство качество

Дерево какао (Theobroma cacao L) родом из густых тропических лесов на берегах Амазонки, где оно произрастает в условиях полутени, тепла и повышенной влажности. Род Theobroma включает примерно двадцать видов растений (семейство Sterculiaceae), но коммерческую ценность представляет лишь Theobroma cacao. Считается, что дерево какао естественным путем распространилось на запад и на север к Гайане, Мексике и позднее попало на Карибские острова. Индейцы майя с полуострова Юкатан, а также мексиканские ацтеки выращивали дерево какао задолго до его распространения в Европе. Вождь ацтеков Монтесу-ма постановил регулярно употреблять в пищу смесь, которую называли "чоко-латль". Для ее приготовления семена какао разминали, а затем к ним добавляли воду, маис и специи. Состав этой смеси связан с древним поверьем ацтеков, что дерево какао имеет божественное происхождение. Впоследствии шведский ботаник Линней дал этому роду растений, включая виды какао, название Theobmma, то есть "пища богов". Ацтеки считали этот напиток афродизиаком, то есть повышающим потенцию. На старинных изображениях можно видеть как чаши с шоколадом подавали на свадебных церемониях, а при дворе Монтесумы его ценили за придание "любовных сил". В Европу какао-бобы попали с Колумбом (правда, сначала как некая диковина). Первым европейцем, кто распознал коммерческую ценность какао-бобов для производства нового напитка, был его соотечественник Кортес, который послал их в Испанию вместе с рецептами приготовления шоколада. Испанцы добавили к ингредиентам сахар, и напиток стал популярным. Они же начали выращивать деревья какао на острове Тринидад, стараясь сохранять в секрете методы их культивирования и способ приготовления напитка. Деревья какао росли и на островах Вест-Индии, и на Филиппинах, а затем стали выращиваться в Индонезии и на Цейлоне (ныне Шри-Ланка), куда их предположительно завезли голландцы. Основными поставщиками какао-бобов примерно до 1900 г. были Южная Америка и острова Вест-Индии. Впоследствии дерево какао было завезено в Западную Африку, где природные условия оказались настолько благоприятными, что производство скоро достигло очень больших объемов. Западная Африка до сих пор обеспечивает основные поставки какао-бобов в мире, хотя влиятельным поставщиком стремительно становится и Бразилия. К крупным экспортерам какао-бобов относятся также Малайзия и Новая Гвинея, которые постепенно наращивают производство. В Западной Африке существенно растет объем производства в Кот Д'Ивуаре (прежде Берег Слоновой Кости).

В 1876 г. (по другим данным, это было на несколько лет раньше) кузнец Тетте Куарши из города Мампонг побывал на острове Фернандо-По. Вернувшись в Гану, он привез с собой мешочек какао-бобов. Он посеял их на родной земле и через четыре года собрал первый урожай. Предприимчивый кузнец продал семена своим друзьям и соседям. Так, постепенно культура какао вытеснила в стране все прочие культуры. Сегодня ганцы утверждают: «... для нас какао то же, что Нил для Египта...». В 1891 г. англичане вывезли первую партию какао-бобов из Ганы. А через 6 лет англичанин Роунтри открыл в Йорке шоколадную фабрику «Роунтри энд компани лимитед», от которой вскоре отпочковались предприятия в Канаде, Ирландии, Голландии, Австралии. Начали строиться шоколадные фабрики в США, Германии, Швейцарии; в середине XIX века было организовано производство шоколада в России.

1. Операторная модель технологической линии производства какао-порошка

Операторные модели отражают, разделяют и совмещают две принципиально различные и вместе с тем диалектически связанные функции, выполняемые системой (то, что она делает), и методы (как и какими способами реализуются функции). В операторных моделях функции обозначаются видом связей между операторами, а методы - видом операторов. Операторная модель позволяет четко разделить и связать функции и методы. Она состоит из цепи взаимосвязанных элементов-операторов, в которой качество каждой операции определяется тем, как она выполняется. Операторное моделирование систем

предусматривает использование трех основных понятий: вход, процесс и выход, комбинация количественных и качественных характеристик которых определяет ту или иную технологическую систему. Вход - источник деятельности или питания системы (например, сырье), процесс - вид деятельности, преобразующий вход и выход; выход - цель существования системы или результат деятельности системы (например, готовая продукция).

Метод изображения системы в виде операторной модели дает возможность перейти от самого общего и абстрактного ее представления к более конкретному. Анализ и синтез системы диалектически взаимосвязаны и представляют собой первый шаг в системном исследовании технологических линий, составляют один этап исследования, так как взаимно дополняют друг друга и являются взаимообусловленными.

2. Основной физико-химический процесс производства какао-порошка

За основной физико-химический процесс в производстве какао-порошка принят процесс сортировки и очистки какао-бобов, термическая обработка какао-бобов, дробление какао-бобов, приготовление какао тертого и получение какао-порошка.

Какао бобы, поступающие на переработку, неоднородны по размерам, форме и качеству. Обычно в массе какао-бобов содержится некоторое количество ломаных, слипшихся при ферментации, недоразвитых и других дефектных ядер, кроме того, могут быть мелкие кусочки бобов и шелухи, образовавшиеся при транспортировке. Какао-бобы всегда содержат пыль, песок, камешки, волокна мешковины, металлические частички и др. Все эти примеси отделяют от доброкачественных бобов. Кроме того, бобы рассортировывают по размеру. Это необходимо для правильного проведения последующей термической обработки. Для получения продукта высокого качества такую обработку проводят в разных режимах для бобов с различными размерами.

Очистку и отделение от посторонних примесей дефектных бобов и грязи производят на сортировочно-очистительных машинах. В этих машинах совмещаются операции очистки бобов от пыли и грязи, отделения ломаных, тощих, недоразвитых бобов и сортировки их на две основные фракции: крупные и обыкновенные. Машины снабжены магнитами для отделения ферропримесей.

Отсортированные по размеру и очищенные какао-бобы хранят в отдельных бункерах. Разные сорта какао бобов хранят отдельно. Обычно запас таких бобов в цехе составляет трех-шестидневную выработку.

Сортировку какао-бобов, отделение их от пыли и посторонних примесей производят в отдельных изолированных от основного производства помещениях. В целях улучшения качества выпускаемого шоколада из низкосортных какао-бобов после очистки и. сортировки их подвергают мойке водой комнатной температуры. Вымытые бобы сушат в специальных сушильных аппаратах при 80--90°С в течение 35--40 мин до влажности 3--4%. Из разных партий бобов в зависимости от засоренности их получают неодинаковый выход, который в среднем равен 97%, при этом 2,7% составляют склеенные и ломаные бобы, использующиеся в производстве. Их накапливают и отдельно подвергают термической обработке, после которой присоединяют к общей массе. Для дальнейшей обработки какао-бобы подают в производство или отдельными сортами или в определенных соотношениях.

Затем проходит процесс обработки какао-бобов. Термическая обработка какао-бобов является важнейшей операцией, от правильного проведения которой в значительной степени зависит качество получаемого шоколада и какао-порошка. При термической обработке происходит ряд физических и химических изменений, в результате которых существенно изменяются состав и свойства какао-бобов. Содержание сухих веществ повышается с 92--94 до 97--98%. Шелуха (какао-велла) в результате термической обработки становится хрупкой, легко отделяется от ядра и удаляется при последующем дроблении. Само ядро после потери большей части воды также становится более хрупким и легче дробится. При термической обработке под влиянием высокой температуры какао-бобы стерилизуются, находящаяся на какао-бобах микрофлора ликвидируется. Лучшие результаты получают при обжаривании какао-бобов до содержания сухих веществ 98 и даже 98,5%. Однако при более глубокой обжарке до содержания сухих веществ выше 99% качество обжаренного продукта значительно снижается. Следует учитывать, что обжаренные какао бобы и особенно полученная из них какао крупка очень гигроскопичны и легко поглощают влагу из воздуха. В связи с этим обжаренные какао бобы и какао крупку стараются не накапливать в производстве. Вкусовые и ароматические свойства какао-бобов при обжарке значительно повышаются. Вследствие чего снижается вяжущий вкус, свойственный не обжаренным какао-бобам, и появляется горьковатый приятный привкус, присущий шоколадным изделиям. Улучшение вкусовых качеств какао-бобов при обжарке является следствием удаления части летучих кислот, главным образом уксусной. Общее содержание кислот снижается, кислый вкус сырых какао-бобов в значительной степени уменьшается, что объективно подтверждается уменьшением титруемой кислотности до 1,5 град. При обжарке образуются вещества, придающие какао-бобам приятный аромат. Появление таких веществ, очевидно, обусловлено реакцией аминокислот с сахарами. Претерпевают некоторое изменение углеводы (частично гидролизуется крахмал, переходя из нерастворимой формы в растворимую ) ,сахара (содержание сахарозы уменьшается, а моносахаридов увеличивается). При обжарке, особенно если ее производят при повышенной температуре, часть жира может из ядра переходить в оболочку. Чтобы избежать таких потерь какао-масла, на некоторых предприятиях производят обжарку не какао-бобов, а какао-крупки, отделенной предварительно от оболочки.

Качество обжарки в значительной степени зависит от размеров какао-бобов, поэтому большое значение имеет тщательность проведения предыдущей операции сортировки. Для какао-бобов разного размера требуются различные режимы при термической обработке.

Для термической обработки используют аппараты различной конструкции, которые подразделяют на два типа: периодического действия и непрерывного.

Наиболее распространенным видом оборудования периодического действия является шаровой обжарочный аппарат. В шаровом обжарочном аппарате обрабатываемые какао-бобы непосредственно соприкасаются с продуктами горения. В связи с этим предъявляются повышенные требования к используемому топливу. В качестве топлива чаще всего используют кокс, природный или генераторный газ. Если хотят избежать соприкосновения какао-бобов с продуктами сгорания, то через аппарат пропускают горячий воздух, нагретый в калориферах.

Высокая температура и кратковременность ее воздействия на какао-бобы приводят к неравномерности обжарки. Наружные слои какао-бобов оказываются пережаренными, в то время как внутренняя часть их обрабатывается недостаточно. В связи с этим и другими недостатками периодически действующих аппаратов для термической обработки какао-бобов стали все более широко применять сушилки непрерывного действия. В этих агрегатах процесс термической обработки происходит непрерывно, продолжительность обжарки увеличивается, а температура несколько снижается.

Перспективным является высокочастотный нагрев при обжарке какао-бобов. В результате экспериментов по применению высокочастотного нагрева обнаружена возможность получения обжаренных бобов высокого качества с отличным вкусом и ароматом. Однако до настоящего времени такой способ не нашел практического применения из-за низкого КПД генераторов высокочастотной энергии, сложности установок и их обслуживания.

Следом идет процесс дробления какао-бобов. Охлажденные до 25--35°С какао-бобы подвергают дроблению. Основной задачей этой операции является отделение оболочки (какао-веллы) от ядра. Оболочка содержит значительное количество клетчатки и незначительное количество жира. При попадании в шоколад и какао-порошок оболочка ухудшает вкус и пищевую ценность. Поэтому оболочку удаляют, и она является отходом производства. Кроме оболочки и ядра какао-бобы содержат росток. Росток также следует отделять от ядра. В различных сортах какао-бобов соотношение ядра, оболочки и ростка неодинаково и колеблется в зависимости от сорта и крупности зерен. Отделение какао-веллы производят путем дробления какао-бобов, в результате чего ядро превращается в какао-крупку, а какао-велла отвеивается. Операцию дробления какао-бобов, при которой ядро превращается в какао-крупку с одновременным отвеиванием какао-веллы, производят на специальных дробильно-сортировочных машинах. При этом получаемая какао-крупка разделяется на несколько фракций размером от 8 до 0,75 мм. Оболочка лучше отделяется в том случае, если при дроблении крупных фракций крупки получается больше. Обычно выход какао-крупки составляет 81 -- 83% массы сырых какао-бобов.

Самую мелкую фракцию какао-крупки называют какао-мель, содержание которой не должно превышать 1,5%. В какао-мели содержится наибольшее количество оболочки, а содержание жира в ней значительно ниже, чем в крупных фракциях, и составляет 10--30%.

Крупные фракции крупки используют для получения плиточного шоколада и какао-порошка, а мелкие -- для приготовления начинок и конфетных масс и при получении шоколадной глазури.

Для дробления сырых и слабообжаренных бобов используют дробильный механизм ударного типа. При дроблении сырых бобов вызывает затруднения плохое отделение оболочки. В этом случае бобы предварительно несколько подсушивают. Крупку из сырых и слабообжаренных бобов подвергают термической обработке.

При обжаривании вместо какао-бобов, какао-крупки все сопровождающие термообработку процессы протекают более интенсивно. Крупка быстрее и равномернее прогревается, в результате чего уменьшается разность температур нагрева внутренних и наружных частей, сокращаются перегревание наружных и недостаточная обработка внутренних слоев, свойственные процессу обжаривания какао-бобов. Происходят более интенсивное удаление летучих органических кислот и накопление характерных для шоколада ароматических веществ. Вкус обжаренной какао-крупки улучшается. Кроме повышения качества обжарки крупки ликвидируются возможные потери какао-масла, которое при обжарке целых бобов может переходить в оболочку и теряться. Как и какао-бобы, после обжарки какао-крупку как можно быстрее охлаждают.

Приготовление какао тертого. Какао тертое, получаемое размолом какао-крупки, представляет собой густую сметанообразную жидкость (при температуре свыше 40°С). Эта жидкость неоднородна и представляет собой суспензию, жидкой фазой в которой является какао-масло, а твердой -- частички клеточных стенок какао-бобов. В процессе размола разрушаются клеточные стенки, а заключенное в них какао-масло высвобождается. Так как при размоле всегда повышается температура, то какао-масло расплавляется, а твердые размельченные частицы распределяются в нем.

Главными характеристиками какао-тертого являются его вязкость и степень измельчения.

Вязкость в значительной степени зависит от влажности. С увеличением влажности вязкость значительно повышается. Например, при увеличении влажности от 2,5 до 3,5% вязкость повышается в 1,5 раза. Какао-тертое -- суспензия, которая состоит из компонентов, имеющих различную плотность. В связи с этим какао тертое способно к расслаиванию. При хранении в жидком состоянии верхние слои его обогащаются жиром, а нижние -- твердыми частицами. Этот процесс протекает с большей интенсивностью в массе, содержащей более крупные частицы. С повышением степени измельчения способность к расслаиванию уменьшается. Чтобы в процессе хранения расслаивание не происходило, какао тертое хранят в емкостях, оборудованных мешалками. Какао-тертое из какао-крупки получают на машинах различных конструкций: ударно-штифтовых, восьмивалковых мельницах, трехвалковых комбинированных мельницах, включающих дезинтегратор, дифференциальных мельницах и шариковых мельницах.

Ударно-штифтовые мельницы, или дезинтеграторные агрегаты, имеют высокую производительность, на них получают какао тертое высокой степени измельчения. Процесс включает продувку полученного горячего какао тертого воздухом. При этом воздух уносит из него некоторое количество летучих кислот, что благоприятно влияет на вкусовые качества. Кроме того, при продувке воздухом какао тертое теряет часть влаги, что также благоприятно влияет на качество полученного продукта, вязкость при этом снижается.

Восьмивалковые, комбинированные и дифференциальные мельницы используют не только для измельчения какао тертого, но и для измельчения ореховых ядер. Восьмивалковая мельница имеет два рифленых и тесть гладких измельчающих валков. Рифленые валки служат для грубого дополнительного измельчения какао крупки. Такая крупка, проходя через шесть гладких валков, расположенных двумя группами по три валка, превращается в какао тертое.

Комбинированные машины представляют собой агрегат, в котором на одной станине вмонтированы дисковый измельчитель и трех-валковая мельница. Комбинированные мельницы используют двух типов: с воздушным и водяным охлаждением дискового измельчителя. Дифференциальная мельница снабжена двумя карборундовыми дисками. В радиальном направлении рабочие плоскости имеют специальное рифление, не доходящее до внешнего края диска. Вращение дисков происходит в одном направлении, но с различными скоростями. В результате попадающая между плоскостями какао-крупка измельчается, под действием центробежной силы перемещается от центра к периферии и стекает в виде жидкой массы.

В целях получения более высокого качества какао тертое дополнительно измельчают и гомогенизируют. Для этой цели используют шариковые мельницы. При измельчении какао-тертое разогревается. Процесс проводят при температуре 75--80°С. Для отвода тепла рабочий цилиндр и трубопровод имеют рубашку, в которой циркулирует вода. При необходимости какао-тертое пропускают через мельницу повторно. В соответствии со стандартом к какао-тертому предъявляют следующие требования: вкус и аромат характерные для данного вида какао-бобов, содержание воды не более 3%, степень измельчения не менее 90%.

Какао-тертое является основным полуфабрикатом шоколадного производства. Рецептуры на шоколад и шоколадные изделия нормируют не расход сырых какао-бобов, а расход какао-тертого. Количество какао тертого, получающееся из 1 т сырых какао-бобов, зависит от их качества и условий переработки. В соответствии с рецептурами выход какао-тертого из сырых какао-бобов должен составлять 82--83,5%, т. е. из 1 т какао-бобов получают 820--835 кг какао-тертого. На производстве какао-тертое хранят в жидком виде в крупных емкостях, оборудованных мешалками и устройством для подогрева.

Производство какао порошка. Какао-порошок вырабатывают из какао-жмыха путем измельчения его. Какао-жмых получают при частичном отжатии какао-масла от какао тертого.

Какао-порошок представляет собой тонкоизмельченный продукт коричневого цвета. Выпускают его двух видов: производственный и товарный. Производственный какао-порошок используют для изготовления жировой глазури, некоторых сортов конфет, карамели, ириса, начинок и других видов кондитерских изделий. Товарный какао-порошок используют для изготовления напитка какао. Этот напиток представляет собой суспензию какао порошка в воде или молоке. Качество суспензии и соответственно применяемого какао порошка в значительной степени оценивается стойкостью ее, которая зависит от размера частиц какао-порошка, находящихся во взвешенном состоянии.

Стойкость суспензии какао-порошка возрастает, если его получают из какао-крупки или какао тертого, которые предварительно подвергнуты специальной щелочной обработке. Образующиеся при этом различные вещества увеличивают стойкость суспензии, замедляя оседание частиц какао. Под воздействием щелочных солей происходит гидролиз клетчатки, что облегчает выделение какао-масла при прессовании. Какао-крупку обрабатывают раствором поташа или раствором двууглекислой соды или просто водой без введения щелочных солей. Для этого используют крупные фракции какао-крупки.

Какао тертое обрабатывают раствором двууглекислой соды или водой. Наиболее эффективна обработка раствором поташа. Раствор поташа

нагревают до 80° С и подают в вакуум-конш, который предварительно загружают какао-тертым, разогретым до 80--85° С. Количество раствора щелочной соли или воды составляет 10--15% к массе какао-тертого. Массу, нагревая, перемешивают 1 ч без вакуума, а затем включают вакуум и продолжают перемешивать 5--8 ч. Под влиянием введенной с раствором поташа воды вязкость какао-тертого значительно повышается, однако при перемешивании под вакуумом в связи с уменьшением влажности (до 1,2--2%) вязкость снова снижается. В процессе обработки удаляются летучие кислоты. По этой причине, а главным образом, за счет введения поташа рН какао тертого повышается до 7. После такой обработки какао-тертое направляют на прессование. Какао-порошок, полученный из какао-тертого (какао крупки), обработанного щелочами, имеет более темный цвет с красно ватым оттенком и сильно выраженный приятный запах. Это является следствием уменьшения кислотности, повышения рН до 6,8-- 7,1 и снижения содержания дубильных веществ на 1--2%.

Прессование какао тертого. В процессе прессования какао-тертое разделяется на два продукта: какао-масло и какао-жмых.

Какао тертое, предназначенное для прессования, предварительно длительное время перемешивают при температуре 85--95° С. Какао-тертое должно быть тщательно измельчено. Степень измельчения, т. е. содержание частиц мельче 35 мкм, должно составлять не менее 90% обезжиренной части какао тертого. Влажность какао тертого должна быть не выше 1,5%.

На крупных кондитерских фабриках процесс прессования осуществляют на автоматических горизонтальных высокопроизводительных гидравлических прессах. Продолжительность цикла прессования составляет 13--20 мин и зависит от содержания какао масла, которое хотят оставить в жмыхе.

Получение какао порошка. Какао-жмых, получающийся в результате прессования какао тертого, представляет собой прочные диски (блоки) диаметром около 0,5 м. Эти диски охлаждают и предварительно дробят в специальных жмыходробилках на отдельные куски размером не более 25 мм. Охлаждение при измельчении какао-жмыха необходимо в связи с тем, что содержащееся в нем какао-масло при высокой температуре находится в жидком состоянии и замасливает рабочие органы машины. При охлаждении до более низких температур механическая прочность жмыха значительно возрастает и разлом происходит труднее. В связи с этим жмых охлаждают до температуры 35--40° С и подают на какао размольные агрегаты для выработки какао-порошка. Используют различные конструкции таких агрегатов, отличающиеся системой сепарации какао-порошка по размерам частиц. Применяют системы с механической сепарацией (просеиванием) и с воздушной сепарацией.

3. Системы оценки качества какао-порошка

Органолептическая оценка показателей качества готовых изделий

Таблица 1

Наименование показателей	Характеристика изделия
Вкус и запах	приятный горьковатый вкус и аромат какао-бобов без посторонних привкусов и запахов
Степень измельчения	По степени измельчения какао-порошок должен быть однородным. При растирании между пальцами в нем не должны ощущаться крупинки.
Цвет	Цвет его от светло- до темно-коричневого(тусклый серый оттенок считается недопустимым дефектом)

Важнейшими физико-химическими показателями качества какао-порошка являются:

1. Влажность, %, не более..................................................7,5

2. Массовая доля жира в соответствии с рецептурной, %, не более..............................................................................14-17

3. Дисперсность (число мелких фракций), %, не менее.....90

4. Показатель рН, не более....................................7,1

5. Массовая доля общей золы в какао-порошке, %, не более необработанном................................................................6,0

обработанном............................................................9,0

6. Массовая доля золы, не растворимой в 10 %-ном

растворе НС1, %, не более.......................................0,2

7. Массовая доля металломагнитной примеси (частицы не более 0,3 мм в наибольшем линейном измерении), %, не более…..0,0003

8. С учетом степени измельчения какао-порошка остаток после просева на шелковом сите и металлическом сите должен быть не более……………….. 1,5 %.

4. Значение технологических факторов в приготовлении какао-порошка

Влияние жира. Содержание жира в какао порошках может колебаться в пределах от 9,5 до 24%. При этом использование высокожирных какао-порошков предпочтительно в производстве мороженого, напитков, в то же время их применение при производстве глазури может привести к несовместимости жиров какао-порошка и заменителя какао-масла.

Дефекты какао-порошка.

- бобы должны быть: а) зрелыми, иметь ячеистое строение ядра, которое можно наблюдать при разрезе семядоли (в 100 г должно быть не менее 98 шт.); б) хорошо ферментированными - иметь темно-коричневый цвет на изломе; в) не должны содержать закоптелых бобов с каким-либо посторонним запахом или привкусом; г) без каких-либо посторонних примесей (разрушенных бобов, осколков, кусочков, кожуры, живых насекомых), признаков изменения состава сортированного какао тем или иным путем, в результате чего получаемая смесь или комбинация не соответствует сорту, ухудшается качество или привкус, изменяется объем или масса партии.

Любая партия какао-бобов, превышающая допустимые пределы, считается нестандартной и маркируется "НС" (нестандартное какао можно продавать только по специальному контракту).

- Заплесневелые бобы - какао-бобы, на внутренних частях которых видна плесень невооруженным глазом.

- Темно-серые бобы -какао-бобы, имеющие темно-серый цвет не менее чем на половине поверхности.

- Бобы, поврежденные насекомыми - какао-бобы, на внутренних частях которых имеются насекомые на любой стадии развития или которые изъедены насекомыми, вызывающими повреждение, видимое невооруженным глазом, - моль какао. По внешнему виду она напоминает платяную моль, но имеет серый цвет.

- Проросшие бобы - какао-бобы, кожура которых проколота, расщеплена или разорвана в результате появления ростков.

- Плоские бобы - какао-бобы, две семядоли которых настолько тонки, что поверхность семядоли не может быть получена путем срезания.

- Закоптелые бобы - какао-бобы, от которых отколоты части, составляющие меньше половины боба.

5. Основное сырье, используемое при производстве какао-порошка

В состав бобов входит жир (какао-масло), белковые вещества, крахмал, клетчатка, теобромин, вода, ароматические вещества, органические кислоты.

Особо ценной составной частью бобов является какао-масло (51-54%). Оно относится к группе твердых жиров и содержится главным образом в ядре. Какао-масло состоит в основном из жирных кислот: пальмитиновой, стеариновой, олеиновой. При температуре 25°С оно твердое и хрупкое, а при 32°С - жидкое, поэтому во рту человека масло плавится без остатка. Благодаря этим свойствам какао-масла шоколад, являясь твердым и хрупким продуктом, легко расплавляется при употреблении, не давая ощущения салистости.

Крахмал (5-9%) и белковые (11-15%) в сочетании с какао-маслом придают какао-бобам и продуктам, приготовленным из них, высокую питательную ценность.

Теобромин (1-3%) и содержащийся в какао-бобах в небольших количествах кофеин (0,1-0,5%) являются химическими соединениями, обладающими тонизирующими свойствами (возбуждают деятельность нервной и сердечно-сосудистой системы).

Дубильные вещества представляют собой сложные органические безазотистые соединения вяжущего, терпкого вкуса (танины), находящиеся в клеточном соке некоторых плодов. В процессе ферментации какао-бобов дубильные вещества сильно изменяются, в результате чего смягчается горько-вяжущий вкус.

При производстве шоколада в процессе обжарки какао-бобов, получения тертого какао и конширования, т. е. в результате нагревания и окисления кислородом воздуха, происходит дальнейшее изменение дубильных веществ какао-бобов с образованием красновато-коричневых веществ - флобафенов, отчего вяжущий вкус смягчается и шоколад приобретает характерный приятный горьковатый привкус.

Красящие вещества какао-бобов относятся к группе антоцианинов, весьма распространенных в растительном мире. Основным красящим веществом какао-бобов является какао красное, придающее бобам коричневую окраску с красноватым оттенком. Недоферментированные бобы имеют фиолетовую окраску.

Ароматические вещества какао-бобов состоят главным образом из эфирных масел, придающих им характерный аромат.

Физиологическая ценность обусловлена содержанием алкалоидов - кофеина и теобрамина (0,4%), а также дубильными веществами, придаю- щими окраску и специфический горький, терпковяжущий вкус десертным видам шоколада.

6. Технологическая схема производства какао-порошка

7. Спецификация оборудования, входящего в состав линии производства какао-порошка

Наиболее совершенными являются какао размольные агрегаты с воздушной сепарацией.

1-расходный бункер

2-конвеер

3-автоматические весы

4- бункер-питатель

5- очистительно-сортировочная машина

6- магнитный уловитель

7-промежуточный бункер

8-питатель

9-обжарочный аппарат

10-нория

11- дробильно-очистительно-сортировочная машина

12-циклон

13-расходный бункер

14-ударно-штифтовая мельница, дисковая мельница 75.

16-насос

17,77-шариковая мельница

18-темперирующий сборник

19,35-сборник

20- машина, для оклеивания целлофаном

На рис.1 показана 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 машину 5. В ней какао-бобы очищаются от посторонних примесей и сортируются по размерам.

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-бобы накапливают в отдельных бункерах, чтобы обеспечить в дальнейшем специальные режимы их термической обработки.

рис.1

Описание машинно-аппаратурной схемы производства какао-порошка

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 (какао веллы), отделяется какао велла 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 какао веллу.

Далее бобы норией 10 загружаются в дробильно-очистительно-сортировочную машину 11, в которой они дробятся на кусочки размером от 0,75 до 8 мм. Дробленая смесь состоит из кусочков ядра -- какао-крупки и какао веллы. Дробленую смесь делят на ситах на несколько фракций для более полного отделения крупки от какао веллы. Крупка и какао велла одинакового размера имеют разную парусность, определяемую скоростью воздуха, при которой частицы витают. Поэтому в аспирационных каналах машины 11 при помощи воздушного потока от крупки отвеивается какао велла. Во фракциях с мелкими размерами крупки и какао веллы парусности близки, поэтому полного разделения трудно достигнуть. В них менее полно отделяется какао велла. Выход какао-крупки должен составлять не менее 87 % обжаренных какао-бобов.

Из машины 11 какао велла 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

8. Вывод

1) Какао-порошок - это тонко измельченный какао-жмых, оставшийся после частичного удаления масла из какао-массы, с добавлением различных вкусовых и ароматических веществ.

2)В ходе работы была построена и изучена операторная модель производства какао-порошка

3) Изучая технологию производства какао-порошка, необходимо учитывать физико-химический процессы, проходящие при измельчении какао-тертого, а также физико-химические процессы проходящие в приготовленном какао-порошке.

4) В работе рассмотрены технологические факторы, влияющие на производство какао-порошка, а так же дефекты какао-бобов.

5) С целью ознакомления был рассмотрен ГОСТ на какао-порошок, откуда и подчеркнута значимость органолептических и физико-химических показателей качества готового изделия.

Список используемой литературы

1. Олейникова А.Я. «Практикум по технологии кондитерских изделий»

2. Панфилов В. А. «Оптимизация технологических систем кондитерского производства»

3. Панфилов В.А. «Технологические линии пищевых производств»

4. Зубченко А.В. « Влияние физико-химических процессов на качество кондитерских изделий»

5. Маршалкин Г.А. «Технология кондитерских изделий»

6. Интернет ресурс http://www.gastronom.ru/kb_prod.aspx?id_kb=967

7. Кругляков Г.Н., Круглякова Г. В. Товароведение продовольственных товаров.

Размещено на Allbest.ru