Производство какао порошка

                     Рис 4.Схема сушилки шахтного типа

Применение первых предпочтительнее, так как они дают излучение с большей проникающей способностью внутрь обрабатываемого материала (какао-бобов). Нагрев излучателей второго типа может быть электрическим или путем сжигания топлива, чаще всего газа.

  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.

Дробление какао бобов

Охлажденные до 25—35°С какао бобы подвергают дроблению. Основной задачей этой операции является отделение оболочки (какаовеллы) 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. В табл. 1 приведены данные процентного соотношения ядра, оболочки и ростка для какао бобов различных сортов. Отделение какаовеллы производят путем дробления какао бобов, в результате чего ядро превращается в какао крупку, а какаовелла отвеивается. Зародыш (росток), который обладает большей твердостью, Можно отделить от какао крупки на триерах. У различных сортов какао бобов величина зародыша колеблется и в среднем составляет: длина 4 мм, диаметр 1 мм

                                                                                                                                                                                        Таблица 1

Рис 5. Схема дробильно-сортировочной машины. 
 

масс  и при получении шоколадной глазури. На рис.5 представлена схема дробильно-сортировочной машины. Охлажденные какао бобы подаются норией 10 на дробление в вальцовый механизм 1. Зазор между валками регулируется в зависимости от качества какао бобов. Полученная какао крупка вместе с оболочкой попадают на двухъярусное сито 2. Верхний ярус состоит из пробивных сит с ячейками диаметром 5,5; 6,5; 7,5; 8,5 мм. Нижний ярус соответственно составляют пробивные сита с отверстиями 1,5; 2,5; 2,75; 3,5; 4,5 мм. Разделенные по размеру на ситах на девять отдельных фракций частицы какао бобов соответственно попадают в девять вертикальных сепарационных каналов 3. Через эти каналы током воздуха, создаваемым вентилятором 5, более легкие частицы какаовеллы уносятся в каналы специальной камеры и оттуда на виброжелоб 8. Какао крупка поступает на вибрационный желоб 6, расположенный по другую сторону машины. Зародыши попадают в четвертый и пятый номера крупки и отделяются с помощью триера 9. Крупные части какао бобов и нераздробленные какао бобы, не прошедшие через сита, возвращаются шнеком 7 для повторного дробления. Регулирование скорости движения воздуха осуществляется дроссельными задвижками 4.

  Для дробления сырых и слабообжаренных  бобов используют не валковый, а  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.

  Состав  какао тертого (в %) приведен ниже.

  Вода           2,0—2,5             Пентазаны                   около1,5

  Жир         54—56             Клетчатка                     2,7—3,6

  Азотистые вещества         13—14            Дубильные вещества  5,5—8,5

  Теобромин          около 1,5         Кислоты                     0,6—2,4

  Сахар          около 1,0             Зола                               2,0—3,2

  Крахмал          около 6.5

  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. Восьмивал- ковая 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. 

  Рис 6.Схема шариковой мельницы 

  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. На рис.6 показанасхема устройства шариковой мельницы типа 292-В. Измельчение происходит в вертикальном цилиндре 4, в котором на вертикальной оси вращается перемешивающее устройство 5. Это устройство приводится в движение от электродвигателя 1. Рабочим измельчающим органом являются стальные шарики 3 диаметром 4—6 мм. При вращении мешалки шарики перемещаются внутри измельчаемого продукта. Подлежащее измельчению какао тертое нагнетается шестеренчатым насосом. В верхней части цилиндра 4 установлен ситовой сепаратор 2, который отделяет измельчаемое какао тертое от измельчающих шариков. Качество продукта (интенсивность измельчения) зависит от частоты вращения мешалки, скорости прохождения продукта, степени заполнения рабочего объема измельчающими шариками и их размеров.

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. Наиболее эффективным является способ обработки раствором поташа. Для этого используют крупные фракции какао крупки.

Рис 7.Схема установки для препарирования какао крупки

  Какао крупку обрабатывают на установке, схема  которой показана на рис.7 Какао крупка из расходного бункера 3, который оборудован пневматическим вибратором, порциями дозируется автовесами 7 и через воронку 9 поступает в один из реакторов 11, выполненных из нержавеющей стали и оборудованных мешалкой. Концентрированный раствор поташа и вода насосами 4 из емкостей 5 и 3 подаются в смеситель 6. Подготовленный раствор реагента температурой 80—85°С поступает в реактор 11 через автоматический вентиль 10. Количество реагента вводят соответственно массе введенной какао крупки (на 100 кг крупки 1,5—2 кг поташа), растворенного в 25—30 л воды. Продолжительность обработки составляет около 60 мин при 80—85° С. За это время какао крупка набухает, впитывая практически всю жидкость. Влажность ее повышается до 20—25%.