Технология производства шоколада и какао-порошка

Приготовленная  шоколадная масса перекачивается на хранение в темперирующие сборники, а затем в темперирующие машины 32, в которых температура постепенно снижается до 40...45 °С. Готовую шоколадную массу, поступающую на формование, подвергают фильтрации для удаления посторонних примесей. Массу пропускают через металлические фильтры с диаметром ячеек 2 мм, установленные на входе в автоматическую машину 31 для темперирования шоколадных масс.

Темперирование  шоколадной массы в машине 31 протекает непрерывно в очень тонком слое при весьма интенсивном перемешивании. Массу быстро охлаждают от 45...50 °С до 33 °С, а затем медленно снижают температуру до 30.. .32,5 °С (при выработке шоколада без добавлений) и выдерживают массу в этом температурном интервале, не прекращая интенсивного перемешивания. Вследствие большой вязкости и значительной массы молекулы какао-масла имеют малую скорость, что затрудняет создание центров кристаллизации. При таком режиме создаются оптимальные условия для равномерного образования центров кристаллизации только устойчивой Р-формы масла-какао и исключается жировое поседение шоколада.

Оттемперированная шоколадная масса подается в агрегат для формования плиточного шоколада, состоящий из отливочной машины 41, цепного конвейера с формами и охлаждающего аппарата 39. Отливочная машина имеет две дозировочные головки, которые при помощи поршневых систем дозируют определенные порции шоколадной массы в жесткие формы. Например, первая по ходу технологического процесса дозировочная головка настроена на порцию массы 50 г, а вторая — 100 г. При этом составы шоколадных масс, подаваемых в головки, тоже могут быть различны. Производительность дозировочной головки до 24 форм/мин регулируется бесступенчато.

 

При формовании шоколада используют преимущественно  металлические формы. Их изготовляют  из специальной нержавеющей стали (сталита) или малоуглеродистой мягкой стали, покрытой с рабочей стороны тонким слоем чистого никеля (платиноля). Формы и все их ячейки должны иметь блестящую и гладкую, хорошо отшлифованную и отполированную, совершенно чистую рабочую поверхность. Формы шарнирно закреплены на цепном конвейере длиной около 200 м, их можно легко снять или поставить на конвейер в месте поворота конвейера перед дозировочной головкой. При изготовлении шоколадных плиток разной массы и состава формы устанавливаются на конвейере поочередно через одну для каждого вида изделий.

Формование шоколадных плиток происходит следующим образом. Темперированная  шоколадная масса дозировочными  головками заливается в формы, предварительно подогретые до температуры 30...32 °С. Заполненные  формы поступают в зону вибрационной обработки 40. Их принудительно перемещают цепным конвейером по поверхности постоянных магнитов, совершающей вибрационные колебания по вертикали с частотой 33 Гц. Вибрация приводит к разрушению внутренней структуры шоколадной массы и, как следствие, к понижению предельного напряжения сдвига и вязкости. При этом шоколадная масса хорошо заполняет все углубления формы, содержащиеся в массе мелкие пузырьки воздуха удаляются из ее объема. Благодаря вибрационной обработке форм в течение 3... 5 мин шоколад приобретает темный цвет и блестящую поверхность.

Обработанная  вибрацией шоколадная масса должна быть быстро охлаждена, так как при  медленной кристаллизации образуются крупные кристаллы какао-масла и возможно жировое поседение шоколада. Поэтому формы с шоколадной массой охлаждаются в аппарате 39 сначала в течение 19 мин при температуре 6... 10 °С. Чем ниже температура в охлаждающей камере, тем мельче получаются кристаллы какао-масла устойчивой Р-формы, а их распределение в массе равномернее. При низкой температуре воздуха изделие имеет блестящую зеркальную поверхность. Само изделие получается хрупким, имеющим нежный, тающий вкус и однородную структуру в изломе.

По окончании  кристаллизации формы переворачивают на 180 °С, под действием вибрации шоколадные плитки выпадают из форм на пластинчатый конвейер, а пустые формы  возвращаются цепным конвейером к отливочной машине 41. В нижней части охлаждающего аппарата 39 находится зона акклиматизации, в которой шоколадные плитки, размещенные на пластинчатом конвейере, продолжают выдерживаться при температуре 11... 15 °С. Шоколадные плитки, имеющие температуру, близкую к температуре воздуха цеха, можно направлять на завертку без длительной выстойки. Если вышедшая из охлаждающего аппарата плитка шоколада имеет температуру ниже точки росы воздуха в цехе, то на ее поверхности конденсируется влага из воздуха. В конденсате растворяется сахар, содержащийся в поверхностном слое. После прогревания изделия влага испаряется, а растворенный в ней сахар выкристаллизовывается. Поверхность плитки приобретает неприятный серый налет — сахарное поседение шоколада.

Шоколадные  плитки выгружаются из аппарата 39 четырьмя ленточными питателями 38 и передаются в заверточные машины 37. Завертка плиточного шоколада производится в алюминиевую фольгу, парафинированную или подпергаментную подвертку и красочную этикетку. Фольга и подвертка предохраняют шоколад от увлажнения, а следовательно, от сахарного поседения, а также от потери аромата. Готовый шоколад обладает хрупкостью, в связи с чем предусмотрена дополнительная упаковка завернутых плиток в картонные футляры массой 2.. .2,5 кг. Футляры упаковывают в фанерные или тесовые ящики, картонные коробки, которые закрываются, забиваются гвоздями или заклеиваются. 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет материального  баланса

Количество сырья, необходимое для производства 1000 кг шоколада 

Сырые какао- бобы – 556,22 кг 
Сахарная пудра – 509,69 кг 
Какао- масло – 43,83 кг

 

№ ,      n/n	Операция	Потери ,       %	Количество  продукта Тонн/год
1	Потеря массы  при распределении на пятивалковые мельницы	7	556220+38935,4=595155,4 509690+35678,3=545368,3  43830+3068,1=46898,1
2	Потери какао-масла  при его добавлении с помощью  дозатора	5	595155,4+29757,77=624913,2 509690+27268,4=572636,7 46898,1+2344,9=49243,005
3	Потери в  темперирующей машине	10	624913,2+62491,3=687404,5 572636,7+57263,7=629900,4 49243,005+4924,3=54167,3
4	Потери при  перекачивании какао-масла в фильтр	15	687404,5+103110,7=790515,2 629900,4+94485,1=724385,4 54167,3+8125,1=62292,4
5	Потери тертого какао при хранение в сборнике	1	790515,2+7905,15=798420,3 724385,4+7243,9=731629,3 62292,4+622,9=62915,3
6	Потери какао  при подаче насосом в шариковую мельницу	10	798420,3+79842,03=878262,3 731629,3+73162,9=804792,2 62915,3+6291,53=69206,9
7	Потеря крупки при измельчении в мельнице	10	878262,3+87826,2=966088,6 804792,2+80479,2=885271,5 69206,9+6920,69=76127,5
8	Потеря каковеллы  в дробильно-очистительно-сортировачной  машине	10	966088,6+96608,86=1062697,4 885271,5+88527,1=973798,6 76127,5+7612,75=83740,298
9	Потеря каковеллы, поступающей из машины в циклон	5	1062697,4+53134,9=1115832,3 973798,6+48689,9=1022488,5 83740,298+4187,01=87927,3
10	Потеря каковеллы  при обжарке	10	1115832,3+111583,2=1227415,5 1022488,5+102248,85=1124737,4 87927,3+8792,7=96720,044

 

Таблица 1 – Материальный баланс процесса 

Итого: 1227415,5+1124737,4+96720,044=2448872,96 тонн/год сырья

 

Чтобы получить 1000 тонн/год готового продукта, нужно  использовать 2448872,96 тонн/год сырья

 

 

 

 

 

 

4 Оборудование

Линия производства шоколадных изделий по традиционной технологии Shell

Линия предназначена для производства сплошных изделий и изделий с  начинкой. Шоколадную оболочку формирует  штамп из холодного металла, опускаемый в пластиковую форму, наполненную шоколадом (Система Frozen Core). Используя различные формы, на линии можно производить изделия круглой и шарообразной формы, а также плитки, шоколадные яйца - сплошные изделия и изделия с кремовой начинкой, в которую можно также добавлять цельный орех, гранулы орехов, воздушного риса и проч., а также с начинкой с повышенным содержанием влаги и спиртосодержащих продуктов (ликер). 

 
Линия отливки шоколада технологий 'One Shot' («Ван Шот»)

Технология  «Ван Шот» в отличие от традиционной, при которой шоколадные изделия с начинкой производятся в три этапа, позволяет отливать изделия с начинкой в один этап.

Линия «Ван Шот» предназначена для производства шоколадных конфет ассорти и плиток – без начинки, с кремовой начинкой, с добавлением гранул в начинку или шоколад, а также с цельным орехом или другими твердыми добавками внутри.  

 

 

 

 

Темперирующие машины

Темперирование  шоколадных масс необходимо для получения  конечного продукта отличного качества.

Темперирующие машины имеют две, три или четыре зоны. Перемещаясь по зонам, шоколадная масса охлаждается при непрерывном перемешивании, что обеспечивает переход какао масла из неустойчивой формы в стабильную и предотвращает жировое «поседение» шоколада, т.е. выделение кристаллов жира и сахара на поверхности шоколадных изделий. Поверхность шоколада с нормальным темперированием практически не имеет значительных выступов и перепадов высот. На поверхности плохо темперированного шоколада хорошо видны выступающие игольчатые кристаллы какао масла, которые самопроизвольно образовались в процессе хранения шоколада.

После темперирования конечный продукт имеет  следующие характеристики:

- Идеально  глянцевая поверхность,

- Структура,  оптимальная по плотности и  кристаллизации

- Длительный  срок годности

- Устойчивость (готовый продукт не плавится  и не крошится) 

 

 

 

 

Конш-машины

Конширование – процесс, необходимый для производства изделий из натурального шоколада высшего качества. При коншировании вязкость шоколада уменьшается путем теплообмена и интенсивного механического перемешивания и достигается полная гомогенизация.

Более того, при этом процессе удаляется  влага, летучие вещества и происходит интенсивное формирование аромата  и вкуса шоколада.

Конширование — это длительный процесс, в результате которого из шоколадной массы испаряется лишняя влага, улетучиваются остатки дубильных веществ, а твердые частицы какао округляются. Консистенция шоколада при этом становится более однородной, а вкус — более нежным, «тающим».

Именно  процесс конширования позволяет на последней стадии производства удалить нежелательные вещества, завершив тем самым формирование вкуса готового продукта. Достигается это за счет длительного контакта активно перемешивающейся массы с воздухом при строго заданной высокой температуре. Во время процесса конширования также формируются заданные реологические, физико-химические и органолептические характеристики готового продукта. 

 

 

 

 

Шоколадная мельница Choco Mill

Мельница  предназначена для производства натурального шоколада, шоколада, идентичного натуральному (с растительными маслами), шоколадной массы и какао-массы, ореховой массы.

Шоколадная  мельница Choco Mill осуществляет процесс  непрерывного измельчения шоколадной массы посредством шаров. Система  состоит из двух секций. Первая секция – это пре-миксер, на который необходимое сырье поступает для предварительного смешивания для начального измельчения. Для ускорения процесса на дне резервуара имеется некоторое количество шаров.

После предварительного перемалывания масса  посредством насоса с электронным контролем подается на главный резервуар, где посредством шаров осуществляется основной процесс измельчения. В зависимости от скорости работы насоса толщина шоколада может быть между 18 и 25 микронами. Затем шоколадная масса посредством насоса передается на резервуар – накопитель с двойным кожухом для дальнейшего использования.

Это полностью  автоматическая, непрерывная и замкнутая  система. Все части, находящиеся  в контакте с шоколадом, сделаны  из нержавеющей стали и снабжены двойным кожухом. Нагревание и охлаждение контролируется ПЛК. 

 

 

 

 

Шаровая мельница

Шаровая мельница предназначена для смешивания и размола шоколада, крема и  заменителей шоколада. Она не должна использоваться в других целях. Шаровая  мельница состоит из пре-миксера и насоса для шоколада. Все эти элементы снабжены двойным кожухом. В систему входит также встроенный нагреватель воды для нагрева системы. Температура регулируется цифровым управлением.

Ингредиенты шоколада или крема (сахарный песок, какао порошок, сухое молоко, лецитин и проч.) помещаются в миксер в соответствии с рецептурой. Содержание жира должно быть по меньшей мере 30 % от общей массы. В пре-миксере ингредиенты смешиваются и размалываются. На дне пре-миксера имеются шары из нержавеющей стали, которые размалывают ингредиенты шоколада (или крема) посредством процессов трения и нагревания. Обработанная смесь накачивается посредством шоколадного насоса на пре-миксер. Процесс размола осуществляется до тех пор, пока не будет достигнута требуемая тонина помола. Тонина помола варьируется в зависимости от времени процесса. Температура шаровой мельницы контролируется цифровым терморегулятором. Если температура слишком низкая, электрические резисторы и циркуляционный насос включаются и нагревают систему. 

 

 

 

 

Мельница для помола сахара

Мельница  для помола сахара размалывает кристаллы  сахара в мелкий сахар. Система включает контейнер для измельченного  сахара, с миксером. Кроме того, для  подачи кристаллов сахара на мельницу используется воздуходувное устройство. Измельченный сахар передается посредством шнекового конвейера. Избыточный воздух, производимый мельницей и воздуходувным устройством, откачивается мешочными фильтрами. Мешочные фильтры удерживают измельченный сахар внутри мельницы. Машина снабжена магнитом и ситом на входе кристаллов сахара для предотвращения попадания посторонних веществ в мельницу. 

 

 

Линия по производству ореховой пасты и какао-массы

Устройство  для предварительного измельчения (мельница грубого помола) и шаровая  мельница AMS служат для измельчения зерен какао в какао-ликер с оптимальными характеристиками текучести. Какао-масло, произведенное системой AMS, может быть использовано для производства шоколада и какао-порошка. В мельнице грубого помола зерна измельчаются до градуса помола 100 микрон, и это какао-масло подается на шаровую мельницу посредством насоса с частотным контролем. Конечный продукт, обработанный шаровой мельницей, имеет градус помола 25-30 микрон.

Мельница  грубого помола (дробилка) приводится в движение поворотным клапаном и поэтому скорость подачи регулируется. Система покрыта двойной оболочкой и контролируется термостатически.  

 

 

 

 

Линия производства шоколадных дропсов

Линия для производства шоколадных дропсов  включает в себя депозитор для  дропсов и охлаждающий туннель. Шоколадные дропсы осаждаются на ленту конвейера и охлаждаются постредством встроенной охлаждающей системы. Скорость конвейера может быть отрегулирована посредством регулятора частоты. Депозитор снабжен бункером для шоколада с мешалкой.