Производство шоколада. Получение какао тертого и какао масла

Какао тертое является полуфабрикатом для получения шоколадных масс и какао масла. Оно изготовляется путем измельчения какао крупки до размеров твердых частиц не более 30 мкм, их должно быть 90-92% к массе продукта. При измельчении происходит разрыв клеточной ткани, освобождение какао масла в жидком состоянии при температуре, превышающей температуру плавления какао масла. Какао тертое представляет собой суспензию, дисперсионной средой которой является какао масло, дисперсной фазой - твердые частицы клеточных тканей. Какао тертое содержит влаги не более 2,6% для производства шоколада и 1,5% для получения какао масла. Увеличение влажности приводит к гидратации белков и возрастанию вязкости, что затрудняет дальнейшую обработку полуфабриката. Средний химический состав какао тертого следующий (в %): влага - 2, жир -55, белковые вещества-11, теобромин и кофеин - 1,5, глюкоза-1, клетчатка -3, крахмал- 6, пентозаны -1,5, дубильные вещества - 6, органические кислоты- 2,5, безазотистые экстрактивные вещества - 8, минеральные вещества 2,5.

В зависимости от способа измельчения крупки может уменьшиться содержание водорастворимых дубильных веществ и снизиться кислотность.

Рис. 1. Схема восьмивалковой мельницы.

Получение какао тертого производится на восьмивалковых и комбинированных мельницах и дезинтеграторных агрегатах. Схема восьмивалковой мельницы показана на рис. 1. Какао крупка из приемной воронки 1 питающим валком 2 направляется через магнитный сепаратор 3 на грубое измельчение между двумя рифлеными валками 4. После грубого измельчения крупка собирается в промежуточном бункере 5, откуда поступает на измельчение последовательно между тремя гладкими металлическими валками 6, вращающимися с возрастающей скоростью от верхнего к нижнему. Проходя между валками, крупка нагревается и измельчается. С валков она счищаётся ножами 7 и поступает в бункер 8, а оттуда на измельчение на следующие три валка 9. С последнего валка какао тертое в виде тонкой пленки счищается ножом 7 и поступает в бункер 11 с мешалкой 12 и обогревом. Из бункера 11 какао тертое переливается в промежуточную емкость 13 и через выходное отверстие 14 направляется на дальнейшую обработку.

Рис. 2. Дезинтеграторный агрегат системы Шоненбергера

Измельчающие валки имеют различную частоту вращения, и зазор между ними постепенно уменьшается от верхних к нижним. Регулирование зазора производится штурвалами 15. Валки закрепляются в станине машины 10, внутрь валков подается охлаждающая вода. Вращение валков от электродвигателя передается через клиноременную и зубчатую передачи.

При правильной работе машины какао тертое выходит с температурой 60-80°С и имеет высокую дисперсность. Около 90% частиц имеют размер меньше 30 мкм. Производительность машины 150-300 кг/ч.

Наиболее прогрессивными машинами в настоящее время являются дезинтеграторные агрегаты высокой производительности, комплексно механизирующие процесс и обеспечивающие высокую дисперсность получаемого какао тертого. Дезинтеграторный агрегат системы Шоненбергера показан на рис. 2. Какао крупка пневмотранспортом подается в загрузочную воронку 1, а оттуда дозатором 2 через магнитное устройство барабанным питателем 3 - в дезинтегратор 4, внутри которого расположены два диска: 5 - подвижный, 6 - неподвижный. На внутренней поверхности каждого диска по концентрическим рядам закреплены круглые штифты, изготовленные из легированной стали. Между штифтами по радиальному направлению находятся канавки для прохождения какао тертого. Ротор дезинтегратора имеет частоту вращения 5200-
5500 об/мин. Какао крупка равномерно подается в середину дезинтегратора и измельчается в результате интенсивного ударного действия штифтов, при этом она нагревается до 104-110°С. Для отвода тепла в конус дезинтегратора подается холодная вода, а внутрь его по трубопроводу 17 нагнетается воздух центробежным вентилятором высокого давления 14. Воздух, помимо охлаждения какао тертого, способствует продвижению его в камеру охлаждения 7, расположенную под дезинтегратором 4. Кроме того, воздух, проходя через нагретое какао тертое, увлекает мелкие его частицы и отводит летучие вещества и пары воды. Камера охлаждения представляет собой закрытую  емкость, внутри которой по трубам, проложенным в горизонтальном направлении, циркулирует холодная вода. Сливаясь сверху и проходя между трубами, какао тертое охлаждается до 85- 90°С и поступает в емкость 8, откуда шестеренчатым насосом 9 подается на дальнейшую обработку. Горячий воздух из камеры охлаждения отсасывается вентилятором 14. Далее воздух проходит циклон 10, в котором осаждаются унесенные частицы какао тертого, возвращаемые в емкость 8 по трубе 11, и сверху направляется в конденсатор 12, представляющий собой трубчатый холодильник. По трубам холодильника снизу вверх подается холодная вода. При охлаждении воздуха влага и летучие вещества конденсируются. Среди летучих веществ находятся органические кислоты с резким и неприятным запахом. Конденсат сливается в приемную емкость 13, из которой периодически удаляется. При правильной работе агрегата конденсата собирается до 9 л/ч. Горячий воздух охлаждается до 50-55°С. Вентилятором 14 воздух нагнетается через дополнительный циклон 15 по трубопроводу 17 в дезинтегратор 4. Количество подаваемого воз- Духа регулируется заслонкой 18. В циклоне 15 из воздуха, окончательно выделяется конденсат, стекающий в приемник 16. Конденсата накапливается до 1 л/ч. Вся система охлаждения водой действует от центробежного насоса 19.

Производительность агрегата 900-1000 кг/ч. Дисперсность твердых частиц высокая (95,5% твердых частиц размером меньше 30 мкм от общего количества твердых частиц в системе). Агрегат может перерабатывать какао крупку с содержанием влаги до 4%. Какао тертое имеет повышенное качество в связи с более полным удалением летучих веществ.

Рис. 3. Вертикальный темперирующий сборник.

Для предотвращения расслаивания какао тертое подвергают темперированию - процессу непрерывного перемешивания при определенной температуре. Для темперирования используются цилиндрические сборники вместимостью 500-3000 л, снабженные мешалками и обогревом. Наиболее рационально обрабатывать какао тертое с наименьшей вязкостью при 85-90°С. Темперирующий сборник (рис. 3) состоит из цилиндрической емкости 1, внутренние стенки которой имеют изоляционный слой 2 и водяную рубашку 3 для обогрева. Внутри темперирующего сборника находится мешалка 4, планетарно вращающаяся, частота вращения ее 26-30 об/мин. Сверху сборник закрыт крышкой 6, открывающейся с помощью рычага 7. Сборник установлен на мощной станине 5 и имеет насос 8, перекачивающий какао тертое через трехходовой кран 9 на производство или в процессе темперирования по циркуляционной трубе 10. Сборник оснащен термометрами 11, контролирующими температуру какао тертого и воды в рубашке.

Готовое какао тертое должно иметь влажность не выше 3%, содержать твердых частиц размером меньше 30 мкм не менее 90%.

Получение какао масла

Какао масло является вторым основным полуфабрикатом, необходимым для выработки шоколадных масс. Оно получается прессованием какао тертого на гидравлических прессах различной конструкции. Под влиянием высокого давления отжимается 44-47% масла от масса какао тертого, остающаяся твердая масса называется какао жмыхом, содержащим 14-17% какао масла. Жмых является полуфабрикатом для получения какао порошка.