ТЕХНОЛОГИЯ КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Технологическая схема

Какао тертое является основным полуфабрикатом шоколадного про­изводства. Оно входит в состав всех видов шоколада и шоколадной гла­зури. Из какао тертого прессуют какао масло, которое также является составной частью всех шоколадных изделий.

От качества какао тертого зависит качество шоколадных изделий и выход какао масла при прессовании. Качество какао тертого определяет­ся химическим составом какао бобов и способами их переработки.

Тертое какао получают из какао бобов, которые предварительно под­вергают очистке от посторонних примесей, термической обработке, разде­лению на составные части и тонкому измельчению ядер бобов.

Первичная переработка какао бобов в тертое какао показана на ма - шинно-аппаратурной схеме (рис.1-3).

Какао бобы засыпают в приемник, и через шлюзовый затвор 1 они поступают в воронку ковшевого элеватора 2, поднимаются вверх и по­даются в автоматические весы 3 для учета поступивших на хранение бобов. Затем передаются в машину 4 предварительной очистки от посто­ронних примесей. Из очистительной машины какао бобы поднимаются норией вверх и редлером 5 загружаются в силосы 6.

Из силосов какао бобы разных сортов роторными питателями пода­ются в сборный шнек 7, а затем норией передаются в автоматические весы для учета поступивших на переработку бобов. Из весов какао бобы подаются в очистительно-сортировочную машину 8, в которой сортиру­ются по размеру, от них отделяются ломаные, склеенные, производится окончательная очистка от посторонних примесей, а в сепараторе 9 от камней.

Очищенные, отсортированные какао бобы норией 2 и шнеками 7 по­даются в обжарочный аппарат 10 или в сушилку 10.1 для предваритель­ной сушки. Обжаренные или высушенные какао бобы поступают в дро­бильно-сортировочную машину 11, где дробятся и разделяются на со­ставные части: какаовеллу, росток и ядро. Какаовелла и росток удаля­ются с производства, а очищенные ядра, называемые какао крупкой, заг­ружаются норией через автовесы в промежуточные бункеры 6.

Далее какао крупка может перерабатываться по-разному в зависи­мости от назначения какао тертого. Крупка из обжаренных какао бобов подается на размол в дезинтегратор 14. Крупка из высушенных какао бобов подается шнеками и норией в обжарочный аппарат 12, затем в промежуточный бункер, а из него в размольную установку. Часть какао крупки из высушенных бобов подается через автовесы 3 в установку 13 для щелочной обработки. После обработки какао крупка норией загру­жается в промежуточный бункер, а затем в дезинтегратор 14.

Предусмотрен трехступенчатый размол какао крупки. На первой ступени, для грубого размола, применяется ударная мельница 14, на вто­рой ступени - дифференциальная мельница 15, а на третьей - шариковая мельница 17. После второй ступени размола какао тертое пропускают через вибросито 16.

Полученное какао тертое перекачивается насосом 18 в сборники 19. Какао тертое, изготовленное из препарированной какао крупки, подвер­гается дополнительной термической обработке в петцомате 20.

Из температурных сборников 19 какао тертое D и D3 подается насо­сами 18 на приготовление шоколадных масс, а какао тертое D, Dj и D2 - на прессование какао масла.

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, 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 (см. рис.1-3).

Для очистки от примесей и сортировки какао бобов по размерам при­меняются очистительно-сортировочные машины (рис.1-4).

Очистка и сортировка производится путем воздушной сепарации и при движении какао бобов по виброситам. Бобы засыпаются в бункер 2, дном которого является вибролоток 1. Заслонкой 3 регулируется высота выходной щели. Под воздействием вибрации бункера какао бобы прохо­дят щель в один слой и оказываются под отверстием аспирационного кана­ла 4, в который с большой скоростью всасывается воздух. Продукт и лег­кие примеси подхватываются им, а тяжелые камушки, металлические при­меси скатываются в сборник 28.

Из аспирационного канала продукт попадает в осадительную камеру 8. Здесь воздух теряет скорость, какао бобы и разные частицы оседают, а пыль уносится по каналу 11 в циклон 19. Очищенный воздух по воздухово­ду 13, через заслонку 12, вентилятором 14 выбрасывается из машины че­рез канал 10, а пыль и легкие мелкие примеси оседают в сборнике 20.

Вдоль дна осадительной камеры 8 располагается шлюзовый затвор, вращающийся ротор которого захватывает порции продукта и подает его в ситовой блок. Последний состоит из трех сит, расположенных одно под другим. Сита имеют разный диаметр отверстий от 8 до 2 мм. Ситовой блок опирается четырьмя пружинами 23 и 27 на раму 24 и приводится в колеба­тельное движение с помощью двух электродвигателей вибраторов 26.

Перемещаясь по ситам, какао бобы сортируются по размерам на две фракции: крупные и нормальные. От них отделяются ломаные и склеенные бобы. Над верхним и нижним ситом расположены аспирационные каналы 6 и 16, через которые уносятся мелкие и крупные примеси. Они оседают в сборниках 7 и 15. Скорость воздуха в каналах регулируется заслонками 9.

Полученная фракция крупных какао бобов выводится из машины по наклонному желобу 17. Фракция нормальных по величине бобов выводит­ся по желобу 18. Ломаные и дробленые какао бобы собираются сходом по нижнему ситу с отверстиями диаметром 2 мм в желобе 21. Через отверстия этого сита проходят песок, мелкие примеси и собираются в бункер 22.

Сборники примесей очищаются периодически (по окончании смены), а сита от пыли очищаются непрерывно во время работы с помощью под­вижных металлических шаров, обтянутых резиной и расположенных под ситами.

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.

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 непрерыв­нодействующие сушилки STR фирмы «Бюлер» и «Конти-303» фирмы «На - гема». Они предназначены для предварительной сушки и обжарки целых какао бобов и какао крупки, а также ядер лесного ореха, миндаля, арахи­са и т. п.

Сушилки этого типа относятся к одноканальным двухзонным верти­кальным сушилкам с замкнутым циклом движения теплоносителя.

Схема сушилки STR представлена на рис. 1-5. Какао бобы или крупка непрерывно поступают в вертикальный коробчатого профиля канал 1, стен­ки которого изготовлены из специальной сетки. Параллельно каналу установлены паровые батареи - калориферы 2, а с про­тивоположной стороны - сетчатые фильт­ры 5 для очистки воздуха.

Сушилка разделена на две зоны: зону обогрева и зону охлаждения продукта. Непрерывная циркуляция воздуха в горя­чей зоне через слой движущегося сверху вниз продукта обеспечивается двумя вен­тиляторами 3. Поток воздуха поступает на паровые калориферы, нагревается до 125-130°С и отдает тепло какао бобам. Ох­лажденный воздух очищается на фильт­рах от унесенных мелких частиц и вновь подается на калориферы. Избыток возду­ха отводится через выходной патрубок. Рециркуляция воздуха способствует боль­шой экономии тепла.

Температурный режим в горячей зоне точно регулируется в пределах 80-150°С и поддерживается на заданном уровне автоматически. Регулиру­ется также и время прохождения продукта в горячей и холодной зонах.

Перемещаясь в канале, какао бобы постепенно нагреваются. При выходе из горячей зоны сушилки температура оболочки достигает 135°С, а внутренних слоев бобов - 95-104°С, что способствует интенсивному ис­парению влаги. К концу обжарки влажность какао бобов снижается с 6- 8 % до 2,0-2,5 %.

Опускаясь по каналу, продукт попадает в зону охлаждения, где обду­вается воздухом, подаваемым вентилятором 4. Предварительно наруж­ный воздух очищается от пыли фильтром. В этой зоне сушилки температу­ра какао бобов снижается до 35-36°С.

Обжаренный и охлажденный продукт выводится из сушилки через роторный шлюзовый затвор.

Конечная влажность обжаренных какао бобов еще не определяет их качество, так как в зависимости от режимов обжарки при одной и той же конечной влажн'ости 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 определенною 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 (см. рис. 1-3). 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.

Так, какао бобы Арриба, имеющие толстую оболочку, и Ява - с тон­кой, рыхлой оболочкой требуют разных режимов обжарки. 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.

В процессе прогревания внутренних слоев какао бобов протекают коллоидные процессы, связанные с изменениями белков и крахмала. При невысоких температурах (до 60°С) происходит гидролиз белка с образова­нием дополнительных количеств свободных водорастворимых аминокис­лот, таких как: лизин, гистидин, аргинин, валин и др. При достижении температуры 60-70°С белковые вещества ядра какао бобов денатуриру­ются и свертываются, вызывая отмеченные выше структурные изменения. Это подтверждается снижением растворимых фракций белковых веществ.

Несколько раньше, при температуре 50-60°С, начинается набухание крахмальных зерен и частичная клейстеризация, что вызывает переход части крахмала из нерастворимой в растворимую форму.

Чем выше температура и более продолжителен процесс обжарки, тем полнее происходят денатурация белковых веществ и обезвоживание на­бухших зерен крахмала.

Высокая температура и кислая среда создают условия для кислотного гидролиза оставшейся после ферментации какао бобов сахарозы. При ее инверсии образуются глюкоза и фруктоза, которые частично распадаются на многие химические вещества, а частично вступают в реакцию со сво­бодными аминокислотами. Это приводит к общему снижению сахаров при обжарке.

По данным Л. С. Кузнецовой, при термической обработке какао бо­бов Гана содержание глюкозы снизилось в 3 раза, фруктозы и арабинозы - в 2 раза, галактозы - в 1,5 раза. Одновременно происходит уменьшение аминокислот, что указывает на протекание биохимических процессов.

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

По данным JI. C. Кузнецовой, 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. Незначительное уменьшение летучих кислот объясняется накоплением оп­ределенного количества летучих и нелетучих органических кислот в ре­зультате тепловой деградации сахаров, при которой образуются муравьи­ная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, а так­же винная, малоновая и янтарная кислоты. Таким образом, изменяется не только содержание летучих кислот, но и свободных нелетучих кислот.

В процессе обжарки какао бобов количество свободных кислот умень­шается, а содержание связанных возрастает. Уменьшаются титруемая кис­лотность и pH 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, тем - ноокрашенные соединения - флобафены.

По данным О. А. Харламовой, качественный состав фенольных соеди­нений при термической обработке какао бобов не меняется, но происходит уменьшение (+) - катехина и особенно (-) - эпикатехина.

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.

Таким образом, в процессе обжарки изменение цвета какао бобов про­исходит в результате образования меланоидинов, меланинов, флобафенов и антоцианидинов.

При обжарке какао бобов изменяется общее содержание и фракцион­ный состав липидов. По данным J1 .С. Кузнецовой, 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 %.

Часть какао масла (в пределах 0,2-0,6 % к сухому веществу) перехо­дит из ядра в оболочку. Однако, при высокой температуре обжарки (более 160°С) потери жира за счет диффузии достигают 2 %. Потери какао масла за счет гидролитического расщепления, составляющие 0,3-0,6 %, с повы­шением температуры и увеличением продолжительности обжарки возрас­тают. Переход какао масла из ядра в оболочку наблюдается также за счет его миграции при охлаждении какао бобов.

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 физико­химические 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.

Дробление какао бобов

Составные части какао бобов (какаовелла, ядро, росток) отличаются по физическим свойствам и химическому составу, поэтому представляют неодинаковую ценность для шоколадного производства.

Средний химический состав обжаренных какао бобов представлен в табл. 1-1.

Как видно из табл. 1-1, 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. В зависимости от конструкции машины раздробленные части бобов разделяются на 4-8 фракций с размерами частиц от 0,75 до 8 мм. От каждой фракции частиц отделяется какаовелла. Раздробленные ядра ка­као бобов, очищенные от какаовеллы, называются в производстве какао крупкой.

Росток диаметром 1 мм и длиной около 4 мм отделяется от частичек ядра на триере, вмонтированном в дробильно-сортировочную машину.

Схема работы дробильно-сортировочной машины BR-51 - ЕН показа­на на рис. 1-6.

Обжаренные и охлажденные какао бобы поступают в воронку 1 ков­шевого элеватора 2, снабженную встряхивающим механизмом, предотв­ращающим зависание продукта. При движении по малому виброситу 3 от какао бобов отделяется мелкая фракция; минуя дробильный механизм, эта фракция подается на верхнее сито 6 ситового блока 15.

Дробильный механизм состоит из двух шестигранных валков 4 и двух отбойных пластин 5, одна из которых расположена горизонтально, а другая вертикально. Попадая на грани быстро вращающихся валков, бобы отбра­сываются и ударяются о неподвижные пластины, раскалываясь на куски. Смесь крупки, оболочки и неразбитых какао бобов падает на сито 6, сквозь

которое проходят частички ядра и оболочки, а неразбитые бобы по каналу 19 возвращаются в элеватор и подаются на повторное измельчение.

Ситовой блок 15 опирается пружинами 13 и 17 на корпус 18 и получа­ет колебания от двух электродвигателей вибраторов 16. В блоке установ­лено 5 сит, расположенных каскадом. Размер отверстий в ситах по мере просевания смеси увеличивается от 1 до 8 мм.

В конце каждого сита над ним расположен вертикальный аспирацион - ный канал 7. Частицы ядра и оболочки, не прошедшие сквозь соответству­ющее сито, проходят под каналом. Поток воздуха, создаваемый вентиля­тором 12, подхватывает оболочку и по каналу уносит в осадительную ка­меру 8. Степень очистки крупки от оболочки зависит от скорости и количе­ства воздуха, проходящего через аспирационные каналы 7. Регулирова­ние количества воздуха осуществляется поворотом заслонок 11. В осади­тельной камере скорость воздуха резко снижается, оболочка падает вниз и шнеками 9 выводится из машины.

Фракции крупки, очищенные от какаовеллы в конце каждого сита, собираются в разгружающих устройствах 10 и по ним выводятся из маши­ны в наклонный виброжелоб 14.

Сход крупки по нижнему ситу содержит ростки какао бобов. Для уда­ления ростка фракцию крупки, отделенной ситом с ячейками 4-5 мм, про­пускают через триер.

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.

Обжарка какао крупки

При обжарке целых какао бобов не достигается равномерное нагре­вание 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 (см. рис.1-3). 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. По данным Г. А. Маршалкина, 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 %.

По данным J1.С. Кузнецовой, 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.

На зарубежных предприятиях какао крупку, полученную из предва­рительно подсушенных какао бобов, подвергают щелочной обработке, размалывают в тертую массу, которую затем обжаривают в петцомате (см рис. 1-3).

Получение какао тертого, его химический состав и свойства

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 намометров.

Придэазмоле 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 мельницы, ударные, дисковые, дифференциальные, роторные, шариковые мельницы и размольные агрегаты.

Одноразовый размол какао крупки не обеспечивает требуемой дис­персности какао тертого (97-98 %). Чаще применяют двух и трехстадий­ный размол. Для этого используются комбинированные размольные агре­гаты. Они обычно состоят из ударной, дисковой и шариковой мельниц, в которых последовательно измельчается какао крупка. Схема такого ком­бинированного агрегата, в котором проводится трехступенчатый размол, показана на рис. 1-8.

Крупка непрерывно поступает в бункер ударной мельницы, из кото­рого вибродозатором 6 подается на наклонную пластину 7, освобождает­ся от ферропримесей с помощью магнитов 8 и шнеком 5 подается внутрь мельницы.

В корпусе мельницы вращается ротор 4 с шарнирно закрепленными на нем четырьмя молотками 10, которые разгоняют частицы крупки и ударя­ют их о рифленую поверхность 9. В результате какао крупка измельчает­ся, происходит разрыв стенок клеток и истечение из них какао масла. Ча­стицы, имеющие размер меньше, чем отверстия в сетке 2, проходят сквозь него вместе со свободным какао маслом.

Полученная в результате измельчения жидкая суспензия насосом 1 перекачивается в приемную воронку дисковой мельницы 14. Шнек 11 по­дает суспензию в зазор между вращающимися в одном направлении, но с разной скоростью корундовыми дисками 13 и 15. Степень измельчения в машине регулируется путем изменения зазора между дисками. Диски ук­реплены на металлических основаниях 12 и 16.

Прошедшее вторую ступень измельчения какао тертое вытекает из мельницы и через вибрирующее сито 17, по наклонной поверхности 18 по­ступает в промежуточную емкость 19, оттуда насосом 20 непрерывно по­дается в шариковую мельницу 23.

Шариковая мельница представляет собой вертикальный цилиндр с водяной рубашкой, внутри которого вращается вал 25 с горизонтальными дисками 24. Внутренний объем цилиндра плотно заполнен стальными ша­риками диаметром 4-6 мм. Шарики приводятся в движение пальцами рото­ра. Под воздействием непрерывно соударяющихся и трущихся друг о дру­га шариков твердые частицы какао тертого, поступающего в камеру из­мельчения, раздавливаются и истираются.

Какао тертое подается в машину под давлением 0,25 МПа и переме­щается в зазорах между шариками снизу вверх.

Давление контролируется манометром 21. Окончательно измельчен­ное какао тертое проходит через дисковый фильтр 26, препятствующий выходу шариков, стекает в накопительный сборник 27 и насосом 28 пере­качивается на дальнейшую переработку.

Дисперсность какао тертого при трехступенчатом размоле какао круп­ки достигает 98 %, температура на выходе из шариковой мельницы 75- 80°С. Средний химический состав представлен в табл. 1-2.

Из таблицы 1-2 следует, что основной и самой ценной составной час­тью какао тертого является жир.

В какао тертом содержится 6-8 % крахмала. При размоле крупки боль­шинство зерен крахмала разрушается. Такой крахмал обладает повышен­ной набухаемостью и клейстеризуется при более низких температурах. С повышением влажности какао тертого более 2 % увеличивается набуха­ние крахмала и пентозанов, а при температуре более 50°С происходит клей - стеризация крахмала, что вызывает повышение вязкости какао тертого.

Вязкость какао тертого является одним из важных показателей его технологических свойств. От вязкости зависят многие процессы при даль­нейшем использовании какао тертого, особенно такие как: прессование масла какао, смешивание компонентов шоколадных масс, механическая их обработка, формование шоколада.

Вязкость какао тертого обусловлена не только межмолекулярным вза­имодействием, но и образованием коагуляционных структур разных по прочности.

Какао тертое является высокодисперсной системой. По данным J1.C. Кузнецовой, количество твердых фракций частиц размером менее 15нм в нем колеблется от 73 до 79 %, а содержание фракций частиц менее 30 нм достигает 96 %. Содержание твердой фазы составляет 45-47 %.

По законам термодинамики в таких системах самопроизвольно проте­кают процессы, направленные на уменьшение свободной поверхностной энергии за счет агрегирования твердых частиц. При наличии в системе даже небольшой доли частиц размером менее 10 нм, они образуют в сово­купности с более крупными пространственный трехмерный каркас, состо­ящий из цепочек или агрегатов частиц.

В какао тертом одновременно могут присутствовать коагуляционные структуры с разной прочностью контактов между частицами, что влияет на вязкость. Установлено, что какао тертое сохраняет структуры не толь­ко при 30-40°С, но и при более высоких температурах (85-90°С).

Потеря агрегативной устойчивости, сопровождаемая коагуляцией твердых частиц какао тертого с образованием более крупных агрегатов, вызывает седиментационную неустойчивость и выпадение твердой фазы в осадок. Поэтому в производственных условиях при хранении, темпериро­вании и др. какао тертое, как правило, постоянно перемешивается, что нарушает ламинарный режим осаждения твердых частиц.

Вязкость какао тертого при температуре 32°С не должна превышать 6 Па-с.