Конширование шоколадных масс

Для восстановления полужидкой консистенции шоколадной массы, после вальцевания ее загружают в месильную машину, добавляют небольшое количество масла какао (около 3-4%) и тщательно перемешивают в течение 10-20 мин при температуре 40-42 °С. Такая технологическая операция называется отминкой.
Если производство шоколадных масс ведется на современных поточных линиях фирм «Бюлер» или «Карле и Монтанери» (см. рис. 9), то порошкообразную массу после вальцевания передают ленточным конвейером в коншмашины, где продолжается ее обработка, включающая отминку и гомогенизацию.
Конширование - это самая продолжительная по времени непрерывная механическая и тепловая обработка массы в течение 10-45 ч при температуре 45-50 °С - для молочных и 65-70 °С - для остальных сортов шоколада.
Конширование является завершающим процессом обработки шоколадных масс, в результате которого достигаются оптимальные вязкость, дисперсность, равномерное распределение твердых частиц в дисперсионной среде, формируются специфический вкус, аромат и цвет шоколада.
Изменение перечисленных показателей качества шоколадных масс достигается в результате дальнейшего измельчения твердых частиц, гомогенизации и аэрации массы, непрерывного и интенсивного перемешивания, тепловой обработки, что способствует протеканию многих физико-химических и биохимических процессов.

Процессы при механической обработке - перемешивание, измельчение зависят от конструктивных особенностей коншмашин. Наиболее часто применяются вертикальные ротационные коншмашины фирмы «Карле и Монтанери» и горизонтальные однокамерные коншмашины фирмы «Фриссе». В них производится так называемое «сухое» конширование - с минимальным содержанием жира в шоколадной массе.
Ротационная коншмашина (рис. 6) состоит из цилиндрической емкости 12 с водяной рубашкой 11. Внутри емкости расположена гранитная конусная чаша 6, в которой вращаются три подвесных гранитных валка 5.
Сила прижатия конусов к поверхности чаши регулируется. С помощью конусов производится дальнейшее измельчение твердых частиц шоколадной массы. В емкости расположены три фасонные мешалки 7, совершающие планетарное вращательное движение. Привод рабочих органов машины осуществляется от электродвигателя 13 через ременную передачу 14 и редуктор 15.
После вальцевания шоколадную массу загружают в коншмашину через патрубок 10. Процесс конширования осуществляется в две стадии. На первой стадии масса непрерывно и интенсивно перемешивается мешалками 7 в течение 18-24 ч. Внутренняя поверхность корпуса очищается ножом 8. Постепенно температура повышается от 40 до 70 °С. Для активного аэрирования массы в машину нагнетается вентилятором теплый очищенный воздух.

Рис. 6. Ротационная коншмашина

При сухом коншировании, когда твердые частицы какао тертого не полностью покрыты пленками жира, достигается максимальное удаление влаги, летучих кислот и других веществ. В присутствии кислорода воздуха при высокой температуре более интенсивно протекают окислительные процессы фенольных соединений, что улучшает вкусовые качества шоколадных масс.
Происходит разрушение коагуляционных структур, уменьшается прочность и вязкость массы, она постепенно переходит из порошкообразного в пастообразное состояние. Вязкость массы существенно зависит от ее влажности, в процессе конширования влажность массы уменьшается от 1,3 до 0,2% (рис. 7). Вторая стадия конширования совмещена с отминкой. В шоколадную массу согласно рецептуре добавляют какао масло, изменяют направление и увеличивают скорость вращения мешалок 7, штурвалом 2 открывают заслонку 3. Шнеком 16 масса подается из емкости в гранитную чашу, где измельчается гранитными валками.
Обработка шоколадной массы в таком режиме продолжается в течение 10-20 ч для обыкновенных сортов шоколада, 40-45 ч для десертных. Затем, уменьшив частоту вращения мешалок, вводят фосфатиды для разжижения шоколадной массы и продолжают обработку в течение 1,5-2,0 ч.
Перед завершением конширования проверяют вязкость массы, она не должна превышать 14 Па-с. Если вязкость выше указанной, ее снижают добавлением какао масла, рассчитывая его количество так, чтобы общее содержание жира в шоколадной массе было равно минимальному рецептурному пределу.

Рис. 7. Изменение влажности шоколадной массы в процессе конширования: 1 - после 9 ч; 2 - после 12 ч

Выгрузка готовой шоколадной массы осуществляется через разгрузочное отверстие 4, закрываемое задвижкой 3.
Коншмашина имеет пульт управления, на котором установлены приборы, показывающие нагрузку электродвигателя, температуру массы, степень закрытия задвижки.
После конширования шоколадную массу передают на формование.
Кроме коншмашин периодического действия, разработаны фирмой «Хай-денау» и применяются конти-коншмашины НСС непрерывного действия. Аппаратурная схема и принцип работы показаны на рис. 8.
Конти-коншмашина состоит из приемника шоколадной массы, двух аппаратов пастообразования, промежуточного сборника, весового дозатора со сборником, гомогенизатора и вибросита.
В основу непрерывного процесса конширования заложен метод высоких сдвиговых усилий, который применяется при обработке порошкообразной шоколадной массы в аппаратах пастообразования.
Сдвиговые усилия выражаются отношением установленной мощности к количеству перерабатываемой шоколадной массы (кВт/кг). Этот коэффициент во много раз выше по сравнению с периодическими методами конширования.
Использование метода высоких сдвиговых усилий в конти коншмашинах НСС позволяет достигнуть высокого к.п.д. энергии, используемой для изменения структуры шоколадной массы, постоянного интенсивного измельчения и движения массы, что улучшает массообменные процессы, непрерывного перемешивания, равномерной механической и тепловой обработки всех частиц массы.
Характерным для непрерывного конширования является разделение процесса на следующие этапы:
- изменение структуры шоколадной массы, массообмен и превращение веществ;
- комплектация рецептуры;
- гомогенизация массы;
и реализация их в отдельных частях конти-коншмашины:
- станции пастообразования;
- станции взвешивания;
- станции гомогенизации.
Процесс непрерывного конширования осуществляется следующим образом (рис. 8). Провальцованная шоколадная масса непрерывно подается ленточным конвейером в приемник 1, снабженный двумя мешалками.

Рис. 8. Аппаратурная схема работы конти-коншмашииы НСС 125

Шнеком, расположенным на дне приемника, масса направляется в агрегат 2 пастообразования и перемещается снизу вверх за счет вращения вала с лопастями с частотой 800 об/мин. Агрегат 2 имеет водяную рубашку 14 для поддержания оптимальной температуры массы в процессе обработки. Вместе с массой в нижнюю часть агрегата подается вентилятором 3 подогретый очищенный воздух. Активное аэрирование массы способствует удалению влаги и других летучих веществ. В шоколадную массу могут вводиться перед загрузкой в агрегат 2 небольшое количество какао масла 11 и лецитина 12. Кроме того, лецитин может вводиться в агрегат на завершающей стадии пастообразования (поз. 13).
При обработке в агрегате 2 шоколадная масса постепенно переходит из порошкообразного в жидкое состояние, подвергаясь сухому коншированию и пастообразованию.
Из агрегата 2 масса поступает в промежуточный сборник 5, где интенсивно перемешивается. Через патрубок 16 из массы удаляется отработанный воздух вместе с парами воды и летучими веществами. Насосом 4 масса периодически подается по трубопроводу в весовой дозатор 6. С помощью индивидуальных дозаторов через патрубки 17 вводятся жидкие компоненты (какао-масло, жир заменитель, эмульгаторы, ароматизаторы).
Согласно заданному режиму и рецептуре автоматически проводят разведение и получение окончательного состава шоколадной массы. С помощью мешалки, специального скребка в весовом дозаторе осуществляется перемешивание, разгрузка и зачистка.

Из весового дозатора шоколадная масса подается в промежуточный сборник 7, а из него насосом перекачивается в гомогенизатор 8, в котором заканчивается вторая стадия конширования. После прохождения вибрационного сита 9 готовая шоколадная масса перекачивается насосом в сборники с мешалками и водяными рубашками, установленными на участке формования.
Компьютерная система управления обеспечивает полную автоматическую работу установки, поддержание на оптимальном уровне всех технологических параметров обработки шоколадной массы, учет данных рецептуры, потребляемых количеств компонентов. Обслуживание установки осуществляется с использованием дисплея.
При эксплуатации конти-коншмашины обеспечивается высокая точность соблюдения рецептуры, достигаются экономия дорогостоящего сырья и стабильное качество готового продукта.
Модульная конструкция установки позволяет изменять производительность от 1250 кг/час до 5000 кг/час. Таким образом, одна конти-коншмашина может заменить шесть - восемь вертикальных ротационных коншмашин, что значительно экономит занимаемую производственную площадь.