Термічна обробка какао-бобів
Термічна обробка какао-бобів є найважливішою операцією, від правильного проведення якої в значній мірі залежить якість одержуваного шоколаду і какао-порошку. При термічній обробці відбувається ряд фізичних і хімічних змін, в результаті яких суттєво змінюються склад і властивості какао-бобів. Її проводять по-різному в залежності від властивостей кожної партії какао-бобів: їх сорти, якості ферментації, вологості, розмірів, а також від того, для якої мети вони призначені. Наприклад, високоякісні боби, що володіють тонким характерним ароматом, обробляють в більш м'якому режимі, щоб не втратити цінних ароматичних речовин, а боби, недостатньо ферментовані, піддають термічній обробці при більш жорсткому режимі (при більш високій температурі). Боби, призначені для вироблення какао-порошку, обробляють при більш високій температурі, ніж для шоколаду.
При обсмажуванні також відбувається перехід деякої частини содер-жащегося в бобах крохмалю після часткової клейстеризації з нерас-яка твориться в розчинну форму, т. Е. Крохмаль гідролізується (декстрінізіруется). Потім при більш високій температурі відбувається обезв-ня набряклих зерен крохмалю.
Спостерігається також при обсмажуванні перехід деякої кількості какао-масла в какаовелли. Причому при м'яких режимах обсмажування в ка- каовеллу переходить близько 0,1% какао-масла, а при жорстких (високій температурі), більшої тривалості і повільному охолодженні ця величина може бути навіть більш 1%. Щоб уникнути таких втрат какао-масла, на деяких підприємствах виробляють обжарку НЕ какао бобів, а какао-крупки, відокремленої попередньо від оболонки.
Термічна обробка какао-крупки замість обробки цілих какао-бобів дозволяє підвищити її якість, так як при обсмажуванні какао-боби, які мають порівняно великі розміри, прогріваються нерівномірно-мірно по товщині. Зовнішні шари прогріваються значно інтенсив-неї, ніж внутрішні. Таким чином, зовнішні шари пересмажувати, а внутрішні обробляються недостатньо. Якщо ж обсмажувати какао крупку, то якість термічної обробки значно підвищується.
Якість обсмаження какао-бобів залежить від однорідності їх роз-рів і ретельності проведення попередньої операції (сортування). Для какао-бобів різного розміру потрібні різні режими при термічній обробці.
Після термічної обробки какао-боби як можна швидше ох-лаждающей до температури близько 30 ° С. Після охолодження процеси хи-вів змін в какао-бобах сповільнюються або припиняються. Після охолодження припиняється перехід какао-масла в какаовелли.
Для термічної обробки використовують апарати різної конст-рукції, які можна поділити на два типи: періодичного і не-переривчастої дії. Найбільш поширеним видом обладнання періодичної дії є кульової обжарочний апарат. У цьому апараті оброблювані какао-боби знаходяться під впливом - Ні-безперервно стикаються з теплоносієм - сумішшю гарячих топкових газів (продукти горіння палива) з повітрям. Це пред'являє підвищений-ні вимоги до використовуваного палива. З цієї причини в якості топ-лива найчастіше використовують кокс або газ. Якщо хочуть уникнути сопрікос-нення какао-бобів з продуктами згоряння, то через апарат пропускають гаряче повітря, попередньо нагрітий в калорифери. Такий спосіб обсмажування в санітарному відношенні переважніше, так як навіть такі порівняно «чисті» види палива, як кокс і природний газ, в продук-тах згоряння можуть містити домішки, зіткнення яких з какао бобами небажано. Це особливо важливо враховувати при обсмажуванні какао крупки, поверхня якої не захищена оболонкою (какаовелли).
Обжарка відбувається в порожнистої сталевої сферичної ємності, ко-торая обертається на горизонтальному валу, всередині нерухомого метал-вої кулястого кожуха, що перешкоджає втрат тепла. Для перемішування какао-бобів у ємності є спеціальні ло-пасти, які укріплені на внутрішній поверхні сфери. При по-засобі цих лопатей какао-боби перемішуються (піднімаються вгору), а потім падають в нижню частину окремими зернами так, що їх поверхня повністю омивається гарячим газом. Паливо (газ, кокс) спалюється в виносної топці. Відпрацьовані гази прогоняются через апарат за допомогою вентилятора. Відходить з апарату теплоносій-тель може захоплювати дрібні частинки оболонки какао-бобів. Для їх відділення служить спеціальний циклон, в якому тверді частинки осідають, а продукти згоряння, що виділилися з какао-бобів, волога у вигляді пари і інші газоподібні речовини видаляються з циклону в ди-моход. Для запобігання випадкового загоряння накопичуються частинок какаовелли в циклоні підведена вода.
Какао-боби, що підлягають обсмажуванні, надходять в апарат окремих-ними порціями. Для регулювання кількості газоповітряної суміші, що надходить в апарат, і відповідного регулювання темпера-тури обсмаження встановлені спеціальні заслінки. Створення оптико-бітної температури в процесі обсмажування залежить від кількості ЗАСА-Сива повітря. Для контролю температури відхідних з апарату газів (160-170 ° С) встановлено термометр.
Для вивантаження обсмажених какао-бобів в стінках сфери є отвори, які під час обсмажування закриті заслінками. Через ці отвори при відкритих засувках і обертанні апарату обсмажені какао-боби періодично висипаються окремими порціями на сетча-тий під охолоджувального пристрою.
Охолодження виробляють повітрям, який проходить через какао-боби вентилятором. Охолоджувальні какао-боби перемішуються ме-Шалкия з лопатями. Охолодження виробляють до температури 35-40 ° С. При вивантаженні апарату топкові гази пропускають по газоходу, минаючи робочу сферу апарату. Температура какао-бобів при виході з аппа-рата не повинна перевищувати 125 ° С. Тривалість обсмажування близько 25 хв. Подібні апарати новітньої конструкції забезпечуються спе-соціальними приладами програмного керування. Ці прилади позво-ляють вести процес за заздалегідь заданим режимом. Закінчення процесу регулюється спеціальним ваговим пристроєм, який фіксує масу обсмажуємо продукту. У міру віддалення вологи маса продукту
зменшується. Коли маса досягне заданого рівня, автоматичний пристрій дасть сигнал про закінчення процесу.
Висока температура і короткочасність її впливу на какао-боби призводить до нерівномірності обсмажування. Зовнішні шари какао-бобів виявляються пересмаженим, в той час як внутрішня частина бобу об-ється недостатньо. У зв'язку з цим і низкою інших недоліків періодично діючих апаратів для термічної обробки ка-као-бобів стали все більш широко застосовувати сушарки безперервної дії. У таких агрегатах теплоносієм служить гаряче повітря, нагріте в калорифери з електричним, паровим або комбінований-ним (паровим і електричним) обігрівом. У цих апаратах процес термічної обробки відбувається безперервно, тривалість обсмажування збільшена, а температура дещо знижена.
На малюнку представлена схема сушарки STT безперервного дію-вия шахтного типу. Випускається фірмою «Бюлер» (Швейцарія) і пред-призначена для попередньої сушки і обсмажування цілих какао-бобів і какао-крупки, ядер лісового горіха, мигдалю, арахісу і т. П.
Сушарка являє собою вертикальну рамну конструкцію 17, на якій кріпляться необхідні вузли. Сушарка має три зони, причому в зонах / і II відбувається сушка або обсмажування продукту, а в зоні III продукт охолоджується. Відповідно зони забезпечені фільтрами 1, 2, 10, паровими або олійними калориферами 3 і 9, шнеками 4, 12, 15 для відведення пилу і відвідними пат-рубками 5, 11 і 14. Зони II і III розділені заслінкою 13.
Продукт надходить в бункер 8, забезпечений заслінкою 7 з пневма-тичні приводом. Пройшовши в щілину заслінки, продукт потрапляє у вузький вертикальний канал 6, сторони якого утворені гратами, обтягнутими дротяною сіткою. Грати вільно висуваються по напрямних планок, що обліг-чає їх очищення. Ширину каналу і тим самим товщину шару можна міняти. Продукт опускається по ка-налу поступово і рівномірно, ос-таваясь пухким завдяки свобод-ному переміщенню частинок продук-ту. Оскільки немає зіткнень і вібрації, вдається уникнути пови-шенного здавлювання і освітньої-ня крихти.
В / і II зонах повітря всмоктується через фільтри 10 і 2, очищається від пилу, нагрівається в калорифери 9 і 3, віддає теплоту оброблюваної мому продукту і викидається з сушарки через патрубки 5 і 11. Минулий через продукт повітря забирає пил, яка після перехожих -день через канал осідає і шнеками 4 і 12 виводиться назовні. Таким же чином відбувається рух повітря в зоні III, тільки в ній відсутній підігрів повітря. Якщо припинити подачу в неї повітря, то в цій зоні можна виконувати додаткове обсмажування.
Обсмажений і охолоджений продукт виводиться із сушарки через розвантажувальний пристрій 16 (роторний шлюзовий затвор). Час обжа-Рівань можна регулювати зміною продуктивності розвантажувального пристрою.
Встановлені на вході в сушарку і між зонами обсмажування і охолодження секторні заслінки 7 і 13 полегшують запуск і роботу сушарки на холостому ходу (в цей час заслінки знаходяться в закритому стані).
Подача повітря в сушарку, його додаткове очищення після сушарки здійснюються трьома окремо стоячими циклонами-осаджувачами і трьома вентиляторами. Повітряно-очисна система працює під розрідженням. Таким чином, відсутність в конструкції сушарки вентиляторів значно знижує небезпеку займання.
У деяких типах сушарок какао-боби рухаються самопливом в вертикальної шахті з нерухомими похилими полицями. Какао боби, пересипаючи з полиці на полицю, проходять через три гарячі зони, а потім надходять в зону охолодження. Нагріте паровими калориферами повітря за допомогою вентиляторів надходить в зазори між полицями шахти, здійснюючи таким чином поперечне продування какао-бобів.
Перспективним способом обсмаження какао-бобів є радіа-ційний спосіб нагріву (інфрачервоне випромінювання). При такій обробці какао-бобів відбувається проникнення теплових променів всередину про-єкта, що сприяє більш рівномірному розподілу температури по всьому об'єму какао-бобу. Це дозволяє інтенсифікувати процес обсмажування і поліпшити технологічні властивості і якість какао-бобів. Як генератор випромінювання можна використовувати квар-цевие випромінювачі і лампи інфрачервоного випромінювання дзеркального типу потужністю 250 і 500 Вт (світлі випромінювачі). Можна застосовувати і випромінювачі іншого типу (темні випромінювачі), наприклад керамічні або металеві пластини, плити або труби, нагріті до температури 800-1000 ° С. Нагрівання таких випромінювачів може бути електричним або здійснюватися шляхом спалювання палива, найчастіше газу. Застосування нагрівачів першого типу краще, так як вони дають випромінювання з більшою проникаючою здатністю всередину оброблюваного матеріалу (какао-бобів), що сприяє підвищенню якості їх обсмажування в порівнянні з іншими способами термообробки як по фізичним ко-хімічних, так і органолептичними показниками. При цьому про тривалість обсмажування можна значно скоротити.
Є досвід промислового використання електроіндукціонного нагріву для обсмажування какао-бобів. Апарат, який використовується для цієї мети, є два послідовно з'єднаних нагрівач-них барабана, що складаються зі сталевих труб, розташованих горизонталь-но одна над іншою. Ці труби обмотані ізольованим проводом і покриті теплоізоляцією. При включенні обмотки в мережу електричного струму промислової частоти 50 Гц виникають вихрові струми, нагріваю-щие сталеву трубу і знаходяться в ній і переміщувані шнеком какао-боби. Останні послідовно проходять через обидві труби. Обжа-ренние какао-боби надходять в циліндричну посудину, де охолоджуються повітрям, безперервно просасивается за допомогою вентилятора.