Университет ИТМО
Кафедра
Автоматизации биотехнологий теплофизических процессов
Курсовая работа по теме : технологический процесс производство шоколада.
Выполнил:
Студенты 3-го курса группы Т 3300
Саидзода С К
Саидзода С Д
Приняла :
Назарова Виктория Владимировна
ВВЕДЕНИЕ
Шоколад – это кондитерское изделие, которое получают в результате переработки плодов какао. Это довольно распространенный компонент в самых разнообразных десертах: шоколадных плитках, конфетах, мороженом, печенье, пирогах, шоколадных муссах и других сладостях.
Основным сырьем для производства шоколада являются какао бобы – семена какао-дерева, произрастающего в тропических районах земного шара. Какао бобы подразделяются на две группы: на благородные, которые обладают нежным вкусом и приятным тонким ароматом со множеством оттенков, и на потребительские – имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат.
В процессе технологической обработки из какао бобов получают основные полуфабрикаты: какао тёртое, масло какао и какао-жмых. Какао тёртое и масло какао используют для приготовления шоколада, а из какао-жмыха получают какао-порошок.
Какао бобы являются основным сырьем для изготовления шоколада, именно поэтому им необходимо уделить особое внимание.
Какао бобы состоят из четырех частей: оболочки (какаовеллы), ядра, ростка и эндосперма. Различные сорта бобов имеют неодинаковое соотношение между составными частями, но в среднем ядро составляет 87,75%, какаовелла 11,4%, росток 0,85% к массе ферментированных и высушенных какао бобов.
Вначале из шоколада готовят навеску шоколадной массы. Отделяют от нее липидную часть. Для чего смешивают навеску с петролейным эфиром при соотношении 1:(10-20), подвергают экстракции полученную смесь и отделяют жировой экстракт центрифугированием при 3000-5000 об/мин в течение 5-10 мин. Затем проводят отделение осадка от надосадочной жидкости и высушивают осадок на водяной бане в сушильном шкафу при температуре 95-100°С. Выделяют водонерастворимые вещества из полученного осадка смешиванием его с водой, проводят полную экстракцию из полученной смеси водорастворимых веществ. Отделяют экстракт центрифугированием при 3000-5000 об/мин в течение 5-10 мин и отделяют осадок от надосадочной жидкости. После чего осуществляют обезвоживание осадка этиловым спиртом и окончательно обезжиривают петролейным эфиром. Высушивают полученный осадок до постоянной массы.
ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛИТОЧНОГО ШОКОЛАДА
1 Очистка и сортировка какао-бобов
Для очистки от примесей и сортировки какао бобов по размерам применяются очистительно-сортировочные машины, принципиальная схема которой показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Принципиальная схема очистительно-сортировочной машины
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 ломанные и склеенные бобы. Над верхним и нижним ситом расположены аспирационные каналы 6 и 16, через которые уносятся мелкие и крупные примеси. Они оседают в сборника 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. Ломанные 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 окончанию смены), а сита от пыли очищаются непрерывно во время работы с помощью подвижных металлических шаров, обтянутых резиной и расположенных под ситами.
2 Обжарка какао бобов
Обжарка какао бобов может осуществляться в различных аппаратах. Наиболее совершенными в настоящее время признаны непрерывно действующие, одноканальные, двухзонные, вертикальные сушилки с замкнутым циклом движения теплоносителя, типа STR. Схема подобной сушилки представлена на рисунке 2.
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.
Рисунок 2 – Схема вертикальной сушилки типа STR
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.