3. Встановлення критерію оптимізації підсистеми в1 – формування карамелі.

Аналіз підсистеми В (центральної підсистеми) і встановлення фактору оптимізації проведемо на прикладі формування карамелі з рі­дкими начинками (фруктово-ягідною) на ланцюговій карамелерізальній машині.

На рис. 1 наведена параметрична схема формування караме­лі.

Р ис 1 Параметрична схема формування карамелі з фруктово-ягідною начинкою на ланцюговій карамелерізальній машині де: некеровані фактори дії

п¹_в - якість карамельної маси; п²_в - якість начинки. Керовані фактори: х¹_в - кількість карамельної маси (кг/хв); х²_в -кількість начинки (кг/хв), що подається в трубу начинконаповню-вача; х³_в - частота обертання веретен, об/хв.; х⁴_в - тиск гріючої пари для обігріву корпуса, до 0,6 Мпа; х⁵_в - швидкість виходу ка­рамельного джгута із карамелеобкатувальної машини, м/с; х⁶_в -швидкість роликів джгутовитягувальної машини, об/хв.; х⁷_в -швидкість формуючих ланцюгів, м/хв.

Вихідні фактори: у¹_в - форма та поверхня карамелі; у²_в - темпе­ратура карамелі; у³_в - % начинки в карамелі.

За фактор оптимізації приймається значення у _в.

З агальна формула оптимізації процесу буде мати такий вид:

5. Встановлення критерію оптимізації підсистеми в2 – охолодження карамелі та вплив технологічних параметрів та його значення.

Д ля аналізу підсистеми В₂ та встановлення фактору оптимізації складаємо параметричну модель (рис. )

Рис. Параметрична схема підсистеми В₂ – охолодження карамелі.

де: некеруємі фактори: h_В2¹, – температура карамельного ланцюга після формування.

керуємі фактори: х _В2¹ – швидкість руху вузького охолоджувального транспортеру, м/хв.; х _В2² – температура охолоджувального повітря, що подається на вузький транспортер, ^оС; х _В2³ – температура охолоджувального повітря в агрегаті АОК, ^оС; х _В2⁴ – час охолодження карамелі в агрегаті АОК, хв.

Фактор оптимізації: у_В2¹ – температура охолодженої карамелі, ⁰С в загальному вигляді визначається за формулою:,

у_В2¹=f(h_В2¹, х _В2¹, х _В2², х _В2³, х _В2⁴) → оптимум = 32 ^оС

6. Зберігання карамелі. Фізико-хімічні зміни, що відбуваються під час зберігання

Карамель під час зберігання не піддається пліснявінню, зброджуванню та іншим процесам розкладу, але в ній відбуваються зміни фізичного характеру, пов'язані з її гігроскопічністю. Карамель відносно цукру має значно більшу гігроскопічність, і пояснюється це:

• підвищенням гігроскопічності цукрози в суміші з патокою чи інвертним сиропом;

• гігроскопічність цукрози збільшується під час переходу м з кристалічного в атмосферний стан;

• появою у складі карамелі продуктів первинного розкладу (особливо фруктози) і продуктів вторинного розкладу.

Поглинання карамельної вологи із повітря складається з деяких стадій [7, 20, 21]:

перша стадія супроводжується адсорбцією вологи із навколишнього середовища поверхнею карамелі;

друга стадія пов'язана із частковим розчиненням карамельної маси в поглиненій нею волозі та утворенням на поверхні карамелі шару насиченого розчину;

третя стадія пов'язана із дифузією вологи з поверхневого шару карамелі в центральні шари. Швидкість її залежить від структури кара­мельної маси. У тягнутої карамелі швидкість більша, ніж у нетягнутої, бо вона має капілярно-пористу структуру;

четверта стадія - перехід розчину в насичений, а потім у пере­сичений стан;

п'ята стадія - викристалізація цукрози на поверхні карамелі.

Питання для самоперевірки

2. Які існують способи формування карамелі і в чому їх різниця?

3. Яке обладнання використовують для формування карамелі без начинки та з начинкою?

4. Які умови формування карамелі з фруктово-ягідною начинкою?

5. Параметрична схема процесу формування карамелі, вхідні та вихідні фактори дії?

6. Фактор оптимізації процесу формування карамелі?

7. Охолодження карамелі на вузькому охолоджувальному транспортері та в агрегаті АОК?

8. Що приймається за фактор оптимізації при охолодженні карамелі?

9. Які фізико-хімічні процеси відбуваються при зберіганні карамелі?

10. Які відомі способи захисту карамелі від дії оточуючого середовища?

Література

19. Зубченко А.В. Технология кондитерского производства /Воронеж. гос. технол. академия.-Воронеж.-1999.- с. 231 - 235

20. Производство кондитерских изделий / под. ред. Г.А. Маршалкина. -М.:Пищевая пром-сть.-1998.-с. 38 - 50

21. Технология кондитерских производсв, под ред.Соколовского А.П., 1959. -с. 369 - 373

22. Технологічні інструкції по підготовці сировини та напівфабрикатів до виробництва по виробництву карамелі та драже. – К.: Держхарчопром України, ЗАТ Укркондитер – 1996, с. 61 – 71.

23. Маршалки Г.А. Технологическое оборудование кондитерських фабрик.- М: Легкая и пищевая пром-ть.-1984, с. 190 – 199.

Лекція 9. Системний підхід до аналізу і оптимізації технології десертного та звичайного шоколаду і визначення шляхів оптимізації технологічних процесів.

План лекції:

1. Розгляд машинно – апаратурної схеми виробництва шоколаду.

2. Виробництво шоколаду як велика технологічна схема.

3. Визначення мети функціонування і завдань для здійснення мети окремих підсистем.

4. складання та розгляд параметричної моделі для всіх визначених підсистем з визначенням вхідних (керованих та некерованих) та вихідних факторів.

Виробництво шоколаду це дуже складна технологічна система, яка відноситься до системи першого класу, восьмого типу.

Рис. 1 Машинно – апаратурна схема виробництва шоколаду: 1 – сортувальна машина, 2 – сушильний апарат, 3 – дробильно – сортувальна машина, 4 – дисково – штифту вальний апарат, 5 – темперуючий збірник, 6 – горизонтальний гідравлічний прес, 7 – збірник какао – масла, 8, 9 – ємкості для какао – тертого та какао – масла, 10 – авто ваги для цукрової пудри, 11 – змішувач, 12 – транспортер, 13 – п’ятивалковий млин, 14 – збірник шоколадної маси, 15 – конш – машина, 16 – збірник шоколадної маси, 17 – автоматична шнекова темперуючи машина, 18 – відливна машина, 19 – вібротранспортер, 20 – охолоджуюча шафа, 21 – виколотка з форми, 22 – загортальна машина.

Для системного аналізу технології десертного та звичайного шоколаду, як великої технологічної системи треба по-перше скласти граф цілей та завдань, якій наведений на рис. 2.

С₁ С₂ С₃ С₄ С₅ С₆ С₇ С₈ В А

Рис. 2. Граф цілей та завдань великої технологічної системи – виробництва десертного та звичайного шоколаду.

С₁ – підсистема сортування какао – бобів.

Мета функціонування підсистеми С₁ – найкраще відділення сторонніх домішок від сирих товарних бобів.

Завдання:

1. Треба визначити якість товарних какао бобів.

2. перевіряти роботу повітряно-сепараційної системи, яка повинна забезпечити захоплювання повітрям пилу та сирих маленьких часточок (волокна мішковини, оболонка інших предметів)

3. перевірити стан ситових полотен, які забезпечують розподіл по розмірам какао бобів.

С₂ – підсистема термообробки какао – бобів.

Мета – підсушування (обсмаження) какао-бобів до необхідної вологи W=2.0 – 2.5 %.

Завдання:

1. Перевіряти вміст вологи в какао-бобах до і після об смаження.

2. Встановити і дотримувати необхідну температуру в зоні об жарки сушильного апарата.

3. Встановити і дотримувати необхідну температуру в зоні охолодження сушильного апарату.

4. Забезпечити безперервну циркуляцію повітря в зоні обсмажування (сушіння) і в зоні охолодження.

5. Визначити якість какао бобів після термічної обробки по органолептичним та фізико-хімічним показникам.

С₃ – підсистема отримання какао крупки.

Мета – забезпечення максимального виходу какао-крупки з найменшим вмістом какао вели.

Завдання:

1. Перевірити якість обсмажених какао бобів і здібність видалення какао вели від ядра какао-бобів.

2. Встановлення необхідної відстані між валками для подрібнювання або дисками, яка забезпечує оптимальне подрібнення какао-бобів на какао-крупку і какао велу.

3. Забезпечити необхідну швидкість повітря у вертикальних каналах для найкращого відділення какао вели від какао-крупки.

4. Організувати періодичну перевірку ступеню очищення какао-крупки від какао вели.

С₄ – підсистема отримання какао тертого.

Мета – забезпечення виходу какао-тертого з максимальним ступенем подрібнення.

Завдання:

1. Перевірка вологості какао-крупки.

2. Забезпечення необхідного ступеню подрібнення шляхом настрою оптимальних умов механізму для подрібнення какао-крупки (в залежності від виду обладнання для отримання какао-тертого).

3. Забезпечення необхідного аерування в процесі розмелювання для максимального відділення летких речовин. Які погіршують смак і аромат какао-тертого.

С₅ – підсистема отримання какао масла.

Мета – забезпечення максимального виходу какао-масла при пресуванні какао-масла.

Завдання

1. Перевірка какао-масла в какао-тертому.

2. забезпечення необхідного тиску робочої рідини, яка подається в циліндр насосу гідравлічної системи.

3. Визначити необхідну тривалість пресування.

4. визначити вихід какао-масла.

Визначити вміст какао-масла у какао-макусі.

С₆ – підсистема приготування шоколадної маси.

Мета – забезпечення отримання однорідної шоколадної маси з необхідним максимальним ступенем дисперсності.

Завдання

1. Забезпечення точного дозування сировини згідно рецептури.

2. забезпечення отримання шоколадної маси однорідної консистенції.

3. Забезпечення необхідного ступеню дисперсності шоколадної маси шляхом регулювання зазору між валками, швидкості проходження між ними шоколадної маси, температури охолодження валків.

С₇ – підсистема коншування шоколадної маси.

Мета – забезпечення необхідних для кожного виду шоколадних мас структурно-механічних і органолептичних показників.

Завдання:

1. Забезпечити необхідну температуру контирування шоколадних мас, шляхом регулювання температури води в сорочці.

2. Встановити та строго дотримувати тривалість оброблення шоколадної маси у коншувальної машині.

3. Визначити в’язкість шоколадної маси та ступінь її подрібнення.

С₈ – підсистема темперування шоколадної маси.

Мета – забезпечення утворення у шоколадній масі стабільної фази кристалізації тригліцеридів какао-масла.

Завдання:

1. Забезпечення рівномірної подачі шоколадної маси в зоні охолодження і темперування темперуючої машини.

2. Забезпечити необхідну температуру шоколадної маси в зонах охолодження темперування шляхом регулювання температури і швидкості проходження води в сорочці різних зон охолодження та темперування.

3. Строго контролювати ступінь темперування шоколадної маси.

Підсистема В – формування шоколаду (центральна підсистема)

Мета – отримання плиток шоколаду, які по усім органолептичним, фізико-хімічним, мікробіологічним показникам відповідають вимогам, що вказані у Державних стандартах.

Завдання:

1. Встановити і підтримувати необхідну температуру в сорочці відлив очної машини.

2. Організувати точне дозування шоколадних мас в форми, що встановлені на транспортері.

3. встановити та строго дотримувати температуру у охолоджувальній камері.

4. Відрегулювати швидкість проходження плиток шоколаду в зоні охолодження.

Підсистема А – загортання шоколаду.

Мета – забезпечення необхідного терміну зберігання шоколаду згідно Державного стандарту.

Завдання:

1. Організувати подачу шоколадних плиток на загортання відповідно необхідним показникам якості.

2. забезпечення високоякісними пакувальними матеріалами.

3. Точне регулювання роботи заготівельних автоматов, що забезпечує високоякісне загортання.

Питання для самоперевірки:

1. Яке обладнання використовують при виробництві шоколаду?

2. Чому виробництво шоколаду потрібно розглядати як велику технологічну систему?

3. Яка мета функціонування таких підсистем як:

• сортування какао – бобів, термічне оброблення какао – бобів?

• Отримання какао – крупки та какао – тертого, какао – масла?

• Приготування та коншування шоколадної маси?

• Темперування шоколадної маси та формування шоколаду?

Література:

24. ДСТУ 3924 – 2000 Шоколад

25. Зубченко А.В. Технология кондитерского производства /Воронеж. гос. технол. академия.-Воронеж.-1999.- с. 10 – 12, 22 – 33, 61 – 81.

26. Панфилов В.А. Технологические линии пищевых производств. -М.: Колос.-1993.-с. 25 – 40.

27. Ратушный А.С., Топольник В.Г. Оценка качества кулинарной продукции. – М.: Русская кулинария – 1991, с. 12 – 25.