Классическое производство карамели.

Карамель представляет собой кондитерские изделия, состоя­щие в основном из карамельной массы, — твердого аморфного вещества, получающегося увариванием сахаро-паточного рас­твора до остаточной влажности 1—3%.
Вырабатываемые кондитерской промышленностью сорта ка­рамели делятся на две основные группы:
  1. леденцовая карамель, изготовленная целиком из кара­мельной массы;
  2. карамель с начинкой, состоящая из оболочки, изготовлен­ной из карамельной массы, и начинки.
Карамель с начинкой в зависимости от характера начинки разделяется на подгруппы: с фруктово-ягодными начинками, с помадными, ликерными, медовыми, молочными, марципановы­ми, ореховыми, шоколадными, масляно-сахарными (прохлади­тельными) и сбивными.
Наибольшее распространение имеет карамель с фруктоягодными начинками, ее производится около 75% от общего количества вырабатываемой карамели.
По внешнему оформлению карамель бывает завернутая и открытая. Открытая карамель упаковывается в герметическую тару, или поверхность карамели подвергается особой обработ­ке. В зависимости от характера обработки поверхности разли­чается большое количество сортов (глянцованная, дражированная, обсыпанная сахаром и т. п.).
Сырьем для производства карамели служат сахар, крах­мальная патока, фруктово-ягодные заготовки, жиры, молоко, орехи, мед, кислоты, ароматические и красящие вещества.
Производство карамели состоит из нескольких стадий: варка сиропа, варка карамельной массы, варка начинки, подготовка карамельной массы к формованию, формование карамели, охлаждение карамели, завертка или обработка поверхности ка­рамели, расфасовка и упаковка. Все эти стадии на передовых предприятиях объединены в единый поточно-механизированный процесс.
Приготовление карамельного сиропа.
Приготовить карамельную массу увариванием сахарозных растворов нельзя. При их концентрировании, когда растворы станут пересыщенными, начинается выделение из растворов кристаллов сахарозы. Для того чтобы воспрепятствовать кри­сталлизации сахарозы, необходимо к раствору прибавить та­кие вещества, которые повышали бы ее растворимость или соз­давали условия, при которых задерживалась бы перегруппи­ровка молекул в направлении образования пространственной кристаллической решетки.
При приготовлении карамельной массы в качестве веществ, задерживающих кристаллизацию сахарозы, применяется крах­мальная патока или инвертный сахар.
Исследованиями установлено, что патока и инвертный сахар не повышают растворимости сахарозы в воде. В их присутствии растворимость сахарозы уменьшается, но увеличивается коли­чество сухих веществ, содержащихся в насыщенном сахаро-па­точном и сахаро-инвертном сиропе.
Пример. В 100 г воды в насыщенном растворе при 30° С содержится сахарозы 217,5 г. При добавлении в раствор 52% патоки (по весу сахарозы) в насыщенном растворе при той же температуре содержится 169 г сахарозы. Растворимость сахарозы снизилась на 22%. Одновременно с этим возросло содержание сухих веществ в растворе, в 100 г воды их стало 260,6 г. Таким образом, при добавлении в раствор 52% патоки (по весу сахарозы) количе­ство растворенных сухих веществ увеличилось на 20%.
В присутствии инвертного сахара в сахарозном растворе общее количество сухих веществ в насыщенном растворе возраста­ет в еще большей степени, чем при добавлении патоки.
В карамельном производстве принято следующее соотноше­ние между сахаром и патокой в рецептуре карамельной массы: на 100 весовых частей сахара 50 весовых частей патоки. Это нормальная рецептура. Патока частично или полностью может быть заменена инвертным сахаром.
Процесс приготовления карамельной массы распадается на две стадии — приготовление карамельного сиропа и уваривание его в карамельную массу.
Способы варки карамельного сиропа
На наших предприятиях применяются периодические и не­прерывные методы приготовления карамельного сиропа. При пе­риодическом ведении процесса получили распространение два способа:
1.     Варка сиропа на патоке с предварительным растворением сахара в воде. Сахар растворяют в воде, затем добавляют па­току и сироп уваривают до необходимой концентрации.
2.     Варка сиропа на патоке с растворением сахара в патоке. При этом сахар растворяют в предварительно нагретой патоке с добавлением небольшого количества воды. Вода вводится в виде конденсата пара, нагревающего смесь сахара и патоки, и в виде некоторого количества водопроводной или сладкой воды, получаемой после замывки карамельных вакуум-аппаратов. После растворения сахара раствор уваривают до необходимой концентрации.
В случае недостатка патоки ее заменяют инвертным саха­ром, при этом применяют два способа:
1.     Варка на нейтрализованном инвертном сиропе. Сироп ва­рят по первому или второму способу, но вместо патоки вводят отдельно приготовленный инвертный сироп или заменяют им часть патоки.
2.     Кислотный способ варки сиропа, когда вместо патоки в чистый сахарный сироп добавляют какую-либо кислоту. Под влиянием этой кислоты часть сахара переходит в инвертный са­хар, заменяющий патоку.
Непрерывные способы приготовления карамельного сиропа, внедренные на передовых предприятиях, основаны на принци­пах, близких к применяемым при периодическом методе веде­ния процесса.
Варка сиропа на патоке с предварительным растворением сахара в воде. Первая операция при варке сиропа — растворе­ние сахара. Его производят в том же варочном котле, в кото­ром происходит варка, или отдельно.
Растворение сахара производят в периодически действующих котлах или на непрерывно работающих станциях.
Котлы для растворения сахара применяют различной формы и размеров. Их снабжают змеевиковым обогревом и барботером, иногда мешалками, снаружи изолируют. При работе в котел наливают горячую воду, в змеевик пускают пар и засыпа­ют в котел сахар.
Сахар предварительно просеивают на вибрационном сите для отделения крупных посторонних примесей. На вибрацион­ном сите устанавливают магниты, которые задерживают при­меси железа, иногда содержащиеся в сахаре. Сахар в котлы загружают элеватором, шнеком или вручную. После загрузки сахара включают барботер. Воды вводят 15 л на каждые 100 кг сахара. Кроме того, в результате конденсации пара, вводимого через барботер, добавляется 10—15 л воды.
Процесс считается законченным тогда, когда растворится весь сахар и сироп сделается совершенно прозрачным. Его влажность должна быть около 20%, температура кипения око­ло 110 °С.
При растворении сахара иногда вместо водопроводной воды используют сладкие промывные воды, получающиеся при про­мывке карамельных вакуум-аппаратов и содержащие 1,5—5,0% сахара.
Сироп перед поступлением на последующую обработку про­ходит через фильтр, состоящий из набора сит: первое сито с ди­аметром ячеек 1 мм, второе — 0,5 мм и третье — 900 ячеек в 1 см2.
В том случае, если карамельный сироп варят в том же котле, в котором производят растворение сахара, сахарный сироп уваривают до содержания влаги 13—15% и добавляют в него патоку. Количество патоки при работе по нормальной рецепту­ре должно составлять 50% по весу загружаемого сахара. Затем продолжают уваривание до достижения температуры 115— 117°С, что соответствует влажности 14—15%. Давление пара при варке сиропа поддерживают 4—6 ати. Патоку необходимо добавлять почти в конце уваривания, для того чтобы под влия­нием кислотности патоки не происходило увеличение содержа­ния инвертного сахара в сиропе и разложение инвертного саха­ра до продуктов, повышающих гигроскопичность карамельной массы.
При наличии отдельной станции растворения сахара сахар­ный сироп насосом перекачивается через фильтр в варочные котлы, в которых готовят карамельный сироп. Для этой цели применяют котлы такого же типа, что и для растворения саха­ра, но без барботера.
На мелких предприятиях для уваривания карамельного си­ропа применяют варочные котлы с паровой рубашкой, имеющие разнообразные размеры в зависимости от мощности предприя­тия. В тех случаях, если растворение сахара производят в кот­лах без барботеров, воды вводят 25—30% по весу сахара.
Варка сиропа с растворением сахара в патоке. Основная особенность этого способа заключается в том, что для растворе­ния сахара при варке сиропа берут очень мало воды.
В чистый котел загружают небольшое количество сладкой воды (не более 10% по весу сахара) и патоку с температурой 60 °С. Затем пускают в работу барботер и одновременно посте­пенно засыпают сахар. После растворения сахара подачу пара через барботер прекращают и пускают пар в закрытый змеевик, имеющийся в варочном котле. Давление пара поддерживают 4—5 ати. Сироп уваривают до содержания в нем влаги 14— 16%.
Варка сиропа по описанному способу происходит быстрее, чем при способе с растворением сахара в воде, поэтому в сиро­пе накапливается меньшее количество инвертного сахара и продуктов его разложения.
Варка сиропа на нейтрализованном инвертном сиропе. Про­цесс варки сиропа на нейтрализованном инвертном сиропе ве­дут в той же последовательности, как и при варке сиропа на патоке, но со следующим различием.
Чисто сахарный сироп уваривают до несколько большей температуры кипения, для того чтобы сократить продолжитель­ность нагревания инверта при дальнейшей варке, так как инвертный сахар легче, чем патока, разлагается при нагревании. При достижении заданной температуры кипения в котел добав­ляют заранее приготовленный нейтрализованный инвертный си­роп. Работу производят только с добавлением -инвертного саха­ра или частично добавляют патоку. Сперва вводят патоку, а затем инверт.
Инвертный сироп вводят в таком количестве, чтобы в гото­вой карамельной массе содержалось 18—20% редуцирующих веществ. При этом необходимо учитывать, что при приготовле­нии карамельного сиропа, его транспортировании и уваривании карамельной массы происходит некоторое нарастание количест­ва инвертного сахара. Обычно в карамельном сиропе при влаж­ности его 14—16% при полной замене патоки инвертом поддер­живают содержание редуцирующих веществ 14—16%, при час­тичной замене не выше 15,%.
Кислотный способ варки сиропа. В сахарный сироп во время варки добавляют кислоту, под действием которой образуется инвертный сахар, заменяющий патоку. Инвертный сахар обра­зуется непрерывно, начиная от момента введения кислоты, и не только при варке карамельного сиропа, но и при перекачивании и хранении его в сборниках и при варке карамельной массы. Дозировку кислоты обычно рассчитывают таким образом, что­бы в готовой карамельной массе содержалось 18—20% реду­цирующих веществ. Чем более длительное время воздействует кислота на сироп, тем меньшее количество ее надо применять.
При варке сиропа кислотным способом обычно применяют органические кислоты — лимонную, виннокаменную, молочную. Эти кислоты производят слабое инвертирующее действие, по­этому нарастание инвертного сахара идет медленно и плавно. Чаще всего применяют молочную кислоту, обладающую наи­меньшей инверсионной способностью из всех кислот, применяе­мых в кондитерской промышленности.
Количество добавляемой кислоты зависит не только от вре­мени ее воздействия, но и от качества сахара, от количества и характера содержащихся в нем примесей. Дозировка кислоты обычно определяется практическим путем с учетом особенно­стей работы каждой фабрики и качества сахара. Молочную кис­лоту концентрацией 40—45% вводят в количестве от 0,3 до 3,5 кг на 1 т сахара в зависимости от условий, о которых мы говорили.
При работе на нейтрализованном инвертном сиропе при пра­вильной его дозировке получается карамельная масса более по­стоянного состава, чем при применении кислотного способа. Однако при кислотном способе карамельная масса получается более светлая. Если применяют уменьшенное количество пото­ки или совсем ее не применяют, то работают преимущественно с нейтрализованным инвертным сиропом. Кислотный способ применяется на мелких предприятиях и в основном в тех слу­чаях, когда в рецептуру входит некоторое количество патоки. Патока обладает буферной способностью и в ее присутствии на­растание инвертного сахара под действием добавляемой кисло­ты происходит медленнее и равномернее.
Применение лактата натрия при приготовлении карамельно­го сиропа. Лактат натрия, как соль сильного основания и сла­бой органической кислоты, обладает буферными свойствами.
Лактат натрия может успешно применяться при кислотном способе получения сиропа. Добавляя его при варке карамельно­го сиропа, можно достигнуть меньших колебаний в содержании инвертного сахара в карамельной массе.
На некоторых фабриках лактат натрия добавляют в сироп при работе на нейтрализованном инвертном сиропе. При этом получают постоянное содержание инвертного сахара в кара­мельной массе. На 6-й Ленинградской конфетно-витаминной фабрике при работе на нейтрализованном инвертном сиропе до­бавляют 0,5 кг 40%-ного лактата натрия на загрузку сырья, из которой получается 100 кг карамельной массы.
Степень уваривания карамельного сиропа контролируют по его температуре кипения. Варочные котлы снабжают дистанци­онными сигнализирующими термометрами.
Температура кипения карамельных сиропов зависит от со­держания в них сухих веществ и от рецептуры, по которой они приготовлены. Зависимость от рецептуры объясняется тем, что температура кипения растворов одной и той же концентрации сахарозы, инвертного сахара и патоки различна (табл. 19).
Таблица 19
Температура кипения сахарных, паточных и инвертных сиропов в °С (по П. С. Бухарову)


Концентрация раствора в %

Сироп

50

60

70

1 75

80

85

90

Сахарный       

Паточный                    

Инвертный      

101,8

101,3

103,5

101,95

105,05

103,65

108,10

107,0

104,85

110,50

109,4

106,45

113,50

113.0

109.0

118.0

119,0

113,60

124,55

Чтобы получать сироп с постоянной концентрацией, необхо­димо устанавливать его конечную температуру кипения в зависи­мости от рецептуры, пользуясь данными таблицы и перечисляя их по соотношению в рецептуре сахара, патоки и инверта.
Непрерывные способы приготовления карамельного сиропа
В годы СССР на передовых предприятиях внедрялись не­прерывные станции приготовления карамельного сиропа, обес­печивающие быстрое протекание процесса и получение кара­мельного сиропа и карамельной массы высокого качества, бо­лее стойкой при хранении по сравнению с карамельной массой, приготовляемой при периодических способах.
Была разработана непрерывно действующяя сиропная станция с при­менением непрерывно действующего растворителя, примененного для растворения сахара. Станция работает следующим образом.
Сахар из мешков загружается в приемную во­ронку элеватора 1 и подается в бункер просеивателя-дозатора 2. В верхней части бункера помещено сито с отверстиями диамет­ром 6 мм для улавливания крупных кусков сахара. Сахар, прой­дя сито, попадает на наклонное дно бункера. В нижней части дна через щель, размер которой регулируют специальной заслон­кой, сахар поступает на наклонное сито с отверстиями диамет­ром 2 мм и, просеиваясь через него, попадает на наклонный ло­ток с расположенными в конце его магнитами. Дно бункера, си­то и наклонный лоток совершают колебательное движение, бла­годаря чему и происходит просеивание сахара. Пройдя через систему магнитов, сахар поступает в растворитель 3.
Вода из бака-дозатора 4, подогретая до 80—90 °С, непрерыв­но поступает в растворитель. Постоянный уровень воды в баке поддерживается с помощью поплавкового устройства, а необхо­димая температура — терморегулятором. Вода дозируется ре­гулированием величины открытия сливного крана.
Растворитель представляет собой горизонтальный аппарат с полуцилиндрическим днищем, разделенный по длине верти­кальными перегородками на шесть сообщающихся между собой секций. Аппарат снабжен паровой рубашкой, разделенной по длине на три части, и горизонтальной лопастной мешалкой. Вместо паровой рубашки иногда устанавливают в первых сек­циях обычные змеевики. В последней, шестой секции на валу мешалки насажен барабанный фильтр для фильтрации готового карамельного сиропа.
Сахар непрерывно поступает в первую секцию растворителя. Туда же непрерывно поступает подогретая вода в количестве 0,25 весовых частей на 1 весовую часть сахара. Сахар, смеши­ваясь с водой, переходя из секции в секцию и нагреваясь, раст­воряется. В пятую секцию из темперирующей машины 7 плун­жерным насосом 5 с кулисным механизмом для регулирования хода плунжера непрерывно подается патока, имеющая темпера­туру 60—70 °С. Патока может быть заменена инвертным сиро­пом, который подается из сборника 8 насосом 6. Готовый кара­мельный сироп, пройдя фильтр, насосом перекачивается непо­средственно или через сборник в карамельный вакуум-аппарат. Карамельный сироп выходит из растворителя с температурой 106—110 °С и влажностью 18—20%, инвертного сахара в нем со­держится при работе с патокой 11 —12%. Производительность растворителя 1200 кг/ч. Давление греющего пара до 6 ати.
Описанная станция, изготовляемая Барским машинострои­тельным заводом, рекомендуется ВКНИИ для внедрения на фаб­риках средней мощности. Для того чтобы производительность вакуум-аппаратов не снижалась из-за низкой влажности сиро­па, получаемой на этой станции, рекомендовано дополнить ее змеевиковой варочной колонкой и пароотделителем, в которых можно уваривать сироп до требуемой влажности. Эта станция до настоящего времени не нашла широкого применения.
На фабрике работает непрерывно дей­ствующая станция приготовления карамельного сиропа большой мощности. Она состоит из станций для растворения сахара, приготовления инвертного сиропа и приготовления карамельно­го сиропа. Для растворения сахара применяется аппарат, рабо­тающий по ранее описанному принципу, но состоящий из четы­рех секций. Сахарный сироп, приготовленный в непрерывно дей­ствующем растворителе, через фильтр поступает в сборник, из которого перекачивается в расходный бак для приготовления карамельного сиропа или на станцию приготовления инвертного сиропа.
Из расходных баков плунжерными насосами-дозаторами в смеситель непрерывно подаются сахарный сироп, патока, инвертный сироп в соотношениях, установленных рецептурой. После наполнения одного смесителя наполняют следующий. Смесь тщательно перемешивается и насосом подается в змееви­ковую колонку для уваривания. После змеевика уваренная смесь попадает в пароотделитель, где паро-воздушная смесь отсасыва­ется вентилятором, а готовый карамельный сироп сливается з приемный бак. Из бака сироп перекачивается насосом по замк­нутой магистрали, из которой по мере надобности сироп отби­рают в бачки, установленные перед вакуум-аппаратами.
По данным ВКНИИ, общая продолжительность приготовле­ния карамельного сиропа, начиная от загрузки сахара в раство­ритель, на станции фабрики «Красный Октябрь» — 8 мин, а уваривание рецептурной смеси продолжается всего 1,5—2 мин. Нарастание количества инвертного сахара в сиропе во время его приготовления составляет всего 0,6 %, сироп получается светлый, без продуктов разложения сахаров, вредно влияющих на качество карамели. Влажность карамельного сиропа 14— 16%. Производительность станции — до 8 т сиропа в час.
На другом принципе, чем описанные станции непрерывного действия, основана работа непрерывной сиропной станции на фабрике имени Бабаева. Сахар не растворяют вначале в воде, а смешивают его с патокой и с небольшим количеством воды. Смесь нагревают под давлением, при этом сахар растворяется в воде, содержащейся в смеси.
Станция фабрики имени Бабаева работает следующим обра­зом (рис. 64). Сахар в мешках поступает из склада по ленточ­ному транспортеру. При переходе с ленточного транспортера на вибротранспортер мешки распарывают и сахар ссыпается на вибрационное сито с магнитами. Просеянный и очищенный от металлических примесей сахар поступает в распределительный бункер 1 шнекового питателя 2, а из него в воронку смесителя 3. Сюда из расходных баков 5, 7, 9 плунжерными насосами 6, 8, 10 дозируется патока, инвертный сироп, вода. Смеситель пред­ставляет собой горизонтальный цилиндр с паровым обогревом,
внутри которого парал­лельно расположены два горизонтальных вала с лопастями, установлен­ными под определенным углом. Лопасти, вращаясь одна навстречу другой, интенсивно перемешива­ют смесь, перемещая ее вдоль оси, и выталкивают под давлением в трубо­провод, соединенный с плунжерным насосом 4. Кашицеобразная смесь, нагретая до 60—65 °С и содержащая 80—85% су­хих веществ, насосом про­качивается через змеевик варочной колонки 11, обогреваемой паром под давлением 6 ати. Благо­даря давлению, создава­емому насосом в змееви­ке, смесь нагревается до более высокой температу­ры, чем ее можно нагреть при атмосферном давле­нии, не подвергая рас­твор концентрированию. В результате повышения температуры происходит растворение кристаллов сахара. В колонке также выпаривается некоторое количество влаги. Гото­вый сироп, выходящий из варочной колонки с температурой 120—125 °С и влажностью около 14%, проходит контрольный фильтр 12 и сливается в сборник 13, откуда насосом 14 перекачивается к вакуум-аппаратам для уваривания его в карамельную массу.
Процесс приготовления сиропа продолжается 5—6 мин. На­греванию подвергаются концентрированные сахарные растворы.
В этих условиях глубокого разложения сахаров не происходит, образуются только первичные продукты разложения и продук­ты их конденсации, которые, являясь антикристаллизаторами, не обладают гигроскопическими свойствами. При точном соблю­дении технологического режима во время варки карамельного сиропа по схеме, внедренной на фабрике имени Бабаева, кара­мельная масса получается более стойкой при хранении.
ВАРКА КАРАМЕЛЬНОЙ МАССЫ
Карамельный сироп содержит 12—16% влаги, в карамель­ной массе ее должно быть не более 1—3%. Для получения кара­мельной массы из сиропа необходимо удалить излишек влаги. Удаление влаги из сиропа производят в вакуум-аппаратах, стремясь вести процесс быстро и при более низких температу­рах.
При атмосферном давлении карамельный сироп, приготов­ленный по нормальной рецептуре, кипит при 114°С, а карамель­ная масса — при 160 °С. При разрежении температура кипения резко снижается, о чем можно судить по данным табл. 20.
Таблица 20 Температура кипения карамельной массы при различном разрежении (по П. С. Бухарову и Т. Н. Патер)
Содержание сухих веществ в карамельной массе в %

Масса сварена на патоке

Масса сварена на инверте

разрежение в мм

разрежение в мм

667,5

526,3

667,5

526,3

95,0

77,18

101,36

82,72

107,42

96,0

82,97

108,21

86,56

112,30

96,5

86,27

112,06

92,36

119,18

97,0

93,2

120,18

99,94

128,08

97,5

104,19

133,17

112,57

143,11

98,0

115,61

146,99

128,33

161,93

98,5

132,12

166,39

145,0

           

Для уваривания сиропа в карамельную массу в производстве применяют непрерывно действующие змеевиковые вакуум-аппа­раты нескольких систем, отличающиеся конструктивным оформ­лением, но работающие по одному принципу. Рассмотрим этот принцип на примере работы вакуум-аппарата с выносной ваку­ум-камерой.
Вакуум-аппарат (рис. 65) состоит из двух основных, соеди­ненных между собой частей: паровой колонки с змеевиком 1 и вакуум-камеры 2, разделенной на две конусные части — внут­ренний 3 и наружный 4 конические сборники, имеющие рубаш­ки, обогреваемые паром. Сборники сообщаются между собой патрубком-клапаном 5. Нижняя часть камеры также имеет кла­пан для выгрузки карамельной массы.
В паровую колонку подается пар, обогревающий снаружи змеевик. Сконденсировавшийся пар удаляется из нижней части колонки, проходя через конденсационный горшок. Через змее-65
                                                                                                                                  Рис. 65. Вакуум-аппарат для уваривания карамельной массы.
вик плунжерным насосом под давлением 1 — 1,5 ати прокачива­ется снизу вверх карамельный сироп. Количество подаваемого сиропа можно регулировать, изменяя ход плунжера насоса с по­мощью кулисного механизма. Проходя через змеевик, сироп на­гревается, закипает и, смешанный с выделившимся из него па­ром, поступает в верхнюю часть вакуум-камеры. В верхней и нижней частях камеры поддерживается разрежение, создавае­мое мокровоздушным вакуум-насосом с конденсатором.
Попадая в вакуум-камеру, сироп под влиянием разрежения разбрызгивается, отделяются содержащиеся в нем частицы пара и происходит дальнейшее испарение из него влаги за счет из­менения температуры кипения при разрежении. Выделившийся из сиропа пар поступает в конденсатор, в который подается мел­ко разбрызгиваемая холодная вода. Конденсированный пар, смешанный с охлаждающей водой, откачивается мокровоздуш­ным вакуум-насосом вместе с воздухом, выделившимся из си­ропа, а также попавшим в аппарат через неплотности и при вы­грузке карамельной массы.
Карамельная масса из верхней камеры через патрубок сте­кает в нижнюю и здесь собирается. По мере накопления массу выгружают через нижний клапан, предварительно закрыв внут­ренний клапан. Процесс уваривания сиропа во время разгрузки не прекращается, но карамельная масса собирается в верхней камере.
Процесс уваривания протекает очень быстро. Разгрузку ап­парата производят через каждые 1,5—2,5 мин.
Необходимо следить за тем, чтобы в аппарате не накапли­валось много массы. При большом накоплении масса может пе­ребрасываться вместе с экстрапарами в конденсатор и мокро­воздушный насос. Это вызовет большие потери.
Описанный вакуум-аппарат имеет поверхность нагрева змее­вика 3,4 м2, производительность его 500 кг карамельной массы в час.
- В производстве карамели применяют змеевиковые вакуум- аппараты и других конструкций, отличающиеся размерами поверхности нагрева и размещением греющей части и вакуум- камеры. Имеются конструкции, в которых греющая часть рас­положена над вакуум-камерой. Такие аппараты имеют большую высоту, поэтому их применение в непрерывных линиях затруд­нительно.
В настоящее время наиболее широко применяются аппараты, работающие по описанному методу и имеющие вакуум-камеру, отделенную от паровой колонки. У этих аппаратов обычно ва­рочная колонка и вакуум-камеры монтируются в различных по­мещениях. Они бывают двух типов с производительностью 500 и 1000 кг/ч.
Производительность вакуум-аппаратов в сильной степени зависит от давления греющего пара. Обычно работают, поддер­живая давление пара в вакуум-аппарате 6 ати. При снижении давления пара резко падает производительность вакуум-аппарата.          
Необходимо стремиться к тому, чтобы процесс протекал при высоком разрежении (700 мм рт.ст.). Чем выше разрежение, тем ниже температура кипения карамельной массы. Она полу­чается с минимальным количеством продуктов разложения и бо­лее светлая.
Температура уваренной карамельной массы зависит от рецеп­туры сиропа, от разрежения в аппарате и от влажности, с кото­рой хотят получить карамельную массу. В зависимости от этих факторов температура колеблется при работе на патоке в пре­делах 105—125 °С, а при работе на инверте 115—135 °С. Влаж­ность карамельной массы обычно бывает 1—3%, а для караме­ли, формуемой на ирисоформующе-заверточной машине, до 4%.
Процесс уваривания карамельного сиропа в карамельную массу в змеевиковых вакуум-аппаратах протекает очень быстро, поэтому химические изменения сахаров, содержащихся в сиро­пе, не очень велики. Количество редуцирующих веществ при уваривании сиропа в карамельную массу увеличивается на 1,5— 3%, цветность возрастает примерно на 30,%.
Вакуум-аппараты при работе их в непрерывно действующей линии снабжаются автоматами выгрузки и автоматическими ре­гуляторами степени уваривания.
Выгрузка карамельной массы производится автоматически ' точно через заданные интервалы времени, обычно через 1,5—
мин, в зависимости от производительности аппарата. При этом автомат открывает и закрывает клапаны и краны, не нару­шая процесса непрерывного уваривания.
Степень уваривания регулируется по температуре карамель­ной массы. При изменении температуры, соответствующей опре­деленной влажности карамельной массы, автомат увеличивает или уменьшает количество пара, поступающего для обогрева. Эти автоматы не нашли пока широкого применения.
При варке карамельной массы в змеевиках вакуум-аппарата налипает слой карамельной массы. Вследствие этого процесс уваривания замедляется. В слое могут образоваться кристаллы сахара, которые вызывают засахаривание карамельной массы. Поэтому необходимо периодически промывать вакуум-аппарат через сиропный насос горячей водой и пропаривать его. При ра­боте по нормальной рецептуре промывка производится два ра­за в смену, при работе же с инвертным сахаром — через каж­дые два часа. Кроме того, вакуум-аппараты промывают всякий раз, как появляются признаки засахаривания карамельной массы.
Промывные воды, содержащие 1,5—5% сахара, используют при приготовлении сиропа и начинок.
Промывки и пропаривания вакуум-аппаратов недостаточно для удаления нагара, образующегося в змеевиках вследствие разложения сахаров сиропа. Этот нагар удаляют промывкой вакуум-аппарата 2%-ным раствором каустической соды. Раствор соды выдерживают в змеевиках вакуум-аппарата 12—24 ч. Мо­жно ускорить промывку,' применяя непрерывную циркуляцию внутри змеевика 5%-него раствора каустической соды. В этом случае промывка продолжается 30—40 мин.
На фабриках, вырабатывающих небольшое количество кара­мели, для уваривания карамельной массы используют универ­сальные вакуум-аппараты периодического действия, применяе­мые для уваривания различных масс.
Давление греющего пара в аппарате поддерживают 5—6 ати. Уваривают сироп до температуры 135—140 °С. Эта температура соответствует влажности массы 5—6%.
В нижнем котле поддерживают разрежение 650—700 мм рт. ст. Попадая в разреженное пространство, масса вследствие снижения температуры кипения испаряет дополнительно 2— 3% влаги. Из котла карамельную массу, имеющую температуру 115—125 °С, передают на дальнейшую обработку. Производи­тельность вакуум-аппарата 90—120 кг/ч.
СОСТАВ КАРАМЕЛЬНОЙ МАССЫ И ЕЕ СВОЙСТВА
Карамельная масса, выходящая из вакуум-аппарата, имеет температуру 105—135 °С. При этой температуре она представ­ляет собой прозрачную вязкую жидкость.
Готовая карамельная масса должна удовлетворять следую­щим требованиям: 1) быть прозрачной, без следов помутнения, указывающих на начало засахаривания; 2) иметь светло-жел­тый цвет при работе по нормальной рецептуре и несколько бо­лее темную окраску при работе на инвертном сахаре; 3) иметь влажность не более 3%; содержание влаги до 4% разрешается только в карамельной массе, предназначенной для изготовления карамели, формуемой на ирисоформующе-заверточных маши­нах);' 4) содержать редуцирующих веществ не более 20%,*; 5) быть пластичной при температурах разделки и формования, т. е. обладать способностью тянуться и принимать любую при­даваемую ей форму.
Химический состав карамельной массы
Карамельная масса в зависимости от рецептуры ее приго­товления имеет в среднем следующий химический состав.
Карамельная масса, приготовленная на патоке, содержит (в %): сахарозы 58, декстринов 20, глюкозы 10, мальтозы 7, фруктозы 3, влаги 2.
По РТУ содержание редуцирующих веществ в карамельной массе (после подкисления) допускается до 23%.
Карамельная масса, приготовленная с добавлением вместо патоки инвертного сиропа, содержит: сахарозы 78—80%, ин­вертного сахара 18—20%, влаги 2%.
Независимо от рецептуры в состав карамельной массы вхо­дит некоторое количество продуктов разложения сахаров, об­разовавшихся в процессе приготовления карамельного сиропа и карамельной массы, и небольшое количество минеральных веществ, попадающих вместе с сырьем.
Из продуктов разложения сахаров в состав карамели входят ангидриды, продукты реверсии, т. е. продукты, образовавшиеся в результате соединения ангидридов с глюкозой или фруктозой, оксиметилфурфурол, красящие и гуминовые вещества, муравьи­ная и левулиновая кислоты и др. Количество этих продуктов и их соотношение в общем составе продуктов разложения зави­сит от условий ведения производственного процесса.
Физическое состояние карамельной массы
По физическому состоянию горячая карамельная масса представляет собой вязкую жидкость. Вязкость карамельной массы при охлаждении сильно увеличивается. При температуре 80—90 °С масса приобретает пластические свойства. Она обре­тает способность принимать под давлением любую форму и со^ хранить ее. При дальнейшем охлаждении до 40—45 °С карамель­ная масса переходит в стекловидное аморфное состояние. Она становится твердой и хрупкой. Чем меньше влажность карамель­ной массы, тем скорее она затвердевает и тем выше степень ее твердости.
Чтобы карамельная масса находилась в аморфном состоянии и сохраняла его, требуется соблюдение ряда условий. Одним из них является поддержание в карамельной массе определенной вязкости.
Вязкость карамельной массы зависит от температуры, рецеп­туры изготовления и влажности. При снижении температуры вязкость карамельной массы резко возрастает. Так, карамель­ная масса, приготовленная по нормальной рецептуре, при 120 °С имеет вязкость 640 пз, при 100 °С—9000 из, при 90 °С — 50 000 пз. При 90 °С карамельная масса, как мы уже говорили, обладает пластическими свойствами.
Наиболее вязкой получается карамельная масса, приготов­ленная с патокой. Чем больше патоки, тем больше вязкость ка­рамельной массы. Вязкость ей придают декстрины, содержащие­ся в патоке.
Инвертный сахар снижает вязкость карамельной массы. С уве­личением содержания инвертного сахара в карамельной массе значительно уменьшается ее вязкость. Опыты показывают, что в карамельной массе, приготовленной на инвертном сиропе, при увеличении содержания редуцирующих веществ в 1,5 раза вяз­кость уменьшается более чем в три раза.
Показатель вязкости чрезвычайно важен для карамельной массы. От вязкости в значительной степени зависит сохранение карамельной массой аморфного состояния при ее обработке. Если карамельную массу долго выдерживать при высокой темпе­ратуре, при которой она имеет низкую вязкость, то происходит процесс кристаллизации и карамельная масса засахаривается. При увеличении вязкости скорость кристаллизации уменьшает­ся. При быстром охлаждении, как мы видим, резко возрастает вязкость, создаются условия, задерживающие перегруппировку молекул, кристаллы не образуются, карамельная масса сохра­няет свое аморфное состояние. Поэтому в производственной практике необходимо стремиться к быстрому охлаждению ка­рамельной массы до температуры, близкой к 90 °С. При этой температуре карамельная масса имеет высокую вязкость. Спо­собность ее к кристаллизации резко снижается. Она обладает пластическими свойствами, благодаря которым может подвер­гаться дальнейшей обработке. При засахаривании карамельная масса теряет пластические свойства, а следовательно, и способ­ность поддаваться обработке. Такая карамельная масса явля­ется производственным браком.
Вязкость карамельной массы при прочих равных условиях зависит от ее влажности. С понижением влажности карамель* ной массы повышается ее вязкость.
При работе на поточно-механизированных линиях очень важ­но независимо от рецептуры иметь карамельную массу с по­стоянными механическими свойствами. Одним из наиболее важ­ных свойств при формовании карамели является пластичность, которая для аморфных веществ характеризуется вязкостью. Ва­жно, чтобы в разделку поступала карамельная масса с постоян­ной вязкостью. Для достижения этого ВКНИИ рекомендует под­держивать различную влажность карамельной массы, в зависи­мости от рецептуры, по которой она приготовлена.
В табл. 21 приведены показатели влажности карамельной массы, которую рекомендуется поддерживать при изготовлении карамели по различным рецептурам.
Близкие пластические свойства карамельных масс, приго­товленных по.разным рецептурам, можно получить изменением не только влажности массы, но температурного режима раз­делки и формования.
Вязкость карамельной массы, приготовленной по нормальной рецептуре, при 120 °С составляет около 600 пз. Во избежание засахаривания ВКНИИ рекомендует поддерживать эту вязкость при выходе из вакуум-аппарата и в том случае, если карамель­ная масса приготовлена со сниженным количеством патоки или с полной ее заменой инвертным сахаром. Повышения вязко­сти достигают увариванием карамельной массы до меньшего содержания влаги и снижением ее температуры благодаря при­менению более высокого разрежения в вакуум-аппарате.
Таблица 21 Рекомендуемая влажность карамельной массы в зависимости от рецептуры
Количество патоки в кг на 100 кг сахара

Влажность карамельной масс& в %

50

2,6—2,7

35

2,3—2,4

25

1,9—2,0

15

1,7—1,8

Менее 15 кг и на инверте

1,3—1,5

Охлажденная карамельная масса представляет собой хруп­кое прозрачное стеклообразное аморфное вещество. Однако ее состояние не является устойчивым, с течением времени кара­мельная масса мутнеет, поверхность ее становится влажной, она постепенно теряет свои аморфные свойства.
Гигроскопичность карамельной массы
Карамельная масса гигроскопична. Она поглощает влагу из окружающего воздуха, сорбируя ее поверхностным слоем. Карамельная масса частично растворяется в поглощенной вла­ге, и ее поверхность покрывается слоем насыщенного раствора. Из этого слоя влага постепенно диффундирует внутрь массы. На поверхности образуется пересыщенный раствор, из которого происходит кристаллизация сахара, вызывающая помутнение поверхности карамельной массы.
Будет ли происходить дальнейшее поглощение влаги, зави­сит от соотношения упругости паров раствора карамельной мас­сы и паров окружающего воздуха. В том случае, если упругость паров раствора на поверхности карамельной массы будет мень­ше, чем упругость паров окружающего воздуха, будет происхо­дить поглощение влаги. Поглощение протекает тем интенсивнее, чем больше разница в упругости паров раствора карамели и воздуха. Процесс поглощения будет протекать до наступления равенства упругостей.
При равных упругостях паров раствора карамельной массы и воздуха влажность карамельной массы будет оставаться по­стоянной. Если упругость паров раствора будет больше упру­гости паров воздуха, то карамельная масса будет отдавать влагу воздуху.
Упругость паров воздуха тем выше, чем сильнее он насы­щен влагой, т. е. чем выше его относительная влажность.
Упругость паров насыщенного раствора карамельной массы зависит от ее химического состава. Следовательно, гигроскопи­ческие свойства карамельной массы находятся в прямой зави­симости от относительной влажности окружающего воздуха и от химического состава карамельной массы.
Чем выше относительная влажность воздуха, тем больше и быстрее карамель сорбирует влагу. При высокой относительной влажности воздуха процесс поглощения влаги идет так быстро, что раствор на поверхности карамели становится ненасыщенным и карамель начинает расплываться. При невысокой относитель­ной влажности воздуха сорбция влаги карамелью протекает медленно. Поверхностный слой не успевает разжижиться, но благодаря изменению его вязкости создаются условия для кри­сталлизации. На поверхности карамели образуется слой мель­чайших кристаллов сахара, который задерживает процесс погло­щения влаги карамелью. Однако доступ влаги полностью не исключается и карамель, постепенно увлажняясь, все глубже просахаривается.
Рассмотрим результаты опыта, показывающего влияние от­носительной влажности воздуха на гигроскопичность карамель­ной массы. При хранении карамели, приготовленной по нормаль­ной рецептуре, в замкнутом пространстве при относительной влажности 62,7% вначале количество поглощенной влаги возра­стает и на десятые сутки достигает 3,9%. Затем начинается постепенная отдача влаги и за 29 суток хранения карамели при­рост влаги составляет всего 1,93%. При этом карамель засаха­ривалась только с поверхности. При хранении же карамели при относительной влажности 75% влага поглощается непрерывно и в большем количестве. В результате через 49 суток хранения прирост влаги составил 11,46%, карамель растеклась и полно­стью деформировалась.
На разобранном нами примере мы видим, что увеличение относительной влажности с 62,7 до 75,0% резко повысило гигро­скопичность карамели.
Влияние относительной влажности воздуха сказывается в меньшей степени при хранении карамельной массы в условиях изменяющейся относительной влажности и при движении воз­духа. В этом случае наблюдается более быстрое образование на поверхности карамели кристаллической корочки, которая предохраняет ее от дальнейшего поглощения влаги и связанных с этим изменений структуры.
На стойкость карамельной массы влияет ее влажность. Чем меньше влаги содержится в карамели, тем медленнее проявляются ее гигроскопические свойства. В этом случае требуется больший срок для того, чтобы содержание влаги в карамели до­стигло такой величины, при которой наступает изменение внеш­него вида карамели.
Карамельная масса, приготовленная на патоке, менее гигро­скопична, чем приготовленная на инвертном сахаре. Большое содержание инвертного сахара в карамельной массе делает ее очень гигроскопичной. Инвертный сахар увеличивает общую растворимость сахаров, содержащихся в карамельной массе. Поэтому насыщенные растворы карамельной массы, содержа­щие инвертный сахар, имеют низкую упругость пара, следова­тельно, обладают высокой гигроскопичностью.
В карамельной массе должно содержаться минимальное ко­личество инвертного сахара, необходимое для того, чтобы в про­цессе ее приготовления не произошло кристаллизации сахара. Надо избегать образования инвертного сахара при уваривании карамельного сиропа и карамельной массы.
Гигроскопичность карамельной массы, приготовленной на патоке, зависит от количества патоки. Образцы карамельной массы, приготовленные с содержанием патоки до 50% по отно­шению к весу сахара, при хранении хорошо сохраняются; они засахариваются, но не намокают.
На гигроскопичность карамельной массы влияет состав угле­водов патоки. При понижении количества глюкозы в патоке снижается способность карамельной массы поглощать влагу из окружающего воздуха. Для приготовления стойкой против намо­кания карамели рекомендуют применять низкоосахаренную па­току, содержащую редуцирующих веществ не более 30—34%, в том числе не более 12—13% глюкозы. Карамель, приготовлен­ная на низкоосахаренной патоке, хорошо сохраняется. Приве­дем пример. Карамель, приготовленная в производственных ус­ловиях из патоки, содержащей 31,4% редуцирующих веществ, в течение пяти суток при относительной влажности воздуха около 63% поглотила влаги 0,32% и осталась прозрачной и су­хой. Редуцирующих веществ в ней содержалось 10,7%. Карамель, приготовленная из патоки, содержащей 44,2% редуцирую­щих веществ, в тех же условиях за пять суток поглотила 1,78% влаги, увлажнилась и просахарилась. В карамели содержалось 15,1% редуцирующих веществ.
Большое влияние на гигроскопичность карамельной массы оказывают некоторые продукты разложения сахаров, образо­вавшиеся в результате нагревания при ее изготовлении. К та­ким продуктам относится оксиметилфурфурол, красящие и гуминовые вещества. Они повышают цветность и гигроскопич­ность карамельной массы и готовой карамели. Карамельная масса с большей цветностью обладает большей гигроскопич­ностью.
Однако не все продукты разложения отрицательно влияют на качество карамели. Ангидриды и продукты реверсии задер­живают кристаллизацию сахарозы из карамельной массы, спо­собствуют сохранению ее в аморфном состоянии. Они не оказы­вают влияния на гигроскопичность и цветность карамельной массы. На основании исследований, проведенных в ВКНИИ, установлено, что наличие в карамельной массе 2% продуктов реверсии придает карамели стойкость против засахарива­ния.
Количество и природа образующихся продуктов разложения зависит от условий производства. Карамельная масса на инвертном сахаре содержит большее количество отрицательно действующих продуктов разложения по сравнению с карамель­ной массой, приготовленной на патоке. С увеличением времени нагревания карамельных сиропов процессы разложения при по­лучении карамельной массы ускоряются, количество продук­тов разложения, повышающих гигроскопичность, увеличива­ется.
Количество продуктов разложения, обладающих антикристаллизационными свойствами, увеличивается среди общего ко­личества продуктов разложения с повышением концентрации нагреваемых сахарных растворов.
Для получения стойкой карамели технологический режим приготовления карамельного сиропа и карамельной массы дол­жен быть построен так, чтобы сахаро-паточная смесь имела возможно более высокую концентрацию, а время воздействия на нее высокой температуры было минимальным. Эти условия достигаются в некоторой степени при приготовлении карамель­ного сиропа по схеме, осуществленной на фабрике имени Ба­баева.
Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий

Календарь

« Декабрь 2016 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  

Рекомендуемые материалы