Способы и режимы обжарки бобов какао


Способы и режимы обжарки бобов какаоСпособы и режимы обжарки бобов какао
Для обжарки бобов какао наибольшее распространение на наших шоколадных фабриках имеют цилиндрические и шаровые аппараты.
Цилиндрический обжарочный аппарат (рис. 8) обложен кирпичной кладкой. Основная часть аппарата — цилиндр
—снабжен дверцей и парой внутренних лопастей . Образующиеся от сжигаемого в топке топлива горячие газы, омывая боковую поверхность вращающегося цилиндра, уходят в дымовую трубу . Бобы какао загружаются во вращающийся цилиндр через металлическую воронку, составляющую одно целое с передней дверцей, навешенной на петлях . В цилиндр загружается 150—200 кг бобов; они не должны заполнять всего цилиндра и обычно занимают не более 30% его объема, для того чтобы в процессе обжарки бобы перемещались по внутренней поверхности цилиндра, перемешиваясь и пересыпаясь. Таким путем устраняется опасность местного перегрева (бобов, ускоряется обмен тепла в массе бобов и прогрев каждого отдельного боба и облегчается удаление влаги и летучих веществ.
Выделяющиеся из обжариваемых бобов водяные пары и летучие вещества по мере их накопления в цилиндре отсасываются по трубе вентилятором. За ходом обжарки наблюдают по образцам, которые периодически берут через проделанное в дверце отверстие при помощи пробника-щупа.
Наблюдая за хрупкостью, ароматом, цветом и вкусом извлеченных щупом из цилиндра обжариваемых бобов, мастер определяет момент их готовности. Слишком высокая температура обжарки и чрезмерно длительное ее воздействие приводят к ослаблению характерного аромата бобов какао и к возникновению неприятного запаха акролеина — продукта распада содержащегося в глинеридах масла-какао глицерина. Обжаренные бобы, по этим соображениям, следует по окончании обжарки быстро извлечь из обжарочного цилиндра и охладить. С этой целью открывается дверца и бобы какао выгружаются для охлаждения на верхнее дырчатое дно тележки.
При таком охлаждении температура бобов какао через 10— 11 мин. снижается до 50—60°, а через 15—20 мин. до 30°.
Температурный режим процесса обжарки бобов какао в цилиндрических обжарочных аппаратах изучался кафедрой и представлен графиком на рис- 10. Первый период обжарки, продолжающийся около 10—20 мин, характеризуется падением температуры в аппарате до 30—33°. Вслед за этим она повышается прмерно на 2° в минуту и к концу обжарки достигает 130°С
Methods and modes of roasting cocoa beans
Рис. 10. График температурного режима при обжарке бобов в цилиндрическом аппарате:
А—момент загрузки; В—момент выгрузки бобов.

Как видно из приведенного графика, обжарка в обследованном цилиндрическом аппарате при величине каждой запрузки 125-130 кг продолжалась около 60 мин. В соответствии с этим и часовая производительность цилиндрического обжарочного аппарата равна 130 кг. Для аппаратов, полезная емкость которых составляет 260 кг и выше, часовая производительность будет соответственно увеличиваться.
Такая же картина температурного режима была установлена К. Я. Мамонтовым на основании большого количества испытаний, проведенных при изучении работы цилиндрического обжарачного аппарата. Продолжительность обжарки бобов какао составляла 50—70 мин. при величине каждой загрузки 400 кг. Расход топлива в пересчете на условное топливо был определен в этих испытаниях в 100 кг на 1 т обжаренных бобов.
Следует добавить, что в топочном пространстве цилиндрического обжарочного аппарата (см. рис. 8) проложены две метталические трубы, в которых подогревается воздух, не смешивающийся с топочными газами. Последний подводится к решетчатой задней стенке, через которую он всасывается внутрь цилиндра и уходит в вытяжную трубу, содействуя лучшему прогреву бобов и удалению продуктов обжарки.
Большое распространение на наших шоколадных фабриках имеют шаровые обжарочные аппараты, в которых бобы обжариваются в атмосфере продуктов сгорания, смешанных с воздухом.
Основная часть аппарата представляет собой металлический барабан, вращающийся внутри неподвижного барабана. Подлежащие обжарке бобы загружаются в воронку и отсюда при открытии заслонки пересыпаются во внутренний вращающийся шар. Последний снабжен лопастями ЛЛ, которые при его вращении поднимают бобы кверху, откуда они отдельными зернами снова падают вниз. Сильный вентилятор отсасывает из внутреннего шара выделяющиеся из бобов газообразные продукты, всасывая при этом через газоход смесь продуктов горения с воздухом, который поступает через патрубок.
Аппарат снабжен пирометром, показывающим температуру в обжарочном аппарате, и пробником для отбора проб обжариваемых бобов для определения их готовности.
В аппарате имеется приспособление для автоматического контроля потери веса обжариваемых бобов; оно заключается в том, что главный вал, а следовательно, и укрепленный на нем внутренний шар с содержащимися в нем обжариваемыми бобами опирается на весовой механизм. Последний не только показывает потери веса в процессе обжарки, но и сигнализирует конец обжарки.
При окончании обжарки выгруженные из обжарочного аппарата боби поступают в расположенный под аппаратом охлаждающий приемник.
Как показывают кривые, температура в аппарате понижается тотчас после загрузки бобов (точка А). Однако продолжительность периода падения температуры не превышает 6 мин При этом температура не падает ниже 140°.
После этого она быстро поднимается и по истечении 6— 7 мин. достигает 160—170°. Таким образом, в этом аппарате весь процесс обжарки протекает при 140—170°
Продолжительность обжарки не превышает 12—13 мин. Столь резкое сокращение времени обжарки можно объяснить быстрым прогревом обжариваемых бобов за счет непосредстного соприкосновения их с продуктами горения и высокой температурой (140—170°). Кроме того, быстрая обжарка бобов в этих аппаратах связана с энергичным пересыпанием обжариваемых бобов, которые то поднимаются вверх, то падают отдельными зернами вниз. При этом каждое зерно многократно приходит в соприкосновение всей своей поверхностью с горячими газами.
Поставленные нами опыты показали, что при температуре окружающего воздуха, поддерживаемой на уровне 145°, температура в центре боба, окруженного со всех сторон бобами, достигала 100° по истечении 35 мин., а если испытуемое зерно было со всех сторон окружено горячим воздухом, то на это требовалось только 6 мин., при прочих равных условиях.
В качестве топлива в шаровых аппаратах применяется кокс, который горит в топке коротким пламенем и почти не загрязняет продуктов горения копотью. Дрова как длиннопламенное топливо при обжарке бобов какао в шаровых аппаратах не применяются, а используются только при обжарке в цилиндрических аппаратах, где дымовые газы не соприкасаются с обжариваемым продуктом.
В связи с полной газификацией на ряде кондитерских фабрик применен газ для сжигания в топках обжарочных аппаратов. Сочетая использование газа с установкой в топках беспламенных горелок, мы не только улучшим санитарно-гигиенические условия работы, но и значительно повысим эффективность процесса обжарки.
Расход условного топлива на шаровых аппаратах составляет 25—35 кг на 1 г обжариваемых бобов.
Продолжительность загрузки бобов в шаровой обжарочный аппарат составляет 25—30 сек., а продолжительность выгрузки 40—50 сек. Вес одной загрузки для аппаратов с диаметром внутреннего шара, равным 1000 мм, составляет 160 кг, а часовая производительность составляет 600—800 кг.
Потери сухих веществ при обжарке не превышают 0,5%. Таким образом, общее количество потерь в весе при обжарке бобов какао можно принять равным 4,5—5% по весу загруженных в аппарат бобов, при начальной влажности необжаренных бобов около 6—6,5%.

Шаровые обжарочные аппараты при наличии известных преимуществ перед цилиндрическими имеют и ряд недостатков, связанных с кратковременно действующей высокой температурой
обжарки отрицательно влияющей на вкуси аромат шоколадной массы и шоколада.
Данные о вредном влияний на качество шоколадных изделий высокой температуры при обжарке, а также стремление сохранить ферменты, которые способствуют течению окислительных процессов при производстве шоколада, обусловили применение для термической обработки бобов какао более мягких режимов.
Опыты Б. В. Кафка показали, что шоколад, приготовленный из высушенных бобов какао, обладает нормальными вкусовыми достоинствами.
И настоящее время на фабриках часть бобов какао подвергается сушке при помощи шахтной сушилки, Сушилка состоит из сушильний камеры, двух паровых калориферов, нагнетательного вентилятора, загрузочного механизма.
Сушильная камера, имеющая форму параллелепипеда высотой 3600 мм, шириной 1350 мм и длиной 2330 мм, по вертикали разделена на 30 горизонтальных плоскостей (ярусов), отстоящих одна от другой на 100 мм.
Каждая плоскость состоит из 15 пластин. Каждая пластина (длиной 1000 мм, шириной 110 мм) может повертываться вокруг своей продольной оси на 90°.
Пластины каждого яруса при помощи пружин удерживаются в горизонтальном положении, образуя плоскость, на которой лежит бобы какао. Через определенные промежутки времени при помощи специального устройства пластины повертываются на 90° и с них продукт пересыпается на следующую нижележащую плоскость.
Таким образом, бобы какао, загруженные на верхний ярус, периодически пересыпаются с одного яруса на другой. Цикл повертывания пластин начинается поочередно с нижнего яруса, с которого выгружаются высушенные бобы.
Сушильная камера разделена на 6 зон (по 5 ярусов в каждой зоне), по которым последовательно, начиная с нижней зони, проходит воздух, нагнетаемый вентилятором (ЦАГИ № 5) через калориферы.
Электроиндукционный метод обжарки
Опытный образец электроиндукционного аппарата для обработки бобов какао, представленный на рис. 15, изготовлен ратиками минской кондитерской фабрики и находится в эксплуатации уже уже много лет.
Каждый из двух нагревательных барабанов представляет собой стальную трубу, обмотанную по электроизоляции алюминиевым проводом. Сверху обмотка также закрыта теплоизоляцией
Когда обмотка включена в сеть, возникают вихревые токи, нагревающие стальную трубу, от которой тепло передается находящемуся в ней продукту.
Электроиндукционный метод обжаркиРис. 15. Электроиндукционный аппарат для обжарки бобов какао:
1—электродвигатель; 2—редуктор; 3—элеватор; 4—нагревательные барабаны; 5—
шнек; 6—труба; 7—охлаждающее устройство; 8— циклон; вентилятор; 10—бункер.

Последний загружается в бункер 10, откуда ковшовым элеватором 3 подается в нагревательные барабаны. Вдоль трубы продукт перемещается шнеком 5.
Охлаждающее устройство представляет собою стальную трубу 7, по которой обжаренный продукт продвигается шнеком навстречу воздуху, засасываемому вентилятором 9 и выбрасываемому через циклон 8, который задерживает увлеченные воздухом частицы шелухи и пыли.
Обжарка їв этом аппарате ведется до влажности бобов какао 3%, производительность аппарата 100 кг/час, температура бобов какао їв конце обжарки около 110°; продолжительность обжарки 30 мин
Обжарка токами высокой частоты
За последнее время для равномерного пропрева диэлектри ков и полупроводников довольно широко применяется высокочастотный способ нагрева, при котором молекулы диэлектрика или полупроводника, помещенного (в электрическое поле, поляризуются и вследствие этого стремятся ориентироваться в соответствии с направлением поля. 
Электрическое поле, создаваемое высокочастотной установкой, меняет свое направление несколько миллионов раз в секунду, столько же раз меняют свою ориентацию и молекулы В результате внутримолекулярного трения материал нагревается равномерно по всей толщине.
Кафедрой МТИППа совместно с Энергетическим институтом были проведены опыты по обжарке бобов какао токами высокой частоты.
На базе этих опытов, давших положительные результаты, по заданию разработана техническая документация производственной установки для обжарки бобов какао в поле токов высокой частоты.
В отличие от существующих обжарочных аппаратов периодического действия эта установка является непрерывно действующей. В ней имеется (возможность быстрой смены режима обжарки (путем изменения настройки генератора), а также точного соблюдения заданного режима, что гарантирует равномерность обжарки и исключает пережог обжариваемого продукта.
Шоколад из бобов, обжаренных токами высокой частоты, отличается хорошими вкусовыми качествами
Можно полагать, что это позволит внедрить этот метод обжарки бобов какао в ближайшее время.

 
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