Измельчение шоколадных масс

Измельчение шоколадных массИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Машины для измельчения шоколадных масс
По принципу работы шоколадные валковые мельницы в основном не отличаются от описанных выше валковых мельниц для размола крупки какао.Измельчение шоколадных масс
Пятивалковая мельница (рис. 30) принимает с тележек выгруженную из месильных машин шоколадную массу в расположенный вдоль нижних валков бункер 6 (см. рис. 30,б).
Все валки гладкие и полые. Во внутреннюю полость каждого подводится ток холодной воды. Это охлаждение имеет целью предотвратить перегревание обрабатываемых шоколадных масс во время работы мельницы.
Валки 1, 3, 4, и 5 своими цапфами закреплены в подвижных подшипниках, а валок 2—в неподвижных. Передвижением подшляпников можно приближать или удалять валки от неподвижного валка и друг от друга и таким образом увеличивать или уменьшать просвет между двумя смежными валками. Валки имеют одинаковые диаметры, вращаются в направлениях, указанных на рисунке стрелками, и имеют разные скорости. Валок
Измельчение шоколадных масс
Рис. 30. Быстроходная пятивалковая мельница: а—вид сбоку; б—-схематический разрез.

2 имеет большую скорость, чем валок 1, валок 3 — большую скорость, чем валок 2, и т. д. Таким образом, каждый последующий пплок имеет известкую относительную скорость по отношению к предыдущему. Для наиболее новых пятивалковых мельниц, у которых диаметры валков чаще всего равны 0,4 м. числа обороти валков, окружные и относительные скорости выражаются следующими величинами:
Номер валка                                      1       2       3       4        5
Число оборотов в минуту n.               20     48     96     153    206

Окружная скорость в м/сек.             0,42   1,00   2,00   3,2    4,3

Относительная скорость в м/сек . . . 0,58    1       1,2      1,1
При работе машины шоколадная масса втягивается из загрузочного бункера 6 в просвет между валками 1, 2, уносится
валком 2 вследствие его более высокой скорости, облегая его с правой стороны, подводится к просвету между валками 2, 3, отсюда уносится валком 3, облегая его с левой стороны и т. д.
К последнему валку 5 приставлена по касательной к направлению движущейся шоколадной массы укрепленная неподвижно тонкая стальная пластина 7, часто именуемая на фабриках «ножом» , которая снимает с поверхности валка шоколадную массу, направляя ее в приемную коробку 8.
Регулируя размеры просветов путем перемещения подвижных валков, следует для последних найти такое положение, при котором величина просветов, последовательных в направлении движения измельчаемой шоколадной массы, постепенно снижается.
Содержащиеся в шоколадной массе частицы какао и сахарной пудры, передвигаясь от одного просвета к другому, имеющему меньшие размеры, постепенно измельчаются. Проникшие в зону измельчения твердые частицы подвергаются двум основным видам деформации: сжатию и сдвигу. Деформация сжатия возникает в результате того, что валки сдавливают и сжимают проходящие через просвет между валками твердые частицы; деформация сдвига возникает в результате того, что каждый валок имеет известную относительную скорость по отношению к предшествующему валку. Очевидно, что между относительной скоростью валка и напряжением сдвига существует определенная зависимость: чем больше относительная скорость, тем больше напряжение сдвига и связанный с этим эффект измельчения.
Измельчаемая шоколадная масса во время работы валковой машины обычно передвигается снизу вверх. При таком направлении движения наиболее тонкие частицы шоколадной массы находятся в верхней части машины, и если вследствие какой- либо случайности часть обрабатываемой шоколадной массы упадет вниз и смешается с движущейся в нижней части машины шоколадной массой, то последняя не будет испорчена примесью более крупных частиц.
Раньше имели широкое распространение машины с гранитными валками, а также машины с металлическими валками, но работавшие на более низких скоростях (40—50 об/мин).
Низкая скорость этих мельниц обусловливала невысокую пропускную способность машины и не могла обеспечить высокой степени измельчения шоколадных масс. Кроме того, в этих мельницах возможно откалывание от валков частичек гранита и их попадание в шоколадную массу.
Отмеченные недостатки привели к тому, что машины с гранитными валками уже давно стали вытесняться машинами с металлическими валками.
Применение валковых мельниц с металлическими валками позволило несколько повысить скорости и улучшить степень измельчения. Однако для достижения необходимой степени измельчения шоколадных масс приходилось прибегать к многократной их обработке. Так, на трехвалковых мельницах для получения десертного шоколада была принята пятикратная обработка шоколадных масс с постепенно снижающимися размерами просвета.
Благодаря применению на наших фабриках пятивалковых мельниц, в которых валки изготовлены из твердого металла и могут работать на высоких скоростях, не подвергаясь длительное прсмя износу, степень измельчения обрабатываемых шоколадных масс достигла такого предела, что можно ограничиваться тукратной или даже однократной обработкой шоколадных масс.
Измельчение шоколадных массПо своему устройству механизм для регулирования величины просвета между валками пятивалковой мельницы существенно не отличается от применяемого в рассмотренных выше восьмивалковых мельницах для тертого какао. Отмеченные там трудности, связанные с необходимостью (при регулировании величины просвета) приведения в действие двух штурвалов, в одинаковой мере относятся и к рассматриваемой здесь пятивалковой шоколадной мельнице.
Поступившая из месильной машины в пятивалковую мельницу масса содержит 25—27% масла-какао и при температуре около 40—42° имеет тестообразную консистенцию. В таком виде она достаточно толстым слоем захватывается первыми по ходу продукта валками. По мере движения к последующим валкам облегающая их шоколадная лента делается все тоньше, содержащиеся в ней твердые частицы измельчаются все больше и суммарная их поверхность возрастает.
Дойдя до последнего валка машины, шоколадная масса резко меняет свою консистенцию: вместо связной, полужидкой, тестобразной она при выходе из машины становится порошкообразной. Такое изменение консистенции возникает в результате того, что содержащееся в шоколадной массе масло-какао, распределяясь по все увеличивающейся по мере измельчения суммарной поверхности твердой фазы, принимает форму все более и более тонких пленок, что приводит к изменению его физических свойств.
Работами акад. П. П. Лазарева, проф. Б. В. Дерягина и др. установлено, что тонкие слои жидкости, обволакивающие дисперсную фазу, ведут себя подобно молекулам твердого тела.
Акад. П. А. Ребиндер отмечает, что при все возрастающем измельчении твердой фазы масло-какао, распределяясь по все увеличивающейся суммарной поверхности, не в состоянии покрыть полностью со всех сторон каждую частицу этой фазы. Соприкасаясь друг с другом своими оголенными участками, частицы соединяются в своеобразные каркасы, в середине которых задерживается масло-какао. Возникновение подобной структуры влечет за собой высыхание шоколадной массы.
Для восстановления консистенции шоколадной массы и способности ее подвергаться дальнейшему повторному измельчению на валковых мельницах полученный после первой обработки на пятивалковой машине продукт загружают в месильную машину, добавляют небольшое количество масла-какао (примерно около 3—4%); все содержимое,подогревают до 40—42° ,и тщательно размешивают. Продолжительность подобной обработки шоколадной массы от 10 до 20 мин. По окончании этой операции, называемой отминкой, шоколадная масса, принявшая снова полужидкую консистенцию, направляется на второе вальцевание.
Для повторной обработки шоколадной массы на пятивалковой машине необходимо, чтобы размеры просветов были здесь меньше, чем в машине для предшествующей обработки. Только при этом условии второе вальцевание обеспечит эффективность измельчения.
Шоколадная масса в процессе второго вальцевания претерпевает такие же изменения, какие были отмечены при первом процессе. Поэтому и в данном случае шоколадная масса при выходе из мельницы имеет порошкообразную структуру.
В делях восстановления в шоколадной массе тестообразной полужидкой консистенции, необходимой для дальнейшей обработки продукта, прибегают снова к разогреванию и размешиванию массы в месильной машине с добавлением к продукту 3— 4% масла-какао. Эта операция длится также около 10—20 мин. и в отличие от описанной выше называется на фабриках разводкой.
В табл. 18 приведены данные по дисперсности шоколада, соответствующие различной производительности машины.
Таблица 18
Размер частиц в µ

Производительность машины в кг/час

400

325

200

125

0 - 30

86,5

90

96

97,6

30—50

7,5

7

3,5

2,4

50 - 70

3

3

0,5



Более 70

3.0





-

Производительность шоколадных валковых машин зависит от рабочей длины валков, размера просвета между двумя последними по ходу продукта валками и средней окружной скорости массы в просвете.
Одновременно на производительность валковых машин влияют другие факторы, в частности содержание в обрабатываемой шоколадной массе масла-какао.
Чем ниже содержание масла-какао в обрабатываемой шоколадной массе, тем выше ее вязкость, тем более плотным и толстым слоем она облекает валки и производительность машины повышается; при повышенном содержании масла-какао в обрабатываемой шоколадной массе вязкость снижается, и она хуже захватывается валками, в результате чего производительность машины снижается.
В заключение следует отметить, что размер просвета между палками изменяется и под влиянием воздействия механических факторов. Так, наблюдениями установлено, что по истечении более или менее продолжительного периода работы начальная геометрически правильная форма валков искажается и их цилиндрическая поверхность становится вогнутой, появляется по длине палка овальная впадина, увеличивающаяся от краев валка к его ее редине.
Для устранения возникшей в мельницах деформации валков прибегают к шлифованию их на шлифовальных станках.
Искажение просвета между валками возникает также в результате износа подшипников, а также в результате неточного регулирования просвета между смежными валками.
Существующие в настоящее время валковые мельницы не имеют приборов для контроля степени измельчения массы, за исключением мельниц, выпускаемых некоторыми зарубежными фирмами. Указанные валковые мельницы снабжены приборами, показывающими давление между валками и степень измельчения шоколадной массы.
Продолжительность воздействия измельчающих сил при прохождении шоколадной массы через каждый просвет между валками очень мала и лежит в пределах между —1/200 и 1/2000 секунды.
Дисперсность шоколадных масс
Проведенные кафедрой исследования степени измельчения шоколадных масс после их однократной и двукратной обработки на пятивалковых машинах привели к следующим результатам (табл. 19).
Таблица 19
Размер частиц в µ

Содержание фракций в % от объема твердой фазы

после первой обработки

после второй обработки

Менее 4

10,2

12,8

От 4 до 8

11,50

18

От 8 до 20

16,2

18,3

От 20 до 40

33

34

От 40 до 80

26

16

Более 80 

2,9

0,9

Итого

99,8

100

При этих испытаниях пятивалковая машина, на которой шоколадная масса подвергалась первому вальцеванию, работала с производительностью 350 кг/час, а машина, на которой масса подвергалась второму вальцеванию, работала с производительностью 250 кг/час.
Приведенные в табл. 19 данные показывают, что шоколадная масса после первого вальцевания отличается грубым размолом и содержание частиц, диаметр которых меньше 20 ц, не превышает в ней 38% от объема твердой фазы. Но и после второго вальцевания степень измельчения шоколадной массы не достигла должного предела: содержание фракции с частицами менее 20µ едва достигает 50 %.
Отмеченное выше искажение просвета между валками и столь часто возникающие признаки износа валков являются главными причинами наличия в обработанных на валковых машинах шоколадных массах высокого процента крупных фракций.
Наблюдаются случаи, когда шоколадная масса после второго вальцевания имеет и более высокую степень измельчения. В частности, подобные явления наблюдаются, когда производительность валковой машины не превышает 125 кг/час, а валки не успели еще подвергнуться износу.
Из других изменений, которые происходят при обработке шоколадных масс на валковых машинах вообще и на пятивалковых машинах в частности, следует отметить изменение содержания влаги и некоторое снижение количества растворимых в воде дубильных веществ.
Решающим фактором является здесь сильное измельчение частичек твердой фазы, в результате которого возникает большое количество новых поверхностей, до этого не подвергавшихся воздействию воздуха. Не менее важно и то, что отрабатываемая на пятивалковых машинах шоколадная масса выходит из просветов тонкой широкой лентой, образующей очень большую поверхность.
В тех случаях, когда изготовляются обыкновенные сорта шоколада, после вторичной обработки продукта на пятивалковой машине и разводки в месильной машине процесс подготовки шоколадной массы считается законченным, и она направляется на последнюю стадию темперирования и формования.
Обыкновенные сорта шоколада характеризуются несколько более высоким содержанием сахара, несколько более грубым измельчением твердой фазы и по нежности вкуса уступают высококачественным десертным сортам.
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