Повторное использование (переработка) шоколада и отходов кондитерского производства

Повторное использование (переработка) шоколада и отходов кондитерского производстваПовторное использование (переработка) шоколада и отходов кондитерского производства

Все производственные процессы дают отходы, которые не могут использоват­ся в готовом изделии. Пищевые продукты, включая шоколад и кондитерские изделия, не являются здесь исключением.
В массовом пищевом производстве в ходе технологических процессов (особенно связанных с резкой и штамповкой) в значительных количествах образуются обрезки. Это вполне доброкачественный материал, который, чтобы качество прода­ваемого продукта никоим образом не страдало, в стабильном количестве должен возвращаться на предыдущую технологическую стадию.
В обращении с этим материалом большую роль играет психология. Если отходы помещать, даже временно, в тару, которая находится в плохом состоянии, с вмятинами, с плохо пригнанными крышками или, возможно, в грязную, содержимое в глазах работников сразу же становится «низкокачественным». В худшем случае на то, что является вполне съедобным продуктом, будут бросать мусор.
При условии соблюдения аккуратности повторное включение таких мате­риалов, как шоколадные батончики, тесто для печенья или марципан, становится просто процессом их смешивания в соответствующей установке с новой продукцией.
Что касается кондитерских изделий, глазированных шоколадом, аэрированных продуктов, карамели и сильно ароматизированных и окрашенных помадок, пробле­ма осложняется, и приходится применять специальные технологии.
Слово «отходы» в настоящее время имеет негативный смысловой оттенок и подразумевает, что материал является браком, вреден для здоровья и не пригоден к употреблению. В директиве ЕС рекомендуется применять понятие «rework» («повторно перерабатываемый материал»), но здесь мы используем более знакомое понятие «отходы». Методы переработки (фильтрование и обесцвечивание) отходов кондитерского производства позволяют получать материал хорошего качества, который иначе был бы непригоден для непосредственного повторного включения в технологический процесс.

Посторонние примеси, санитарно-гигиенические меры

Как уже отмечалось выше, работа с отходами производства связана с риском за­грязнения посторонними примесями или микроорганизмами независимо от того, насколько хорошо работники соблюдают меры гигиены и санитарии. В некоторых публикациях рекомендуется разделение различных видов отходов — так, чтобы каждый из них можно было вернуть в продукт с исходной рецептурой. Опыт показывает, что такая процедура осуществима только в тех случаях, если количество производимых изделий очень ограничено.
Описанные ниже методы регенерации проверены на практике, и им должны следовать все фирмы, внедряющие «правильные методы производства» и контроль качества продукции. В тех случаях, когда отходы невозможно сразу вернуть в производство, следует использовать их фильтрацию или просеивание и стерилизацию тепловой обраболткой.
Различные методы и устройства для устранения посторонних примесей, монтируемые в стандартное оборудование. Некоторые из них пригодны и для использования при повторной переработке кондитерского сырья.

Повторное использование сиропа

Помадные кондитерские изделия, карамель, аэрированные (взбивные) изделия и желе, не глазированное шоколадом, если их преобразовать в бесцветный нейтральный сироп без запаха, могут быть повторно использованы как основное сырье в любых процессах.
Основной процесс регенерации сиропа включает растворение сиропных отходов в воде, фильтрование расвора для удаления инородных материалов, кусочков орехов и фруктов, регулирование рН, а затем добавление обесцвечивающего угля и фильтрование. В случае помадки это несложно, но если отходы содержат яичный альбумин, другие вещества, способствующие взбиванию, или фруктовую мякоть, кроме фильтрования должны быть предусмотрены особые операции. Для некоторых кондитерских изделий типа карамели с ароматизаторами, помадки с фруктовой начинкой или фруктового желе доля инвертного сахара, который присутствует или образуется в процессе регенерации, весьма значительна, и предпочтительнее превращать отходы в инвертный сироп, который содержит инвертный сахар и какой-либо глюкозный сироп исходной рецептуры, но не содержит сахарозы. Этот сироп может быть использован в исходной рецептуре для замены инвертного сахара. При необходимости можно учитывать и глюкозу, но если используемый регенерированный сироп составляет не более 10% исходной рецептуры, ее можно не учитывать.

Ферменты, способствующие фильтрации

Белковые вещества, особенно яичный альбумин, представляют собой серьез­ную проблему — они вызывают пенообразование сиропа и замедление фильтрования в процессе регенерации.
Трипсин и пепсин (пептидогидролазы пептидов) могут существенно способст­вовать фильтрованию сиропа, и выбор зависит от того, какие условия — кислотные или щелочные — лучше всего подходят для данного процесса. Оптимальные усло­вия для трипсина — рН 8,5 при 40-46 °С, но хорошие результаты можно получить и при рН 7,5-8,0 в течение 2 сут при указанной температуре с концентрацией сиропа 50%. Более низкий рН уменьшает щелочную карамелизацию, которая при рН 8,5 может быть значительной. Для пепсина требуется низкий рН (1,8-2,0), и в сиропе с концентрацией 50% при 40-46 °С за 2 сут весь белок должен разлагаться. Последний процесс предпочтительнее, если требуются инвертные сиропы. Проверка конечной точки обработки в обоих случаях может быть выполнена путем доведения пробы сиропа до рН 5,0, добавления 1% активированного угля, фильтрования и последующего кипячения отфильтрованного сиропа на слабом огне. При этом не должна образовываться устойчивая пена, и опытная фильтрация должна проходить без закупоривания пор фильтровальной бумаги. После удаления белка порцию сиропа нейтрализуют, добавляют активированный уголь, и фильтруют.
Проблемы при фильтрации вызывает пектиносодержащий материал (особенно при большом объеме изделий с джемом). Здесь могут помочь ферменты, перерабатывающие пектин. Натуральные ферменты, разлагающие различные формы пекти­на фруктовой мякоти и соков, — это главным образом пектинэстеразы (пектазы) и полигалактуроназа, но, когда необходимо способствовать удалению пектина, ис­пользуют пектолитические ферменты, получаемые синтетически под действием плесеней. Коммерческие препараты полигалактуроназы (пектиназы) существенно отличаются друг от друга, и их эффективность зависит от конкретных свойств при­сутствующих ферментов. Для регенерации отходов коммерческий препарат характеризуется высоким содержанием полигалактуроназы и некоторой активностью пектинметилэстеразы. Пектинметилэстераза гидролизует группы сложных метиловых эфиров, образуя пектин с низким содержанием метоксила. Пектин полигалактуроназа гидролизует в пектине гликозидную связь 1.4 в молекуле полигалактуроновой кислоты с образованием полигалактуроновых кислот с меньшей молекулярной массой и некоторого количества галактуроновой кислоты. Ее активность наиболее велика в обычном диапазоне рН для фруктов (3,3-5,0) при температурах 57-63 °С, и для завершения разложения пектина в 50%-ном сиропе требуется 30-60 мин. Необходимое количество фермента зависит от конкретного фруктового материала и может быть определено экспериментально и по фирменным материалам производителей ферментов.
В последние годы в использовании ферментов достигнуты определенные успехи — выпускаются специфические ферменты, действующие в растворах, близких к нейтральным и служащие для переработки отходов, содержащих крахмал, желатин и пектин.
Для жевательных конфет и крахмалсодержащих желе используют 1% бактери­альной а-амилазы. Обработку ведут при 77-80 °С, рН 6,7-7,0 в течение 20 мин. От­ходы, содержащие желатин, обрабатывают 0,25% бактериальной протеазы при рН 7 и температуре 44-52 °С в течение 20 мин. Выпускаются также различные пектиназы (фирма Novo Enzymes, Дания).

Инвертные сиропы. Применение инвертазы

Традиционный метод производства инвертного сахара из чистого сахара представляет собой кислотный гидролиз, и для чистой сахарозы количество требуемой кислоты весьма мало. Когда инвертные сиропы получают из отходов кондитерских изделий, инвертирование с помощью кислоты сильно замедляется из-за присутствия небольших количеств минеральных солей, и здесь предпочтительнее применение инвертазы, так как это позволяет исключить избыточные количества инвертирующей кислоты. Оптимальные условия работы с конкретным видом отходов должен определить технолог. Влияние концентрации, рН и температуры описано в разделах «Инвертаза» и «Инвертный сахар» главы 8. Экономические показатели применения сиропов высокий и низкой концентраций зависят от того, как отходы растворяются или используются после инвертирования. Аналогично требуют тщательной оценки затраты на фактически используемое количество инвертазы с учетом продолжительности инвертирования. Оборудование для инверти­рования сиропов должно обеспечивать автоматическое регулирование температуры и рН, а также необходимое механическое перемешивание для предотвращения подгорания. После инвертирования для инактивирования фермента сироп должен быть подогрет; обычно это осуществляется автоматически при использовании сиропа в последующих технологических операциях или при концентрировании.

Технология и оборудование

Оборудование для переработки отходов в сироп не должно быть сложным или дорогим, но при установке вспомогательного оборудования для подъема емкостей с отходами и для перекачивания регенерированного сиропа следует учитывать экономические аспекты. Схема оборудования, применявшегося в течение многих лет, приведена на рис. 19.38, где А - горизонтальный смеситель с паровой рубашкой и вращающимися лопастями. Вода добавляется в смеситель до заранее установленного уровня, а затем дозировано добавляются отходы. Так как последние могут находиться в больших емкостях, необходимо подъемное устройство, а полную выгрузку отходов обеспечивает впрыск пара. Пар подается в рубашку, смеситель приводится в движение, и, когда отходы растворены, сироп должен иметь концентрацию 50-55% по рефрактометру.
Горячий сироп затем выпускается в резервуар Счерез мелкоячеистое сито В для удаления посторонних примесей, кусочков орехов, фруктов и других твердых частиц. Когда резервуар наполнен, рН доводят до 5,0 после того, как смеситель Е приведен в движение, а концентрация скорректирована до 50%. Если необходима ферментная обработка, для получения нужного для применяемого фермента рН добавляется кислота или щелочь, но после ферментной обработки рН снова устанавливают равным 5,0. D — это электрический нагреватель, термостатически управляемый для получения нужных температурных условий при ферментной обработке или обесцвечивании.

После завершения ферментной обработки (при необходимости) и корректировки рН выполняется обесцвечивание добавлением порошка активированного угля. Его внесение зависит от количества подлежащего удалению красителя и обычно составляет 0,5-1,0% от массы сиропа, но экономически более выгодно определить его опытным путем. При выборе температуры сиропа при обесцвечивании имеется некоторая свобода — обычно температура составляет от 49 до 71 °С (оптимальная температура определяется опытным путем для конкретной смеси отходов). При более высоких температурах обесцвечивание происходит быстрее, но при любых температурах реакция должна быть завершена за 15-30 мин (показать ход процесса мо­жет проверка на фильтрованной пробе взвеси). Сироп с углем затем перекачивают насосом F к фильтр-прессу G, а чистый сироп собирают в резервуар на колесиках Я. Фильтрованию в значительной мере способствует смешивание с углем вспомогательного фильтровального вещества в количестве, равном количеству угля. Такими вспомогательными средствами являются диатомитовые (инфузорные) земли, и для экономии они могут быть смешаны с частью порошка пемзы. Иногда эти средства бывают взвешены в воде или чистом сиропе, и их перекачивают к фильтр-прессу так, чтобы слой фильтрующего материала отложился на набивке фильтра еще до начала фильтрования через уголь.

Другой вариант состоит в добавлении основной части всмомогательных фильтровальных средств к углю с первой порцией сиропа, подаваемого на чистый пресс. Последующие порции сиропа потребуют значительно меньших количеств ускорителя фильтрования до тех пор, пока камеры пресса будут заполнены. То же относится и к требуемому количеству обесцвечивающего угля, поскольку слой угля в прессе по-прежнему сохраняет большую часть своей обесцвечивающей способности.
Некоторые сиропы, содержащие карамелизованный сахар или сахара, подвергшиеся кипячению при высокой температуре, «аэрированные» с помощью гидрокарбоната натрия, без больших количеств активированного угля трудно обесцветить полностью. В таких случаях можно применять принцип двойного обесцвечивания. Этот метод заключается в применении пасты из угля и вспомогательных средств, извлеченных из фильтр-пресса для первичной обработки сиропа. Фильтрованный сироп после первичной обработки проходит вторичное обесцвечивание с использованием свежей порции активированного угля. Для этого требуется система, несколько отличающаяся от приведенной на схеме (с дополнительными резервуарами для обработки). Необходимо также тщательно исследовать экономические аспекты дополнительного обесцвечивания.
Если в кондитерском изделии был использован гидрокарбонат натрия, при добавлении кислоты для нейтрализации или корректировки рН происходит сильное выделение пузырьков газа, и очень важно при этом исключить неконтролируемое пенообразование. В таких случаях помогают ферментная обработка или добавление антивспенивателя. В этих целях обычно оказывается эффективным добавление небольшого количества жира. Особо следует подчеркнуть важность лабораторных экспериментов, предшествующих внедрению процесса регенерации в производст­венном масштабе. Вид отходов, должны ли они быть измельчены, как они должны быть растворены, каковы экономические характеристики процесса — все это можно определить на экспериментальной установке.

Жиросодержащие отходы

Карамель, фадж, нуга и другие кондитерские изделия, содержащие большое количество жира, плохо обрабатываются описанным выше методом, так как жир частично отделяется и образует на поверхности резервуаров пенку. В таких случаях можно использовать два метода.

1. Сироп с концентрацией 50% нагревают и дают постоять в резервуарах до тех пор, пока жир не поднимется на поверхность, где его снимают. Это дорогостоящий процесс из-за необходимости работы с жиром и его потерь, так как повторное использование этого жира не рекомендуется, и его лишь можно продать для рафинирования.

2. Карамельный колер или другой материал растворяют в горячем состоянии до концентрации около 60%, процеживают и вместо обесцвечивания используют в таком виде как основной ингредиент в некоторых специальных рецептурах карамельного колера и фаджа. Этот процесс применяетсяь только для свежих отходов.

Можно растворить твердые отходы в новой порции карамельного колера, но в готовом колере фильтрование для удаления инородных тел проводить сложнее и его труднее применять в непрерывном процессе кипячения.

Использование регенерированного сиропа

Обесцвеченный сироп должен быть использован в течение 2-3 сут, так как при концентрации 50% он не хранится, но при крупномасштабном производстве помадных масс это не проблема.

Процесс можно вести при концентрации 60%, но обесцвечивание и фильтрование при этом сложнее. Обычно отфильтрованный обесцвеченный сироп имеет рН несколько выше 5,0 и используется без дополнительной нейтрализации в производстве большинства кондитерских изделий, если его доля в рецептуре не слишком высока. Если сироп должен храниться, гораздо лучше превратить его в инвертный сироп и сконцентрировать до 75-78%. Для этого отфильтрованный обесцвеченный сироп обрабатывают инвертазой в резервуарах с автоматическим регулированием температуры и последующим концентрированием под вакуумом .

Регенерация отходов изделий, глазированных шоколадом

Повторное использование отходов кондитерских изделий, глазированных шоколадом, может быть выполнено несколькими способами, но некоторые производители высококачественных изделий предпочитают из отходов формировать отдельные продуктовые линии и продавать такие изделия через дешевые или специализированные продовольственные магазины под другим названием. Как правило, такой метод не рентабелен.

Количество видов изделий, которые позволяют использовать в кондитерских корпусах разнообразные отходы, ограничено, и обычно это молочные конфеты, фадж, пасты и темная нуга или нугатины. С точки зрения качества лучше и экономичнее возвращать обработанные отходы в шоколад (если это допускается нормативными актами).

Повторное использование пастообразных отходов

Глазированные шоколадом помадки и другие кондитерские изделия превращают в пасту в теплом меланжере или бегунковой мельнице с добавкой мелкого сахара, шоко­ладной пасты, какао-масла или их сочетания (в зависимости от характера отходов). В ходе этого из кондитерских корпусов удаляется основная часть влаги, размалывают­ся любые орехи и подобные ингредиенты, а также обеспечивается хорошее смешивание. Затем эту пасту пропускают через вальцовочную машину. Эта измельченная паста может быть смешана с любой основой кондитерских корпусов, где не требуется светлый цвет, или добавлена к шоколаду (в количестве, не превышающем 5%). При таком количестве небольшое присутствие других Сахаров (инвертного сахара, глюкозы) и, возможно, посторонних масел и жиров оказывает на вязкость, вкус и другие качества шоколада малозаметное действие. Эта технология, однако, имеет два недостатка: а) не учитывается возможность наличия инородных тел, которые могут быть размолоты в пасту, и б) отходы не стерилизуются. Так как инородное тело может оказаться металлом, оно может быть перед процессом смешивания извлечено пропусканием отходов через электронное устройство для обнаружения металлических примесей.
Всегда существует вероятность того, что в пасту могут попасть микроорганизмы, и они не будут уничтожены при низкотемпературной обработке, хотя и не будут размножаться. Впоследствии, если паста вводится в кондитерские изделия с более высокой влажностью, они могут активироваться.

Повторное использование отходов в виде крошки

При этом методе, широко и успешно использующимся, применяется техноло­гия молочной крошки . Этот метод имеет явные преимущества по сравнению с использованием пастообразных отходов, так как при его использовании:

• удаляются инородные материалы;

• стерилизуются отходы;

• большинство ароматов извлекается паровой дистилляцией.

Такая технология применяется там, где с помощью вакуумной обработки изготавливают свою молочную крошку. Устанавливать специальное оборудование довольно дорого, но на некоторых кондитерских фабриках на это все же пошли.
Процесс заключается в замене обезжиренного какао-порошка из суспензии, применяемой в процессе получения крошки, обезжиренным какао-порошком, присутствующим в отходах. Сахара в отходах (рассчитанные по сахарозе) аналогичным образом заменяют часть сахара в рецептуре крошки. Эта технология позволяет получать крошку, содержащую до 15-20% отходов, глазированных шоколадом, а в процессе изготовления шоколада она может быть смешана с крошкой, не содержащей отходов, так что готовый шоколад содержит максимум 5% отходов.
Технология.
В производстве молочной крошки молоко сначала выпаривают приблизительно до 37% сухого остатка молока, затем в него добавляют сахар и сгущают. Отходы, масса которых рассчитана так, чтобы заменить определенную часть суспензии и сахара в партии молочной крошки, разводят водой в отдельном котле, быстро доводят до кипения, а затем полученную суспензию прокачивают через мелкоячеистое сито в котел для конденсации. Конденсирование осуществляется как для обычной крошки, а летучие ароматы удаляются с выходящим паром. Инородные тела, орехи и другие твердые частицы извлекаются на сите, а предварительное кипячение и конденсирование достаточны для уничтожения всех микроорганизмов. Процесс получения крошки затем протекает в нормальном режиме: конденсирование, вымешивание и сушка. При этом получается крошка, практически неотличимая от получаемой без применения отходов. Она стерильна, хорошо хранится, отклонения в ее составе очень малы, и она может легко использоваться в обычном процессе изготовления молочного шоколада.
Аналогичный процесс может быть использован без молочного ингредиента, и тогда получается темная крошка, которая может быть использована в производстве темного шоколада.
При таком способе регенации и использования отходов желательно проводить определенную сортировку составляющих отходов — например, помадные конфеты, покрытые молочным и темным шоколадом, должны храниться отдельно или смешиваться в определенной пропорции так, чтобы содержание обезжиренного какао-порошка было известно. Блоки с начинкой или конфеты, полученные на оборудовании с формочками, обычно характеризуются более высоким содержанием шоколада, и их лучше хранить отдельно от конфет, глазированных на глазировочной машине. Учитывая эти моменты, можно получить крошку очень стабильного состава.
По такой технологии на удивление эффективно удаляются ароматы (включая аромат перечной мяты, который невозможно удалить другими методами регенерации, что делает возможным использовать такие отходы только в мятных изделиях).
Некоторые ароматы не удаляются, и к ним относятся аромат жженого сахара, но поскольку некоторая карамелизация происходит в самом процессе изготовления крошки, этот дополнительный аромат в ограниченных пределах допустим. Ряд синтетических ароматизаторов нелетуч в паре, и для проверки этого можно провести испытания. Во многих случаях может быть найден столь же хороший летучий ароматизатор, стойкий в кондитерском продукте.

Нормативные акты

В некоторых странах со строгим нормированием состава шоколада не допускается возврат переработанных отходов в качестве его ингредиента и допускается их использование только для производства корпусов изделий. Эти отходы рассматриваются как фальсифицирующее вещество в шоколаде, который должен быть изготовлен из чистых зерен какао, очищенных от шелухи, сахара и, в случае молочного шоколада, с добавкой сухого молочного остатка.
Хотя для такой точки зрения и существуют некоторые основания в случае твердых шоколадных плиток или блоков, ее трудно обосновать, если шоколад смешивают с орехами, изюмом, печеньем или воздушными зерновыми хлопьями, или если шоколад применяется в качестве глазури для корпусов различных кондитерских изделий.
Включение переработанных отходов в продукт — это важный источник сокращения затрат, и проверки качества показали, что ухудшения качества не наблюдается, если количество включаемых в продукт переработанных отходов не превышают 5%, а шоколад применяется для глазурей или смесей.
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