Темперирование шоколадных масс
Рассматривая поседение шоколадных масс в свете изложенных основных понятий о полиморфизме масла-какао, следует отметить, что причиной поседения шоколада является превращение метастабильных форм масла-какао в стабильную.
Рис. 36. Кривые застывания масла-какао.
Во избежание жирового поседения необходимо создать условия, при которых в масле-какао образуются начальные центры кристаллизации в основном в виде устойчивой β-фазы еще до того, как шоколадная масса будет залита в формы. Для того чтобы образовать центры кристаллизации и равномерно их распределить в шоколадной массе, т. е.
добиться максимальной однородности, прибегают к размешиванию массы при одновременном ее охлаждении.
На рис. 36 представлены кривые застывания масла-какао в различных условиях кристаллизации.
Кривая АВСD иллюстрирует изменение температуры масла- какао, охлаждаемого в условиях комнатной температуры без перемешивания.
Часть кривой АВ соответствует тому периоду, когда остывающее масло-какао, оставаясь все время в жидком состоянии, принимает все более низкую температуру и переохлаждается, почти чостигая температуры превращения γ-фазы.
В точке В начинается процесс кристаллизации, сопровождающийся выделением тепла. Часть кривой ВС и отражает подъем температуры. С этого момента начинают появляться кристаллы следующих метастабильных форм, имеющих температуры плавления 23—25°.
Кривая A\B\C\D\ иллюстрирует изменение температуры масла-какао при охлаждении и перемешивании.
Отрезок А\В\ соответствует тому периоду, когда масло-какао сохраняется в жидком состоянии. Отрезок В\С\
соответствует периоду образования центров кристаллизации с выделением скрытой теплоты кристаллизации.
Основные отличия процесса остывания масла-какао, отраженного на кривой A\B\C\Du предыдущего заключаются в устранении переохлаждения и в значительном увеличении периода образования кристаллов.
Так как в состав шоколада входит значительное количество масла-какао, то процесс подготовки шоколада к формованию заключается в создании надлежащих условий охлаждения шоколадной массы для образования в ней центров кристаллизации в виде кристаллов устойчивой формы. Напомним, что чем больше количество образующихся
центров кристаллизации, тем меньше размеры кристаллов; мелкокристаллическая структура шоколада обусловливает его нежный «тающий» вкус.
Для увеличения числа центров кристаллизации, по данным зарубежной литературы, рекомендуется вводить в шоколадную массу небольшие количества тонко измельченного готового шоколада (0,001—5% от веса масла-какао); при этом повышается начальная температура застывания масла-какао от 27,2° при добавлении 0,001% до 31,9° для 5% -ной добавки.
На процесс кристаллизации масла-какао и формование шоколадной массы имеет большое влияние и вязкость. Низкая вязкость шоколадной массы содействует более полной и равномерной кристаллизации масла-какао и облегчает процесс распределения шоколада по формам.
Следовательно, малое количество влаги в шоколадной массе, тщательная отделка, введение лецитина и других добавок, снижающих вязкость шоколада, способствуют устранению жирового поседения. Кроме того, поверхностноактивные вещества значительно понижают поверхностную энергию кристаллов, вызывая торможение полиморфных превращений.
Процесс подготовки шоколадной массы к формованию называется темперированием и осуществляется на темперирующих машинах различных конструкций,
На рис. 37 изображен схематический разрез шнековой темперирующей машины.
Машина состоит из приемной воронки В, горизонтального шнека Ш , трубы ТШ для подачи охлажденного шоколада в формующий агрегат и трубы ОТ для возврата шоколадной массы и приемную воронку. Теплая шоколадная масса, температура которой равна 45—55°, подается насосом в приемную воронку В с водяной рубашкой АА, по которой циркулирует охлаждающая иода. В верхней части воронки укреплена сетка для фильтрации подаваемой в приемную воронку шоколадной массы. По вертикальной оси воронки смонтирован валик ББ несущий на себе
Рис.37.Схематический разрез шнековой темперирующей машины.
лопасти ГГ, которые размешивают обрабатываемую массу и продвигают ее к шнеку. Последний расположен внутри горизонтальной трубы ДДД, снабженной водяными рубашками ЕЕЕ. Шнек представляет полый цилиндр, по наружной
поверхности которого расположены витки. Высота витков, определяющая расстояние между внутренней поверхностью трубы и наружной цилиндрической поверхностью шнека, не превышает 5 мм. Таким образом, захватываемая масса движется слоем примерно в 5 мм.
Благодаря малой толщине слоя одинаковая температура в массе устанавливается быстро, несмотря на ее низкую теплопроводность (0,2 ккал/м град час).
Соприкасаясь с внутренней поверхностью трубы, температура которой равна температуре циркулирующей в водяных рубашках ЕЕЕ воды, тонкий слой шоколадной массы охлаждается, продвигаясь по трубе Д.
По выходе из трубы Д шоколадная масса, проталкиваемая шнеком Ш, направляется к шоколадоформующей машине по трубе ТШ с водяной рубашкой ММ. Если по каким-либо причинам шоколадоформующая машина не может принимать шоколадную массу, закрывают кран К и открывают кран О; тогда шоколадная масса направляется по трубе ОТ и возвращается в приемную воронку В. Труба ОТ также снабжена водяной рубашкой СС.
Перед пуском аппарата в ход и перед его остановкой по окончании работы все части необходимо разогреть в целях очистки от остатков шоколадной массы. Для разогревания аппарата во все части его подается горячая вода.
Задержавшиеся в трубах и других частях аппарата остатки шоколадной массы переходят под влиянием разогревания аппарата горячей водой в расплавленное состояние и спускаются через расположенную в концевой части аппарата задвижку.
Для охлаждения передвигаемой шнеком шоколадной массы предусмотрены три изолированные одна от другой охлаждающие зоны. В каждую из водяных рубашек любой зоны подводится охлаждающая вода, температура которой регулируется автоматически. С этой целью между первой и второй зонами охлаждения (между фланцами Ф1 и Ф2), а также между второй и третьей зонами охлаждения (между фланцами Ф3 и Ф4) вставлены кольца НН, снабженные контактными термометрами ПП, показывающими температуру шоколадной массы в момент ее выхода из первой зоны и соответственно из второй зоны охлаждения. В рубашки первой и второй зон охлаждающая вода поступает из особого смесителя. В последнем собирается выходящая из водяных рубашек вода, сюда же добавляется и свежая водопроводная вода; в случае необходимости вода в смесителе может быть подогрета паром. В водяные рубашки первых двух охлаждающих зон подводится холодная вода, температура которой чаще всего находится в пределах 12—16°.
Температура шоколадной массы при выходе из первой зоны охлаждения должна быть 33—34°, а при выходе из второй зоны охлаждения 31—32°. В тех случаях, когда температура шоколадной массы по выходе из первой или второй охлаждающих зон по какой-либо причине поднимается выше установленного уровня, контактный термометр включает в действие механизм, направляющий в водяную рубашку дополнительное количество холодной воды для охлаждения шоколадной массы.
Такое регулирование дает возможность поддерживать температуру шоколадной массы на постоянном уровне у выхода из первой и второй зон охлаждения. Таким образом, поступаю щая в третью зону охлаждения шоколадная масса имеет постоянную температуру, близкую к 30е’. Поэтому в водяную рубашку третьей зоны охлаждения направляется вода, температура которой предварительно и точно регулируется в отдельном сосуде и поддерживается в пределах 31—32°. *
Эта температура выше температуры превращения самой вы сокопланкон метастабильной полиморфной фазы масла- какао, и следовательно, исключает наличие метастабильных фаз в шоколадной массе. Этим самым в большой мере устраняются условия, благоприятные для полиморфных превращений или для поседения в твердом отформованном шоколаде.
Какие-либо заметные изменения этой температуры до момента отливки шоколадной массы в формы недопустимы.
Поэтому и водяную рубашку трубы ТШ также направляется вода, температура которой предварительно и точно регулируется и поддерживается на уровне 31—32°.
Рис. 38. Схема четырехзонной темперирующей машины с звуковым вибратором.
Лучший эффект темперирования достигается в машинах, в которых при помощи звуковых колебаний производится
гомогенизация шоколадной массы. В этих машинах предусматриваются четыре зоны охлаждения.
Схема четырехзонной темперирующей машины с звуковым вибратором представлена на рис. 38.
Шоколадная масса подается в резервуар 2 с мешалкой 3 и рубашкой 4. Из резервуара шоколадная масса через трубу с
ілслонкой 5 поступает в шнек 6. Мотор 1 вращает мешалку и от иго через привод 32 передает движение шнеку.
Перемещаясь шпекам вверх и далее по трубам 7 и 8 к соплу 9, масса проходит мгтыре зоны темперирования. Первая
зона имеет рубашку 12. Сюда по трубе через клапан 17 и вентиль 18 поступает холодная вода. Труба за клапаном раздваивается и по верхней ее ветви через вентиль 20 вода направляется в рубашку 13 второй зоны темперирования.
Использованная вода удаляется по отводам с кранами 19. Открывая кран на том или другом отводе, регулируют высоту столба воды в рубашке. Чем выше столб воды, тем лучше охлаждается шоколадная масса.
Подогреватель 21 служит для обогрева воды, циркулирующей в рубашке 4 резервуара 2. Часть использованной здесь воды возвращается к подогревателю по трубе 22, а другая часть через патрубок с заслонкой 23 поступает в рубашку 14 третьей зоны 7. Вода из рубашки к подогревателю 21 возвращается по трубе 24.
Четвертая зона темперирования 8 снабжена рубашкой 15. В этой рубашке и в рубашке 16 сопла 9 циркулирует вода постоянной температуры. Вода, предварительно подогретая электроподогревателем 25 до 30°, подается по трубе 27 в рубашку 15 и далее в рубашку 16, откуда стекает по трубе 28 к подогревателю. Термометр 26 регистрирует температуру воды и вместе с этим регулирует подачу тока в подогреватель. Термометр 29 отмечает температуру шоколада перед выходом из третьей зоны темперирования и регулирует подачу воды через клапан 17. В первой зоне охлаждения температура шоколадной массы снижается до 34—33°, по выходе из второй зоны — до 32—31° и далее в третьей и четвертой зонах температура массы снижается до 31—30°. Указанное темперирование обусловливает интенсивность образования центров кристаллизации, а применение вибратора 11 способствует процессу гомогенизации шоколадной массы. Вибратор представляет собой электромагнитный преобразователь электрической энергии в энергию звуковых колебаний. Охлажденная шоколадная масса, проходя через сетку 10 сопла 9, фильтруется и направляется на формование. Если в конструкции машины для темперирования не предусмотрены фильтрующие устройства, их необходимо включить в общий поток обработки шоколадной массы, установив фильтры между темперирующими и формующими машинами.
Для фильтрации шоколадных масс, глазури и других вязких жидкостей успешно применяется механический фильтр непрерывного действия конструкции Смоляницкого и Фюрста.
На рис. 39 показана схема действия фильтра, работающего под давлением от ротационного насоса, нагнетающего жидкость. Фильтр состоит из сварного корпуса 1, вращающегося сетчатого цилиндра 3 и ножа 5. Подлежащая фильтрации жидкость поступает в корпус 1 через входной патрубок 6. Пройдя через сетчатый цилиндр 3, профильтрованная жидкость сливается через патрубок 2. Выделяющийся на поверхности цилиндра осадок непрерывно снимается ножом 5 и переходит в отстойный карман, откуда по мере накопления выгружается наружу.
Рис. 39. Схема действия фильтра для вязких жидкостей: 1—корпус; 2—крышка с выпускным патрубком; 3-сетчатый
цилиндр; 4—крышка со стороны привода; 5—нож; 6— входной патрубок.