Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВВЕДЕНИЕ
Шоколад – это кондитерское изделие, которое получают в результате переработки плодов какао. Это довольно распространенный компонент в самых разнообразных десертах: шоколадных плитках, конфетах, мороженом, печенье, пирогах, шоколадных муссах и других сладостях.
Родиной шоколада, как и дерева какао, является Центральная и Южная Америка. На протяжении многих столетий шоколад употреблялся в виде напитка – индейцы смешивали молотые и обжаренные какао бобы с водой, а затем в эту смесь добавляли красный перец (чили). В середине XVI века ученый-монах Бенцони представил королю Испании доклад о полезных свойствах жидкого шоколада. Доклад тут же засекретили, а шоколад объявили государственной тайной. За ее нарушение были казнены десятки человек.
Долго шоколад был доступен только очень богатым: производство было сложным, а ингредиенты — очень дорогими. И лишь в конце XIX века кондитеры смогли добиться изготовления практически современного шоколада. А случившееся в самом начале XX века резкое удешевление какао и сахара сделало шоколад доступным всем. Рекламировавшийся как «кушанье королей», он начал свое триумфальное шествие по свету, с легкостью завоевывая сердца потребителей и оставаясь по сей день излюбленным лакомством детей и взрослых.
Основным сырьем для производства шоколада являются какао бобы – семена какао-дерева, произрастающего в тропических районах земного шара. Какао бобы подразделяются на две группы: на благородные, которые обладают нежным вкусом и приятным тонким ароматом со множеством оттенков, и на потребительские – имеющие горький, терпкий кисловатый вкус и сильный аромат.
В процессе технологической обработки из какао бобов получают основные полуфабрикаты: какао тёртое, масло какао и какао-жмых. Какао тёртое и масло какао используют для приготовления шоколада, а из какао-жмыха получают какао-порошок.
Стоит так же отметить, что шоколад – это не просто лакомство. С недавних пор медики уверяют своих пациентов, что небольшие количества этого продукта очень полезны для здоровья. Проведенные недавно исследования доказали, что шоколад благотворно действует на сердечно-сосудистую систему, предохраняя ее от атеросклероза. Дело в том, что в нем есть так называемый витамин F (полиненасыщенные жирные кислоты), снижающий уровень холестерина в крови и уменьшающий вероятность развития инфарктов и инсультов. Учеными Гарвардского университета было доказано, что регулярное потребление шоколада (три раза в месяц) увеличивает длительность жизни на несколько лет.
Кроме того, есть в шоколаде и некие флавоноиды, которые инактивируют свободные радикалы, являющиеся главной причиной старения клетки. Было доказано, что по своим «защитным» качествам шоколад превосходит зеленые яблоки, красное вино и зеленый чай — продукты, которые уже давно считались лучшими пищевыми антиоксидантами. Кроме того, в одной плитке шоколада содержится калия, кальция, минеральных веществ и витаминов больше, чем в одном зеленом яблоке. А в черном шоколаде кроме этого содержится довольно большое количество железа.
Оказались неточными и представления стоматологов о том, что шоколад провоцирует образование кариеса. Исследования показали, что в состав масла какао входят вещества, обладающие антисептическим действием. Они уничтожают бактерии, разрушающие эмаль и вызывающие кариозные изменения.
За счет некоторых ингредиентов шоколад обладает значительным психоактивным действием. Именно поэтому при потреблении большого количества этого продукта у нас резко поднимается настроение. Дело в том, что шоколад стимулирует синтез эндорфина — знаменитого «гормона счастья», который придает нам ощущение наслаждения и удовольствия.
Есть в нашем организме и серотонин — вещество, недостаток которого приводит к депрессиям и снижению жизненного тонуса. Даже небольшие количества шоколада усиливают его образование, устраняя тем самым всяческие удручающие симптомы. Кроме того, в шоколаде есть небольшие дозы кофеина и теобромина, которые также относятся к психостимуляторам. И хотя оба эти вещества находятся в шоколаде в микроскопических дозах, они, тем не менее, обладают небольшим стимулирующим эффектом.
Таким образом совершенно очевидно, что производство шоколада имеет важное значение для потребителей, ведь ни что, кроме шоколада, не способно подарить нам столько удовольствия и пользы одновременно.
Но нельзя забывать, что при всех своих «положительных качествах» у шоколада есть и отрицательные стороны. Первое — это, конечно же, калорийность. Пищевая ценность шоколада лишь немного не дотягивает до сливочного масла. В одной плитке содержится от 400 до 700 ккал. Недаром шоколад входит в паек подводников, летчиков, альпинистов и полярников. При этом надо учитывать, что белый шоколад, почти целиком состоящий из масла какао, намного калорийнее, чем черный. Черный же, в свою очередь, намного полезнее, так как содержит большое количество флаваноидов. Потребление шоколада сказывается и на коже. Как и любой другой жирный и сладкий продукт, он усиливает деятельность сальных желез, а это иногда имеет довольно плачевные последствия.
Однако все это прямо пропорционально зависит от количества съеденного лакомства. Английские ученые после серии «опытов над добровольцами» пришли к определенному выводу: 4-недельное потребление небольшого (до 40 граммов в сутки) количества шоколада никак на коже не отразится. Зато ежедневное употребление 250 граммов шоколада в течение недели скажется весьма и весьма неблагоприятно.
Кроме того, шоколад, наряду с цитрусовыми, орехами и рыбой, является так называемым облигатным аллергеном, то есть продуктом, на который чаще всего возникают аллергические реакции. Поэтому педиатры категорически запрещают давать шоколад детям младше шести лет. Нельзя употреблять этот продукт беременным женщинам и кормящим матерям: все съеденное ими так или иначе попадает к ребенку, провоцируя его аллергическую настроенность.
До сих пор идут горячие споры о том, сколько можно и нужно съедать шоколада. Точная «доза» пока что не установлена. Однако все дружно сходятся на том, что несколько плиточных квадратиков никакого вреда не принесут, но зато доставят массу удовольствия.
1 ТЕХНОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ
1.1 КАКАО БОБЫ
Какао бобы являются основным сырьем для изготовления шоколада, именно поэтому им необходимо уделить особое внимание.
Какао бобы состоят из четырех частей: оболочки (какаовеллы), ядра, ростка и эндосперма. Различные сорта бобов имеют неодинаковое соотношение между составными частями, но в среднем ядро составляет 87,75%, какаовелла 11,4%, росток 0,85% к массе ферментированных и высушенных какао бобов.
Какао бобы отличаются сложным химическим составом. В их состав входят: вода, жир, белковые вещества, углеводы, алкалоиды, дубильные, красящие, ароматические вещества, органические кислоты, клетчатка, витамины, минеральные вещества. Отдельные части какао бобов отличаются по химическому составу и свойствам, поэтому представляют неодинаковую ценность для шоколадного производства.
Самой значительной и ценной составной частью какао бобов является жир (какао масло), содержание которого в ядре достигает 52 – 56%, в какаовелле 3 – 4%, в ростке 3 – 5%. Какао масло состоит из разнокислотных триглециридов и жирных кислот, содержание которых в масле не превышает 1,1%. К ним относятся: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая.
По своим свойствам какао масло отличается рядом особенностей, среди которых необходимо отметить следующие:
- при комнатной температуре масло остается твердым и хрупким. А так как в состав шоколада входит 1/3 часть какао масло, то последнее придает шоколаду твердую и хрупкую консистенцию;
- начальная температура плавления какао масла 31-34°С, т.е. ниже температуры тела человека. Поэтому оно легко плавится во рту, не оставляя характерной для высокоплавких жиров салистости;
- какао масло может долго храниться без следов прогоркания. В масле и нежировой части какао бобов содержатся вещества – антиоксиданты, которые задерживают процессы окисления;
- при правильном охлаждении ниже температуры застывания (23 – 28°С) какао масло кристаллизуется, переходит в твердое состояние, сокращаясь при этом в объеме. Благодаря этому свойству какао масла облегчается выборка плиток шоколада из форм.
В ферментированных и высушенных какао бобах содержится 6 – 7% влаги. В состав какао бобов входят различные углеводы. К ним относятся: крахмал, сахара, клетчатка и пентозаны. Крахмал находится в клетках семядолей в виде одноядерных зерен размером 3 – 8 мкм, его содержание около 7%. Один процент составляют сахара, к ним относятся: сахароза, глюкоза, фруктоза и др. В ядрах какао бобов содержится около 2,5% клетчатки и 1,5% пентозанов; в какаовелле – соответственно 16,5 и 6%.
Содержание белковых веществ в ядре 10,3 – 12,5%; в какаовелле – 13,5%. Они представлены в основном альбуминами и глобулинами. Кроме того, в какао бобах имеются следующие водорастворимые аминокислоты: алагин, аспарагин, валин, глютаминовая кислота, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин и др.
К алкалоидам, обнаруженным в какао бобах, относятся: теобромин, его содержание 1,5 – 1,7%, и кофеин – около 0,05%. Эти вещества относятся к пуриновым соединениям, оказывающим заметно выраженное физиологическое действие на организм человека.
Теобромин и кофеин, наряду с дубильными веществами, влияют на горький вкус какао бобов. Кроме ядра теобромин содержится также в какаовелле, откуда в основном его и получают для медицинских целей.
Содержание органических кислот в разных сортах какао бобов колеблется в пределах от 0,71 до 2,33% (в пересчете на виннокаменную кислоту). Они состоят из нелетучих и летучих кислот. К нелетучим относятся: лимонная, яблочная, винная и щавелевая. К летучим – уксусная, масляная и валериановая кислоты. Причем, у потребительских сортов какао бобов летучих кислот больше, чем у благородных, в связи с более длительной ферментацией, рН какао бобов 5,0 – 6,1.
В какао бобах содержатся дубильные вещества. Они придают бобам и шоколадным продуктам горький, вяжущий, терпкий вкус. Дубильные вещества относятся к полимерным фенольным соединениям (полифенолам).
Дубильные вещества подразделяются на две группы: гидролизуемые и конденсированные. В молекулах первых фенольные ядра соединены атомами кислорода. Эти вещества легко расщепляются при кипячении с водой или разбавленными кислотами, а также под действием ферментов на соединения с более мелкими молекулами и дают с солями окиси железа темно-синее окрашивание.
В молекулах конденсированных дубильных веществ фенольные ядра соединены друг с другом углеродными связями. Эти вещества не подвергаются гидролитическому расщеплению. При нагревании с разбавленными кислотами происходит дальнейшая их конденсация с образованием сложных соединений – флобафенов. С солями окиси железа эта группа полифенолов дает темно-зеленое окрашивание.
В какао бобах содержатся такие фенолы, как (-) – эпикатехин, (+) – катехин, лейкоантоцианы. Они являются предшественниками конденсированных дубильных веществ. Преобладающим из них по содержанию является (-) – эпикатехин.
Содержание водорастворимых дубильных веществ 6 – 8%. В плохо ферментированных бобах их больше, чем в хорошо ферментированных.
К красящим веществам какао бобов относятся антоцианидины. Они образуются из антоцианов, которые при нагревании с кислотами или под действием ферментов расщепляются на глюкозу и антоцианидин.
Состав ароматических веществ какао продуктов весьма сложен. Он постоянно изменяется в процессе подготовки и переработки какао бобов. К наиболее важным веществам, влияющим на вкусовые и ароматические свойства ферментированных и высушенных бобов, относятся: полифенольные соединения, теобромин и кофеин, некоторые продукты распада белков, аминокислоты, такие органические кислоты, как уксусная, пропионовая и масляная, d-линалоол, этиловый спирт, диацетил, уксусный альдегид и другие вещества.
Сбор какао бобов осуществляют только ручным способом, обычно два раза в течение года: основной урожай в октябре – феврале и промежуточный – в мае – июне. Свежесобранные какао бобы имеют горько-терпкий вкус и бледную окраску (беловато-фиолетовую). Для дозревания какао бобы подвергаются ферментации и сушке, после чего их обжаривают, чтобы при дальнейшей переработке сохранить вкусовые качества и необходимые физико-химические свойства.
Какао бобы имеют разные размеры и массу: длина нормально развитых бобов колеблется в пределах 20 – 28 мм, ширина – 12 – 16 мм, толщина – 5 – 10 мм, а масса одного боба составляет 0,8 – 2,0 г.
Согласно международным стандартам какао бобы должны быть зрелыми, полными, округлой формы, здоровыми, доля посторонних примесей в партии какао бобов не должна превышать 5,0%; влаги – не более 6,5%. Какао бобы считаются хорошего качества с содержанием массовой доли какао-масла не менее 51 – 54%; массовой доли какаовеллы (шелуха, оболочка или кожица) не более 11 – 13%; содержанием недоферментированных и поврежденных бобов 5 – 10%; средняя масса 100 штук бобов должна быть в пределах от 100 до 160 г.
Какао бобы содержат в себе различные аминокислоты, липиды и минеральные вещества, количественное содержание которых представлено в таблицах 1.1 – 1.3.
Таблица 1.1 – Аминокислоты, мг в 100 г продукта
|
Незаменимые аминокислоты |
Заменимые аминокислоты |
Общее количество |
||||||||||||||||
|
Валин |
Изолейцин |
Лейцин |
Лизин |
Метионин |
Треонин |
Триптофан |
Фенилаланин |
Аланин |
Аргинин |
Аспарагиновая к-та |
Гистидин |
Глицин |
Глутаминовая к-та |
Пролин |
Серин |
Тирозин |
Цистин |
|
|
750 |
530 |
800 |
530 |
150 |
445 |
160 |
730 |
760 |
1280 |
1320 |
190 |
570 |
2660 |
620 |
202 |
530 |
230 |
12457 |
|
4095 |
8362 |
Таблица 1.2 – Липиды, г в 100 г продукта
|
Наименование |
Показатель |
|
|
Сумма липидов |
53,20 |
|
|
Триглецириды |
51,10 |
|
|
β-Ситостерин |
0,10 |
|
|
Жирные кислоты (сумма) |
48,70 |
|
|
Насыщенные: |
29,50 |
|
|
Лауриновая (С12:0) |
0,10 |
|
|
Миристиновая (С14:0) |
0,10 |
|
|
Пальмитиновая (С16:0) |
12,40 |
|
|
Стеариновая (С18:0) |
16,90 |
|
|
Мононенасыщенные: |
17,70 |
|
|
Пальмитолеиновая (С16:1) |
0,20 |
|
|
Олеиновая (С18:1) |
17,50 |
|
|
Гадолеиновая (С20:1) |
сл. |
|
|
Полиненасыщенные: |
1,50 |
|
|
Линолевая (С18:2) |
1,40 |
|
|
Линоленовая (С18:3) |
0,10 |
Таблица 1.3 – Минеральные вещества в 100 г продукта
|
Наименование |
Показатель |
|
|
Зола, % |
2,7 |
|
|
Макроэлементы, мг |
Калий |
747 |
|
Кальций |
28 |
|
|
Магний |
80 |
|
|
Натрий |
5 |
|
|
Сера |
83 |
|
|
Фосфор |
500 |
|
|
Хлор |
50 |
|
|
Микроэлементы, мкг |
Железо |
4100 |
|
Кобальт |
27,0 |
|
|
Марганец |
2850 |
|
|
Медь |
2275 |
|
|
Молибден |
40 |
|
|
Цинк |
4500 |
Требования к характеристикам, показателям качества и безопасности какао бобов (содержание влаги, наличие посторонних примесей, насекомых-вредителей, разрушенных бобов) установлены международным стандартом ISO 2451:1973 «Какао бобы. Технические требования».
Одной из важнейших задач для лабораторий кондитерских предприятий является контроль влажности какао бобов, что во многом способствует оптимальному ведению технологического процесса обработки сырья. Практический метод определения содержания влаги установлен стандартом ISO 2291:1980 «Какао бобы. Определение содержания влаги (Общепринятый метод)».
Во многих случаях решающее значение для использования в производстве имеет органолептическая оценка сырья. Определить возможные дефекты какао бобов поможет применение стандарта ISO 1114:1977 «Какао бобы. Контроль разрезанием». А для того, чтобы получить правильное заключение о качестве той или иной партии какао бобов, нужно правильно произвести отбор проб для последующих анализа и экспертизы. Требования к тому, как это сделать, регламентирует международный стандарт ISO 2292:1973 «Какао бобы. Отбор проб».
Соблюдение всех перечисленных выше международных государственных стандартов, касающихся какао бобов и их испытаний, способствует непременному повышению качества и конкурентоспособности отечественной шоколадной продукции.
1.2 САХАРПЕСОК
Для изготовления шоколадной продукции важны не только какао бобы, но и сахар-песок, благодаря которому шоколад приобретает приятный, сладкий вкус. Сахаром принято называть сахарозу – водорастворимый углевод, состоящий из глюкозы и фруктозы.
Сахароза – это распространенный в природе дисахарид, который встречается в составе многих растений. Особенно много сахарозы содержится в сахарной свекле и сахарном тростнике, которые служат сырьем для промышленного производства сахара.
Технические условия, правила приемки и методы анализа сахара регламентирует ГОСТ 21-94 – «Сахар-песок. Технические условия». Согласно данного ГОСТа сахар в рафинированном виде представляет собой бесцветные кристаллы размером от 0,2 до 2,5 мм. При этом допускаются отклонения от нижнего и верхнего пределов указанных размеров до 5% к массе сахара-песка.
По органолептическим показателям сахар-песок должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.4.
Требования, предъявляемые к физико-химическим показателям сахара-песка указаны в таблице 1.5. А содержание токсичных элементов и пестицидов в сахаре-песке не должно превышать допустимые уровни, установленные Медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Данные требования представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.4 – Органолептические показатели
|
Наименование показателя |
Характеристика для |
|
|
сахара-песка |
сахара-песка для промышленной переработки |
|
|
Вкус и запах |
Сладкий, без посторонних привкуса и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе |
|
|
Сыпучесть |
Сыпучий |
Сыпучий, допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии |
|
Цвет |
Белый |
Белый с желтоватым оттенком |
|
Чистота раствора |
Раствор сахара должен быть прозрачным или слабо опалесцирующим, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей |
Таблица 1.5 – Физико-химические показатели
|
Наименование показателя |
Норма для |
|
|
сахара-песка |
сахара-песка для промышленной переработки |
|
|
Массовая доля сахарозы (в пересчете на сухое вещество), %, не менее |
99,75 |
99,55 |
|
Массовая доля редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество), %, не более |
0,050 |
0,065 |
|
Массовая доля золы (в пересчете на сухое вещество), %, не более |
0,04 |
0,05 |
|
Цветность не более: |
||
|
условных единиц |
0,8 |
1,5 |
|
единиц оптической плотности |
104 |
195 |
|
Массовая доля влаги, %, не более |
0,14 |
0,15 |
|
Массовая доля ферропримесей, %, не более |
0,0003 |
0,0003 |
Таблица 1.6 – Допускаемые уровни тяжелых металлов и пестицидов
|
Наименование показателя |
Норма |
|
Содержание тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг, не более: |
|
|
Ртуть |
0,01 |
|
Мышьяк |
0,5 |
|
Медь |
1,0 |
Продолжение таблицы 1.6
|
Наименование показателя |
Норма |
|
Свинец |
1,0 |
|
Кадмий |
0,05 |
|
Цинк |
3,0 |
|
Содержание пестицидов, мг/кг, не более: |
|
|
Гексахлоран ГХЦГ-гамма-изюмер |
0,005 |
|
Фостоксин |
0,01 |
|
ДДТ |
0,005 |
Энергетическая ценность сахара-песка составляет 398 ккал или 1619 кДж. В 100 г продукта содержится 0,02 г воды; 99,98 г углеводов, из которых 99,91 г приходится на дисахариды; и полностью отсутствуют в его составе белки и жиры. Кроме этого в состав сахара-песка входят кальций – 1 мг, железо – 0,01 мг и калий – 2 мг.
При производстве кондитерских изделий, в том числе плиточного шоколада, не маловажно, чтобы сахар-песок соответствовал всем установленным государственным стандартам, потому как именно соблюдение этих норм является залогом отменного вкуса и высокого качества конечного продукта. При проведении исследования сырья крайне важно произвести правильный отбор проб. Как это сделать для определения органолептических, физико-химических, микробиологических показателей, токсичных элементов и пестицидов указано в ГОСТ 12569-99, а подготовка проб для определения токсичных элементов – в ГОСТ 26929-94.
Само же определение органолептических показателей осуществляется согласно ГОСТ 12576-89, физико-химических: массовой доли влаги – по ГОСТ 12570-98, массовой доли сахарозы – по ГОСТ 12571-98, цветности – по ГОСТ 12572-93, массовой доли ферропримесей – по ГОСТ 12573-67, массовой доли золы – по ГОСТ 12574-67, массовой доли редуцирующих веществ – по ГОСТ 12575-2001, гранулометрического состава – по ГОСТ 12579-67, определение массы нетто – по ГОСТ 26521-85.
1.3 СУХОЕ МОЛОКО
Сухое молоко представляет собой порошок белого цвета, который изготовляется из сгущенного молока и обладает практически всеми полезными свойствами натурального молока. Изготовление сухого молока обусловлено длительным сроком хранения данного продукта по сравнению с обычным молоком.
Вообще, сухое молоко не является основным сырьем используемым при производстве шоколада, это всего лишь добавка, с помощью которой стало возможным получение молочного и белого шоколада. Но учитывая огромную популярность названных типов, условно будем считать сухое молоко одним из видов основного сырья.
Таблица 1.7 – Аминокислоты, мг в 100 г продукта
|
Показатели |
Молоко сухое цельное |
Молоко сухое обезжиренное |
|
Вода, % |
4,0 |
4,0 |
|
Белок, % |
26,0 |
37,9 |
|
Незаменимые аминок-ты |
9816 |
14237 |
|
валин |
1207 |
1759 |
|
изолейцин |
1327 |
1934 |
|
лейцин |
2445 |
3564 |
|
лизин |
1470 |
2159 |
|
метионин |
634 |
908 |
|
треонин |
1159 |
1689 |
|
триптофан |
350 |
435 |
|
фенилаланин |
1224 |
1789 |
|
Заменимые аминок-ты |
16353 |
23836 |
|
аланин |
829 |
1208 |
|
аргинин |
666 |
971 |
|
аспарагиновая к-та |
2138 |
3116 |
|
гистидин |
520 |
758 |
|
глицин |
528 |
770 |
|
глутаминовая к-та |
5464 |
7965 |
|
пролин |
2976 |
4338 |
|
серин |
1591 |
2319 |
|
тирозин |
1425 |
2077 |
|
цистин |
216 |
314 |
|
Общее количество аминокислот |
26169 |
38073 |
Производится сухое молоко в два этапа. Сначала нормализованное молоко пастеризуют и сгущают, затем проводится его сушка. Сушка сгущенного молока осуществляется с помощью распылительного, конвейерного или вакуумного метода. Сегодня для получения сухого молока используют преимущественно распылительные сушилки, которые позволяют получить при высокой производительности сухое молоко высокого качества. После сушки сухое молоко просеивают и охлаждают. Для увеличения срока хранения сухого молока производится его вакуумная упаковка или хранение с применением инертных газов.
Различается цельное, обезжиренное и быстрорастворимое сухое молоко. Цельное сухое молоко восстанавливается и используется непосредственно в пищу, при изготовлении детского питания. Обезжиренное сухое молоко используют в пищевой промышленности. Быстрорастворимое сухое молоко получают путем смешивания цельного и обезжиренного сухого молока: смесь увлажняется паром, превращается в комки, которые затем снова высушивают.
Цельное и обезжиренное сухое молоко различаются по массовому содержанию веществ. Содержание аминокислот сухого молока представлено в таблице 1.7, благодаря которой становится наглядным различие между цельным и обезжиренным молоком.
Также цельное и обезжиренное сухое молоко различаются между собой и по массовому содержанию витаминов входящих в их состав, о чем свидетельствует таблица 1.8.
Таблица 1.8 – Витамины в 100 г продукта
|
Показатели |
Молоко сухое цельное |
Молоко сухое обезжиренное |
|
Витамин А, мг |
0,13 |
0,01 |
|
β-Каротин, мг |
0,10 |
сл. |
|
Витамин D, мкг |
0,25 |
0,03 |
|
Витамин Е, мг |
0,45 |
- |
|
Витамин С, мг |
4,00 |
4,00 |
|
Витамин В6, мг |
0,20 |
0,30 |
|
Витамин В12, мкг |
3,00 |
4,50 |
|
Биотин, мкг |
10,00 |
15,30 |
|
Ниацин, мг |
0,70 |
1,20 |
|
Пантотеновая кислота, мг |
2,70 |
3,32 |
|
Рибофлавин, мг |
1,30 |
1,80 |
|
Тиамин, мг |
0,27 |
0,30 |
|
Холин, мг |
81,00 |
110,0 |
В зависимости от вида сухого молока, также различается и массовое содержание минеральных веществ находящихся в их составе. Данное различие представлено в таблице 1.9.
И, пожалуй, самое главное различие цельного и обезжиренного сухого молока заключается в процентном содержании жира. Если в цельном молоке его содержится 25%, то в обезжиренном – всего 1%. А учитывая тот факт, что жиры подвержены различным химическим реакциям, то становится очевидно, что срок хранения обезжиренного сухого молоко несколько выше, чем у цельного.
Таблица 1.9 – Минеральные вещества в 100 г продукта
|
Показатели |
Молоко сухое цельное |
Молоко сухое обезжиренное |
|
Зола, % |
6,0 |
6,8 |
|
Макроэлементы, мг |
||
|
калий |
1200 |
1224 |
|
кальций |
1000 |
1155 |
|
магний |
119 |
160 |
|
натрий |
400 |
442 |
|
сера |
260 |
338 |
|
фосфор |
790 |
920 |
|
хлор |
820 |
920 |
|
Микроэлементы, мкг |
||
|
железо |
520 |
550 |
|
йод |
50 |
55 |
|
кобальт |
7 |
3 |
|
марганец |
50 |
55 |
|
медь |
121 |
122 |
|
молибден |
36 |
36 |
|
селен |
12 |
10 |
|
фтор |
110 |
150 |
|
хром |
17 |
17 |
|
цинк |
3420 |
3400 |
Храниться сухое молоко при температуре от 0 до 10°C, при относительной влажности воздуха не выше 85% и сроком - не больше восьми месяцев со дня изготовления.
Производство сухого молока осуществляется согласно ГОСТ Р 52791-2007 – «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия». Согласно этого стандарта, по органолептическим характеристикам сухое молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.10.
Таблица 1.10 – Органолептические показатели
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Внешний вид и консистенция |
Мелкий порошок или порошок, состоящий из единичных и агломерированных частиц сухого молока. Допускается незначительное количество комочков, рассыпающихся при легком механическом воздействии |
Продолжение таблицы 1.10
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Цвет |
Белый, белый со светло-кремовым оттенком |
|
Вкус и запах |
Свойственные пастеризованному обезжиренному или цельному молоку без посторонних привкусов и запахов. Допускается привкус и запах кипяченого молока |
Кроме этого, стандарт устанавливает требования к физико-химическим показателям сухого молока. Нормы, которым оно должно соответствовать, приведены в таблице 1.11.
Таблица 1.11 – Физико-химические показатели
|
Наименование показателя |
Норма для продукта |
|
|
обезжиренного |
цельного |
|
|
Массовая доля влаги, %, не более, для продукта, упакованного: - в потребительскую тару - в транспортную тару |
4,0 5,0 |
4,0 4,0 |
|
Массовая доля жира, % |
Не более 1,5 |
Не менее 25,0 |
|
Массовая доля белка в сухом обезжиренном молочном остатке, %, не менее |
34,0 |
|
|
Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более, для продукта, упакованного: - в потребительскую тару - в транспортную тару |
0,2 0,2 |
0,1 0,2 |
|
Группа чистоты, не ниже |
I |
|
|
Кислотность, °Т (% молочной кислоты) |
От 16 до 21 включ. (от 0,144 до 0,189 включ.) |
Для изготовления сухого молока применяют только натуральное коровье молоко – сырье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054-2003 без кормового привкуса и запаха, кислотностью не более 18 °Т.
Отбор и подготовка проб к анализу осуществляется согласно ГОСТ 26809-86, ГОСТ 9225-84 и ГОСТ 26929-94. Качество упаковки и правильности маркировки, определение массы нетто и органолептических характеристик выполняется согласно ГОСТ 29245-91. Массовую долю влаги, содержащуюся в сухом молоке, определяют по ГОСТ 29246-91, а массовую долю жира – по ГОСТ 29247-91.
2 ПРИНЦИПЫ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ, НА КОТОРЫХ ОСНОВАНА ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ
Любой вид скоропортящегося сырья перед направлением его на переработку должен быть сохранен в течение определенного времени без существенного ухудшения его нативных свойств. То же относится и к готовой продукции. Предохранение сырья от порчи и превращение его в продукты питания осуществляется различными способами консервирования, при которых создаются условия для снижения активности тканевых ферментов и подавления жизнедеятельности микроорганизмов (бактерий, плесеней и дрожжей) или их умерщвления. В основе всех известных способов консервирования лежат четеры основных принципа: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз.
Биоз – это поддержание жизненных процессов, происходящих в сырье, обеспечивающих нормальное его существование и препятствующих развитию микроорганизмов. Поддержание жизненных процессов в живых организмах называется эубиозом. Хранение в свежем виде плодов и овощей называется гемибиозом.
Анабиоз – подавление жизнедеятельности микроорганизмов и снижение активности ферментов путем воздействия различных физических и химических факторов, при этом бактерии не уничтожаются, а образуют споры и переходят в анабиотическое состояние (жизнеспособное, но нежизнедеятельное). Способы консервирования, основанные на этом принципе предотвращают порчу продукта только при постоянстве условий, достигнутых в результате консервирования в течение всего периода хранения.
Ценоанабиоз – на этом принципе основаны способы консервирования, при которых в результате развития некоторых видов микроорганизмов и накопления продуктов их жизнедеятельности создаются условия, вызывающие гибель гнилостных микроорганизмов.
Абиоз – прекращение жизнедеятельности микроорганизмов. На принципе абиоза основаны способы консервирования, при которых достигается разрушение тканевых ферментов сырья, помещенного в герметическую тару, а также микроорганизмов и их спор (стерилизация) при обязательном обеспечении защиты полученного продукта от контакта с внешней средой (герметизация) во время хранения.
По средствам воздействия на сырье все способы консервирования делятся на три группы: физические, химические и комбинированные способы.
Физические способы консервирования – инактивация ферментов и снижение или прекращение жизнедеятельности микрофлоры в сырье достигается за счет действия физических средств: холода, тепла и др.
Химические способы консервирования – основаны на введении в ткани обрабатываемого сырья химических веществ (консервантов) в определенных концентрациях, безвредных для организма человека, но снижающих активность ферментов и угнетающих жизнедеятельность микроорганизмов.
Комбинированные способы – основаны на воздействии на сырье нескольких консервирующих факторов.
В процессе производства шоколада какао бобы, которые являются основным сырьем, подвергают термической и щелочной обработке. В результате такой обработки происходит дезодорация какао крупки, инактивация ферментов, уничтожение микроорганизмов и грибков, что имеет важное значение с физиологической и питательной точек зрения. Однако такую обработку сырья нельзя назвать консервацией, поскольку не выполняется защита полученного продукта от контакта с внешней средой, что является обязательным условием поддержания абиоза.
Впрочем, шоколад, ровно, как и сырье из которого он изготавливается, не относятся к скоропортящимся продуктам, поэтому необходимость в консервации отсутствует. А указанные выше методы (термическая и щелочная обработка) в полной мере обеспечивают требуемое качество сырья и готовой продукции.
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
Структурная технологическая схема производства плиточного шоколада представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 Технологическая схема производства плиточного шоколада
3.1 ОЧИСТКА И СОРТИРОВКА КАКАО БОБОВ
Поступающие на фабрики какао бобы содержат посторонние примеси в виде пыли, камешков, волокон мешковины, осколков металла и т.п., которые перед переработкой необходимо удалить. Кроме того, какао бобы бывают различных размеров, при ферментации некоторые из них слипаются, а при транспортировании многие ломаются. Крупные и мелкие какао бобы несколько отличаются по химическому составу и по степени ферментации. Для получения равномерно обжаренных какао бобов необходимо разделить их и сортировать по размерам.
При бестарном хранении какао бобы подвергаются предварительной очистке от механических примесей перед их загрузкой в силосы. При хранении какао бобов в мешках очистку и сортировку производят на складе в отдельном помещении. Какао бобы, подаваемые на переработку из силосов, подвергаются вторичной окончательной очистке и сортировке.
Для очистки от примесей и сортировки какао бобов по размерам применяются очистительно-сортировочные машины, схема и принцип работы которой представлены в подразделе 5.1 данной курсовой работы.
Количество отходов и потерь при очистке и сортировке какао бобов в основном зависит от тщательности их очистки после ферментации и сушки. Но в среднем можно принять следующие нормы (в %): выход чистых отсортированных бобов 98,0 – 98,7; выход склеенных и ломаных бобов 1,0; безвозвратные потери (пыль, мусор и другие посторонние примеси) 0,3 – 1,0.
Очищенные какао бобы передают на обжарку (сушку). Склеенные и ломаные бобы обжаривают отдельно от целых, а после обжарки смешивают с отсортированными обжаренными какао бобами и направляют на дальнейшую переработку.
3.2 ОБЖАРКА КАКАО БОБОВ
При обжарке преследуется цель изменить структуру какао бобов, что позволит разделить их на составные части, подвергнуть тонкому размолу ядро, максимально выделить из его клеток жир. За счет протекающих в ядре какао бобов физико-химических процессов, вызванных высокой температурой, добиться значительного улучшения вкуса и аромата, а, следовательно, обеспечить формирование вкуса и аромата в готовых шоколадных изделиях. Поэтому обжарка какао бобов является одной из важных технологических операций в производстве шоколада.
Обжарка какао бобов осуществляется в аппаратах различной конструкции, поэтому отличается по продолжительности и температурным режимам. Наиболее совершенными в настоящее время признаны непрерывно действующие сушилки. Они предназначены для предварительной сушки и обжарки целых какао бобов и какао крупки, а также ядер лесного ореха, миндаля, арахиса и т.п.
Сушилки этого типа относятся к одноканальным двухзонным вертикальным сушилкам с замкнутым циклом движения теплоносителя. Принципиальная схема подобной сушилки и ее описание представлено в подразделе 5.2.
Влажность обжаренных какао бобов еще не определяет их качество, так как в зависимости от режимов обжарки при одной и той же конечной влажности происходят различные изменения в бобах. Важным фактором является равномерность обжарки. В какой-то степени она достигается предварительной сортировкой какао бобов по размерам; так как бобы определенного сорта, одинакового размера не отличаются по химическому составу, при термической обработке они подвергаются примерно равному тепловому воздействию.
При обжарке целых какао бобов температурное поле по толщине распределяется неравномерно. Верхние слои прогреваются сильнее, чем центральные. Чтобы устранить этот недостаток, лучше проводить обжарку какао крупки, полученной на специальных дробильно-сортировочных машинах из сырых или подсушенных какао бобов. Такой способ практикуется на кондитерских предприятиях зарубежных фирм. В обжариваемой какао крупке все процессы протекают более интенсивно.
Условия термической обработки должны выбираться в зависимости от специфических свойств какао бобов – их сорта, дальнейшего назначения, степени ферментации, способа сушки после ферментации, содержания влаги, размеров и формы.
Так, какао бобы Арриба, имеющие толстую оболочку, и Ява – с тонкой, рыхлой оболочкой требуют разных режимов обжарки. Хорошо ферментированные, полученные из зрелых плодов и обладающие выраженным характерным ароматом, какао бобы следует обжаривать при более низких температурах, чтобы не потерять их ценные ароматические вещества. Массовые, потребительские сорта, а также кислые и недостаточно ферментированные какао бобы обычно обжаривают при более высоких температурах, чем сортовые.
Какао бобы, используемые для производства какао тертого, из которого прессуют какао масло, обжаривают при более высокой температуре, чтобы добиться конечной влажности 1,2 – 1,5%.
Повышение температуры поверхностных и внутренних слоев какао бобов способствует и значительно ускоряет протекание физических, химических, биохимических и коллоидных процессов.
Кроме удаления влаги, во время обжарки происходят количественные и качественные изменения практически всех составных частей какао бобов: белковых веществ, сахаров, органических кислот, дубильных и фенольных соединений, красящих веществ, жира и др. Эти изменения обуславливают структурные свойства оболочки и ядра, появление вкуса и аромата, изменение цвета какао бобов и решающим образом влияют на качество готовых изделий.
В конце обжарки влажность какаовеллы не превышает 0,2%, что указывает на полную денатурацию белковых веществ, оболочка приобретает свойства твердого, пористого, хрупкого тела, она легко отделяется от ядра и дробится. Ядро также становится твердым и хрупким и легко дробится.
Нарушается целостность клеточной структуры ядра. При высокой температуре вода в клетках превращается в пар, возникает давление пара, которое вызывает разрыв клеточных стенок, что при размоле какао крупки способствует более свободному и полному выходу из клеток жира.
В процессе прогревания внутренних слоев какао бобов протекают коллоидные процессы, связанные с изменениями белков и крахмала. При невысоких температурах (до 60°С) происходит гидролиз белка с образованием дополнительных количеств свободных водорастворимых аминокислот, таких как: лизин, гистидин, аргинин, валин и др. При достижении температуры 60 – 70°С белковые вещества ядра какао бобов денатурируются и свертываются, вызывая отмеченные выше структурные изменения. Это подтверждается снижением растворимых фракций белковых веществ.
Несколько раньше, при температуре 50 – 60°С, начинается набухание крахмальных зерен и частичная клейстеризация, что вызывает переход части крахмала из нерастворимой в растворимую форму.
Чем выше температура и более продолжителен процесс обжарки, тем полнее происходят денатурация белковых веществ и обезвоживание набухших зерен крахмала.
Высокая температура и кислая среда создают условия для кислотного гидролиза оставшейся после ферментации какао бобов сахарозы. При ее инверсии образуются глюкоза и фруктоза, которые частично распадаются на многие химические вещества, а частично вступают в реакцию со свободными аминокислотами. Это приводит к общему снижению сахаров при обжарке.
При термической обработке какао бобов происходит сахароаминная реакция, которая является сложным многоступенчатым окислительно-восстановительным процессом соединения восстанавливающихся сахаров и свободных аминокислот с образованием многих новых химических веществ, влияющих на вкус, аромат и окраску какао бобов. Среди них – различные альдегиды и меланоидины.
Содержание аминокислот снижается на 40%, но наиболее быстро уменьшается количество следующих аминокислот: лейцина, фенилаланина, изолейцина, гистидина и глютаминовой кислоты.
В процессе обжарки какао бобов происходит частичное удаление вместе с парами воды летучих веществ, в том числе кислот. Содержание летучих кислот снижается примерно на 0,1% в пересчете на уксусную кислоту. Незначительное уменьшение летучих кислот объясняется накоплением определенного количества летучих и нелетучих органических кислот в результате тепловой деградации сахаров, при которой образуются муравьиная, уксусная, пропионовая и янтарная кислоты. Таким образом, изменяется не только содержание летучих кислот, но и свободных нелетучих кислот.
В процессе обжарки какао бобов количество свободных кислот уменьшается, а содержание связанных возрастает. Уменьшаются титруемая кислотность и рН бобов.
Большое влияние на вкус какао продуктов оказывают дубильные и фенольные вещества. Водорастворимые дубильные вещества придают изделиям терпкий, горький, вяжущий вкус. Их содержание в товарных какао бобах в зависимости от сорта колеблется от 3 до 7% (на сухое и обезжиренное вещество). При обжарке содержание дубильных веществ уменьшается примерно на 1%. Они конденсируются и образуют сложные, темноокрашенные соединения – флобафены.
При обжарке изменяются собственные красящие вещества какао бобов, они относятся к группе антоцианов. Это глюкозиды, при нагревании которых в присутствии кислот происходит расщепление на глюкозу и красящее вещество антоцианидин. Антоцианидины придают какао бобам фиолетовую окраску, они не растворимы в спирте, эфире, слабо растворяются в воде и обладают горьким, вяжущим вкусом.
Таким образом, в процессе обжарки изменение цвета какао бобов происходит в результате образования меланоидинов, меланинов, флобафенов и антоцианидинов.
При обжарке какао бобов изменяется общее содержание и фракционный состав липидов. Количество свободных липидов в ядре уменьшается по отношению к их содержанию в ядре сырых бобов на 0,37%, количество связанных увеличивается на 0,26% и прочносвязанных – на 0,09%.
Часть какао масла (в пределах 0,2 – 0,6% к сухому веществу) переходит из ядра в оболочку. Однако, при высокой температуре обжарки (более 160°С) потери жира за счет диффузии достигают 2%. Потери какао масла за счет гидролитического расщепления, составляющие 0,3 – 0,6%, с повышением температуры и увеличением продолжительности обжарки возрастают. Переход какао масла из ядра в оболочку наблюдается также за счет его миграции при охлаждении какао бобов.
Изменение вкуса и аромата какао бобов в процессе обжарки обусловлено в основном химическими превращениями веществ, входящих в состав бобов. Причем, решающую роль играют продукты сахароаминной реакции и окисление полифенолов. В обжаренных какао бобах установлено более 300 соединений, из которых 46 являются специфическими для аромата какао. К ним относятся органические кислоты, сложные эфиры, альдегиды, пиразины и амины. Многие ароматические вещества растворены в какао масле.
После термической обработки какао бобы необходимо как можно быстрее охладить до температуры 30 – 35°С. При этом прекращаются физико-химические процессы, происходящие при высокой температуре, уменьшается миграция какао масла в оболочку. Ядро и какаовелла становятся твердыми и хрупкими, оболочка легко отделяется от ядра, т.е. создаются благоприятные условия для получения полуфабриката – какао крупки.
3.3 ДРОБЛЕНИЕ КАКАО БОБОВ
Составные части какао бобов (какаовелла, ядро, росток) отличаются по физическим свойствам и химическому составу. Средний химический состав обжаренных какао бобов представлен в таблице 3.1.
Как видно из таблицы, какаовелла содержит до 17% клетчатки и лишь 3,4% жира, отличается повышенной твердостью, трудно поддается измельчению, поэтому не может использоваться в шоколадном производстве.
Росток также отличается большой твердостью, малым содержанием жира, поэтому его принято удалять с производства.
Таблица 3.1 – Химический состав различных частей какао бобов
|
Части какао боба |
Влага |
Белковые вещества |
Кофеин |
Теобромин |
Жир |
Крахмал |
Клетчатка |
Прочие безазотистые вещества |
Зола |
|
Ядро |
2,5 |
12,1 |
0,4 |
1,1 |
52,1 |
9,1 |
2,6 |
19,6 |
3,3 |
|
Какао-велла |
0,2 |
13,1 |
0,1 |
1,3 |
3,4 |
2,8 |
16,7 |
- |
8,1 |
|
Росток |
2,0 |
24,4 |
- |
3,0 |
3,5 |
- |
2,9 |
- |
6,5 |
Обжаренные и охлажденные какао бобы при надавливании легко дробятся, при этом оболочка отделяется от ядра. Для разделения какао бобов на составные части применяются специальные дробильно-сортировочные машины. В зависимости от конструкции машины раздробленные части бобов разделяются на 4 – 8 фракций с размерами частиц от 0,75 до 8 мм. От каждой фракции частиц отделяется какаовелла. Раздробленные ядра какао бобов, очищенные от какаовеллы, называются в производстве какао крупкой.
Росток диаметром 1 мм и длиной около 4 мм отделяется от частичек ядра на триере, вмонтированном в дробильно-сортировочную машину. Принцип работы дробильно-сортировочной машины и ее схема приведена в подразделе 5.3.
Частицы крупки больших размеров очищаются от оболочки лучше и поэтому используются для изготовления шоколада высших сортов. Мелкие фракции крупки содержат больше примеси какаовеллы и используются для изготовления низших сортов шоколада, шоколадной глазури и начинок. Если все фракции крупки смешиваются, то содержание частичек какаовеллы в крупке не должно превышать 1,5%.
Полученную какао крупку передают через автовесы механическим или пневмотранспортом в промежуточные сборники, установленные в размольном отделении цеха. Определяется выход какао крупки при переработке товарных какао бобов, ведется учет отходам и потерям (в %) на каждом участке:
- потери при очистке и сортировке бобов: ............................ 0,5 – 1,0.
- потери влаги при обжарке: ............................................................ 4,0.
- отходы и потери при обжарке: ...................................................... 0,5.
- отходы на дробильно-сортировочной машине: .............. 11,5 – 12,0.
Всего потерь и отходов: ...................................................... 16,5 – 17,5.
Таким образом, выход какао крупки может колебаться в пределах 82,5 – 83,5%. Выход какао крупки является важным показателем работы отделения по первичной переработке какао бобов.
3.4 ОБЖАРКА КАКАО КРУПКИ
При обжарке целых какао бобов не достигается равномерного нагревания по толщине. Верхние слои бобов нагреваются до более высокой температуры (125°С), в то время как температура внутренних не превышает 105°С. В связи с этим неравномерно протекают физико-химические превращения в разных слоях какао бобов, что не может не сказываться на качестве продукта.
Кроме того, при обжарке целых какао бобов расходуется значительная доля тепловой энергии на нагрев какаовеллы, составляющей около 12% массы бобов. За счет миграции жира из ядра в оболочку его потери могут достигать одного и больше процентов. Отсюда вытекает целесообразность обжарки не целых какао бобов, а полученной из них какао крупки.
Очищенные от посторонних примесей какао бобы влажностью 6 – 7% предварительно подсушивают при температуре около 80°С до влажности 3,5 – 4,5% и направляют в дробильно-сортировочную машину. Машины с валковым или пластинчатым дробильным механизмом могут служить для измельчения и отделения какаовеллы от сырых и подсушенных какао бобов.
При дроблении подсушенных какао бобов увеличивается доля крупки большего размера. Это объясняется тем, что при низкой температуре (80°С) подсушки клеточная структура ядра меньше изменяется, чем при высокой (130 – 140°С).
Очищенную от какаовеллы крупку обжаривают до влажности 2% в тех же аппаратах, что и какао бобы. Продолжительность процесса обжарки крупки сокращается, по сравнению с обжаркой какао бобов, почти в 2 раза, обеспечивается более равномерное нагревание частиц, уменьшаются потери какао масла на 0,8 – 1,7%.
При обжарке какао крупки значительно ускоряются биохимические и химические реакции, вызывающие структурные изменения клеточной ткани, образование веществ, влияющих на вкус и аромат, что улучшает качество продукта.
3.5 ЩЕЛОЧНАЯ ОБРАБОТКА КАКАО КРУПКИ
Для улучшения вкусовых достоинств какао продуктов и готовых изделий какао крупку могут подвергать различной обработке: водяным паром, растворами сахаров, ферментами, органическими кислотами, молочной сывороткой и другими веществами с последующей сушкой и обжаркой.
При производстве какао масла и товарного какао порошка наиболее эффективной является щелочная обработка какао крупки. Ее загружают в реактор с мешалкой, куда дозируется водно-щелочной раствор. Чаще применяют водные растворы карбоната калия (К2СО3). Обработка осуществляется при температуре 85°С под давлением пара, образующегося при нагревании раствора. В этих условиях щелочной раствор быстро пропитывает крупку, проникает в клеточную ткань. Карбонат калия реагирует с веществами нежировой части: кислотами, пигментами и другими веществами, входящими в состав ядер какао бобов.
Происходит дезодорация какао крупки, инактивация оставшихся после обжарки ферментов, уничтожение микроорганизмов и грибков, что имеет важное значение с физиологической и питательной точек зрения. Изменяются вкусовые показатели продукта и цвет.
Выгруженную из реакторов алкализованную какао крупку передают в сушильный, а затем в обжарочный аппарат.
Для этой цели разработан способ препарирования какао крупки, по которому обработка щелочным раствором, сушка и обжарка ведутся в одном цилиндрическом обжарочном аппарате большой вместимости (от 3000 до 7000 кг). Подогретый раствор поташа вводят в аппарат распылением и дозируют согласно показателю рН среды 8,0 ± 0,5.
В зависимости от положения заслонок системы вентилирования внутренней зоны обжарочного аппарата в нем можно осуществлять томление какао крупки, при котором образовавшийся пар активно воздействует на продукт. При щелочной обработке с томлением уменьшается не только кислотность какао крупки, но и содержание дубильных веществ.
Затем в том же аппарате препарированную какао крупку сушат при температуре ниже 100°С. При сушке удаляются пары воды и летучие вещества.
После сушки, которая заканчивается при достижении температуры 100°С, проводится обжарка при температуре 120 – 135°С до влажности 1 – 2%. В процессе обжарки окончательно формируется цвет и вкус какао крупки.
Прошедшая термическую обработку какао крупка поступает в охлаждающий приемник, оборудованный мешалкой и отсасывающим воздух вентилятором. После охлаждения до температуры 30 – 35°С какао крупка передается системой пневмотранспорта в сборники, из которых – на распределительный транспортер. Через установленные под ним загрузочные воронки какао крупка попадает в измельчающее оборудование для приготовления какао тертого.
Выбрасываемые из обжарочного аппарата и охладителя газы проходят через камеру, где очищаются от мелких частиц и специальной системой дожигания полностью освобождаются от органической пыли. После очистки газы выбрасываются в атмосферу.
3.6 ПОЛУЧЕНИЕ КАКАО ТЕРТОГО
Ядро какао бобов состоит из отдельных клеток, в которых содержатся жир, крахмальные, алейроновые (белковые) зерна и другие вещества. Клетки бывают размером от 20 до 40 нм, а толщина стенок клеток – около 12 нм.
Какао тертое получают в результате тонкого измельчения какао хрупки. При измельчении необходимо наиболее полно разрушить клеточную ткань и обеспечить свободный выход содержимого клеток и, в первую очередь, масла какао. Следовательно, для обеспечения высокого качества размола крупки необходимо, чтобы размалывающие поверхности по мере измельчения крупки постепенно сближались, и на последней стадии размола расстояние между ними не превышало несколько десятков нанометров.
При размоле крупки образующаяся масса какао нагревается выше температуры плавления какао масла, поэтому приобретает полужидкую консистенцию. Таким образом, какао тертое представляет собой суспензию, в которой дисперсной фазой являются измельченные частички стенок клеток, крахмальные и алейроновые зерна, а дисперсионной средой – какао масло. Содержание масла в какао тертом достигает 54 – 56%.
Эффективность размола крупки можно характеризовать величинами дисперсности и вязкости полученного какао тертого. Под дисперсностью шоколадных продуктов принято понимать процентное содержание твердых частиц, размер которых не превышает 30 нм. Дисперсность какао тертого зависит от способов измельчения и конструкции применяемых машин. А вязкость – от влажности, температуры, дисперсности и содержания жира в какао тертом.
Чем выше дисперсность твердых частиц, тем полнее разрушены клетки какао крупки, тем обильнее выделение какао масла, тем меньше при данной температуре и влажности вязкость какао тертого.
На степень измельчения влияет влажность какао крупки. При влажности более 2,5% измельчение до необходимой дисперсности затруднено, повышается вязкость какао тертого.
Для размола какао крупки используется различное оборудование: восьмивалковые, ударные, дисковые, дифференциальные, роторные, шариковые мельницы и размольные агрегаты.
Одноразовый размол какао крупки не обеспечивает требуемой дисперсности какао тертого (97 – 98%). Чаще применяют двух и трехстадийный размол. Для этого используются комбинированные размольные агрегаты. Они обычно состоят из ударной, дисковой и шариковой мельниц, в которых последовательно измельчается какао крупка. Принципиальную схему такого комбинированного агрегата, в котором проводится трехступенчатый размол, можно наблюдать в подразделе 5.4. данной курсовой работы.
3.7 ПРЕССОВАНИЕ КАКАО ТЕРТОГО
Перед прессованием какао тертого производится его подготовка. Она заключается в том, что массу какао в течении нескольких часов тщательно вымешивают и нагревают до 100 – 115°С, подвергают щелочной обработке, постепенно снижая влажность до 1,2%.
Для отжима какао масла используются прессующие установки с горизонтальным автоматическим прессом или вертикальным полуавтоматическим прессом. Вертикальные прессы занимают малую производственную площадь по сравнению с горизонтальными, что является их преимуществом. Однако они имеют низкую производительность и маленький выход масла из какао тертого, поскольку максимальное давление прессования в таких установках достигает лишь 45 МПа.
Кроме того, их недостаток в том, что эти прессы имеют вертикальное расположение чаш и пуансонов, что несколько затрудняет их обслуживание. Съем плит жмыха от каждой чаши производится вручную, что не позволяет создать поточную линию производства какао порошка. Поэтому на крупных предприятиях предпочтительнее использовать установки с горизонтальным прессом. Ознакомиться с принципиальной схемой такой гидропрессующей установки можно в подразделе 5.6 данной курсовой работы.
3.8 ПРОИЗВОДСТВО КАКАО ПОРОШКА
При выгрузке из пресса жмыха его температура равна около 90°С. Оставшееся в жмыхе какао масло находится в расплавленном состоянии. Поэтому перед дроблением и измельчением на мелкие куски жмых необходимо охладить до 35°С, в противном случае рабочие органы жмыходробилки будут замазываться продуктом.
Если для прессования какао тертого используются вертикальные прессы то жмых, как правило, охлаждают в помещении цеха в течение 12 – 18 ч, на что требуется значительная производственная площадь.
При использовании горизонтальных прессов съем жмыха механизирован, по виброжелобу плиты жмыха передаются в охлаждающую камеру, где поддерживается температура воздуха 2 – 8 °С, что сокращает время охлаждения до 5 – 6 ч.
Охлажденный жмых предварительно измельчают в жмыходробилке на куски размером 16 – 20 мм. Рабочими органами дробилки являются два вала с крупными зубьями, выступающими над их цилиндрической поверхностью. Зазор между валами регулируется, следовательно, можно получать частицы жмыха желаемого размера.
После грубого измельчения раздробленные частицы жмыха необходимо превратить в высокодисперсный порошок с размером частиц не выше 16 нм. Только в этом случае можно приготовить напиток какао в виде стойкой суспензии.
Кроме товарного какао порошка с содержанием какао масла не менее 16%, вырабатывается и производственный порошок, его жирность не выше 14%. Это полуфабрикат предназначен для изготовления конфет, гидрожировой глазури и шоколадных изделий на заменителях какао масла и других.
Для тонкого размола раздробленного жмыха применяют различные установки. Пример одной из таких представлен в подразделе 5.7.
Товарный какао порошок расфасовывают на специальных автомата по 100, 200 или 250 г, в художественно оформленные упаковки. А производственный какао порошок затаривают в специальные крафт-мешки массой по 25 кг.
В помещении, где установлены фасовочные автоматы, должна строго поддерживаться температура 20°С и относительная влажность воздуха не выше 65%. С повышением температуры какао порошок может налипать на витки и стенки дозирующего устройства автомата, что нарушает точность дозировки, которая должна быть в пределах ±2 – 3%.
Различают какао порошок не препарированный и препарированный. Первый получают из какао тертого, не обработанного щелочами. Такой порошок имеет слабокислую реакцию. Препарированный какао порошок производят из какао тертого (или какао крупки), обработанного щелочами. Порошок имеет слабощелочную реакцию.
3.9 ПРИГОТОВЛЕНИЕ САХАРНОЙ ПУДРЫ
После производства какао тертого и масла какао, дальнейшая технологическая стадия заключается в смешивании массы какао с сахаром и другими компонентами. Полученная при этом однородная масса называется шоколадной массой.
Однако, смешивание тонко измельченной массы какао с сахаром песком, кристаллы которого отличаются довольно крупными размерами (0,2 – 2,5 мм), нецелесообразно, так как шоколадная масса в дальнейшем должна подвергаться многократной механической обработке, чтобы достигнуть высокой степени измельчения твердых частиц. Такая обработка требует значительных затрат и приводит к быстрому износу размалывающие узлы машины. Поэтому на многих кондитерских фабриках сахар предварительно измельчают в тонкий кристаллический порошок – сахарную пудру.
Для измельчения сахара песка применяются молотковые мельницы разной конструкции. Наиболее эффективное измельчение достигается на микромельницах, с принципиальной схемой которых можно ознакомиться в подразделе 5.8.
Пудра состоит из частичек разных размеров. Содержание фракции частиц размером менее 25 нм может колебаться от 20 до 30%, а частиц более 40 нм – 50 – 60%. В этой фракции присутствуют частицы, размер которых достигает 200 – 300 нм. Таким образом, дисперсность сахарной пудры значительно ниже дисперсности какао тертого.
Кроме конструктивных особенностей дробилки степень измельчения зависит от влажности сахара песка. Чем суше сахар, тем мельче будут частицы сахарной пудры.
При получении сахарной пудры неизбежны выделения сахарной пыли, которая не только ухудшается санитарное состояние оборудования и помещения цеха, но и является взрывоопасной. Поэтому для производства сахарной пудры необходимо выделить отдельное помещение, оснащенное хорошо действующими установками для улавливания и удаления пыли.
3.10 СМЕШИВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Приготовления шоколадных масс начинается со смешивания подготовленных массы какао с сахарной пудрой, маслом какао, ореховой массой, сухим молоком и другими компонентами. Весовые соотношения между количеством какао тертого и маслом какао определяются утвержденным для данного сорта содержанием масла какао в готовом шоколаде и содержанием масла в тертой массе какао.
После точного взвешивания всех предусмотренных для образования шоколадной массы составных частей последние тщательно смешивают. Процесс смешивания протекает более быстро, когда тертое какао и какао масло поступают в расплавленном, жидком состоянии.
Для смешивания компонентов шоколадных масс используются автоматизированные станции с периодическим и непрерывным смешиванием рецептурных компонентов.
Основная задача при смешивании – добиться равномерного распределения разнородных по природе и свойствам компонентов, образовать однородную суспензию, в которой дисперсной фазой являются твердые частицы сахарной пудры и какао тертого, а дисперсионной средой – какао масло. Причем, на стадии образования шоколадной массы содержание масла какао не должно превышать 28%, а температура не выше 40°С.
При таких технологических параметрах, кратковременном замесе (10 – 20 мин) получить однородную суспензию затруднительно. Это также связано с физико-химическими процессами, обусловленными разной полярностью веществ дисперсной фазы и дисперсионной среды, высоким содержанием и дисперсностью частиц твердой фазы. Такие системы термодинамически неустойчивы, в них самопроизвольно происходит агрегирование твердых частиц, образование более крупных агрегантов, что уменьшает поверхность соприкосновения частиц с дисперсионной средой.
Какао масло обладает липофильными, а частицы сахара – гидрофильными свойствами. Чем больше полярна одна из фаз и меньше полярна другая, тем выше поверхностное натяжение на границе между ними, тем сильнее тенденция твердых частиц к агрегированию. Поэтому, несмотря на перемешивание высоковязкой массы, в которой содержится более 70% твердых частиц дисперсной фазы, неизбежно образуются коагуляционные структуры с разной прочностью контактных связей через тонкие прослойки масла какао.
Какао масло, удерживаемое коагуляционными структурами, обладает другими физическими свойствами и уже не выполняет роль объемной жидкости, что еще в большей степени повышает вязкость массы, приводит к ее комкованию, образованию значительного количества «вторичных» твердых частиц.
Поэтому при смешивании компонентов шоколадной массы одновременно протекают два процесса:
- механическое распределение твердых частиц (сахарной пудры и других сыпучих компонентов) в жидкой дисперсионной среде – масле какао;
- образование коагуляционных структур разных по прочности, часть которых разрушается при перемешивании массы и быстро тиксотропно восстанавливается.
При изготовлении шоколадных масс с добавлением к основным компонентам сухого молока добиться высокой степени смешивания еще более сложно. При контакте частичек молока с жидкой фазой мгновенно образуются новые коагуляционные структуры. Они способствуют комкованию частичек молока. Образовавшиеся новые пространственные структуры в высоковязкой шоколадной массе разрушить, практически, невозможно. Качество смешивания будет ухудшаться. Тиксотропные свойства масс с молоком будут выражены в большей степени, чем шоколадных масс без добавлений; это объясняется влиянием на процесс структурообразования белковых веществ молока. В данном процессе они выполняют роль поверхностно активных веществ.
3.11 ВАЛЬЦЕВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Важным показателем качества шоколадных масс является дисперсность, характеризующая степень измельчения твердых частиц. Размер твердых частиц в готовом шоколаде не должен превышать 16 нм, однако в исходных компонентах шоколадных масс он во много раз превышает эту цифру. Так, в сахарной пудре содержание частиц размером менее 35 нм не превышает 50%, а в какао тертом – 90 – 96%. Поэтому после смешивания основных компонентов дисперсность шоколадных масс будет около 60%.
Если вместо сахарной пудры используется сахар песок, размер кристалликов которого может достигать 2,5 мм, то дисперсность снизится до 20%.
Для дальнейшего измельчения твердых частиц (в основном кристалликов сахара) полученные после смешивания, шоколадные массы обрабатывают на валковых мельницах. Если при смешивании используется сахар песок, то масса вначале измельчается на двухвалковой мельнице, схема и принцип работы которой приведены в подразделе 5.9.
Окончательное измельчение шоколадных масс достигается на пятивалковых мельницах, схема и принцип работы которой также находится в подразделе 5.9 данной курсовой работы.
Под действием деформаций сжатия и сдвига в пятивалковых мельницах происходит дальнейшее измельчение твердых частиц, в результате чего их суммарная поверхность резко возрастает. Содержащееся в массе какао масло в количестве 26 – 28% перераспределяется на все новые поверхности твердых частиц в виде тонких пленок, что изменяет его физические свойства..
Температура провальцованной шоколадной массы 40 – 42°С, дисперсностью 98%. Отводящим конвейером порошкообразная масса передается на дальнейшую переработку в коншмашину.
3.12 КОНШИРОВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Для восстановления полужидкой консистенции шоколадной массы, после вальцевания ее загружают в месильную машину, добавляют небольшое количество масла какао (около 3 – 4%) и тщательно перемешивают в течение 10 – 20 мин при температуре 40 – 42°С. Такая технологическая операция называется отминкой.
Если производство шоколадных масс ведется на современных поточных линиях, то порошкообразную массу после вальцевания передают ленточным конвейером в коншмашины, где продолжается ее обработка, включающая отминку и гомогенизацию.
Конширование – это самая продолжительная по времени непрерывная механическая и тепловая обработка массы в течении 10 – 45 ч при температуре 45 – 50°С – для молочных и 65 – 70°С – для остальных сортов шоколада.
Конширование является завершающим процессом обработки шоколадных масс, в результате которого достигаются оптимальные вязкость, дисперсность, равномерное распределение твердых частиц в дисперсионной среде, формируются специфический вкус, аромат и цвет шоколада.
Изменение перечисленных показателей качества шоколадных масс достигается в результате дальнейшего измельчения твердых частиц, гомогенизация и аэрации массы, непрерывного и интенсивного перемешивания, тепловой обработки, что способствует протеканию многих физико-химических и биохимических процессов.
Процессы при механической обработке – перемешивание и измельчение зависят от конструктивных особенностей коншмашин. Наиболее часто применяются вертикальные ротационные коншмашины и горизонтальные однокамерные коншмашины. В них производится так называемое «сухое» конширование – с минимальным содержанием жира в шоколадной массе. Принципиальная схема ротационной коншмашины представлена в разделе 5.10.
При сухом коншировании, когда твердые частицы какао тертого не полностью покрыты пленками жира, достигается максимальное удаление влаги, летучих кислот и других веществ. В присутствии кислорода воздуха при высокой температуре более интенсивно протекают окислительные процессы фенольных соединений, что улучшает вкусовые качества шоколадных масс.
Происходит разрушение коагуляционных структур, уменьшается прочность и вязкость массы, она постепенно переходит из порошкообразного в пастообразное состояние. Вязкость массы существенно зависит от ее влажности. В процессе конширования влажность массы уменьшается от 1,3 до 0,2%.
Перед завершением конширования проверяют вязкость массы, она не должна превышать 14 Па·с. Если вязкость выше указанной, ее снижают добавлением какао масла, рассчитывая его количество так, чтобы общее содержание жира в шоколадной массе было равно минимальному рецептурному пределу.
После конширования шоколадную массу передают на темперирование.
3.13 ТЕМПЕРИРОВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
После конширования шоколадные массы перекачивают в сборники, в которых при непрерывном перемешивании охлаждаются до температуры 45 – 50°С. Шоколадные массы содержат 32 – 36% какао масла, способного к полиморфным превращениям. Поэтому, прежде чем отформовать шоколад, для того, чтобы избежать жирового поседения, необходимо создать такие условия, при которых в какао масле образовалось бы максимальное количество центров кристаллизации устойчивой β-формы триглицеридов. Это создает предпосылку при охлаждении отформованной массы для кристаллизации расплавленного какао масла на образовавшихся центрах новой фазы и предопределяет структуру готового шоколада, а также сводит к минимуму полиморфные превращения в какао масле при хранении шоколада.
Жировое поседение проявляется в появлении на поверхности плиток шоколада серого налета в виде мельчайших игольчатой формы кристалликов нестабильных форм триглицеридов какао масла, а в изломе масса имеет зернистую структуру. Такой шоколад становится товарным браком, хотя вполне доброкачественный и безвредный.
Процесс жирового поседения протекает самопроизвольно, так как вызывается переходом нестабильных полиморфных форм какао масла, обладающих большим запасом свободной энергии, в стабильную β-форму с минимальной свободной энергией.
Скорость полиморфных превращений зависит от многих факторов: температуры, присутствия других жиров, примесей ПАВ, вязкости какао масла, переохлаждения и перемешивания массы. Известно, что какао масло при охлаждении в состоянии покоя способно переохлаждаться на 10°С ниже температуры застывания и оставаться в аморфном состоянии продолжительное время.
Таким образом, основным преимуществом охлаждения какао масла при непрерывном перемешивании является устранение переохлаждения, при котором в масле самопроизвольно возникают метастабильные формы, что неизбежно вызовет жировое поседение.
Такой характер охлаждения и кристаллизации какао масла предопределяет условия темперирования шоколадной массы – оно должно сопровождаться постепенным охлаждением массы до температуры 30 – 31°С, оптимальной для перехода триглицеридов какао масла в устойчивую β-форму, при непрерывном перемешивании массы.
Перемешивание способствует равномерному охлаждению массы, разрушению структуры, распределению образовавшихся центров кристаллизации по всей массе. Готовые кристаллики будут катализировать возникновение новых.
Темперирование шоколадных масс производится в автоматитизированных темперирующих машинах различных марок. Принципиальная схема темперирующей машины показа в подразделе 5.11 данной работы.
При темперировании шоколадных масс с добавлениями необходимо учитывать, что масло орехов, сливочное масло, ПАВы и другие вещества снижают температуру полного расплавления какао масла, уменьшают величину переохлаждения, а следовательно, и скорость образования центров кристаллизации. Такие массы необходимо темперировать при более низких температурах, чтобы в каждом конкретном случае величина переохлаждения какао масла составила не менее 4,5°С.
После темперированная шоколадная масса передается на формование.
3.14 ФОРМОВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Шоколадные изделия формуют на специальных агрегатах, представляющих собой комплекс технологических машин, последовательно соединенных между собой системой транспортирующих устройств.
В основном шоколадные изделия формуют отливкой шоколадных масс в металлические (иногда пластмассовые) формы. Для каждого вида шоколадных изделий предусмотрены свои специальные формы. Металлические формы внутри покрыты тонким слоем никеля и отполированы до зеркального блеска, что облегчает выборку изделий из форм и придает им красивую блестящую поверхность. Формы периодически моют, сушат и протирают. Из загрязненных шоколадной массой форм трудно извлекать изделия, а их поверхность получается с изъянами. Внутренняя часть форм имеет выступающие ребра, которые в отформованном шоколаде оставляют углубления, облегчающие деление шоколадной плитки на более мелкие куски (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 – Формы для отливки плиточного шоколада
Обычно принято выпускать шоколад в виде тонких прямоугольных плиток толщиной от 3 до 10 мм и массой от 15 до 100 г. Эта форма и толщина плиток выбраны не случайно. Шоколадная масса является вязким продуктом (вязкость в момент заполнения форм около 20 Па·с), с низкой теплопроводностью и способна образовывать структурный каркас. Наиболее быстро можно охладить такую массу, если она имеет малую толщину и большую поверхность.
В зависимости от вида шоколадных изделий агрегаты для формования можно разделить на три группы:
Для формирования плиточного шоколада используются автоматы с одной или двумя отливочными головками различных марок. Наличие двух отливочных головок позволяет вырабатывать одновременно два вида шоколадных плиток (например, 100 и 50 г). Конструкция отливочных головок позволяет формовать шоколад с различными добавками (например, с дробленными орехами, вафельной крошкой, сухими фруктами и т.п.).
Формы для отливки плиточного шоколада закреплены на цепном конвейере агрегата шарнирно. При изготовлении шоколадных плиток различного развеса формы устанавливаются на конвейере поочередно. Каждая из отливочных головок заполняет шоколадной массой соответствующие формы. Таким образом, на одном автомате с двумя отливочными головками одновременно можно вырабатывать плиточный шоколад в ассортименте. Принципиальная схема отливочного автомата представлена в подразделе 5.12.
При охлаждении отлитой шоколадной массы в формы, она переходит из жидкого состояния в твердое хрупкое. Это обусловлено свойствами какао масла. В результате охлаждения ниже точки плавления какао масло кристаллизуется и переходит в твердое хрупкое состояние, придавая эти свойства шоколадной массе.
Для получения готового шоколада, имеющего красивую блестящую поверхность, необходимо, чтобы в процессе охлаждения шоколадной массы образовалась мелкокристаллическая структура какао масла.
При охлаждении шоколадных масс завершается вторая стадия процесса кристаллизации – рост кристалликов какао масла, которая характеризуется скоростью процесса и зависит от многих факторов: степени переохлаждения, химического состава триглицеридов, количества центров кристаллизации данной модификации, скорости охлаждения какао масла, значения скрытой теплоты кристаллизации, теплопроводности шоколадной массы, ее вязкости, состава примесей других жиров в какао масле и др.
Мелкокристаллическая структура какао масла и высокая скорость кристаллизации достигаются при условии, когда в процессе темперирования шоколадных масс образуется значительное количество центров кристаллизации β-формы триглицеридов. При быстром охлаждении шоколада до температуры 18 – 20°С на их поверхности откладывается избыток расплавленного какао масла и происходит его массовая кристаллизация.
При кристаллизации какао масла уменьшается в объеме, что значительно облегчает выборку плиток шоколада из форм. Если в шоколадной массе содержится 30 – 35% какао масла, то сокращение объема шоколада массой 100 г при его охлаждении с 35 до 15°С составляет 2,0 – 2,5 см3. Плитки из недостаточно оттемперированной шоколадной массы, в которой не завершился процесс кристаллизации какао масла, плохо отделяются от форм и ломаются при выборке.
При выборке из форм плитки шоколада обдуваются воздухом, температура которого должна быть на 1 – 2°С выше точки росы воздуха в цехе.
Если эти условия не соблюдаются, то на поверхности охлажденных плиток шоколада может образоваться пленка конденсата водяных паров, в которой растворится поверхностный слой сахара. В дальнейшем по мере нагревания плиток, влага из раствора начнет испаряться, раствор из насыщенного перейдет в перенасыщенное состояние. В таком растворе произойдет кристаллизация сахарозы. При окончательном испарении влаги образовавшиеся кристаллики сахарозы останутся на поверхности плиток в виде белого налета. Такое явление называется сахарным «поседением» шоколада, а готовые изделия являются браком.
Для изготовления плиточного шоколада с начинками применяются специальные формы, имеющие различные очертания. Процесс формования осуществляется на универсальных двух- или четырехлинейных агрегатах, представляющих собой замкнутую систему из многих машин.
Основные технологические операции изготовления шоколада с начинками можно представить следующей схемой (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 Основные операции производства плиточного шоколада с начинкой
а, б, в – образование стенок корпуса изделия; г – заливка начинки; д – уплотнение и охлаждение начинки; е – образование донышка и его охлаждение; ж – выборка изделия из формы.
Формы с фигурными ячейками подаются под отливочный механизм (рисунок а), заполняются шоколадной массой и поступают на вибротранспортер (рисунок б), затем на опрокидыватель, где переворачиваются дном вверх (рисунок в). Около 75% массы при этом выливается из ячеек, а на стенках остается небольшой слой. Далее формы поступают в центробежную машину, где слой шоколадной массы в ячейках выравнивается и достигает толщины 1,0 – 1,7 мм.
Формы возвращаются в исходное положение и передаются в охлаждающую камеру для образования твердой шоколадной оболочки. Затем формы подаются под отливочные механизмы для наполнения ячеек начинкой (рисунок г). Ячейки заполняются начинкой не до краев (рисунок д), с тем, чтобы осталось место для последующей заливки шоколадной массы и образования донышка изделия.
После охлаждения начинки формы подаются под отливочную головку (рисунок е) для заливки шоколадной массой донышка изделий. После удаления излишков шоколадной массы с поверхности и боковых сторон формы направляются в охлаждающую камеру, из которой передаются на машину для выборки изделий из ячеек формы (рисунок ж).
Для производства шоколадных изделий с начинкой, как правило, используется шоколадная масса с содержанием жира 35%. Толщина оболочки зависит от вида начинки. Для жидких начинок толщина шоколадной оболочки большая, для твердых меньшая.
К жидким относятся фруктовые, ликерные и помадные начинки, а к твердым – пралиновые начинки с содержанием твердого жира не менее 30%. Все твердые начинки перед подачей на формование темперируются, а формы после заполнения подвергаются вибрации. Формы с жидкими начинками подвергать вибрации не обязательно.
Для изготовления пористого шоколада используются обычные формы, как и для других сортов плиточного шоколада. В подогретые до температуры 29 – 30°С формы отливают порции протемперированной шоколадной массы. Формы подвергаются вибрации на вибростоле для равномерного распределения шоколадной массы и помещают в вакуум-камеры. Вдоль камеры расположены полые трубы, по которым циркулирует холодная вода. Трубы одновременно служат и полками, на которые помещают формы.
С помощью вакуум-насоса в камерах создается разрежение (около 720 мм рт.ст.). Для контроля разрежения на каждой камере установлены вакуумметры. В разреженном пространстве оставшиеся в шоколадной массе пузырьки воздуха расширяются, увеличивая объем массы.
Образование пор в шоколадных плитках происходит при одновременном их охлаждении, так как циркулирующая в трубах вода имеет температуру 5 – 6°С. Охлаждение способствует застыванию шоколада и упрочнению его пористой структуры. Для визуального наблюдения за увеличением объема плиток шоколада вакуум-камеры имеют смотровые окна. По завершению структурообразования шоколада в вакуум-камеру медленно вводят воздух, открывая воздушные краники.
Вынутые из вакуум-камеры формы с пористым шоколадом помещают в холодильный шкаф для окончательного охлаждения при температуре воздуха в шкафе 5 – 6°С. После охлаждения в течение 20 минут плитки шоколада извлекают из форм и помещают в шкаф, где поддерживается температура 15°С, для медленного нагревания до температуры помещения цеха, а затем передают на завертку и упаковку.
3.15 ЗАВЕРТКА И УПАКОВКА ШОКОЛАДА
Завертка необходима для предохранения шоколадных изделий от вредного воздействия окружающей среды: воздуха, света, влаги, загрязнений и механических повреждений. Кроме того, завертка позволяет удлинить сроки хранения и придать привлекательный внешний вид.
Шоколадные плитки завертывают в два соля – фольгу и художественно оформленную этикетку. Шоколад весьма чувствителен ко всяким колебаниям температуры. Поэтому в помещение, где производится завертка и упаковка шоколада, необходимо кондиционировать воздух, температура которого должна быть 12 – 18°С, а относительная влажность 40 – 50%.
Упаковочные материалы, потребительская и транспортная тара, используемые для упаковывания продукта, должны соответствовать требованиям документов, в соответствии с которыми они изготовлены.
Во избежание явлений жирового или сахарного «поседения» шоколада в складских помещениях для хранения рекомендуется поддерживать температуру от 5 до 22°С, а относительную влажность воздуха 65 – 70%.
Шоколад следует хранить в чистых, хорошо вентилируемых складах, не зараженных вредителями. Продукт не должен подвергаться воздействию прямого солнечного света. А также не допускается хранить и транспортировать продукт совместно с продуктами, обладающими специфическим запахом.
Срок годности продукта устанавливает изготовитель в рецептурах или технологических инструкциях на продукцию конкретного наименования. Но обычно он составляет от 6 до 12 месяцев со дня изготовления.
4 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
4.1 НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Плиточный шоколад, изготовляемый на территории Российской федерации, производится согласно ГОСТ Р 52821-2007 – «Шоколад. Общие технические условия», который вступил в силу 27 апреля 2009 года.
Данный стандарт устанавливается следующие термины:
Примечание: К пористому шоколаду шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.
Примечания:
Примечания:
Примечание: К отделяемой составной части шоколада относят шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания.
Примечания:
По органолептическим показателям шоколад, молочный шоколад, несладкий шоколад, горький шоколад, темный шоколад, белый шоколад и (или) их сочетания, пористый шоколад, шоколад с крупными добавлениями и шоколад с тонкоизмельченными добавлениями должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Органолептические показатели
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Вкус и запах |
Свойственные для конкретного типа шоколада, без постороннего привкуса и запаха |
|
Внешний вид |
Лицевая поверхность ровная или волнистая, с рисунком или без него, блестящая. В шоколаде с крупными добавлениями в виде целых или дробленных орехов, цукатов, изюма, воздушных круп (и других) и в пористом шоколаде допускается неровная поверхность. Не допускается поседение и зараженность вредителями. Для весового незавернутого шоколада допускается не более 5% лома, размер которого не превышает 1/3 площади плитки, лом более мелкого размера не должен превышать 3% |
|
Форма |
Соответствующая рецептуре, используемому оборудованию, без деформации для всех видов шоколада, кроме весового |
|
Консистенция |
Твердая |
|
Структура |
Однородная. В шоколаде с крупными добавлениями целые или дробленые орехи, цукаты, изюм, воздушные крупы (и другие) равномерно распределены в массе шоколада. Ячеистая – для пористого шоколада. |
Примечания:
Шоколад с начинкой и шоколадные изделия должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Органолептические показатели
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Вкус и запах |
Свойственные для данного продукта, без постороннего привкуса и запаха. У шоколада с начинкой и шоколадного изделия – вкус шоколада и пищевых ингредиентов, составляющих кондитерскую массу |
|
Внешний вид |
Поверхность шоколадного покрытия ровная или волнистая, с рисунком или без него, блестящая или матовая. В шоколадном покрытии с крупными добавлениями в виде целых или дробленных орехов, цукатов, изюма, воздушных круп (и других) и в пористом допускается неровная поверхность. Не допускается поседение и зараженность вредителями шоколадной части. Допускаются надломленные изделия: не более 4% – для шоколада с начинкой и шоколадных изделий |
|
Форма |
Соответствующая рецептуре, используемому оборудованию, без деформации для всех видов шоколада с начинкой и шоколадных изделий |
|
Консистенция |
Твердая для шоколадного покрытия |
|
Структура |
Однородная. Крупные добавления в шоколадной части – целые или дробленные орехи, цукаты, изюм, воздушные крупы (и другие ингредиенты) – равномерно распределены в массе шоколада. Структура шоколадного изделия в соответствии с требованиями к ингредиентам кондитерских масс |
Примечание – Незначительные дефекты, не портящие внешнего вида шоколадного покрытия, такие как крошка, пузырьки, царапины, сколы, проникание начинки, фруктов (других крупных добавлений) на поверхность, не являются браковочным признаком.
По физико-химическим показателям шоколад должен соответствовать нормам, указанным в таблицах 4.3 и 4.4.
Таблица 4.3 – Физико-химические показатели шоколада
|
Наименование показателя |
Шоколад |
Молочный шоколад |
Несладкий шоколад |
Белый шоколад |
Горький шоколад |
Темный шоколад |
Шоколад с начинкой |
Шоколадное изделие |
|
Массовая доля общего сухого остатка какао, %, не менее |
35 |
25 |
– |
– |
55 |
40 |
– |
9 |
|
Массовая доля масла какао, %, не менее |
18 |
– |
От 50 до 58 |
20 |
33 |
20 |
– |
4,5 |
|
Массовая доля общего жира, %, не менее |
– |
25 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Массовая доля молока и (или) молочных продуктов, %, не менее |
– |
12 |
– |
14 |
– |
– |
– |
– |
|
Массовая доля молочного жира, %, не менее |
– |
2,5 |
– |
3,5 |
– |
– |
– |
– |
|
Отделяемая составная часть шоколада, % |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Не менее 40 |
От 25 до 40 |
|
Массовая доля начинки, %, не более |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
60 |
– |
|
Массовая доля сухого обезжиренного остатка какао, %, не менее |
14 |
2,5 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Таблица 4.4 – Физико-химические показатели шоколада
|
Наименование показателя |
Норма для всех типов шоколада |
|||
|
обыкновенного |
десертного |
|||
|
без добавлений |
с добавлениями |
без добавлений |
с добавлениями |
|
|
Степень измельчения, % |
92,0 |
92,0 |
97,0 |
96,0 |
Продолжение таблицы 4.4
|
Наименование показателя |
Норма для всех типов шоколада |
|
Массовая доля золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%, не более |
0,1 |
Органолептические и физико-химические показатели, пищевая ценность и сроки годности продукта, обусловленные особенностями используемого сырья, технологией производства и условиями фасовки, должны быть установлены в рецептурах или технологических инструкциях на продукты конкретных наименований.
Массовая доля сахара, жира, начинки и влаги в продукте должна быть в соответствии с расчетным содержанием по рецептуре с учетом допускаемых отклонений, указанных в рецептурах или технологических инструкциях.
При производстве продукта разрешается использовать, не изменяя минимального количества масла какао, до 5% к общему весу шоколадной массы (без крупных добавок) растительные жиры – эквиваленты масла какао и (или) улучшители масла какао SOS-типа.
Содержание токсичных элементов, остаточное количество пестицидов, афлатоксина В1 и радионуклидов в продукте не должно превышать норм, установленных нормативными правовыми актами Российской федерации.
4.2 ДЕФЕКТЫ ШОКОЛАДА
В процессе оценки качества шоколада, как правило, обнаруживаются дефекты, разнообразные по своему значению, виду и происхождению. Классификация дефектов шоколада дана в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Классификация дефектов шоколада
|
Признаки классификации |
Дефекты шоколада |
|
1. Степень значимости |
Критические (повреждение шоколадной молью) Значительные (сахарное, жировое поседение) Малозначительные (царапины, крошка) |
Продолжение таблицы 4.5
|
Признаки классификации |
Дефекты шоколада |
|
2. Методы и средства обнаружения |
Явные (сахарное, жировое поседение) Скрытые (салистый привкус, вкус испорченного жира) |
|
3. Возможность устранения |
Устранимые (сахарное поседение) Неустранимые (проникновение начинки и фруктов на поверхность, жировое поседение) |
|
4. Возникновение в жизненном цикле |
Технологические (недоферментированные бобы, нарушение технологии темперирования) Предреализационные (пятна, царапины, матовость поверхности) Послереализационные (трещины, сломы) |
Существенными дефектами шоколада являются сахарное и жировое поседение, а также повреждение шоколадной молью и другими насекомыми.
Сахарное поседение возникает в случае увлажнения поверхности шоколада, перемещенного из холодного помещения в теплое. На холодной поверхности происходит конденсация паров влаги, в результате чего образуются капельки воды, в которых растворяется сахар, содержащийся в шоколаде. А когда капельки воды испаряются, на поверхности шоколада остаются кристаллики сахара в виде белых маленьких пятен.
Жировое поседение возникает вследствие выделения кристалликов жира на поверхности шоколада. Как правило, основной причиной появления жирового поседения является нарушение технологии темперирования шоколадной массы, перед ее разливкой в формы. Но даже при соблюдении технологии возможно появление жирового поседения, если шоколад во время хранения подвергать большим колебаниям температуры. Например, в случае хранения шоколада под воздействием прямых солнечных лучей.
Как сахарное, так и жировое поседение не приводят к снижению пищевой и биологической ценности шоколада и шоколадных изделий и они пригодны к употреблению. Однако эти дефекты существенно ухудшают внешний вид данных изделий.
Шоколад легко поражается насекомыми-вредителями. Наиболее опасна для него шоколадная моль. В шоколаде и какао-бобах гусеницы шоколадной моли прокладывают характерные ходы, оставляя в них мелкие крупинки кала.
К незначительным дефектам шоколада, не портящие внешнего вида, относятся крошка, пузырьки, царапины, пятна, проникновение жидкой фазы начинки и фруктов на поверхность.
В основном причинами возникновения дефектов шоколада являются нарушения в технологии производства, но помимо этого, причиной может оказаться некачественное сырье. Например, в какао бобах, при их недостаточной ферментации, остаются не полностью гидролизованные антоцианы, придающие бобам, а следовательно и шоколаду, сильный вяжущий и горький вкус.
Заключительным фактором, ухудшающим качество шоколада, является длительное хранение, во время которого шоколад теряет аромат, приобретает несвежий, лежалый запах, салистый привкус и запах испорченного жира.
5 ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛИТОЧНОГО ШОКОЛАДА
5.1 ОЧИСТКА И СОРТИРОВКА КАКАО-БОБОВ
Для очистки от примесей и сортировки какао бобов по размерам применяются очистительно-сортировочные машины, принципиальная схема которой показана на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Принципиальная схема очистительно-сортировочной машины
Очистка и сортировка производится путем воздушной сепарации и при движении какао бобов по виброситам. Бобы засыпаются в бункер 2, дном которого является вибролоток 1. Заслонкой 3 регулируется высота выходной щели. Под воздействием вибрации бункера какао бобы проходят щель в один слой и оказываются под отверстием аспирационного канала 4, в который с большой скоростью всасывается воздух. Продукт и легкие примеси подхватываются им, а тяжелые камушки, металлические примеси скатываются в сборник 28.
Из аспирационного канала продукт попадает в осадительную камеру 8. Здесь воздух теряет скорость, какао бобы и разные частицы оседают, а пыль уносится по каналу 11 в циклон 19. Очищенный воздух по воздуховоду 13, через заслонку 12, вентилятором 14 выбрасывается из машины через канал 10, а пыль и легкие мелкие примеси оседают в сборнике 20.
Вдоль дна осадительной камеры 8 располагается шлюзовый затвор, вращающийся ротор которого захватывает порции продукта и подает его в ситовой блок. Последний состоит из трех сит, расположенных одно под другим. Сита имеют разный диаметр отверстий от 8 до 2 мм. Ситовой блок опирается четырьмя пружинами 23 и 27 на раму 24 и приводится в колебательное движение с помощью двух электродвигателей вибраторов 26.
Перемещаясь по ситам, какао бобы сортируются по размерам на две фракции: крупные и нормальные. От них отделяются ломанные и склеенные бобы. Над верхним и нижним ситом расположены аспирационные каналы 6 и 16, через которые уносятся мелкие и крупные примеси. Они оседают в сборника 7 и 15. Скорость воздуха в каналах регулируется заслонками 9.
Полученная фракция крупных какао бобов выводится из машины по наклонному желобу 17. Фракция нормальных по величине бобов выводится по желобу 18. Ломанные и дробленые какао бобы собираются сходом по нижнему ситу с отверстиями диаметром 2 мм в желобе 21. Через отверстия этого сита проходят песок, мелкие примеси и собираются в бункер 22.
Сборники примесей очищаются периодически (по окончанию смены), а сита от пыли очищаются непрерывно во время работы с помощью подвижных металлических шаров, обтянутых резиной и расположенных под ситами.
5.2 ОБЖАРКА КАКАО БОБОВ
Обжарка какао бобов может осуществляться в различных аппаратах. Наиболее совершенными в настоящее время признаны непрерывно действующие, одноканальные, двухзонные, вертикальные сушилки с замкнутым циклом движения теплоносителя, типа STR. Схема подобной сушилки представлена на рисунке 5.2.
Какао бобы или крупка непрерывно поступают в вертикальный коробчатого профиля канал 1, стенки которого изготовлены из специальной сетки. Параллельно каналу установлены паровые батареи – калориферы 2, а с противоположной стороны – сетчатые фильтры 5 для очистки воздуха.
Сушилка разделена на две зоны: зону обогрева и зону охлаждения продукта. Непрерывная циркуляция воздуха в горячей зоне через слой движущегося сверху вниз продукта обеспечивается двумя вентиляторами 3. Поток воздуха поступает на паровые калориферы, нагревается до 125 – 130°С и отдает тепло какао бобам. Охлажденный воздух очищается на фильтрах от унесенных мелких частиц и вновь подается на калориферы. Избыток воздуха отводится через выходной патрубок. Рециркуляция воздуха способствует большой экономии тепла.
Температурный режим в горячей зоне точно регулируется в пределах 80 – 150°С и поддерживается на заданном уровне автоматически. Регулируется также и время прохождения продукта в горячей и холодной зонах.
Рисунок 5.2 – Схема вертикальной сушилки типа STR
Перемещаясь в канале, какао бобы постепенно нагреваются. При выходе из горячей зоны сушилки температура оболочки достигает 135°С, а внутренних слоев бобов – 95 – 104°С, что способствует интенсивному испарению влаги. К концу обжарки влажность какао бобов снижается с 6 – 8% до 2,0 – 2,5%.
Опускаясь по каналу, продукт попадает в зону охлаждения, где обдувается воздухом, подаваемым вентилятором 4. Предварительно наружный воздух очищается от пыли фильтром. В этой зоне сушилки температура какао бобов снижается до 35 – 36°С.
Обжаренный и охлажденный продукт выводится из сушилки через роторный шлюзовый затвор.
5.3 ДРОБЛЕНИЕ КАКАО БОБОВ
Для разделения какао бобов на составные части применяются специальные дробильно-сортировочные машины, различных конструкций. Принципиальная схема дробильно-сортировочной машины изображена на рисунке 5.3.
Обжаренные и охлажденные какао бобы поступают в воронку 1 ковшевого элеватора 2, снабженную встряхивающим механизмом, предотвращающим зависание продукта. При движении по малому виброситу 3 от какао бобов отделяется мелкая фракция; минуя дробильный механизм, эта фракция подается на верхнее сито 6 ситового блока 15.
Рисунок 5.3 – Схема дробильно-сортировочной машины
Дробильный механизм состоит из двух шестигранных валков 4 и двух отбойных пластин 5, одна из которых расположена горизонтально, а другая вертикально. Попадая на грани быстро вращающихся валков, бобы отбрасываются и ударяются о неподвижные пластины, раскалываясь на куски. Смесь крупки, оболочки и неразбитых какао бобов падает на сито 6, сквозь которое проходят частички ядра и оболочки, а неразбитые бобы по каналу 19 возвращаются в элеватор и подаются на повторное измельчение.
Ситовой блок 15 опирается пружинами 13 и 17 на корпус 18 и получает колебания от двух электродвигателей вибраторов 16. В блоке установлено 5 сит, расположенных каскадом. Размер отверстий в ситах по мере просеивания смеси увеличивается от 1 до 8 мм.
В конце каждого сита над ним расположен вертикальный аспирационный канал 7. Частицы ядра и оболочки, не прошедшие сквозь соответствующее сито, проходят под каналом. Поток воздуха, создаваемый вентилятором 12, подхватывает оболочку и по каналу уносит в осадительную камеру 8. Степень очистки крупки от оболочки зависит от скорости и количества воздуха, проходящего через аспирационные каналы 7. Регулирование количества воздуха осуществляется поворотом заслонок 11. В осадительной камере скорость воздуха резко снижается, оболочка падает вниз и шнеками 9 выводится из машины.
Фракции крупки, очищенные от какаовеллы в конце каждого сита, собираются в разгружающих устройствах 10 и по ним выводятся из машины в наклонный виброжелоб 14.
Сход крупки по нижнему ситу содержит ростки какао бобов. Для удаления ростка фракцию крупки, отделенной ситом с ячейками 4 – 5 мм, пропускают через триер.
5.4 ПОЛУЧЕНИЕ КАКАО ТЕРТОГО
Для размола какао крупки, из которой получают какао тертое, как правило, используются комбинированные размольные агрегаты. Принципиальная схема такого комбинированного агрегата, представлена на рисунке 5.4.
Рисунок 5.4 – Комбинированный размольный агрегат
Крупка непрерывно поступает в бункер ударной мельницы, из которого вибродозатором 6 подается на наклонную пластину 7, освобождается от ферропримесей с помощью магнитов 8 и шнеком 5 подается внутрь мельницы.
В корпусе мельницы вращается ротор 4 с шарнирно закрепленными на нем четырьмя молотками 10, которые разгоняют частицы крупки и ударяют их о рифленую поверхность 9. В результате какао крупка измельчается, происходит разрыв стенок клеток и истечение из них какао масла. Частицы, имеющие размер меньше, чем отверстия в сетке 2, проходят сквозь него вместе со свободным какао маслом.
Полученная в результате измельчения жидкая суспензия насосом 1 перекачивается в приемную воронку дисковой мельницы 14. Шнек 11 подает суспензию в зазор между вращающимися в одном направлении, но с разной скоростью корундовыми дисками 13 и 15. Степень измельчения в машине регулируется путем изменения зазора между дисками. Диски укреплены на металлических основаниях 12 и 16.
Прошедшие вторую ступень измельчения какао тертое вытекает из мельницы и через вибрирующее сито 17, по наклонной поверхности 18 поступает в промежуточную емкость 19, оттуда насосом 20 непрерывно подается в шариковую мельницу 23.
Шариковая мельница представляет собой вертикальный цилиндр с водяной рубашкой, внутри которого вращается вал 25 с горизонтальными дисками 24. Внутренний объем цилиндра плотно заполнен стальными шариками диаметром 4 – 6 мм. Шарики приводятся в движение пальцами ротора. Под воздействием непрерывно соударяющихся и трущихся друг о друга шариков твердые частицы какао тертого, поступающего в камеру измельчения, раздавливаются и истираются.
Какао тертое подается в машину под давлением 0,25 МПа и перемещается в зазорах между шариками снизу вверх.
Давление контролируется манометром 21. Окончательно измельченное какао тертое проходит через дисковый фильтр 26, препятствующий выходу шариков, стекает в накопительный сборник 27 и насосом 28 перекачивается на дальнейшую переработку.
Дисперсность какао тертого при трехступенчатом размоле какао крупки достигает 98%, температура на выходе из шариковой мельницы 75 – 80°С.
5.5 ТЕМПЕРИРОВАНИЕ КАКАО ТЕРТОГО
Для темперирования какао тертого лучше всего использовать пленочный аппарат батарейного типа - петцомат, показанный на рисунке 5.5.
На станине 10 аппарата расположены три колонки – статоры 9 цилиндрической формы с рубашками 7 для обогрева, в которых установлены роторы 8, закрепленные в подшипниках. Роторы приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей. На каждом из роторов в четыре ряда закреплены специальные распылительные лопатки, недоходящие до стенки статора 0,5 – 1,0 мм. Нагретый в электрических подогревателях воздух поступает в полный вал ротора и далее в кольцевое пространство между ротором и статором.
Какао тертое температурой 85 – 90°С непрерывно подается насосом 4 в верхнюю часть первой колонки и распределяется в виде тонкого слоя, совершающего турбулентное движение по спирали. Вместе с какао тертым дозируется насосом 2 через клапан-расходомер 3 дистиллированная вода в количестве от 0,5 до 2%. Предварительно вода нагревается в емкости 1 с мешалкой. Вода быстро эмульгируется с обрабатываемым продуктом.
Рисунок 5.5 – Схема работы пленочного аппарата петцомат
Если обрабатывают какао тертое, содержащее небольшое количество летучих кислот, добавление воды не является необходимым. Напротив, при обработке какао тертого, полученного из бобов Байя, содержащих большое количество летучих кислот, добавление воды является обязательным.
Под действием своей массы продукт непрерывно продвигается сверху вниз по внутренней стенке цилиндрического корпуса статора. Вентиляторами 12 из воздуховодов 11 с электронагревателями в каждую колонку подается навстречу продукту подогретый воздух, который испаряет влагу и дезодорирует какао тертое, после чего выбрасывается в циклон-каплеуловитель 15, а из него в атмосферу.
Обработанный в первой колонке продукт через нижнее разгрузочное отверстие поступает в насос и передается им во вторую, а затем и в третью колонку, в которых процесс тепловой обработки повторяется в той же последовательности. Управление работой установки осуществляется с пульта 13.
5.6 ПРЕССОВАНИЕ КАКАО ТЕРТОГО
Для отжима масла из какао тертого используются различные прессующие установки. На рисунке 5.6 показана принципиальная схема гидропрессующей установки с горизонтальным прессом.
Рисунок 5.6 – Гидропрессующая установка с горизонтальным прессом
Обозначения: А1 – какао тертое из сборника 19 на рисунке 2.5; А2 – какао тертое, подаваемое в пресс; А3 – возврат какао тертого в нагревательный бак; А4 – какао тертое, слитое из нагревательного бака; В – какао масло; С – какао жмых.
Установка включает многочашечный автоматизированный пресс, нагревательный бак, насос для подачи какао тертого в чаши, весы с резервуаром, насос для перекачивания какао масла, гидронасос, распределительный шкаф с компьютерной системой управления.
Какао тертое после щелочной обработки или полученное из алкализированной какао крупки насосом подается в нагревательный бак 3 емкостью 400 кг. Бак оборудован вертикальным шнеком и двойным змеевиком, обогреваемым паром давлением 300 кПа. В баке какао тертое быстро нагревается до температуры 100 – 115°С и гомогенизируется. Пройдя фильтр, какао тертое поступает в кольцевой трубопровод и подается насосом 4 через расходомер в чаши пресса под давлением 300 кПа. После заполнения чаш подача автоматически прекращается, и какао тертое по кольцевому трубопроводу возвращается в нагревательный бак.
Пресс 1 состоит из 14 чаш емкостью 15 кг каждая и обогреваемых паром пуансонов. Гидравлическим насосом в цилиндр пресса подается под давлением 63 МПа машинное масло. Находящийся в цилиндре плунжер давит на первый пуансон и через какао тертое в чаше передает давление следующему пуансону и т.д. В результате каждый пуансон, входя в чашу, выдавливает масло через фильтрующие элементы в отводящую линию. Отжатое какао масло поступает в емкость, установленную на весах 5, из которой насосом 6 перекачивается в сборник.
Степень отжима масла зависит от производительности пресса. При жирности какао тертого 54,5% и влажности 1% остаточная жирность в жмыхе может изменяться от 22 – 24% при производительности пресса 2250 кг/ч и до 8 – 10% при производительности 620 кг/ч какао тертого.
Продолжительность прессования регулируется компьютером в зависимости от жирности, вязкости какао тертого и производительности пресса. По завершению процесса прессования оставшийся в чашах жмых выталкивается пуансонами при обратном ходе. Плиты жмыха падают на виброжелоб и выводятся из пресса. Пустые чаши вновь заполняются какао тертым, и цикл повторяется.
5.7 ПРОИЗВОДСТВО КАКАО ПОРОШКА
Какао порошок получают путем тонкого размола раздробленного жмыха. Для этих целей применяются различные установки. Пример одной из таких представлен на рисунке 5.7.
Рисунок 5.7 – Установка Шененберга для размола какао жмыха
Данный агрегат состоит из дезинтегратора 4, трубчатого охладителя 7, сепаратора 8 и циклона 9. Дробленый жмых подается электровибратором 1 через магнитные уловители 2 в шлюзовый питатель 3, а из него в дезинтегратор по центру вращающегося ротора.
Измельчающий механизм дробилки состоит из двух дисков. Один из них закреплен неподвижно, другой вращается с частотой 5550 об/мин. На дисках по радиальным окружностям закреплены штифты. При многократных ударах о штифты и внутреннюю рифленую поверхность дезинтегратора частицы жмыха мгновенно измельчаются в порошок. Через штуцер 5 внутрь мельницы вентилятором 11 подается охлажденный воздух.
Корпус и откидная крышка мельницы снабжены водяными рубашками, в которых циркулирует охлаждающая вода температурой 25 – 30°С.
Из мельницы какао порошок увлекается струей воздуха в трубчатый охладитель 7. По внутренним трубам гонится порошок, а в наружных циркулирует раствор хлористого кальция, охлажденный до температуры -2°С. В результате теплообмена нагретый при измельчении какао порошок быстро охлаждается до 14 – 16°С.
Пройдя семь витков труб, при длине каждого витка около 15 м, воздушный поток увлекает порошок в сепаратор 8, где он разделяется на крупные и мелкие частицы. Тонкий помол уносится воздушным потоком в циклон 9, где порошок оседает и через шлюзовый затвор 10 передается в материалопровод пневмотранспортной установки.
Из сепаратора 8 крупные частицы порошка через шлюзовый затвор подаются в трубу и потоком воздуха, создаваемым вентилятором 11, увлекаются в мельницу на повторное измельчение.
Регулируя количество подаваемого в систему воздуха с помощью специальных заслонок, можно добиться желаемой степени измельчения какао порошка.
Циклоны 8 и 9 снабжены металлическими встряхивателями ударного типа, которые препятствуют образованию сводов и обеспечивают продвижение порошка к разгрузочным устройствам.
5.8 ПРИГОТОВЛЕНИЕ САХАРНОЙ ПУДРЫ
Сахарную пудру получают путем измельчения сахара песка. Для этого применяются молотковые мельницы разной конструкции. Наиболее эффективное измельчение достигается на микромельницах.
Микромельница, изображенная на рисунке 5.8, состоит из корпуса 1, внутренняя поверхность 5 которого рифленая. Внутри корпуса помещен ротор 2 с радиально подвешенными на осях 4 молотками 3. Ротор вращается от электродвигателя с частотой 6000 об/мин.
Просеянный и очищенный от ферропримесей сахар песок загружают в воронку 10, которая снабжена предохранительной решеткой 9 и сеткой 8 с отверстиями размером 3х3 мм для предотвращения попадания в мельницу крупных кусков сахара и посторонних предметов. Подача сахара из воронки регулируется шибером 7.
Шнеком 6 сахар равномерно подается в рабочую камеру дробилки. Вращающиеся молотки разбивают кристаллы сахара и отбрасывают их с большой силой на рифленую поверхность статора. Ударяясь, частицы сахара дробятся и, отскакивая, вновь разбиваются молотками. Измельченная пудра через отверстия сита 11 в нижней части корпуса поступает в бак 14.
Рисунок 5.8 – Микромельница для приготовления сахарной пудры
К корпусу дробилки присоединен рукавный фильтр, снабженный уплотняющим кольцом 13. Отработанный воздух выводится через фланелевый рукав 15, оставляя внутри него пылевидные частицы сахарной пудры.
5.9 ВАЛЬЦЕВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Для измельчения твердых частиц шоколадной массы ее обрабатывают на валковых мельницах. Масса вначале измельчается на двухвалковой мельнице, принципиальная схема которой изображена на рисунке 5.9.
Машина имеет два пустотелых валка 6 диаметром 400 мм, изготовленных из высокопрочной стали. Внутрь валков подается охлаждающая жидкость. Специальное устройство контролирует температуру валков и автоматически поддерживает режим охлаждения.
Зазор между валками автоматически регулируется гидравлическим устройством. Валки приводятся в движение от электродвигателя 1.
Шоколадная масса подается в бункер 4, дно которого закрыто заслонкой 5. Заслонка перемещается при помощи гидравлического цилиндра 3, снабженного штоком 2. Уровень наполнения бункера автоматически контролируется.
Рисунок 5.9 – Схема двухвалковой мельницы
Проходя в зазоре между валками, масса измельчается до размера частиц 150 – 200 нм. С валков смесь снимается пневматически прижимаемыми скребками 8 и по кожуху 7 стекает в отводящий шнек 9.
Машина полностью автоматизирована, ее электронное оснащение основывается на программном управлении с центрального пульта.
После измельчения шоколадной массы в двухвалковой мельнице, масса передается на окончательное измельчение в пятивалковую мельницу. Современные пятивалковые мельницы работают в автоматическом режиме и оснащены программным управлением. Установочные данные по рецептурному составу и технологическим параметрам для шоколадных масс занесены в память рецептур шоколада.
Основными рабочими органами мельницы, схема которой изображена на рисунке 5.10, являются пять пустотелых валков диаметром 400 мм и длиной 1000 – 2000 мм. Четыре валка расположены один над другим, а один смещен в сторону, опоры валков установлены в двух боковых стойках, на которых смонтирована регулирующая и контрольно-измерительная аппаратура. С электронного пульта регулируются: зазор между валками, температура охлаждающей воды в каждом валке, наполнение загрузочного бункера, раскрытие дозирующей заслонки бункера, а следовательно, наполнение шоколадной массой воронки 3.
Рисунок 5.10 – Схема пятивалковой мельницы
Скребком 2 масса равномерно распределяется по длине валка I и попадает в зазор между валками I и II. За счет нарастающей скорости вращения валков II, III, IV и V масса увлекается в зазор между ними.
Валки приводятся в движение от электродвигателя, который устанавливается на плите 4. Валковую мельницу можно остановить, не отключая электродвигатель, поворотом рукоятки 5, которая связана с фрикционной муфтой.
По мере продвижения массы от I к V валку зазор между ними уменьшается, твердые частицы подвергаются сжатию и раздавливаются. С верхнего валка V масса снимается скребком 7, который прижимается к валку вращением штурвала 6, и отводится из машины по наклонному лотку 8. В лотке установлен блок постоянных магнитов, улавливающих ферропримеси.
5.10 КОНШИРОВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Конширование является завершающим процессом обработки шоколадных масс, в результате которого достигаются оптимальные параметры шоколада. Для этих целей применяются вертикальные ротационные коншмашины и горизонтальные однокамерные коншмашины.
Ротационная коншмашина, изображенная на рисунке 5.11, состоит из цилиндрической емкости 12 с водяной рубашкой 11. Внутри емкости расположена гранитная конусная чаша 6, в которой вращаются три подвесных гранитных валка 5. Сила прижатия конусов к поверхности чащи регулируется. С помощью конусов производится дальнейшее измельчение твердых частиц шоколадной массы. В емкости расположены три фасонные мешалки 7, совершающие планетарное вращательное движение. Привод рабочих органов машины осуществляется от электродвигателей 13 через ременную передачу 14 и редуктор 15.
Рисунок 5.11 – Ротационная коншмашина
После вальцевания шоколадную массу загружают в коншмашину через патрубок 10. Процесс конширования осуществляется в две стадии. На первой стадии масса непрерывно и интенсивно перемешивается мешалками 7 в течение 18 – 24 ч. Внутренняя поверхность корпуса очищается ножом 8. Постепенно температура повышается от 40 до 70°С. Для активного аэрирования массы в машину нагнетается вентилятором теплый очищенный воздух.
Вторая стадия конширования совмещена с отминкой. В шоколадную массу согласно рецептуре добавляют какао масло, изменяют направление и увеличивают скорость вращения мешалок 7, штурвалом 2 открывают заслонку 3. Шнеком 16 масса подается из емкости в гранитную чашу, где измельчается гранитными валками.
Обработка шоколадной массы в таком режиме продолжается в течение 10 – 20 ч для обыкновенных сортов шоколада и 40 – 45 ч для десертных. Затем, уменьшив частоту вращения мешалок, вводят фосфатиды для разжижения шоколадной массы и продолжают обработку в течение 1,5 – 2,0 ч.
Выгрузка готовой шоколадной массы осуществляется через разгрузочное отверстие 4, закрываемое задвижкой 3. Коншмашина имеет пульт управления, на котором установлены приборы, показывающие нагрузку электродвигателя, температуру массы и степень закрытия задвижки.
5.11 ТЕМПЕРИРОВАНИЕ ШОКОЛАДНЫХ МАСС
Темперирование шоколадных масс производится в различных темперирующих машинах. Принципиальная схема трехзонной темперирующей машины показа на рисунке 5.12. Шоколадная масса температурой 45 – 50°С подается в конусообразную воронку 5 с мешалкой 6 и водяной рубашкой 4. Перемешивание способствует равномерному охлаждению и подаче массы в загрузочное отверстие корпуса машины, представляющего собой горизонтальный цилиндр 8, разделенный на три секции.
Рисунок 5.12 – Схема темперирующей машины
Внутри цилиндра вращается с частотой 30 об/мин пятизаходный шнек 7. Высота витков шнека 2 – 5 мм, поэтому масса перемещается в цилиндре тонким слоем. Последовательно проходя через зоны, в рубашки которых непрерывно подается холодная или подогретая вода, шоколадная масса приобретает нужную температуру.
После первой и второй зоны установлены датчики 9, которые передают сигнал о величине температуры приборам 3. Термометры имеют две стрелки: установочную 1 и показывающую 2. Третий прибор указывает температуру воды в рубашке третьей зоны и рубашке отводной трубы 12. Установочные стрелки термометров сблокированы с реле и электромагнитными клапанами, автоматически регулирующие подачу воды в рубашку соответствующей зоны.
Температура шоколадной массы при выходе из первой зоны охлаждения должна быть 33 – 34°С, а при выходе из второй зоны 31 – 32°С. Для поддержания этой температуры в рубашки третьей зоны и отводящей трубы подают воду температурой 31 – 32°С из специального бачка с электроподогревателем. Таким образом, шоколадная масса, поступающая на формование, имеет всегда постоянную температуру и вязкость.
Процесс темперирования производится непрерывно, поэтому в случае, если необходимо прекратить подачу готовой продукции шоколадной массы на формование, закрывают кран 11 и открывают кран 10 на наклонной трубе, по которой масса возвращается в воронку машины.
Протемперированная шоколадная масса по утепленному трубопроводу передается на формование.
5.12 ФОРМОВАНИЕ ПЛИТОЧНОГО ШОКОЛАДА
Шоколадные изделия формуют путем отливки шоколадной массы в специальные формы. На рисунке 5.13 показана принципиальная схема отливочного автомата. Пустые формы конвейером 3 перемещаются в зоне 5 агрегата, где подогреваются нагревателями инфракрасного излучения до температуры 31 – 32°С. Отливочная головка оборудована мешалкой и водяной рубашкой, обеспечивающими постоянство температуры массы.
Рисунок 5.13 – Схема отливочного автомата для формования плиточного шоколада
Отливочные головки совершают над непрерывно движущимся конвейером возвратно-поступательное движение, что обеспечивает непрерывность потока. В каждую форму отливочная головка дозирует определенную порцию шоколадной массы.
Шоколадная масса обладает значительной вязкостью, большой плотностью и поэтому не может быстро растекаться по всей форме. Чтобы обеспечить равномерное заполнение форм, они поступают на вибротранспортер 4. Для снижения шума, возникающего при встряхивании форм, секции вибротранспортера заключены в деревянный кожух, а сами формы перемещаются конвейером над поверхностью постоянных магнитов. Во время вибрации из шоколадной массы удаляются пузырьки воздуха.
После вибротранспортера формы поступают в охлаждающую камеру 6. В верхней зоне камеры 11 поддерживается температура воздуха 8±2°С, а в нижней зоне 12 температура 13±2°С. Циркуляция воздуха в камере создается четырьмя расположенными попарно центробежным вентиляторами 7.
В охлаждающей камере формы, многократно меняя направление движения, постепенно поднимаются вверх, а затем по вертикальной ветви конвейера опускаются вниз, повернутые дном вверх. При движении на нижней горизонтальной ветви конвейера вправо формы подвергаются вибрации. Это способствует выпадению изделий из форм на пластины, шарнирно соединенные с цепью транспортера 9.
В камере 6 формы с шоколадом охлаждаются в течение 19 мин. С пластинчатого конвейера 9 плитки шоколада поступают на четыре ленточных питателя 10 и передаются к заверточным автоматам. В случае вынужденной остановки одной из заверточных машин, плитки поступают на резервный ленточный транспортер 8, с которого они снимаются вручную.
5.13 МАШИННО-АППАРАТУРНАЯ СХЕМА ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА
Производство шоколада можно разделить на следующие стадии:
Выполнение начальных стадий технологического процесса осуществляется при помощи комплекса оборудования для первичной переработки какао-бобов: дозаторы, машины для очистки, сортирования и просеивания какао бобов, обжарочные аппараты, дробильно-очистительные машины для получения какао-крупки, мельницы, емкости и системы транспортирования сыпучих и жидких продуктов.
Комплекс оборудования для производства какао масла и какао порошка включает дозаторы, гидравлические прессы, валковую мельницу, размольный агрегат, фасовочные машины и транспортирующие устройства.
Для приготовления шоколадных масс применяется комплекс оборудования, содержащий микромельницу для сахара, рецептурно-смесительную установку, пятивалковые мельницы, конш-машины, а также дозаторы компонентов, транспортирующие устройства и расходные емкости.
Ведущий комплекс оборудования линии обеспечивает формование шоколада и содержит темперирующую машину, отливочный агрегат, вибрационный конвейер и охлаждающий аппарат.
Завершающие операции производства выполняются машинами для индивидуальной и групповой упаковки шоколадных плиток.
На рисунке 5.14 показана машинно-аппаратурная схема линии производства плиточного шоколада, которая действует следующим образом: какао бобы выгружают из расходных бункеров 1 и передают конвейером 2 на взвешивание автоматическими весами 3. Далее через бункер-питатель 4 бобы поступают в очистительно-сортировочную машину 5. В ней какао бобы очищаются от посторонних примесей и сортируются по размерам.
Отсортированные какао бобы выгружают из машины 5 через магнитный уловитель и норией 6 подают в промежуточный бункер 7 для передачи на термическую обработку. Дробленые и сдвоенные какао бобы накапливают в отдельных бункерах, чтобы обеспечить в дальнейшем специальные режимы их термической обработки.
В обжарочный аппарат 9 какао бобы подаются питателем 8 из бункера 7, где они обжариваются горячим воздухом. Далее бобы норией 10 загружаются в дробильно-очистительно-сортировочную машину 11, в которой они дробятся на кусочки. Дробленая смесь состоит из кусочков ядра – какао крупки и какаовеллы. Дробленую смесь делят на ситах на несколько фракций для более полного отделения крупки от какаовеллы. Крупка и какаовелла одинакового размера имеют разную парусность, определяемую скоростью воздуха, при которой частицы витают. Поэтому в аспирационных каналах машины 11 при помощи воздушного потока от крупки отвеивается какаовелла. Во фракциях с мелкими размерами крупки и какаовеллы парусности близки, поэтому полного разделения трудно достигнуть. В них менее полно отделяется какаовелла.
Из машины 11 какаовелла поступает в циклон 12, после отделения от воздуха она выгружается в мешки и отправляется на утилизацию. Какао крупка пневмотранспортером подается через магнитный сепаратор в расходный бункер 13. Из него крупку используются для производства какао тертого.
Какао крупка последовательно измельчается на трех мельницах: ударно-штифтовой 14, дисковой 15 и шариковой 17. В мельнице 14 крупка подвергается предварительному измельчению и поступает на истирание между дисками мельницы 15. В ней получается грубодисперсное какао тертое, которое насосом 16 нагнетается в шариковую мельницу 17 для тонкого измельчения. Готовая тертая масса собирается в темперирующем сборнике 18, из которого может перекачиваться насосом либо в сборник 35 для получения какао масла и какао порошка, либо в сборник 19 для производства шоколада.
Какао бобы
Какаовелла Какао крупка
Какао тертое
Сахар
Какао порошок
Жидкие добавки
Какао масло
Шоколадная масса
Шоколадные плитки
Рисунок 5.14 – Машинно-аппаратурная схема линии производства плиточного шоколада
Из сборника 35 какао тертое насосом перекачивается в дозирующую емкость 34, из которой по трубопроводам с обратными клапанами какао тертое поступает в рабочие камеры 33 гидравлического пресса 32.
Из рабочих камер 33 масло выдавливается через фильтрующие элементы и трубопроводы в емкость 37 с весами 36. По показаниям весов судят о количестве отжатого масла и завершении цикла прессования. Затем какао масло перекачивают в фильтр 38, а из него в сборник 44.
При разгрузке пресса 32 образовавшиеся диски из жмыха падают под пресс на ленточный конвейер 31, снабженный воздушным охлаждением. Он подает диски в жмыходробилку 30, в которой их дробят на мелкие куски. Далее куски жмыха шнеком 29 и норией 28 подаются через магнитный сепаратор в штифтовую мельницу 27. При измельчении получается горячий порошок, который воздухом подается в теплообменный аппарат 26, а из него в циклон 25, где порошок отделяется от воздуха. Далее шнеком 24 какао порошок подается в классификатор 23, и после отделения в нем крупных частиц поступает в сборники 22. Из последнего какао порошок поступает в машину 21 для фасования в специальную тару, которая затем оклеивается целлофаном в машине 20.
Приготовление шоколадной массы начинается с формирования рецептурной смеси в соответствии с утвержденной рецептурой. Из темперирующих сборников жидкие компоненты насосами подаются в дозаторы 47 рецептурно-смесительной установки 52. В дозаторы 50 загружают сахар, сухое молоко и другие сыпучие компоненты. Сахар подается в виде предварительно приготовленной сахарной пудры, для этого сахар-песок из расходного бункера 48 транспортируется конвейером 49 в питатель мельницы 51 и после измельчения поступает в дозатор установки 52.
В смеситель установки 52 подаются какао тертое, сахарная пудра, масло какао и прочие добавки, где они перемешиваются и образуют пастообразную массу. Такая масса непрерывно поступает на конвейер 46 со стальной лентой и с помощью шиберов распределяется на пятивалковые мельницы 45.
Измельченная масса ссыпается на непрерывно движущийся конвейер 43 со стальной лентой, который направляет продукт на разведение, гомогенизацию и конширование в ротационную конш-машину 41. При помощи дозатора 42 подается масло какао, в результате чего удается достигнуть требуемой вязкости шоколадной массы.
Приготовленная шоколадная масса перекачивается на хранение в темперирующие сборники, а затем в темперирующие машины 40. Готовую шоколадную массу, поступающую на формование, подвергают фильтрации для удаления посторонних примесей. Массу пропускают через металлические фильтры с диаметром ячеек 2 мм, установленные на входе в автоматическую машину 39 для темперирования шоколадных масс.
Оттемперированная шоколадная масса подается в агрегат для формования плиточного шоколада, состоящий из отливочной машины 57, цепного конвейера с формами и охлаждающего аппарата 55.
Формование шоколадных плиток происходит следующим образом. Темперированный шоколадная масса дозировочными головками заливается в формы. Заполненные формы поступают в зону вибрационной обработки 56. В результате которой, шоколадная масса хорошо заполняет все углубления формы, а содержащиеся в массе мелкие пузырьки воздуха удаляются из ее объема.
Обработанная вибрацией шоколадная масса должна быть быстро охлаждена, поэтому формы с шоколадной массой охлаждаются в аппарате 55, до полной кристаллизации. По окончанию кристаллизации формы переворачивают на 180°, под действием вибрации шоколадные плитки выпадают из форм на пластинчатый конвейер, а пустые формы возвращаются цепным конвейером к отливочной машине 57.
Шоколадные плитки выгружаются из аппарата 55 четырьмя ленточными питателями 54 и передаются в заверточные машины 53, где происходит из завертка в алюминиевую фольгу и художественно оформленную этикетку.
6 СПЕЦИФИКА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА
6.1 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Нарушение правил электробезопасности при использовании технологического оборудования, электроустановок и непосредственное соприкосновение с токоведущими частями установок, находящихся под напряжением, создает опасность поражения электрическим током.
Прохождение электрического тока через организм человека оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве крови, кровеносных сосудов; электролитическое – в разложении крови; биологическое – в раздражении живых тканей организма, что может привести к прекращению деятельности органов кровообращения и дыхания.
Исход действия электрического тока на организм человека зависит от величины и напряжения тока, частоты, продолжительности воздействия, пути тока и общего состояния человека. Исследованиями установлено, что ток силой около 1 мА является ощутимым (пороговым). При увеличении тока человек начинает ощущать болезненные сокращения мышц, а при токе 12 – 15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такие токи называют неотпускающими токами. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток в 100 мА считают смертельным.
Многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Электрические травмы – это местные повреждения тканей организма, которые бывают следующих видов:
– электрический ожог (контактный) токовый – получается в результате соприкосновения человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
Различают четыре степени ожогов: I – покраснения кожи; II – образование пузырей; III – омертвение всей толщи кожи; IV – обугливание тканей организма. Тяжесть поражения обусловливается не столько степень ожога, сколько площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1000 В и являются чаще всего ожогами I – II степени;
– дуговой (бесконтактный) ожог – возникает при напряжении более 2000 В. В этом случае между телом человека и токоведущей частью оборудования возникает электрический разряд (дуга), температура которого превышает 3000°С. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые (III – IV степени).
Электрические знаки – это пятна серого и бледно-желтого цвета, царапины, ушибы на поверхности кожи человека, подвергшейся действию тока. Форма знака может соответствовать форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший. Лечение электрических знаков в большинстве случаев завершается благополучно, пораженное место восстанавливает чувствительность и эластичность.
Металлизация кожи представляет собой проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги или растворенного в электролитах электролизных ванн. В пораженном месте кожа становится шероховатой, жесткой и приобретает соответствующую окраску (например, зеленую – от соприкосновения с медью). Работы, при которых есть вероятность возникновения электрической дуги, следует выполнять в очках, а одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы.
Электроофтальмия – это поражение конъюнктивы и кожи век в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей при электрической дуге.
Механические повреждения могут возникать в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока. Механические повреждения (разрывы кожи, кровеносных сосудов, переломы костей) относят к травмам, требующим продолжительного лечения.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей и внутренних органов человека, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Электроудары бывают четырех степеней:
I – судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II – судороги мышц, потеря сознания при сохранении дыхания и работе сердца;
III – потеря сознания, остановка сердца или дыхания;
IV – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Воздействие тока может быть и рефлекторным (не прямым), когда происходит поражение центральной нервной системы. Это также может нарушить кровообращение и дыхание.
Электрический шок – это разновидность электроудара, когда происходит тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. Может закончиться летальным исходом при отсутствии своевременной врачебной помощи.
Степень опасности при поражении электрическим током зависит также и от схемы включения человека в электросеть. Если человек замыкает телом два фазных провода, то он попадает под полное линейное напряжение сети. При расчетном сопротивлении тела человека 1000 Ом и напряжении 380 В сила тока поражения может достигнуть значения 380 мА, что является опасным для жизни человека.
Кроме того, поражающее действие тока может быть различным даже при одном и то же значении его величины. Это зависит от того, через какие органы проходит ток («петли тока»).
Однофазное включение – это соприкосновение тела человека с одним токоведущим проводом и землей. В этом случае степень опасности поражения человека зависит от наличия заземления нейтрали. При прикосновении к системе с изолированной нейтралью в электрическую цепь, кроме сопротивления самого человека, его обуви и пола, включается сопротивление изоляции проводов других фаз.
Под напряжением также может оказаться корпус оборудования или машин в результате накопления статического электричества. Под статическим электричеством понимается потенциальный запас электрической энергии, образующийся на корпусе оборудования в результате трения или индукционного влияния сильных электрических разрядов. Статические разряды могут образовываться в помещениях с большим количеством пыли органического происхождения, а также накапливаться на людях при пользовании бельем и одеждой из шелка, шерсти и искусственных волокон при движении по токонепроводящему синтетическому покрытию пола (линолеум, ковролин и т.п.).
Искровой заряд статического электричества, часто достигающий нескольких десятков тысяч вольт, может быть причиной взрыва и пожара. Для предотвращения накапливания статического электричества необходимо устраивать мокрую уборку в помещениях, пользоваться спецодеждой из естественных тканей и спецобувью, а также обеспечиваться качество вентиляции в соответствии с санитарными нормами.
При падении на землю случайно оборванного электрического провода, при пробое изоляции на землю в электрической установке, а также в местах расположения заземления или грозозащитного устройства поверхность земли может оказаться под электрическим напряжением. Образуется зона растекания токов замыкания в радиусе до 20 м от заземлителя. Между двумя точками поверхности земли в этой зоне, отстоящие друг от друга в радиальном направлении на расстоянии шага (0,8 м), образуется шаговое напряжение, под которым могут оказаться ноги человека.
Шаговое напряжение зависит от распределения потенциала на поверхности земли, длина шага, положения человека относительно заземлителя и направления по отношению к месту замыкания. Шаговое напряжение считается безопасным, если оно не превышает 40 В. Чем ближе будет находиться человек к месту соприкосновения провода с землей, тем под большим шаговым напряжением он окажется.
Движение человека по спирали от места замыкания безопасно, так как разность потенциалов на ногах человек будет близка к нулю. На величину шагового напряжения влияет и ширина шага человека. Чем шире шаг, тем большее напряжение испытывает человек.
При попадании под опасное шаговое напряжение необходимо выходить из зоны растекания токов замыкания короткими шагами (в пределах 25 – 30 см) или прыжками на одной ноге.
Для защиты от поражения электрическим током при работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, необходимо использовать общие и индивидуальные электрозащитные средства. К общим средствам защиты относятся: защитные ограждения; заземление, зануление и отключение корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением; применение малого безопасного напряжения 12 – 36 В; предупредительные плакаты, вывешиваемые у опасных мест; автоматические воздушные выключатели.
Ограждению подлежат все токоведущие неизолированные части электрических устройств (провода, шины, контакты рубильников и предохранителей и т.п.).
Защитное заземление, зануление и автоматическое отключение предназначены для снижения напряжения или полного отключения электроустановок, металлические корпуса которых оказались под напряжением. Обычно применяют искусственные заземлители: специально забиваемые в землю металлические стержни, трубы диаметром 25 – 50 мм и длиной 2 – 3 м, металлические полосы размером 40 х 4 мм, горизонтально прокладываемые в земле.
В качестве заземляющих проводников целесообразно использовать металлические конструкции зданий, металлические трубопроводы водопровода, имеющие соединение с землей. Широкое использование естественных заземлителей сокращает расходы и продолжительность работ по устройству заземлений.
В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением большая часть электрического тока пройдет по параллельной цепи, а не через тело человека. Ток, проходящий через тело человека, не представит большой опасности, так как сопротивление тела человека значительно больше, чем сопротивление заземления. На практике защитное заземление считается обеспечивающим безопасность, если напряжение прикосновения не будет превышать 40 В.
Для защиты от поражения электротоком в четырехпроводных сетях, питаемых трансформатором с глухозаземленной нейтралью, применяют защитное зануление. Этот вид защиты представляет собой соединение металлических частей установки, не находящихся под напряжением, с заземленным в трансформаторном пункте нулевым проводом. В случае появления напряжения на корпусе установки происходит короткое замыкание в сети от чего сгорают предохранители, и что приводит к отключение напряжения от электроустановки.
Защитное отключение служит средством защиты от электротравматизма при однофазном замыкании на землю. Оно обычно применяется в случаях, когда электробезопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления, в условиях скалистого грунта или подвижного характера работ. Защитное отключение осуществляется с помощью аппарата, встроенного в распределительное или пусковое устройство.
К общим средствам защиты также относят предупредительные плакаты, которые в зависимости от назначения подразделяются на предостерегающие, запрещающие и напоминающие.
Индивидуальные защитные средства подразделяются на основные и дополнительные. Основными защитными изолирующими средствами в установках до 1000 В являются штанги изолирующие, клещи изолирующие и электроизмерительные указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующей рукоятками. Изоляция перечисленных средств длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и они позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Дополнительными изолирующими защитными средствами называются средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током. Они дополняют основные средства защиты, а также могут служить для защиты от напряжения прикосновения и шагового напряжения. Дополнительными защитными средствами в установках до 1000 В служат диэлектрические галоши, диэлектрические коврики и изолирующие подставки.
6.2 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
На некоторых стадиях процесса производства плиточного шоколада используется холодильное оборудование. Оно относится к оборудованию повышенной опасности, так как служит для производства холода и использует электрическое питание, токсичные и пожаровзрывоопасные хладагенты (фреон, аммиак), находящиеся в трубопроводной системе под высоким давлением.
Виды травм, получаемых оператором при эксплуатации холодильного оборудования:
Согласно правилам техники безопасности компрессоры аммиачных холодильных установок холодопроизводительностью от 1000 ккал/ч и выше размещают в отдельном машинном отделении с двумя выходами, которые должны открываться только наружу. В помещении необходимо иметь аварийное освещение и вытяжную вентиляцию. Совместная работа аварийной и обычной вентиляции должна обеспечить десятикратный воздухообмен. Для экстренной остановки компрессоров и аммиачных насосов в машинном отделении рядом с выходом устанавливается специальный выключатель, который одновременно автоматически включает аварийную вентиляцию.
Соединительные трубопроводы аммиачных холодильных установок окрашивают в следующие цвета: всасывающие – синий; нагнетательный – красный; жидкостные – желтый; рассольные – серый; водяные – зеленый.
В машинном отделении должны быть аптечки, резиновые фартуки, перчатки и противогазы. Кроме того, в нем вывешивают основные правила по эксплуатации холодильной установки и оказанию доврачебной помощи при отравлении хладагентами.
Перед вводом в эксплуатацию холодильная установка подлежит регистрации в местном органе Госгортехнадзора. Приемка в эксплуатацию холодильной установки производится с участием представителя технической инспекции профсоюза.
Согласно установленным правилам смонтированное холодильное оборудование принимается ремонтными предприятиями на комплексное обслуживание по договору.
На предприятии приказом администрации должны быть назначены лица, ответственные за безопасную эксплуатацию холодильной установки. В процессе эксплуатации установки необходимо проверять герметичность аммиачной системы, обеспечивающую отсутствие утечки аммиака и невозможность попадания воздуха в систему.
Места утечки аммиака обнаруживают с помощью химического индикатора – фильтровальной бумаги, пропитанной в растворе фенолрота (фенолфталеина), спирте-ректификате и глицерине. При наличии в воздухе аммиака индикатор приобретает малиново-красную окраску.
Большую роль в предотвращении возможных аварий холодильных установок играют предохранительные устройства и приборы автоматической защиты (реле, терморегулирующие вентили), с помощью которых останавливается компрессор в случае резкого изменения режима работы и подается аварийный сигнал.
Все движущиеся части машин должны быть ограждены. В машинном отделении запрещается хранение керосина, бензина и других легковоспламеняющихся жидкостей. Не допускается располагать в одном помещении с холодильными агрегатами приборы с открытым пламенем.
При установке агрегатов в машинном отделении необходимо предусматривать проходы, которые должны быть не менее 1 – 1,5 м.
Должна быть предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция.
Обнаружению утечки фреона придают особое значение, так как она может явиться причиной отравления обслуживающего персонала или пожара. Для определения места утечки фреона используют галоидные электронные течеискатели или галоидные лампы. Утечку фреона можно обнаружить с помощью мыльной пены или путем протирания предполагаемого места бензином, а затем оборачивания его чистым листом белой бумаги. Появление жирного пятна будет свидетельствовать об утечки хладагента. При значительной утечке фреона следует немедленно остановить компрессор, включить вентиляцию либо открыть окна и двери и устранить утечку.
Нельзя эксплуатировать холодильные установки после истечения срока очередного ежегодного испытания и проверки защитного заземления электросети и электрооборудования. Опасно пользоваться холодильной установкой, если токонесущие части магнитных пускателей, рубильников, электродвигателей, приборов автоматики не закрыты кожухами, а агрегаты не имеют ограждений. Нельзя принудительно включать холодильную установку при неисправных приборах автоматики и заклинивать электрические контакты приборов.
Не реже одного раза в год специальная комиссия должна проверять знания персонала по обслуживанию холодильной установки. Результаты проверки отмечают в журнале.
6.3 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО И РЕЗАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Измельчительное и резательное оборудование широко используется в процессе приготовления шоколадных масс. Этот вид оборудования считается весьма опасным, так как в качестве рабочих органов применяются ножи, вальцы и лопасти, которые имеют острые режущие кромки. Особая опасность заключается в том, что сырье для обработки подается порциями в рабочую зону, где рабочие органы имеют высокие кинематические характеристики (скорость, частоту вибрации, ускорение и т.д.).
Основные виды травм, которые имеют место при эксплуатации измельчительно-резательного оборудования:
Персонал, обслуживающий измельчительное и резательное оборудование, в первую очередь должен знать его опасные зоны, которыми являются участки машин, где чаще всего возможны случаи травматизма при нарушении правил эксплуатации или техники безопасности. Опасные зоны бывают как снаружи, так и внутри машины. Наружные опасные зоны возникают в основном при наличии открытых передач приводного механизма. При эксплуатации измельчительного и резательного оборудования большую опасность создают не только рабочие органы, но и приводной механизм с электродвигателем. Поэтому измельчительно-резательное оборудование требует от обслуживающих лиц особого внимания. К эксплуатации такого оборудования допускаются лица, сдавшие техминимум и прошедшие инструктаж по технике безопасности.
Прежде чем начать работу на машине, ее необходимо осмотреть, проверить правильность сборки, надежность крепления узлов и механизмов, состояния ограждения, а также зануления, или заземления, корпуса. Следует обратить внимание на исправность электрической проводки и рубильников. В случае выявления напряжения на корпусе машины, искрения проводки или других дефектов эксплуатировать машину до их устранения запрещается. При обнаружении признаков ненормальной работы машины ее необходимо остановить, отключить от электрической сети и повесить табличку: «Не включать, неисправно!». Устранение неисправностей электромотора, проводки, выключателей должен производить специалист-электрик.
Строго запрещается работать на измельчительных и резательных машинах при снятом верхнем кожухе, отсутствии конечного выключателя и снятом механизме заточки.
Готовность машины к работе проверяют, вращая вручную установочный диск. Машина считается исправной, если во время полного оборота дискового ножа по большей орбите все звенья работают без помех, излишнего стука и трения. Исправность концевого выключателя проверяется при работе машины на холостом ходу.
Категорически запрещается при включенном электродвигателе снимать щетки с дискового ножа, направлять и проталкивать заправленный продукт.
После окончания работы машину выключают. Рядом с машиной размещают плакаты и предупредительные надписи по технике безопасности.
6.4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ТРАНСПОРТНЫХ И ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ МАШИН
На предприятиях по производству кондитерских изделий, в том числе шоколада, очень широко используются машины и механизмы для подъема, опускания, кантования и транспортировки грузов с целью доставки их к месту хранения или переработки. Этот вид оборудования является источником серьезных опасностей, так как перемещаемые грузы в вертикальной и горизонтальной плоскости вместе с транспортными и подъемными средствами обладают высокой кинетической и потенциальной энергией, способной причинить травмы человеку.
Поэтому грузы в зависимости от массы и степень опасности подразделяют на категории и группы. К первой категории относятся грузы массой до 80 кг, которые перемещаются с помощью простых приспособлений. На расстояние до 25 м, а для сыпучих – 15 м эти грузы разрешается переносить вручную. Профессионалам-грузчикам разрешается переносить на спине груз массой до 80 кг на расстояние не более 60 м при условии, что груз будут поднимать и снимать другие лица. Грузы второй категории (от 80 до 500 кг) перемещают с помощью тележек, а для перемещения грузов третьей категории (от 500 кг и более) необходимы лебедки, тали, подъемные краны, автопогрузчики, штабелеры и т.д.
Рассмотрим виды вредных и опасных факторов, которые имеют место при выполнении погрузочно-разгрузочных и транспортных работ. К ним относятся:
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ следует обращать внимание на техническое состояние механизмов, освещенность рабочих мест, характер грузов, их массу, упаковку и маркировку. Предупредительная маркировка указывает на порядок обращения с грузами, например: «Не бросать», «Не кантовать», «Верх» и др.
Для обеспечения погрузочно-разгрузочных операций при складах должны быть эстакады или рампы, располагаемые на одном уровне с полом вагона или кузова автомашины. Интервалы при расстановке автомобилей на погрузочно-разгрузочных площадках друг за другом должны быть не менее 1 м, а между автомобилями, стоящими по фронту, – не менее 1,5 м.
Ширина рабочих проходов в складских помещениях должна быть не менее 1,5 м, а при движении тележек – 3,2 м.
Для предупреждения травм при использовании ручных тележек надо следить за тем, чтобы груз устойчиво лежал на ее платформе и не выходил за габариты тележки. Тележки не должны грузиться выше уровня глаз грузчика, скорость передвижения ручных тележек не должна превышать 4 км/ч.
При складировании грузов в штабеля надо выбирать ровные горизонтальные площадки. Штабель должен быть устойчивым, соответствовать определенным нормам по высоте, обеспечивать свободный доступ, быстроту и удобства проверки наличия и отпуска товаров. При отсутствии механизмов не разрешается укладка грузов массой свыше 50 кг на высоту штабеля более 2 м. Устойчивость штабеля достигается различными способами кладки грузов (обратной, перекрестной и т.д.), а также применением деревянных прокладок между их рядами.
Все погрузочно-разгрузочные работы необходимо выполнять в рукавицах.
К управлению и обслуживанию грузоподъемных машин допускаются лица не моложе 18 лет, аттестованные квалификационной комиссией. Перед допуском к работе указанным лицам выдается под расписку инструкция, определяющая порядок работы, их права и обязанности.
Все грузоподъемные машины и грузозахватные приспособления должны быть осмотрены на предмет исправности. Необходимо иметь разрешение на пуск их в работу, которое выдается органами Госгортехнадзора или лицом, осуществляющим в данной организации надзор за оборудованием, не подлежащим регистрации в органах Госгортехнадзора. Основанием для выдачи разрешения является документация завода-изготовителя и результаты технического освидетельствования.
При эксплуатации подъемно-транспортных средств необходимо соблюдать основные правила техники безопасности.
Не разрешается переносить груз над служебными помещениями. Высота, на которой находится груз при переноске, должна быть не менее 1 м от встречных предметов и 2 м от временных построек. Запрещается поправлять тросы, когда груз находится в подвешенном состоянии. Не допускается нахождение под поднятым грузом.
Скорость движения самоходных механизмов внутри складских помещений не должна превышать 6 км/ч при движении по главным проходам и 3 км/ч – при движении по вспомогательным проходам.
Перед началом работы на передвижных конвейерах и транспортерах проверяют правильность их установки и устойчивость. Установку транспортеров осуществляют так, чтобы были предусмотрены проходы вдоль транспортера шириной не менее 1 м. Тяговые органы у этих машин обычно открыты, поэтому при работе у транспортера надо быть особенно внимательным. Необходимо проверять состояние электропроводки, электрооборудования и наличия заземления. Пускатели должны быть расположены либо на самом транспортере, либо на щитке в непосредственной близости от него. На случай экстренной остановки транспортер снабжается несколькими выключателями с обеих сторон.
Во время работы транспортера лента или пластичный настил должны загружаться равномерно. Масса одного места, а также масса груза, находящегося на транспортере, не должна превышать допустимых показателей. Нельзя подправлять на ходу неустойчиво установленный, а также застрявший груз. Выключение электродвигателя следует производить после того, как перемещаемый груз полностью сойдет с ленты.
6.5 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЛОВ
И СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
В процессе изготовления плиточного шоколада на кондитерских фабриках применяют котлы для получения горячей воды и пара, а также компрессоры, создающие высокое избыточное давление.
При неправильной эксплуатации оборудования, работающего под давлением, возможны взрывы большой разрушительной силы. Поэтому к обслуживанию установок, работающих под давлением, допускаются лица, достигшие 18 лет и имеющие квалификационное удостоверение.
Фронт всех котлов должен быть расположен по прямой линии и обращен к окнам помещения. Расстояние от фронта котла до противоположной стены должно быть не менее 3 м, ширина проходов между котлами, а также между котлом и стенами здания – не менее 1 м.
Запрещается хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей вблизи котлов. Все проходы возле котлов и все выходы из помещения, где они расположены, должны быть свободными.
В помещении, где расположены котлы, необходимо иметь на каждые две топки один огнетушитель ОП-1 и ящик с сухим песком емкостью 0,5 м3.
При эксплуатации котельных установок основными причинами неполадок и аварий котла могут быть недостатки монтажа, неудовлетворительный ремонт, плохой уход за котлом и его арматурой, превышение рабочего давления, понижение уровня воды ниже допустимых пределов.
Для обеспечения безопасных условий эксплуатации котлы (сосуды) должны быть оборудованы приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами, запорной арматурой и указателями уровня жидкости.
Для отключения парового котла от потребителей пара используются парозапорные вентили и задвижки. С целью контроля уровня воды в паровом котле применяются водоуказательные приборы, а также контрольные пробки.
6.6 ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА
Противопожарная профилактика – это комплекс организационных и технических мероприятий по предупреждению, локализации и ликвидации пожаров, а также по обеспечению безопасной эвакуации людей и материальных ценностей в случае пожара.
Она обеспечивается: правильностью выбора степени огнестойкости объекта и пределов огнестойкости отделочных элементов и конструкций; ограничением распространения огня в случае возникновения очага пожара; применением систем противодымной защиты; безопасной эвакуацией людей; применением средств пожарной сигнализации, извещения и пожаротушения; организацией пожарной охраны.
Наиболее частыми причинами пожаров являются нарушения правил пожарной безопасности и технологических процессов, неправильная эксплуатация электросети и оборудования, грозовые разряды.
Основные вопросы пожарной безопасности объектов изложены в Правилах безопасности в Российской Федерации.
Противопожарная защита зданий имеет важное значение для борьбы с пожарами и недопущением распространения огня, которое может быть линейным и объемным.
При линейном – пламя перемещается по поверхности горючих веществ. Под объемным распространением пожара понимают возникновение новых очагов огня на расстоянии от первоначального его появления. Причиной такого распространения огня является передача его различными способами (теплопроводностью, излучением и т.д.).
Эффективная мера против распространения пожаров – противопожарные разрывы и преграды, а также продуманная внутренняя планировка зданий и устройство различных противопожарных преград и отсеков, изолированных несгораемыми конструкциями.
С помощью противопожарных преград (противопожарных стен, перекрытий, дверей) можно в пределах одного здания или сооружения изолировать пожароопасные помещения от других, тем самым не допустить распространения огня.
Существенное значение для проведения противопожарных мероприятий имеет генеральная планировка территории предприятий и организаций. При этом важно предусмотреть размещение отдельных зданий и сооружений и взаимосвязь между ними с соблюдением установленных противопожарных норм и правил. На территории предприятий должны быть основные и вспомогательные дороги, позволяющие свободный подъезд и подход ко всем зданиям, сооружениям и другим объектам.
Для противопожарной профилактики все здания и сооружения оборудуют молниезащитными устройствами. Согласно СНиП для защиты объектов от прямых ударов молнии устраивают молниеотводы.
Молниеотвод предназначен для принятия и отвода грозового разряда от защищаемого объекта в землю. Он состоит из молниеприемника, непосредственно принимающего на себя грозовой разряд, заземлителя для отвода тока молнии в землю и токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем.
Пространство вокруг молниеотвода, в котором сооружение защищено от прямых ударов молнии, называется зоной защиты. Объект считается достаточно надежно защищенным, если все его части находятся в пределах этой зоны.
Потенциальную опасность для возникновения пожаров представляют системы отопления помещений и сооружений. Кондитерские фабрики, как правило, должны быть оборудованы системой центрального водяного, парового или калориферного отопления. Установка отопительных печей в складских и производственных помещениях допускается только в том случае, когда невозможно устроить центральное отопление, а хранимые в них товары требуют поддержания определенной температуры.
Противопожарные правила и нормы при устройстве отопления предусматривают защиту стен и перегородок в местах примыкания к ним печей и дымоходов негорючими теплоизоляционными материалами, применение качественного кирпича для кладки печей, устройство надежных фундаментов и др.
Противопожарный режим включает содержание помещений и рабочих мест в чистоте и порядке, установление и соблюдение правил хранения товарно-материальных ценностей, выполнение технологических операций, выделение мест для отдыха и курения, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы, содержание путей и порядок эвакуации людей и материальных ценностей в случае пожара и т.д.
Согласно правилам на всех крупных предприятиях и фабриках должны создаваться специальные службы по противопожарной защите.
На практике различают три стадии развития пожара. Первая, или начальная, стадия развития пожара характеризуется неустойчивостью, сравнительно низкой температурой в зоне пожара, малой высотой факела пламени и небольшой площадью очага горения.
Для второй стадии характерно значительное увеличение тепла, факела пламени и площади горения.
Третья стадия пожара характеризуется высокой температурой, большой площадью горения, конвективными потоками, деформацией и обрушением конструкций.
Выбор средств и методов тушения пожаров зависит от стадии пожара и горючих веществ.
Процесс тушения пожаров подразделяется на локализацию и ликвидацию огня. Под локализацией пожаров понимают ограничение распространения огня и создание условий для его ликвидации. Под ликвидацией пожаров понимают окончательное тушение или полное прекращение горения и исключение возможности повторного возникновения огня.
Успех быстрой локализации и ликвидации пожара в его начальной стадии зависит от наличия средств тушения пожаров и умения пользоваться ими, средств пожарной связи и сигнализации для вызова пожарной команды и приведения в действие автоматических огнегасительных установок. Основные огнегасительные средства и вещества – это вода, пена, песок, инертные газы, сухие (твердые) огнегасительные вещества и др.
Каждое предприятие должно иметь простейший ручной пожарный инвентарь (багры, ведра, топоры, лопаты, ломы и др.), размещенный на специальном щите. Использование инвентаря для целей, не связанных с пожаротушением, запрещено.
Территория любого предприятия должна постоянно содержаться в чистоте и систематически очищаться от отходов производства. Ко всем зданиям и сооружениям предприятия должен быть обеспечен свободный доступ. Проезды и подъезды к зданиям и пожарным водоисточникам, а также доступы к пожарному инвентарю и оборудованию должны быть всегда свободны. Противопожарные разрывы между зданиями запрещается использовать под складирование материалов, оборудования и для стоянки автотранспорта.
Курение допускается только в специально отведенных местах, оборудованных урнами и емкостями с водой. В этих местах должны быть вывешены надписи «Место для курения».
Электрические сети и электрооборудование должны отвечать требованиям Правил устройства электроустановок, Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
7 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА
Кондитерская промышленность в целом, и производство шоколада в частности, оказывают очень слабое воздействие на окружающую среду. Безусловно, некоторые производственные процессы сопровождаются незначительным выделением вредных примесей в виде газов, паров или тепла. Однако разрешить проблемы, связанные с этими выделениями, оказывается куда проще, чем может показаться на первый взгляд.
Основным загрязняющим газом является оксид углерода (СО), образующийся при сжигании твердого или жидкого топлива. Его накопление в атмосферном воздухе приводит не только к общей загазованности воздуха, но и к возникновению так называемого «парникового эффекта». Из-за него происходит повышенный нагрев нижних слоев атмосферы, в результате этого меняется климат Земли в сторону повышения среднегодовой температуры. От повышения температуры начинают таять ледники, полное таяние которых может привести к значительному повышению уровня мирового океана и тем самым затопить значительную часть суши.
Кроме этого, при сжигании твердого топлива образуется огромное количество золы и шлака, которые тоже являются загрязнителями атмосферы, поскольку содержат вредные примеси и занимают большие площади под свое хранение.
Таким образом, сжигание жидкого и твердого топлива оказывает весьма не благоприятное воздействие на окружающую среду. Однако данная проблема, в рамках кондитерского предприятия, давно решена. Поскольку производство шоколада не требует чрезвычайно мощных источников тепла, то на всех современных кондитерских фабриках печи, работающие на твердом и жидком топливе, благополучно заменены электрическими ТЭНами. Они справляются со своими обязанностями ничуть не хуже, и при этом не оказывают ни какого вредного воздействия на атмосферу.
Помимо загрязнений, вызванных использованием жидкого и твердого топлива, кондитерское производство может оказывать тепловое загрязнение биосферы, которое представляет серьезную опасность для водных биоценозов. Тепловое загрязнение возникает в результате сброса теплой воды (из водяных рубашек и т.п.) в естественные водоемы. Это вызывает значительные колебания температуры воды, в то время как большинство водных организмов не способны выдерживать такие колебания и они погибают.
Однако и для этого вида загрязнения продумано простое решение, позволяющее избежать негативного воздействия на окружающую среду. Поскольку при производстве шоколада используется сравнительно малый объем охлаждающей жидкости, то очень легко реализовать замкнутый цикл движения воды. То есть теплая вода не будет сбрасываться в водоемы, а будет поступать в специальные теплообменники, где она будет охлаждаться до нужной температуры, а затем вновь подаваться в различные аппараты.
Таким образом можно с уверенностью сказать, что современные предприятия по производству шоколада не представляют реальной угрозы для окружающей среды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог данной работы, хочется сказать, что, не смотря на то, что шоколад не является жизненно важным продуктом, все же спрос на него был чрезвычайно велик во все времена. И даже сейчас, когда прилавки магазинов буквально ломятся от изобилия предлагаемой продукции, когда придумано огромное множество различных сладостей на любой вкус и цвет, шоколад по-прежнему сохраняет лидирующие позиции и является самой популярной сладостью в мире.
Безумная популярность шоколада спровоцировала возникновение множества кондитерских фабрик во всем мире, исключением не стала и Россия. Безусловно, кондитерская промышленность России за множество лет существования пережила немало потрясений, взлетов и падений, однако приятно видеть, что не смотря ни на что, на территории России по сей день продолжают свою успешную работу такие крупные фабрики, как ОАО «Кондитерский концерн Бабаевский», ОАО «Красный октябрь», ОАО «РОТ ФРОНТ», и ОАО «Кондитерская фабрика имени Н.К.Крупской». Ведь эти фабрики имеют не только богатую историю, но и огромный ассортимент плиточного шоколада высочайшего качества.
По всей видимости, ни революции, ни войны, что пережили эти фабрики за несколько веков своего существования, и даже ныне существующая разруха в нашей стране, не способны пойти против любви к шоколаду.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ