Первичная переработка какао-бобов

Очистка и сортировка какао-бобов — первый этап первичной переработки. Прежде чем отправить какао-бобы на хранение, их необходимо предварительно очистить: удалить загрязнения, мел­кие пылевидные частицы, являющиеся благоприятной средой для развития вредителей и плесеней. При бестарном хранении какао-бобов предварительная очистка является обязательной операцией. При этом используются специальные сепарационные очистительно-сортировочные машины типа KR. При тарном хранении все примеси отделяются при основной очистке и сортировке на очистительно-сортировочных машинах BRSA-11; BRSA-23; 37-E-6; К-549 и др.

Какао-бобы, как правило, неоднородны по размеру. Чтобы получить равномерно обжаренный продукт, какао-бобы необхо­димо рассортировать по размеру. В сортировочно-очистительных машинах совмещены оба процесса — очистка и сортировка. Очистка производится с помощью магнитов и щеток. Мелкие примеси уда­ляются потоком воздуха. Для сортировки используются сита, рас­положенные в два яруса и имеющие ячейки разного размера. На ситах отделяются также мелкие частицы раздробившихся какао-бобов (мель) и более крупные частицы (лом). Через второе сито второго яруса проходят какао-бобы нормального размера (рис. 5.1). Выход отсортированных какао-бобов составляет 97 %.

Термическая обработка (обжарка) какао-бобовявляется одной из основных операций, определяющих вкусовые и ароматические качества готовой продукции. При воздействии высоких температур происходят физико-химические и биохимические процессы, приводящие к изменению цвета бобов и появлению характерного аромата какао. Кроме того, смягчается горький вяжущий вкус. Этому способствуют ферментативные окислительные процессы. Значи­тельную роль в повышении качества обжаренных какао-бобов игра­ет сахароаминнаяреакция, или реакция меланоидинообразования (рис. 5.2). Они обладают специфическим индивидуальным вкусом (горький, слегка горький, слегка сладкий, сладкий, пресный) и тем самым влияют на вкусовые качества какао-бобов и получаемых из них продуктов. При термической обработке происходит прогрев какао-бобов, частично удаляются влага и летучие органические кислоты (главным образом уксус­ная кислота, накапливающаяся в какао-бобах при ферментации в результате уксусно - кислого брожения). Одновременно при нагревании в какао-бобах происходят струк­турные изменения: частично разрушаются клеточные оболочки, нарушается прочная связь между какаовеллой и ядром. Какао-бобы становятся более хрупкими, что облегчает их последующее дробление, измельчение и отделение какаовеллы. При обжарке происходит потеря какао-масла за счет диффузии в какаовеллу. При мягких режимах обжарки, которым отдается предпочтение, потери незначительны (0,1 %), при жестких режимах они возрастают до 1 — 2% (рис. 5.2). Следует заметить, что термическая обработка в определенной степени дезинфицирует какао-бобы, так как при высокой температуре погибают многие микроорганизмы и зародыши вредителей, ведь во время ферментации какао-бобы бук­вально обрастают бактериями.

Для их уничтожения одной термической обработки недостаточно, поэтому предварительно какао-бобы обрабатывают в дебактеризаторе, который устанавливается непосредственно перед обжарочным аппаратом. В дебактсризаторе какао-бобы обрабатываются сжатым паром при температуре 170— 230 °С не более минуты.

Для термической обработки какао-бобов применяют различные аппараты непрерывного и периодического действий: шахтные сушилки «Конти-303 Ростер», «Конти-304 Ростер», цилиндрические и шаровые обжарочные аппараты и др. Во многих из них применяется конвективный способ сушки, при котором нагретый до145—170 °С воздух проходит через слой какао-бобов. Продолжительность обжарки составляет 35 —60 мин. Влажность обжаренных бобов 2 — 3,5 %. Термическая обработка может проходить в две стадии. На первой какао-бобы подсушивают до влажности 3,5 — 4%, охлаждают, а затем дробят и отделяют какаовеллу. Основной термической обработке в этом случае подвергается какао-крупка. При этом требуются другие технологические параметры обжарки: влажность какао-крупки снижают при обжарке до 2 — 3 % (температура 120— 130 °С, продолжительность обжарки 15 —20 мин).

Обжаренные какао-бобы или какао-крупку необходимо охладить до температуры 35—40 °С во избежание разложения жира. Дляэтого используется воздух из цехового помещения, засасываемый двумя осевыми вентиляторами. Этого не требуется, если обжарочные аппараты имеют зону охлаждения.

Дробление какао-бобов, получение какао-крупки и отделение какаовеллы — следующий этап первичной обработки. Дробление проводится в целях получения из ядра какао-крупки и наиболее полного отделения какаовеллы. Присутствие примеси какаовеллы в какао-крупке ухудшает работу измельчающего оборудования, снижает качество полуфабрикатов, приводит к увеличению рас­хода какао-масла при получении шоколадных масс и шоколада. Дробят какао-бобы на дробильно-сортировочных машинах, осна­щенных дробящим механизмом в виде дисков или валков различ­ной конфигурации. Предварительно бобы проходят через магнит. При дроблении обжаренных какао-бобов очень важно получить максимальное количество крупной фракции (размер частиц 0,5— 8 мм). Частички ядра, называемые крупкой, на вибросите сорти­руются по размерам, какаовелла воздушным потоком отвеивается на противоположную от крупки сторону, оседает и выгружается из машины.

Для удаления ростков в машинах предусмотрен триер (отделе­ние ростка от крупки необходимо из-за его большой твердости). Нераздробленные бобы возвращаются на повторное дробление. Общий выход какао-крупки в зависимости от качества товарных какао-бобов составляет 81 — 84,5 %. Увеличение выхода свидетель­ствует об увеличении содержания в крупке примеси какаовеллы и о повышенном содержании влаги, что ухудшает ее качество. Ос­новная масса какаовеллы отделяется от ядра на дробильно-сор­тировочных машинах, частично какаовелла попадает в крупку. Предельное се содержание составляет 2 %. Наименьшее количе­ство какаовеллы попадает в крупку размером 5 — 8 мм, поэтому рекомендуется использовать эту фракцию для изготовления шо­колада и товарного какао-порошка. Около 0,5 % крупки попадает в какаовеллу.

Полученная какао-крупка в зависимости от ассортимента, вырабатываемого предприятием, перерабатывается по одной или двум технологическим линиям. Одна из технологических линий пред­назначена для получения тертого какао как полуфабриката для приготовления шоколадных масс и какао-масла. Из жмыха полу­чают производственный какао-порошок. Если предприятие выра­батывает товарный какао-порошок, то какао-крупка перерабаты­вается по двум технологическим линиям: на первой из крупки получают тертое какао для приготовления шоколадных масс, на второй какао-крупку подвергают обработке для получения товарного какао-порошка и какао-масла.

Получение тертого какаоосновано на измельчении какао-круп­ки, в результате чего происходит разрушение клеточной структу­ры ядра какао-бобов и освобождение содержащегося в клетках какао-масла. Чем больше вскрыто клеток, тем больше выделится из них какао-масла и тем меньше будет вязкость тертого какао. На вязкость тертого какао оказывает существенное влияние выход из клеток других веществ, таких, как крахмальные зерна, алейроно­вые зерна и др. Поэтому стремятся, чтобы из клеток извлекалось как можно больше какао-масла и как можно меньше других со­ставных частиц.

Для измельчения какао-крупки используют различные виды измельчающего оборудования: трехвалковые мельницы с дезин­тегратором, штифтовые дезинтеграторные мельницы, дифферен­циальные, комбинированные дисковые мельницы, восьмивалковые мельницы, шариковые мельницы. Каждый из указанных ви­дов оборудования имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому целесообразно, чтобы измельчение осуществлялось на несколь­ких аппаратах (двух- или трехступенчато).

В процессе измельчения какао нагревается, причем температу­ра превышает температуру плавления какао-масла (31— 36 °С). По­этому получаемое тертое какао представляет собой жидкую сус­пензию, которая состоит из двух фаз: жидкой — какао-масла и твердой — мельчайших частиц клеточной ткани какао-бобов.

Тертое какао, перерабатываемое непосредственно на предприя­тии, хранится в жидком виде в температурных сборниках (темпе­ратура 60 — 95 °С), Во избежание расслаивания массы оно посто­янно перемешивается. Тертое какао, поступающее на другие пред­приятия, может транспортироваться бестарно в жидком виде в цистернах или в твердом виде в коробах, барабанах. Гарантиный срок хранения тертого какао 6 мес. со дня изготовления.

Термическая обработка тертого какао перед прессованиемпозволяет улучшить работу прессов, сократить цикл прессования и одновременно повысить выход какао-масла. Остаточное содержание жира в жмыхе при этом снижается до 9 — 12 %. Обработка по­ложительно сказывается на вкусе и аромате тертого какао и какао- порошка. Термическую обработку производят в шнековом испари­теле РСС-3 при температуре 90— 110°С втечение 25—35 мин илив температурных сборниках в течение не менее 6 ч при температуре 85— 100°С. При обработке в тертом какао снижается не только влажность, но и вязкость в результате механического воздействия. Прессование тертого какаонеобходимо для выделения из него большей части какао-масла, предназначенного для изготовления шоколадныхмасс и получения жмыха-полуфабриката, идущего на приготовление какао-порошка. Преимущественно используются 12-чашечные горизонтальные автоматические установки (1450/1 и 1450/2 и др.) различных зарубежных фирм. Перед пуском пресс медленно прогревается дотемпературы 110—115 °С. Прессование включает три цикла. Пер­вый — заполнение чаш тертым какао. После заполнения чаш начинаетсявторой цикл — прессование. Рабочая жидкость поступает в камеру плунжера пресса. Тертое какао, находящееся в чашах, с большой силой сдавливается с двух сторон. Отпрессованное какао-масло проходит через сетки фильтров и удаляется из пресса. Давление в гидравлической системе в конце прессования в различных прессах составляет 0,45 — 0,55 МПа. Третий цикл — разгрузка пресса и подготовка его к заполнению. Гидравлическая система возвращает плунжер в первоначальное положе­ние. С помощью пружин пресса пуансоны входят в чаши и вытал­кивают жмых, который падает в виде круглых массивных дисков и выводится из пресса разгрузочным устройством. В зависимости от качества тертого какао, типа пресса и остаточного содержания жира в жмыхе (9— 15 %) длительность цикла прессования состав­ляет от 16 до 50 мин. Дисперсность тертого какао должна быть 95 — 96 %, влажность — 1 — 1,4 %, содержание жира — 53,5 — 54,5 %, температура при прессовании — 90—100 °С.

Какао-масло при обычных температурных условиях имеет вы­сокую твердость и прочность и представляет собой твердый раствор различных триглицеридов.При температуре 31 — 36 °С какао-масло пла­вится и переходит вжидкое состояние. Это свойство передается шоколаду, который тает во рту. При температуре 23 — 28 °С какао-масло застывает. При кристаллизации какао-масло сокращается в объеме, что делает возможным выборку шоколадных плиток из форм. Какао-масло стойко при хранении. Это обусловливает срав­нительно высокие сроки хранения шоколада — 3 — 6 мес. (для от­дельных видов до года.) Если в шоколаде кроме стабильной β-формы имеются нестабильные, то в резуль­тате полиморфных превращений поверхность шоколадной плит­ки или шоколадной глазури покрывается бело-серым налетом, напоминающим плесень. Происходит жировое «поседение». Такой шоколад считается браком. И хотя пищевая ценность изделий при этом не меняется, они подлежат переработке. Во избежание жи­рового «поседения» шоколадные массы или шоколадные глазури перед формованием подвергаются темперированию. При этом со­здаются условия, необходимые для образования только стабиль­ной β-формы.