Физико-химические основы производства конфет "Трюфель"

 
 
                2.5.Получение кремовой массы на шоколадной основе.  
           Состоит из процессов темперирования и сбивания. Темперирование шоколадной массы (для конфет "Трюфели”) производят в автоматической горизонтальной темперирующей машине ШТА, в которой одновременно с перемешиванием происходит охлаждение массы до температуры 26— 27°С. При отсутствии автоматических темперирующих машин темперирование проводят в машинах МТ-250. 
           Из темперирующей машины шоколадная масса насосом перекачивается в машину непрерывного или периодического действия для сбивания. В процессе сбивания масса насыщается воздухом, плотность ее уменьшается с 1300 до 900—950 кг/м3, приобретает нежную консистенцию и более светлую окраску по сравнению с шоколадной. Наличие в рецептуре пластичного жира (кокосового или сливочного масла) при сбивании лишает кремовую массу хрупкости, свойственной шоколаду, поэтому процесс сбивания является одним из ответственных участков производства. При непрерывном сбивании применяют непрерывнодействующую горизонтальную двухвалковую сбивальную машину, входящую в состав поточной линии ШОК. На валках машины насажены лопатки, которые производят сбивание массы. Валки вращаются навстречу друг другу, что обеспечивает хорошее сбивание. В процессе сбивания происходит нагревание массы, поэтому в рубашку сбивальной машины для поддержания постоянной температуры подается охлаждающая вода. Масса сбивается в течение 4 мин и поступает сразу на формование. 
           При периодическом сбивании применяют вертикальные сбивальные машины KMЛ, имеющие сменные вертикальные сбивальные органы (венчики), и вариатор скоростей для изменения частоты вращения или кремосбивальные машины. Все эти машины снабжены вертикальными сбивальными венчиками и передвижными дежами, в которые загружают массу для сбивания. Вместимость дежей в зависимости от вида машины колеблется в пределах 20 — 120 л. При периодическом способе кремовую массу перед сбиванием, после темперирования для охлаждения и приобретения вязко-пластичного состояния выдерживают в металлических лотках массой до 70 кг в течение 3—4 ч в цехе. Затем массу загружают в дежу и направляют на сбивание, которое осуществляют в течение 5—8 мин при частоте вращения венчика 300 об/мин. Готовая кремовая масса должна иметь массовую долю влаги для конфет "Трюфели” 0,8 ± 0,3 %, для конфет "Трюфели экстра” — 7,0 ± 1,5 %. Готовую массу сразу же направляют на формование.[4]

 

                              2.6.Формование конфет, упаковка и хранение

Кремовые массы типа "Трюфели” формуют на поточно-механизированной линии, включающей автоматическую темперирующую машину ШТА, сбивальную машину, формующую машину, охлаждающий шкаф, дозирующую станцию для какао-порошка и обкаточный барабан. 
Кремовая конфетная масса "Трюфели” поступает при температуре 40—45°С в темперирующую машину, где при непрерывном перемешивании температура снижается до 27 —28°С. После этого массу перекачивают в сбивальную машину, где она сбивается в течение 3—4 мин. 
Сбивальная машина представляет собой корытообразную емкость с водяной рубашкой и двумя валами с лопастями внутри. Валы вращаются навстречу друг другу. 
Лопасти валов устроены так, что они сбивают массу, насыщая ее воздухом, и одновременно продвигают к выходному отверстию, расположенному в противоположном конце от загрузочного. 
Сбивание трюфельной массы производится при температуре 27 — 28°С и сопровождается насыщением воздухом, что приводит к снижению плотности с 1200 до 900 кг/м3. Это соответствует объемной доле 6—10 % содержания воздушной фазы в массе. 
Равномерное распределение воздушной фазы значительно улучшает вкус изделий. 
Формование сбитой массы осуществляется с помощью 12 цилиндрических насадок диаметром по 8 мм на пульсирующий конвейер. .В формующую камеру сбитая масса подается четырьмя шнеками с частотой вращения 20 об/мин. 
Шнеки расположены перпендикулярно формующей камере и при их движении масса продвигается от сбивальной машины к формующей камере, при этом происходит частичное разрушение структуры массы. Отверстия в насадках в момент формования открыты, и клеенчатый конвейер поднят к насадкам. 
Масса выдавливается через насадки объемом по 9 см3 на неподвижный конвейер, который после формования опускается, в это время закрываются отверстия в насадках металлической планкой. Отформованные изделия имеют куполообразную форму с диаметром основания 28—30 мм. 
Далее конвейер передвигается в горизонтальном направлении, и цикл формования повторяется. Машина отсаживает 15 рядов конфет в минуту. Отформованные изделия, проходя за 7 мин через охлаждающий шкаф, температура воздуха в котором 1 —4°С, переходят из жидкообразного состояния в твердое, фиксируя свою форму. 
Далее конфеты поступают в обкаточный барабан, в котором они покрываются смесью какао-порошка и сахарной пудры, поступающих из дозировочной станции. При вращении барабана конфеты непрерывно находятся в движении, что способствует хорошей и полной обсыпке. Смесь какао-порошка и сахарной пудры дозируется ленточным дозатором. Излишки какао-порошка на выходе из барабана проходят через отверстия. 
Для покрытия изделий шоколадной глазурью в дозировочной станции предусмотрены бачки с обогревом и шестеренный насос-дозатор. 
Готовые изделия ссыпаются из обкаточного барабана и направляются на завертывание. 

Конфеты завертывают, фасуют в коробки или раскладывают в ящики. Значительная часть конфет выпускается в завернутом или фасованном виде. Конфеты завертывают в этикетку или фольгу, в этикетку с подверткой из парафинированной бумаги и фольги на машинах. Фасование конфет производится в пачки и коробки. Для упаковывания конфет во внешнюю тару служат короба из гофрированного картона, дощатые и фанерные ящики.  
 
Конфеты хранят в сухих проветриваемых помещениях при температуре не выше 18°С и относительной влажности воздуха не выше 75%. Нельзя хранить конфеты в помещении с резкими колебаниями температуры, а также с продуктами, обладающими стойкими специфическими запахами. 

 

                       

 

 

 

 

 

                

              2.7.Органолептические и физико-химические показатели

                                            качества  конфет «Трюфели»

№	Наименование  показателей	Характеристика изделия
1	Вкус и запах	Ясно выраженные, характерные для данного изделия и для ароматизирующих добавок, введенных в конфеты
2	Структура	Пенообразная
3	Консистенция	Кремообразная
4	Поверхности	Нелипкая, поверхность обсыпанная смесью какао-порошка и сахарной пудры
5	Форма	Конусообразная
6	Плотность, кг/м³	900
7	Влажность, %	0,8±0,3
8	Количество в кг, не менее шт	85

 

       

 

                3.Основные физико-химические процессы, протекающие при 

                                     производстве конфет «Трюфели»

                    3.1 Физико-химические основы пенообразования

Кремовые массы представляют собой пенообразные структуры, получаемые путем сбивания шоколадной или массы пралине с пластичным жиром (сливочным или кокосовым маслом).

           Пены представляют собою дисперсную  систему, состоящую из пузырьков  газа, разделенных прослойками жидкости. Геометрическая форма газовых  пузырьков пены зависит от  соотношения объемов газа и  жидкости в ней, степени полидисперсности  пены и способа упаковки пузырьков. При концентрации газа в пене  менее 50% пузырьки имеют форму  шара. При объемной концентрации  газа более 50% - они приобретают  полиэдрическую форму.

Количество газа (воздуха), присутствующего в единице объема пены (объемная концентрация) Сv, плотность пены ρп, плотность дисперсионной среды ρ1 и увеличение объема пены в результате аэрации (%) Vп связаны между собой следующими соотношениями:

Сv =(ρ1- ρп) / ρ1 и Vп = 100 / (1- Сv).

С изменением температуры и давления воздуха объемная концентрация дисперсной фазы также изменяется, что характеризуется уравнением

Сv2 / =1 / [Сv1 + (1- Сv2)Р2 / Р1],

где Сv1 - объемная концентрация при давлений Р1 и температуре Т1;

Сv2 - то же при Р2 и Т2.

При производстве кондитерских изделий используется большое разнообразие пенообразных масс: белковые кремы; сбивные начинки; карамельная масса, сбитая с пенообразователем; сбивные конфетные массы; пастильная и зефирная массы.

Пенообразные массы получают, как правило, диспергационным способом. При интенсивном перемешивании жидкости захватывается воздух и дробится на мелкие частички. При диспергировании часть работы расходуется на увеличение свободной поверхностной энергии системы:

DE = Dss

где DЕ - изменение свободной энергии; Ds - изменение площади поверхности раздела; s - поверхностное натяжение на границе раздела фаз газ-жидкость.

С уменьшением поверхностного натяжения жидкости пенообразующая способность увеличивается, так как для получения одинакового объема пены требуется затрата меньшей работы.

Пены являются термодинамически неустойчивыми системами, так как имеют сильноразвитую поверхность раздела фаз. По второму закону термодинамики система самопроизвольно стремится уменьшить запас свободной энергии. В связи с этим процессы в пенах направлены на ее коалесценцию, связанную со слиянием отдельных воздушных пузырьков, сокращением поверхности раздела, а следовательно, и с уменьшением поверхностной энергии. Устойчивое состояние системы соответствует полной коалесценции, т.е. расслоению пены, с превращением в две объемные фазы - жидкость и газ с минимальной поверхностью раздела.

Для придания устойчивости пене необходимо присутствие в жидкости. окружающей пузырьки воздуха, пенообразователя, к которому относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ). Молекулы ПАВ обладают дифильными свойствами и независимо от концентрации устремляются на границу раздела фаз, адсорбируясь определенным образом.

В результате адсорбции молекул ПАВ на границе раздела фаз значительно снижается поверхностное натяжение. Его величина будет зависеть от плотности упаковки молекул в адсорбционном слое, природы и химического состава ПАВ. При достижении определенной концентрации ПАВ начинается мицеллообразование. Считают, что в этом случае адсорбированные молекулы ориентируются перпендикулярно поверхностному слою. Значение критической концентрации мицеллообразования (ККМ) зависит от ряда факторов и, в первую очередь, от длины углеводородного радикала молекулы ПАВ и температуры раствора. С увеличением длины цепи ККМ уменьшается. С увеличением концентрации ПАВ вспениваемость раствора сначала увеличивается до максимального значения, затем остается практически постоянной или понижается. Обычно изменение пенообразующей способности с ростом концентрации связывают с мицеллообразованием, поскольку при достижении ККМ происходит завершение формирования адсорбционного слоя, который в этот момент приобретает максимальную механическую прочность. В момент получения пены количество жидкости в ней обычно значительно превосходит то, которое должно соответствовать гидростатическому равновесию. Поэтому уже при образовании пены из нее выделяется жидкость. Избыточная жидкость из пленок, покрывающих газовые пузырьки, вытекает в каналы, возникающие в местах контакта трех пленок, и по ним стекает из верхних слоев пены в нижние в направлении силы тяжести до тех пор, пока градиент капиллярного давления не уравновесит силу тяжести.Одновременно с перетеканием жидкости в каналы, когда давление в нижнем слое пены превысит внешнее давление, начинается вытекание жидкости пены. Этот процесс называется синерезисом пены.

В свою очередь, при вытекании жидкости из пены давление в каналах понижается, соответственно повышается капиллярное и расклинивающее давление, что ускоряет коалесценцию пузырьков и разрушение столба пены.

Стабилизирующее действие адсорбционных слоев ПАВ, как кинетического фактора устойчивости пены, заключается в том, что они уменьшают скорость течения жидкости по каналам и пленкам пены, обеспечивают заторможенность поверхностных слоев пленок и каналов и невозможность развития конвективного переноса, а также создают определенную зависимость профиля каналов от типа ПАВ и градиента давления.

Количественной характеристикой пенью является ее кратность n, определяемая как отношение объема пены Vn к объему жидкости Vж, образующей стенки ее пузырьков:

= Vn/ Vж.

Скорость вытекания жидкости из пены и время установления капиллярного давления (при большом перепаде давления) зависят от высоты столба пены, кратности пены, типа и концентрации пенообразователя, концентрации электролита и других добавок, вязкости жидкой фазы, температуры пены, присутствия в жидкой фазе твердых частиц.

Установлено, что с увеличением высоты столба пены скорость синерезиса линейно возрастает, но уменьшается с увеличением кратности.

Одной из важнейших характеристик пены является ее дисперсность, которая определяет многие свойства и процессы, протекающие в ней, а также технологические качества пены. Для оценки дисперсности измеряют средний радиус пузырька, эквивалентного по объему сфере, условный диаметр и удельную поверхность раздела жидкость-газ.

При постоянной кратности пены скорость вытекания жидкости пропорциональна квадрату ее дисперсности и обратно пропорциональна числу каналов в пене. При одинаковой кратности и дисперсности скорость синерезиса сильно снижается с уменьшением столба пены. С увеличением концентрации пенообразователя пена становится более высокодисперсной, что является основной причиной уменьшения скорости синерезиса.

Одним из факторов самопроизвольного разрушения пены является диффузионный перенос газа из маленьких пузырьков в более крупные. Он вызывается неодинаковым давлением газа в пузырьках. В пене каждый пузырек окружен несколькими пузырьками разных размеров, и между каждыми из них происходит диффузионный перенос. Из наиболее мелких пузырьков газ диффундирует во все другие.

Влияние температуры на устойчивость пен довольно сложно и связано с протеканием многих конкурирующих процессов. При повышении температуры увеличивается капиллярное давление внутри пузырьков воздуха, а следовательно, растет скорость диффузионного переноса газа, увеличивается растворимость ПАВ, уменьшается поверхностное натяжение. Эти факторы способствуют кратковременному увеличению объема пены, но не стабильности. При повышении температуры увеличиваются тепловые колебания адсорбированных молекул и, следовательно, ослабляется механическая прочность поверхностного слоя, образованного молекулами ПАВ.

С понижением температуры скорость синерезиса возрастает, хотя вязкость пенообразующего раствора увеличивается. Это обусловлено тем, что с понижением температуры возрастает не только вязкость, но и поверхностное натяжение, которое вызывает увеличение размеров пузырьков пены.

Большинство поверхностно-активных веществ стабилизирует пену в щелочной среде. Пенообразующая способность неионогенных ПАВ не зависит от величины рН среды в области значений от З до 9. Белковые растворы проявляют максимальную пенообразующую способность, как правило, в изоэлектрической точке. При добавлении электролитов происходит сдвиг изоэлектрической точки, одновременно с этим смещается и максимум пенообразования.

Стабилизация пен поверхностно-активными веществами, способными образовывать адсорбированные межфазные слои с особыми структурно-механическими свойствами, может привести к практически неограниченному повышению устойчивости дисперсной системы.[7]

 

 

       3.2.Процесс темперирования шоколадной массы.

Темперирование - это создание центров кристаллизации какао-масла равномерно во всем объеме.

Достигается это охлаждением массы до температуры начала затвердевания, т.е. до 32 С, с определенной скоростью энергичном перемешивании. Несоблюдение этого условия вызывает жировое поседение шоколада. Жировое поседение - это самопроизвольный переход нестабильных твердых форм какао-масла в какао-масла в стабильную кристаллическую форму на поверхности изделия.

Нестабильные формы какао-масла при понижении температуры ниже 10,5 ºС существовать не могут из-за слишком большого избыточного запаса потенциальной энергии. Поэтому при понижении температуры поверхности изделия ниже указанной начинается самопроизвольная кристаллизация масла на поверхности. Она сопровождается выделением скрытной теплоты кристаллизации, равной 125,7 кДж/кг, и сокращением объема. Выделение энергии приводит к повышению температуры, а следовательно, к увеличению кинетической энергии молекул. Они, становясь более подвижными, перемещаются к свободному пространству между молекулами, которое образовалось вследствие более плотной упаковки молекул в кристаллической структуре. Занимая свободное место около уже имеющейся кристаллической структуры, они располагаются в следующем узле кристаллической решетки. Так вся поверхность массы покрывается кристаллами какао-масла, отчего цвет поверхности становится серым. Масса как бы покрывается серым налетом, состоящим из сплошного слоя сросшихся кристаллов какао-масла.

Доля какао масла в поверхностном слое несколько увеличивается из-за диффузии масла к первоначально возникшим центрам кристаллизации на поверхности массы. В изломе такая масса имеет зернистую структуру. Промежутки между частицами сахара и какао тертого сплошь заполнены маслом. Серый налет на поверхности производят впечатление плесени, хотя такая масса совершенно доброкачественная и безвредная. Образование на поверхности серого налета из кристаллов какао-масла называют жировым поседением.