Подрібнення шоколадних мас

Машини для подрібнення шоколадних мас
За принципом роботи шоколадні валкові млини в основному не відрізняються від описаних вище валкових млинів для розмелювання крупки какао.


Пятівалковая млин (рис. 30) приймає з візків вивантажену з місильних машин шоколадну масу в розташований уздовж нижніх валків бункер 6 (див. Рис. 30, б).
Всі валки гладкі і порожнисті. У внутрішню порожнину кожного підводиться струм холодної води. Це охолодження має на меті запобігти перегріванню оброблюваних шоколадних мас під час роботи млина.
Валки 1, 3, 4, і 5 своїми цапфами закріплені в рухомих підшипниках, а валок 2-в нерухомих. Пересуванням подшляпніков можна наближати або видаляти валки від нерухомого валка і один від одного і таким чином збільшувати або зменшувати просвіт між двома суміжними валками. Валки мають однакові діаметри, обертаються в напрямках, зазначених на малюнку стрілками, і мають різні швидкості. валок
Подрібнення шоколадних мас
Мал. 30. Швидкохідна пятівалковая млин: а-вид збоку; б - схематичний розріз.

2 має велику швидкість, ніж валок 1, валок 3 - велику швидкість, ніж валок 2, і т. Д. Таким чином, кожен наступний пплок має вапном відносну швидкість по відношенню до попереднього. Для найбільш нових пятівалкових млинів, у яких діаметри валків найчастіше рівні 0,4 м. Числа обороти валків, окружні і відносні швидкості виражаються наступними величинами:
Номер валка 1 2 3 4 5
Число оборотів в хвилину n. 20 48 96 153 206

Окружна швидкість в м / сек. 0,42 1,00 2,00 3,2 4,3

Відносна швидкість в м / сек. . . 0,58 1 1,2 1,1
При роботі машини шоколадна маса втягується з завантажувального бункера 6 в просвіт між валками 1, 2, несеться
валком 2 внаслідок його більш високій швидкості, облягаючи його з правого боку, підводиться до просвіту між валками 2, 3, звідси несеться валком 3, облягаючи його з лівого боку і т. д.
До останнього валку 5 приставлена ​​по дотичній до напрямку рухається шоколадної маси укріплена нерухомо тонка сталева пластина 7, часто іменована на фабриках «ножем», яка знімає з поверхні валка шоколадну масу, спрямовуючи її в прийомну коробку 8.
Регулюючи розміри просвітів шляхом переміщення рухомих валків, слід для останніх знайти таке положення, при якому величина просвітів, послідовних в напрямку руху подрібнюваної шоколадної маси, поступово знижується.
Вміщені в шоколадній масі частинки какао і цукрової пудри, пересуваючись від одного просвіту до іншого, що має менші розміри, поступово подрібнюються. Проникли в зону подрібнення тверді частинки піддаються двом основним видам деформації: стиснення і зсуву. Деформація стиснення виникає в результаті того, що валки здавлюють і стискають проходять через просвіт між валками тверді частинки; деформація зсуву виникає в результаті того, що кожен валок має відому відносну швидкість по відношенню до попереднього валку. Очевидно, що між відносною швидкістю валка і напругою зсуву існує певна залежність: чим більше відносна швидкість, тим більша напруга зсуву і пов'язаний з цим ефект подрібнення.
Подрібнюють шоколадна маса під час роботи валкової машини зазвичай пересувається знизу вгору. При такому напрямку руху найбільш тонкі частинки шоколадної маси знаходяться у верхній частині машини, і якщо внаслідок будь-якої випадковості частина оброблюваної шоколадної маси впаде вниз і змішається з рухомої в нижній частині машини шоколадною масою, то остання не буде зіпсована домішкою більш великих часток.
Раніше мали широке поширення машини з гранітними валками, а також машини з металевими валками, але працювали на більш низьких швидкостях (40-50 об / хв).
Низька швидкість цих млинів обумовлювала невисоку пропускну здатність машини і не могла забезпечити високий ступінь подрібнення шоколадних мас. Крім того, в цих млинах можливо відколювання від валків частинок граніту і їх потрапляння в шоколадну масу.
Зазначені недоліки призвели до того, що машини з гранітними валками вже давно стали витіснятися машинами з металевими валками.
Застосування валкових млинів з металевими валками дозволило трохи підвищити швидкості і поліпшити ступінь подрібнення. Однак для досягнення необхідного ступеня подрібнення шоколадних мас доводилося вдаватися до багаторазової їх обробці. Так, на тривалкових млинах для отримання десертного шоколаду була прийнята п'ятиразова обробка шоколадних мас з поступово знижуються розмірами просвіту.
Завдяки застосуванню на наших фабриках пятівалкових млинів, в яких валки виготовлені з твердого металу і можуть працювати на високих швидкостях, не наражаючись тривалий прсмя зносу, ступінь подрібнення оброблюваних шоколадних мас досягла такої межі, що можна обмежуватися тукратной або навіть одноразової обробкою шоколадних мас.
Подрібнення шоколадних масЗа своєю будовою механізм для регулювання величини просвіту між валками пятівалковой млини істотно не відрізняється від застосовуваного в розглянутих вище восьмівалкових млинах для тертого какао. Зазначені там труднощі, пов'язані з необхідністю (при регулюванні величини просвіту) приведення в дію двох штурвалів, в однаковій мірі відносяться і до розглянутої тут пятівалковой шоколадної млині.
Що надійшла з місильної машини в пятівалковую млин маса містить 25-27% масла-какао і при температурі близько 40-42 ° має тістоподібної консистенції. У такому вигляді вона досить товстим шаром захоплюється першими по ходу продукту валками. У міру руху до наступних валянням облягає їх шоколадна стрічка робиться все тонше, що містяться в ній тверді частинки подрібнюються все більше і сумарна їх поверхню зростає.
Дійшовши до останнього валка машини, шоколадна маса різко змінює свою консистенцію: замість зв'язної, полужидкой, тестобразной вона при виході з машини стає порошкоподібної. Така зміна консистенції виникає в результаті того, що міститься в шоколадній масі масло-какао, розподіляючись по все збільшується в міру подрібнення сумарною поверхні твердої фази, приймає форму все більш і більш тонких плівок, що призводить до зміни його фізичних властивостей.
Роботами акад. П. П. Лазарєва, проф. Б. В. Дерягина і ін. Встановлено, що тонкі шари рідини, обволікають дисперсную фазу, поводяться подібно до молекул твердого тіла.
Акад. П. А. Ребіндера зазначає, що при все зростаючому подрібненні твердої фази масло-какао, розподіляючись по все збільшується сумарною поверхні, не в змозі покрити повністю з усіх боків кожну частинку цієї фази. Стикаючись один з одним своїми оголеними ділянками, частинки з'єднуються в своєрідні каркаси, в середині яких затримується масло-какао. Виникнення подібної структури тягне за собою висихання шоколадної маси.
Для відновлення консистенції шоколадної маси і здатності її піддаватися подальшому повторному подрібненню на валкових млинах отриманий після першої обробки на пятівалковой машині продукт завантажують в місильну машину, додають невелику кількість масла-какао (приблизно близько 3-4%); весь вміст, підігрівають до 40-42 °, і ретельно розмішують. Тривалість подібної обробки шоколадної маси від 10 до 20 хв. Після закінчення цієї операції, званої отмінкой, шоколадна маса, яка прийняла знову напіврідку консистенцію, направляється на друге вальцевание.
Для повторної обробки шоколадної маси на пятівалковой машині необхідно, щоб розміри просвітів були тут менше, ніж у машині для попередньої обробки. Тільки при цьому умови другої вальцевание забезпечить ефективність подрібнення.
Шоколадна маса в процесі другого вальцювання зазнає такі ж зміни, які були відзначені при першому процесі. Тому і в даному випадку шоколадна маса при виході з млина має порошкоподібну структуру.
У делях відновлення в шоколадній масі тістоподібної полужидкой консистенції, необхідної для подальшої обробки продукту, вдаються знову до розігрівання і розмішуванню маси в місильної машині з додаванням до продукту 3- 4% масла-какао. Ця операція триває також близько 10-20 хв. і на відміну від описаної вище називається на фабриках розводкою.
У табл. 18 наведені дані по дисперсності шоколаду, відповідні різної продуктивності машини.
Таблиця 18

Розмір частинок в μПродуктивність машини в кг / год
400325200125
0 - 3086,5909697,6
30-507,573,52,4
50 - 70330,5-
Більш 703.0---

Продуктивність шоколадних валкових машин залежить від робочої довжини валків, розміру просвіту між двома останніми по ходу продукту валками і середньої окружної швидкості маси в просвіті.
Одночасно на продуктивність валкових машин впливають інші чинники, зокрема вміст у оброблюваної шоколадній масі масла-какао.
Чим нижче вміст олії-какао в оброблюваної шоколадній масі, тим вище її в'язкість, тим щільнішим і товстим шаром вона наділяє валки і продуктивність машини підвищується; при підвищеному вмісті масла-какао в оброблюваної шоколадній масі в'язкість знижується, і вона гірше захоплюється валками, в результаті чого продуктивність машини знижується.
На закінчення слід зазначити, що розмір просвіту між палицями змінюється і під впливом дії механічних факторів. Так, спостереженнями встановлено, що після закінчення більш-менш тривалого періоду роботи початкова геометрично правильна форма валків спотворюється і їх циліндрична поверхня стає увігнутою, з'являється по довжині палиця овальна западина, що збільшується від країв валка до його її редине.
Для усунення виниклої в млинах деформації валків вдаються до шліфування їх на шліфувальних верстатах.
Спотворення просвіту між валками виникає також в результаті зношування підшипників, а також в результаті неточного регулювання просвіту між суміжними валками.
Існуючі в даний час валкові млини не мають приладів для контролю ступеня подрібнення маси, за винятком млинів, що випускаються деякими зарубіжними фірмами. Зазначені валкові млини забезпечені приладами, які показують тиск між валками і ступінь подрібнення шоколадної маси.
Тривалість дії подрібнюючих сил при проходженні шоколадної маси через кожен просвіт між валками дуже мала і лежить в межах між -1 / 200 і 1 / 2000 секунди.
Дисперсність шоколадних мас
Проведені кафедрою дослідження ступеня подрібнення шоколадних мас після їх одноразового дворазової обробки на пятівалкових машинах привели до наступних результатів (табл. 19).
Таблиця 19

Розмір частинок в μЗміст фракцій в% від обсягу твердої фази
після першої обробкипісля другої обробки
Менш 4 10,212,8
Так як 4 8 до 11,5018
Так як 8 20 до 16,218,3
Так як 20 40 до 3334
Так як 40 80 до 2616
Більш 80 2,90,9
Разом 99,8100

При цих випробуваннях пятівалковая машина, на якій шоколадна маса піддавалася першому вальцеванию, працювала з продуктивністю 350 кг / год, а машина, на якій маса піддавалася другого вальцеванию, працювала з продуктивністю 250 кг / год.
Наведені в табл. 19 дані показують, що шоколадна маса після першого вальцювання відрізняється грубим помелом і зміст частинок, діаметр яких менше 20 ц, не перевищує в ній 38% від обсягу твердої фази. Але і після другого вальцювання ступінь подрібнення шоколадної маси не досягла належного межі: зміст фракції з частинками менше 20μ ледь досягає 50%.
Зазначене вище спотворення просвіту між валками і настільки часто виникають ознаки зносу валків є головними причинами наявності в оброблених на валкових машинах шоколадних масах високого відсотка великих фракцій.
Спостерігаються випадки, коли шоколадна маса після другого вальцювання має і більш високу ступінь подрібнення. Зокрема, подібні явища спостерігаються, коли продуктивність валковой машини не перевищує 125 кг / год, а валки не встигли ще піддатися зносу.
З інших змін, які відбуваються при обробці шоколадних мас на валкових машинах взагалі і на пятівалкових машинах зокрема, слід відзначити зміну вмісту вологи і деяке зниження кількості розчинних у воді дубильних речовин.
Вирішальним фактором є тут сильне подрібнення частинок твердої фази, в результаті якого виникає велика кількість нових поверхонь, до цього не піддавалися впливу повітря. Не менш важливо і те, що відпрацьовуються на пятівалкових машинах шоколадна маса виходить з просвітів тонкої широкої стрічкою, утворює дуже велику поверхню.
У тих випадках, коли виготовляються звичайні сорти шоколаду, після вторинної обробки продукту на пятівалковой машині і розведення в місильної машині процес підготовки шоколадної маси вважається закінченим, і вона прямує на останню стадію темперирования і формування.
Звичайні сорти шоколаду характеризуються дещо вищим вмістом цукру, кілька більш грубим подрібненням твердої фази і по ніжності смаку поступаються високоякісним десертних сортів.

Додати коментар

Вашу адресу електронної пошти не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *