Разное 

Какао технология приготовления: Какао с молоком, 1 л завтрак (ТТК0712) технологическая карта

Содержание

Какао с молоком, 1 л завтрак (ТТК0712) технологическая карта

На чтение 2 мин Просмотров 189 Опубликовано

Технико-технологическая карта № Какао с молоком, 1 л завтрак  (СР-рецептура № 1002)

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая технико-технологическая карта распространяется на какао с молоком, вырабатываемое в наименование объекта, город.

 

ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЮ

Продовольственное сырье, пищевые продукты и полуфабрикаты, используемые для приготовления какао с молоком, должны соответствовать требованиям действующих нормативных и технических документов, иметь сопроводительные документы, подтверждающие их безопасность и качество (сертификат соответствия, декларацию о соответствии, качественное удостоверение и пр.).

Подготовка сырья производится в соответствии с рекомендациями Сборника технологических нормативов для предприятий общественного питания и технологическими рекомендациями для импортного сырья.

 

РЕЦЕПТУРА

Наименование
Расход сырья на порцию, г
Вес брутто, г% при холодной обработкеВес нетто, г% при тепловой обработкеВыход, г
Какао-порошок35,00,0035,00,0035,0
Молоко900,00,00900,021,66705,0
Вода140,00,00140,021,43110,0
Сахар-песок150,00,00150,00,00150,0
Выход1000

 

Технология приготовления

Какао-порошок смешивают с сахаром, добавляют небольшое количество кипятка (100 мл) и растирают в однородную массу, затем при непрерывном помешивании вливают остальной кипяток и горячее молоко и доводят до кипения.

 

Характеристика готового блюда, полуфабриката

  • Внешний вид: какао – это напиток розовато-карамельного цвета.
  • Консистенция – жидкая.
  • Вкус – характерный для какао, сладкий.
  • Запах –  характерный для какао.

 

Требования  к оформлению, реализации и хранению

Какао готовят под заказ. Условия хранения, сроки годности особо скоропортящихся и скоропортящихся продуктов при температуре (4 ± 2) °С*, определяются согласно СанПиН 2.3.2.1324-03.

Какао реализуют сразу после окончания технологического процесса.

Микробиологические показатели какао должны соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

 

Пищевая ценность какао:

Белки, гЖиры, гУглеводы, гКалорийность, ккал
На 100 г3,3672,86313,32391,730

 

Дата

 

Технолог       /______________/__________ФИО___________

 

Шеф-повар     /______________/_________  ФИО___________

 

Андрей Готцев

Задать вопрос

Шеф-повар, технолог и ресторатор. Буду рад помочь вам.

Какао с молоком (ТТК2342) технологическая карта

На чтение 2 мин Просмотров 2.7к. Опубликовано

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА № Какао с молоком

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая технико-технологическая карта разработана в соответствии ГОСТ 31987-2012 и распространяется на блюдо Какао с молоком вырабатываемое объектом общественного питания.

 

ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЮ

Продовольственное сырье, пищевые продукты и полуфабрикаты, используемые для приготовления блюда должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов, иметь сопроводительные документы, подтверждающие их безопасность и качество (сертификат соответствия, санитарно-эпидемиологическое заключение, удостоверение безопасности и качества и пр.)

 

РЕЦЕПТУРА

Расход сырья и
Наименованиеполуфабрикатов
сырья1 порция
брутто, гнетто,г
Какао-порошок3,603,60
Молоко190,00190,00
Сахар12,0012,00
Выход:200

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Какао-порошок смешивают с сахаром, добавляют небольшое количество кипятка и растирают в однородную массу.

Затем при непрерывном помешивании вливают горячее молоко, остальной кипяток и доводят до кипения.

 

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ, РЕАЛИЗАЦИИ И ХРАНЕНИЮ

Подача: Блюдо готовят по заказу потребителя, используют согласно рецептуре основного блюда. Срок хранения и реализации согласно СанПин2.3.2.1324-03, СанПин2.3.6.1079-01 Примечание: технологическая карта составлена на основании акта проработки.

 

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ

Органолептические показатели качества:

Цвет напитка светло-коричневый с красноватым оттенком.

Вкус и запах свойственные какао.

Вкус сладкий.

Температура подачи -65 оС.

Микробиологические и физико-химические показатели :

По микробиологическим и физико-химическим показателям данное блюдо соответствует требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции»(ТР ТС 021/2011)

 

ПИЩЕВАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Химический состав данного блюда
Пищевые веществаМинер.вещества,Витамины, мг
мг
белки, гжиры, гуглеводы, гэнерг.ценностьCaFeВ1В2С
ккал
4,53,7924,5132,82113,10,930,0390,1411,16

 

 

Инженер-технолог:

 

Андрей Готцев

Задать вопрос

Шеф-повар, технолог и ресторатор. Буду рад помочь вам.

Какао с молоком(№ 1184)

Технологическая карта (ТТК)

Рецептуры Метод обработки: Заваривание Состав № з/п Наименование сырья Затраты на 1 000 г готового изделия брутто нетто ед. изм. 1 Какао-порошок 20 20 г 2 Молоко 500 500 г 3 Вода 550 550 г 4 Сахар-песок 100

Калорийность: 98,97 ккал

Белки: 3,31 г

Жиры: 2,61 г

Углеводы: 16,60 г

Внешний вид — какао аккуратно налито в стакан. Вкус и запах — вкус насыщенный, характерный для какао, сладкий с горьковатым привкусом; аромат нежный, тонкий. Цвет — бежевый. Консистенция — жидкая, однородная.


Метод обработки: Заваривание

№ з/пНаименование сырья Затраты на 1 000 г готового изделия
бруттонеттоед. изм.
1Какао-порошок2020г
2Молоко500500г
3Вода550550г
4Сахар-песок100100г
ИТОГО1 1701 170г

Какао-порошок смешивают с сахаром, добавляют небольшое количество кипятка (100 мл) и растирают в однородную массу, затем при непрерывном помешивании вливают горячее молоко, остальной кипяток и доводят до кипения.

  • Цвет: бежевый.
  • Вкус: вкус насыщенный, характерный для какао, сладкий с горьковатым привкусом; аромат нежный, тонкий..
  • Запах: вкус насыщенный, характерный для какао, сладкий с горьковатым привкусом; аромат нежный, тонкий..
  • Консистенция: жидкая, однородная..
  • Внешний вид: какао аккуратно налито в стакан..

Источник рецептуры: Сборник рецептур на продукцию общественного питания. М. П. Могильный Изд. 2-е, ДеЛи плюс, 2016. — 888с

Номер рецептуры: 1184

Какао с молоком (2 вариант)

Наименование продуктов

Масса, г

Химический состав

Энергети­ческая цен­ность, ккал

брутто

нетто

Б

Ж

У

Какао-порошок

5

5

Молоко

130

130

Вода

80

80

Сахар

25

25

ИТОГО

4,85

5,04

32.73

195.71

Выход: 200.

На диеты №2. 15.

Технология приготовления. Какао-порошок смешивают с сахаром, добавляют не­большое количество кипятка и растирают в однородную массу. Затем при непрерывном помешивании вливают горячее молоко, остальной кипяток и доводят до кипения.

Температура подачи — 65 0С.

Требования к качеству. Цвет напитка светло-коричневый с красноватым оттенком. Вкус и запах, свойственные какао. Вкус сладкий.

Технологическая карта № 115 Наименование блюда: Омлет с сыром

Наименование продуктов

Масса, г

Химический состав

Энергети­ческая цен­ность, ккал

брутто

нетто

Б

Ж

У

Яйцо

2 шт.

80

Молоко

50

50

Масса омлетной смеси

130

Сыр «Голландский»

33

30

Масло сливочное

5

5

Масса готового омлета

130

Масло сливочное

5

5

ИТОГО

14.66

21.22

3.05

261.82

Выход: 135.

На диеты №2.5.7.8,9. 10. 15.

Технология приготовления. Обработанные по санитарным правилам яйца разбива­ют, к яичной смеси добавляют молоко и соль, тщательно размешивают, слегка взби­вают до образования пены, добавляют тертый сыр, выливают в емкость с растоплен­ным сливочным маслом слоем в 2,5-3 см и запекают в жарочном шкафу в течение 8-10 мин при температуре 180-200 0С. Омлет можно варить на пару.

При отпуске нарезают на куски и поливают сливочным маслом.

Температура подачи — 65 0С.

Яйца необходимо разбивать в отдельную посуду по 2-3 шт. и соединять с общей массой.

Требования к качеству. Консистенция нежная, пористая, с бледно-золотистой ко­рочкой, без посторонних привкуса и запахов.

Технология производства шоколада – классическая схема

Технологический процесс производства шоколада состоит из следующих основных стадий (полный цикл от подготовки сырья до упаковки готовых шоколадных изделий):

  • первичная обработка какао-бобов;
  • приготовление какао тертого;
  • приготовление шоколадной массы;
  • формование шоколада;
  • завертка и упаковка шоколада.

Шоколад и какао-порошок вырабатывают на различных предприятиях по несколько различающимся технологическим схемам в зависимости от принятой технологии, наличия оборудовании и т. п. Для производства шоколада и какао-порошка технологический процесс может быть представлен данной схемой.

Схема производства шоколада и какао-порошка

Какао-бобы из силосов или из мешков взвешивают на весах, а затем подают в очистительно-сортировочную машину. Там они очищаются от механических примесей. После очистки какао-бобы по конвейерам поступают в шахтную сушилку, где они проходят термическую обработку з течение 45-60 мин при температуре 140-180 °С. При этом влажность какао-бобов снижается с 7 до 2 %, оболочка какао-бобов становится хрупкой и легко отделяется от ядра.

В процессе обжаривания в какао-бобах образуются вещества, определяющие вкус и аромат какао. Сушилка кроме зоны обжаривания имеет зону охлаждения, где температура какао-бобов снижается до 35-40 °С.

Из дробильно-сортировочной машины какао-крупка пневматически подается в бункер, расположенный над двухступенчатой дисковой мельницей, откуда выводится шнеком.

Грубоизмельченная масса затем поступает в шариковую мельницу. При измельчении происходит разрыв клеток какао-бобов, из которых вытекает какао-масло. Полученная суспензия поступает в сборники, из которых ее затем берут для получения какао-масла и шоколада.

Какао-масло получают на пиропрессовой установке путем прессования какао тертого. Прессование происходит при температуре 90-96 °С. Гидравлический пресс установки имеет от шести до четырнадцати рабочих камер, расположенных последовательно. Каждая камера снабжена двумя фильтрующими элементами, что позволяет ускорить промесс отжатого какао-масла. Из пресса диски какао-жмыха направляются в жмыходробилку на предварительное грубое измельчение. Подученные гранулы жмыха поступают в бункер, где они охлаждаются до температуры цеха.

После охлаждения гранулы жмыха проходят магнитоулавливатель, затем направляются в размольный агрегат. Полученный какао-порошок охлаждается, отделяется от воздуха, подается в расходный сборник и упаковывается в фасовочной машине. Какао-масло из пресса в количестве согласно рецептуры дозируется в смеситель.

Какао тертое, которое было подано в сборник на линию приготовления шоколада, тоже поступает в смеситель. Кроме какао тертого в смеситель подают другие добавки согласно рецептуры (какао-масло, сухое молоко или сухие сливки, сахар-песок и т.д.)

Дозирование компонентов обеспечивается датчиками, установленными на опорах смесителя. Полученную смесь измельчают в двух вальцовой мельнице, а затем конвейером направляют к пятивальцовым мельницам.

После вальцевания смесь проходит магнитоулавливатель и подается в шоколадоотделочные машины, в которых ее разводят какао-маслом, поступающим из дозатора. На этой же стадии в шоколадную массу добавляют разжижитель.

Массу медленно перемешивают в течение 15-20 мин при температуре 40-45 °С, а затем обрабатывают в течение 3-5 часов для обыкновенного шоколада и до 72 ч для десертных сортов шоколада. Для последних температура обработки массы должна быть 60-70 °С.

Полученную шоколадную массу перед формованием из нее изделий темперируют в автоматической непрерывно действующей темперировальной машине (темпере). Температура готовой шоколадной массы после темперирования должна быть 30-31 °С.

Затем шоколадную массу отливают на автоматическом формующем агрегате в формы. Подаваемые для отливки шоколада формы предварительно нагревают до 30-35 °С. Температура шоколада, освобожденного от форм, должна быть 8-12 °С.

В полученной шоколадной массе должно быть (в %): сахара 55-65, какао тертого и какао-масла 20-45, влаги 1,2-5, клетчатки не более 3-4. Степень измельчения (по методу Реутова) 92-96 % частиц размером менее 30 мкм.

Какао тертое получается из обжаренных какао-бобов путем их измельчения и размола с одновременным освобождением от оболочки. Какао-масло отпрессовывается от массы какао. Полученный при этом жмых применяют для получения какао-порошка.

сырье, стадии производства, описание процесса

Шоколад – твердое кондитерское изделие, основу которого составляют какао-продукты. Основным сырьем для производства шоколада являются какао тертое и какао-масло. Также используются сахарная пудра, молоко цельное сухое или сливки сухие (для классического шоколада), эмульгаторы (лецитин или др.), ароматизаторы, идентичные натуральному (ванилин, коньяк, ром и др.), орехи (фундук, миндаль, кешью, арахис и др.) жареные (целые и половинки для изделий с крупными добавками, тертые – для классических видов), изюм, кофе и др.

Основные стадии производства шоколада:

Каждая стадия включает большое количество подготовительных операций.

Сырьем для какао-продуктов являются какао-бобы. Их вынимают из стручков – плодов какао-деревьев (семейство Sterculiaceae), растущих у экваториального пояса. На дереве находится до 30 стручков массой от 200 до 800 г, а в каждом стручке – от 30 до 40 бобов, врезанных в белую мякоть плода. Бобы извлекают, подвергают ферментации и подсушиванию (с 60% влаги до 6-8%).

Для производства шоколада товарные какао-бобы очищают и сортируют по размеру на сортировально-очистительных машинах или на сепарационных очистительно-сортировочных машинах. На ситах обеспечивается сортировка какао-бобов на следующие фракции: сдвоенные крупные (12–14 мм), нормальные (10–7 мм), раздробленные (менее 6 мм), измельченные (менее 2 мм).

Очищенные и отсортированные какао-бобы поступают на термическую обработку для удаления излишней влаги, улучшения вкусовых свойств и уничтожения микрофлоры. Термическая обработка (нагрев до +130…150 °С) осуществляется на обжарочных или сушильных аппаратах (более эффективны сушилки непрерывного действия).

Затем охлажденные до температуры +25…35 °С какао-бобы поступают на дробильно-сортировочную машину, где их дробят в крупку с отделением оболочки (какаовеллы) и зародыша. Выход какао-крупки составляет 81–83% от массы сырых бобов при влажности крупки 2,5–3%.

Полученные фракции крупки используются для различных видов шоколада. В высшие сорта десертного шоколада идет только крупная крупка (размером 6–8 мм), для остальных видов шоколада смешиваются все фракции крупки. Какао-крупка направляется на приготовление какао тертого.

Какао тертое является полуфабрикатом для получения шоколадных масс и какао-масла. Оно изготовляется путем измельчения какао-крупки до размеров твердых частиц не более 30 мкм, их должно быть 90–92% к массе продукта. Получение какао тертого производится на восьмивалковых мельницах и комбинированных мельницах или дезинтеграторных агрегатах.

Для предотвращения расслаивания какао тертое подвергают темперированию – процессу непрерывного перемешивания при температуре +85…90 °С в темперирующих сборниках.

Какао-масло получают прессованием какао тертого на гидравлических прессах. Под влиянием высокого давления отжимается 44–47% масла от массы какао тертого. Остающаяся твердая масса – какао-жмых (содержит масла 14-17%) является полуфабрикатом для получения какао-порошка.

Для определения выхода какао-масла (X, %) пользуются формулой

X = 100 (M — Ж) / (100 — Ж)

где М – содержание жира в какао тертом, %; Ж – содержание жира в жмыхе, %.

Правила и техника подачи чая, кофе, какао, шоколада

Чай, кофе, какао, шоколад относятся к группе горячих напитков, которые обычно подают при температуре +75 ° С. Кофе и шоколад можно подать и холодными — от +12 до +14 ° С.

Чай подают в чайных чашках с блюдцами (рис. 1.44). На блюдце кладут ложку ручкой вправо, ручка чашки должна быть обращена влево (допускается и вправо). Зеленый чай заваривают и подают в одном чайнике и наливают его в пиалы. Чай в стаканах с подстаканниками подают в вагонах-ресторанах.

Чай к столу может быть представлен в двух чайниках: заварном и доливные или в самоваре. Горячее молоко и сливки к чаю подают в молочнике. Для одного гостя сахар, мед, варенье, джем, лимон подают на отдельных розетках, для группы гостей — в вазочке на подставной тарелке. Дело кладут ложку для разложения меда (варенье), вилку для лимона, кусковой сахар — в сахарнице, для его разложения используют щипцы.

Подача кофе зависит от способа ее приготовления. Черную подают в чашках с блюдцами емкостью 75-100 мл, сахар — в сахарнице или розетке. На блюдце перед кофейной чашкой кладут кофейную ложку.

Для группы гостей или при обслуживании в номерах отеля кофе можно подать в 2-4-порционных кофейниках. Перед каждым гостем в этом случае кофейную чашку с блюдцем ставят справа от десертной тарелки.

При подаче кофе с молоком или сливками рекомендуется пользоваться кофейниками и молочниками для разогретых сливок или молока, чтобы гости могли приготовить напиток, используя компоненты в любых пропорциях. При

массовом обслуживании кофе с молоком (сливками) и сахаром готовят заранее. Для их подачи лучше использовать чашки емкостью 200 мл с блюдцами и чайные ложки. Сахар подают в сахарнице или на розетке. Для разложения сахара используют щипцы.

Кофе по-восточному готовят в турочках — металлических кастрюльках с ручкой. Если многопорционные, то чайной ложкой подрезается и разлагается пенка по чашкам вместимостью не более 100 мл, а затем содержимое турочкы размешивают и разливают в чашки. Кофейную ложку не подают, потому что кофе готовят сладкой. Отдельно в стакане подают охлажденную кипяченую воду.

Рис . 1.44. Подача напитков : на первом ряду (слева направо) — кофе-глясе, кофе черный с пенкой, чай в пиалах; ‘втором ряду (слева направо) — кофе со сливками и кондитерскими изделиями и чай с кондитерскими изделиями

Кофе со взбитыми сливками и по-Варшавский, какао и шоколад подают в стаканах с подстаканниками или в чашках емкостью 200 мл с блюдцами.

В горячих напитков можно предложить широкий ассортимент кондитерских изделий, которые подают при массовом обслуживании в вазах, при индивидуальном — на десертных тарелках. их раскладывают щипцами и лопаточками.

Техника подачи горячих напитков зависит от вида используемого посуды: их можно подать в чашках с блюдцами или многопорционные кофейниках, чайниках, молочники, самоварах т. д. (рис. 1.42). В первом случае к гостю подходят справа и правой рукой ставят перед ним чашку с блюдцем. При подаче напитков в многопорционные посуде гости обслуживают себя сами или по их просьбе это делает официант. Он наливает напитки в чашки на подсобном столе или в обнос. При подаче чая в обнос официанты работают в паре: один наливает заварку из заварного чайника, второй — кипяток с доливные чайника. При этом подходят к гостю дело. Аналогично в обнос подают кофе. При использовании самовара на подсобном столе рядом с ним размещают стопки блюдец, чашки, чайные ложки. Официант наливает в чашку заварку из заварного чайника, кипяток из самовара, ставит чашку на блюдце ручкой вправо, кладет на него чайную ложку ручкой вправо, подходит к гостю справа и правой рукой ставит перед ним напиток.

Кофе и какао можно подать и охлажденными с мороженым. Сначала напиток охлаждают до 8-10 ° С, наливают в конический стакан, сверху кладут шарик мороженого. Подают на подставной тарелке с соломинкой и чайной ложкой.

Наука за шоколадом | Ферментация | Наука встречает пищу

Когда стручки какао созреют, их собирают вручную с помощью мачете. Каждый стручок будет вскрыт, чтобы высвободить бобы и белую мякоть, которые будут собраны в большую кучу.

Эта смесь бобов и мякоти остается на улице при высокой температуре и высокой влажности для ферментации. Проще говоря, в куче мякоти и бобов начнут расти микроорганизмы.

Под ферментацией понимаются все происходящие метаболические процессы, а также то, что микроорганизмы потребляют и производят.В этом жарком климате процветают бактерии и дрожжи, а мякоть служит для них отличным источником питательных веществ.

В этом случае полезны бактерий и дрожжей, и они необходимы для производства соединений-предшественников, необходимых для характерного вкуса и аромата шоколада. Они делают это, съедая часть присутствующего сахара и кислоты, превращая их в другие молекулы, более полезные для шоколада. Брожение обычно длится около недели.

После завершения ферментации фермеры отделяют бобы от мякоти, которую теперь можно утилизировать.Мякоть нужна только для того, чтобы служить источником питательных веществ во время ферментации. Бобы разложат тонким слоем и оставят сушиться на солнце.

Из бобов удаляется вода, что делает их микробиологически безопасными. Это означает, что в бобах осталось настолько мало воды, что даже бактерии, дрожжи и плесень не могут жить. После высыхания на солнце фасоль не портится, и фермеры могут отправить ее производителям шоколада.

Производители шоколада несут ответственность за переработку ферментированных сушеных бобов в конфеты, которые мы видим в магазине.

Первый и, возможно, самый ответственный этап называется обжариванием. Именно здесь генерируются сотни ароматических соединений, которые мы ассоциируем с шоколадом.

Бобы выдерживаются при высоких температурах около часа. Это испаряет некоторые из кислотных соединений, которые нам не нужны. Это также вызывает то, что мы называем реакцией потемнения. Это целый набор химических реакций, которые в конечном итоге дают соединения цвета, вкуса и аромата, которые мы ассоциируем с шоколадом.

Реакции потемнения также возникают в таких продуктах, как печенье, жареный зефир и карамель.Без стадии обжарки какао-бобы никогда не приобрели бы вкусовой профиль шоколада.

На данный момент у нас, по крайней мере, есть что-то, что пахнет и имеет вкус шоколада, но требуется дальнейшая обработка, чтобы превратить эти бобы с твердой скорлупой в гладкий шоколад.

Следующим этапом является рассеяние, при котором бобы измельчаются, чтобы удалить внешнюю оболочку. Только внутренняя часть, называемая какао-крупкой, используется для производства шоколада. Вы можете найти какао-бобы в местном продуктовом магазине, но имейте в виду, что они довольно горькие.

Ядра какао-бобов подвергаются дополнительному измельчению для дальнейшего уменьшения размера частиц. При продолжительном измельчении из бобов выделяется какао-масло, жир, который будет окружать твердые вещества какао, теперь он известен как шоколадный раствор (нет, он не спиртосодержащий). Если вы заметили, мы изменили слово какао на какао.

Какао тертое имеет очень концентрированный шоколадный вкус с горчинкой и кислинкой. Чтобы придать более сбалансированный вкус, в чистое тертое какао будут добавлены другие ингредиенты, такие как сахар, сухие вещества молока, ваниль и эмульгаторы.

Также будет добавлено больше какао-масла, чтобы было достаточно жира для суспендирования твердых частиц. Добавление этих ингредиентов к раствору приводит к образованию грубой гетерогенной смеси, которую необходимо подвергнуть дальнейшей переработке.

Продукт конширования — жидкий темный шоколад, но если вам нравится молочный шоколад, вам все равно нужно добавить еще пару ингредиентов, таких как молочный жир и молочные белки. Если вы заметили, что темный шоколад более горький, чем молочный, это связано с добавлением сухих обезвоженных веществ молока на этом последнем этапе, которые имеют тенденцию смягчать эти горькие вкусы.

Затем жидкий шоколад разливается в плитки, чипсы, кролики или любую другую необходимую форму. Затем жидкий темный или молочный шоколад охладится. Жир будет кристаллизоваться (затвердеть) и затвердеть шоколад.

Стадия кристаллизации на самом деле чрезвычайно сложна, если вы хотите получить характерные свойства щелчка, блеска и таяния во рту, которые мы ассоциируем с шоколадом, но это совершенно новая тема для другого дня.

Шоколад — это лакомство, которое нравится почти всем нам, но очень немногие из нас понимают, откуда он берется.Большинство людей понятия не имеют, что для того, чтобы получить шоколадное лекарство, какао-дерево нужно опылять мелкими мухами, бобы нужно собирать из стручков, а микроорганизмы должны сбраживать бобы.

Это все, прежде чем в дело вмешается производитель шоколада! Благодаря этому сложному, многоступенчатому процессу был изобретен шоколад. Итак, в следующий раз, когда вы быстро возьмете плитку шоколада, находясь в очереди на кассу в магазине, найдите момент, чтобы оценить сложность этого сладкого угощения.

Пищевые технологии | Исследовательский центр какао

Команда Food Technology стремится улучшить качество бобов.Текущая научно-исследовательская деятельность направлена ​​на создание технологических инструментов для получения какао-бобов с прекрасным вкусом или вкусовых качеств при ферментации на основе микро- и сортов, отслеживание и стандарты качества, нишевый маркетинг и географические указания, а также сертификацию качества какао-бобов и разработку продуктов на основе какао (пищевых продуктов и продуктов). нутрицевтики).

Некоторые из наших текущих исследовательских проектов включают

  • Улучшение маркетинга и производства кустарного какао из Тринидада и Тобаго (IMPACTT)
  • Оптимизация использования спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне для мониторинга качества и отслеживаемости какао-бобов в Тринидаде и Тобаго
  • Динамика и качество ферментации в различных генетических группах Theobroma cacao L .

Сушка бобов как часть процесса изготовления шоколада

Избранные публикации

Суха, Д.А. Сортировка и качество сушеных какао-бобов. Глава 5 в: «Сушка и обжарка какао и кофе». (Ред. Чинг Лик Хии и Флавио Мейра Борем) Серия прессы CRC: Достижения в области науки и технологии сушки. ISBN ожидает подтверждения. Дата публикации — Лето 2019.

Суха, Д.А. и Али, Н.А. (2018). Анализ сенсорного качества и качества обработки какао.Глава 27 в: Достижение устойчивого выращивания какао — Том 1 Генетика, селекция, выращивание и качество. (Под ред. Профессора Патманатана Умахарана). Издательство Burleigh Dodds Science Publishing. ISBN-13: 978-1-78676-168-2; ISBN-10: 1786761688. 588 страниц.

Sukha, D.A .; Умахаран П. и Батлер Д. (2018). Доказательства применения концепции «Терруар» в атрибутах вкуса и качества какао ( Theobroma cacao L.). Представлено на Международном симпозиуме по исследованиям какао, Лима, Перу.13 th — 17 th Ноябрь 2017 г. Доступно на сайте: https://www.icco.org/about-us/icco-news/388-proceedings-of-the-international-symposium-on-cocoa -research-2017.html.

Sukha, D.A .; Сегин, Э. и Лалиберте, Б. (2018). Элементы гармонизированного международного стандарта для оценки вкуса какао — предложение для дальнейших консультаций. Представлено на Международном симпозиуме по исследованиям какао, Лима, Перу. 13 -17 ноябрь 2017 г. Доступно на сайте: https://www.icco.org/icco-documentation/international-cocoa-symposium-2017/international-cocoa-symposium-2017-proceedings/.

Сукха, Д.А. (2019) Правила качества, прослеживаемости и происхождения какао и шоколада »для Мезоамериканской ассоциации качественного какао и шоколада (AMACACAO). Версия 2.0. Исследовательский центр какао, UWI, Сент-Огастин. 114 с.

Региональный стандарт

, CRS 34: 2018. Какао и шоколадные изделия — Спецификация. Председатель региональной проектной группы Региональной организации стандартов и качества КАРИКОМ (CROSQ) по пересмотру регионального стандарта CRS 34: 2018 CROSQ, St.Майкл. Барбадос. 39 с.

CES 2021: Шоколадная фабрика с прилавками может стать лучшим кухонным гаджетом в этом году

Это слишком распространенная уловка, от которой сильно страдают законные производственные компании и дистрибьюторы. Но опасность гораздо глубже, чем быть ограбленным, когда вы искали выгодную сделку. Например, покупая фармацевтические препараты, вы подвергнете риску свое здоровье, если не получите прописанное вам добросовестное лекарство.Тем не менее, для большей части мира такое обмануть при покупке лекарств, к сожалению, является нормой. Даже люди в развитых странах подвержены лечению поддельными или некачественными лекарствами.

Крошечные механические резонаторы, изготовленные так же, как и микрочипы (внизу), могут служить для аутентификации различных товаров. Эти прозрачные бирки размером менее 1 микрометра практически невидимы. Университет Флориды

Поддельная электроника также представляет собой угрозу, поскольку может снизить надежность критически важных для безопасности систем и сделать опасной даже обычную бытовую электронику.Например, известно, что мобильные телефоны и электронные сигареты взрываются перед лицом пользователя из-за поддельных батарей внутри них.

Не будет преувеличением сравнить распространение контрафактных товаров с инфекцией глобальной экономической системы — пандемией другого рода, которая усилилась. По данным Международной коалиции по борьбе с контрафактной продукцией, в 100 раз за последние два десятилетия. Поэтому неудивительно, что многие люди в промышленности уже давно работают над способами борьбы с этим злом.

Традиционная стратегия борьбы с фальшивомонетчиками заключается в применении какого-либо маркера аутентификации к подлинному изделию. Эти усилия включают отображение универсальных кодов продуктов (UPC) и шаблонов быстрого ответа (QR), а иногда и включение тегов радиочастотной идентификации (RFID). Но коды UPC и QR должны быть видны, чтобы они были доступны для оптического сканирования. Это делает их уязвимыми для удаления, клонирования и повторного применения в контрафактных продуктах. RFID-метки не так просто клонировать, но для них обычно требуются относительно большие антенны, что затрудняет незаметную маркировку с их помощью.И в зависимости от того, для чего они используются, они могут быть слишком дорогими.

Мы придумали другое решение, основанное на радиочастотных (RF) наноэлектромеханических системах (NEMS). Как и RFID-метки, наши RF-устройства NEMS не должны быть видимыми для сканирования. Это, их крошечный размер и природа их составляющих, делают эти метки в значительной степени невосприимчивыми к физическому вмешательству или клонированию. И стоят они всего несколько копеек каждая.

Невидимые метки NEMS могут стать мощным оружием в глобальной борьбе с контрафактной продукцией, даже с фальшивыми банкнотами.Заинтригованы? Вот описание физических принципов, на которых основаны эти устройства, и краткий обзор того, что будет задействовано в их производстве и эксплуатации.

Можно представить метки RF NEMS как крошечный бутерброд. Ломтики хлеба представляют собой два проводящих слоя из оксида индия и олова толщиной 50 нанометров — материала, обычно используемого для изготовления прозрачных электродов, например, для сенсорного экрана вашего телефона. Заполнение представляет собой пьезоэлектрическую пленку толщиной 100 нм, состоящую из легированного скандием нитрида алюминия, который также прозрачен.С помощью литографических методов, аналогичных тем, которые используются при изготовлении интегральных схем, мы вытравливаем узор на сэндвиче, который включает кольцо в середине, подвешенное на четырех тонких плечах. Такой дизайн позволяет круглой поверхности свободно вибрировать.

Материал, из которого изготовлена ​​пьезоэлектрическая пленка, конечно, зависит от пьезоэлектрический эффект: при механической деформации материал создает на нем электрическое напряжение. Более важным здесь является то, что такие материалы также испытывают так называемый обратный пьезоэлектрический эффект — приложенное напряжение вызывает механическую деформацию.Мы используем это явление, чтобы вызвать колебания в гибкой части бирки.

Для этого мы используем литографию, чтобы изготовить катушку по периметру бирки. Эта катушка соединена одним концом с верхним проводящим слоем, а другим концом — с нижним проводящим слоем. Воздействие на метку осциллирующего магнитного поля создает колебательное напряжение на пьезоэлектрическом слое, как это диктуется Закон электромагнитной индукции Фарадея. Возникающая в результате механическая деформация пьезопленки, в свою очередь, вызывает вибрацию гибких частей бирки.

Эта вибрация станет наиболее интенсивной, когда частота возбуждения будет соответствовать собственной частоте крошечного механического осциллятора. Это простой резонанс, явление, которое позволяет голосу оперного певца разбить бокал с вином при ударе нужной ноты (и если певец очень-очень старается). Это также то, что, как известно, спровоцировало обрушение подвесного моста Бротон возле Манчестера, Англия, в 1831 году, когда 74 члена 60-го стрелкового корпуса прошли по нему, приземлившись ступнями в такт естественному механическому резонансу моста.(После этого инцидента британские солдаты были проинструктированы прерывать ступеньку, когда переходили мосты!) В нашем случае релевантным возбуждением является колебание магнитного поля, приложенного сканером, которое вызывает вибрацию с наибольшей амплитудой, когда она соответствует частоте механический резонанс гибкой части метки.

На самом деле ситуация намного сложнее. Гибкая часть метки имеет не одну резонансную частоту — у нее много. Это как мембрана на барабане, которая может колеблются по-разному.Левая сторона может подниматься вверх, а правая — вниз, и наоборот. Или середина может подниматься по мере смещения периметра вниз. Действительно, существует множество способов деформации мембраны барабана при ударе. И каждая из этих моделей колебаний имеет свою резонансную частоту.

Мы разработали наши бирки в нанометровом масштабе, чтобы они вибрировали, как крошечные барабанные пластинки, с множеством возможных режимов колебаний. Метки настолько крошечные — всего несколько микрометров в поперечнике, — что их колебания происходят на радиочастотах в диапазоне от 80 до 90 мегагерц.В этом масштабе имеет значение не только геометрия бирки: капризы производства также имеют значение.

Например, толщина сэндвича, которая обычно составляет около 200 нм, будет немного отличаться от места к месту. Диаметр или округлость кольцевидной части также не будет одинаковой от образца к образцу. Эти незначительные производственные изменения повлияют на механические свойства устройства, включая его резонансные частоты.

Кроме того, в этом масштабе материалы, из которых изготовлено устройство, не являются идеально однородными.В частности, в пьезоэлектрическом слое существуют собственные вариации кристаллической структуры. Из-за большого количества легирования скандием конические кластеры кубических кристаллов случайным образом образуются в матрице гексагональных кристаллов, которые составляют зерна нитрида алюминия. Случайное расположение этих крошечных конусов создает значительные различия в резонансах, возникающих в кажущихся идентичными метках.

Подобные случайные отклонения могут привести к серьезным дефектам при производстве некоторых микроэлектронных устройств.Но здесь случайное изменение — это не ошибка, а особенность! Это позволяет каждой изготовленной бирке служить уникальным маркером. То есть, хотя резонансы, проявляемые меткой, в общем случае управляются ее геометрией, точные частоты, амплитуды и резкость каждого из ее резонансов являются результатом случайных изменений. Это делает каждый из этих элементов уникальным и предотвращает клонирование, подделку или изготовление тега иным образом таким образом, чтобы воспроизвести все свойства резонансов, наблюдаемых в оригинале.

Тег RF NEMS — это пример того, что эксперты по безопасности называют физическая неклонируемая функция. Для дискретной маркировки чего-то вроде партии лекарства, чтобы задокументировать его происхождение и подтвердить его подлинность, это как раз то, что доктор прописал.

Сейчас вы, , задаетесь вопросом, как мы можем обнаружить и охарактеризовать уникальные характеристики колебаний, происходящих внутри этих крошечных тегов. В принципе, один из способов — поместить устройство под микроскоп-виброметр и посмотреть, как оно движется.Хотя это возможно — и мы сделали это в ходе наших лабораторных исследований, — эта стратегия не будет практичной или эффективной в коммерческих приложениях.

Но оказалось, что измерить резонансы этих меток совсем не сложно. Это потому, что электронный сканер, возбуждающий колебания в метке, должен подавать энергию, которая поддерживает эти колебания. Электронный сканер может легко определить частоты, на которых таким образом истощается энергия.

Сканер, который мы используем в настоящее время, представляет собой стандартное электронное испытательное оборудование, называемое анализатором цепей. (Слово Сеть здесь относится к сети электрических компонентов — резисторов, конденсаторов и индукторов — в проверяемой цепи, а не к компьютерной сети, такой как Интернет.) Датчик, который мы подключаем к анализатору цепей, представляет собой всего лишь крошечную катушку, который расположен в пределах пары миллиметров от метки.

С помощью этого механизма мы можем легко измерить уникальные резонансы отдельной метки.Мы записываем эту сигнатуру, измеряя, насколько различные пики резонансной частоты смещены от пиков идеальной метки соответствующей геометрии. Мы переводим каждое из этих частотных смещений в двоичное число и объединяем все эти биты в цепочку, чтобы создать цифровую подпись, уникальную для каждого тега. Схема, которую мы в настоящее время используем, создает идентификаторы длиной 31 бит, что означает, что возможно более 2 миллиардов различных двоичных подписей — достаточно, чтобы однозначно пометить практически любой продукт, который, как вы можете подумать, может нуждаться в аутентификации.

Использование тонких физических свойств тега для определения его уникальной сигнатуры предотвращает клонирование, но вызывает другое беспокойство: эти свойства могут измениться.

Например, во влажной среде метка может адсорбировать некоторую влагу из воздуха, что изменит свойства ее резонансов. Эту возможность достаточно легко защитить, накрыв бирку тонким защитным слоем, скажем, из какого-нибудь прозрачного полимера, что можно сделать, не мешая вибрации бирки.

Но мы также должны понимать, что частоты его резонансов будут изменяться при изменении температуры метки. Однако мы можем обойти это осложнение. Вместо того, чтобы характеризовать тег в соответствии с абсолютной частотой его режимов колебаний, мы вместо этого измеряем отношения между частотами различных резонансов, которые все смещаются по частоте на одинаковую относительную величину при изменении температуры тега. Эта процедура гарантирует, что измеренные характеристики будут преобразованы в одно и то же 31-битное число, независимо от того, является ли тег горячим или холодным.Мы протестировали эту стратегию в довольно широком диапазоне температур (от 0 до 200 ° C) и обнаружили, что она достаточно надежна.

Тег характеризуется разницей между измеренными резонансными частотами (провалы в красной линии) и соответствующими частотами для идеального тега (провалы в черной линии). Эти различия кодируются в виде коротких двоичных строк, дополненных до стандартной длины, с одним битом, обозначающим положительное или отрицательное смещение частоты (справа). В сочетании эти строки представляют собой уникальный цифровой отпечаток тега (внизу) Университет Флориды

Анализатор радиочастотной сети , который мы используем в качестве сканера, представляет собой дорогостоящее оборудование, и прикрепленный к нему крошечный катушечный датчик необходимо разместить прямо напротив бирки.В то время как в некоторых приложениях расположение метки на продукте может быть стандартизировано (например, для аутентификации кредитных карт), в других ситуациях человек, просматривающий продукт, может не знать, где на элементе расположена метка. Итак, сейчас мы работаем над созданием меньшего по размеру и более дешевого сканирующего устройства с датчиком, который не нужно размещать прямо над тегом.

Мы также изучаем возможность изменения резонансов тега. после изготовлен.Эта возможность возникает из-за небольшой интуиции в нашем исследовании. Видите ли, материал, который мы выбрали для пьезоэлектрического слоя в наших бирках, довольно необычный. Пьезоэлектрические устройства, как и некоторые фильтры в наших мобильных телефонах, обычно изготавливаются из нитрида алюминия. Но выбранный нами материал содержит большое количество примеси скандия, которая улучшает его пьезоэлектрические свойства.

Когда мы решили использовать эту более экзотическую формулировку, нам было неизвестно, что она обладает второстепенным качеством: она превращает материал в сегнетоэлектрик, что означает, что он может быть электрически поляризован путем приложения к нему напряжения, и эта поляризация сохраняется даже после снятия приложенного напряжения.Это актуально для нашего приложения, потому что поляризация материала влияет на его электрические и механические свойства. Придание особой картины поляризации метке, которое можно было бы сделать после ее изготовления, изменило бы частоты ее резонансов и их относительные амплитуды. Этот подход предлагает стратегию, с помощью которой производители небольшого объема или даже конечные пользователи могут «записать» подпись в эти теги.

Наше исследование RF NEMS-тегов частично финансировалось Discover Financial Services, компанией, создавшей популярную кредитную карту Discover.Но приложения крошечных тегов, над которыми мы работали, наверняка будут интересны и многим другим типам компаний. Даже правительства однажды могут использовать наномеханические метки для аутентификации бумажных денег.

Насколько широко будут полезны эти теги, зависит, конечно, от того, насколько успешно мы разработали портативный сканер — который может быть даже простым дополнением для смартфона — и верна ли наша гипотеза о том, что эти теги можно настраивать после производство. Но мы, безусловно, взволнованы тем, что исследуем все эти возможности, поскольку мы делаем наши первые пробные шаги к коммерциализации технологии, которая однажды может помочь пресечь наиболее распространенную в мире форму преступной деятельности.

Эта статья опубликована в июньском выпуске 2021 года как «Скрытые аутентификаторы».

Технологии обработки шоколадной массы — обзор

Прошло много времени с тех пор, как были построены первые рафинирующие раковины для производства шоколада. На этом этапе все необходимые этапы обработки выполнялись на одной машине, что иногда занимало неделю, чтобы получить конечный продукт. Этот документ не предназначен для обобщения всех технических разработок с тех пор, поскольку такая информация доступна в учебниках 1 .Вместо этого он призван кратко представить различные системы массового производства шоколада, предлагаемые различными компаниями, чтобы дать читателям обзор того, что в настоящее время доступно на рынке.

Шоколадная масса изготавливается из жиров или жиров, содержащих ингредиенты — обычно какао-масло и тертое, иногда молочный жир и частицы, обычно сахар, твердые вещества какао, а иногда и сухие молочные продукты. Очень часто эмульгатор используется для улучшения потока гигроскопичных частиц в непрерывной жировой фазе.В процессе производства происходит несколько инцидентов:

  • Уменьшение крупных размеров частиц измельчением
  • Покрытие каждой отдельной частицы жиром / эмульгатором для уменьшения взаимодействия частиц во время потока
  • Удаление воды, содержащейся в сырье, поскольку она может образовывать нежелательные липкие слои на гигроскопичных частицах
  • Удаление нежелательных летучих привкусов, содержащихся в основном в частицах какао и образующихся во время ферментации какао
  • Развитие вкуса

Две последние точки также можно объединить, так как их трудно различить.

Исходя из старых раковин рафинера, где все это происходило одновременно и было трудно контролировать, большинство более поздних технологий выполняют этап измельчения отдельно. Только несколько типов мельниц могут обрабатывать шоколадные изделия, поскольку изначально это очень липкая масса, которая может превращаться в липкий порошок во время измельчения, когда удельная поверхность частиц увеличивается. Чаще всего используются плоские валковые мельницы (рафинеры) и шаровые мельницы с мешалкой.

Часто другие операции выполняются в рамках длительного процесса замеса, называемого коншированием.По-прежнему рекомендуется очень длительное время конширования, связанное с хорошим качеством, хотя устройства требуют больших капиталовложений. Одним из основных достижений, достигнутых за последние 30 лет, стал переход от обработки вкуса какао из моллюсков к первичной переработке какао. Тонкопленочные испарители были разработаны для удаления нежелательных летучих веществ и воды; если это не будет сделано где-либо еще, эти устройства также могут нейтрализовать тертое какао. К сожалению, очень популярный Petzomat больше не строится, но доступны альтернативы от других компаний.В настоящее время производители шоколада могут значительно сократить время конширования, если будут настаивать на использовании предварительно обработанного тертого какао с высоким качеством вкуса. Необработанное какао также по-прежнему используется, которое, как и в прежние времена, требует дополнительного конширования.

Аналогичные принципы соблюдаются в отношении молочного шоколада при разработке процедур предварительной обработки сухого молока. Например, было предложено высушить сухое обезжиренное молоко до уровня воды ниже одного процента и покрыть его жиром, что позволяет нам выполнять очень короткий процесс разжижения вместо классического конширования. 2 .

Крошка — это ингредиент, полученный путем сушки молока вместе с сахаром и тертым какао. Первоначально это делалось для консервирования молока, но в настоящее время это делается для создания сильного карамельного аромата, предпочитаемого в некоторых странах. Для последующего массового производства могут использоваться те же технологии, что и для других видов шоколада.

Если какао-масло заменяется другим жиром, продукт обычно называют компаундом, а не шоколадом. Технологически большинство составов близки к шоколадной массе, и для ее изготовления можно использовать аналогичное оборудование.Самая большая разница — скорее экономия, так как очень дорогое масло какао заменяется относительно недорогими альтернативными жирами.

После предварительной информации о свойствах шоколадной массы будут представлены системы, имеющиеся на рынке. Для этого была получена информация от различных производителей, после чего последовали вопросы и обсуждения по таким аспектам, как:

  • Можно ли производить темную, молочную и белую массу на одинаковом оборудовании или даже на одной производственной линии?
  • Каковы основные преимущества процесса как для крупных, так и для мелких производителей шоколада и каков минимальный размер промышленной производственной линии?
  • Сколько энергии требуется для этого процесса?
  • Каковы примерные капитальные вложения, необходимые для производственной линии?

Конечно, не на все вопросы можно было ответить.В частности, последний пункт, поскольку технологическое оборудование обычно проектируется производителями оборудования индивидуально для своих клиентов. Поэтому на практике производителям шоколада всегда приходится вести переговоры с поставщиками индивидуально. В этом документе представлены возможности рынка.

Свойства шоколадной массы

Физически шоколадная масса представляет собой суспензию частиц в непрерывной фазе жидкого жира. На этапе производства конечных продуктов для потребителя инициируется кристаллизация жира, и масса принимает желаемую форму и затвердевает.Эти этапы здесь не рассматриваются, хотя многие свойства конечного продукта можно предсказать, измерив свойства еще жидкой шоколадной массы. Поэтому свойства текучести обычно измеряются при температуре 40 ° C, что близко к температуре, при которой шоколад тает во рту. Таким образом, ощущения текстуры, такие как гладкое плавление или липкость, обычно коррелируют со свойствами текучести.

Поскольку шоколадная масса представляет собой неньютоновскую жидкость, мы должны измерить ее напряжение сдвига при различных скоростях сдвига, что приведет к кривой течения.Напряжение сдвига, деленное на скорость сдвига, дает кажущуюся вязкость; если мы снова построим график зависимости от скорости сдвига, мы получим кривую вязкости. Шоколадная масса — это жидкость, разжижающая сдвиг, поэтому самая высокая вязкость обнаруживается, когда масса начинает течь. Считается, что за это поведение отвечает взаимодействие между частицами 3 , которое сильно отличается от ньютоновских жидкостей, таких как вода. Таким образом, одна важная часть кривой потока находится при очень низком сдвиге. Значение текучести определяет напряжение сдвига, когда масса начинает двигаться.Поскольку для измерения необходима минимальная скорость сдвига, обычно значение текучести необходимо экстраполировать из кривой потока в соответствии с уравнениями модели, например, разработанными Кассоном и Виндхабом 1 . Значения текучести или измерения при низком напряжении сдвига также имеют большое практическое значение, так как многие промышленные операции выполняются с медленным течением масс, например, равномерное распределение еще жидкой массы в форме.

С другой стороны, некоторая обработка выполняется при высоком сдвиге, например.грамм. при перекачивании или опрыскивании масс. Это лучше всего описывается другим концом кривой потока. Обычно это экстраполируется на бесконечный сдвиг, и тогда результат называется бесконечной вязкостью Кассона или Виндхаба. Естественно, наибольшее влияние на вязкость оказывают содержание жира, эмульгаторы и свойства ингредиентов. После этого также важны гранулометрический состав и плотность упаковки частиц. Равный или мономодальный размер частиц приведет к образованию больших пустот, заполненных жиром. При двух- или мультимодальном распределении можно заменить этот захваченный жир твердыми частицами соответствующего размера, что также помогает более крупным частицам проскальзывать друг мимо друга при перемещении суспензии.

Рисунок 1

Процесс измельчения в значительной степени влияет на гранулометрический состав и получаемые в результате свойства текучести. Валковые рафинеры — если они работают с оптимальными настройками — имеют тенденцию производить более широкое, двух- или мультимодальное распределение, более высокую плотность упаковки и более низкую вязкость при высоких скоростях сдвига. Напротив, шаровые мельницы дают более узкое распределение, меньшую удельную поверхность и более низкие значения текучести 4 . Пример показан на рис. 1 .

Физически измеримые свойства шоколадной массы, такие как свойства текучести или твердость, коррелируют с сенсорными ощущениями, такими как щелчок, твердость, таяние и тому подобное.Таким образом, с точки зрения текстуры, можно прогнозировать качество по измерениям и, таким образом, сравнивать альтернативные технологии. С ароматом это намного сложнее. Конечно, белые, молочные и темные массы, в идеале производимые на одном оборудовании, имеют разные вкусы. Это означает, что в каждой категории существует гораздо больше разновидностей шоколада, отвечающих определенным «домашним вкусам», на которые ориентированы отдельные производители шоколада. Таким образом, в конце концов, как правило, невозможно определить вкус высокого качества, а также сравнить и определить оборудование для его достижения.При рассмотрении альтернативных вариантов обработки всегда необходимо адаптировать рецепты и технологию друг к другу, чтобы получить желаемый результат.

Ролик для рафинирования и конширования

Эту технологию использует большинство производителей шоколада в Европе. Типичная линия состоит из смесителя, двухвалкового рафинера, пятивалкового рафинера и раковины. В миксере смешивается большая часть рецепта, хотя часть жира не учитывается, иначе смесь будет слишком жидкой для рафинеров.Двухвалковый рафинер измельчает кристаллы сахара до размеров менее 100 мкм. В качестве альтернативы сахар можно измельчать отдельно на сахарной мельнице, что было обычной практикой несколько десятилетий назад. Хотя иногда такую ​​установку все же можно встретить, большинство компаний в настоящее время предпочитают рафинер с двумя валками из-за опасности взрыва пыли на сахарных заводах. Следующий 5-валковый рафинер представляет собой сложную машину, не очень простую в эксплуатации, но необходимую для качества конечного продукта. Кормовая масса должна иметь определенную консистенцию, которая определяется исходным содержанием жира, свойствами частиц и параметрами предшествующего технологического процесса.Здесь частицы измельчаются до их окончательного размера, обычно менее 30 мкм, чтобы избежать песчаной текстуры во рту в конечном продукте. Трудность состоит в том, чтобы объединить рафинеры непрерывного действия с коншами периодического действия, расположенными ниже по потоку. Производительность обеих машин сильно снижается, если только один рафинер подключен к одной раковине. Поэтому обычно несколько рафинеров соединяются с несколькими раковинами, что приводит к относительно большим производственным линиям, производящим несколько тонн в час. Это также одна из причин, по которой небольшие компании практически не используют эту технологию.

Раковина — это большая месильная машина, в которой порошкообразные хлопья из рафинеров обрабатываются большим количеством подводимой механической энергии, обычно в течение нескольких часов. Именно здесь происходит большинство преобразований, описанных во введении к этой статье. В процессе добавляются оставшийся жир и эмульгатор. Кончи бывают разных форм и могут быть оснащены одним, двумя или тремя смесительными валами. Более подробное описание процесса можно найти в 1 .

Рисунок 2

Швейцарская компания Bühler является лидером на рынке этой технологии и имеет многолетний опыт создания и установки полных производственных линий 8 . Чтобы удовлетворить потребности мелких производителей, недавно была запущена линия MicroFactory производительностью 300-600 кг / ч, где рафинеры с 2 + 5 валками заменены двумя трехвалковыми, см. Рисунок 2 .

Рисунок 3

После того, как голландская компания DuyvisWiener присоединилась к F.B.Lehmann и Thouet, они также могут поставить комплектные линии, состоящие из рафинеров и раковин Thouet. Для небольших компаний интересен 5-валковый рафинер F.B.Lehmann со встроенными «микро’-2-валками» 9 . Тем не менее, и здесь одному рафинеру потребуется несколько часов, чтобы заполнить большую 6-тонную раковину, что можно решить, только если одна машина всегда будет работать вхолостую, или использовать по крайней мере две меньшие раковины. Для очень мелкосерийного или тестового производства компания также строит опытный образец 5RR с 50-сантиметровыми валками и 3-мя валками.

Еще одно решение для небольших компаний или для нишевых продуктов предлагает BSA-Schneider, признанный производитель раковин, который с недавнего времени также занимается строительством рафинеров. Их система CHOCompact сочетает в себе небольшой 5-валковый рафинер с раковиной 10 (см. , рис. 3 ). Одновременно работает только одна машина, поэтому раковина должна ждать рафинера и наоборот. Есть несколько других компаний, занимающихся строительством нефтеперерабатывающих заводов, например Carle & Montanari-OPM 11 , HDM-Petzholdt-Heidenauer 12 и такие раковины, как Thouet 13 и Lipp Mischtechnik 14 .

Непрерывное конширование

Petzholdt-Heidenauer, теперь входящая в группу Probat, продолжает многолетний опыт непрерывного конширования, накопленный еще в 1970-х годах. Предлагаемое в настоящее время решение основано на использовании обычных 5-валковых рафинеров. Основное преимущество перед коншами периодического действия состоит в том, что создаются полностью непрерывные линии. С другой стороны, в течение длительного времени требуется минимальная производительность 1250 кг / ч, поэтому этот процесс не подходит для частой смены рецептов или для небольших компаний.

Рисунок 4

Процесс показан на рис. 4 . Хлопья рафинера попадают в загрузочный бункер, уровень его заполнения регулирует скорость питающего шнека и компенсирует колебания подачи. Пока добавляется немного какао-масла, шнек питает пастообразные колонны. Он оснащен регулируемыми перегородками и режущими крыльями; хлопья подвергаются интенсивным механическим нагрузкам. Во время этого процесса масса переходит из своего сухого состояния (сухое конширование) в жестко-пластичное.Очищенный кондиционированный воздух подается вентилятором. После окончательного добавления лецитина он выходит из пастообразной колонки в текучей консистенции. Масса подается в промежуточный резервуар, в котором мешалки и скребки для стенок удерживают шоколад в движении, чтобы стабилизировать процесс структурных изменений после добавления лецитина. Технологический воздух, содержащий летучие и нежелательные запахи, отделяется. На станции взвешивания рецепт дополняется жидкими компонентами. Скребок для стенок емкости готовит уже предварительную смесь.Точно подобранная шоколадная масса порциями выгружается в сборный резервуар. Там он дополнительно перемешивается и охлаждается. Оттуда он непрерывно прокачивается через смеситель с динамическим потоком, используемый для интенсивной гомогенизации. После прохождения вибросита шоколадная масса готова к дальнейшей переработке.

Согласно Петцхольдту-Хайденауэру, преимущества:

  • Удельная плотность энергии в конше непрерывного действия намного выше, чем в коншах любого типа, поскольку высокая потребляемая энергия связана с небольшим пространством конширования, где «почти 100% частиц обрабатываются одновременно»
  • Высокий КПД энергии, используемой для структурных изменений
  • Высокая удельная поверхность обработанной шоколадной массы как условие интенсивных обменных реакций с подаваемым окружающим воздухом
  • Высокая степень точной и равной механической нагрузки на все частицы шоколада.

Устройство вмещает от 450 до 500 кг, в результате чего время пребывания в раковине составляет 15-20 минут, а в колонне — 4-5 минут. Плотность энергии до 1200 кВт / т, а потребляемая энергия от 70 до 90 кВтч / т. Модульная структура позволяет постепенно расширять завод.

Похожему принципу полностью непрерывной работы придерживалась компания Lipp Mischtechnik (Мангейм, Германия). Здесь основное внимание уделяется удалению нежелательной воды из сырья перед сжижением, а не на этом этапе.Это возможно за счет предварительной сушки хлопьев рафинера 5 или сухого молока 6 . Ниже по потоку сжижение может осуществляться в очень быстром периодическом процессе или непрерывно с использованием высокоскоростного встроенного смесителя 14 .

Система Macintyre

Эта уникальная машина возрождает традиционный метод конширования и шлифования одновременно, известный нам по продольной конхе Lindt 1 . Он состоит из цилиндра с двойной рубашкой и зубчатой ​​внутренней поверхностью.Подпружиненные скребки разбивают частицы при вращении; летучая вода и ароматизаторы удаляются при помощи вентиляции и обогрева.

Обсуждалась оптимизация текучести и вкуса в этих машинах, а также пытались объединить ее с другими системами, например переработчики 1 . Также известно, что работа относительно шумная. Преимущество заключается в том, что возможны партии от 45 кг до 5 т, что означает большую гибкость для небольших компаний.

Шаровая фреза

Альтернативный метод производства шоколада — использование шаровой мельницы, в которой масса измельчается и измельчается одновременно. Хотя тертое какао обычно измельчают в шаровых мельницах, они не пользуются популярностью для шоколадной массы в европейской промышленности. Тем не менее эти системы широко используются во всем мире. Производство закрыто, что обеспечивает гигиеническую обработку и предотвращает загрязнение. Промышленные шаровые мельницы работают непрерывно. Корм должен оставаться перекачиваемым в течение всего процесса измельчения, что требует более низкой вязкости и, следовательно, более высокого содержания жира по сравнению с кормом валкового рафинера.Следовательно, удалить влагу и нежелательные летучие вещества сложнее, чем при классическом сухом коншировании. Этот факт игнорируется некоторыми производителями шаровых мельниц, которые продают комплексные решения. Это может сработать для некоторых смесей, шоколада для выпечки и т.п., но не рассматривается в дальнейшем, если мы посмотрим на качественный шоколад.

Первый подход к включению удаления летучих веществ в систему шаровой мельницы с рециркуляцией был разработан DuyvisWiener, который включал «средство для изменения вкуса; вращающийся диск, в котором горячий воздух обдувается слоем шоколада, образованным вращением 1,15 .Эти устройства все еще продаются для небольших приложений. Компания F.B.Lehmann, теперь входящая в DuyvisWiener, имеет многолетний опыт в создании тонкопленочных испарителей и горизонтальных шаровых мельниц для обработки какао, а также предлагала системы для массового производства шоколада. Это продолжается после слияния и разработки альтернативных вариантов обработки с использованием устройств обоих дочерних компаний. Таким образом, для более крупных непрерывных линий тонкопленочную обработку аромата можно комбинировать с горизонтальными или вертикальными шаровыми мельницами 15 .Вместе с традиционными решениями для конширования при рафинировании (см. Выше) компания теперь может предложить своим клиентам широкий спектр альтернатив обработки.

Рисунок 5

В последнее время Бюлер, похоже, придерживается аналогичной стратегии. Для смесей компания предлагает решение шаровой мельницы под названием SmartChoc с горизонтальной шаровой мельницей и миксером со сдвигом. После добавления однорычажной раковины для обработки аромата (легкое конширование) система для мелкосерийного производства (60-300 г / ч) теперь называется SmartChoc Plus и позволяет производить различные шоколадные и смешанные массы 16 ( Рисунок 5) .

Другая система предлагается Netzsch 17 ; он доступен в вариантах для небольших компаний (размер партии 25–300 кг / ч, называется ChocoEasy), а также для более крупного производства (размер партии 750–6000 кг, затем называется Rumba). После предварительного измельчения сахара в ударной мельнице сырье смешивается в раковине, где горячий воздух подается для обработки аромата во время сухого конширования. После этого массу разжижают, добавляя масло какао, а затем измельчают путем циркуляции через горизонтальную шаровую мельницу.Компания заявляет о максимальной энергоэффективности, гигиеничном дизайне, простоте очистки и изменении рецептуры.

Рисунок 6

Компания Lipp Mischtechnik, долгое время создававшая широко известные коншеры, смесители периодического действия и поточные смесители, разработала полную линию шоколада под названием Eco 2 choc ® ( Рисунок 6 ). Он основан на концепции обработки «грубого конширования». Разработка и оптимизация описаны в 7 ; исследования также показали, что можно производить молочный шоколад с хорошей текучестью и вкусом.Одним из ключевых элементов является головка с высоким сдвигом или вихревая камера, встроенная в зону замешивания раковины. Он усиливает массопередачу и передачу энергии, но также уменьшает размер частиц кристаллического сахара примерно до 300 мкм — таким образом, нет необходимости в устройстве для предварительного измельчения. Время грубого конширования может быть коротким, если требуется просто сушка, например для белого шоколада или молочного шоколада с небольшим количеством или высококачественного какао тертого. Если необходимо более сильное лечение, например для развития вкуса темного шоколада это может быть достигнуто за счет увеличения энергозатрат и времени.Сухое и пастообразное конширование обычно проводится с низким содержанием жира, чтобы улучшить улетучивание. Затем добавляются жир и другие ингредиенты, и измельчение может выполняться из буферного смесителя с помощью двух вертикальных шаровых мельниц с промежуточным охладителем. Последнее помогает поддерживать температуру чувствительных продуктов ниже желаемого уровня, например когда рецепты содержат лактозу и следует избегать стеклования во время измельчения. Процесс может быть уменьшен для небольших производственных масштабов, тогда он состоит из раковины с вихревой камерой, шаровой мельницы и циркуляционного насоса.

Обсуждение

Одна из первых вещей, которые следует учитывать производителю шоколада, — это влияние рецепта, ингредиентов и частиц на свойства шоколадной массы, о чем говорилось выше. Прежде всего, если стоимость сырья менее важна, например в премиальном сегменте или для приготовления компаундов всегда достаточно просто увеличить жирность в рецептуре, чтобы добиться желаемых массовых свойств. Также на вкус можно во многом повлиять, правильно подобрав ингредиенты.В таких случаях технология обработки становится менее важной, и большинство систем на рынке смогут обеспечить желаемое качество.

Чаще всего требуется хорошее качество — обычно связанное с низкой вязкостью — при минимально возможном содержании жира. При планировании линии шоколадной массы одним из основных решений будет то, какая часть кривой потока будет самой важной. Если в центре внимания нижестоящие процессы с низким усилием сдвига, такие как формование, важны низкие значения текучести; здесь шаровая мельница может быть преимуществом.Напротив, если масса должна двигаться быстро, например, при перекачивании или распылении, бесконечная вязкость более важна, и валковые рафинеры могут быть предпочтительнее.

Когда-то было очень сложно найти оборудование для мелкосерийного производства шоколада. Это изменилось; В настоящее время на рынке имеется ряд систем на основе шаровых мельниц, а также были разработаны валковые рафинеры меньшего масштаба. Хотя в настоящее время многие компании заявляют, что их системы полностью автоматизированы, мелкие производители должны реально учитывать навыки своих операторов, простоту эксплуатации и необходимость обслуживания.В этом аспекте могут быть предпочтительны системы с простой компоновкой машины.

Для средних и крупных производителей имеется широкий спектр технических возможностей. Различные потребности производителей шоколада, а также различные преимущества и недостатки систем, представленных на рынке, не позволяют дать общую рекомендацию. С помощью большинства систем в большинстве случаев можно будет производить шоколад, по крайней мере, приемлемого качества. В каждом отдельном случае приходится делать точную настройку и окончательный выбор; Всегда и рецепт, и процесс влияют на конечное качество, и нет готового решения.Итак, лучший из возможных советов может быть таким:

  • Тщательно продумайте свои потребности с точки зрения свойств продукта, вкуса, текучести, экономичности и гибкости
  • Затем предварительно выберите количество возможных систем / поставщиков
  • Затем проведите достаточно тестов на их машинах с вашим собственным рецептом, чтобы принять окончательное решение.

Список литературы

  1. Beckett ST (2009) Производство и использование промышленного шоколада. Уайли, Чичестер,
  2. Bolenz S, Kutschke E, Lipp E (2008) Использование дополнительных сухих молочных ингредиентов для ускоренного конширования молочного шоколада.Eur Food Res Technol 227: 1677–1685
  3. Windhab EJ (1995) Реология в пищевой промышленности. (Глава 5 в Физико-химических аспектах пищевой промышленности ISBN 0751402400). Chapman & Hall, London, pp. 80–115
  4. .
  5. Боленц С., Манске А. (2013) Влияние содержания жира во время измельчения на гранулометрический состав и сыпучесть молочного шоколада. Eur Food Res Technol 236: 863–872
  6. Bolenz S, Kutschke E, Lipp E, Senkpiehl A (2007) Предварительно высушенные хлопья рафинера позволяют очень короткое или даже непрерывное конширование молочного шоколада, Eur Food Res Technol 226: 153–160
  7. Bolenz S, Kutschke E, Lipp E (2008) Использование дополнительных сухих молочных ингредиентов для ускоренного конширования молочного шоколада.Евро. Food Res. Technol. 227: 1677-1685
  8. Боленц С., Манске А., Лангер М. (2014): Улучшение параметров процесса и оценка молочного шоколада, полученного с помощью нового процесса грубого конширования, Eur Food Res Technol 238: 863–874
  9. buhlergroup.com/europe/en/industry-solutions/processed-food/chocolate/chocolate-mass.htm
  10. fblehmann.com/chocolate-processing/refining/5-roll-refiner
  11. chocompact.com/
  12. cm-opm.com/en/applications/cocoa-chocolate/a4_1
  13. petzholdt-heidenauer.de / chocolate.htm
  14. thouet.com/chocolate-processing
  15. lippmischtechnik.de/en/produkte/conchier-maschinen/
  16. duyviswiener.com/chocolate-processing
  17. buhlergroup.com/europe/en/about-buehler/events/interpack-2014/interpack-2014-exhibits-at-a-glance.htm
  18. netzsch-grinding.com/en/confectionery-division/home.html

Об авторе

Проф. Д-р Зигфрид Боленц изучал пищевую инженерию в Штутгарте-Хоэнхайме и начал свою карьеру в 1989 году в компании по производству фруктовых соков, когда учился на докторскую степень.С 1992 по 1997 год он работал с Kraft-Jacobs-Suchard (ныне Mondeléz) в области исследований и разработок по различным проектам развития молочной, пищевой и шоколадной промышленности. С 1997 года он является профессором технологии пищевых продуктов в Университете прикладных наук Нойбранденбурга, где преподает технологии производства молочных продуктов, кондитерских изделий и напитков, а также разработку продуктов и процессов. Одно из направлений исследований — переработка шоколада, где он сотрудничает с различными компаниями и опубликовал ряд статей и патентов. Для получения дополнительной информации посетите: www.hs-nb.de/ppages/bolenz-siegfried.

Barry Callebaut — Технологии пищевой промышленности

Barry Callebaut — один из ведущих мировых производителей высококачественного какао, шоколада, продуктов, связанных с шоколадом, начинок, включений и украшений.

Наши продукты используются во всех сферах применения, включая шоколадные кондитерские изделия, мороженое и десерты, шоколадные молочные продукты, печенье и хлебобулочные изделия, а также завтрак, закуски и кондитерские изделия из сахара.

ЗДОРОВЫЙ КАКАО И ШОКОЛАД

Потребители все больше озабочены проблемами со здоровьем, но в то же время не хотят отказываться от своих поблажек. Barry Callebaut может удовлетворить такие растущие потребности, предлагая шоколадные продукты, которые помогают улучшить ваше здоровье и благополучие.

Примерами этого являются такие продукты, как шоколад с пониженным содержанием сахара, шоколад без сахара, начинки с низким содержанием жирных кислот и обезжиренный какао-порошок.

Для дополнительных преимуществ мы разработали какао и шоколад ACTICOA®.Это единственное какао и шоколад, сочетающее в себе хороший вкус с гарантированным минимальным содержанием полифенолов. Наши продукты ACTICOA укрепляют и защищают человеческий организм естественным образом.

ОРГАНИЧЕСКИЙ КАКАО И ШОКОЛАД

Barry Callebaut производит ряд сертифицированных продуктов, таких как товары категории Fairtrade, органические и кошерные продукты . Наши органические продукты и продукты, соответствующие принципам справедливой торговли, соответствуют самым строгим требованиям качества.

Мы также предлагаем какао и шоколад, имеющие сертификаты справедливой торговли и органические сертификаты.Вы можете быть уверены, что добавите нотку естественного совершенства в любое из ваших приложений.

РЕДКИЕ СОРТА КАКАО

В настоящее время очень популярно понятие «продукты происхождения». Мы всегда улавливаем потрясающий аромат, который предлагают какао-бобы, но наши продукты происхождения представляют собой чрезвычайно редкие и пользующиеся большим спросом сорта, которые превосходят даже наши обычные высокие стандарты.

Наши оригинальные проекты несут в себе неотъемлемый образ заботы, качества, преданности делу и опыта, который вкладывается в их производство.

ИННОВАЦИОННАЯ ШОКОЛАДНАЯ ПРОДУКЦИЯ

Barry Callebaut — это больше, чем просто наша продукция. Наш подход заключается в установлении тесных рабочих партнерских отношений с нашими клиентами, чтобы вместе мы могли создавать продукты, превосходящие ожидания потребителей.

Накопленный нами опыт означает, что вместо того, чтобы просто понимать тенденции на рынках наших клиентов, мы часто можем их предвидеть. Исследования и разработки всегда были одной из наших сильных сторон, и мы представили множество инновационных продуктов на самых разных рынках.

Именно здесь наш партнерский подход особенно демонстрирует свои преимущества. Мы не просто помогаем нашим клиентам, поставляя выбранные ими ингредиенты, но также можем предложить поддержку и консультации по рецептурам вкуса, производственным процессам и многим другим аспектам, необходимым для успешной разработки продукта.

НЕПРЕВЗОЙДЕННЫЙ ОПЫТ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШОКОЛАДА

У нас есть производственные площадки по всему миру и тысячи сотрудников, которые стремятся предоставлять нашим клиентам только самые лучшие продукты и решения.

За последние 155 лет Barry Callebaut накопил непревзойденный опыт во всех областях производства шоколада, от поиска лучших какао-бобов до создания и производства готового шоколада и продуктов на его основе высшего качества.

Наши основные ценности — это ориентация на клиента, энтузиазм, предпринимательство, командный дух и честность.

Сохранение однородности и стабильности шоколадного молока без каррагинана

Обработка пищевых продуктов струей высокого давления — это совершенно новая концепция, отметил Харт, и он экспериментировал с этой идеей в Пенсильвании около шести лет.Его работа над этой технологией на экспериментальном заводе в здании Food Science Building им. Родни А. Эриксона уникальна тем, что в нем используется насос-усилитель размером с малолитражный автомобиль для распыления молока через алмазное или сапфировое сопло. Жидкость выходит из сопла в виде струи мелких капель, которые сталкиваются с воздухом, образуя аэрозоль.

«Оборудование, которое мы используем для приготовления шоколадного молока, не является оборудованием, которое можно найти в пищевой промышленности — обычно его можно найти в магазине инженерных услуг», — сказал Харт.«Это оборудование используется для резки металлов. Это водоструйный инструмент, который используется для резки твердых материалов, таких как мрамор или нержавеющая сталь. Мы используем его в совершенно другом приложении ».

Харт купил оборудование на средства гранта Национального института здравоохранения десять лет назад, когда он был преподавателем в Университете Теннесси, и отправил его в кампус Юниверсити-Парк, когда он приехал в Пенсильванский штат. «Вы не найдете такого типа инструментов ни на одном факультете пищевых наук в США.Она сказала. «И я не знаю никого в других частях света».

Чтобы оценить давление, создаваемое насосом, перерабатывающим шоколадное молоко, Харт предлагает следующее сравнение: на дне Марианской впадины — самой глубокой точке любого океана — давление составляет 100 мегапаскалей. «Мы прикладываем в пять раз большее давление, 500 мегапаскалей», — сказал он. «Жидкость, покидая отверстие, движется со скоростью 3 Маха, что в три раза превышает скорость звука».

Также внесли свой вклад в исследование Мишель Тран и Грейс Воронин, аспиранты по специальности «Пищевые продукты»; Роберт Робертс, профессор и глава науки о продуктах питания; Джон Коупленд, профессор пищевых наук; и Грег Зиглер, профессор пищевых наук.

Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США и Национальный совет по молочным продуктам частично профинансировали это исследование.

Обзор технологий сушки какао и их влияния на параметры качества бобов

Рассматривая сушку как ключевой производственный процесс, определяющий качество, в цепочке обработки какао, в данной статье рассматриваются последние исследования методов сушки и параметров качества какао-бобов. . Методы сушки какао-бобов на открытом солнце, солнечной энергии, в духовке, микроволновой печи и сублимационной сушке были исследованы на различных уровнях с целью улучшения свойств сушки и конечного качества какао-бобов.В то время как открытая сушилка для загара использует естественные пассивные механизмы, методы сушки на солнце могут использовать комбинацию пассивных и активных механизмов. Способы сушки в печи, микроволновой печи и сублимационной сушки полностью активны и требуют затрат электроэнергии. Для улучшения скорости сушки при использовании метода открытого солнца, сушильные материалы и расположение сушильных поддонов являются параметрами, оптимизированными, поскольку температура сушки зависит от интенсивности солнечного излучения. В солнечных сушилках материалы, углы наклона, нагреватели и вентиляторы регулируются для оптимизации параметров поглощения энергии и сушки.Для печей и микроволновых печей свойства сушильного воздуха напрямую контролируются электронными системами. Содержание влаги, плесень, цвет бобов, pH, титруемая кислотность, содержание жира и концентрация уксусной кислоты являются наиболее широко оцениваемыми параметрами качества бобов.

1. Введение

Бобы какао ( Theobroma cacao ) представляют собой глобальное сырье для шоколадной промышленности, напитков, косметики, фармацевтических препаратов и туалетных принадлежностей [1]. Свыше пятидесяти миллионов человек зависят от какао как источника средств к существованию, при этом глобальные производственные мощности составляют 68% в Африке, 17% в Азии и 15% в Северной и Южной Америке [2, 3].В Африке крупнейшими странами-производителями какао по объему являются Кот-д’Ивуар (1900 миллионов тонн (МТ) / почат), Гана (850 МТ) и Камерун с 250 МТ мирового предложения на рынке какао [4]. Это вносит значительный вклад в валовой национальный доход этих стран. Физика и химия какао-бобов очень сложны и меняются на протяжении всей их жизни в зависимости от метода обработки и географического происхождения [1]. Таким образом, какао-бобы товарного сорта должны соответствовать определенным критериям, среди которых содержание влаги, кислотность, сланцеватость, содержание полифенолов, плесневение и выработка микотоксинов [5].

Качество какао-бобов зависит от каждого производственного процесса, от методов ведения сельского хозяйства, региона происхождения и транспортировки до промышленного объекта, где происходит преобразование. Ферментация и сушка являются ключевыми операциями на фермах, которые сильно влияют на конечное качество какао-бобов и последующих продуктов. Недавние исследования процесса сушки и его влияния на качество указывают на три основных вопроса: метод, температуру и продолжительность сушки [6]. Вариации этих параметров сушки оказывают значительное влияние на содержание влаги, цвет бобов, pH, жирные кислоты, полифенолы, метилксантины, белки и ароматические соединения, которые составляют выдающиеся параметры качества (Таблицы 1 (a) –1 (d)) [6, 7 ].

Хотя ферментация и сушка взаимодополняюще влияют на качество бобов, плохой процесс сушки хорошо ферментированных какао-бобов может привести к очень низкому качеству бобов, поскольку термическая обработка по-разному влияет на параметры качества бобов [8]. В попытке оптимизировать процесс сушки и получить оптимальное качество какао-бобов с минимальными затратами, было выполнено несколько модификаций параметров сушки. В этом обзоре основное внимание уделяется последним инновациям в процессе сушки какао и их влиянию на параметры качества.Он начинается с краткого описания наиболее популярных методов сушки, используемых при сушке какао-бобов, последних достижений в технологии сушки и влияния на параметры качества бобов, а заканчивается сводной таблицей методов сушки и параметров качества.

2. Методы сушки какао

Любая система сушки, которая минимизирует воздействие света (ультрафиолет (УФ)), окисления и тепла на пищевые продукты, поможет сохранить критически важные биоактивные соединения, необходимые для высокого качества продукции [9].

Во время сушки активность воды в продуктах питания снижается из-за уменьшения содержания в них влаги за счет нагрева [10]. Какао-бобы считаются сухими и пригодными для сбыта, если содержание влаги снижено до 5-8% (влажная основа) [11]. В обзоре Bala и Nipa [12] и Naseer et al. [9], было идентифицировано пять типов систем сушки, используемых в секторе какао, а именно: открытое солнце, солнечная энергия, печь, микроволновая печь и сублимационная сушка. Они кратко рассматриваются ниже в качестве основы, на которой были выполнены различные работы, направленные на улучшение возможностей сушки сушилок и качества сушеных какао-бобов.

2.1. Сушка на солнце

Сушка на солнце — самый старый, дешевый, самый популярный и свободно доступный метод, который может применяться с использованием самых элементарных и очень сложных научных процедур, особенно в тропиках и субтропиках, где много солнечного излучения [12]. Более 60% африканского и азиатского какао сушится на месте под открытым небом [3], что является основной причиной обычно более высокого содержания влаги во время продажи фермерами. Среди возобновляемых источников энергии солнечная энергия считается незаменимой в будущем, поскольку она недорога, в изобилии, неисчерпаема, экологична и не загрязняет окружающую среду [13].

Сушка на открытом воздухе широко проводится путем раскладывания бобов на приподнятых деревянных циновках и пластиковых листах или на бетонных полах на солнце (Таблица 1 (а)). Бобы регулярно переворачивают вручную, и кто-то должен оставаться рядом, чтобы отпугнуть биотические загрязнители, а также унести бобы в тень на случай дождя. Хотя этот метод доступен бесплатно, он зависит от погоды, трудоемок, занимает больше времени (7-22 дня) и подвергает пищу воздействию паразитов и других загрязнителей окружающей среды [14].Это увеличивает риск получения зерен низкого качества по сравнению с более контролируемыми методами сушки, поскольку более длительные периоды сушки подвергают бобы росту плесени [15]. Некоторые плохо информированные фермеры сушат свои какао-бобы на голой земле (подвергая их загрязнению камнями, почвой и поверхностными организмами), а некоторые — на просмоленных обочинах дорог (подвергая их загрязнению канцерогенными соединениями) [3, 8]. Хотя этот метод самый дешевый и наиболее доступный для каждого фермера, он практически неосуществим в периоды сильного дождя и высокой влажности.

2.2. Солнечная сушка

Согласно Fagunwa et al. [16] и Sneha [17], солнечные сушилки — это устройства, которые используют солнечную энергию для сушки веществ, особенно продуктов питания, с использованием солнечной энергии. Сушилка нагревает воздух до постоянной температуры, а выделяемое тепло используется для сушки продуктов в сушильной камере, а также для обогрева окружающей среды. Воздух, используемый для сушки, проходит через поверхность коллектора, нагревается и затем используется для сушки пищевых продуктов внутри сушилки. В то время как продукт подвергается воздействию солнечной радиации и ветра при сушке на открытом солнце, он содержится в замкнутом пространстве и защищен от прямого ветра в солнечных сушилках.Вентиляция обеспечивается с постоянной скоростью за счет определенных входных и выходных отверстий для воздуха, небольших солнечных вентиляторов или разницы температур либо из-за экспозиции, либо из-за вертикальной высоты [18]. Хотя солнечные сушилки в основном используются для сушки какао-бобов на экспериментальном и исследовательском уровнях, несколько корпоративных фермерских групп в Азии использовали тепличные сушилки для сушки какао-бобов в больших масштабах [12].

Согласно обзору Сивакумара и Раджеша [19] и Снехи [17], они вместе с несколькими сотрудниками определили четыре типа солнечных осушителей (Таблица 1 (b)): прямая солнечная сушилка (e.g., солнечная сушильная камера) — это место, где подлежащий сушке предмет подвергается прямому воздействию солнечного излучения через прозрачный материал, покрывающий структуру. Тепло, вырабатываемое солнечной энергией, используется для сушки продуктов, а также для обогрева окружающей среды. Непрямая солнечная сушилка (например, солнечная сушилка для шкафа) — это место, где солнечное излучение поглощается и преобразуется в тепло другой поверхностью (например, черной крышкой), обычно называемой коллектором. Воздух, который будет использоваться для сушки, проходит над этой поверхностью и нагревается, а затем используется для сушки пищевых продуктов внутри сушилки.Смешанные сушилки (например, туннельная сушилка для солнечных батарей) используют прямые и косвенные пассивные источники тепловой энергии для сушки продукции, в то время как гибридные солнечные сушилки (например, гибридные сушилки для солнечных батарей / биомассы) используют пассивные и активные источники тепловой энергии для сушки продукции.

В тех случаях, когда для регулирования температуры сушки применяется какая-либо форма вмешательства, например использование электрических вентиляторов для воздействия на воздушный поток, сушилки описываются как активные, в отличие от пассивных режимов, в которых температура сушки полностью зависит от естественной погоды. .Хотя это более дорого и сложно построить по сравнению с прямыми солнечными сушилками, некоторые из его преимуществ включают защиту продуктов от внешних загрязнителей, меньшее количество человеческого труда и доступность различных размеров. На основании конструкции компонентов системы и режима использования солнечной энергии были рассмотрены три типа солнечных систем осушения [19, 20].

Солнечные сушилки с естественной конвекцией (пассивные сушилки) представляют собой переносные устройства прямого типа, которые имеют просто прямоугольную форму с прозрачным верхом и затемненными внутренними поверхностями.Поверх коллектора тепла помещается прозрачный полиэтиленовый пластик, позволяющий солнечному излучению нагревать воздух. Под камеру также помещается черный материал, который поглощает тепло и защищает землю от влаги. Другой черный полиэтиленовый лист можно также поместить над сушильной камерой, чтобы предотвратить обесцвечивание. Вентиляционные отверстия могут не быть предусмотрены по бокам, но отверстие в передней части устройства позволяет окружающему воздуху попадать в камеру нагрева, а другое отверстие в задней части сушильной камеры позволяет влажному воздуху выходить из устройства за счет естественной конвекции. движения.Эта сушилка вряд ли подойдет для сушки большого количества коки, производимой фермерами, хотя она может дать приемлемые экспериментальные результаты.

Сушилка с принудительной конвекцией (активные сушилки) — это сушилка с принудительной конвекцией с прямым режимом работы, которая по существу состоит из воздуходувки, нагнетающей воздух через продукт, и камеры, покрытой прозрачным листом. Принудительные сушилки непрямого действия по существу состоят из воздухонагревателя, сушильной камеры и нагнетателя / вентилятора для направления нагретого воздуха в сушильную камеру.Сушильная камера может состоять из нескольких лотков для размещения тонких слоев сушильного продукта.

Третий тип, гибридная солнечная сушилка, представляет собой модификацию двух вышеупомянутых типов и включает солнечную сушильную систему с накоплением тепла, такую ​​как солнечная сушилка для теплиц с принудительной конвекцией. Солнечная сушильная установка со вспомогательным агрегатом состоит из электрического нагревательного коллектора, сушильной камеры, вентилятора и вспомогательного нагревателя. Гибрид с геотермальными водами или сточными водами использует сушильный агент в качестве источника тепла, но может использовать солнечную энергию, геотермальные или сточные воды, традиционный источник или традиционные и нетрадиционные источники энергии.Другие модификации включают солнечную сушильную систему с фотоэлектрической системой, солнечную сушильную систему с тепловым насосом [21].

Солнечная сушильная система с химическим тепловым насосом состоит из четырех средних компонентов — солнечного коллектора (типа с вакуумными трубками), накопительного бака, химического теплового насоса и сушильной камеры. Цилиндрический резервуар может быть выбран в качестве резервуара для хранения. В состав химического теплового насоса входят реактор, испаритель и конденсатор. Общая работа химического теплового насоса происходит в два этапа: адсорбция и десорбция.

2.3. Сушка в печи

Сушильная печь — это тип низкотемпературной конвекционной печи или печи с принудительной циркуляцией воздуха, используемой в основном в лабораторных условиях. Образцы, инструменты и термочувствительные химикаты помещаются в сушильную камеру для медленного и равномерного удаления влаги. Электродегидратор — это автономный прибор с источником тепла, вентилятором для циркуляции и несколькими лотками для одновременной сушки большого количества продуктов. Дегидраторы более высокого качества также имеют термостаты и конструкцию с двойными стенками для более эффективного использования энергии [22].Таким образом, любой исследователь может сушить любые продукты при любой температуре в экспериментальных целях (Таблица 1 (c)).

Местная сушилка для дров была построена в Фако, Камерун, с кирпичной кладкой и цементной штукатуркой, а также с наклонной платформой для поддержки подвешенной камеры нагрева и сгорания над землей [3]. Чтобы контролировать эффект дыма, камера сгорания была отделена от сушильной камеры 2-метровыми воздуховодами (печь), в которых сжигалась сухая древесина для выработки тепла. Сушильный мат был перфорирован для облегчения свободной циркуляции воздуха в сушильной камере.Скорость вращения какао-бобов во время процесса сушки и скорость свободного выхода насыщенного воздуха были такими же, как скорость поступления горячего / сухого воздуха в сушильную камеру. Хотя это дало обнадеживающие результаты (7% в течение 96 часов непрерывной сушки), сложность контроля дыма и поддержание температуры сушки на уровне 35-40 ° C и равное распределение тепла были одними из рисков, наблюдаемых в экспериментальном процессе. Дальнейшие исследования по-прежнему ожидаются в отношении других параметров качества какао-бобов, таких как ПАУ, кислотность, содержание плесени и содержание ОТА в Камеруне; более 40% общего урожая какао сушится в дровяных печах [3].

2.4. Сушка в микроволновой печи

Сушка в микроволновой печи — это процесс, который в основном работает так же, как при нагревании пищи в микроволновой печи. Микроволны выключаются одновременно с выключением сушильной машины или микроволновой печи. Согласно Feng et al. [23] микроволновая сушка основана на уникальном режиме объемного нагрева, которому способствует электромагнитное излучение на частоте 915 или 2450 МГц. Реакция пищевого продукта с потерями на диэлектрический нагрев приводит к быстрому переходу энергии во влагу и к быстрому нагреванию и сушке.Значительное сокращение времени сушки при микроволновой сушке часто сопровождается улучшением качества продукта, что делает ее перспективной технологией обезвоживания пищевых продуктов. Потребность в улучшении инженерного проектирования и оптимизации процесса микроволновой сушки стимулировала развитие методов компьютерного моделирования для прогнозирования температуры и влажности, а также распределения в продукте, подлежащем сушке. Несмотря на экспериментальные успехи, которых может достичь этот метод при сушке какао-бобов, он ограничен очень мелкомасштабной сушкой и практически не подходит для неэлектрифицированных сельских районов и крупномасштабного производства какао (таблица 1 (d)).

Микроволновая сушка основана на подаче дополнительной энергии, которая предпочтительно поглощается растворителями в процессе для улучшения испарения. Микроволны представляют собой форму электромагнитной энергии (300 МГц — 300 ГГц), генерируемой магнетронами под действием комбинированной силы перпендикулярных электрических и магнитных полей. Микроволновое нагревание — это метод прямого нагрева. В быстро меняющемся электрическом поле, создаваемом микроволнами, полярные материалы ориентируются и переориентируются в соответствии с направлением поля.Быстрое изменение поля на частоте 2450 МГц вызывает быструю переориентацию молекул, приводящую к трению и нагреву. Различные материалы имеют разные свойства при воздействии микроволн в зависимости от степени поглощения энергии, которая характеризуется коэффициентом потерь [24].

2,5. Сублимационная сушка

Впервые использованная в 1949 году сублимационная сушка — это особая форма сушки, которая удаляет всю влагу и, как правило, оказывает меньшее влияние на вкус пищи, чем обычное обезвоживание. При сублимационной сушке продукты замораживаются и помещаются в сильный вакуум.Замороженная вода в пище превращается в пар (сублимация) [25, 26]. Хотя этот метод доказал свою пригодность при экспериментальной сушке какао-бобов, его практически невозможно использовать при крупномасштабной сушке какао-бобов из-за высоких электрических и технических затрат.

3. Влияние метода сушки на некоторые параметры качества какао-бобов

Какао ценили более 3500 лет из-за его богатого вкуса, способности поднимать настроение и способности увеличивать энергию.Согласно Ishaq и Jafri [27], Mandl [28] и HerbaZest [29], питательные и оздоровительные преимущества какао и его продуктов включают поддержку здоровья мозга, хороший источник антиоксидантов, регулирование уровня холестерина в крови, а также лечение диабета и других заболеваний. бронхиальная астма; уменьшить ожирение; регулировать здоровье сердечно-сосудистой системы; лечить запор; предотвратить рак; и поддерживать здоровье кожи. Чтобы какао-бобы были допущены к использованию шоколадными и фармацевтическими компаниями, необходим анализ следующих параметров качества: содержание влаги (5.5-8% влажной основы), pH (3,8-5,5), содержание жира (55-56%), содержание скорлупы (15-17%), цвет коричневой фасоли, отсутствие плесени, высокая антиоксидантная активность, фенольные соединения, OTA, титруемая кислотность, уксусная кислота, ПАУ, теобромин, кофеин, степень извлечения сухих бобов, инородные тела, количество бобов, звук сухого зерна, окалина и отделение шелухи [4, 7, 30]. Сушка является ключевым фактором, определяющим качество работы единицы в цепочке производства какао, поэтому вариации методов сушки, температуры и продолжительности сушки были тщательно изучены в отношении влияния на характеристики качества [6, 7].

С помощью шкафа для солнечных батарей, микроволновой печи и сушилок на открытом воздухе оценивали характеристики сушки какао-бобов. Несмотря на то, что во всех сушилках был получен высокий результат теста на нарезку 94,5%, содержание свободных жирных кислот было самым высоким (9,42) в бобах из лотковой сушилки, в то время как pH был выше, чем обычно в сушилках для солнечных батарей и микроволновых печей (6,3 и 7,2). ) [31]. По снижению качества какао-бобы из лотковой сушилки были самыми высокими, за ними следовали какао-бобы из солнечного шкафа, открытого солнца и микроволновой печи.Несмотря на значительное сокращение времени сушки, микроволновая сушилка может считаться непригодной для сушки какао-бобов, исходя из качества продукции.

Чтобы оценить влияние методов сушки на антиоксидантную активность и охратоксин А в какао-бобах, Deus et al. [1] сушили правильно ферментированные бобы с использованием четырех сравнительных солнечных сушилок: одна с платформой из нержавеющей стали и пластиковой крышей с защитой от ультрафиолета, вторая с деревянной платформой и искусственным источником тепла (60 ° C), традиционной сушилкой на барже с деревянной платформой. и сушку под прямыми солнечными лучами, а также смешанную сушилку с платформой из нержавеющей стали и мобильной пластиковой крышей без защиты от ультрафиолета и воздействия солнечных лучей.Наблюдалось снижение антиоксидантной активности, то есть содержания фенольных соединений (катехина с 0,04 мг · г -1 до 0,02 мг · г -1 ) и метилксантинов (теобромина с 19,44 до 11,71 мг · г -1 ). только один образец показывает загрязнение ОТА (7,1 мк г · кг -1 ). Несмотря на модификации методов сушки, традиционный метод сушки показал максимальное сохранение антиоксидантной активности, содержания метилксантинов и фенольных соединений.Для сушки какао-бобов до требуемого содержания влаги 7% (влажная основа) этим методам потребовался довольно длительный период — семь дней, и поэтому они не могут считаться очень подходящими для крупномасштабной сушки из-за повышенного риска потери качества.

Были оценены характеристики и влияние методов сушки на открытом солнце, в печи, а также на смешанном солнце и в печи на химические характеристики качества сырого какао [32]. Открытое солнце и смешанные сушилки дали благоприятно более низкое содержание свободных жирных кислот (<0,70%) и свободной кислотности.Какао-бобы из печи и сушилок смешанного типа были более кислыми (pH 3,8-5,2) по сравнению с более подходящей кислотностью (pH 4,5-5,5) из сушилки на открытом воздухе. Несмотря на приемлемое качество зерен, эти результаты не были окончательными, поскольку время сушки и температура не контролировались, как ожидалось.

Для сравнения влияния открытого солнца и сушки в духовке (температуры 35, 40, 45, 50 и 55 ° C) на качество ферментированных какао-бобов, оценка уровня уксусной кислоты, pH, цвета бобов, свободных жирных кислот. , кислотное число и градация проводилась [14].Хотя высушенные на солнце образцы дали лучшие результаты, чем высушенные в печи при всех температурах, значительное увеличение уровней свободных жирных кислот и уксусной кислоты с повышением температуры было прямо пропорционально соответствующему снижению pH, при оптимальной температуре печи 45 ° C. Из-за необходимого опыта и высоких эксплуатационных затрат этот метод печи не может быть рекомендован сельскими фермерами для крупномасштабной сушки.

С помощью солнечной тепличной сушилки (при температуре 21–52 ° C) ферментированные какао-бобы сушили до 5 ° C.Влажность 3% (влажная основа) в течение семи дней [33]. Несмотря на то, что результаты не были обнадеживающими из-за длительного времени высыхания, низкой оценки теста и содержания коричневого жира 74% и 50% соответственно, закрытый характер теплицы исключает риск плесени и внешнего загрязнения фасоли дождем и паразитами. . Это может быть выгодно сельским фермерам, если будет правильно построена и улучшены свойства сушки.

Используя сушилку периодического действия с подогревом при 55, 70 и 81 ° C в изотермических условиях, кинетика сушки чужеродных видов какао была исследована в штате Абиа, Нигерия [34].Содержание влаги в партиях было снижено до 5, 3 и 4% в сыром виде в течение 12, 6 и 4 часов сушки. В аналогичном исследовании конвективная сушилка горячим воздухом при 60, 70 и 80 ° C снизила содержание влаги в какао-бобах до 6,3, 5,7 и 3,6% соответственно в течение восьми часов [35]. Несмотря на значительное сокращение времени сушки, сушить какао-бобы при температурах выше 60 ° C не рекомендуется из-за высокого удержания уксусной кислоты и увеличения горечи [14, 31].

Влияние ферментации и сушки материалов на содержание охратоксина А (ОТА) в какао-бобах оценивалось с использованием открытого солнца на стеллажных столах, бетонном полу и черном брезенте [36].Содержание ОТА увеличилось с (во время ферментации) до мкл г / кг (во время сушки), но не было установлено никаких существенных взаимосвязей между уровнем ОТА и материалами, используемыми при ферментации и сушке.

Используя прямую солнечную сушилку для исследования влияния различных загрузок (20, 30 и 60 кг), влажность какао-бобов была снижена до 7,5% за 5, 7 и 9 дней сушки соответственно [37] . PH сушеных бобов находился в пределах (5,1, 4,9 и 5,4), снижение титруемой кислотности (с 25.75-17,80, 18,57 и 13,30) и увеличение плесени (от легкой, умеренно тяжелой до чрезвычайно тяжелой) при нагрузках 20, 30 и 60 кг соответственно. Вместе с другими оценками качества (цвет бобов, запах (уксус, алкоголь, фекалии, прогорклость, сыр и нос), индекс ферментации, горечь и кислинка) обработка 20 кг давала более качественные бобы по сравнению с другими загрузками, и поэтому рекомендуется для прямой солнечной сушилки. Жертвовать количеством ради качества делает этот метод сушки непригодным для использования крупными фермерами.

Для исследования влияния методов сушки на концентрацию ПАУ в какао-масле ферментированные какао-бобы сушили до содержания влаги 7,5% на открытом солнце, в электрической духовке (80 ° C) и в сочетании с солнцем и духовкой. сушка [15]. Аналитические результаты показали увеличение концентрации ПАУ в процессе сушки. Высушенные на солнце бобы имели наименьшую концентрацию ПАУ (от 0,23 до 0,5 частей на миллиард) и сушку в печи (самую высокую (от 0,25 до 1,18 частей на миллиард)). Эти увеличения не были статистически значимыми и, следовательно, не ответственны за загрязнение какао-масла ПАУ.Поскольку концентрации ПАУ были самыми высокими в сушеной скорлупе бобов, чем в семядолях, он утверждал, что загрязнение ПАУ какао-масла происходит в основном из-за дыма во время сушки, поскольку он мигрирует из скорлупы в семядоли во время сушки.

Чтобы исследовать влияние размера зерна и источника тепла на профиль сушки какао-бобов, Онвука и Нвачукву [38] очистили и отсортировали ферментированные какао-бобы на четыре образца разного размера и высушили в четырех различных сушилках (солнечная, духовка, солнечная. и сушка в испарительном боксе (лампа 400 Вт)) до влажности 13–14% (влажная основа) в течение 19, 17, 9 и 6 часов соответственно.Ящики для пота мощностью 400 и 300 Вт были наиболее эффективными с точки зрения экономии времени и могли использоваться для сушки какао во время дождя, но следует учитывать и другие параметры качества. При изменении температуры и влажности не наблюдалось значительных различий в скорости сушки, которая была одинаковой для всех размеров зерна. Толщина слоев, а не размер зерен оказывает значительное влияние на скорость сушки какао-бобов. Этот метод может быть рекомендован для использования фермерами, если будут проводиться дальнейшие исследования крупномасштабной сушки.

Йебоа [39], Манодж и Маниваннан [40] независимо друг от друга разработали математическое моделирование и моделирование на основе MATLAB для прогнозирования свойств воздушного потока и равновесного содержания влаги в тепличной сушилке для сушки какао-бобов. Ферментированные какао-бобы были успешно высушены от влажности от 50 до 7% (влажные) за семь дней. Хотя зерна были первого сорта с точки зрения содержания влаги, период сушки считался слишком длинным, и другие параметры качества также требовали оценки.Сушка до семи дней увеличивает вероятность заражения бобов плесенью и OTA.

Чтобы оценить эффективность солнечной сушилки туннельного типа из поликарбоната, путем принудительной конвекции при сушке какао-бобов, была построена параболическая крыша-сушилка для теплицы с парниковой крышей емкостью 1000 кг, покрытая поликарбонатными листами и бетонным полом [41]. Вентиляторы, активируемые солнечными батареями, были интегрированы для выравнивания внутренней температуры. 12,5 кг ферментированных какао-бобов были успешно высушены при влажности 56.От 4 до 6,6% (влажная основа) за сутки. Тест удовлетворенности производителей с точки зрения цвета зерна, окалины, отделения шелухи, внешнего вида плесени и качества зерна дал диапазон индекса удовлетворенности от восьми до десяти по всем критериям, что свидетельствует об одобрении производителей какао. Чтобы обеспечить эффективное использование сельскими фермерами, он рекомендовал провести дополнительную оценку стоимости строительства и срока окупаемости как правдоподобную перспективу.

Используя открытое солнце и сушилку для теплиц с пластиковой крышей, изготовленную из местных материалов, в сельских районах Колумбии было проведено сравнительное исследование сушки ферментированных какао-бобов [20].Снижение содержания влаги с 58 до 7% (влажная масса) было получено за шесть и четыре дня соответственно, что указывает на эффективность тепличной сушилки. Благодаря тому, что бобы защищены от внешних загрязнителей, дождя и низкой стоимости строительства, тепличная сушилка больше подходит для использования сельскими фермерами, чем традиционная сушка на солнце на открытом воздухе. Дальнейшие исследования модификаций для повышения температуры сушки тепличной сушилки могут привести к дальнейшему сокращению времени сушки.

Используя метод соляризации флисовой почвы для модификации обычной тепличной сушилки, Banboye et al.[42] исследовали кинетику сушки ферментированных какао-бобов. Значительная разница температур в 5,2 ° C модифицированной сушилки для теплицы по сравнению с обычной сушилкой для теплицы позволила снизить содержание влаги с 48,42 до 5,95% по сравнению с 9,06% (влажная основа) в обычной сушилке для теплицы после четырех дней сушки. Сокращение времени сушки, подходящий цвет зерен, pH и высокий результат теста на нарезку 97% коричневых бобов позволяют квалифицировать эту сушилку для использования крупными фермерами, но все же необходимо детальное моделирование, моделирование, стоимость строительства и период окупаемости. дальнейшие исследования.

Jewe et al. [43] исследовали потенциальные улучшения, которые может дать обжарка ядер с помощью микроволн с точки зрения качества какао и потребления энергии по сравнению с конвективной обжаркой. При работе микроволновой печи на 820, 615, 410 и 205 Вт было замечено, что приложение подводимой энергии привело к более однородному нагреванию какао-бобов с подходящим содержанием влаги и цветом бобов. Общее потребление энергии было снижено на треть по сравнению с конвективным обжигом. Хотя микроволновая печь может рассматриваться как средство, способствующее сушке и получению высококачественных какао-бобов, она стоит дорого, полностью зависит от электричества и требует опыта, которого не хватает в большинстве сообществ, занимающихся выращиванием какао.

При сравнительном моделировании кинетики сушки тонкого слоя какао-бобов с использованием открытого солнца и микроволновой печи, работающей при 3200, 2800 и 2400 Вт, Verdier et al. [44], содержание влаги снизилось с 53,52 до 5,5, 5,6, 5,6 и 5,7% (влажная основа) за 35 часов и 8, 12 и 16 минут соответственно. Аналогичным образом, Arsène et al. [45] использовали домашнюю микроволновую печь с уровнями мощности 700 Вт, 600 Вт и 450 Вт, чтобы охарактеризовать механизм переноса влаги в какао-бобах во время сушки микроволновым импульсом.Влажность ферментированных бобов на вращающихся дисках снизилась с 57,35 до 7,5% (влажная масса) за 78, 100 и 180 минут соответственно, что указывает на более быстрый массоперенос в образце какао-бобов при более высоких уровнях мощности микроволн.

В дальнейших исследованиях Замруна и Ньомана [46] использовалась бытовая микроволновая печь, работающая на 600, 300 и 150 Вт, и нарезанные какао-бобы толщиной не более 3 мм и диаметром 10 мм. Влажность была снижена с 54 до 7% (влажная основа) в 4.2, 5,8 и 7,5 минут соответственно. Это указывает на то, что нарезка какао-бобов перед сушкой дала значительное сокращение времени сушки (примерно до половины) и в шесть-шестнадцать раз меньше электроэнергии (с 3200 Вт за 8 минут до 600 Вт за 4,2 минуты и с 2400 Вт за 16 минут до 150 W за 7,5 минут). При использовании сильного электромагнитного излучения 2450 МГц необходимо будет проанализировать другие параметры качества сушеных бобов, прежде чем метод сушки станет окончательным для какао-бобов.Нарезка какао-бобов перед сушкой ограничивает использование этого метода для крупномасштабной сушки. Некоторые летучие компоненты также могут улетучиваться во время процесса нарезки, что приведет к дальнейшей потере качества.

906 906 Жир (%) Оболочка (%) содержание 906 Сушилка для открытого загара 906 906 Солнце сушка на стеллажных столах, бетонный пол, черный брезент-826 NA 9066 искусственный прерывистый сушилка 9062323 906 NA стабильность 906 13–14 906 9 906 Общее содержание аминокислот , общее снижение сахара, обыкновенное кислотность, цвет бобов, порядок NA232323 906 906 9023 906 906 35 сушка h 4523 906 906 5,8 44623 906

S. No Метод (ы) сушки Температура (° C) Продолжительность MC (%) pH Прочие проанализированные параметры качества Ссылки
BD AD

Установленные стандарты (справочные значения) ≤60 Различное NA 5 NA 55-8 3,8-5,5 55-56 15-17% Цвет бобов, антиоксидантная активность, фенольные соединения, ОТА, титруемая кислотность, уксусная кислота, ПАУ, плесень, теобромин, кофеин, скорость восстановления сухих бобов , посторонние предметы, количество бобов, звук сухого зерна, окалина, отделение шелухи [4, 7, 30]

(a) Методы сушки на открытом воздухе
1 Сушилка для прямого загара (деревянная платформа) > 60 7 d 52.2 8.03 NA NA NA Антиоксидантная активность, содержание фенольных соединений (катехин и метилксантины), OTA [1]
2 906 23 на открытом воздухе сушка на солнце 20 час. NA 8 д 53.16 5,5 6,7 NA NA Цвет бобов, титруемая кислотность, зольность [48]
4 Сушка на открытом воздухе с темперированием от 30,2 до 37,8 ° C 60 ч NA ≤23 5,37–5,39 NA NA Цвет зерен, содержание жира, сырой белок, углеводы [49]
5 40 ч 57 6.5 NA NA NA Цвет зерен, аромат [50]
6 Сушка на открытом воздухе NA NA NA NA NA μ г · кг -1 [51]
7 Сушка на открытом солнце на черном брезенте и бамбуковых циновках. NA 10 д 53.5 5,49 5,9 NA NA Содержание полифенолов, инфекция плесени, цвет бобов и OTA [8]
8 Сушка на открытом солнце NA Нет данных 50 7 5,18 NA NA Общее содержание аминокислот, общее снижение сахара, обыкновенный [52]
Комбинированная солнечно-туннельная сушилка 18 ч 5.58
9 Сушка на солнце NA 2-5 дней 7,5 NA NA NA PAH [15]
NA NA NA 7,5 NA NA NA OTA (мг / кг) [36]
Сушка на открытом солнце NA NA 53.7 6,97 6,9 NA NA FFA, уксусная кислота [14]
12 Сушка на открытом воздухе 9026 5 NA NA Летучая кислотность, свободная кислотность [32]
Смешанная сушка на солнце и в духовке 4,5
13 Сушка на открытом воздухе NA 30623 906 49.9 7-8 5,1 NA NA Цвет бобов, титруемая кислотность, уксусная кислота и свободная жирная кислота [31]
14 Сушилка для прямого загара (деревянная платформа) > 60 7 d 52,2 8,03 NA NA NA Антиоксидантная активность, содержание фенольных соединений (катехин и метилксантины), OTA 906 906 906 906 906 1 Смешанная сушилка (пластиковая крыша без защиты от ультрафиолета и солнечного света)> 60 49.4 7,5

(b) Солнечные методы осушения
1 906 906 9018 906 9018 906 906,7 5,2 50 12,1 Степень извлечения сухих бобов, инородные тела, количество бобов, цвет бобов, коричневый жир [4]
2 Сушилка для теплиц (пластиковая крыша с УФ защиты) 60 7 d 52.2 8,1 NA NA NA Антиоксидантная активность, содержание фенольных соединений (катехин и метилксантины), OTA [1]
906 906 9024 906 906 906 906 906 906 906 906 Сушилка с деревянной платформой 60 7,76
Смешанная сушилка (пластиковая крыша без защиты от ультрафиолета и солнечного света)> 60 49,4 7.5
3 Сушилка для сушки какао 31-35 4.8d 50.9 6-8 5.46–4.97 NA NA цвет какао, цвет бобов, активность воды , общая кислотность, горечь, терпкость [53]
Сушилка для теплицы 6.3d
4 Сушилка для какао-бобов периодического действия с подогревом 55 6 ч 7911,638 NA NA NA [34]
70 5 h
81 4 h
35, 40, 45, 50 и 55 NA NA NA 4.7-5,2 NA NA Уровни свободных жирных кислот и уксусной кислоты [54]
6 Сушилка с туннельным солнечным тепловым насосом 29,6-48,8 20 ч 67 8 NA NA NA Цвет фасоли, пыль, грязь и другие загрязнители [47]
7 Солнечная сушка NA 8D6 53,6 906 .9 NA NA Цвет бобов, титруемая кислотность, зольность [48]
8 Туннельная сушилка 50,55,60, 65, 70, 75, 80, & 85 NA NA 7-4.9 6.08-5.7 12.02-10.12 NA Белок (%), клетчатка, зола и CHO [55]
[55]
9 Солнечная сушилка для прерывистой конвекции 31-54 72 ч 53.4 3,6 5,18 NA NA Кислотное число, цвет бобов, горечь, плесень, уровень свободных жирных кислот, скорость реабсорбции влаги [16]
Солнечная сушилка для прерывистой сушки + естественная конвекция NA NA NA 6.35
10 Солнечный осушитель с адсорбентом 40-54 41 h NA NA [56]
Солнечная сушилка с абсорбентом 30 часов
11 Сушка в печи с выдержкой 24 часа после 3 часов непрерывной сушки 60 52 часа NA 5.37–5,39 NA NA Цвет бобов, содержание жира, сырой белок, углеводы [49]
12 Мобильная солнечная сушилка NA 32 ч 57 6,5 NA NA NA Цвет зерен, аромат [50]
13 Вращающаяся сушилка с электрическим нагревателем и инфракрасными лампами 50 9,25 ч 7 56 7 56 NA NA NA Содержание полифенолов, кофеина, теобромина, эпикатехина и катехина [6]
55 8.5 ч
60 7,1 ч
14 Механическая (туннельная) сушилка 60 NA 50 7 5,46 NA [51]
15 Солнечная сушилка непрямого действия с большой нагрузкой 40-70 7 d 55 7,5 NA NA NA [57]
16 Встроенный солнечный осушитель с адсорбирующим осушителем NA 30 ч 56.4 6,3 NA NA NA Плесневение, цвет бобов, звук сухого зерна, окалина, отделение шелухи [41]
Туннельная солнечная сушилка из поликарбоната (оснащенная электрическими вентиляторами) 24 часа
Встроенный солнечный осушитель с абсорбирующим влагопоглотителем 19 часов
17 Солнечная сушка NA 9 часов 58 13-14 NA NA [38]
Сушка потового ящика (лампа 100 Вт) 9 ч
Сушка потового ящика (лампа 200 Вт) 8 ч
Сушка потового ящика (300 Вт колба) 7 ч
Сушилка для пота (лампа 400 Вт) 6 ч
18 Прямая солнечная сушилка на трех уровнях загрузки 20 кг 5 д 90 623 54 7.5 5,1 NA NA Плесневость, титруемая кислотность [37]
30 кг 7 d 4,9
9018 9018 9018 9 5.4
19 Лотковая сушилка NA 8 ч 49.9 6.4 5.2 NA NA Цвет бобов, титруемая кислотность, уксусная кислота 31]
Сушильный шкаф на солнечных батареях, 16 h 49.4 7,6 6,3
20 Сушилка для теплицы (пластиковая крыша с УФ-защитой) 60 7 d 52,2 8,1 NA NA Antio активность, содержание фенольных соединений (катехин и метилксантины), OTA [1]
> 60 6,9
Сушилка с деревянной платформой 60 7.76

(c) Метод сушки в духовке
906 9018 9018 9018 9018 6-8 5,46-4,97 NA NA Цвет бобов, активность воды, вкус какао, общая кислотность, горечь, терпкость [53]
2 Сушильная камера с регулируемой влажностью ( лабораторная печь) 60 12, 24, 32 и 40 ч NA NA NA NA NA Содержание полифенолов, терпкость, вкус, горечь [58]
3 Древесный дым NA NA NA NA NA NA NA [51] 9062 3
4 Сушильный шкаф 60-80 12-40 ч 55 7.5 NA NA NA Содержание полифенолов [59]
Адсорбционная сушка 60 24 ч
Вакуумная сушка 6018 6018 906 Полностью электрический духовой шкаф 80 2-5 дней 7,5 NA NA NA PAH [15]
6 53.7 6,85 6,7 NA NA FFA, уксусная кислота [14]
40 6,75 6,1
50 6,62 4,9
55 18 h 5,3 4,5
7 Сушка печи7 7-8 4,5 NA NA Летучая кислотность, свободная кислотность [32]

(d)23
1 Сушка в микроволновом режиме 3200 Вт 8 минут 53,5 5,60 NA NA NA NA 12 минут 5.63
2400 Вт 16 минут 5,77
2 Сублимационная сушка (свежие бобы бланшированы при 90 ° C в течение 5 минут) -30 ° C 24 ч 55 7,5 NA NA NA Содержание полифенолов [59]
-50 ° C 4 ч
Вакуумная сушка 60 Бытовая микроволновая печь 600 Вт 250 сек 56.4 7 NA NA NA NA [46]
300 W 350 сек
150 W 450 сек. Микроволновая печь NA 0,4 ч 49,9 7,1 7,2 NA NA Цвет бобов, титруемая кислотность, уксусная кислота и свободная жирная кислота [
Ключ:; ; ; ; ; W = Вт; ; ; ; .Данные, выделенные курсивом, показывают содержание ниже или выше установленных стандартов.
4. Заключение

В порядке убывания популярности солнечные сушилки, открытое солнце, духовки, микроволновые печи и сублимационные сушилки широко изучались при сушке какао-бобов на различных уровнях. Открытая сушилка для загара использует исключительно естественный и пассивный механизмы и зависит от погоды. Солнечные батареи, включая сушилки для теплиц, могут быть адаптированы для работы с использованием пассивных или активных механизмов или того и другого.Духовка и микроволновая печь полностью активны и требуют постоянных искусственных энергозатрат. Чтобы улучшить скорость сушки с использованием метода открытого солнца, используемые материалы и расположение сушилки являются ключевыми параметрами, которые исследуются, поскольку температура сушки зависит исключительно от естественной интенсивности солнечного излучения. Для солнечных сушилок используются различные материалы, углы подъема коллекторов, электрических нагревателей и вентиляторов для оптимизации поглощения солнечной энергии и контроля температуры сушки.