НЕПРЕРЫВНЫЕ СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАРАМЕЛЬНОГО СИРОПА

В последние годы на передовых предприятиях внедрены и про­должают внедряться непрерывные станции приготовления кара­мельного сиропа, обеспечивающие быстрое протекание процесса и получение карамельного сиропа и карамельной массы высокого качества, более стойкой при хранении по сравнению с карамельной массой, приготовляемой при периодических способах.

Наиболее широкое применение находит непрерывно действую­щая станция системы фабрики им. Бабаева. Здесь сахар не раство­ряют вначале в воде, а смешивают его с патокой и некоторым коли­чеством водопроводной воды (17—20% по массе сахара). Кашице­образную смесь нагревают под давлением, при этом сахар раство­ряется в воде, содержащейся в смеси.

Станция фабрики им. Бабаева работает следующим образом (см. рис. 4) *. Сахар в мешках поступает из склада по ленточ­ному транспортеру. При переходе с ленточного транспортера на вибротранспортер мешки распарывают и сахар ссыпается на виб­рационное сито с магнитами. Просеянный и очищенный от метал­лических примесей сахар поступает в распределительный бункер 1 шнекового питателя 2, а из него в воронку смесителя 3. Сюда из расходных баков 5, 7, 9 плунжерными насосами 6, 8, 10 дозируется патока, инвертный сироп, вода.

Смеситель представляет собой горизонтальный цилиндр с па­ровым обогревом, внутри которого параллельно расположены два

* В технологической схеме, приведенной на рис. 4, дана сиропная станция системы фабрики им. Бабаева.

горизонтальных вала с лопастями, установленными под определен­ным углом. Лопасти, вращаясь навстречу одна другой, интенсивно перемешивают смесь, перемещая ее вдоль оси, и выталкивают под давлением в трубопровод, соединенный с плунжерным насосом 4. Кашицеобразная смесь, нагретая до 65—70°С, насосом прокачи­вается через змеевик варочной колонки //, обогреваемой паром под давлением 589 кн/м* (6 ат). Благодаря давлению, создавае­мому насосом в змеевике, смесь нагревается до более высокой температуры, чем ее можно нагреть при атмосферном давлении, не подвергая раствор концентрированию. Температура при выходе сиропа из змеевика около 125°С и избыточное давление в змеевике 78—147 кн/м* (0,8—1,5 ат). В результате повышения температуры происходит более быстрое растворение кристаллов сахара в не­сколько меньшем количестве воды, чем принято обычно в других системах сиропных станций.

В колонке также выпаривается некоторое количество влаги. При работе по нормальной рецептуре содержание влаги в рецеп­турной смеси, поступающей в змеевик варочной колонки, 17—19%, а карамельного сиропа — 13—16%.

Готовый сироп проходит контрольный фильтр 12 и сливается в сборник 13, откуда насосом 14 перекачивается к вакуум-аппаратам для уваривания его в карамельную массу.

Весь процесс приготовления сиропа продолжается 5—6 мин, а нагревание его в варочной колонке 1,5—2,0 мин. В этих условиях глубокого разложения Сахаров не происходит, образуются только первичные продукты разложения и продукты их конденсации (ре­версии), которые, являясь антикристаллизаторами, не обладают гигроскопическими свойствами и не ухудшают качества карамели. По данным ВНИИКП, продуктов реверсии в карамельном сиропе, приготовленном на станции системы фабрики им. Бабаева, содер­жится 3,6—4,9%. В то же время увеличение содержания редуциру­ющих веществ в кармельном сиропе по сравнению с рецептурной смесью незначительно. При работе по нормальной рецептуре в ре­цептурной смеси содержится в пересчете на сухие вещества 11,4— 13,4% редуцирующих веществ, в карамельном сиропе 11,5—14,0%. При правильном проведении технологического режима варки карамельного сиропа по схеме фабрики им. Бабаева карамельная масса получается более светлой и более стойкой при хранении. В ней содержится мало инвертного сахара ', увеличивающего гиг­роскопичность карамели, значительное же содержание продуктов реверсии предохраняет ее от засахаривания.

На другом принципе основана работа непрерывно действующей сиропной станции фабрики «Красный Октябрь». Она состоит из станции для растворения сахара, приготовления инвертного сиро­па и приготовления карамельного сиропа.

Для растворения сахара применяется горизонтальный аппарат, состоящий из четырех секций и имеющий поверхность нагрева. Са-¹ В неподкисляемой карамельной массе 13,0—15,0% инвертного сахара.

хар непрерывно поступает в первую секцию растворителя. Туда же непрерывно поступает подогретая вода в количестве 0,25 частей на 1 часть сахара. Сахар, смешиваясь с водой, переходя из секции в секцию и нагреваясь, растворяется. Сахарный сироп, приготовлен­ный в непрерывно действующем растворителе, через фильтр посту­пает в сборник, из которого перекачивается в расходный бак для приготовления карамельного сиропа или на станцию приготовле­ния инвертного сиропа.

Из расходных баков плунжерными насосами-дозаторами в сме­ситель непрерывно подается сахарный сироп, патока и инвертный сироп в соотношениях, установленных рецептурой. После наполне­ния одного смесителя наполняют следующий. Смесь тщательно перемешивается и насосом подается в змеевиковую колонку для уваривания. После змеевика уваренная смесь попадает в пароотде? литель, где паровоздушная смесь отсасывается вентилятором. Го­товый карамельный сироп сливается в приемный бак. Из бака си­роп перекачивается насосом по замкнутой магистрали, из которой по мере надобности отбирается в бачки, установленные перед ва­куум-аппаратами.

По данным ВНИИКП, общая продолжительность приготовле­ния карамельного сиропа, начиная от загрузки сахара в раство­ритель, на станции фабрики «Красный Октябрь» около 8 мин, ува-ривание рецептурной смеси продолжается всего 2 мин. При работе по нормальной рецептуре в сиропе содержится в пересчете на су­хие вещества 15—18% редуцирующих веществ. Влажность кара­мельного сиропа 13—16%. Сироп получается светлый. Производи­тельность станции до 8 т сиропа в час.

ВАРКА КАРАМЕЛЬНОЙ МАССЫ

Карамельный сироп содержит 12—16% влаги, в карамельной массе ее должно быть не более 1—3%. Для получения карамель­ной массы из карамельного сиропа необходимо удалить излишек влаги. Удаление влаги из сиропа производят в вакуум-аппаратах, стремясь вести процесс быстро и при более низких температурах. Это необходимо для того, чтобы избежать разложения Сахаров, содержащихся в сиропе, под воздействием высокой температуры и длительного времени.

При атмосферном давлении карамельный сироп, приготовлен­ный по нормальной рецептуре, кипит при 114°С, а карамельная масса — при 160°С. При разрежении температура кипения резко снижается, о чем можно судить по данным табл. 14 (по П. С. Бу-харову и Т. Н. Патер).

На степень разложения Сахаров сильно влияет длительность воздействия высокой температуры. В качестве примера укажем, что если выпаривать сахаро-паточный раствор, приготовленный по нормальной рецептуре, до температуры кипения 160°С в течение 90 мин вместо 30 мин, то кислотность его увеличится в 6,4 раза, цветность в 6 раз.

Таблица 14

Мы здесь привели изменение кислотности и цветности именно потому, что при глубоком разложении Сахаров образуется кислота и гуминовые вещества, повышающие кислотность и цветность про­дукта.

При коротком воздействии высокой температуры на сахаропа-точные растворы обычно не наблюдается значительного изменения Сахаров и поэтому кислотность и цветность почти не изменяются.

Для уваривания сиропа в карамельную массу в производстве применяют непрерывно действующие змеевиковые вакуум-аппараты нескольких систем, отличающиеся конструктивным оформлением, но работающие по одному принципу. Рассмотрим этот принцип на примере работы вакуум-аппарата с выносной вакуум-камерой. Эта система аппаратов наиболее широко применяется в настоящее время.

Вакуум-аппарат (рис. 6) состоит из двух основных, соединенных между собой частей: паровой колонки / с змеевиком и вакуум-ка­меры 2, разделенной на две конусные части — внутренний 3 и на­ружный 4 конические сборники, имеющие рубашки, обогреваемые паром. Сборники сообщаются между собой патрубком-клапаном 5. Нижняя часть камеры также имеет клапан для выгрузки кара­мельной массы.

В паровую колонку подается пар, обогревающий змеевик сна­ружи. Сконденсировавшийся пар удаляется из нижней части ко­лонки, проходя через конденсатоотводчик. Через змеевик плунжер­ным насосом под давлением 98—147 кн1м° (1 —1,5 ат) прокачи­вается снизу вверх карамельный сироп. Количество подаваемого сиропа можно регулировать, изменяя ход плунжера насоса с по­мощью кулисного механизма. Проходя через змеевик, сироп на­гревается, закипает и, смешанный с выделившимся из него паром, поступает в верхнюю часть вакуум-камеры. В верхней и нижней

82.

частях камеры поддерживается разрежение, создаваемое мокро-воздушным вакуум-насосом с конденсатором.

Попадая в вакуум-камеру, сироп под влиянием разрежения раз­брызгивается, содержащиеся в нем частицы пара отделяются и происходит дальнейшее испарение из него влаги вследствие изме­нения температуры кипения при разрежении. Выделившийся из си-

Рис. 6. Вакуум-аппарат для уваривания карамельной массы.

ропа пар поступает в конденсатор, в который подается мелко раз­брызгиваемая холодная вода. Конденсированный пар, смешанный с охлаждающей водой, откачивается мокровоздушным вакуум-на­сосом вместе с воздухом, выделившимся из сиропа, а также попав­шим в аппарат через неплотности и при выгрузке карамельной массы.

Карамельная масса из верхней камеры через патрубок стекает в нижнюю и здесь собирается. По мере накопления массу выгру­жают через нижний клапан, предварительно закрыв внутренний клапан. Процесс уваривания сиропа во время разгрузки не прекра­щается, но карамельная масса собирается в верхней камере.

Процесс уваривания протекает очень быстро. Разгрузку аппара­та производят через каждые 1,5—2 мин.

Необходимо следить за тем, чтобы в аппарате не накапливалось много массы. При большом накоплении масса может перебрасы­ваться вместе с экстрапарами в конденсатор и мокровоздушный насос. Это вызовет большие потери.

В производстве карамели применяются змеевиковые вакуум-ап­параты и других конструкций, отличающиеся размерами поверх­ности нагрева и размещением греющей части и вакуум-камеры. Имеются конструкции, в которых греющая часть расположена под вакуум-камерой. Такие аппараты имеют большую высоту, поэтому их применение в непрерывных линиях затруднительно. В настоя­щее время наиболее широко применяются аппараты, работающие по описанному методу и имеющие вакуум-камеру, отделенную от' паровой колонки. У этих аппаратов варочная колонка и вакуум-ка­мера могут монтироваться в различных помещениях.

Производительность вакуум-аппаратов в сильной степени зави­сит от давления греющего пара. Обычно поддерживают избыточ­ное давление пара в вакуум-аппарата 589 кн/м² (6 ат). При сниже­нии давления пара резко падает производительность аппарата.

Температура уваренной карамельной массы зависит от рецепту­ры сиропа, от разрежения в аппарате и от влажности, с которой хотят получить карамельную массу. В зависимости от этих факто­ров температура колеблется при работе на патоке в пределах 105— 125°С, а при работе на инверте 115—135°С. Влажность карамель­ной массы обычно бывает 1—3%, а для карамели, формуемой на ирисоформующе-заверточной машине, 4%.

Процесс уваривания карамельного сиропа в карамельную массу в змеевиковых вакуум-аппаратах протекает очень быстро (1,5— 2 мин), поэтому химические изменения Сахаров, содержащихся в сиропе, не' очень велики. Количество редуцирующих веществ при уваривании сиропа в карамельную массу увеличивается на 1,5— 3,5%, цветность возрастает примерно на 30%.

Вакуум-аппараты при работе их в непрерывно действующей ли­нии снабжаются автоматами выгрузки и автоматическими регуля­торами степени уваривания. Выгрузка карамельной массы произ­водится автоматически точно через заданные интервалы времени, обычно через 1,5—2,5 мин в зависимости от производительности аппарата.

Степень уваривания регулируется по температуре карамельной массы. При изменении температуры, соответствующей определен­ной влажности карамельной массы, автомат увеличивает или уменьшает количество пара, поступающего для обогрева.

При варке карамельной массы в змеевиках и в других частях вакуум-аппарата образуется слой карамельной массы. Вследствие этого процесс уваривания замедляется. В слое могут образоваться кристаллы сахара, которые вызывают засахаривание карамельной массы. Поэтому необходимо промывать вакуум-аппарат через си­ропный насос горячей водой и пропаривать его. При работе по нор­мальной рецептуре промывка производится 2 раза в смену, при работе же с инвертным сахаром — через каждые 2 ч. Кроме того, вакуум-аппараты промывают всякий раз, как появляются призна­ки засахаривания карамельной массы. Промывные воды, содержа­щие 1,5—5% сахара, используются при приготовлении сиропа и начинок

Наиболее рационален способ промывки вакуум-аппаратов, при­меняемый на фабрике им. Бабаева. Здесь промывные воды ис­пользуются многократно, до тех пор пока содержание сухих ве­ществ в них не достигнет 6—11^!%. Промывная вода с таким со­держанием сухих веществ поступает в вакуум-аппараты, где раствор уваривается до 70%, фильтруется и используется для приготовле­ния начинок. Применение промывной воды для приготовления ка­рамельного сиропа ухудшает его качество.

Промывка и пропаривание вакуум-аппаратов, даже проводи­мые регулярно, недостаточны для удаления нагара, образующего­ся в змеевиках вследствие разложения Сахаров сиропа. Этот нагар удаляют промывкой вакуум-аппарата 2%-ным раствором каусти­ческой соды. Раствор соды выдерживают в змеевиках вакуум-ап­парата 12—24 ч. Можно ускорить промывку, применяя непрерыв­ную циркуляцию внутри змеевика 5%-ного раствора каустической соды. В этом случае промывка продолжается 30—40 мин.

На фабриках, вырабатывающих небольшое количество караме­ли, для уваривания карамельной массы используют универсальные вакуум-аппараты периодического действия, применяемые для ува­ривания различных масс. Избыточное давление греющего пара в аппарате поддерживают 490—589 кн!м" (5—6 ат). Уваривают си­роп до температуры 135—140°С. Эта температура соответствует влажности карамельной массы 5—6%. В нижнем котле поддержи­вают остаточное давление 8—14,6 кн/м² (разрежение 650— 700 мм рт. ст.). При переходе в разреженное пространство из мас­сы вследствие снижения температуры кипения испаряется допол­нительно 2—3% влаги. Из котла карамельную массу, имеющую температуру 115—125°С, передают на дальнейшую обработку.

Для уваривания карамельной массы за рубежом применяют пленочные аппараты. В них увариваемая масса распределяется по поверхности нагрева в виде тонкой пленки, и поэтому процесс про­текает очень быстро. По данным фабрики «Красный Октябрь», где пленочный аппарат находится в систематической эксплуатации, продолжительность уваривания 6—8 сек, избыточное давление гре­ющего пара 687 кн/м² (7 ат), температура выходящей карамельной массы 150°С, влажность около 3%. В процессе уваривания не про-

исходит-значительного увеличения содержания редуцирующих веществ. Карамельная масса после аппарата имеет высокую тем­пературу, так как в пленочных аппаратах масса уваривается без разрежения. Поэтому во избежание увеличения содержания реду­цирующих веществ и разложения Сахаров, вызывающего потемне­ние карамельной массы, ее следует по выходе из аппарата быстро охладить.

На фабрике «Красный Октябрь» при изготовлении леденцовой карамели применяют способ варки карамельной массы в варочной колонке, работающей без разрежения. В этом случае хорошую ка­рамельную массу можно получить лишь при последующем обяза­тельном очень быстром ее охлаждении '.