EL CHOCOLATE Jonathan Alejandro Sánchez Leidy Laura Suárez Fundamentos de Procesos Industriales Tecnología Química Universidad del Valle Sede Yumbo Octubre 31 del 2013 1. INTRODUCCIÓN El chocolate tiene unas propiedades en su sabor que lo hace único a tal punto que su demanda crece continuamente, la producción mundial es alrededor de 4,000,000 toneladas anuales. En este trabajo se explorara todo con respecto a la fabricación industrial del chocolate, el cual es una mezcla de obtiene mezclando azúcar con dos productos derivados de la manipulación de las semillas del cacao: una materia sólida (la pasta de cacao) y una materia grasa (la manteca de cacao). A partir de esta combinación básica, se elaboran los distintos tipos de chocolate, que dependen de la proporción entre estos elementos y de su mezcla, o no, con otros productos tales como leche y frutos secos. 2. OBJETIVOS
Familiari zar al estudiante con los procesos y operaciones unitarias en la industria Familiarizar del chocolate
Desarrolla r habilidad en la formulación y resolución en ejercicios de balances de Desarrollar materia por medio del proceso de fabricación del chocolate.
Afianzar los conceptos adquiridos en el curso de fundamentos de procesos industriales.
3. PROCESO DEL CHOCOLATE La transformación industrial de las almendras de cacao consta de una variedad de operaciones, que persiguen la obtención de diferentes tipos de productos. En este sentido, existen dos clases de procesadores del grano de cacao: aquellos que producen productos para la confitería, la fabricación de chocolates y otros subproductos derivados del cacao, y los que se destinan a constituir materia prima para la industria alimentaria alimentari a y farmacéutica. Otra manera de catalogarlos es como: industriales molineros y fabricantesde chocolate. En el caso específico de la molinera, ésta se dedica a la elaboración únicamente del licor de cacao, manteca de cacao, torta y polvo de cacao. Muchasde las tecnologías de elaboración de chocolate chocolate se encuentran en un estado empírico. Sin embargo, existen rangos operativos comunes y básicos que son 1
compartidos por las empresas molineras de cacao y de manufactura de chocolate. La siguiente figura muestra un diagrama conservador del proceso, donde destacan sólo las operaciones tradicionales en la manufactura del cacao. Seguidamente se describen en forma resumida algunas de las operaciones esenciales realizadas en las industrias procesadores de cacao y sus productos derivados.
Diagrama de flujo
Figura 1. Diagrama de la elaboración a nivel industrial del chocolate
La elaboración de cacao se resume en los siguientes pasos: Aceptación En esta operación se trata de garantizar que las especificaciones de calidad de la materia prima cumplan con la exigencia de la industria procesadora, antes de ser aceptada para su procesamiento. Las almendras de cacao que superanlas pruebas son seleccionadas y, casi inmediatamente, Transformadas, o por el contrario se almacenanpara un uso posterior. Previo a su almacenamiento,se aplica un tratamiento de fumigaciónque garantiza su permanencia durante variosmeses sin que ocurran alteraciones. 2
Limpieza La primera etapa en el procesamiento del cacao es la limpieza, la cual consiste en eliminar los cuerpos extraños, como: metales, piedras, trozos de madera,vidrios,entre otros. Luego de esta operación es posible que aún queden residuos, los cuales se eliminan posteriormente en forma manual. Descascarillado Es el proceso en el que se elimina la cáscara, la cual constituye la cubierta exterior de la semilla del cacao. Indiferentemente de los distintos fines que se persigan con los granos del cacao en la industria, todos deben someterse primero a un proceso de descascarillado entes de que se transforme en pasta o licor de cacao. Existen dos variantes importantes de este proceso. El primero consiste en el tostado previo del grano junto con su cáscara, a bajas temperaturas, y después, se procede con la eliminación de esta última. En la segunda variante se realiza el descascarillado previo, el secado de los granos con radiación infrarroja, el descascarillado y el proceso de tostado de los cotiledones hasta el punto deseado. Este último proceso se considera más adecuado para el procesamiento de grandes volúmenes de cacao debido a su alta rentabilidad. Tostado El tostado es la operación esencial donde primariamente,a partir del contenido de humedad natural, en combinación con el calentamiento, se Alcalinización o "Dutched" Las semillas de cacao experimentan un proceso denominado alcalización, generalmente con carbonato de potasio, que se destina a aumentar la intensidad del sabor y el color del producto final. Esta operación se puede aplicar en diferentes niveles del proceso de transformación de la almendra de cacao. Molienda Las almendras de cacao se muelen para producir el licor de cacao; luego las partículas del cacao son suspendidas en manteca de cacao fundida. La temperatura y la intensidad de la molienda fluctúan,según el tipo de semilla de cacao empleada y de las especificaciones del diseño exigidos para el productofinal. El cacao tostado y limpio se muele mediante rodillos; anteriormente se empleaban rodillos fabricados de granito, pero ahora los de acero se usan con mayor regularidad. Para separar el germen se emplean dispositivos especiales, porque éste tiene un sabor amargo que puede afectar su calidad. La masa o licor de cacao pasa luego a prensas; en esta etapa es cuando se separa la INSUMOS Cacao Fermentadoras de madera Secadores rotativos con aire caliente Seleccionadora de granos Tostadora Trilladora, Descacaradora
Molino Tanque de neutralización Prensadora Atemperado Pulverizadora Filtros 3
Procesos y operaciones unitarias
Operaciones unitarias Secado Descascarillado Almacenamiento Tostado Molienda Prensado Filtrado Atemperado Quebrantado Pulverización Molienda y refinado Envasado Tamizado
Procesos unitarios
Fermentación Alcalinización Desodorización
Diagrama de reacción del proceso unitario: Fermentación
Respiración Aireación Levadura CO2+ H2O
Fermentación +75kJ/mol Levadura
Azúcares de la pulpa
Bacterias de ácido láctico
Ácido láctico No volátil
Etanol + CO2
Aireación+9 88kJ/mol
Ácido acético Volátil
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Condiciones de operación Fermentación Días Temperatura (ºC)
2-8 Temperatura ambiente Secado
Días
2-3 Tostado
Temperatura (ºC) Tiempo, t (seg) Atemperado (calor/enfriado/calor) Temperatura (ºC)
120-140 20-40 Chocolate negro
Chocolate blanco
55-58/28-29/31-32
45-50/26-27/28-29
Desodorización Temperatura (ºC)
80 a 110°C
Diagrama de bloques del proceso del chocolate
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PROBLEMAS DE BALANCES
Para la producción de una tonelada de chocolate en pastilla, se registran las siguientes entradas y salidas. Con respecto a la información suministrada hallar los Kg de cacao A
¿?
B
C
Entradas másicas al proceso
Salidas másicas del proceso
Kg de caco 600 Kg azúcar
44.4 Kg vapor de agua 25.6 Kg cascarilla
100 Kg lecitina de soya
1000 Kg chocolate en pastilla
Para resolver el ejercicio se hace un balance total,
teniendo
en
cuenta
que
no
hay
acumulación ni algún proceso unitario por lo tanto: Entradas = salidas D
A + D +E = B + C +F X _+ 600 + 100 = 44,4 + 25.5 + 1000
E
X =370kg F
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CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA [1] Eroski consumer. Infografía El chocolate. Página web www.consumer.es/web/es/alimentacion/aprender_a_comer_bien/curiosidades/2008/09/14/ 180004.php (fecha de actualización: 09/18/2013) [2] Fermentación del Cacao Generales – Aspectos http://www.canacacao.org/uploads/smartsection/19_Fermentacion_del_Cacao.pdf. (09/18/2013) [3] Procesamiento del cacao para la fabricación de chocolate y sus subproductos. Página web http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/inia_divulga/numero%206/liendo_r.pdf [4] Elaboración del chocolate. http://www.escet.urjc.es/~isierra/chocolate.pdf
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