Помадосбивальная машина имеет охлаждение. В ней можно поддерживать любой режим кристаллизации. Идеальный процесс кристаллизации сахара протекает при постоянной температуре, а концентрация сахара в растворе уменьшается до получения насыщенного раствора. Это изменение концентрации сахара на графике рис. 23 изобразится горизонтальной прямой 7-8. Точка 8 находится на пересечении прямой с кривой z2 - const. В результате кристаллизации, которая не протекает мгновенно, а требует определенного времени, получается твердая фаза. Ее количество можно определить следующим расчетом. К концу кристаллизации при температуре t3 из раствора выделится та часть сахара, которую не может растворить растворитель. В насыщенном растворе на каждый килограмм растворителя того же состава, что и уваренный сироп, может приходиться растворенного сахара в уваренном сиропе растворителя содержится
поэтому в нем может раствориться сахара
Остальной сахар образует твердую фазу
После преобразования получим:
(4-9)
Таким образом, относительное содержание твердой фазы в помаде определяется при помощи графика отношением отрезка 7-8 к отрезку 9-8. Эти отрезки можно брать в любых единицах измерения. Расчетом, подобным определению твердой фазы, можно вычислить также относительное содержание жидкой фазы:
(4-10)
Относительное содержание жидкой фазы в помаде при помощи графика определяется отношением отрезка 9-7 к 9-8. Обычно процесс кристаллизации сахара сопровождается изменением температуры среды. Уменьшение температуры на графике изобразится кривой линией 7-8'. В этом случае количество твердой фазы пропорционально отношению разности концентраций в точках 7 и 8' к разности концентраций в точках 9 и 8'. Кристаллизация сахара, сопровождающаяся увеличением температуры, изобразится кривой 7-8", а количество твердой фазы будет пропорционально разности концентраций в точках 7 и 8".
Если из помадосбивальной машины выходит помада с недостаточной текучестью, то ее можно подогреть в процессе приготовления помадной конфетной массы. При подогреве увеличение концентрации сахара в жидкой фазе совпадает с кривой z2 = const.
Мы рассмотрели, чем определяется и как вычисляется необходимая текучесть помады.
Покажем на примере, как пользоваться этим графиком для установления технологического режима и определения состава помады.
Пример 1. Из рецептуры известно, что для получения 1000 кг помадной конфетной массы с учетом неизбежных потерь надо приготовить 1010 кг этой массы. В ней содержится помады 935,26 кг. Сахара в помаде имеется Gc=775 кг, патоки Gп=97 кг при концентрации сухих веществ в патоке ап=0,78; добавки из фруктовой подварки, красителя, эссенции и т. п. составляют 105 кг. Определить количество добавляемой воды при приготовлении сиропа с концентрацией сухих веществ a1=0,8 и коэффициент Z1.
Начинается приготовление помады с получения сахаро-паточного сиропа с концентрацией сухих веществ fli = 80%. Состав сиропа в натуре можно записать так:
Gc + Gп + G1в = G1
Здесь G1в - масса добавляемой воды. Она нам неизвестна. Сироп содержит такое же количество сухих веществ, какое имеют составные части, т. е.
acGc + aпGп = alGl,
где ас, ап - концентрация сухих веществ в сахаре и патоке в долях единицы. Из совместного решения этих равенств получаем:
В нашем примере при концентрации сухих веществ сахара ас = 99,85%, или ас = 1,0 и ап = 0,78, будем иметь:
Следовательно, концентрация сахара в сиропе будет:
В этом сиропе растворитель (вода и патока) характеризуется коэффициентом
Поскольку в смеситель поступает подогретая патока и теплая вода, принимаем температуру смеси t1=45°С. На графике рецептурная смесь характеризуется точкой 1. В смеси концентрация сахара больше, чем может быть при этой температуре в насыщенном растворе при z1 = 0,36 (точка 2). Вот почему в смесителе получают только кашицу. Во время движения кашицы по змеевику возрастает температура при неизменном содержании сахара. На графике это отобразится вертикальной прямой. Она пересекает кривую z1 в точке 3. При температуре, соответствующей этой точке, сахар полностью растворяется. Дальнейший нагрев до температуры его кипения, определяемой точкой 4, гарантирует отсутствие в нем центров кристаллизации сахара. Этой точке соответствует температура 112°С. Точка 4 находится на пересечении вертикальной прямой с кривой температур кипения, определяемой коэффициентом
По рецептуре помада имеет долю сухих веществ а2=91%. Согласно равенству (4-7) имеем:
Масса воды, оставшейся в сиропе после его уваривания, из равенства (4-2):
G2B = G2 - Gс - Gп = 935 - 775 - 97 = 63 кг.
Согласно равенству (4-4) количество сухих веществ патоки на 1 кг влаги в уваренном сиропе:
При охлаждении сиропа до температуры 60°С и при идеальном процессе кристаллизации масса твердой фазы
G2 =
935 = 604 кг, или
=0,646.
Масса жидкой фазы
Gж = G2 - G"c = 935 - 604 = 331 кг.
Доля жидкой фазы согласно равенству (4-10)
Если при отливке текучесть помады желательно иметь такой, как при доле твердой фазы 0,55, то ее следует подогреть. Температура, до которой производится нагрев, определяется по графику с использованием равенства (4-9)
, или
100 =
= 62,2%.
Такая концентрация сахара в жидкой фазе по графику возможна при температуре 78°С. Следовательно, помаду следует подогреть до этой температуры.