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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO
UNIRADIAL DE SÃO PAULO
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
MARCIO FURTADO CAITANO
201201303907
 FABRICAÇÃO DE CHOCOLATE 
SÃO PAULO
2015
FABRICAÇÃO DE CHOCOLATE
PRINCIPAIS MATÉRIAS PRIMAS
1 - CACAU
O cacau é a matéria prima básica para a manufatura do chocolate. Theobroma Cacau, foi o nome dado ao fruto pelo botânico sueco Linnaeus, Theobroma significa alimento dos Deuses. Este nome é originário de uma lenda que diz que o deus Asteca da lua, Quetzalcoatl, roubou a planta dos pais dos filhos do sol para dá-las aos homens, oferecendo-lhes assim, alegrias imensuráveis e desconhecidas. No ano de 1520 os espanhois, sob o comando de Fernando Cortez, conquistaram o México e na ocasião observaram que os sacerdotes Astecas que habitavam o México, comiam nos templos uma barra marrom, a qual eles, os espanhois, não conheciam estas barras de grande valor nutritivo com amêndoas de cacau. Os Maias, antes dos Astecas, já cultivavam o fruto, faziam o thocolath que na linguagem significava bebida amarga e era preparada com cacau, milho e pimenta. No ano de 1663 o cacau foi plantado nas Filipinas e chegou a Africa na metade do século XVIII. Em sua classificação botânica, o cacaueiro pertence a família dos "Esterculiaceas".	 A árvore mede de 5 a 7 metros de altura, o fruto mede de 15 a 30 cm de comprimento e de 10 a 15 cm de largura, cada fruto possui em média 50 sementes pesando aproximadamente 1 grama cada. O cacau é um fruto típico de clima tropical, principalmente de regiões úmidas e quentes. A temperatura ideal para o cultivo do cacau é de que não seja superior a 35º C durante o dia e não inferior a 15º C durante a noite. Três são os tipos de cacau. Crioulo, Forasteiro e Trindário. O tipo crioulo é proveniente da América Central, Venezuela e Colombia. Caracterizam-se por possuir sementes redondas e claras, aromáticas de sabor suave e pouco ácido.	Sua produção representa 4 a 6% da produção mundial. Já o tipo Forasteiro, caracteriza-se por sementes planas, amargas e ácidas. É proveniente da África, Brasil, América Latina. Sua produção representa de 70 a 80% da produção mundial. O tipo Trinidário é um intermediário entre o Crioulo e o Forasteiro. É de qualidade mediana e são provenientes das Antilhas. As amêndoas de cacau, antes de chegarem as indústrias, passam pelo processo de fermentação, cujo objetivos são: eliminar a poupa, evitar a germinação do grão, pré-desenvolver aroma e cor.
A fermentação dura em média 8 dias e é feita em cochos próprios. Durante a fermentação, ocorre a transformação dos açúcares da polpa em álcool e CO2.Provocando uma elevação de temperatura, a fermentação continua até todo o álcool ter transformado-se em ácido acético. No interior das sementes também ocorre reações de hidrolize e oxidação. Estas reações são responsáveis pelo desenvolvimento do sabor e cor das amêndoas de cacau.
O cacau, após sua fermentação e secagem possui em média 52% a 54% de gordura, 6% a 7% de umidade, 6% de proteínas, 6% de amido e 1.7% de teobromina. Possui ainda outros componentes como açúcares, albuminoides e cinzas.
O cacau é classificado e comercializado de acordo com sua qualidade que depende fundamentalmente dos cuidados adquiridos nas fazendas durante as etapas de colheita, fermentação e secagem.
2 - AÇÚCAR
Cristais doces extraídos da cana de açúcar ou beterra. Ambas, cana de açúcar e beterraba, produzem substâncias naturalmente idênticas, que são quimicamente denominadas de Sacarose, que é um dissacarídeo composto por dois monossacarídeos Dextrose e Frutose.
A sacarose pode ser decomposta em seus monossacarídeos dextrose e frutose, via enzimática ou via ácido.	 A esta mistura de dextrose e frutose, damos o nome de açúcar invertido. A beterraba possui de 14% a 17% de sacarose, enquanto a cana de açúcar possui de 11% a 17%.
Um açúcar de boa qualidade possui as seguintes características:
		sacarose			99.90%	mínimo
		umidade			00.05%	máximo
		açúcar invertido	 00.04%	máximo
3 - LEITE
Leite e produtos de leite tem uma grande importância como ingredientes de alimentos, devido ao seu alto valor nutritivo, organoléptico e suas excelentes propriedades de processo. O leite usado na manufatura do chocolate é desidratado (integral ou desnatado). São dois os processos de desidratação do leite: Spray dring e secagem por rolos. No primeiro caso o leite em forma líquida é pulverizado sobre uma atmosfera quente e seca, eliminando assim a umidade do produto. O segundo caso consiste em fazer passar o produto sobre rolos com superfície aquecida em camadas finas.
O leite secado por rolos possui mais gordura livre que o leite desidratado via spray dring, logo na manufatura do chocolate este produto apresenta vantagens sobre o leite desidratado via spray dring.
Composição do leite em pó desidratado:
 					integral			 desnatado
	umidade			3,0%					 3.0%
	gordura			28.0%				 1.0%
	proteínas		 25.0%				 36.0%
	lactose			38.0%				 52.0%
	cinzas			 6.0%					 8.0%
4 - LECITINA SOJA
É um fosfolipídeo obtido da degomagem do óleo de soja, via centrifugação. No chocolate possui a função de tornar o produto menos viscoso ou seja, mais fluido. A lecitina é denominada agente ativo de superfície.
A lecitina possui duas partes distintas.	Uma parte que atrai a água e outra que atrai gordura.No chocolate, a parte da lecitina que atrai a água, é atraida pelo açúcar, por possuír estrutura química similar.	Sendo assim, o contato entre os cristais de açúcar passam a não ser mais direto devido a penetração da lecitina entre eles, ocasionando a lubrificação, que acarreta uma diminuição de viscosidade.
5 - VANILINA
A vanilina é um aromatizante que possui como única função melhorar as propriedades organolépicas do produto.
MISTURA DE INGREDIENTES
A primeira fase de processamento de chocolate é a mistura de ingredientes.	Essas misturas são realizadas em misturadores encamisados, cujo objetivo é manter a temperatura da mistura entre 40ºC e 50ºC.
Outros parâmetros relevantes a serem observados nesta etapa são quanto ao teor de gordura da mistura que deve ser entre 24% a 28%, dependendo da formulação e do tempo de mistura, mais ou menos de 5 minutos.
O teor de gordura abaixo de 24% torna o produto muito sólido, o que dificultará a etapa do refino.	O contrário ocorre com a gordura, superior a 28% a massa será muito fluida e teremos dificuldades de refino e comprometimento no concheamento a seco.
REDUÇÃO DE PARTICULAS
Dois processos básicos são utilizados pelas indústrias chocolateiras para a etapa do refino.	O refino simples, partindo do açúcar refinado e o processo duplo, utilizando pré-refinadeiras e refinadeiras. Neste caso o açúcar não passa pelo processo prévio de moagem. O processo de duplo estágio apresenta algumas vantagens sobre o processo simples, como por exemplo:
a) Sabor - o açúcar é moido junto com os outros ingredientes, não absorvendo o sabor de metal, o que ocorre no moinho tradicional de açúcar.
b) Balanceamento da receita - uma quantidade menor de gordura pode ser usada no misturador, proporcionando assim melhora do concheamento a seco.
A pré-refinadeira prepara a massa para o refino final. A qualidade, eficiencia e conservação das refinadeiras dependem de fatores como:
a) Finura no produto final - a finura de um chocolate pode variar de 18 35 micra. Abaixo de 18 micra torna-se impossível a diferenciação pelo ser humano. Isto quer dizer que o ser humano não diferencia um produto com 18 ou 15 micras. A faixa ideal de trabalho é de 18 a 20 ou 20 a 25 dependendo da finalidade do produto.
Um produto mais fino tem a vantagem de não se sentir aspereza na boca, entretanto, do ponto de vista tecnológico algumas dificuldades surgem para obtenção deste valor. Primeiro a queda da eficiência.
Segundo, um aumento de viscosidade devido a quebra do açúcar, acarretando um aumento de superfície, necessitando de uma quantidade maior de gordura para cobrir estas superfícies, diminuindo a gordura livre do sistema.
b) Cuidados com a refinadeira - a finura ideal e a conservação do equipamento dependem das condições de trabalho das 	refinadeiras.
A refinadeira é um moinho de 5 rolos de comprimento que pode variar de 1300 a 2500 cm cada.	A moagem realiza-se devido a pressão entre os rolos e a diferença de velocidade entre eles.	A abertura entre o primeiro e o segundo rolo, determina a espessura do filme e por conseguinte a finura do produto e a quantidade por hora de massa a ser refinada. A temperatura de trabalho da água de refrigeração é muito importante para um bom desempenho do equipamento, pois dela depende a eficiência, e a homogeneidade da granulometria do produto refinado. Outro parâmetro importante de regulagem é a pressão entre os rolos de refino.	Um excesso de pressão nas extremidades ocasiona um aumento de temperatura provocando uma dilatação nas extremidades.
PRINCIPAIS OCORRÊNCIAS E SUAS CAUSAS NAS REFINADEIRAS:
- Lista tipo zebra nos rolos - significa massa muito fluida, fechar pouco mais pré-refinadeira.
- Listas escuras nos rolos - pressão da navalha ou mesmo navalha suja ou gasta.
- Temperatura elevada nas extremidades - pressão alta nos rolos.
- Massa jogada fora nas extremidades - pressão alta nos 	rolos.
- A pressão ideal nos rolos é de 35 a 40 bar a esquerda e 20 a 25 bar a direita.
CONCHEAMENTO
O processo de concheamento é um dos parâmetros mais importantes na produção de chocolate. Durante esta etapa, processos físicos e químicos acontecem e podem ser divididos da seguinte maneira:
Concheamento seco - responsável pela melhora de fluidez do chocolate, devido a redução de umidade e um envolvimento da manteiga de cacau nas particulas. É também na fase de concheamento a seco que se elimina os ácidos voláteis, melhorando o sabor do produto. Nesta etapa ocorre a oxidação dos componentes químicos existentes na massa, devido ao contacto com o oxigênio, ocasionando a caramelização, com desenvolvimento do sabor. Outra reação na fase de concheamento é a reação de Maillard. 
No concheamento a seco a velocidade de rotação dos eixos da concha é lenta no sentido que a massa em forma de bolas e levante facilitando a aeração.
Um defeito critico que pode ocorrer durante o concheamento a sêco e o encaroçamento da massa, que pode ocorrer por vários fatores.
1º)	Matéria Prima muito úmida.
2º)	Temperatura muito elevada do concheamento.
3º)	Ambiente muito saturado, dificultando a evaporação da umidade.
Durante a eliminação da umidade duas fases distintas ocorrem, primeiro a liberação da umidade da matéria prima, segundo a liberação da umidade de dentro das conchas. O ideal é que a segunda fase ocorra seguidamente a primeira, caso contrário esta umidade permanecendo muito tempo dentro das conchas pode ser absorvida pelo açúcar o que acarretará grumos que permanecerão na massa após esta umidade ter sido novamente liberada.
Vide gráfico abaixo: 
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Após 6 a 8 horas de concheamento a massa torna-se pastosa, passando assim para o concheamento pastoso. O sentido de rotação e a velocidade dos eixos são alterados.	Assim a massa passa a ser jogada contra as paredes da concha em alta velocidade, ocasionando uma melhor união entre as partículas das matérias primas que compõe o produto.
Nesta fase, adiciona-se parte da manteiga de cacau ou lecitina para possibilitar o trabalho da concha.	 Esta fase dura de 4 a 10 horas, em temperaturas que variam para cada tipo de produto.Chocolate ao leite, máximo 65ºC, chocolate amargo 80ºC a 85ºC.
Finalmente temos a fase líquida, a velocidade de rotação dos eixos novamente é alterada para velocidade lenta e o restante da manteiga de cacau da formulação é adicionada, a temperatura da massa é reduzida para 55ºC e em seguida adiciona-se lecitina e essência.
Esta fase do processo pode durar até duas horas. É importante salientar que a lecitina não deve ser dosada a temperatura superior a 60ºC, pois a mesma degrada-se perdendo suas propriedades. O tempo de concheamento varia de 20 a 24 horas. Há fabricantes que concheam até 48 horas e outras no máximo 12 horas.Porém deve ser ressaltado que a qualidade de um chocolate também é em função do tempo de concheamento.
TÊMPERA
Fase também denominada pre-cristalização. O processo de temperar é efetuado em temperadeiras, que podem variar de dois a cinco estágios ou manualmente (chocolate artesanal). O processo consiste em resfriar gradativamente o chocolate, finalizando com o acréscimo de temperatura de 1 a 3ºC, tendo o produto final a temperatura de 29 a 31ºC, dependendo do tipo de chocolate. Para entendermos melhor este processo, vamos falar sobre as características físicas da manteiga de cacau, que é responsável pela cristalização do chocolate. A manteiga de cacau é uma mistura de triglicerídeos que é um glicerol (álcool trivalente) ligado a três radicais de ácidos graxos em substituição a hidroxila que podem ser saturados e insaturados.
Os principais ácidos graxos associados a glicerina que compõem a manteiga de cacau são:
PALMÍDICO .............................= P (SATURADO)
ESTEÁRICO .............................= S (SATURADO)
OLÉICO ................................= U (INSATURADO)
TIPOS DE TRIGLICERÍDEOS ENCONTRADOS NA MANTEIGA DE CACAU:
PPP ...................................... 0,3%
PPS ...................................... 0,9%
SPS ...................................... 0,6%
PSP ...................................... 0,2%
PSS ...................................... 0,4%
SSS ...................................... 0,3%
PPU ...................................... 0,1%
SPU ...................................... 0,2%
PSU ...................................... 0,1%
SSU ...................................... 0,1%
PUP ......................................14,1%
PUS ......................................39,3%
SUS ......................................27,4%
PUU ...................................... 6,4%
SUU ..................................... 8,9%
UUU ...................................... 0,7%
Devido a estas alterações a manteiga de cacau apresenta cinco formas diferentes de cristalização, cada forma de cristal possui cinco pontos de fusão diferentes, como mostra o quadro abaixo:
	FORMA CRISTAL
	PONTO DE 
FUSÃO ºC
	ESTABILIDADE
	Y
	18
	Muito pouco estável, modifica-se rapidamente para forma SYMBOL 182 \f "Symbol".
	SYMBOL 182 \f "Symbol"
	23 a 24
	Pouco estável, modifica-se para B" a 20ºC após uma hora.
	B" 
	28
	Modifica-se a forma B', quando atinge seu ponto de fusão, esta mudança acarreta em manchas de gordura.
	
B'
	33 a 35
	Bastante estável. Esta é a forma ideal de têmpera.
	B
	36 a 37
	Esta é a forma que pode ser produzida apenas com métodos especiais de Têmperas.
FINALIDADE DA TÊMPERA
A têmpera tem como finalidade obter o maior número de cristais estáveis, para posterior cristalização, ou seja, no processo de têmpera deve ser formado de 4% a 6% de cristais B'(ponto fusão 33 a 35ºC).
Suponhamos que você queira construir um muro e tem a sua disposição uma forma na qual podem ser fabricados os tijolos. Porém nesta forma 4 tipos de tijolos são fabricados de uma só vez.
 FORMA I							II
	
SYMBOL 68 \f "Symbol"
	SYMBOL 219 \f "Symbol"
	
SYMBOL 109 \f "Monotype Sorts"
	SYMBOL 114 \f "Monotype Sorts"
 FORMA III							IV
No final de um período de trabalho foram produzidos 1000 tijolos, 250 de cada tipo, sendo que o tipo I suporta uma carga de 18kg, o tipo II uma carga de 22kg, o tipo III 28kg e o tijolo IV 35kg. Pergunta-se qual o mais viável para a construção de um muro? Sem dúvida
é o tijolo IV. Devido a forma e a resistência ao peso maior que as demais. Visto isto, o próximo passo seria a separação dos tijolos. Como todos estão misturados, qual seria a melhor maneira de separá-los?
Sugestão aplicada sobre eles mais ou menos 31kg. Todos se romperiam, exceto o tijolo IV, que seria usado para a construção do muro.
Este é o processo de têmpera de um chocolate. Quando baixamos a temperatura do produto de 45 - 50ºC para 28 - 29ºC nas temperadeiras ou manualmente, obtemos uma grande quantidade de cristais SYMBOL 182 \f "Symbol", B"e B'.	Como desejamos apenas os cristais B', temos que eliminar os demais.	 Fazemos isto aumentando a temperatura até 31ºC e com isso, os cristais SYMBOL 182 \f "Symbol" e B" fundem-se permanecendo apenas os cristais B'.
MOLDAGEM E CRISTALIZAÇÃO
Moldagem consiste em moldar produtos em formas adequadas.A forma utilizada deve estar limpa e seca e com temperatura 2º abaixo da temperatura do chocolate temperado. Esta mesma temperatura deve ser aplicada a bombons cobertos. O recheio deve estar 2º abaixo da temperatura do chocolate recheado. A temperatura muito fria da forma ou recheio causa um choque térmico, com formação de cristais instáveis.	Nos bombons moldados ou tabletes, causa ainda a formação de uma película cristalizada prematura, dificultando a penetração do frio, quando no túnel de resfriamento. Por outro lado, uma forma ou recheio quente faz com que o chocolate em contato com esta superfície se destempere. Atualmente, os melhores moldes são de policarbonato. Quando utilizar um molde pela primeira vez, novo ou ao ser lavado, deve-se moldear primeiro um chocolate amargo ou meio amargo sem gordura butirica. Os moldes devem ser lavados somente em casos extremo. Os restos de chocolates que quebram no molde devem ser retirados com uma espátula de madeira ou de plástico.
CRISTALIZAÇÃO DE CHOCOLATE
Cristalizar chocolate consiste em transforma-lo em chocolate sólido a partir do chocolate líquido. O termo cristalizar é usado pois na solidificação do produto através do frio, a manteiga de cacau no estado líquido forma cristais passando ao estado sólido. A cristalização é feita com a troca de calor do produto com ambiente climatizado, mas comumente usado o túnel de refrigeração. A quantidade de calor necessária para a cristalização de uma quantidade determinada de chocolate é dado pela formula Qc = Qr, onde a quantidade de calor cedida é igual a quantidade de calor recebida. Como exemplo prático podemos calcular qual a quantidade de calor necessário para cristalizar-se 1 kg de chocolate.
Formula básica Q = m.c SYMBOL 68 \f "Symbol"t
onde: 	
Q = 	quantidade de calor.
c = 	calor específico do produto no seu estado físico dado em Kcal / kg.
SYMBOL 68 \f "Symbol"t=	diferença de temperatura entre a fase inicial 	e a fase final.
Na transformação do chocolate da fase líquida para a fase sólida temos, o calor específico para a fase líquida, o calor de solidificação, e o calor específico na fase sólida, ou seja, da entrada do produto do início do túnel até a saída do mesmo temos 3 valores de calor específico ( C ).
c1 = Chocolate na fase líquida c1 = 0,56 Kcal / kg
c2 = Calor de solidificação c2 = 22 kcal / kg
c3 =	Chocolate fase sólida c3 = 0,30 kcal / kg
Devemos considerar também o calor específico do material dos moldes, atualmente o material mais usado é o policarbonato, cujo calor específico é igual a 0,29 Kcal/ kg. Logo o calor necessário para cristalizar 1kg de chocolate é o somatório da quantidade de calor necessário das diversas fases pela qual passa o produto até sua cristalização, ou seja:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
	
Onde
Q1 = m1. c1. SYMBOL 68 \f "Symbol"t
Q1 = 1kg. 0,56 kcal/kg . ( 32 - 25 )ºC
SYMBOL 68 \f "Symbol"t = 32ºC temperatura de entrada do chocolate 25ºC temperatura do chocolate no início da fase 	sólida.
Q2 = 22 kcal / kg
Q3 = m3. c3. SYMBOL 68 \f "Symbol"t
Q3 = 1kg . 0,30 kcal/ kg . ( 25 - 12 )ºC
SYMBOL 68 \f "Symbol"t = 25ºC temperatura do chocolate início fase sólida 12ºC temperatura de saída do chocolate
Q4 = m4 . c4 . SYMBOL 68 \f "Symbol"t
m4 = massa de total de moldes, normalmente 1/4 da massa do 	produto.
c4 = calor específico do material do molde, para o 	policarbonato 0,29 kgcal/ kg
SYMBOL 68 \f "Symbol"t = ( 30 - 12 )	
t1 = 30ºC temperatura de entrada da forma.
t2 = 12ºC temperatura de saída da forma.
LOGO:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
Q = 	1 x 0,56 x (32 - 25 ) + 22 + 1 x 0,30 x ( 25 - 12 ) + 1/4 x 	0,29 ( 30 - 12 )
Q = 3,92 + 22 3,90 + 1,30
Q = 31,12 kcal/kg
Para efeito de projeto considera-se uma perda de aproximadamente 60% de calor para o meio ambiente, devido a abertura de portas dos tuneis e a própria saída das formas, logo a quantidade de calor necessária para cristalizar-se 1kg de chocolate é 31,12 + 60% = 49,8 kcal/kg. Quantos TR (Toneladas de Refrigeração), são necessárias para se cristalizar 3.000kg de chocolate por hora.
1kg ................. 50 kcal/ kg
3.000kg/h	.......... x
x = ................ 150.000 kcal/kg/h
1 TR = 3.024 kcal/h
x = 150.000 kcal/ kg
x	= 49,60 TR/h
PRINCIPAIS DEFEITOS DE TÊMPERA E CRISTALIZAÇÃO
( LOGO APÓS PROCESSAMENTO ).
	DEFEITOS
	CAUSAS
	
Superfície do produto umida e melada
	- permanência longa no túnel
- túnel muito frio
- umidade relativa do ar da
 sala de desmoldagem alta. 
- umidade acentuada no túnel 
 de resfriamento
	Produto sem brilho (opaco)
	- molde muito quente ou úmido
- molde sujo
	
Produto derrete em contato com a mão
	- tempera incorreta
- temperatura no túnel alta
- pouco tempo permanência no 
 túnel
	Produto acinzentado
	- chocolate supertemperado
	Produto não solta dos moldes
	- pouco tempo permanência no 
 túnel
- temperatura inadequada do 
 túnel
PRINCIPAIS DEFEITOS EM PRODUTOS E CHOCOLATES
FAT BLOOM
São manchas brancas que aparecem na superfície do chocolate, causando ao mesmo um aspecto desagradável.
CAUSAS DO FAT BLOOM
a) Têmpera incorreta
Formação de cristais instáveis com posterior transformação para os cristais estáveis. Esta transformação acarreta uma liberação de calor latente de fusão. O calor liberado implica na fusão de mais cristais. A gordura fundida migra para a superfície, cristalizando-se posteriormente, provocando manchas brancas.
b) Produto exposto em local com temperatura elevada.
c) Produto recheado com alto teor de gordura.
d) Adição de gorduras não compatíveis com a gordura de 	cacau.
e) Temperatura incorreta no túnel de refrigeração.
SUGAR BLOOM
São manchas brancas porém, diferentes das manchas de gordura devido a aparência áspera, forma de areia fina. A aspereza é proveniente das pequenas partículas de açúcar que se deposita na superfície do produto
CAUSAS DO SUGAR BLOOM
a) Chocolate com baixo teor de gordura.
b) Uso de ingredientes higroscópicos.
c) Produto cristalizado a temperatura muito baixa.
d) Produto armazenado em locais com alto teor de umidade.
e) Uso de material de embalagem úmido.
f) Produto recheado com alta umidade relativa de equilíbrio.
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