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Verfahren zur Verarbeitung von Kakaomassen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Massen, welche Kakaobestandteile enthalten, insbesondere bei der Herstellung von Tafelschokolade, wobei ein Gemisch aus den pneumatisch förderbaren Komponenten der Masse trocken vermahlen wird.
Bei der Verarbeitung von Massen mit Kakaobestandteilen wird z. B. Kakaopulver, Kakaobutter und Kakaomasse mit den andern Komponenten des herzustellenden Produktes, z. B. Zucker, Milchpulver, Aromastoffen u. dgl., vermischt und bis zur Homogenität vermahlen bzw. verarbeitet. Bei den konventionellen Verfahren werden die entsprechend dosiertenRohstoffe zunächst in einem Melangeur oder Knetwerk zusammengeführt und durchmischt. Die dabei entstehende Masse ist plastisch und wird in diesem Zustand auf Walzenstühlen durchgearbeitet. Dabei erfolgt eine Zerkleinerung der Komponenten, und die damit verbundene Oberflächenvergrösserung führt dazu, dass das Walzprodukt seine plastische Konsistenz verliert und in Form eines Pulvers anfällt.
Dieses Pulver wird dann plastifiziert, beispielsweise durch Zugabe von Kakaobutter in einer Plastifizierungsvorrichtung, und erneut einem Walzwerk zugeführt. Im Anschluss an diese Walzbehandlung wird häufig nochmals plastifiziert und die entstehende Masse längere Zeit conchiert. Die Conchierbehandlung nimmt gewöhnlich 12 - 72 Stunden in Anspruch und bedingt die Qualität des entstehenden Produktes.
Das beschriebene konventionelle Verfahren ist seit langer Zeit keinen prinzipiellen Abänderungen mehr unterworfen worden. wobei allfällige Verbesserungen sich im wesentlichen auf die grössere Dimensionierung und bessere Ausführung der bekannten Verarbeitungsmaschinen beschränkten. Bestrebungen, welche auf die Umgestaltung des konventionellen Verfahrens im Sinne eines kontinuierlichen Herstellungsprozesses zielten, trafen auf das Vorurteil der Fachwelt. Die Argumente gegen eine prinzipielle Umgestaltung des Herstellungsverfahrens bei der Verarbeitung kakaohaltiger Massen sind im wesentlichen dadurch begründet, dass allfällige Umstellungen und insbesondere der Verzicht auf die Bearbeitung mittels Walzen und Conchen bisher stets eine Qualitätsverminderung des Produktes mit sich brachten.
Anderseits ist es ohne weiteres einzusehen, dass ein wirtschaftliches, kontinuierliches Herstellungsverfahren gerade auf diese Bearbeitungsschritte verzichten muss, da eine Umstellung der konventionellen Walzen und Conchen derart, dass eine chargenweise Beschickung umgangen und ein kontinuierlicher Bearbeitungsprozess ermöglicht wird, aus prinzipiellen Erwägungen kaum ausführbar erscheint. Es ist schon vorgeschlagen worden, auf die Vermahlung der Komponenten mittels Walzen zu verzichten und ein Gemisch aus den pneumatisch förderbaren Komponenten der zu verarbeitenden Masse trocken zu vermahlen.
Dies kann beispielsweise in einer schlagmühlenartigen Vorrichtung, gegebenenfalls unter Kühlung, durchgeführt werden. Diese bekannte Bearbeitungsmethode erkennt jedoch nicht die für die Erzielung einer optimalen Schokoladequalität erforderlichen Bedingungen.
Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun in der Schaffung eines Verarbeitungverfahrens für kakaohaltige Massen, welches eine kontinuierliche Verarbeitung ohne Qualitätsverminderung ermöglicht.
Um einen Weg zu finden, welcher die Verwendung von Walzen und Conchen bei der Verarbeitung kakaohaltiger Massen erübrigt, war zunächst die Frage zu klären, welche Vorgänge der konventionellen Verarbeitungsweise zugrunde lagen.
Eine eingehende Untersuchung dieser Vorgänge zeigte nun, dass die zur Verringerung der Korngrösse der Komponenten durchgeführte Verarbeitung auf Walzen eine intensive Wechselwirkung zwischen dem
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Luftsauerstoff und der bearbeiteten Masse, meist auch unter dem katalytischen Einfluss des Walzenmaterials, sowie eine Geschmacksverschlechterung der bearbeiteten Masse zur Folge hat. Die beim Vermahlen stattfindende Oberflächenvergrösserung, insbesondere der Kakaobestandteile, spielt dabei eine we'c sentliche Rolle. Die in der verarbeiteten Masse enthaltene Feuchtigkeit und die Berührung mit dem Metall der Walzen tragen ebenfalls wesentlich zu dieser stofflichen Veränderung des bearbeiteten Produktes bei.
Gleichzeitig scheint auch die wünschenswerte Veränderung der Gerbstoffanteile der Kakaomasse mindestens teilweise beim Walzen vor sich zu gehen. Im Conchierprozess werden dann nachträglich die den Geschmack beeinträchtigenden Bestandteile, insbesondere die aus der Kakaomasse stammende Essigsäure und weitere störende Geruch-und Geschmackstoffe, zusammen mit dem unerwünschten Wasseranteil ausgetrieben.
Eine Umgehung dieser beiden Verarbeitungsschritte (Walzen und Conchieren) setzt voraus, dass die Zerkleinerung der Bestandteile ohne unerwünschte Veränderungen des verarbeiteten Gutes zustandekommt, dass aber anderseits die erwünschten Bearbeitungswirkungen eintreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Anteile der Masse in pneumatisch förderbarem Zustand in einer inerten Atmosphäre gemahlen werden.
Die körnigen Anteile der Masse sind z. B. der Zucker, das Milchpulver rad Teile der Kakaomasse.
Die Masse ist dann pneumatisch förderbar, wenn ihr Anteil an königen Bestandteilen so hoch ist, dass die gegebenenfalls anwesenden nichtkörnigen Bestandteile, wie z. B. Kakaobutter, keine Plastifizierung der Masse bewirken. Dies bedeutet, dass bei der Verarbeitung von Rezepturen mit relativ grossen Anteilen an plastifizierend wirkenden Komponenten die Mahlbehandlung in Anwesenheit höchstens eines Teiles der für die Rezeptur erforderlichen Gesamtmenge der plastifizierenden und nichtkornigen Komponenten erfolgt. Im Falle der Herstellung von Tafelschokolade mit hohem Kakaobutteranteil, z.
B. bei dunklen Schokoladen, wird daher zweckmässigerweise mindestens ein Teil der Kakaobutter erst nach der Mahlbehandlung mit den andern Komponenten vereinigt, was unter Umständen ein Abpressen der Kakaomasse vor dem Vermahlen bedingt.
Als inert bezüglich der bearbeiteten Masse wird die Atmosphäre dann bezeichnet, wenn sie keinerlei Veränderung der sauerstoffempfindlichen Komponenten bewirkt. Die Edelgase und der Stickstoff entsprechen diesem Kriterium, wobei der letztere aus wirtschaftlichen Erwägungen bevorzugt wird. Da der normale CO-Gehalt der Luft bei der Verarbeitung kakaohaltiger Massen keine merklichen Veränderungen des Mahlgutes bewirkt, kann beispielsweise atmosphärische Luft, die bezüglich ihres Sauerstoffwertes beispielsweise auf unter 1 Vol.-% herabgesetzt ist, verwendet werden. Zweckmässigerweise wird man jedoch meist ein relativ reines, inertes Gas in der üblichen Abfüllung in Stahlbomben verwenden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das in inerte Atmosphäre zu vermahlene Gut vor dem Mahlen getrocknet, beispielsweise unter Verwendung eines Flugtrockners, bis der normale Feuchtigkeitsgehalt der Komponenten (zirka 1, 5%) herabgesetzt ist, vorzugsweise bis unter zirka 0, 5%. Der Grund für diese Massnahme besteht darin, dass aus dem pulverförmigen Gut die Feuchtigkeit leichter zu entfernen ist als aus plastischer Masse, wie dies im üblichen Verfahren beim Conchieren geschieht.
Die Temperatur des Gutes beim Mahlen soll zweckmässigerweise nicht wesentlich über Raumtemperatur liegen (20-250C). Daher wird das Gut nach dem Trocknen vorzugsweise auf Raumtemperatur abgekühlt und die Mahlvorrichtung beispielsweise mittels eines zirkulierenden Kühlmediums auf entsprechend niedriger Temperatur gehalten. Der Mahlprozess selbst wird vorzugsweise so durchgeführt, dass das gemahlene Gut eine mittlere Partikelgrösse von unter 40 li besitzt, wobei eine Partikelgrösse von etwa 20 1J. und darunter besonders günstig ist. Beim Verarbeiten von Schokolademasse kann man auf diese Weise als gemahlenes Produkt bereits ein hochwertiges und handelsfähiges Schokoladenprodukt erhalten.
Zur Herstellung von Tafelschokolade wird das die körnigen Komponenten der Rezeptur enthaltende Mahlprodukt in üblicher Weise unter Zusatz von Kakaobutter, Lezithin usw. plastifiziert und zu Tafeln gegossen. Vorzugsweise wird die plastifizierte Masse vor dem Giessen homogenisiert und/oder mit Ultraschall behandelt. Insbesondere die an sich bekannte Ultraschallbehandlung ist hiebei von erheblichem Einfluss auf das Produkt und kann beispielsweise mittels einer unter der Bezeichnuug"Ameliorator"be- kannten Vorrichtung rasch und sicher durchgeführt werden.
Auf diesem Wege kann man unter Verzicht auf die Verwendung von Walzwerken und Conchen ein Produkt erhalten, das den auf konventionelle Weise mit diesen Einrichtungen hergestellten Produkten mindestens ebenbürtig ist. Dabei kann die Verarbeitung sowohl halbkontinuierlich als auch vollkontinuierlich durchgeführt werden. Der Verzicht auf Walzen und Conchen kann folgende weitere Vorteile mit sich bringen :
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Der zeitgemässe Aufwand für die Bearbeitung wird erheblich reduziert. Während auf dem konventionellen Wege der durch die Kapazität der Conchen bestimmte Durchsatz einer gegebenen Anlage beispielsweise 12 t pro Tag betrug, ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren unter äquivalenten Bedingungen denselben Durchsatz in einem Bruchteil der sonst erforderlichen Zeit.
Bei gleichem Durchsatz ist der maschinenmässige Aufwand mit dem konventionellen Verfahren erheblich höher und beträgt z. B. bei einem Durchsatz von 12 t pro Tag 100 t Werkzeuggewicht. Derselbe Durchsatz kann durch das erfindungsgemässe Verfahren mit einem Werkzeuggewicht von 5 t erreicht werden.
Die Möglichkeit der kontinuierlichen Verarbeitung verbessert die hygienischen Bedingungen der Herstellung und setzt den Arbeitsaufwand um etwa die Hälfte herab. Die durch Umgebung von Walzen und Conchen ermöglichte Energieersparung beträgt etwa 66ago. Die Anschaffungskosten der Werkzeuge zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens betragen etwa ein Drittel der Kosten für die konventionellen Anlagen bei gleichem Durchsatz. Diese Vorteile wären schon bei gleicher Qualität des Produktes von erheblicher Bedeutung. Darüber hinaus soll das erfindungsgemässe Verfahren aber eine erhebliche Qualitätsverbesserung gegenüber kurzzeitig conchierten kakaohaitigen Produkten, insbesondere der Tafelschokolade und, bei geeigneten Rezepturen, die Verwendung geringerer Mengen Kakaobutter ermöglichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll nun an Hand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden :
In dem Fliessbild nach Fig. 1 werden die zu verarbeitenden Komponenten aus den Vorrats-bzw. Do.sierbehältern 1, 2 in den Mischer 3 eingeführt. Das den Mischer 3 verlassende Gut ist pneumatisch förderbar und wird pneumatisch durch die Förderleitung 4 in den Luftflugtrockner 5 mit der Austragschleuse 5a überführt, dem eine Kühlung 6 nachgeschaltet ist. Das getrocknete und gekühlte Mischprodukt gelangt dann in die Mahlanlage 7, wo es unter Ausschluss von Luftsauerstoff bzw. in einer inerten Atmosphäre gemahlen wird. Dieser Mahlvorgang erfolgt unter Kühlung, da eine Erhitzung des Produktes beim Mahlen vermieden werden sollte.
Das auf entsprechende Feinheit gebrachte Produkt wird dann durch den Zyklon 8 über die Dosiervorrichtung 9 in die Knetanlage 10 eingeführt. Dort erfolgt unter Zugabe von Kakaobutter aus dem Vorratsbehälter 11 über die Dosiereinrichtung 12 eine Plastifizierung durch die Schnecke des Kneters. Das den Kneter verlassende Produkt ist nun plastisch und wird in den Homogenisator 13 gedrückt. Über das zwischengeschaltete Vorratsgefäss 14 wird die homogenisierte plastische Masse in eine Anlage 15 zur Behandlung mit Ultraschall überführt. Das die Ultraschallanlage 15 verlassende Produkt kann direkt vergossen oder im Vorratsbehälter 16 für einen späteren Verarbeitungsvorgang aufbewahrt werden.
Es ist zu betonen, dass die im Fliessbild dargestellten Apparaturen an sich bekannt sind und ohne weiteres entsprechend dem verlangten Durchsatz einer Anlage aufeinander abgestimmt werden können. So kann z. B. an Stelle der gezeigten Schlagmühle jede andere äquivalent wirkende Mahlvorrichtung, wie z. B. Mikropulverisieranlagen, verwendet werden, wenn ein Vermahlen in trockener Phase und inerter Atmosphäre damit möglich ist.
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemässe Verfahren an Hand von Rezepturen bei der Herstellung von Tafelschokolade erläutern :
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27 kg Milchpulver (Sprühpulver,"Hatmaker")
43 kg Feinkristallzucker, Korngrösse unter 1 mm
10 kg Kakaomasse, Korngrösse unter 100 11
20 kg Kakaobutter mit 0, 5 kg Lezithin
Aromastoffe.
Milchpulver, Feinkristallzucker, Kakaomasse und Aromastoffe werden in einem Mischer zu einem homogenen, trockenen Pulver verarbeitet. Dieses Pulver gelangt über eine Aufgabevorrichtung in gleichmässiger Beschickung in einen Lufttrockner. Die Temperatur der zum Trocknen verwendeten Luft liegt zwischen 110 und 160 C. Der Wassergehalt der Komponenten vor der Trocknung beträgt etwa l. 2 - 1, 50/0
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bracht. Dieses Pulver wird in einer Schlagmühle in praktisch sauerstofffreier Atmosphäre so stark vermahlen, dass die Korngrösse des die Mahlanlage verlassenden Produktes unter 40 li und vorzugsweise unter 20 li beträgt.
Der Mahlanlage nachgeschaltet ist ein Zyklon, in welchem das Produkt mit einem Gesamtfettgehalt von ungefähr 15% in Form eines pneumatischen förderbaren Pulvers anfällt. Dieses Pulver kann als solches verwendet oder weiter verarbeitet werden. Zur Herstellung von Tafelschokolade wird das Pul-
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ver mit 20 kg Kakaobutter versetzt und in einem Melangeur oder Knetwerk bis zu homogener Konsistenz plastifiziert. Die so erhaltene Schokolademasse kann in einem Homogenisator und/oder in einem Gerät für Ultraschallbehandlung ("Ameliorator") zusätzlich verbessert werden.
Beispiel 2 : Zur Herstellung einer Milchcouverture wird dieselbe Rezeptur verwendet wie in Beispiel l, wobei lediglich der Anteil an Kakaobutter auf 25-30 kg gesteigert wird. Die Mahlbearbeitung wird ebenfalls unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt und das anfallende Mahlprodukt, welches eine Korngrösse von unter 50 besitzt, durch Zugabe von Kakaobutter plastifiziert.
Beispiel 3 : Zur Herstellung einer dunklen Schokolade werden folgende Komponenten verarbeitet :
45 kg Kakaomasse mit einer Korngrösse von unter 100 ut
45 kg Feinkristallzucker mit Korngrösse von unter 1 mm
10 kg Kakaobutter einschliesslich 0, 5 kg Lizithin
Aromastoffe.
Die gesamte Menge der Kakaomasse wird zunächst in einer Ulu2schallanlage ("Ameliorator") vorbehandelt. Darauf wird aus der Kakaomasse ein Teil der Kakaobutter abgepresst, um die pulverförmige Konsistenz des Produktes während der Mahlbehandlung sicherzustellen. Aus den 45 kg Kakaomasse werden etwa 15 kg Kakaobutter abgepresst, der entstehende Presskuchen vorgebrochen und in einem Mischer mit dem Zucker und den Aromastoffen zu einem homogenen Pulver verarbeitet. Dieses Pulver wird in einer Trocknungsanlage bei etwa 1400C auf einen Wassergehalt von unter 0, 5% gebracht. Das getrocknete Pulver wird dann unter praktisch völligem Ausschluss von Luftsauerstoff in einer Schlagmühle auf eine Feinheit von etwa 20 li Korngrösse gebracht.
Das entstehende Mahlprcdukt wird mit der gesamten Kakaobutter (25 kg) versetzt und wie in Beispiel 1 beschrieben plastifiziert. Eine Ultraschallbehandlung der so entstehenden Schokolademasse ist bei diesem Verfahren nicht erforderlich, da der Gerbstoffanteil, welcher den adstringierenden Geschmack der Masse verursachen würde, bereits durch die Beschallung der Kakaomasse vor dem Vermahlen so verändert ist, dass er keine geschmackliche Beeinträchtigung der entstehenden Masse bewirkt.
Beispiel 4: Zur Herstellung einer dunklen Couverture wird derselbe Ansatz wie in Beispiel 3 verwendet, wobei lediglich der Kakaobuttergehalt um etwa 10% erhöht ist. De ? BuKergehalt de : Kakaomas- se wird durch Abpressen von zirka 30% der Gesamtmasse in Form von Kakaobutter entfettet. Der entfettete Presskuchen wird vorgebrochen und in einem Mischer zusammen mit Zucker und Aromastoffen gleichmässig gemischt. Das Trocknen und Mahlen erfolgt wie in Beispiel 3. Das Mahlprodukt mit einer Korn- grösse von höchstens 40 g wird mit der gesamten Menge Kakaobutter plastifiziert und nach einer Homogenisierungsbehandlung durch Ultraschallbehandlung amelioriert.
Die in den Beispielen 1 - 4 beschriebenen Verfahren können selbstverständlich auch für andere Rezepturen verwendet werden.
Bei der Anpassung des Verfahrens an eine gegebene Rezeptur ist dabei in jedem Fall darauf zu achten, dass die Trocknung aller Komponenten vor der Mahlbehandlung erfolgt und dass das Produkt vor dem Mahlen einen Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 0, 50/0 besitzt. Zweckmässigerweise wird der Kakaobuttergehalt der zu vermahlenden Masse so niedrig gehalten, dass in der Mahlanlage keine Zusammenballungen auftreten können, welche durch einen zu hohen Fettgehalt des Mahlgutes entstehen. Die Kühlung während des Mahlprozesse, welche im Einzelfall erforderlich ist, hängt wesentlich von der Art der verwen- deten Mahlanlage ab, doch sollte in jedem Fall das Mahlgut nicht wesentlich über Raumtemperatur (20 bis 250C) erwärmt werden.
Vorzugsweise wird die Kuhlung. mittels Durchleiten eines Kühlmediums durch die Mahleinrichtung bewirkt, so dass das die Mühle verlassende Produkt eine Temperatur von etwa 100C besitzt. Die Ausschaltung der adstringierenden Gerbstoffbsstandteile der Kakaomasse erfolgt in allen Fällen vorzugsweise durch Ultraschallbehandlung. Diese Behandlung ersetzt die Veränderung der Gerbstoffe, welche beim konventionellen Verfahren durch das Conchieren und Walzen erfolgt. Die Ultraschallbehandlung erzielt in ihrer Wirkung dasselbe Ergebnis, wahrscheinlich jedoch auf andere Weise (Kondensation der Gerbstoffe bis zur Unlöslichkeit). Dementsprechend ist die Dauer der Ultraschallbehandlung auf den gewünschten Geschmack des Produktes abzustimmen.
Eine zu kurze Ultraschallbehand- lung führt zu einer Schokolademasse mit zu hohem Gehalt an adstringierenden Stoffen, während eine zu lange Ultraschallbehandlung zu einer Geschmacksverflachung des Produktes führt. Es ist jedoch völlig freigestellt, ob diese Ausschaltung der Gerbstoffe vor oder nach dem Mahlprozess erfolgt. Der Vorteil einer Ultraschallbehandlung nach dem Mahlen besteht darin, dass das kontinuierliche Verfahren auf diese Weise einfacher durchzuführen ist, indem die plastifizierte Masse kontinuiesich durch das Ultraschallgerät durchgeleitet wird.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine vollkontinuierliche Verarbeitung auf dem beschriebenen
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Wege mit relativ geringem Aufwand durchzuführen ist. Der Zeitaufwand der beschriebenen Verfahren ist erheblich geringer als der der konventionellen Verarbeitungsmethoden. Die Qualität des erfindungsgemäss verarbeiteten Produktes bezüglich Geschmack und Konsistenz ist den auf konventionellem Wege verarbeiteten Produkten mindestens gleichwertig. Unter Verwendung einer entsprechenden Anlage kann beispielsweise das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren eine erhebliche Zeitersparung der Bearbeitung ergeben, da vom Zeitpunkt des Beginns der Vermischung der Komponenten bis zum Anfall der fertigen Masse ein Zeitraum von etwa 15 bis 30 Minuten erforderlich ist.
Eine derartige Beschleunigung der Verarbeitung bedeutet bei den saisonmässig schwankenden Bedarfsmengen auf diesem Verarbeitungsgebiet einen besonderen Vorteil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verarbeitung von Massen, welche Kakaobestandteile enthalten, insbesondere bei der Herstellung von Tafelschokolade, wobei ein Gemisch aus den pneumatisch förderbaren Komponenten der Masse trocken vermahlen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermahlen in einer fur die Kakaobestandteile inerten Atmosphäre durchgeführt wird.
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Process for processing cocoa mass
The present invention relates to a method for processing masses which contain cocoa constituents, in particular in the production of chocolate bars, a mixture of the pneumatically conveyable components of the mass being dry-ground.
When processing masses with cocoa components z. B. cocoa powder, cocoa butter and cocoa mass with the other components of the product to be manufactured, e.g. B. sugar, milk powder, flavorings and. Like., mixed and ground or processed until homogeneous. In conventional processes, the appropriately dosed raw materials are first brought together and mixed in a melangeur or kneader. The resulting mass is plastic and is worked through on roller mills in this state. The components are comminuted, and the associated increase in surface area leads to the rolled product losing its plastic consistency and being obtained in the form of a powder.
This powder is then plasticized, for example by adding cocoa butter in a plasticizing device, and fed back to a rolling mill. Following this rolling treatment, it is often plasticized again and the resulting mass conched for a longer period of time. The conching treatment usually takes 12 - 72 hours and determines the quality of the product.
The conventional method described has not been subject to any fundamental changes for a long time. Any improvements were essentially limited to the larger dimensions and better execution of the known processing machines. Efforts aimed at redesigning the conventional process in the sense of a continuous manufacturing process met with the prejudice of experts. The arguments against a fundamental redesign of the manufacturing process when processing cocoa-containing masses are essentially justified by the fact that any changes and in particular the abandonment of processing by means of rolling and conching have always resulted in a reduction in the quality of the product.
On the other hand, it is easy to see that an economical, continuous manufacturing process has to do without these processing steps, since a conversion of conventional rollers and conches in such a way that batch loading is bypassed and a continuous processing process is made possible is hardly feasible for reasons of principle. It has already been proposed to dispense with the grinding of the components by means of rollers and to dry-grind a mixture of the pneumatically conveyable components of the mass to be processed.
This can be carried out, for example, in a beater mill-like device, optionally with cooling. However, this known processing method does not recognize the conditions necessary to achieve optimal chocolate quality.
An essential aim of the present invention is to create a processing method for cocoa-containing masses which enables continuous processing without any reduction in quality.
In order to find a way that eliminates the need to use rollers and conches when processing cocoa-containing masses, the first question to be answered was which processes the conventional processing method was based on.
A detailed examination of these processes has now shown that the processing carried out on rollers to reduce the grain size of the components has an intensive interaction between the
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Oxygen in the air and the processed mass, usually also under the catalytic influence of the roller material, as well as a deterioration in the taste of the processed mass. The increase in surface area that occurs during grinding, especially of the cocoa components, plays an important role in this. The moisture contained in the processed mass and the contact with the metal of the rollers also contribute significantly to this material change in the processed product.
At the same time, the desirable change in the tannin content of the cocoa mass also seems to take place at least partially during rolling. In the conching process, the components which impair the taste, in particular the acetic acid from the cocoa mass and other disruptive smells and flavors, are then expelled together with the undesired water content.
A circumvention of these two processing steps (rolling and conching) requires that the comminution of the constituents takes place without undesired changes in the processed material, but that on the other hand the desired processing effects occur.
The method according to the invention is now characterized in that the granular portions of the mass are ground in a pneumatically conveyable state in an inert atmosphere.
The granular portions of the mass are z. B. the sugar, the milk powder rad parts of the cocoa mass.
The mass can then be pneumatically conveyed when its proportion of royal constituents is so high that the non-granular constituents that may be present, such as. B. cocoa butter, do not cause plasticization of the mass. This means that when processing recipes with relatively large proportions of plasticizing components, the grinding treatment is carried out in the presence of at most part of the total amount of plasticizing and non-granular components required for the recipe. In the case of the production of chocolate bars with a high cocoa butter content, e.g.
B. in the case of dark chocolates, at least part of the cocoa butter is therefore expediently combined with the other components only after the grinding treatment, which may result in the cocoa mass being pressed out before grinding.
The atmosphere is said to be inert with respect to the processed mass if it does not cause any change in the oxygen-sensitive components. The noble gases and nitrogen meet this criterion, the latter being preferred for economic reasons. Since the normal CO content of the air does not cause any noticeable changes in the ground material when cocoa-containing masses are processed, atmospheric air, for example, whose oxygen value is reduced to below 1% by volume, for example, can be used. Appropriately, however, one will mostly use a relatively pure, inert gas in the usual filling in steel bombs.
According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the material to be ground in an inert atmosphere is dried before grinding, for example using a flight dryer, until the normal moisture content of the components (approx. 1.5%) is reduced, preferably to below approx. 0.5% . The reason for this measure is that the moisture is easier to remove from the powdery material than from plastic mass, as happens in the usual process of conching.
The temperature of the material during grinding should not be significantly above room temperature (20-250C). Therefore, after drying, the material is preferably cooled to room temperature and the grinding device is kept at a correspondingly low temperature, for example by means of a circulating cooling medium. The grinding process itself is preferably carried out in such a way that the ground material has an average particle size of less than 40 l, with a particle size of about 20 l. and below it is particularly cheap. When processing chocolate mass, a high-quality and tradable chocolate product can already be obtained in this way as a ground product.
For the production of chocolate bars, the ground product containing the granular components of the recipe is plasticized in the usual way with the addition of cocoa butter, lecithin, etc., and cast into bars. The plasticized mass is preferably homogenized and / or treated with ultrasound before casting. In particular, the ultrasonic treatment, known per se, has a considerable influence on the product and can be carried out quickly and safely, for example, by means of a device known under the designation "ameliorator".
In this way, without the use of rolling mills and conches, a product can be obtained which is at least equal to the products produced in a conventional manner with these devices. The processing can be carried out either semi-continuously or fully. Dispensing with rollers and conches can bring the following additional advantages:
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The time required for processing is significantly reduced. While in the conventional way the throughput of a given plant, determined by the capacity of the conches, was, for example, 12 t per day, the method according to the invention enables the same throughput in a fraction of the time otherwise required under equivalent conditions.
With the same throughput, the machine-based effort is considerably higher with the conventional method and is z. B. with a throughput of 12 t per day 100 t tool weight. The same throughput can be achieved by the method according to the invention with a tool weight of 5 t.
The possibility of continuous processing improves the hygienic conditions of production and cuts the workload by around half. The energy saving made possible by the environment of rollers and conches is about 66ago. The acquisition costs of the tools for carrying out the method according to the invention amount to approximately one third of the costs for the conventional systems with the same throughput. These advantages would be of considerable importance if the product was of the same quality. In addition, the method according to the invention should enable a considerable improvement in quality compared to briefly conched cocoa-containing products, in particular chocolate bars, and, with suitable recipes, the use of smaller amounts of cocoa butter.
The method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing:
In the flow diagram according to FIG. 1, the components to be processed are taken from the supply or. Dosing containers 1, 2 introduced into mixer 3. The material leaving the mixer 3 can be conveyed pneumatically and is pneumatically transferred through the conveying line 4 into the air dryer 5 with the discharge lock 5a, which is followed by a cooling system 6. The dried and cooled mixed product then reaches the grinding plant 7, where it is ground with the exclusion of atmospheric oxygen or in an inert atmosphere. This grinding process takes place with cooling, since the product should not be heated during grinding.
The product, brought to the appropriate fineness, is then introduced into the kneading system 10 through the cyclone 8 via the metering device 9. There, with the addition of cocoa butter from the storage container 11 via the metering device 12, plasticization takes place by the screw of the kneader. The product leaving the kneader is now plastic and is pressed into the homogenizer 13. Via the intermediate storage vessel 14, the homogenized plastic mass is transferred to a system 15 for treatment with ultrasound. The product leaving the ultrasonic system 15 can be poured directly or stored in the storage container 16 for a later processing operation.
It should be emphasized that the apparatus shown in the flow diagram are known per se and can easily be matched to one another according to the required throughput of a system. So z. B. in place of the beater mill shown any other equivalent acting grinding device such. B. Micropulverisieranlagen can be used if grinding in a dry phase and an inert atmosphere is possible.
The following examples are intended to explain the process according to the invention on the basis of recipes for the production of chocolate bars:
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27 kg milk powder (spray powder, "Hatmaker")
43 kg fine crystallized sugar, grain size less than 1 mm
10 kg cocoa mass, grain size below 100 11
20 kg cocoa butter with 0.5 kg lecithin
Flavorings.
Milk powder, fine granulated sugar, cocoa mass and flavorings are processed in a mixer to form a homogeneous, dry powder. This powder is fed evenly into an air dryer via a feed device. The temperature of the air used for drying is between 110 and 160 C. The water content of the components before drying is around 1. 2 - 1, 50/0
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brings. This powder is ground in a hammer mill in a practically oxygen-free atmosphere to such an extent that the grain size of the product leaving the grinding plant is less than 40 li and preferably less than 20 li.
Downstream of the grinding plant is a cyclone in which the product with a total fat content of approximately 15% is obtained in the form of a pneumatically conveyable powder. This powder can be used as such or further processed. For the production of chocolate bars, the powder
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ver mixed with 20 kg of cocoa butter and plasticized in a melangeur or kneading machine to a homogeneous consistency. The chocolate mass obtained in this way can be additionally improved in a homogenizer and / or in a device for ultrasonic treatment ("ameliorator").
Example 2: To produce a milk couverture, the same recipe is used as in Example 1, with only the proportion of cocoa butter being increased to 25-30 kg. Milling is also carried out in the absence of oxygen and the resulting milled product, which has a grain size of less than 50, is plasticized by adding cocoa butter.
Example 3: The following components are used to produce dark chocolate:
45 kg cocoa mass with a grain size of less than 100 u
45 kg fine crystal sugar with a grain size of less than 1 mm
10 kg of cocoa butter including 0.5 kg of lizithin
Flavorings.
The entire amount of cocoa mass is first pre-treated in an ultrasonic system ("ameliorator"). A part of the cocoa butter is then pressed out of the cocoa mass in order to ensure the powdery consistency of the product during the grinding treatment. About 15 kg of cocoa butter are pressed out of the 45 kg of cocoa mass, the resulting press cake is pre-broken and processed in a mixer with the sugar and the flavorings to form a homogeneous powder. This powder is brought to a water content of less than 0.5% in a drying plant at around 1400C. The dried powder is then brought to a fineness of about 20 μl grain size in a hammer mill with practically complete exclusion of atmospheric oxygen.
The resulting grinding product is mixed with the entire cocoa butter (25 kg) and plasticized as described in Example 1. Ultrasonic treatment of the chocolate mass produced in this way is not necessary with this process, since the tannin content, which would cause the astringent taste of the mass, is already changed by the sonication of the cocoa mass before grinding so that it does not affect the taste of the mass produced.
Example 4: To produce a dark couverture, the same approach is used as in Example 3, with only the cocoa butter content being increased by about 10%. De? BuKer salary de: Cocoa mass is defatted by pressing out around 30% of the total mass in the form of cocoa butter. The defatted press cake is broken up and mixed evenly in a mixer with sugar and flavorings. The drying and grinding are carried out as in Example 3. The ground product with a grain size of at most 40 g is plasticized with the entire amount of cocoa butter and, after a homogenization treatment, ameliorated by ultrasound treatment.
The processes described in Examples 1-4 can of course also be used for other formulations.
When adapting the process to a given recipe, it is important to ensure that all components are dried before milling and that the product has a moisture content of at most 0.50/0 before milling. The cocoa butter content of the mass to be ground is expediently kept so low that no agglomerations can occur in the grinding system which result from an excessively high fat content of the ground material. The cooling during the grinding process, which is necessary in individual cases, depends essentially on the type of grinding system used, but in any case the ground material should not be heated significantly above room temperature (20 to 250C).
Preferably the cooling. caused by passing a cooling medium through the grinding device, so that the product leaving the mill has a temperature of about 100C. The astringent tannin constituents of the cocoa mass are eliminated in all cases preferably by ultrasound treatment. This treatment replaces the change in the tannins, which is done in the conventional process by conching and rolling. Ultrasonic treatment achieves the same result in its effect, but probably in a different way (condensation of the tannins until they are insoluble). Accordingly, the duration of the ultrasound treatment must be tailored to the desired taste of the product.
Too short an ultrasound treatment leads to a chocolate mass with too high a content of astringent substances, while too long an ultrasound treatment leads to a flattened taste of the product. However, it is entirely up to you whether this elimination of the tannins takes place before or after the grinding process. The advantage of ultrasonic treatment after grinding is that the continuous process is easier to carry out in this way, in that the plasticized mass is continuously passed through the ultrasonic device.
It is readily apparent that fully continuous processing on the described
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Paths can be carried out with relatively little effort. The time required for the processes described is considerably less than for conventional processing methods. The quality of the product processed according to the invention in terms of taste and consistency is at least equivalent to that of the products processed by conventional means. Using an appropriate system, the method described in example 1 can, for example, result in considerable time savings in processing, since a period of about 15 to 30 minutes is required from the time the components are started to be mixed until the finished mass is obtained.
Such an acceleration of processing is a particular advantage given the seasonally fluctuating quantities required in this processing area.
PATENT CLAIMS:
1. A method for processing masses which contain cocoa components, in particular in the production of chocolate bars, a mixture of the pneumatically conveyable components of the mass being dry-ground, characterized in that the milling is carried out in an atmosphere which is inert to the cocoa components.