BRPI0312153B1

BRPI0312153B1 - Método para diminuir a viscosidade de uma mistura à base de gordura compreendendo sólidos e gordura que tenham sido previamente refinados até uma massa em pó, e com os sólidos não estando significativamente revestidos com a gordura

Info

Publication number: BRPI0312153B1
Application number: BRPI0312153-4A
Authority: BR
Inventors: Tyers Nicholas Parsons; Stuart Blackburn; Maxine Jolly; Stephen Thomas Beckett; Stefan Reuss; Kate Armstrong; Fernando Gomes
Original assignee: Nestec S.A.
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2019-05-07
Also published as: EP1517615B1; ATE479334T1; AU2003242655B2; CN1662146A; NO20050116D0; ECSP045502A; IL165524A0; RU2321265C2; EP1517615A1; DE60334001D1; WO2004000028A1; US7736685B2; US20060117965A1; BR0312153A; ZA200500583B; UA83804C2; CN100350851C; AU2003242655A1; ES2349464T3; CA2489553A1

Abstract

"método e dispositivo para a liquefação de um produto à base de gordura em pó particularmente na produção de chocolate e similares". a presente invenção refere-se a um método para diminuir a viscosidade de uma mistura à base de gordura compreendendo sólidos e gordura que tenham sido previamente refinados até uma massa em pó, caracterizado pelo fato de que a massa em pó é submetida ao fluxo de extensão, efetivo como tal para proporcionar a dissolução dos aglomerados e as interações íntimas dos sólidos com a gordura, desse modo resultando na produção de uma massa pastosa com revestimento dos sólidos com a gordura. o método capacita substituir o esmagamento em um esmagador tradicional, ou pelo menos reduzir o tempo de esmagamento ou aumentar a carga e a produção subseqüentes da massa à base de gordura em esmagadores tradicionais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA DIMINUIR A VISCOSIDADE DE UMA MISTURA À BASE DE GORDURA COMPREENDENDO SÓLIDOS E GORDURA QUE TENHAM SIDO PREVIAMENTE REFINADOS ATÉ UMA MASSA EM PÓ, E COM OS SÓLIDOS NÃO 5 ESTANDO SIGNIFICATIVAMENTE REVESTIDOS COM A GORDURA.

A presente invenção refere-se a um método e dispositivo para a liquefação de uma mistura à base de gordura. A invenção é particularmente útil para substituir, ou pelo menos significativamente encurtar, o esmagamento (conching) tradicional de misturas à base de gorduras realizado no processo 10 de preparação de chocolates.

Na fabricação tradicional de compostos de chocolate ou semelhantes ao chocolate, os pós finamente moídos são dispersos em uma fase de gordura contínua. Os pós encontrados nos compostos de chocolate ou semelhantes ao chocolate são tradicionalmente o açúcar, os sólidos de cacau e/ou os sólidos 15 de leite. Estes são misturados em diferentes proporções juntamente com a manteiga de cacau e/ou as gorduras vegetais, as gorduras do leite e o(s) emulsificante(s), tal(is) como a lecitina. O chocolate comum é obtido misturando-se o açúcar, a manteiga de cacau, opcionalmente outras gorduras, e a massa de cacau. O chocolate ao leite contém sólidos de gordura e sólidos que não são de 20 gordura do leite como ingredientes adicionais. O chocolate branco contém sólidos de gordura do leite e sólidos que não são de gordura do leite, açúcar e manteiga de cacau e/ou gordura vegetal, sem a adição da massa de cacau ou do pó de cacau. Os compostos de chocolate também podem ser produzidos usando gorduras alternativas no lugar da, ou em conjunção com a, manteiga de cacau 25 natural. Tais gorduras alternativas pertencem a três categorias principais que são os equivalentes de manteiga de cacau (CBE), os substitutos de manteiga de cacau (CBS), os substituintes de manteiga de cacau (CBR). As discussões detalhadas destes diferentes tipos de gorduras alternativas podem ser encontradas em uma variedade de fontes, ver por exemplo, Traitler, H. e outros, Journal of the 30 American Oil Chemists Society, 62(2), 417-21 (1985).

No método tradicional de produção de chocolate, os ingredientes de chocolate são normalmente misturados e moídos em um refinador ou moPetição 870180153107, de 21/11/2018, pág. 4/11

2/17 inho para reduzir suficientemente o tamanho de partícula dos sólidos. Então, a pasta sofre um processo de esmagamento em uma temperatura de 50 a 110°C, por períodos de tempo de algumas horas até alguns dias, dependendo do tipo de produto e do equipamento usado. O chocolate esmagado é então normalmente esfriado após o esmagamento para ajustar a dureza, sem têmpera ou por têmpera, seguida por esfriamento ou permitindo o repouso por um período de tempo adequado.

O esmagamento dos flocos refinados é normalmente considerado como uma etapa de produção essencial para o desenvolvimento da textura final do chocolate. Na operação de esmagamento, o cisalhamento criado no esmagador (conche) causa a dissolução dos aglomerados, que são normalmente partículas de sólidos que se aderem juntas por pressão ou ligações de água. Então, as partículas de sólidos são revestidas com a gordura e a fase de gordura finalmente se dispersa por toda a massa de chocolate. O esmagamento pode adicionalmente modificar o sabor e remover compostos voláteis indesejados, tais como a água ou os ácidos acéticos, por evaporação.

Os dispositivos para o esmagamento de uma massa refinada de chocolate têm sido desenvolvidos por décadas com base no princípio de produzir um fluxo de alto cisalhamento sobre a massa por meios rotativos, tais como os elementos de separação ou as palhetas que revolvem ao longo de uma superfície interna de grandes recipientes. Por exemplo, um dispositivo para o esmagamento é conhecido da DE 39 18 813, que consiste em três câmaras abertas para cima, cilíndricas, com eixos paralelos. Estas são uma câmara central principal, com um diâmetro maior, e duas câmaras laterais subsidiárias. As três câmaras unem-se uma na outra, desse modo formando o recipiente esmagador. As ferramentas de mistura estão dispostas em cada câmara sobre eixos de acionamento. Em geral, um cisalhamento e uma compressão altos são ambos formados entre a ferramenta de separação móvel e a superfície estática das câmaras. Devido à razão de tamanho para volume da superfície dos sistemas conhecidos de esmagamento, somente uma pequena quantidade de massa de chocolate é cisalhada em certo tem

3/17 po. Mesmo embora proporcionando alto fluxo de cisalhamento, a transição do floco de chocolate para a reologia acabada desejada é um processo que consome tempo. Além disso, as máquinas de esmagamento industriais ocupam um espaço considerável do piso na fábrica e, portanto, o custo de capital destas máquinas é muito alto.

Portanto, o esmagador é muito importante no processo de preparação do chocolate, entretanto, ele é um misturador muito ineficiente. Com a mistura do esmagador tomando até um dia para atingir a textura e a qualidade desejadas, ela é uma parte do processamento do chocolate que tanto gasta energia quanto consome tempo.

Além disso, a viscosidade da massa à base de gordura é crítica para produzir o peso do produto final correto. Por isso, a gordura desempenha uma função essencial, visto que é o ingrediente principal usado para revestir as partículas sólidas, plastificá-las e finalmente liquefazer a massa. Como a gordura é um dos ingredientes principais mais onerosos, qualquer redução do teor de gordura para um mesmo nível de redução de viscosidade proporciona uma vantagem econômica significativa.

A EP 0603487 A2 relaciona-se a um processo para extrudar de modo plástico um material de confeito de gordura, compreendendo alimentar um material de confeito de gordura, normalmente o chocolate, para um cilindro de extrusora e aplicar pressão de um pistão ao material em uma forma não derramável, substancialmente sólida ou semi-sólida, a montante de uma constrição de fluxo de uma matriz, em uma temperatura na qual o material é extrudado isotermicamente. Este processo capacita formar o chocolate por extrusão. O material de partida é um material de confeito à base de gordura em uma forma líquida, de pasta, ou sólida ou semi-sólida, porém já é composto de sólidos que já estão revestidos com a gordura. Portanto, ele já é um produto de chocolate quando entrando na extrusora. Normalmente, este material está na forma de botões de chocolate. O processo é uma operação de formação para proporcionar um produto final temporariamente plástico a partir de um material sólido, porém não é uma operação que diz respeito ao processo de preparação do chocolate 'per se'.

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A EP 0 775 446 A2 também se relaciona à extrusão a frio do chocolate, onde o material de partida já é chocolate.

A Patente US 4.679.498 relaciona-se a um método e aparelho para preparar, em um tempo muito curto, uma pasta de chocolate a partir de uma massa pastosa de sólidos e manteiga de cacau. Uma pasta refinada é submetida a um tratamento de esmagamento a seco em um transportador de parafuso, a pasta que é obtida sendo então submetida a um tratamento de liquefação por incorporação de aditivos em proporções de acordo com a receita. O estágio de esmagamento a seco compreende um primeiro amassamento simples e uma segunda etapa de amassamento, com a produção de cisalhamento e laminação, cuja intensidade aumenta gradualmente. O esmagamento em um transportador de parafuso como este proporciona essencialmente cisalhamento e laminação pelo parafuso, então, fluxo de extensão na saída do transportador. A aplicação de cisalhamento e laminação é consumidora de energia e também requer equipamento de extrusão complexo e oneroso. O equipamento de extrusão proporciona também menos versatilidade e requer modificações importantes e onerosas da usinagem com a ferramenta (por exemplo, troca dos parâmetros do parafuso, seu passo, tamanho e formato), caso se queira modificar as características finais do produto da produção, tais como a sua viscosidade.

A Patente US 4.861.615 também se relaciona à preparação de misturas de chocolate em uma extrusora de parafuso duplo.

A Patente US 3.663.231 refere-se a um esmagador contínuo usado em fábricas tradicionais de chocolate, o qual proporciona essencialmente forças de cisalhamento para a massa de gordura e sólido durante as fases secas e líquidas.

A Patente US 4.191.786 relaciona-se a um método de secagem de cozimento para preparar um pó, porém não uma massa liquefeita.

Portanto, há uma necessidade por um método que proporcione um modo mais rápido, mais efetivo e menos consumidor de energia, para reduzir a viscosidade de uma massa à base de gordura previamente refinada.

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Há também uma necessidade por reduzir significativamente o tempo de residência do produto neste estágio de processamento, ao mesmo tempo proporcionando propriedades reológicas satisfatórias para o composto final.

Há adicionalmente uma necessidade por um método que requeira menos ocupação do piso e seja um processo contínuo, o que torna mais fáceis também as mudanças totais entre os produtos.

Há adicionalmente uma necessidade por um método que diminua mais eficientemente a viscosidade de um material volumoso à base de gordura, ao mesmo tempo tornando o melhor uso da quantidade de gordura disponível para revestir os sólidos com a gordura.

Há também uma necessidade por substituir o esmagamento ou pelo menos reduzir no esmagamento o tempo de liquefação e/ou aumentar a carga ou o rendimento de material no esmagador.

Há também uma necessidade por um método que capacite reduzir a quantidade de gordura para essencialmente o mesmo nível de viscosidade.

Há também uma necessidade adicional de proporcionar um processo de fabricação de menor custo.

Para atingir estes objetivos, o método é baseado no princípio que uma mistura à base de gordura compreendendo gordura e sólidos ainda não revestidos com a gordura, mistura esta que tenha sido previamente refinada até um pó, pode ser submetida ao fluxo de extensão em um modo efetivo para proporcionar a dissolução dos aglomerados e as interações íntimas dos sólidos com a gordura, desse modo resultando na produção de uma massa pastosa com revestimento dos sólidos com a gordura.

Portanto, a presente invenção surpreendentemente verificou que os atributos reológicos desejados de uma massa de chocolate ou semelhante ao chocolate podem ser atingidos em um modo mais efetivo; isto é, a dissolução dos aglomerados e a formação de pasta da massa à base de gordura em pó obtidas muito mais rápido e em um modo mais econômico, por aplicação de um fluxo de extensão, em oposição a uma ação de cisalhamento

6/17 predominante sobre a massa de confeito de partida conforme tem sido tradicionalmente feito em um misturador de cisalhamento, tal como um esmagador tradicional.

Para o esmagamento das massas sólidas à base de gorduras, os métodos conhecidos têm sido todos por meio de aplicar essencialmente cisalhamento à massa refinada. Conforme bastante sabido na física de fluidos, o cisalhamento pode prontamente ser atingido utilizando as forças de arrasto que existem dentro de um fluido ligado por duas superfícies relativamente móveis. O cisalhamento em um esmagador é obtido pelas forças de arrasto que se criam entre o rotor e a superfície do estator. Incidentalmente, os esmagadores usuais também produzem algum fluxo de extensão entre a extremidade cuneiforme dos rotores e a superfície dos recipientes. Entretanto, o fluxo de extensão é realizado em um modo desprezível e ele somente afeta uma pequena quantidade do material em um tempo no esmagador. O fluxo de extensão refere-se ao revestimento das partículas com a gordura, em que o material é passado comprimindo-se ou espalhado sobre uma superfície, como referido no Industrial Chocolate Manufacturing And Use, Terceira Edição, Editado por S.T. Beckett, Figura 9.2, páginas 156-159.

Mais preferivelmente, de acordo com a invenção, um fluxo de extensão predominante é atingido forçando um fluxo de uma mistura à base de gordura, preferivelmente refinada, porém não liquefeita, através de uma pluralidade de constrições de fluxo posicionadas em paralelo e/ou série em relação ao dito fluxo. Em um esmagador normal, somente uma pequena porção dos aglomerados é submetida ao cisalhamento em um tempo, enquanto o restante normalmente move-se longe da zona de cisalhamento. Portanto, ele requer um longo tempo antes de todos os aglomerados terem sido espalhados pelo cisalhamento criado ao longo das paredes do esmagador. Ao contrário, na presente invenção, os aglomerados não podem escapar, visto que o produto deve atravessar as constrições e são, assim, submetidos a um efeito de extensão substancialmente equivalente.

As constrições de fluxo preferivelmente podem ser constituídas de uma pluralidade de orifícios proporcionados em pelo menos uma placa da

7/17 matriz,.

O número, o diâmetro médio e o formato dos orifícios podem ser selecionados dependendo de fatores tais como o grau de fluxo de extensão requerido, as taxas de produção, a retro-pressão, as receitas e as suas combinações. Portanto, os orifícios da(s) placa(s) da matriz têm um diâmetro efetivo de 0,5 a 20 mm, preferivelmente 0,5 a 10 mm, ainda mais preferivelmente 0,5 a 3 mm. O diâmetro efetivo é considerado como o menor diâmetro como considerado ao longo do comprimento do orifício que, na realidade, controla a redução da viscosidade. Aliás, quanto menor o diâmetro, mais fina torna-se a massa na saída do orifício.

O número de orifícios em combinação com o diâmetro dos orifícios também dita a taxa de produção. As altas taxas de produção são atingíveis quando o número de orifícios na placa da matriz preferivelmente varia de 1 a 200 orifícios, ainda mais preferivelmente de 10 a 100 orifícios nas faixas preferidas dos diâmetros definidos. A placa da matriz será assim dimensionada para acomodar o número de orifícios e a faixa dos diâmetros requeridos para o resultado tencionado e a produção desejada.

O formato longitudinal dos orifícios pode ser determinado de acordo com a contrapressão requerida para alimentar a mistura através da placa da matriz. Uma ampla variedade de geometria dos orifícios pode ser usada podendo efetuar a contrapressão e o fluxo de extensão. Portanto, os orifícios podem formar um perfil afunilado, paralelo, alargado ou quaisquer combinações destes, como visto a partir da entrada até a saída dos orifícios. O diâmetro dos orifícios pode ser ajustado para reduzir vantajosamente a contrapressão gerada e criar uma aceleração e uma dispersão longitudinal mais efetivas do fluxo de fluido através dos orifícios. Uma contrapressão menor capacita usar um equipamento menos oneroso para impelir a massa através da montagem de matriz na vazão requerida, ao mesmo tempo atingindo o adelgaçamento da massa. Além disso, como resultando de uma direção longitudinal de transporte da massa, a liquefação da massa é efetuada em um modo contínuo e o tempo de residência é reduzido consideravelmente.

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A circunferência dos orifícios não parece ser um fator determinante e os orifícios podem ter quaisquer formatos, tais como circular, quadrado, triangular, poligonal, ou outros formatos.

O número de placas da matriz pode ser ajustado de acordo com o nível de redução de viscosidade desejado. Em uma modalidade preferida, é proporcionada mais do que uma placa da matriz separada, posicionada em série em um cilindro para a passagem em série da mistura de produtos através das placas da matriz, em que qualquer placa da matriz n na série é capaz de diminuir a viscosidade e/ou produzir valores da mistura até um nível que seja adicionalmente menor do que a viscosidade e/ou produzir valores atingidos por passagem da mistura através da placa da matriz n-1 na série. O número n de placas da matriz pode ser de 1 a 10, preferivelmente 1 a 3.

Em um aspecto preferido da invenção, a mistura é forçada através de uma montagem de matriz compreendendo pelo menos um elemento da matriz e em um modo contínuo mediante um meio gerador de pressão que exerce uma pressão positiva a montante da montagem de matriz para mover positivamente a mistura através dos orifícios da pelo menos uma placa da matriz em uma vazão suficiente. O uso de um meio gerador de pressão capacita um transporte contínuo da mistura, ao mesmo tempo atingindo a diminuição da viscosidade pretendida, portanto reduzindo consideravelmente o tempo de residência do material no dispositivo. Os tempos de residência a partir do meio gerador de pressão até a saída dos elementos da matriz são de menos do que 2 minutos, pode ser atingido ainda menos do que minutos de material no dispositivo. Esta configuração também permite controlar mais precisamente a contrapressão que é requerida de acordo com a configuração dos orifícios da(s) placa(s) da matriz, o número de placas da matriz, a redução da viscosidade, a taxa de produção desejada e outros fatores operacionais relevantes.

Para isto, o meio gerador de pressão pode ser qualquer tipo de dispositivo adaptado para produzir uma pressão positiva suficiente a montante da montagem de matriz de pelo menos 5 x 10⁵ Pa (5 bar), mais preferi₅ velmente de pelo menos 20 x 10⁵ Pa (20 bars). A pressão gerada a partir da

9/17 bomba é parcialmente dependente, dentre outras coisas, da textura da massa refinada que entra na montagem de matriz, de sua formulação, da seção dos orifícios, em particular, a seção de entrada, do número de placas da matriz, da temperatura e da vazão. Em particular, o meio gerador de pressão pode ser uma bomba de engrenagem, bomba de eixo, bomba de êmbolo ou uma extrusora. Têm sido obtidos resultados satisfatórios com uma bomba de engrenagem que pode ser considerada como a modalidade preferida até o momento.

A viscosidade da massa, conforme obtida a partir do estágio de fluxo de extensão, pode variar bastante a partir de uma pasta espessa até um líquido. Portanto, por exemplo, pode ser adequado distribuir uma massa relativamente espessa, tal como uma massa usada para preparar pedaços de chocolate na produção de biscoitos. Em qualquer caso, é preferido que pelo menos 80%, ainda mais preferivelmente 90%, dos aglomerados sejam removidos da massa de alimentação como resultando do fluxo de extensão através das restrições.

Em um aspecto preferido, os ingredientes sólidos são adicionados e misturados com a gordura e opcionalmente emulsificados em um misturador antes de serem pressurizados no meio de pressão. Se a moagem for realizada a seco com pouca gordura ou sem gordura, como em um classificador de ar, o misturador é requerido especialmente para permitir que uma quantidade suficiente de gordura seja adicionada homogeneamente à mistura antes da redução da viscosidade pelo fluxo de extensão poder ser efetivamente realizada.

O método da invenção pode adicionalmente compreender uma mistura de cisalhamento final, efetuada após o fluxo de extensão ter sido realizado através das matrizes com orifícios, a fim de estabelecer a viscosidade final da mistura e completar a adição de gordura e/ou emulsificantes da massa à base de gordura final. Portanto, quando o fluxo de extensão, conforme anteriormente definido, for realizado antes do esmagamento, ele consideravelmente reduz o pico na energia que é normalmente observado no misturador de cisalhamento ou no esmagador, que é devido à ação de mis

10/17 turar consumidora de energia sobre a massa muito espessa no início da mistura no esmagador (durante a fase de carga). Um gráfico ilustrando uma amperagem típica da água no esmagador durante os estágios de esmagamento usando um esmagador tradicional é mostrado, por exemplo, no Industrial Chocolate Manufacture and Use, Editado por Steve Beckett, Terceira edição, Figura 9.6, Página 161.

A mistura final pode ser realizada em quaisquer misturadores convencionais, tal como em um misturador em linha, tal como um misturador de pino ou um misturador de batelada, tal como um esmagador ou moinho colóide. A vantagem é que o volume que pode ser carregado no misturador ou no esmagador pode ser muito menor do que o volume dos flocos refinados para os quais a densidade é muito menor. Consequentemente, o misturador ou o esmagador pode ser carregado mais em produto ou, podem ser usados misturadores ou esmagadores menores para uma massa equivalente de produto.

Onde o dispositivo de mistura final for um misturador de cisalhamento, tal como um esmagador tradicional, o método da invenção capacita uma redução do tempo de esmagamento para a mesma viscosidade final do produto à base de gordura, ou alternativamente, proporciona uma menor viscosidade para o mesmo tempo de esmagamento, visto que remove ou, pelo menos significativamente reduz, as fases iniciais de esmagamento, conhecidas como sendo a fase de carga e a fase de esmagamento a seco, e torna mais densa a massa. Ambos estes capacitam uma carga subseqüente maior e aperfeiçoam os rendimentos no misturador de cisalhamento.

Onde a mistura final for realizada em um misturador em linha para o propósito principal de adicionar gordura e/ou emulsificantes, o método da invenção dá uma alternativa de menor custo, com menor área do piso, contínua, simplificada, ao esmagamento tradicional de produtos à base de gorduras. Além disso, os sabores da reação que são normalmente criados durante o esmagamento podem também ser obtidos por outros métodos mais eficientes, tais como por preparação de um farelo de chocolate que é um pré-tratamento que consiste em preparar um produto intermediário, útil

11/17 na produção de produtos de chocolate ao leite, para impedir o ranço e proporcionar sabores de leite especiais para estes produtos. Tais métodos são descritos, por exemplo, na EP-A-940085 ou no pedido de patente copendente europeu número 99 200 416.8. Os outros tratamentos possíveis para desenvolver sabores são os processos de reações, tais como o processo de pó de leite líquido combinados em uma coluna de Petzomat. A remoção de voláteis indesejados também pode ser realizada mais eficientemente do que por esmagamento através do tratamento da massa de cacau, tal como por passagem da massa de chocolate em colunas de remoção finas, como descrito no Industrial Chocolate Manufacture and Use, Terceira edição, Páginas 104-106. Além disso, para alguns produtos, tais como o chocolate branco ou os compostos feitos a partir de pó de cacau, as reações de sabores e a remoção do sabor somente desempenham uma pequena função e, portanto, não requerem tratamentos adicionais relacionados ao sabor.

O material à base de gordura inicial que pode ser liquefeito de acordo com o método da invenção inclui, mais particularmente, as misturas em pó ou pastosas tradicionalmente obtidas após o refino ou a moagem de sólidos de açúcar e/ou sólidos de cacau e/ou sólidos de leite com a gordura, a fim de reduzir o tamanho de partícula dos sólidos na mistura. A gordura pode incluir a manteiga de cacau, os substitutos de chocolate contendo substituições diretas da manteiga de cacau, as estearinas, o óleo de coco, o azeite de dendê, a manteiga ou quaisquer misturas destes. Os sólidos podem incluir os sólidos de cacau, o açúcar, os álcoois de açúcares, os substitutos do açúcar, o leite, tal como o leite desnatado ou o pó de leite para creme total, os sólidos vegetais e quaisquer combinações destes. Após a homogeneização e o refino, o material à base de gordura inicial pode resultar em flocos, pó ou grânulos de tamanho de partícula diferente, porém mais preferivelmente de um tamanho de partícula médio, em particular, de menos do que 50 micra, ainda preferivelmente menos do que 30 micra, de modo que o material final não seja arenoso na boca. A proporção de gordura pode depender do produto a ser liquefeito. Entretanto, a proporção de gordura da massa refinada, antes da operação na montagem de matriz, é preferivelmen

12/17 te de 20 a 35% em peso. Tipicamente, menos que 20% de gordura, a massa é difícil de se transformar em uma pasta na montagem de matriz. A massa também preferivelmente tem um teor de água de menos do que 5%, ainda mais preferivelmente menos do que 1%.

No método, os emulsificantes podem ser adicionados em pequenas quantidades, em diferentes estágios, para auxiliar a reduzir adicionalmente a viscosidade, tais como a lecitina, o polirricinoleato de poliglicerila (PGPR), o fosfatídeo de amônio ou outros.

A invenção também se relaciona a um dispositivo para reduzir a viscosidade de uma mistura à base de gordura compreendendo sólidos e gordura, que tenham sido refinados até uma massa em pó ou pastosa, caracterizado pelo fato de que ele compreende uma montagem de matriz compreendendo pelo menos uma placa da matriz com uma pluralidade de orifícios e um dispositivo gerador de pressão para exercer uma pressão sobre a mistura a montante do meio de matriz, para forçar a mistura à base de gordura através dos orifícios da dita montagem de matriz e, desse modo, criar um fluxo de extensão efetivo para obter a dissolução dos aglomerados e as interações íntimas dos sólidos com a gordura.

A invenção agora será especificada com referência aos desenhos que acompanham. Nestes desenhos:

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma vista lateral do dispositivo de acordo com a modalidade preferida da invenção;

A Figura 2 é uma vista da seção transversal da montagem de matriz do dispositivo da Figura 1.

O dispositivo da invenção compreende um pré-misturador 1, no qual os flocos de chocolate são alimentados a um alimentador 10 em uma extremidade do pré-misturador. A gordura e o emulsificante, tal como a lecitina, são alimentados no pré-misturador 1 através de uma entrada 11 e misturados com os flocos de chocolate.

A mistura é transportada pelo parafuso transportador do prémisturador para a abertura de alimentação de uma bomba de engrenagem 2.

O pré-misturador tem duas funções principais, que são a) mistu

13/17 rar os flocos com a quantidade requerida de gordura e emulsificante e b) alimentar a bomba de engrenagem com a mistura em um modo contínuo e estacionário. A bomba de engrenagem 2 comprime a pré-mistura e cria pressão suficiente para extrudar os produtos através de uma zona de matriz seguinte 3, conforme ilustrado em maior detalhe na Figura 2. A mistura passa através dos pequenos orifícios 35 das diversas placas da matriz 30, 31, 32, 33, posicionadas em série em um cilindro 38 da montagem de matriz 3. Os orifícios têm uma configuração em paralelo ou afunilada, com um ângulo relativo ao eixo longitudinal dos orifícios variando de aproximadamente 0 até 85°. A temperatura dentro do estágio do fluxo de extensão atingida na bomba de engrenagem e nas placas da matriz pode ser controlada, em geral de 30 até 80°C. Algum calor é produzido pelo cisalhamento, porém pode ser proporcionado calor adicional a fim de manter a gordura escoável.

O fluxo de extensão criado pela passagem em série através das placas da matriz liquefaz a mistura, modificando-a de um pó para uma pasta ou de uma pasta tendo uma consistência espessa para uma pasta tendo uma viscosidade reduzida. O nível de fluxo de extensão pode ser controlado por diferentes fatores, entre eles está uma importante variável, a adição do número de placas da matriz para atingir o fluxo de extensão desejado para o processamento subseqüente. Após o produto ter sido liquefeito, a gordura e os emulsificantes restantes são adicionados, em algum ponto durante o processo de cisalhamento subseqüente, para completar a receita. A mistura é passada para um misturador de pino 4 para homogeneizá-la e também introduzir cisalhamento adicional para a redução adicional da viscosidade. Mais gordura e emulsificante podem ser adicionados, via a entrada 40 no misturador de pino. A vazão da mistura através das placas pode tipicamente ser de 1,5 a 100 kg/min.

O produto líquido à base de gordura final sai do misturador de pino pela saída 41, para ser adicionalmente processado como em uma fabricação tradicional de chocolate, tal como a têmpera, a modelagem, a extrusão, o depósito, a injeção, a embalagem (enrobing), etc.

Em um modo alternativo, o misturador de pino 4 pode ser substi

14/17 tuído por um esmagador do tipo batelada para a liquefação adicional e a adição de gordura e/ou emulsificante. O fluxo de extensão é preferencialmente criado no início do processo de liquefação, antes da transferência da massa para o esmagador. O esmagador adequado pode ser, por exemplo, um esmagador Carle Montannari Clover de 3,04815 ton métricas (3 ton) ou um esmagador Frisse ou Lipp de 6,0963 ton métricas (6 ton). Como um resultado de aplicar o fluxo de extensão preliminar antes do esmagamento, a pasta contém menos aglomerados e muitas das partículas já estão revestidas com a gordura. Portanto, separando o fluxo de extensão e o cisalhamento normal em dois estágios seqüenciais, o tempo de processamento global é reduzido e a viscosidade final é ajustada até o nível desejado mais efetivamente.

Na presente invenção, os termos refinar e refinado(a)(s) referem-se ao processo geral de reduzir o tamanho de partícula dos sólidos na mistura à base de gordura por qualquer meio adequado, tal como em um refinador de rolos, um moinho ou qualquer outro aparelho similar.

Os seguintes exemplos ilustram adicionalmente a presente invenção.

EXEMPLOS:

Exemplo 1 - Chocolate ao Leite partes de massa de cacau Africano Ocidental são misturadas com 9 partes de manteiga de cacau, 50 partes de açúcar cristal, 15 partes de pó de leite desnatado e 5,2 partes de gordura de leite anidra, dando a mistura resultante um teor de gordura de aproximadamente 23%. A mistura é homogeneizada por 10 minutos e refinada usando refinadores de rolos, de modo que 90 % das partículas são menores do que 30 micra, resultando em flocos de chocolate (material em pó).

Exemplo 1.1 - Comparativo

Os flocos de chocolate são esmagados usando um esmagador de laboratório de 10 kg, fabricado pela Lipp GmbH. 5 partes de manteiga de cacau são adicionadas a 90,5 partes de flocos de chocolate, esmagadas a seco por 3,5 h e 60°C e em velocidade do rotor média. Após 3,5 horas, umas 4 partes adicionais de manteiga de cacau e 0,50 parte de emulsificante de

15/17 lecitina são adicionadas e misturadas por 30 minutos, dando um teor de gordura final de 30,3%.

A viscosidade da massa de chocolate acabada é medida usando um viscosímetro rotacional Haake e o modelo Casson é usado para analisar os dados:

Viscosidade Plástica VP = 2,3 Pa.s Valor do Rendimento VR = 20,1 Pa Exemplo 1.2 - Invenção

As 90,5 partes de flocos de chocolate são misturadas com 3,8 partes de manteiga de cacau e 0,3 parte de lecitina, usando um misturador de pó de baixo cisalhamento. O pó resultante é alimentado para uma extrusora de parafuso duplo de concatenar de co-rotação de 80 mm. A extrusora é aquecida até 70°C, a velocidade do parafuso é 40 rpm e o parafuso é constituído de elementos transportadores somente (portanto, não criando nenhum cisalhamento significativo). No final do parafuso da extrusora, o pó é extrudado através de uma placa consistindo em 17 orifícios, cada um tendo um diâmetro de 2,5 mm, com uma produção de 100 kg/h. O tempo de residência do produto dentro da extrusora e da placa com orifícios é menos do que 2 minutos. Uma amostra da massa resultante é tirada e a massa é retornada para a entrada da extrusora e processada novamente através da placa com orifícios. Novamente, uma amostra da massa extrudada é tirada. Em um terceiro ensaio, a placa com orifícios é trocada para uma placa contendo 80 orifícios, cada um 1,0 mm.

As três amostras (94,6 partes) são misturadas com umas 5,2 partes adicionais de Manteiga de Cacau e 0,2 parte de Lecitina, usando um misturador de baixo cisalhamento para evitar a introdução de cisalhamento (dando a mesma composição global como usada no Exemplo 1). A viscosidade da massa de chocolate acabada é medida usando um viscosímetro rotacional Haake e o modelo Casson é usado para analisar os dados: 1^a passagem

Viscosidade Plástica VP = 2,9 Pa.s

Valor do Rendimento VR = 43,3 Pa

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2^a passagem

Viscosidade Plástica VP = 2,9 Pa.s

Valor do Rendimento VR = 37,9 Pa

3^a passagem

Viscosidade Plástica VP = 2,3 Pa.s

Valor do Rendimento VR = 27,7 Pa

O produto feito no Exemplo 1.2 mostra quase a mesma viscosidade que a amostra feita no Exemplo 1.1, embora a produção no Exemplo 1.2 fosse significativamente maior do que no Exemplo 1.1. Além disso, o efeito das placas com orifícios pode ser visto comparando a 1^a, a 2^a e a 3^apassagens. Devido à baixa velocidade da extrusora e ao fato que somente os elementos transportadores foram usados, pode ser assumido que todo o trabalho de liquefação foi feito nas placas com orifícios, a extrusora foi usada somente para gerar a pressão necessária.

Exemplo 2 - Composto Branco

A gordura vegetal (equivalente de manteiga de cacau, CBE) é misturada com o açúcar, o pó de leite para creme total, a gordura de leite anidra e a lecitina, de modo que a mistura resultante tenha um teor de gordura de aproximadamente 30%. A mistura é homogeneizada por 10 minutos e refinada usando refinadores de rolos, de modo que 90 % das partículas sejam menores do que 30 micra, resultando em flocos brancos.

Exemplo 2.1 - Comparativo

Os flocos de chocolate são esmagados usando um esmagador Carle Montanari Clover de 3,04815 ton métricas (3 ton). O estágio de esmagamento a seco é realizado por 1 hora, seguido por uma etapa de esmagamento líquido de 2 horas. A massa final tem um teor de gordura de 34%, incluindo 0,6% de lecitina e 0,2% de polirricinoleato de poliglicerol. A viscosidade da massa acabada é medida usando um viscosímetro rotacional Haake e as seguintes viscosidades aparentes foram medidas: Viscosidade Aparente em taxa de cisalhamento de 15 s^-1 = 6,8 Pa.s Viscosidade Aparente em taxa de cisalhamento de 50 s^-1 = 6,5 Pa.s

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Exemplo 2.2 - Invenção

Os mesmos flocos como usados no Exemplo 2.1 são alimentados para um misturador de baixo cisalhamento, no qual o CBE, a lecitina e o polirricinoleato de poliglicerol são adicionados à mesma composição global como usada no Exemplo 2.1. A mistura é transportada para uma bomba de engrenagem de alta pressão, a qual está extrudando a massa através de uma placa tendo 69 orifícios, cada um 1,5 mm de diâmetro. A produção do sistema é 400 kg/h, o tempo de residência menor do que 2 minutos. A viscosidade da massa acabada é medida usando um viscosímetro rotacional Haake e as seguintes viscosidades aparentes foram medidas: Viscosidade Aparente em taxa de cisalhamento de 15 s^-1 = 7,3 Pa.s Viscosidade Aparente em taxa de cisalhamento de 50 s^-1 = 5,1 Pa.s

O produto feito no Exemplo 2.2 mostra uma viscosidade similar à da amostra feita no Exemplo 2.1, entretanto o tempo de residência para liquefazer os flocos é 2 minutos, comparados às três horas na unidade de esmagamento convencional. Durante uma prova de consenso de um júri treinado em chocolate, nenhuma diferença foi verificada entre a amostra feita no Exemplo 2.1 e a do Exemplo 2.2.

Exemplo 3 - Redução de gordura

Os flocos do refinador de chocolate ao leite de aproximadamente 26,5% em peso de gordura são submetidos ao esmagador de Bauermeister normal. O valor do rendimento de Casson final da massa esmagada obtida é 13,6 Pa e a viscosidade plástica é 2,8 Pa.s. Os mesmos flocos do refinador, porém com 1% menos de gordura, são tratados por tratamento de extensão, então esmagando no mesmo esmagador, na mesma temperatura e pelo mesmo tempo. O valor do rendimento de Casson da massa esmagada obtida é 7,5 Pa e a viscosidade plástica é 3,6 Pa.s

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para diminuir a viscosidade de uma mistura à base de gordura compreendendo sólidos e gordura que tenham sido previamente refinados até uma massa em pó, e com os sólidos não estando significativamente revestidos com a gordura, o referido método sendo caracterizado pelo fato de que a massa em pó é submetida ao fluxo de extensão efetivo, como tal, para proporcionar a dissolução dos aglomerados e as interações íntimas dos sólidos com a gordura, desse modo resultando na produção de uma massa pastosa com revestimento dos sólidos com a gordura, sendo que o fluxo de extensão predominante é atingido forçando um fluxo da mistura à base de gordura através de uma pluralidade de constrições de fluxo posicionadas em paralelo e/ou em série em relação ao dito fluxo;

sendo que o fluxo de extensão é atingido forçando sob pressão e em um modo contínuo a massa em pó através de uma pluralidade de orifícios (35) de pelo menos uma placa da matriz (30, 31, 32, 33).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa do método em que os ingredientes sólidos são adicionados e misturados com a gordura e opcionalmente emulsificados em um misturador (1) antes de serem pressurizados no meio gerador de pressão (2).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura à base de gordura essencialmente consiste em composto de pó de chocolate ou similar ao chocolate refinado.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluxo de extensão é realizado no início de um processo de liquefação antes do cisalhamento da mistura à base de gordura resultante em um misturador de cisalhamento tal como um esmagador.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a mistura final é efetuada em um misturador em linha (4) para completar a adição de gordura e/ou emulsificante.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,

Petição 870180153107, de 21/11/2018, pág. 5/11

2/2 caracterizado pelo fato de que o forçamento da mistura através da pelo menos uma placa de matriz (30, 31, 32, 33) é efetuado pelo uso de meio gerador de pressão exercendo uma pressão positiva a montante da placa da matriz (30, 31, 32, 33).

5
7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a mistura final é realizada em um esmagador do tipo batelada.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a temperatura dentro do estágio do fluxo de extensão atingida na bomba de engrenagem (2) e nas placas da matriz (30,

10 31, 32, 33) está compreendida entre 30 e 80°C.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a pressão positiva a montante da montagem de matriz (3) é de pelo menos 5 x 10⁵ Pa (5 bar).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
15 6, caracterizado pelo fato de que o tempo de residência a partir do meio gerador de pressão à saída dos elementos da matriz é inferior a 2 minutos.