Einrichtung zur Behandlung von Schokolade und anderen. balbflüssigen oder plastischen Massen zwecks Verfeinerung derselben, Herabsetzung ihres Wassergehaltes und Entfernung von unerwünschten :tüchtigen Bestandteilen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von .Schokolade und andern halbflüssigen oder plastischen. Massen zwecks Verfeinerung derselben, Herabsetzung ihres Wassergehaltes und Fnifernung von uner- wünschten flüchtigen Bestandteilen, und kennzeichnet sich .durch mindestens einen Kessel zur Aufnahme der Masse,
welcher mit Mitteln zur Erzielung einer kontinuierlichen Zirkulation der Masse und mit Organen zur Einführung von Luft in fein verteilter Form in die Masse versehen ist, in welchem Kessel weiterhin Mittel angeordnet sind, welche es ermöglichen, die eingeführte Luft zusammen mit einem Teil der unerwünschten flüchtigen Bestandteile und des Wasserdampfes aus der Masse zu entfernen,
wobei die Luft als Extraktionsmittel für diese unerwünschten Bestandteile benützt wird.
Die Einrichtung gemä < ss der -Erfindung gestattet eine abschliessende Behandlung, welche insbesondere, wenn .sie Schokolade betrifft, ,dazu bestimmt ist, den .gewünsch- ten Geschmack zu entwickeln und die Paxtikvl der Mischung zu glätten und zu verfeinern, bevor die Masse in verschiedene Arten von Fertigfabrikaten verarbeitet wird.
Die gegenwärtig in Gebrauch stehenden Einrichtungen zur Behandlung von Speise schokolade leiden an verschiedenen Nachtei len. Bei der beliebtesten Art solcher Ein richtungen, bei weichen die Schokolademasse der Wirkung hin und hergehender Arme un terworfen wird, muss sich die Behandlung über eine ausserordentlich lange Zeit erstrek- ken und sie erfordert gewöhnlich mehrere Tage.
Trotzdem das Resultat dieser Art von Behandlung als das günstigste aller bekann ten Methoden betrachtet wird, zeigen Mikro photographien, däss eine Behandlungszeit von 48 bis 1()() Stunden nicht genügt, um ein be trächtliches Vorkommen von korallenartigen Zuckergebilden und scharfkantigen Teilen in der Mischung zu verhindern.
Des weiteren besitzt die mit solchen Einrichtungen behan delte Schokolademasse eine verhältnismässig hohe Viskosität, eine Viskosität, die höher ist als man es wünscht, welche auf den Wasser gehalt, welcher, wenn die Bearbeitung bei atmosphärischem Druck und selbst während einer langen Zeit erfolgt, nicht wesentlich herabgesetzt werden kann. da bei der Bewe gung. welche der ',Sehokolademasse erteilt wird, ihre Oberfläche nur langsam der Ver dunstung ausgesetzt wird.
Es ist somit offensichtlich, da-ssi diese heute bekannten Einrichtungen zum Behan deln von Schokolademassen und dergleichen in mehr als einer Hinsicht mangelhaft sind. nämlich: die zur Durchführung der Behand lung erforderliche Zeit ist sehr gross; die Verfeinerung ist ungenügend; schädliche aromatische Bestandteile werden nur unge nügend entfernt; infolge des unzulässig hohen Wassergehaltes erhält die Masse eine uner wünscht hohe Viskosität.
Diese Nachteile werden bei Verwendung einer Einrichtung nach vorliegender Erfin dung beseitigt oder doch zum mindesten auf ein Minimum reduziert.
In der Zeichnung ist: Fia. 1 ein Diagramm zur Veranschau lichung der Wirkungsweise der Einrichtung, Fig. 2 ein Aufriss einer beispielsweisen Ausführungsform einer Einrichtung gemäss der Erfindung, teilweise im Schnitt, Fig. 3 ein Grundriss' der Einrichtung ge mäss Fig. 2.
teilweise im Schnitt nach Linie a-a und b-b in Fig. 2, und Fia. -1 ein senkrechter Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Einrichtung, welche aus einer Einrichtung gemäss Fig. 2 und 3 und einer Vorrichtung zur Behand lung unter Vakuum zwecks Entfernung von Luftriickständen und weiterer Verfeinerung besteht.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung bezweckt in erster Linie, die unerwünschten flüchtigen Bestandteile in kürzerer Zeit aus der Masse zu entfernen, als dies bis anhin möglich war, während der Geschmack der Masse erhalten oder verbessert und die me chanische Verfeinerung ohne. unverhältnis mässigen Kraftaufwand verbessert wird. Weiterhin wird bezweckt, den Wassergehalt auf ein geringes Mass, das beispielsweise <B>0.1%</B> nicht überschreitet, zu reduzieren.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der Einrichtung gemäss der Erfindung ist darin zu erblicken, dass es ermöglicht wird. gewisse Schritte zur Verfeinerung der Masse auszuschalten. so da.ss. z. B. auch Trink schokolade mit Vorteil der verfeinernden Behandlung unterworfen werden kann, was bis anhin mit Rücksicht auf die Kosten und den Zeitverlust unterlassen werden musste.
In Fig. 1 ist die Wirkungsweise der Ein richtung schematisch anhand eines Diagram mes dargestellt. Die Sehokolademasse durch läuft, um den. einfachsten Fall vorauszuset zen, beispielsweise den mit Pfeilen bezeich neten. Kreislauf A, welcher in einer waag rechten oder in einer senkrechten Ebene lie gen kann.
In der mit B bezeichneten Zone wird- fortwährend Luft, wie durch kleine Pfeile b gezeigt wird, eingeführt. welche mit Vorteil vorgehend gereinigt, getrocknet und temperiert wurde. Diese Luft wird entweder mittelst mechanischen Mitteln mit der Masse vereinigt oder aber besser unter Druck durch Düsen eingeführt.
Die feinstmögliehe Ver teilung der Luft in der Masse wird durch die Wirkung von bei b' angeordneten mechani schen Mitteln erzielt, welche vorteilhafter weise als Zentrifugalmischer ausgebildet sind.
Die benötigte Temperatur kann durch Amvendunz von Heizschlangen oder eines Heizma.ntpls gesichert werden, oder aber es kann die eingeführte Luft so temperiert wer den, dass sie diP Doppelfunktion als Extrak- tions- und Fördermittel einerseits und als Mittel zur Scha.ffun@'@eei@neter Temperatur verhältnisse in der Masse übernimmt.
Die Hmmantelun,,- kann auch in Verbindung mit der Einführung von je nach den Verhält- nissen kühlender oder wärmender Luft ver wendet werden.
Die die fein verteilte Luft enthaltende Masse gelangt in die Zone C, in welcher sie einem geringeren Druck ausgesetzt ist, als er in der Zone B besteht. Wenn z. B. in der Zone B atmosphärischer Druck herrscht, muss der Druck in der Zone C etwas geringer gehalten werden. Immerhin ist es aber vor teilhafter, mit verhältnismässig hohen Drük- ken zu arbeiten. Zum Beispiel empfiehlt es sich, in der Zone B -den Druck auf 1,5 bis 3 Atmosphären zu halten, während er dann in der Zone B 0,5 bis 1,5 Atm. betragen soll.
Der Vorteil bei Benützung eines geeignet hohen Druckes bei der Einführung der Luft ist der, dass es ermöglicht wird, die uner wünschten ;Öle und Bestandteile schneller von den, wertvollen aromatischen Bestandteilen zu trennen und wegzubringen.
Durch die Erhöhung des Druckes in der Zone B wird der Kochpunkt der -verschiede nen Öle in der Schokoladenrasse gesteigert. Überdies haben die wohlschmeckenden Öle alle einen höheren Kochpunkt als die Öle mit <I>s</I> 'hlezUtem Gesehmack, cl. h. sie sind weniger <I>o</I> t5 flüchtig.
Da diese abschliessende Behandlung bei einer Temperatur von ungefähr 80.' C stattfindet, ermöglicht die Anwendung eines höheren Druckes weiter vom Kochpunkt der vorerwähnten Öle wegzukommen, so dass- es möglich wird, die Verdampfung derselben mit grösserer Unterscheidung durchzuführen.
Beim Einführen der fein verteilten Luft unter Druck erhöht sich die Differenz-zwi- sehen den Kochpunktender oben erwähnten <I>zwei</I> Arten von Ölen, wodurch weiterhin die Verdampfung der am meisten flüchtigen Öle, d. h. der Öle mit schlechtem Geschmack erleichtert wird.
Tn der Zone C setzt sich die Schokolade aus dem Gemisch der Schokoladenrasse mit fein verteilter Luft, und ein grosser Teil der eingeschlossenen Luft, welche unter,dem Ein fluss des erniedrigten Druckes gelangt, dehnt sich aus und steigt an die Oberfläche, so dass sie frei wird und aus dem -Kessel ent- fernt werden kann,
während die von Luft befreite oder wenigstens teilweise befreite Schokolademas@se durch die Zone D zur Zone B zurückgeleitet wird, um dort eine frische Ladung von Luft zu erhalten. Dieser Kreis lauf wird fortwährend wiederholt.
Die beiden Zonen B und C können nahe beieinander lie gen, aber es ist vorteilhaft, dass, sie vonein ander getrennt sind, um der eingeschlossenen Luft mehr Gelegenheit zu .geben, auf die Schokolademasse einzuwirken. Während dem Passieren der Zone C gegen die Zone B zu empfiehlt es sich, die Schokolademasse über eine Überfallkante oder einen Verteiler zu leiten, im Diagramm mit c bezeichnet, um das Freimachen -der Luftblasen, welche sich unter dem reduzierten Druck ausdehnen,
zu erleichtern.
Die andauernd eingeführte frische Luft wirkt als Extraktionsmittel für die uner- wünschten dOle oder flüchtigen Bestandteile und Wasserdampf, und die gesättigte Luft verlässt den Kreislauf, nachdem sie in vor gesehener Weise als Träger gewirkt hat.
Sie wird durch frische, gereinigte, getrocknete und temperierte Luft ersetzt, welche ihrer seits unerwünschte Bestandteile und Wasser aufnimmt. Die Anwendung von grossen Quantitäten von Luft ermöglicht es, auf die sem Wege die unerwünschten Öle und Be standteile und einen hohen Prozentsatz von Wasser zu extrahieren, ohne unverhältnis mässig hohe Temperaturen benützen zu müs sen, bei .deren Anwendung auch die delikate ren aromatischen,
Essenzen: verdampft oder geschädigt würden.
Es kann gleichzeitig Luft in die Sühoko- lademasse eingeführt werden- und mit mecha nischen Mitteln eine verfeinernde Wirkung ausgeübt werden, so z. B., dass! die mecha nische Wirkung sowohl zum Verfeinern der Schokoladenrasse, als auch zur Unterstützung der feinen Verteilung der Luft dient.
Der mechanische Verfeinerungsprozess kann auch separat ausgeführt werden; wobei dann Mit tel vorgesehen werden müssen, um die not wendige feine Verteilung der Luft in der Schokoladenrasse durch und düech, durch be- sonders vorgesehene Mittel zu erleichtern. Der Kreislaufprozess ist hier in einem ein zigen Kessel durchgeführt. Es können aber auch zwei Kessel verwendet werden, wobei die Zone B im einen Kessel und die Zone C im andern Kessel vorgesehen wird.
Vorgängig verfeinerte Schoholademasse oder Ingredienzien zu deren Herstellung werden am besten bei d in den Kreislauf- prozess eingeführt und die behandelte Scho- kolademasse wird bei e entnommen. Die Schokoladenasse wird in vorausbestimmten Quantitäten und Zwischenräumen eingeführt, z. B. alle drei Minuten ungefähr 45 Pfund.
Ähnliche Mengen fliessen aus, oder -der Aus fluss erfolgt in einem ähnlichen Verhältnis in entsprechenden Intervallen, die mit Vor teil eine zwischen Speisung und Ausfluss liegende Arbeitsperiode gestatten, wobei die Anordnung so getroffen ist, da.ss der Ein und Ausfluss zum und vom Kreislauf aus geglichen ist.
In der dargestellten beispielsweisen Aus führungsform nach Fig. 2 und 3 ist ein zylindrischer Kessel 1 mit einem. Mantel umgeben. durch welchen ein die Temperatur regelndes Medium fliesst. Am obern Ende dieses Kessels 1 ist eine Platte 3 mit Öffnun gen angeordnet, welche eine Führung 4 für eine zentral angeordnete, drehbare Welle 5 trägt. Die Öffnungen in der Platte 3 sind durch Klappen 6 und 7 geschlossen, welche durch Zwingen 8 in ihrer Lage gehalten wer den.
Die Klappe 6 ist mit einer Füllöffnung 9 versehen, welche durch einen Deckel mit Schauglas verschlossen ist. In der Platte 3 ist ein mit Ventil versehener Luftauslass 10 angeordnet. durch welchen eine regulierbare Menge von Luft entweichen kann und durch welchen der Druck im Kessel eingestellt wer den kann.
Der Boden 11 des Kessels wird durch eine Säule 12 getragen. Die Welle 5 ist in einem Lager 13 gelagert und wird über ein in einem Getriebegehäuse 14. angeordnetes Ge triebe durch eine Welle 15, die über eine Riemenscheibe von einer beliebigem Kraft quelle angetrieben wird, angetrieben. Im Bo- den 11 des Kessels ist eine Entleerungsöff nung 17 vorgesehen.
Im Innern. des Kessels 1 ist eine zylindrische Kammer 19 so ange ordnet, dass# zwischen ihr und dem Kessel ein ringförmiger Durchlass 18 und ein Raum B, welcher der Zone B im vorbeschriebenen Diagramm entspricht, gebildet wird. Die Kammer 19 wird durch Füsse oder Träger ?0 getragen und durch Distanzha.Iter 21 im Abstand vom Kessel 1 gehalten. Sie belässt im obern Teil des Kessels 1 einen Raum C, welcher der Zone C im vorgehend beschrie benen Diagramm entspricht.
Die Kammer 19 besitzt einen konischen oder trichterför- migen untern Teil 22, durch welchen .das Material gegen eine zentrale Öffnung 2\3 ge leitet wird. Dieser konische oder trichter förmige untere Teil 22 bildet ,die eine Wan dung eines Luftraumes 24. Im Raume B lie gend ist auf der U7'eIle 5 eine Scheibe 25 be festigt, welche eine Serie von konzentrisch angeordneten nach oben ragenden Zapfen<B>22</B>6 mit kreisförmigem Querschnitt trägt. Mit diesen Zapfen 26 arbeitet eine andere Serie von ähnlichen Zapfen 2:7 zusammen, welche an der Unterseite des Luftraumes 24 ange ordnet sind.
Die Zapfen 27 sind hohl und an ihren Emden mit Lufteinblasöffnungen versehen. Ferner sind die Wandungen die ser Zapfen perforiert, so dass die Luft seit- wärts entweichen kann. Es könnten gege benenfalls auch nur einige dieser Zapfen 27 hohl sein und in Verbindung mit dem Luft raum 24 stehen.
Die eingeblasene Luft wird vorgängig gereinigt, getrocknet und temperiert, z. B. auf die für die Behandlung geeignete Tem peratur. Der konische oder trichterförmige Teil 22 leitet die Masse durch die zentrale Öffnung 23 der innern Kammer 19 zur Mitte der Scheibe 25, welche, da sie mit grosser Geschwindigkeit rotiert, eine zentrifugale Wirkung auf die auf sie .gelangende Masse ausübt, wodurch diese radial nach auswärts geschleudert wird. Am Umfange der Scheibe 25 sind Flügel 28 angeordnet, welche so aus gebildet sind,
dass sie eine hebende Wirkung auf die Masse ausüben und mithelfen, die- selbe in den Durchlass 18 zu leiten. Durch ein mit einem Hahn versehenes Rohr 29 wird Luft unter Druck durch die Platte 3 hin durch in den Luftraum 24 gepresst.
Die obere Kante der Kammer 19 ist als Überfallkante 30 ausgebildet, über welche die aus dem Durchlass! 18 kommende Masse ins Innere der Kammer 19 fliesst. Der Spie gel der Masse ist in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet. ' Die Welle 5 ist mit -einem. Propeller -31 versehen, welcher abwärts-drük- kend auf die Masse, welche idie Überfallkante 30 passiert hat, wirkt. Der Weg, den die Masse im Kessel beschreibt, ist in der rechten Hälfte von Fig. 2 durch Pfeile veranschau licht.
Ein kleiner Propeller 32, dessen Flü gel in entgegengesetzter Weise gerichtet sind; wie .diejenigen des Propellers 31, be wirkt eine lokale Zirkulation der Masse, wie sie durch einen gestrichelten Pfeil gezeigt ist, um einen toten Raum beim Übergang .des zylindrischen Raumes in den konischen oder zylinderförmigen Raum 22., in welchem Teile der Masse liegen bleiben: könnten, zu ver meiden.
Die Entleerungsöffnung 17 ist mit einem Hahn versehen und mit einer Entleerungs pumpe verbunden. An Stelle einer Ent leerung durch den Boden des Kessels, kann die Entleerung auch durch ein Rohr erfolgen, welches in die Masse, nachdem ,dieselbe die Überfallkante passiert hat, eingetaucht wird. Der Inhalt des Kessels kann in ein Gefäss: oder einen Trog entleert werden, oder er kann, wenn es vorgezogen wird, in einem andern Kessel zu weiterer Behandlung, wie nachfol gend beschrieben, geleitet werden..
Die Scheibe 25 rotiert mit verhältnis- mässi.g hoher Tourenzahl, z. B. 300 bis 800 Umdrehungen pro Minute. Mit .einer .Scheibe von<B>65</B> cm Durchmesser ergibt sich bei<B>600</B> Touren pro Minute eine Umfangsgeschwin- digkeit von ungefähr 20, Meter pro Sekunde am Rande der Scheibe. Durch die zentri fugale Wirkung der mit den Zapfen 26 ver- sehenen Scheibe 25 wird der Schokolade masse eine starke Ausweichbewegung er teilt, welche nicht nur die Zirkulation ver- ursacht, sondern auch verfeinernd auf die mit Luft versetzte Masse einwirkt.
Die durch die Zapfen 27 eingeführte Luft wird in der Masse verschäumt und verteilt, so dass eine äusserst feine, emulsionsartige Mischung zu stande kommt, während .gleichzeitig die Schokolade- und Zuckerteilchen zerpresst und zerrieben werden, so dass .korallenartige Ge bilde zerfallen und die einzelnen Teilchen ge glättet und gerundet werden.
Die zentrifugale Wirkung setzt unter Mitwirkung der Flügel 2$ die Masse in Zir kulation, zuerst radial auswärts, dann durch den Durchlass 18-äufwä.rts in d ,ie Zone C, wo sie- über .die Überfallkante 30 fliesst. Der Propeller 31 drückt die Masse abwärts gegen die zentrale Öffnung 2,3, während der Pro peller 32 eine lokale Zirkulation verursacht. Diese Zirkulation auswärts in die Zone B, über die Überfallkante 30 in die Zone C und zurück zur Zone B wird fortdauernd auf recht erhalten.
In der Zone B erhält die Masse durch die Zapfen 28 fortwährend Zu fuhr von frischer Luft unter einem vorbe stimmten Druck. Die Mischung Masse-Luft steigt in schaumartiger Form durch den Durchlass 18 und tritt in,die Zone C ein, wo sie über die Überfallkante 3.0 fliesst. Dabei wird unter dem reduzierten Druck im Raume C Luft frei.
Der Druck in der Zone C wird entsprechend dem in der Zone B verwende ten Druck reguliert, um das Entweichen eines grossen Teils von mit Wasserdampf und unerwünschten flüchtigen Bestandteilen ge sättigter Luft zu sichern, welche durch den Luftauslass 10 entweichen kann oder abge- sogen wird.
Die Masse, welcher die Luft entzogen nuu@de, kehrt im Kreislauf zurück, um wieder mit frischer Luft gespiesen zu werden. Dieser Kreislauf wiederholt sich ständig.
Mit Vorteil kann diese dargestellte Ein richtung mit einem besonderen zusätzlichen Entlüftungskessel zusammen verwendet wer den. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt, wo -links X die be schriebene Einrichtung darstellt, deren Be zugszeichen denjenigen der vorstehenden Be- Schreibung der Eig. 2 und 3 entsprechen. Rechts befindet sich eine ähnliche mit .f' bezeichnete Einrichtung, welche einen um mantelten Kessel la, der eine innere Kam mer 19a enthält, besitzt.
Diese Kammer 19a hat einen trichterartigen Teil 222a, ähnlicher Konstruktion wie die Kammer 19, welcher zu einer Üffnuug 23a in der Mitte der Scheibe 25a führt. Die Konstruktion ist ähn lich derjenigen wie im Kessel 1, aber es ist kein Luftraum 2-1 vorgesehen und die Zap fen 26a und 27a haben rein mechanische Funktion. Keiner der Zapfen 27a weist Luft düsen auf.
Allenfalls kann der dem Luft raum 2.1 entsprechende Raum 33 zur Durch führung eines die Temperatur beeinflussen den Mediums dienen.
Der obere Raum Ci ist. durch ein Rohr lUa mit einer Vakuumpumpe verbunden. Die Einrichtung X und der Entlüftungsapparat I" sind durch die mit Hähnen versehenen Rohre 17 und 34 verbunden, welche durch eine Pumpe 35, welche die Masse aus der Einrichtung X entnimmt und in den Ent lüftungsapparat Y treibt, verbunden sind. Zur Entleerung der Entlüftungseinrichtung Y ist ein mit einem Hahn versehenes Rohr 17a vorgesehen.
Die Wellen 5 und 5a der beiden Einrich tungen X und Y können gemeinsam oder un abhängig voneinander mit verschiedener Ge schwindigkeit angetrieben werden. Die An ordnung wird dabei so getroffen, da.ss die in den beiden Einrichtungen X und Y sich abspielenden Prozesse mit grösstmöglicher Wirksamkeit durchgeführt werden. Wie in der Einrichtung X die Propeller 31 und 3?, können auch in der Entlüftungseinrichtung Y Propeller vorgesehen werden. Die zentri fugale Wirkung der Scheibe 25a und die Wirkung der Flügel 28a können aber gege benenfalls auch allein genügen, um in der Entlüftungseinrichtung Y die gewünschte Zirkulation zu unterhalten.
Die zirkulie rende Masse wird durch die mit Zapfen ver sebene Scheibe 25a mechanisch bearbeitet, und wenn sie über die Überfallkante 30a in die Kammer 19a fliesst, wird sie dem redu- zierten Druck im Raume C unterworfen, wobei jede bei der Behandlung in der Ein richtung X zurückgebliebene Luft extrahiert und weggebracht wird. Auf fliese Waise wird eine ; homogene Masse von der ge wünschten Konsistenz erzeugt.
Zu Beginn wird die Einrichtung X voll ständig gefüllt und eine Behandlung voll ständig durchgeführt. Hierauf wird die La dung .in die Entlüftungseinrichtung Y ge bracht und die Einrichtung X aufs neue ge füllt, so dass nunmehr beide Einrichtungen gefüllt sind. Abwechselnd können nun beide Einrichtungen, erstere mit unbehandelter, letztere mit bereits fertig behandelter Masse gespeist erden.
Es könnte auch die Masse oder die Ingredienzien zu deren Herstellung fortlaufend in die Einrichtung X gespeist werden, in welchem Falle ihr eine entspre- chende Menge fortlaufend entnommen und durch die Pumpe 3.5 in die Entlüftungsein richtung Y ,gebracht wird, von welcher die entsprechende Menge wiederum durch das Rohr 17a entnommen wird. Immerhin wird eine intermittierende Speisung mit Masse vorgezogen.
Beispielsweise werden ungefähr 45 Pfund Masse während 3 Minuten durch die Füllöffnung 9 eingebracht, worauf die Behandlung weitere drei Minuten fortgesetzt wird, worauf eine entsprechende Menge Masse durch die Pumpe 35 der Einrichtung X entnommen und der Entlüftungseinrich tung Y zugeführt wird, wo sie während wei teren drei Minuten behandelt wird, nach deren Ablauf die entsprechende Menge durch das Rohr 17a entnommen: wird und so weiter.
Bei dieser Behandlungsweise kann ein kleiner Teil unbehandelter Masse in die Entlüftungseinrichtung Y gelangen. Es Uan- delt sich aber dabei aber im Verhältnis zum Gesamtinhalt, welcher z. B.<B>900</B> Pfund be tragen kann, um eine verschwindend kleine Menge, welcher keine Bedeutung zukommt.
Die beiden Kessel X und Y können auch zu einem einzigen Stück vereinigt werden, wobei die verschiedenen; Zonen durch ge eignete Unterteilungen getrennt werden.
Device for treating chocolate and others. Balb-liquid or plastic masses for the purpose of refining them, reducing their water content and removing undesirable: efficient components.
The invention relates to a device for treating .Schokolade and other semi-liquid or plastic. Masses for the purpose of refining them, reducing their water content and removing unwanted volatile constituents, and is characterized by at least one vessel for receiving the mass,
which is provided with means for achieving a continuous circulation of the mass and with organs for the introduction of air in finely divided form into the mass, in which boiler further means are arranged which allow the introduced air together with part of the undesirable volatile constituents and to remove the water vapor from the mass,
the air being used as an extractant for these undesirable components.
The device according to the invention allows a final treatment, which, particularly when it concerns chocolate, is intended to develop the desired taste and to smooth and refine the mixture before the mass is in different types of finished products are processed.
The devices currently in use for treating edible chocolate suffer from various disadvantages. In the case of the most popular type of such devices, in which the chocolate mass is subjected to the action of reciprocating arms, the treatment must extend over an extraordinarily long time and it usually requires several days.
Despite the fact that the result of this type of treatment is considered to be the most favorable of all known methods, microphotographs show that a treatment time of 48 to 1 () () hours is not sufficient for a significant occurrence of coral-like sugar structures and sharp-edged parts in the mixture to prevent.
Furthermore, the chocolate mass treated with such devices has a relatively high viscosity, a viscosity which is higher than one would like, which is contained in the water, which if the processing is carried out at atmospheric pressure and even for a long time, is not essential can be reduced. there with the movement. which is given to the 'Sehokolademasse, its surface is only slowly exposed to evaporation.
It is thus obvious that these devices known today for handling chocolate masses and the like are defective in more than one respect. namely: the time required to carry out the treatment is very great; the refinement is insufficient; harmful aromatic components are only insufficiently removed; Due to the inadmissibly high water content, the mass has an undesirably high viscosity.
These disadvantages are eliminated or at least reduced to a minimum when using a device according to the present invention.
In the drawing is: Fia. 1 is a diagram to illustrate the operation of the device, FIG. 2 is an elevation of an exemplary embodiment of a device according to the invention, partially in section, FIG. 3 is a plan view of the device according to FIG.
partially in section along line a-a and b-b in Fig. 2, and Fia. -1 a vertical section through a second embodiment of a device which consists of a device according to FIGS. 2 and 3 and a device for treating under vacuum for the purpose of removing air residues and further refinement.
The device according to the invention is primarily intended to remove the unwanted volatile constituents from the mass in a shorter time than was previously possible, while maintaining or improving the taste of the mass and refining it mechanically without it. disproportionate effort is improved. A further aim is to reduce the water content to a low level, which does not, for example, exceed 0.1%.
Another advantage of using the device according to the invention can be seen in the fact that it is made possible. turn off certain steps to refine the mass. so that. z. B. drinking chocolate can also be subjected to the advantage of the refining treatment, which had to be omitted up to now with regard to the costs and the loss of time.
In Fig. 1, the operation of the device is shown schematically using a Diagram mes. The chocolate mass runs through to that. in the simplest case, for example the one marked with arrows. Circuit A, which can lie in a horizontal or in a vertical plane.
In the zone marked with B air is continuously introduced, as shown by small arrows b. which was advantageously cleaned, dried and tempered beforehand. This air is either combined with the mass by mechanical means or, better still, introduced under pressure through nozzles.
The finest possible distribution of the air in the mass is achieved by the action of mechanical means arranged at b ', which are advantageously designed as centrifugal mixers.
The required temperature can be ensured by means of heating coils or a Heizma.ntpls, or the introduced air can be tempered in such a way that it has the dual function of extraction and conveyance on the one hand and as a means of Scha.ffun @ '@ at a certain temperature ratio in the mass.
The hammock can also be used in connection with the introduction of cooling or warming air, depending on the conditions.
The mass containing the finely divided air reaches zone C, in which it is exposed to a lower pressure than exists in zone B. If z. B. If there is atmospheric pressure in zone B, the pressure in zone C must be kept slightly lower. Nevertheless, it is more advantageous to work with relatively high pressures. For example, it is advisable to keep the pressure in zone B at 1.5 to 3 atmospheres, while in zone B it is then 0.5 to 1.5 atmospheres. should be.
The advantage of using a suitably high pressure when introducing the air is that it is made possible to separate the undesired oils and constituents more quickly from the valuable aromatic constituents and to remove them.
By increasing the pressure in zone B, the boiling point of the various oils in the chocolate race is increased. In addition, the tasty oils all have a higher boiling point than the oils with <I> s </I> 'hlezUtem visceral, cl. H. they are less <I> o </I> t5 volatile.
Since this final treatment takes place at a temperature of about 80. ' C takes place, the application of a higher pressure makes it possible to get further away from the boiling point of the aforementioned oils, so that it becomes possible to carry out the evaporation of the same with greater differentiation.
When the finely divided air is introduced under pressure, the difference between the boiling points of the above mentioned <I> two </I> types of oils increases, thereby continuing the evaporation of the most volatile oils, i. H. the oils with bad taste is relieved.
In zone C, the chocolate is composed of the mixture of the chocolate race with finely divided air, and a large part of the enclosed air, which comes under the influence of the reduced pressure, expands and rises to the surface, so that it is free and can be removed from the boiler,
while the de-aerated or at least partially de-aerated chocolate mass is returned through zone D to zone B in order to receive a fresh charge of air there. This cycle is repeated continuously.
The two zones B and C can be close to one another, but it is advantageous that they are separated from one another in order to give the trapped air more opportunity to act on the chocolate mass. While passing zone C towards zone B, it is advisable to guide the chocolate mass over an overflow edge or a distributor, marked in the diagram with c, in order to free the air bubbles which expand under the reduced pressure,
to facilitate.
The fresh air that is constantly being introduced acts as an extractant for the undesired oil or volatile components and water vapor, and the saturated air leaves the circuit after it has acted as a carrier in the intended manner.
It is replaced by fresh, purified, dried and tempered air, which in turn absorbs unwanted components and water. The use of large quantities of air makes it possible in this way to extract the undesired oils and constituents and a high percentage of water, without having to use disproportionately high temperatures, with the use of which also the more delicate aromatic,
Essences: would be vaporized or damaged.
At the same time, air can be introduced into the Sühokolademasse and a refining effect can be exerted with mechanical means, e.g. B. that! the mechanical effect serves to refine the chocolate breed as well as to support the fine distribution of the air.
The mechanical refinement process can also be carried out separately; in which case means must be provided in order to facilitate the necessary fine distribution of the air in the chocolate race through and through, by means of specially provided means. The cycle process is carried out here in a single boiler. However, two boilers can also be used, with zone B being provided in one boiler and zone C in the other.
Previously refined chocolate mass or ingredients for its production are best introduced into the circulatory process at d and the treated chocolate mass is removed at e. The chocolate mass is introduced in predetermined quantities and intervals, e.g. B. About 45 pounds every three minutes.
Similar quantities flow out, or the outflow takes place in a similar ratio at corresponding intervals, which advantageously allow a working period between the supply and the outflow, the arrangement being such that the inflow and outflow to and from the circuit is balanced out.
In the exemplary embodiment shown from FIG. 2 and 3, a cylindrical boiler 1 is with a. Coat surrounded. through which a temperature regulating medium flows. At the upper end of this boiler 1, a plate 3 with openings is arranged, which carries a guide 4 for a centrally arranged, rotatable shaft 5. The openings in the plate 3 are closed by flaps 6 and 7, which held by ferrules 8 in their position who the.
The flap 6 is provided with a filling opening 9 which is closed by a cover with a sight glass. An air outlet 10 provided with a valve is arranged in the plate 3. through which an adjustable amount of air can escape and through which the pressure in the boiler can be adjusted.
The bottom 11 of the boiler is supported by a column 12. The shaft 5 is mounted in a bearing 13 and is driven by a shaft 15, which is driven by any power source via a pulley, via an arranged in a gear housing 14. An emptying opening 17 is provided in the bottom 11 of the boiler.
At the inside. of the boiler 1, a cylindrical chamber 19 is arranged in such a way that an annular passage 18 and a space B, which corresponds to zone B in the above-described diagram, is formed between it and the boiler. The chamber 19 is carried by feet or supports? 0 and held at a distance from the boiler 1 by spacers 21. It leaves a room C in the upper part of the boiler 1, which corresponds to zone C in the diagram described above.
The chamber 19 has a conical or funnel-shaped lower part 22 through which the material is directed towards a central opening 2 \ 3. This conical or funnel-shaped lower part 22 forms a wall of an air space 24. In space B, a disk 25 is fastened on U7'eIle 5, which is a series of concentrically arranged upwardly projecting pegs 22 </B> 6 with a circular cross-section. With this pin 26, another series of similar pins 2: 7 works together, which are arranged on the underside of the air space 24 is.
The pins 27 are hollow and provided with air injection openings on their emden. Furthermore, the walls of these pegs are perforated so that the air can escape to the side. If necessary, only some of these pins 27 could be hollow and connected to the air space 24.
The blown air is cleaned, dried and tempered beforehand, e.g. B. to the temperature suitable for the treatment. The conical or funnel-shaped part 22 guides the mass through the central opening 23 of the inner chamber 19 to the center of the disk 25, which, as it rotates at high speed, exerts a centrifugal effect on the mass coming onto it, making it radially outward is thrown. At the periphery of the disc 25 wings 28 are arranged, which are formed from
that they have a lifting effect on the mass and help to guide it into the passage 18. Air is forced under pressure through the plate 3 through into the air space 24 through a tube 29 provided with a tap.
The upper edge of the chamber 19 is designed as an overflow edge 30, over which the from the passage! 18 incoming mass flows into the interior of the chamber 19. The mirror of the mass is shown in phantom in Fig. 2. 'Wave 5 is with -a. Propeller -31 is provided, which has a downward-pressing effect on the mass which has passed the overflow edge 30. The way that the mass in the boiler describes is illustrated in the right half of Fig. 2 by arrows.
A small propeller 32, the wings of which are directed in opposite directions; like .those of the propeller 31, be a local circulation of the mass, as shown by a dashed arrow, around a dead space at the transition .des cylindrical space in the conical or cylindrical space 22, in which parts of the mass remain : could, to avoid.
The drain opening 17 is provided with a tap and connected to a drain pump. Instead of emptying through the bottom of the boiler, emptying can also take place through a pipe which is immersed in the mass after it has passed the overflow edge. The contents of the kettle can be emptied into a vessel: or a trough, or, if preferred, can be transferred to another kettle for further treatment, as described below.
The disk 25 rotates with a relatively high number of revolutions, e.g. B. 300 to 800 revolutions per minute. With .a .disc with a diameter of <B> 65 </B> cm, <B> 600 </B> revolutions per minute results in a circumferential speed of around 20. meters per second at the edge of the disc. Due to the centrifugal effect of the disc 25 provided with the pegs 26, the chocolate mass is given a strong evasive movement, which not only causes the circulation but also has a refining effect on the mass of air.
The air introduced through the pin 27 is foamed and distributed in the mass, so that an extremely fine, emulsion-like mixture is created, while at the same time the chocolate and sugar particles are crushed and crushed, so that coral-like structures disintegrate and the individual Particles are smoothed and rounded.
The centrifugal effect, with the help of the wings 2 $, sets the mass in circulation, first radially outwards, then through the passage 18 upwards into zone C, where it flows over the overflow edge 30. The propeller 31 pushes the mass downwards against the central opening 2.3, while the propeller 32 causes a local circulation. This circulation outward into zone B, over the weir 30 into zone C and back to zone B is continuously maintained.
In zone B, the mass is continuously supplied by the pin 28 with fresh air under a certain pressure. The mixture of mass and air rises in a foam-like form through the passage 18 and enters the zone C, where it flows over the overflow edge 3.0. Air is released under the reduced pressure in room C.
The pressure in zone C is regulated according to the pressure used in zone B in order to ensure the escape of a large part of the air saturated with water vapor and undesired volatile constituents, which can escape through the air outlet 10 or is sucked off.
The mass, from which the air nuu @ de is withdrawn, returns in the cycle to be fed with fresh air again. This cycle repeats itself over and over again.
This illustrated device can advantageously be used together with a special additional ventilation boiler. Such an arrangement is shown schematically in FIG. 4, where -left X represents the device described, whose reference numerals match those of the above description of the properties. 2 and 3 correspond. On the right there is a similar device labeled .f ', which has a jacketed boiler la containing an inner chamber 19a.
This chamber 19a has a funnel-like part 222a, similar in construction to the chamber 19, which leads to an opening 23a in the center of the disk 25a. The construction is similar to that in boiler 1, but no air space 2-1 is provided and the Zap fen 26a and 27a have a purely mechanical function. None of the pins 27a has air nozzles.
At most, the space 33 corresponding to the air space 2.1 can be used to carry out a medium that influences the temperature.
The upper room Ci is. connected by a pipe lUa to a vacuum pump. The device X and the venting apparatus I ″ are connected by the pipes 17 and 34 provided with taps, which are connected by a pump 35 which removes the material from the device X and drives it into the venting apparatus Y. For emptying the venting device Y a pipe 17a provided with a tap is provided.
The shafts 5 and 5a of the two devices X and Y can be driven together or independently of each other at different speeds. The arrangement is made in such a way that the processes taking place in the two devices X and Y are carried out with the greatest possible effectiveness. As in the device X the propellers 31 and 3 ?, propellers can also be provided in the ventilation device Y. The Zentri fugale effect of the disc 25a and the effect of the wings 28a can also suffice if necessary to maintain the desired circulation in the ventilation device Y.
The circulating mass is mechanically processed by the pegged disc 25a, and when it flows over the overflow edge 30a into the chamber 19a, it is subjected to the reduced pressure in the space C, each in the treatment in the device X remaining air is extracted and removed. On this orphan there will be one; homogeneous mass produced with the desired consistency.
At the beginning the facility X is completely filled and a treatment is carried out completely. The charge is then brought into the venting device Y and the device X is filled again so that both devices are now filled. Alternately, both devices can now be grounded, the former with untreated, the latter with already treated mass.
The mass or the ingredients for their production could also be continuously fed into the device X, in which case a corresponding amount is continuously withdrawn from it and brought by the pump 3.5 into the venting device Y, from which the corresponding amount in turn is taken through the pipe 17a. After all, an intermittent feed with ground is preferred.
For example, about 45 pounds of mass are introduced through the filling opening 9 over 3 minutes, after which the treatment is continued for a further three minutes, after which a corresponding amount of mass is removed by the pump 35 of the device X and fed to the venting device Y, where it continues during further is treated for three minutes, after which the appropriate amount is withdrawn through the pipe 17a: is and so on.
With this type of treatment, a small part of the untreated mass can get into the venting device Y. But it changes in relation to the total content, which z. B. <B> 900 </B> pounds can be carried to a vanishingly small amount, which is not important.
The two boilers X and Y can also be combined into a single piece, with the different; Zones can be separated by suitable subdivisions.