Procédé de purification et mise en goût de la liqueur de cacao et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé Dans les divers procédés de fabrication des chocolats, cacaos et couvertures, il est employé 30 à 60'% de pâtes de cacao dénom- mées couramment liqueur de cacao ;
cette liqueur est constituée, partie de la pâte pro venant du broyage des fèves de cacao, partie du beurre de cacao extrait par pression des fèves broyées ; cette liqueur, qui hérite les vices propres des fèves dont elle est issue, insuffisamment purifiée par les broyages avec ou sans aération, malaxage sous vide, etc., est mélangée, pour composer la pâte de chocolat, avec du sucre, du lait, du beurre d'ajout ou d'autres matières grasses, de la lécithine, etc.
Sur la totalité de ce mélange, il est procédé en fin d'opération à un raffinage dit cou chage dans le but d'obtenir un chocolat de goût agréable, velouté, sans âcreté ni âpreté ; en opérant ainsi sur la totalité des constituants du chocolat, les produits malodorants à élimi ner provenant des fèves de cacao peuvent se fixer sur les autres matières du mélange ou seulement être dilués dans tout le volume du mélange et ainsi être plus difficiles à éliminer ; cela rend l'opération de couchage longue à effectuer et incertaine dans ses effets malgré l'importance du matériel de couchage et tou tes les améliorations telles qu'homogénisation, aération, etc., qui ont été apportées.
La présente invention vise à éliminer les inconvénients ci-dessus. Elle concerne un pro cédé de purification et mise en goût de la liqueur de cacao, caractérisé en ce que la liqueur de cacao obtenue après écrasement, broyage et mise en pâte des fèves de cacao est chauffée en continu et uniformément en vase clos sous pression, en présence d'un gaz contenant de l'oxygène avec lequel on la tri ture, la malaxe jusqu'à formation d'une émul sion homogène du gaz dans la liqueur, l'oxy gène présent dans ledit gaz produisant une oxydation des tanins,
on détend et divise im médiatement et brusquement ladite émulsion pour libérer le gaz qui entraîne les corps vola tils malodorants ou nocifs.
L'invention comprend aussi une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, carac térisée en ce qu'elle comprend un chauffoir- émulseur muni de dispositifs d'alimentation en liqueur à traiter, en gaz et en liquides correc tifs, suivi d'un récipient de dispersion com prenant une turbine centrifuge et un dispositif faisant obstacle à la projection directe des par ticules centrifugées contre les parois du réci pient.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installa tion pour la mise en aeuvre du procédé. A l'aide de ladite installation, on exécute le procédé selon l'invention de la façon sui vante 1 Chauffage de la liqueur de cacao brute à la température homothermale optimum en vase clos et sous légère pression, et pendant son chauffage, mise en contact intime de cette liqueur avec de l'air en quantité suffisante, avec lequel elle est mélangée, triturée, malaxée jusqu'à former une émulsion homogène.
Le contact in time avec l'air favorise l'oxydation des tanins et autres corps responsables de l'âcreté. L'air, de plus, se charge des corps volatils malodorants ou à éliminer pour d'autres raisons. La liqueur brute, fluidi fiée si nécessaire par adjonction de ma tières grasses ou d'un émulsifiant, aura reçu ou recevra, de préférence au cours du chauffage, une addition d'eau, d'alcool ou autres substances liquides, vaporisées ou gazeuses, aptes à favoriser la purifica tion et la mise en goût.
2 Détente et dispersion de la liqueur brute, émulsionnée aussitôt après le traitement précédent, en la divisant finement par projection centrifuge, de façon à libérer l'air emprisonné dans la masse qui entraine avec lui les matières indésirables ou mal odorantes volatiles. Les pâtes de chocolat obtenues à partir de liqueurs ayant subi ce traitement de purifi cation et mise en goût sont d'un goût plus franc ; l'arôme plus délicat est mis en valeur ; elles possèdent le velouté et le moelleux ; l'âcreté et l'âpreté ont totalement disparu.
De plus, leur usage ne provoque plus certaines manifestations d'allergie souvent constatées chez les consommateurs et attribuables à la présence d'acide oxalique, à une teneur trop élevée en stérols et à certains corps nocifs contenus dans les gaz éliminés. L'installation de purification - mise en goût de la liqueur de cacao peut s'intercaler dans une installation existante pour améliorer la qualité de la production;
il en résulte aussi une réduc tion des dépenses d'énergie, le matériel pour la purification - mise en goût demandant moins de puissance que le matériel de conchage qu'il supplée et aussi parce que l'opération préalable ne porte que sur un seul des composants du chocolat.
Lorsque la liqueur de cacao doit servir pour la fabrication des poudres de cacao, le procédé de purification et mise en goût peut être également employé, l'alcalinisation pou vant se faire sur la liqueur de cacao avant ou pendant l'opération de purification. Sur le dessin, la liqueur à purifier, arrivant dans le récipient d'alimentation 1, est aspirée par une pompe 2 et refoulée-dans le chauffoir- émulseur 3 à la partie inférieure duquel elle reçoit par l'ajutage 5 l'élément gazeux, mesuré par un débitmètre 6 ;
cet élément gazeux se mélange à la liqueur à l'aide d'un triturateur malaxeur terminé par un arbre axial 7, animé d'un mouvement de rotation suffisamment ra pide pour que la liqueur, qui aura traversé le chauffoir-émulseur 3 de bas en haut, par vienne parfaitement émulsionnée au conduit 8 qui lui donne issue. L'action de refoulement de la pompe et la dimension appropriée de l'orifice de sortie du conduit 8 contribuent à maintenir dans le chauffoir-émulseur 3 une légère pression favorisant l'inclusion du fluide gazeux dans la liqueur. Le chauffoir-émulseur 3 est muni d'une double enveloppe 9, parcourue par un agent de chauffage adéquat, le réglage de la température étant manuel ou automa tique.
L'agitation donnée à la liqueur par l'arbre 7 contribue à obtenir une température homothermale. Le chauffoir-émulseur com porte un ajutage 10 pour l'introduction des additions correctives d'eau, de vapeur, d'alcool ou autres contribuant à l'action de purification mise en goût ; cette introduction peut être faite à l'aide d'une pompe doseuse, ou comme représenté au dessin par un système injecteur 11 fonctionnant au moyen de la propulsion fournie par une partie dérivée du fluide ga zeux à incorporer à la liqueur, l'importance des additions correctives étant jaugée par le niveau visible dans un flacon 12, ou mesurée par un débitmètre 13 pour les corps gazeux.
La liqueur ayant atteint la température convenable, indiquée par un thermomètre 14, est conduite à la turbine de dispersion centri fuge 15 où elle est détendue et finement divi sée ; les vésicules projetées éclatent, soit na turellement, soit en s'entrechoquant, libérant l'élément gazeux porteur des impuretés à éli miner.
Dans la zone horizontale où sont pro jetées les particules dispersées, se meuvent un certain nombre de palettes 16, fixées sur une ou plusieurs couronnes 17 animées d'un mou vement circulaire ; les palettes 16, qui font obstacle à la projection directe de la liqueur sur les parois . du récipient de dispersion 18, sont de forme, de dimension et d'inclinaison telles qu'elles se débarrassent rapidement de la liqueur projetée sous l'effet de la force cen trifuge ; si, comme représenté au dessin, il existe au moins deux couronnes 17 concen triques;
la présence des palettes 16 fixées sur les couronnes crée un courant circulaire d'air qui, renvoyant les vésicules de liqueur les unes contre les autres, contribue à achever leur éclatement et, par suite, favorise le dégagement de l'élément gazeux porteur des impuretés à éliminer, à savoir des produits de destruction des acides organiques, formique et autres, des cétones indésirables et de la partie voulue des stérols à enlever. D'autre part, la présence<B>de</B> cette nappe d'air tourbillonnante s'oppose au passage d'un courant d'air susceptible de porter hors du récipient de dispersion de fines gouttelettes de liqueur avant qu'elles ne se soient fixées sur les palettes 16, et en dernier lieu, sur les parois du récipient de disper sion 18.
La liqueur, débarrassée de l'élément gazeux, et ainsi purifiée et mise en goût, s'écoule sur les parois de la chambre de dis persion 18, pour gagner l'orifice de sortie 19. L'élément gazeux malodorant, encore chaud, s'élève naturellement et quitte le récipient de dispersion 18 par la large ouverture supé rieure 20.
Comme représenté, le récipient de dispersion 18 comporte, à sa partie inférieure, une petite ouverture 21, d'orifice réglable, pour ranimer, si nécessaire, par tirage le mouvement ascensionnel et naturel de montée des gaz indésirables, et remplacer l'air échauffé accom pagnant ces gaz, ceci pour éviter que le remplacement de l'air évacué ne se fasse par une descente d'air frais traversant l'ori fice supérieur 20, ce qui aurait l'inconvé nient de provoquer une condensation des impuretés volatiles entraînées, risquant de tomber dans la liqueur purifiée.
Le récipient de dispersion 18 comporte une double enve loppe de réchauffage 22 sur le dessus, pour éviter toute condensation sur la paroi supé rieure, tandis que les parois latérales sont entourées d'une enveloppe de réchauffage 23, pour tempérer et maintenir la fluidité de la liqueur purifiée - mise en goût s'écoulant vers l'orifice 19. Le récipient 18 est un volume de révolution, afin de recevoir éventuellement un dispositif rotatif<B>de</B> nettoyage de ses parois.
L'ouverture 20 de la chambre de dispersion 18 pourra être surmontée d'une hotte 24, captant les gaz malodorants, comme représenté au dessin, ou de tout autre dispositif mécanique en tenant lieu, en veillant toutefois à ne pas provoquer un appel d'air qui pourrait porter atteinte aux actions combinées de détente et de chocs des gouttelettes dans la zone de dis persion de la liqueur.
La quantité d'impuretés à enlever variant suivant l'origine des fèves de cacao et étant aussi fonction des mauvais traitements subis sur le lieu d'origine ou pendant leur stockage, leur état au moment de la mise en couvre conditionne l'apport et la composition de l'élément gazeux introduit dans la liqueur, ainsi que la température à atteindre au moment du chauffage ; le chauffage pourra être progressif ou marquer des paliers sur la longueur de l'élément de chauffage pour atteindre la tem pérature maximum à la sortie de la liqueur.
Celle-ci variera de 90 à 1301, C et, surtout, restera dans les limites déjà indiquées pour ne pas risquer d'enlever ou de détruire l'arôme propre du cacao, encore que la pression régnant dans le chauffoir s'oppose à une distillation de l'arôme du cacao.
L'élément gazeux incorporé à la liqueur de cacao sera, soit de l'air sec, ou humidifié par apport de vapeur d'eau, et recevra éventuellement un appoint de gaz autre que l'air ; l'élément gazeux pourra être purifié et filtré, si nécessaire, qu'il soit fourni par un compresseur ou qu'il pro vienne de toute autre source appropriée ; la quantité introduite dans le chauffoir sera au minimum de 60 litres par kilogramme de liqueur traitée.
Dans le cas d'un travail de fèves à goût d'origine désagréable, ou très chargées d'impuretés, il est, par contre, néces- saire de prolonger la durée de contact en don nant une plus grande capacité au chauffoir- émulseur, pour augmenter la durée d'action de l'élément gazeux, plutôt que de forcer la quantité de ce dernier, ce qui pourrait pro voquer l'entraînement d'une partie de l'arôme à conserver avec les impuretés enlevées.
Il peut aussi être adjoint un chauffoir annexe ou procédé à un recyclage de la liqueur pour compenser l'emploi d'un chauffoir-émulseur insuffisant ; de même le récipient d'alimenta tion peut servir à incorporer dans la liqueur tout ou partie des éléments réactifs dosés, liquides ou gazeux, pour amorcer leur action avant l'introduction de la liqueur dans le chauffoir-émulseur où cette action atteint son maximum d'efficacité, le récipient d'alimenta tion étant dans ce cas muni des accessoires appropriés permettant la dispersion des élé ments réactifs dans la liqueur.
L'installation de purification - mise en goût pourra éven tuellement comporter un ou plusieurs groupes de purification disposés en parallèle pour assurer un plus grand débit, ou en série pour obtenir une purification plus poussée suivant le degré d'impureté de la liqueur traitée ;
ils pourront dans ce cas être étagés, cette dis position se prêtant à la répétition des opé rations pour pouvoir, suivant la finesse de la liqueur, sa fluidité, obtenir un produit fini, méthodiquement déterminé. Dans une instal lation importante, un prélèvement des gaz fait dans la hotte ou son conduit, à fin d'analyse, permet de parfaire le réglage de l'introduction de l'élément gazeux, ainsi que de déterminer la température la plus convenable à l'enlève ment de certains corps nocifs et stérols.
Dans le cas d'emploi de plusieurs groupes de puri fication, il sera possible d'échelonner l'incor poration des ingrédients de correction à chaque groupe, et ainsi d'en graduer l'effet. L'atmo sphère du récipient de dispersion peut être sous dépression, l'importance de la dépression étant juste suffisante pour évacuer l'élément gazeux incorporé à la liqueur dans le chauffoir- émulseur.
Process for purifying and flavoring the cocoa liquor and installation for carrying out this process In the various manufacturing processes for chocolates, cocoas and blankets, 30 to 60% of so-called cocoa paste is used. commonly cocoa liquor;
this liquor is made up, part of the paste coming from the grinding of the cocoa beans, part of the cocoa butter extracted by pressure from the crushed beans; this liquor, which inherits the specific vices of the beans from which it comes, insufficiently purified by grinding with or without aeration, vacuum mixing, etc., is mixed, to compose the chocolate paste, with sugar, milk, adding butter or other fat, lecithin, etc.
On the whole of this mixture, it is carried out at the end of the operation to a refining known as cou chage in order to obtain a chocolate of pleasant taste, velvety, without bitterness or harshness; by operating in this way on all of the constituents of the chocolate, the malodorous products to be eliminated originating from the cocoa beans can be fixed on the other materials of the mixture or only be diluted throughout the entire volume of the mixture and thus be more difficult to eliminate; this makes the coating operation long to perform and uncertain in its effects despite the importance of the coating material and all the improvements such as homogenization, aeration, etc., which have been made.
The present invention aims to eliminate the above drawbacks. It relates to a process for purifying and flavoring cocoa liquor, characterized in that the cocoa liquor obtained after crushing, grinding and pulping the cocoa beans is continuously and uniformly heated in a closed vessel under pressure, in the presence of a gas containing oxygen with which it is sorted, kneaded until a homogeneous emulsion of the gas is formed in the liquor, the oxygen present in said gas producing oxidation of the tannins,
said emulsion is immediately and sharply relaxed and divided in order to release the gas which entrains the foul-smelling or noxious flying bodies.
The invention also comprises an installation for carrying out this process, characterized in that it comprises an emulsifier-heater provided with devices for supplying the liquor to be treated, the gas and the corrective liquids, followed by a dispersion container comprising a centrifugal turbine and a device preventing the direct projection of the centrifuged particles against the walls of the container.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the installation for carrying out the process. Using said installation, the process according to the invention is carried out as follows: 1 Heating the crude cocoa liquor to the optimum homothermal temperature in a closed vessel and under slight pressure, and during its heating, placing in contact intimate of this liquor with sufficient air, with which it is mixed, triturated, kneaded until a homogeneous emulsion is formed.
In-time contact with air favors the oxidation of tannins and other bodies responsible for acridity. The air, moreover, takes care of volatile bodies that are malodorous or to be eliminated for other reasons. The raw liquor, fluidized if necessary by adding fat or an emulsifier, will have received or will receive, preferably during heating, an addition of water, alcohol or other liquid, vaporized or gaseous substances, suitable for promoting purification and flavoring.
2 Relaxation and dispersion of the crude liquor, emulsified immediately after the previous treatment, by dividing it finely by centrifugal projection, so as to release the air trapped in the mass which carries with it the volatile undesirable or badly odorous materials. The chocolate pastes obtained from liquors which have undergone this purification and flavoring treatment have a more distinct taste; the more delicate aroma is enhanced; they have velvety and mellowness; the bitterness and harshness have completely disappeared.
In addition, their use no longer causes certain manifestations of allergy often observed in consumers and attributable to the presence of oxalic acid, an excessively high sterol content and certain harmful substances contained in the gases eliminated. The purification installation - flavoring the cocoa liquor can be inserted into an existing installation to improve the quality of production;
this also results in a reduction in energy expenditure, the equipment for purification - flavoring requiring less power than the conching equipment which it supplies and also because the prior operation only concerns one of the components of chocolate.
When the cocoa liquor is to be used for the manufacture of cocoa powders, the purification and flavoring process can also be used, the alkalization being able to be carried out on the cocoa liquor before or during the purification operation. In the drawing, the liquor to be purified, arriving in the supply container 1, is sucked by a pump 2 and discharged into the emulsifier-heater 3 at the lower part of which it receives through the nozzle 5 the gas element, measured by a flowmeter 6;
this gaseous element is mixed with the liquor using a kneading triturator terminated by an axial shaft 7, driven in a sufficiently rapid rotational movement so that the liquor, which will have passed through the emulsifier-heater 3 from bottom to top, by perfectly emulsified comes to duct 8 which gives it exit. The pumping action of the pump and the appropriate size of the outlet of the duct 8 help to maintain a slight pressure in the emulsifier-heater 3 which promotes the inclusion of the gaseous fluid in the liquor. The emulsifier heater 3 is provided with a double jacket 9 through which a suitable heating agent flows, the temperature adjustment being manual or automatic.
The stirring given to the liquor by the shaft 7 contributes to obtaining a homothermal temperature. The emulsifier-heater com carries a nozzle 10 for the introduction of corrective additions of water, steam, alcohol or others contributing to the action of purification and taste; this introduction can be made using a metering pump, or as shown in the drawing by an injector system 11 operating by means of the propulsion supplied by a part derived from the gaseous fluid to be incorporated into the liquor, the importance of corrective additions being gauged by the level visible in a flask 12, or measured by a flowmeter 13 for gaseous bodies.
The liquor having reached the suitable temperature, indicated by a thermometer 14, is led to the centrifugal dispersion turbine 15 where it is expanded and finely divided; the projected vesicles burst, either naturally or by colliding, releasing the gaseous element carrying the impurities to be eliminated.
In the horizontal zone where the dispersed particles are projected, move a certain number of pallets 16, fixed on one or more rings 17 animated by a circular movement; the pallets 16, which prevent the direct projection of the liquor on the walls. of the dispersion vessel 18, are of such shape, size and inclination that they quickly get rid of the projected liquor under the effect of the cen trifuge force; if, as shown in the drawing, there are at least two 17 concentric rings;
the presence of the pallets 16 fixed on the crowns creates a circular current of air which, returning the liquor vesicles against each other, helps to complete their bursting and, consequently, promotes the release of the gaseous element carrying the impurities to remove, namely products of destruction of organic, formic and other acids, unwanted ketones and the desired part of the sterols to be removed. On the other hand, the presence of this swirling layer of air opposes the passage of an air current capable of carrying fine droplets of liquor out of the dispersion vessel before they are fixed on the pallets 16, and lastly, on the walls of the disper sion vessel 18.
The liquor, freed of the gaseous element, and thus purified and flavored, flows over the walls of the dispersion chamber 18, to reach the outlet orifice 19. The malodorous gaseous element, still hot, naturally rises and leaves the dispersion vessel 18 through the large upper opening 20.
As shown, the dispersion container 18 has, at its lower part, a small opening 21, with an adjustable orifice, to revive, if necessary, by drafting the upward and natural upward movement of the unwanted gases, and to replace the heated air. accompanying these gases, this to prevent the replacement of the evacuated air from being made by a descent of fresh air passing through the upper port 20, which would have the disadvantage of causing condensation of the volatile impurities entrained, risking to fall into the purified liquor.
The dispersion vessel 18 has a double heating jacket 22 on top, to prevent condensation on the top wall, while the side walls are surrounded by a heating jacket 23, to temper and maintain the fluidity of the heat. purified liquor - flavoring flowing to the orifice 19. The container 18 is a volume of revolution, in order to optionally receive a rotary device <B> for </B> cleaning its walls.
The opening 20 of the dispersion chamber 18 may be surmounted by a hood 24, capturing the malodorous gases, as shown in the drawing, or any other mechanical device taking its place, while taking care however not to cause a call for air which could interfere with the combined release and shock actions of the droplets in the liquor dispersal zone.
The quantity of impurities to be removed varying according to the origin of the cocoa beans and also being a function of the mistreatment undergone at the place of origin or during their storage, their state at the time of setting in cover conditions the intake and the composition of the gaseous element introduced into the liquor, as well as the temperature to be reached at the time of heating; the heating may be gradual or mark stages along the length of the heating element to reach the maximum temperature at the outlet of the liquor.
This will vary from 90 to 1301, C and, above all, will remain within the limits already indicated so as not to risk removing or destroying the proper aroma of the cocoa, although the pressure prevailing in the heating is opposed to a distillation of cocoa aroma.
The gaseous element incorporated in the cocoa liquor will either be dry air, or humidified by supplying water vapor, and will possibly receive an additional gas other than air; the gaseous element can be purified and filtered, if necessary, whether it is supplied by a compressor or comes from any other suitable source; the quantity introduced into the heater will be at least 60 liters per kilogram of liquor treated.
In the case of working with beans with an unpleasant taste of origin, or very loaded with impurities, it is, on the other hand, necessary to extend the contact time by giving greater capacity to the foamer-boiler, to increase the duration of action of the gaseous element, rather than forcing the quantity of the latter, which could cause the entrainment of part of the aroma to be retained with the impurities removed.
It can also be added an auxiliary heater or proceeded to recycling the liquor to compensate for the use of an insufficient heater-foam concentrate; similarly, the feed container can be used to incorporate all or part of the dosed reactive elements, liquid or gaseous, into the liquor in order to initiate their action before the introduction of the liquor into the heating-emulsifier where this action reaches its maximum. efficiency, the feed container being in this case provided with appropriate accessories allowing the dispersion of the reactive elements in the liquor.
The purification installation - flavoring could possibly include one or more purification groups arranged in parallel to ensure a greater flow, or in series to obtain a more thorough purification according to the degree of impurity of the treated liquor;
in this case they can be staggered, this arrangement lending itself to the repetition of operations in order to be able, depending on the fineness of the liquor and its fluidity, to obtain a finished product, methodically determined. In a large installation, a sample of the gases taken in the hood or its duct, for analysis, makes it possible to perfect the adjustment of the introduction of the gaseous element, as well as to determine the most suitable temperature for the gas. removal of certain harmful bodies and sterols.
In the case of using several purification groups, it will be possible to stagger the incorporation of the corrective ingredients to each group, and thus to graduate the effect thereof. The atomosphere of the dispersion vessel may be under vacuum, the magnitude of the vacuum being just sufficient to evacuate the gaseous element incorporated in the liquor in the heater-foam concentrate.