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PATENTANSPRÜCHE Verfahren zum Temperieren von Schokoladenmasse unterschiedlicher Zusammensetzung, bei dem die über ihre Schmelztemperatur erwärmte und aufgelöste Masse auf eine unterhalb der Verarbeitungstemperatur liegende Temperatur bis in den kristallinen Grenzbereich abgekühlt, auf dieser Temperatur gehalten, und danach auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseteilchen der Schokoladenmasse durch einen kombinierten Förder- und Mischvorgang zwangsweise und kontinuierlich unter Vermeidung einer partiellen Unterkühlung durch die einzelnen Temperierstufen hindurchgeführt werden, wobei die Masse in ihrem Durchlauf im Temperaturbereich, in dem ein Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Fettphase erreicht ist,
durch Verlängerung der Verweilzeit 1 bis 3 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschliessend durch Erwärmung auf Verarbeitungstemperatur gebracht wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schokoladenmasse bis unmittelbar vor ihrer Verarbeitung konstant auf Verarbeitungstemperatur gehalten wird.
3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge der Schokoladenmasse grösser als erforderlich gewählt, und der Überschuss zum Zwecke des Vermischens der untemperierten Masse zugesetzt wird.
4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit einem Vorrats- und Mischbehälter, einer nachgeordneten Temperiereinrichtung und anschliessender Transportleitung zur Verarbeitungsstation, wobei jedes dieser Funktionselemente ummantelt und innerhalb des Mantels mit einem zirkulierenden Wärmeübertragungsmedium versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus drei Temperierstufen bestehender Wärmetauscher (8) sich unmittelbar an den Vorrats- und Mischbehälter (1) anschliesst, und ein Förderorgan (7) mit am Umfang angebrachten spiralförmigen Abstreifern (42) innerhalb des Wärmetauschers (8) angeordnet ist, wobei das Förderorgan (7) im Bereich der zweiten Temperierstufe eine Veränderung gegenüber den entsprechenden Bereichen in den Temperierstufen I und 3 in der Weise erfährt,
dass der Förderquerschnitt vergrössert und/oder die Förderstrecke verlängert ausgeführt ist.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der drei Temperierstufen des Wärmetauschers (8) sowie der Vorrats- und Mischbehälter (1) in Einheit mit einer Ringleitung (31) jeweils mit voneinander getrennt zirkulierenden Kreisläufen für Wärmeübertragungsmedien (10; 17; 24; 37) versehen ist, und dass jeder dieser Kreisläufe eine eigene Regelungseinrichtung (12; 19; 26; 39) besitzt.
6. Vorrichtung nach Patentansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringleitung (31) sich aus einer Transportleitung (32) mit einer Übergabestelle (33) zur Verarbeitungsstation (34) und einer Rückführleitung (35) zum Vorrats- und Mischbehälter (1) zusammensetzt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren von Schokoladenmasse unterschiedlicher Zusammensetzung, bei dem die über ihre Schmelztemperatur erwärmte und aufgelöste Masse auf eine unterhalb der Verarbeitungstemperatur liegende Temperatur bis in den kristallinen Grenzbereich abgekühlt, auf dieser Temperatur gehalten, und danach auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt wird.
Es sind kontinuierlich arbeitende Verfahren zur Temperierung bekannt, bei denen eine Abkühlung und nachgeschaltete Erwärmung mit Temperierstufen erfolgt sowie die Zuführung des Kühlmediums in Abhängigkeit von der Temperatur der Schokoladenmasse geregelt ist und bei denen die Schokoladenmasse durch diese Temperierstufen kontinuierlich hindurchgefördert wird. Diese Verfahrensführung hat den Nachteil, dass die Temperaturverteilung innerhalb des Massestromes ungleichmässig ist, indem an der Wandung der als Wärmetauscher ausgeführten Temperierstufen Masseteilchen stark unterkühlt werden (partielle Unterkühlung), so dass es nicht zu einer beeinflussbaren Kristallbildung nach Kristallart und -grösse kommt.
Der besondere Nachteil besteht darin, dass bei den auftretenden, niedrigen Temperaturen instabile Kristalle gebildet werden und kein ausreichender Gleichgewichtszustand zwischen flüssiger und fester Fettphase erreichbar ist, und dass es dadurch zur Viskositätsänderung der temperierten Masse kommt.
Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, die chargenweise arbeiten und bei denen die Abkühlung mit geringerer Temperaturdifferenz zwischen der Schokoladenmasse und dem Kühlmedium erfolgt, so dass zum Erreichen einer ausreichenden Anreicherung der Schokoladenmasse mit Kristallen zusätzlich lange Zeiträume erforderlich sind, die die Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens ausschliessen. Die entsprechenden Vorrichtungen sind als Behälter ausgelegt, in denen zur Gewährleistung einer ausreichenden Abgabemenge, der Behälterinhalt ständig gerührt und gegebenenfalls umgepumpt werden muss und bei denen die Abgabe der temperierten Masse erst nach Ablauf eines langzeitigen Programms möglich ist.
Damit ergeben sich als Nachteile ein grosser Platzbedarf, hoher technischer Aufwand und hoher Energiebedarf. Ausserdem ist die Grösse der zu bildenden Kristalle nicht beeinflussbar.
Ziel der Erfindung ist es, bei geringem technischen Aufwand eine temperierte Schokoladenmasse herzustellen, die sich im Gleichgewichtszustand befindet und bei deren kontinuierlicher Herstellung die Art und Grösse der zu bildenden Kristalle beeinflusst werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine für dessen Durchführung notwendige Vorrichtung zu schaffen, wodurch es ermöglicht wird, die Mängel der bekannten Verfahren, wie instabile Kristalle und Viskositätsänderung der temperierten Masse beim kontinuierlich arbeitenden Verfahren bzw. grosser Platzbedarf, hoher technischer Aufwand und hoher Energiebedarf beim chargenweise arbeitenden Verfahren, auszuschliessen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Temperieren von Schokoladenmasse unterschiedlicher Zusammensetzung, bei dem die über ihre Schmelztemperatur erwärmte und aufgelöste Masse auf eine unterhalb der Verarbeitungstemperatur liegende Temperatur bis in den kristallinen Grenzbereich abgekühlt, auf dieser Temperatur gehalten, und danach auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Masseteilchen der Schokoladenmasse durch einen kombinierten Förder- und Mischvorgang zwangsweise und kontinuierlich unter Vermeidung einer partiellen Unterkühlung durch die einzelnen Temperierstufen hindurchgeführt werden, wobei die Masse in ihrem Durchlauf im Temperaturbereich, in der ein Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Fettphase erreicht ist,
durch Verlängerung der Verweilzeit 1 bis 3 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschliessend in bekannter Weise durch Erwärmung auf Verarbeitungstemperatur gebracht wird. Die Schokoladenmasse
wird bis unmittelbar vor ihrer Verarbeitung konstant auf Verarbeitungstemperatur gehalten, wobei die Fördermenge der Schokoladenmasse grösser als erforderlich gewählt ist, und der Überschuss zum Zwecke des Vermischens der untemperierten Masse zugesetzt wird.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens bestehend aus einem Vorrats- und Mischbehälter, einer nachgeordneten Temperiereinrichtung und anschliessender Transportleitung zur Verarbeitungsstation, wobei jedes dieser Funktionselemente ummantelt und innerhalb des Mantels mit einem zirkulierenden Wärmeübertragungsmedium versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein aus drei Temperierstufen bestehender Wärmetauscher sich unmittelbar an den Vorrats- und Mischbehälter anschliesst, und ein Förderorgan mit am Umfang angebrachten sprialförmigen Abstreifern innerhalb des Wärmeaustauschers angeordnet ist, wobei das Förderorgan im Bereich der zweiten Temperierstufe eine Veränderung gegenüber den entsprechenden Bereichen in den Temperierstufen 1 und 3 in der Weise erfährt, dass der Förderquerschnitt vergrössert und/oder die Förderstrecke verlängert ausgeführt ist.
Jede der drei Temperierstufen des Wärmetauschers sowie der Vorrats- und Mischbehälter in Einheit mit einer Ringleitung ist jeweils mit voneinander getrennt zirkulierenden Kreisläufen für Wärmeübertragungsmedien versehen, und dass jeder dieser Kreisläufe eine eigene Regelungseinrichtung besitzt.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Ringleitung sich aus einer Transportleitung mit einer Übergabestelle zur Verarbeitungsstation und einer Rückführleitung zum Vorratsund Mischbehälter zusammensetzt.
Die beschriebene erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet demnach folgendermassen:
Die im Vorrats- und Mischbehälter enthaltene Schokoladenfrischmasse wird mittels eines Förderorganes den in Förderrichtung nacheinander angeordneten 3 Temperaturstufen des Wärmetauschers in einem ständig wirkenden intensiven Förder-, Misch- und Schabevorgang zugeführt.
In der ersten Stufe des Wärmetauschers, mit an sich bekannten Regelungseinrichtungen ausgestattet, erfolgt die Regelung in der Weise, dass die Schokoladenmasse auf eine bestimmte Temperatur, die unterhalb der Verarbeitungstemperatur und oberhalb der kritischen Umwandlungstemperatur der instabilen Kristalle liegt, abgekühlt wird. Durch die Vermeidung der kritischen Umwandlungstemperatur wird die Bildung instabiler Kristalle in dieser Stufe vermieden. In der zweiten Stufe wird durch eine Verringerung der Fördergeschwindigkeit und/oder Verlängerung der Förderstrecke und durch konstante Temperaturführung des Wärmetauschers erreicht, dass die Schokoladenmasse über einen längeren Zeitraum im stetigen Durchlauf bei konstanter Temperatur gehalten und intensiv abgeschabt und gemischt wird.
Die konstante Temperaturführung in der zweiten Stufe des Wärmetauschers erfolgt mit an sich bekannten Temperaturregelungseinrichtungen. Mit diesen technischen Einrichtungen wird die Voraussetzung dafür geschaffen, dass die Schokoladenmasse einen thermodynamischen Gleichgewichtszustand erreicht, und dass eine ausreichende Anzahl von Kristallen gebildet wird.
In der dritten Stufe wird in an sich bekannter Weise die Schokoladenmasse auf Verarbeitungstemperatur angewärmt, wobei die Regelungseinrichtung für die Temperaturführung des Wärmetauschers so ausgelegt ist, dass Temperaturschwankungen der Schokoladenmasse verhindert werden.
Die temperierte Schokoladenmasse, die ausreichend mit stabilen Kristallen angereichert ist, wird mittels der Ringleitung zur Verarbeitungsmaschine und zu einem Teil zur Temperiermaschine zurücktransportiert.
Diese Ringleitung ist gleichfalls mit einer Regelungseinrichtung ausgestattet, die dafür sorgt, dass die Verarbeitungstemperatur konstant gehalten wird.
Durch die strikte Trennung der Zirkulationsräume für die Wärmeübertragungsmedien in den einzelnen Temperierstufen und durch die Zuordnung einer grossen Wärmeaus tauschfläche in Verhältnis zum Volumen des Förderraumes, stellt sich in diesen Temperierbereichen in vergleichsweise kurzer Zeit der gewünschte Temperierzustand der Schokoladenmasse ein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben:
Auf einem Vorrats- und Mischbehälter 1 mit einem Doppelmantel 2 ist ein Motor 3 angeordnet, der über eine Kupplung 4 und einer Antriebswelle 5 ein Rührwerk 6 sowie ein Förderorgan 7 in Bewegung setzt. Unmittelbar an dem Vorrats- und Mischbehälter 1 ist ein in drei Temperierstufen aufgeteilter Wärmetauscher 8 angebracht.
In einem Doppelmantel 9 der ersten Temperierstufe befindet sich Wasser 10, das mittels einer Wasserpumpe 11 in einer Wasserrohrleitung 13 und dem Doppelmantel 9 der ersten Temperierstufe zirkuliert. In der Wasserrohrleitung 13 ist eine Messstelle 14 zur Messung der Wassertemperatur des Wassers 10 und am Ende der ersten Temperierstufe eine Messstelle 15 zur Messung der Schokoladentemperatur als Bestandteil einer Regelungseinrichtung 12 angebracht. In einem Doppelmantel 16 der zweiten Temperierstufe befindet sich Wasser 17, das mittels einer Wasserpumpe 18 in einer Wasserrohrleitung 20 und dem Doppelmantel 16 der zweiten Temperierstufe zirkuliert.
In der Wasserrohrleitung 20 ist eine Messstelle 21 zur Messung der Wassertemperatur des Wassers 17 als Bestandteil einer Regelungseinrichtung 19 angebracht. Am Ende der zweiten Temperierstufe befindet sich eine Messstelle 22 zur Messung der Schokoladentemperatur.
In einem Doppelmantel 23 der dritten Temperierstufe befindet sich Wasser 24, das mittels einer Wasserpumpe 25 in einer Wasserrohrleitung 27 und dem Doppelmantel 23 der dritten Temperierstufe zirkuliert.
In der Wasserrohrleitung 27 ist eine Messstelle 28 zur Messung der Wassertemperatur des Wassers 24 als Bestandteil einer Regelungseinrichtung 26 angebracht. An einem Ausgang 29 des Wärmetauschers 8 befindet sich eine Messstelle 30 zur Messung der Schokoladentemperatur.
An dem Ausgang 29 des Wärmetauschers 8 schliesst sich eine doppelwandige Ringleitung 31, bestehend aus einer Transportleitung 32, mit einer Abgabestelle 33 über der Verarbeitungsstation 34 (Überziehmaschine, Giessmaschine o. ä.) und eine Rückführleitung 35 zum Vorrats- und Mischbehälter 1 an. In einem Doppelmantel 36 der Ringleitung 31 befindet sich Wasser 37, das mittels einer Wasserpumpe 38 in einer Wasserrohrleitung 40, dem Doppelmantel 36, der Ringleitung 31 und dem Doppelmantel 2 des Vorrats- und Mischbehälters 1 zirkuliert.
In der Wasserrohrleitung 40 ist eine Messstelle 41 zur Messung der Wassertemperatur des Wassers 37 als Bestandteil einer Regelungseinrichtung 39 angebracht.
Im Innern des Wärmetauschers 8 befindet sich das Förderorgan 7, auf dessen Umfang Abstreifer 42 angeordnet sind, die die Kühlfläche des Wärmetauschers 8 hinsichtlich eines gleichbleibenden Wärmeüberganges ständig abstreifen, zugleich das Anwachsen von zu grossen Kristallgebilden vermeiden und eine optimale Durchmischung der an der Kühlfläche gebildeten Kristalle mit der Schokoladenmasse gewährleisten. Zur Vermeidung der Bildung von unerwünschten, instabilen Kristallisationskeimen an der Kühlfläche des Wärmetauschers 8 darf das Wasser 10 im Doppelmantel 9 der ersten Temperierstufe des Wärmetauschers 8 die kritische Temperatur, die zur Bildung instabiler Kristallisations keime führt, nicht unterschreiten. Mit Hilfe der Messstelle 14 als Bestandteil der Regelungseinrichtung 12 wird eine Unterschreitung der kritischen Temperatur vermieden.
Ist die erste, unterhalb der Verarbeitungstemperatur liegende Temperatur der Schokoladenmasse am Ende der ersten Temperierstufe des Wärmetauschers 8 erreicht, wird von der Messstelle 15 ein Impuls erteilt und die weitere Kühlmittelzufuhr unterbrochen.
Um bereits vor dem eigentlichen Temperiervorgang die Kristallisation der untemperierten Schokoladenmasse einzuleiten, ist es zweckmässig, über die Frischmassezuleitung 43, in Abhängigkeit der Stellung eines Füllstandsreglers 44, im Vorrats- und Mischbehälter¯1 in kleinen Chargen untemperierte, über ihren höchsten Schmelzpunkt angewärmte Frischmasse zuzugeben, um die wenigen, in der Schokoladenmasse des Behälters 1 enthaltenen Kristallisationskeime nicht restlos abzuschmelzen. Zur Unterstützung der Erhaltung der Kristallisationskeime der Schokoladenmasse ist der Doppelmantel 2 des Vorrats- und Mischbehälters 1 in den Wasserkreislauf der Ringleitung 31 mit einbezogen.