DE1007608B

DE1007608B - Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln von Kakao- oder Schokoladenmassen

Info

Publication number: DE1007608B
Application number: DES31712A
Authority: DE
Inventors: Robert Sollich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-01-05
Filing date: 1953-01-05
Publication date: 1957-05-02

Description

DEUTSCHES

Den bekannten Verfahren zur Veredlung (zum Conebieren) von Schokoladenmassen haftet wegen der verhältnismäßig hohen Massesäulen in den Behandlungsbehältern auch bei Vakuumanwendung der Mangel an, daß sie die Masse von den aromaschädigenden Stoffen selbst bei langer Behandlungsdauer nicht befriedigend befreien. Dies liegt vermutlich daran, daß die Beheizung der Masse sich nur außen und am Boden des Behälters bemerkbar macht, so daß die zunächst in Dampfform übergehenden flüchtigen Bestandteile in der Nähe der Masseoberfläche teilweise wieder kondensieren. Dieser Übelstand hat zur Anwendung hoher Unterdrücke und auch von vornherein verhältnismäßig hohen Temperaturen geführt, die wiederum die Gefahr mit sich bringen, neben den an sich früher flüchtigen aromaschädigenden Stoffen auch die Aromaträger mitverdampfen oder -verdunsten zu lassen, so daß also bei dieser Behandlungsart der Masse auch ein großer Teil des Aromas entzogen wird.

Gemäß der Erfindung soll ein anderer Weg als bisher zur Befreiung der Masse von den aromaschädigenden Stoffen und zur vollständigen Erhaltung des Aromas in der Endmasse beschriften werden, und zwar will man die Verdampfungsbedingungen für die leichter flüchtigen aromaschädigenden Stoffe dadurch günstiger gestalten, daß man die Masse, die nicht unbedingt fein aufbereitet zu sein braucht, stetig in dünner Schicht durch einen vorzugsweise unter Vakuum stehenden Ausdampfraum fördert, der in mehrere Zonen verschiedener Temperatur, niedrig beginnend und über einen Höchstwert wieder abfallend, unterteilt ist, aus denen die in den einzelnen Temperaturstufen ausdampfenden flüchtigen Stoffe getrennt abziehen bzw. abgesaugt werden. Ferner muß dabei derjenige Teil der zonenmäßig· abziehenden oder abgesaugten flüchtigen Bestandteile, dessen Abziehbzw. Absaugetemperatur der Verflüchtigungstemperatur der Aromastoffe, die in keiner der Temperaturzonen ganz erreicht werden darf, am nächsten kommt, nach seiner Kondensation einem der bekannten Destillations-, Raffinations- oder anderen Trennverfahren, z. B. dem Ausfrieren der Kakaoaromen, unterworfen werden, wonach dann diese in einer beliebigen Phase des Veredlungsprozesses oder in einem späteren Mischprozeß der Schokoladenmasse beigegeben werden. Auf diese Weise kann man, wie Versuche gezeigt haben, den in der fraglichen Verdampfungszone mitverflüchtigten Aromabestandteil wiedergewinnen und ihn wieder der Gesamtmasse zuführen, so daß mit einer fast vollständigen Erhaltung des Ursprungsaromas der Kakaomasse gerechnet werden kann.

Wenn man bei der Zoneneinregelung von Tempe-

Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln von Kakao- oder Schokoladenmassen

Anmelder:

Robert Sollich,

Bad Salzuflen, Gröchteweg 76 a

Robert Sollich, Bad Salzuflen,
ist als Erfinder genannt worden

ratur und Druck — vorzugsweise Unterdruck ■— entsprechend dem schwankenden Gehalt der einzelnen Kakaosorten an aromaschädigenden und aromatischen Bestandteilen nach vorhergehenden Versuchen in jeder Behandlungszone die günstigsten Druck- und Temperaturbedingungen für das Ausdampfen bestimmter Stoffe oder Stoffgruppen dadurch schafft, daß man die Zonentemperatur jeweils auf einen Wert einige Grade über dem Siedepunkt des betreffenden Stoffes einregelt, kann man beste Abscheidungsresultate mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielen.

Ganz besonders zuverlässig kann man die Aromabastandteile des Kakaos der Gesamtmasse erhalten, wenn man schon die Endzerkleinerung der noch nicht ausreichend feinvermahlenen Kakaokerne auf dem Förderwege im Vakuum durchführt und die dabei frei werdenden und nachher kondensierten Aromaträger nach ihrer Trennung von dem im oben geschilderten Sinne gewonnenen Gesamtkondensat wieder in den Weiterverarbeitungsprozeß einbezieht. Auf diese Weise kann ein Teil der bei der üblichen Vermahlung der Kakaokerne unter Wärmewirkung sonst verlorengehenden Aromabestandteile der Kakaomasse erhalten werden.

Eine an sich bekannte Beigabe von alkalisiertem Wasser zu dem Kakaogut vor oder während des Mahlganges bzw. auch erst beim Einführen des Massestromes in die erste Zone des Ausdampfungsraumes kann auch bei Anwendung der durch die oben dargestellten Verfahren gegebenen Möglichkeiten zur weitgehenden Erhaltung des Kakaoaromas bei der Veredlung sich weiter in diesem Sinne unterstützend auf die Aromaerhaltung auswirken.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Veredlungsverfahrens und seiner oben geschilderten Abwandlungsmöglichkeiten eignet sich eine Vereinigung folgender Aggregate zu einem apparativen Ganzen: Zunächst gehört ein in mehrere Beheizungszonen aufgeteilter Dünnschichtverdampfer zu den wesent-

709.507/54-

lichen Teilen der Apparatur, wobei die einzelnen Verdampferzonen aus einzelnen einfachzylindrischen oder mehrzylindrischen Rohren bestehen, in denen zur Erzeugung der dünnen Strömungsschicht hochtourige Förder-, Misch- und Rührwerkzeuge, ζ. B. in Gestalt von Schnecken, ineinandergreifenden Doppelschnecken oder auch von Flügel- oder Armschlagwerken, umlaufen müssen. Diese umlaufenden Elemente sollen nicht nur die Mässeschicht unter ständiger Mischung

Ein Ausführungsbeispiel einer Veredelungsanlage ist aus der Zeichnung im schematischen Längsschnitt ersichtlich.

Das durch die Mühle 2 grob oder auch feiner ver-5 tnahlene Ausgangsgut, also gröbere Kakao- bzw. auch schon feiner gemahlene Kakao- oder Schokoladenmasse, wird in genau festgelegten Mengen stetig durch die Drehkolbenpumpe 1 in die erste Stufe 3 eines Dünnschichtverdampfers eingespeist. Vor der Einfühauf den beheizten Flächen des Gehäuses ausbreiten, io _rung der Masse in diese Stufe wird ihr ferner ebensondern auch ihre Axialbewegung vom einen zum falls in dosierten Mengen durch die Drehkolbenpumpe anderen Ende jeder Zone bewirken. Die den einzelnen \2 alkalisiertes Wasser beigemischt. Die beiden Masseteilchen mitgeteilten Zentrifugalbeschleuni- Pumpen stellen auf der Beschickungsseite den erforgungen haben dabei die Aufgabe, die Masseschicht zu derlichen vakuumdichten Verschluß dar. In der ersten verdichten, wodurch sich die Trennung von flüssigen 15 Verdampferzone 3, die einen Zwillingszylinder-Quer- und gasförmigen Bestandteilen begünstigen läßt. Zu schnitt im Sinne der gesonderten Querschnittsdarden für die erfindungsgemäß beabsichtigte Wirkung stellung oberhalb des Längsschnittes besitzt, läuft notwendigen Elementen der Gesamtvorrichtung in _nach Art bekannter Schneckenkneter ein Schneckenihrer allgemeinsten Ausführung gehören ferner noch _paar 3' mit verhältnismäßig hoher Tourenzahl um, das Kondensatoren, die die entstehenden Dämpfe wieder 20 dafür sorgt, daß die Masse in dünner Schicht unter zu einer Flüssigkeit verdichten. Diese Kondensatoren ständiger Durchwirbelung in innige Berührung mit werden demnach in die Abdampfleitungen der ein- den beheizten Flächen des Gehäuses gebracht wird, zelnen Zonen, die zu einer Vakuumpumpe führen, ein- Schon in dieser ersten Zone entweichen Gärungsgeschaltet. derivate und leicht flüchtige Säuren in Dampfform in

Da es sich auch bei Anwendung der Vorsichtsmaß- 25 den nachgeschalteten Kondensator 6 unter dem durch regeln hinsichtlich der Temperaturgrenzwerte in den die Pumpe 5 erzeugten Vakuum. Das Kondensat fließt Beheizungszonen, wie sie oben angedeutet worden sind, aus diesem Kondensator in einen Sammelbehälter, von wegen der Temperaturdifferenz zwischen Heizmantel dem aus es unter Umständen auf die Rückgewinnung und behandelter Masseschicht infolge der ständigen bereits mitverdampfter Aromaträger nachträglich be-Durchwirbelung der Masse unter Umständen nicht 30 handelt werden kann.

vermeiden läßt, daß in geringem Umfang auch Aroma- Ist in dieser ersten Stufe die Beheizungstemperatur

träger mitverdampfen, würde die Gesamtanlage das noch verhältnismäßig niedrig geblieben, so wird sie in gesteckte Ziel nicht erreichen, wenn man nicht das ge- der nachgeschalteten zweiten Verdampferstufe 7 so wonnene Gesamtkondensat auf Abscheidung der etwa hoch gewählt, daß Gerbsäuren und die flüssigen in ihm noch enthaltenen mitverdampften Aromaträger 35 Trägerstoffe des Alkaloids Theobromin als höherin einer entsprechenden Trennanlage behandeln würde. siedende Flüssigkeiten in dieser zweiten Zone zu ver-Es kann sich dabei um eine bekannte Destillations- dampfen vermögen, in der ebenfalls die Förderung der oder Raffinations- oder auch z. B. um eine Ausfrier- Masse in dünner Schicht als Film erfolgt. Hier ist anlage handeln. Die wiedergewonnenen Aromaträger jedoch zweckmäßigerweise keine Kernschnecke vorwerden dann selbsttätig durch eine sich an die Trenn- 40 gesehen, sondern ein aus mehreren wegen der notwenanlage anschließende Rückleitung in die letzte kühlste digen Förderung spiralig verlaufenden bekannten Behandlungszone für die Masse kurz vor ihrem Austritt aus der Gesamtapparatur hineingeleitet, wodurch
also auch dieser vorher verdampfte Aromaträgerteil
der Gesamtmasse wieder zugute kommen kann.

Da für die Wirtschaftlichkeit des Betriebes die
Vakuumanwendung in den Ausdampfzonen nahezu
eine Voraussetzung ist, bedarf es natürlich außerdem
noch ausreichender Abschlußorgane auf der Be-

schickungs- und der Entnahmeseite des Dünnschicht- 50 ebenfalls mit einem aus Schlagarmen 9' bestehenden Verdampfers, um überhaupt das Vakuum halten zu Trommelkörper ausgerüstet ist. In dieser Zone erfolgt können. Zweckmäßigerweise werden im stetigen noch eine gewisse Nachverdampfung auf Grund des Durchlaufbetrieb die die Durchlaufmenge bestim- Wärmeinhaltes der dünnen Mässeschicht. Die Übermenden Drehkolbenpumpen vorn und hinten als gegen stromleitung zwischen den beiden Zonen 7 und 9 ist das Vakuum dichtende Abschlußorgane benutzt. 55 durch ein Rohr 10 mit entsprechendem Regelorgan Natürlich muß jede Zuleitung eines Gemischanteiles über einen weiteren Kondensator 8 ebenfalls an die für die Gesamtmasse mit einer solchen Drehkolben- Luftpumpe 5 angeschlossen. Das Kondensat fließt aus pumpe versehen sein, also auch die Zuleitung für das diesem Kondensator 8 in eine schematisch dargestellte alkalisierte Wasser. Trennanlage ab, wo der Aromaträger von den aroma-

Damit ist die allgemeinste Form der Apparatur 60 schädlichen Bestandteilen abgeschieden wird. Durch zur Durchführung des oben geschilderten Veredlungs- eine zu dem Ende der letzten Verdampferzone 9 fühverfahrens in großen Zügen festgelegt. rende Rückleitung wird der wiedergewonnene Aroma-

Hat man nun auf die Feinstvermählung der Kakao- träger wieder in die gesamte behandelte Masse hineinmasse vor Beschickung der Gesamtapparatur ver- geleitet, die mit höchstem in ihr erhalten gebliebenem ziehtet, so wird erfindungsgemäß Wert darauf gelegt, 65 Aromaanteil von der Drehkolbenpumpe 11 aus der Gedie in der Apparatur vorgesehenen Förder-, Misch- samtapparatur entnommen wird.

und Rührwerkzeuge auch gleichzeitig noch als Mahl- Da die Temperaturen in der zweiten Behandlungselemente auszubilden, die mit dem Gehäuse zusammen zone 7 der Verflüchtigungstemperatur der Aromadie Weiterzerkleinerung des Behandlungsgutes be- trägerstoffe am nächsten kommen, ohne sie ganz zu erwirken. 70 reichen, ist wegen des intensiven Wärmeüberganges

Schlagarmen T bestehender Trommelkörper, der wegen seiner hohen Umfangsgeschwindigkeit und der dadurch erzeugten Zentrifugalwirkung die Masse in 45 dünner Schicht über die beheizte·Fläche ausbreitet und sie gleichzeitig axial über die gesamte Länge der Dünnschichtverdampferstufe 7 fördert.

An diese mittlere Stufe schließt sich eine weitere, aber schon wieder kühlere Behandlungszone 9 an, die

von dem beheizten Mantel des Gehäuses angesichts der Durchwirbelung der dünnen Schicht in die letztere mit einem höheren Gehalt an Aromaträgerstoffen in den aus der zweiten Stufe ausdampfenden Brüden zu rechnen.

Die genauen Drücke und Temperaturen in den einzelnen Verdampferzonen 3, 7 und 9 müssen natürlich auf die jeweilige Kakaosorte und ihren Anteil an aromaschädlichen Stoffen, wie Aromaträgern und deren Ausdampfwiderständen, auf Grund von vorherigen Versuchen abgestimmt werden.

Eine Gesamtanlage im Sinne der oben beschriebenen ist in der Lage, der Kakao- bzw. Schokoladenmasse einen höheren Anteil an den dem Kakao innewohnenden Aromabestandteilen zu erhalten, als es bei den bisher bekannten Vorrichtungen und den ihnen zugrunde liegenden Verfahren möglich war.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Verfahren zur Veredelung von Kakao- oder Schokoladenmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die grob oder fein aufbereitete Masse stetig in dünner Schicht durch einen vorzugsweise unter Vakuum stehenden beheizten Ausdampfungsraum gefördert wird, der in mehrere Zonen verschiedener Temperatur, niedrig beginnend und über einen Höchstwert wieder abfallend, unterteilt ist, aus denen die in den einzelnen Temperaturstufen ausdampfenden flüchtigen Stoffe getrennt abziehen bzw. abgesaugt werden, und daß ferner diejenige abziehende bzw. abgesaugte Teilmenge der flüchtigen Bestandteile, deren Abzieh- bzw. Absaugetemperatur bei dem angewendeten Druck — vorzugsweise Unterdruck —■ der Verflüchtigungstemperatur der Aromastoffe, die in keiner der Temperaturzonen ganz erreicht werden darf, am nächsten kommt, nach Kondensation einem der bekannten Destillations-, Raffinations- oder anderen Trennverfahren für die Abscheidung der Aromaträgerstoffe von den aromaschädigenden Kondensatbestandteilen unterworfen wird, wonach dann das von den aromaschädigenden Stoffen befreite Restkondensat der in dünner Schicht abgekühlten Masse zur Aromaauffrischung wieder beigegeben wird.

2. Veredelungsverfahren für Kakao- oder Schokoladenmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drücke, vorzugsweise Unterdrücke, und Temperaturen in den einzelnen — Vorzugsweise drei — Behandlungszonen so aufeinander abgestimmt und gegeneinander abgestuft werden, daß in jeder Zone unter versuchsmäßig vorher festgestellten günstigsten Bedingungen ein bestimmter Stoff — oder eine Stoffgruppe — dadurch wirkungsvoll ausgedampft wird, daß man die Zonentemperatur auf einen Wert einige Grade über dem Siedepunkt des betreffenden Stoffes einregelt.

3. Veredejungsverfahren für Kakao- oder Schokoladenmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung bzw. Vermahlung der Kakaokerne im Verlauf ihrer Förderung durch einen Vakuumraum erfolgt und die dabei frei werdenden und nachher kondensierten Aromaträger nach ihrer Trennung von dem Gesamtkondensat in den Weiterverarbeitungsprozeß wieder miteinbezogen werden.

4. Veredelungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kakaogut vor oder während des Mahlganges oder auch erst dem in die erste Zone des Ausdampfungsraumes einfließenden Massestrom stark alkalisiertes Wasser zugesetzt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren wahlweise nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Baumerkmale:

a) eines in mehrere Beheizungszonen aufgeteilten Dünnschichtverdampfers (3, 7, 9), bestehend aus Rohren einfachzylindrischen oder mehrzylindrischen Querschnitts, in denen hochtourige Förder-, Misch- und Rührwerkzeuge, z. B. in Gestalt von Schnecken, ineinandergreifenden Doppelschnecken (3'), Flügel- oder Armschlagwerken (7', 9'), umlaufen, die dem in dünner Schicht auf den beheizten Flächen auszubreitenden Behandlungsgut neben der notwendigen Axialbewegung auch Zentrifugalbeschleunigungen zu seiner Verdichtung erteilen, mit

b) in die zu einer Vakuumpumpe (5) führenden Abdampfleitungen der Zonen eingeschalteten Kondensatoren (6, 8) für die Abdämpfe,

c) einer aus dem Kondensat die in ihm noch enthaltenen Aromaträger abscheidenden Trennanlage mit Rückleitung dieser wiedergewonnenen Aromaträger in die letzte, kühlere Behandlungszone (9) und

d) von beschickungs- und entnahmeseitig in dem Massedurchlaufweg vor und hinter dem Dünnschichtverdampfer (3, 7, 9) vorgesehenen, die Aufrechterhaltung des Vakuums ermöglichenden Abschlußorganen, vorzugsweise in Gestalt von gleichzeitig die Durchlauf menge bestimmenden Drehkolbenpumpen (I, 12, 11).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Elemente der Förder-, Misch- und Rührwerkzeuge als mit dem Gehäuse in bezug auf die Weiterzerkleinerung des Behandlungsgutes zusammenwirkende Mahlelemente.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 440 197.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen