DE1043778B - Verfahren zur Beeinflussung der Farbe von Kakaopulver bzw. Schokoladepulver - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder Zubereitung von Kakaopulver und anderer artverwandter Produkte und bezweckt eine dunklere Färbung zu erzeugen, ohne an der Qualität oder dem Geschmack dieser Erzeugnisse eine ungünstige Veränderung herbeizuführen.

Für gewisse Zwecke, z. B. für die Herstellung von Kuchen, und besonders in gewissen Ländern, wird eine möglichst dunkle Farbe von Kakao- oder Schokoladepulver gewünscht, die auch gewöhnlich mit einem stärkeren Aroma verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine starke Dunkelfärbung vorzunehmen, so daß Milchschokolade dunkler aussieht als normale Milehsehokolade oder sogar dunkler als ■■ gewöhnliche Bitterschokolade und Bitterschokolade natürlich noch viel dunkler ist als die bekannte Bitterschokolade. Es ist bereits versucht worden, Schokolade, die besonders dunkel ist, herzustellen, bei diesen bekannten Methoden waren jedoch unliebsame Nebenprodukte und besondere Schritte zu deren Entfernung ao durch Nachreinigung nicht zu vermeiden.

Die Erfindung bringt ein Verfahren, bei welchem solche unerwünschten Nebenprodukte von vornherein ausgeschlossen sind, so daß eine besondere Nachbehandlung zu ihrer Ausscheidung sich erübrigt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Kakao, insbesondere in Pulverform, als solcher, oder als Bestandteil einer Kakao- oder Schokoladenmasse nachgedunkelt werden kann, wenn gewisse Substanzen, die in ihm enthalten sind, nämlich Anthocyan, eine Gerbsäureverbindung, die Farbe ändern, das heißt, dunkler -werden, ohne unerwünschte Nebenprodukte zu bilden, wenn sie auf eine Temperatur zwischen 170 und 220° C erhitzt werden. Eine Voraussetzung ist jedoch"; "daß eine Reaktion mit Sauerstoff, die in diesem Temperaturbereich leicht möglich ist, verhindert wird, indem die Berührung mit Sauerstoff verringert oder ganz ausgeschlossen wird, während die Behandlungsmasse, insbesondere das Pulver, sich auf dieser Temperatur befindet, d. h., bevor Abkühlung auf eine unschädliche Temperatur durchgeführt ist, bei welcher die unerwünschten Nebenerscheinungen nicht mehr auftreten. Gleichzeitig wird durch den vollständigen oder wenigstens teilweisen Ausschluß des Sauerstoffs eine Entzündung vermieden, die bei dem feuergefährliehen Charakter des Kakaopulvers in dem besagten Temperaturbereich möglich wäre.

Die Erfindung besteht demnach in einem Verfahren zur Behandlung von Kakaopulver, bei welchem das Pulver in einem Raum, der praktisch luftdicht geschlossen ist und in dem der Sauerstoffgehalt im Vergleich zu dem Gehalt der normalen Atmosphäre erheblich vermindert ist, so lange auf eine Temperatür zwischen 170 und 220° C-erhitzt wird, bis die Farbe Verfahren zur Beeinflussung der Farbe von Kakaopulver bzw. Schokoladepulver

Anmelder: John George Sterk, London

Vertreter: Dr.-Ing. E. Hoffmann, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 34

- Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 12. Februar 1957

John George Sterk, London, ist als Erfinder genannt worden

des Pulvers gedunkelt ist, worauf das Pulver auf eine Temperatür herabgekühlt wird, bei welcher keiner seiner Bestandteile durch Oxydation erheblich geändert werden kann, bevor es wieder der normalen Atmosphäre ausgesetzt wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Farbe von Kakaopulver durch Erhitzen zu ändern. Jedoch wurden dabei keinerlei Vorkehrungen getroffen, um die Einwirkung von Sauerstoff auszuschalten. Daher war es dem Fachmann nicht möglich, ein Ergebnis zu erzielen, wie es durch die Erfindung erhalten wer¹* den kann, weil nach dem bekannten Verfahren das Kakaopulver durch Oxydation für Genußzwecke uo·» brauchbar wird oder sogar zur Entzündung kommt, bevor Temperatur und Dauer der Erhitzung den erfindungsgemäß angestrebten Erfolg haben könnten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren richtet sich die Dauer der Behandlung nach der in jedem Fall angewandten Temperatur. Es ist um so länger, je niedriger die Behandlungstemperatur ist, mag nahe der oberen Grenze des Temperaturbereiches wenige Minuten, jedoch an deren unteren Grenze % Stunde oder länger betragen. Selbstverständlich kann das Verfahren nach der Erfindung mit anderen bekannten Prozessen vereinigt werden, z. B. mit dem sogenannten »Holländischen Prozeß«, ohne daß eine schädliche Beeinflussung der durch den gegenwärtigen Prozeß angestrebten Wirkung eintritt.

In der Zeichnung ist eine einfache Anlage zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise dargestellt.

«09 673/565

In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Behandlungsoder Erhitzungskammer, in welcher eine umlaufende Rührvorrichtung 2 so angeordnet ist, daß sie durch Kegelräder 3, 4 von einer Welle 5 angetrieben werden kann. Die Kammer 1 ist luftdicht und mit einem Heizmantel 6 umgeben, in dem sich elektrische Heizwiderstände 7, 8 irgendeiner bekannten und geeigneten Konstruktion befinden. Die Enden der Heizwiderstände sind durch Leiter 9,10 mit einem elektrischen Temperaturregler 11 verbunden. In der Behandlungskammer 1 und in dem Heizmantel 6 sind temperaturempfindliche Fühlgeräte 12,13 angeordnet, die über Leiter 14,15 mit dem Temperaturregler 11 verbunden sind. Der Regler 11 ist mittels elektrischer Leitungen 16,17 mit einer Versorgungs- oder Energiequelle, z. B. einem Verteilungsnetz, verbunden und enthält von den temperaturempfindlichen Geräten 12,13 entsprechend beeinflußte Schalter, die nicht dargestellt sind. Diese Schalter sorgen dafür, daß Heizstrom aus der Versorgungsleitung den Heizwiderständen 7,8 in solcher Weise zugeführt wird, daß die durch die Geräte 12,13 bestimmten Temperaturen eingehalten werden. So kann die Behandlungstemperatur in der Kammer 1 mit Sicherheit und innerhalb enger Grenzen eingehalten werden, und eine Überschreitung der Temperatur zufolge einer Wärmestauung oder Speicherung im Heizmantel kann vermieden werden, indem die Abschaltung der Heizwiderstände rechtzeitig erfolgt, in Abhängigkeit von der Temperaturanzeige des Instrumentes in diesem Heizmantel, selbst wenn die Anzeige des temperaturempfindlichen Instruments in der Behandlungskammer den zulässigen Höchstwert noch nicht erreicht hat. Andererseits erfolgt auch die Abschaltung des Heizstromes, wenn das temperaturempfindliche Gerät in der Kammer eine eingestellte zulässige Höchsttemperatur überschreitet unabhängig davon, ob die zulässige Höchsttemperatur in dem Heizmantel überschritten ist. In dieser Weise ist eine große Sicherheit für die Einhaltung der gewählten Temperaturen verbürgt.

Ih dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Heizmäntel mit Mineralöl 67 gefüllt, das diesem Mantel durch eine Rohrleitung 19 und ein Absperrventil 20 von einem Vorratsbehälter 18 zugeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, Wärmestrahlung für die Heizzwecke des Verfahrens nach der Erfindung in der Weise zu benutzen, daß die Heizwiderstände nicht glühen und nur infrarote Wärmestrahlen aussenden, wobei der Heizmantel mit Luft gefüllt sein mag.

Während seiner Behandlung ist das Material vor der Berührung mit Sauerstoff dadurch geschützt, daß ein inertes Gas, z. B. Kohlendioxyd, aus einem Behälter 21 durch ein Reduzierventil 22, ein Absperrventil 23 und eine Leitung 24 in die Behandlungskammer eingeführt wird, um diese zu füllen und den Luftinhalt auszutreiben.

Ein Hahn 26 am Boden 27 des Heizmantels 6 ist vorgesehen, um eine Entleerung des Öls aus dem Heizmantel zu ermöglichen.

Das zu behandelnde Material ml gelangt aus einem Aufgabebehälter 28 durch eine Fördereinrichtung, vorzugsweise einen Wurmförderer 29, der sich in einem Zylinder 30 dreht, zu dem oberen Ende 31 der Erhitzungskammer. Die Welle 32 des Wurms 29 reicht durch das obere Ende des Zylinders 30 und wird mittels eines Zahnrades 33 von einem geeigneten Antrieb, der der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, in Bewegung gesetzt. Wenn die Wärmebehandlung beendigt ist, wird das Pulvermaterial «2 aus der Behandlungskammer durch ein Rohr 34, ein Ventil 35 und ein Rohr 42 in das untere Ende 36 einer zweiten Fördereinrichtung entleert, die ebenfalls aus einem Wurm 38 in einem Zylinder 37 besteht, wobei ein Zahnrad 39 den Antrieb des Wurms bewerkstelligt, in gleicher Weise, wie vorhin für die Fördereinrichtung 29, 30 beschrieben.

Das Ventil 35 befindet sich in einem Gehäuse 40, das durch eine perforierte Wand 41 von dem Rohr 42 ίο getrennt ist. Es ist zweckmäßig, Trockeneis, d. h. festes Kohlendioxyd, in das Gehäuse 40 zu füllen, ehe das Ventil 34 geöffnet wird, so daß nach Öffnen des Ventils 35 gasförmiges Kohlendioxyd, das sich aus dem festen Kohlendioxyd entwickelt, die äußere Atmosphäre für dieses Ventil bildet, sozusagen einen Vorhang aus Gas, der den Zutritt der Luft und besonders des Luftsauerstoffs zu dem noch heißen Kakaopulver verhindert. Gleichzeitig kühlt die Verdampfungskälte des Kohlendioxyds das Kakaopulver, das durch das Ventil entleert wird.

Für etwa gewünschte weitere Kühlung des Pulvers ist eine Kühlkammer 66 vorgesehen, die an das obere Ende der Fördereinrichtung 37 anschließt. Diese Kammer ist ebenfalls luftdicht, enthält eine Rührvorrichtung 44, deren Antrieb durch eine Welle 43 und Kegelräder 45, 46 erfolgt. Die Kühlkammer ist von einem Mantel 47 umgeben, in den Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser 68, durch eine Leitung 48 und einen Absperrhahn 49 eingeleitet wird. Wie dargestellt, wird das Kühlmittel am unteren Ende des Mantels 47 zugeführt und durch eine Leitung 50 nahe dem oberen Ende des Mantels abgeführt.

Wenn Gefahr besteht, daß in der Kühlkammer selbst das behandelte Material durch den Zutritt von Luftsauerstoff gefährdet oder gar zur Entzündung gebracht werden kann, wird die Kühlkammer 66 mit seiner Fördereinrichtung in gleicher Weise wie die Behandlungskammer mit einem Schutzgas, zweckmäßig Kohlendioxyd, gefüllt, das in diesem Falle aus einem Behälter 51 durch ein Reduzierventil 52, Leitung 53 und Absperrventil 54 in den Zylinder 37 eingeführt wird. Auch hier kann ein temperaturempfindliches Element 12« vorgesehen sein, um über eine Anzeigevorrichtung oder Steuervorrichtung 126 die Überwachung der Temperatur in der Kühlkammer 66-zu erleichtern.

Wie gezeigt, kann Schutzgas auch von einem Behälter 55 in das Rohr 42 zwischen dem Ventil 35 und dem unteren Ende 36 der Fördereinrichtung 37 zugeführt werden. Selbstverständlich ist es möglich, Schutzgas auch an anderen Punkten der Aialage gegebenenfalls mit Überdruck zuzuführen, sofern es nötig ist, den Luftsauerstoffzutritt mit Sicherheit zu verhindern, selbst wenn die Wandungen der Anlage nicht ganz gasdicht sind. .,

Wenn auf eine zulässige Temperatur- abgekühlt,-wird das Kakaopulver m 3 aus der Kühlkammer 66 durch eine Leitung 59 und ein Ventil 60 abgeleitet. Bei der dargestellten Anlage, gelangt das Pulver über eine Rinne 61 zu einem Schüttelsieb 62, das Teilchen über einer gewissen Größe zurückhält, während die kleineren Pulverteilchen von gewünschter Größe durch das Sieb in einen Behälter 63 fallen. Dieser Behälter kann die Auffangschale einer Wiegevorrichtung sein, so daß das Gewicht der aus der Kühlkammer abgezogenen Kakaopulvermenge auf einer Skala 64 zur Anzeige kommt. In einer praktischen Ausführung werden die großkörnigen Anteile gemahlen, vorzugsweise in einer rasch umlaufenden Mühle und werden dtireh selbsttätige" Fördereinrichtungen in die Kammer

66 zurückgeführt. Diese zusätzlichen Hilfseinrichtungen sind an sich bekannt und deshalb nicht dargestellt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, beziehen sich die Bezugszeichen ml, m2, m3 auf diejenigen Mengen des Kakaopulvers, die sich in der Zuführungsrinne vor der Behandlungskammer, in der Behandlungskammer selbst, zwecks Erhitzung, und in der Kühlkammer befinden. Selbstverständlich macht jeder Teil des Kakaopulvers alle diese drei Stadien durch. In einer abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung kann Stickstoff oder ein anderes nicht oxidierendes Gas oder überhitzter Wasserdampf als Schutzatmosphäre dienen. Auch kann die Wärmebehandlung gemäß der Erfindung bei Unterdruck durchgeführt werden, in welchem Falle der Luftsauerstoffinhalt in den Kammern durch die teilweise Evakuierung so weit herabgesetzt ist, daß eine Schädigung oder gar Entzündung des Kakaopulvers vermieden wird. So ist es möglich, von der Schutzgasatmosphäre abzusehen, wenn der Unterdruck geeignet gewählt wird, obwohl natürlich Unterdruck mit Schutzatmosphäre auch eine sehr geeignete Behandlungsweise darstellen.

In einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Wärmezufuhr zu dem Pulver durch Vorerhitzung der Schutzatmosphäre. Gas oder Dampf wird außerhalb der Behandlungskammer erhitzt und überträgt die Hitze auf das Pulver innerhalb der Behandlungskammer, die bei dieser Ausführungsform nicht von außen beheizt zu werden braucht, aber wärmeisoliert sein kann. Diese Vorerhitzung kann unmittelbar durch elektrische Heizwiderstände erfolgen oder durch die Wandung eines Wärmeaustauschers hindurch, in welchem Falle natürlich das Gas oder der Dampf vor Verunreinigung geschützt und als Beheizungsmittel ein Verbrennungsgas benutzt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Schutzatmosphäre auch als Mittel zur Bewegung des zu behandelnden Pulvers innerhalb der oder durch die Heizkammer dienen. Die Bewegung kann kontinuierlich sein, und das Pulver kann in einem solchen gasförmigen Träger schwebend gehalten werden. Auf diese Weise kann eine schnelle und unmittelbare Wärmeübertragung ohne Zuhilfenahme von Rührvorrichtungen mechanischer Art durchgeführt werden. In einem besonderen Ausführungsbeispiel kann die Behandlungskammer als vertikaler Zylinder ausgebildet sein. Das Heiz- und Trägergas tritt durch eine Öffnung nahe dem unteren Ende des Zylinders ein und bewegt sich schraubenförmig gegen das obere Ende hin, wo sich die Austrittsöffnung befindet. Ein Teil des zu behandelnden Pulvers mag zurückfallen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit gegen das obere Ende des Behandlungszylinders abnimmt, und wird dann von dem neueinströmenden Gas wieder emporgewirbelt. Führungsflächen können in dem Behandlungszylinder vorgesehen sein, um zur Regelung der Strömung innerhalb des Zylinders beizutragen.

Die Länge des Behandlungszylinders, Geschwindigkeit des Behandlungsgutes, und Höhe der Behandlungstemperatur können so abgestimmt werden, daß praktisch nur ein einmaliger Durchgang des Pulvers durch die Behandlungskammer notwendig ist und die ganze für die Behandlung des Pulvers erforderliche Wärme dem Pulver zugeführt wird, wenn es einmal von dem unteren zu dem oberen Ende des Zylinders wandert. In diesem Falle wird das Behandlungsgut vom oberen Ende der Behandlungskammer in eine Abscheidekammer abgeführt, wo durch die Herabsetzung seiner Geschwindigkeit und Änderung der Bewegungsrichtung ein Ausfällen des Pulvers aus dem Trägergas herbeigeführt wird. Solche Abscheidekammern sind bekannt und mögen z. B. Zwischenwände aufweisen, die eine Zickzack- oder Aufundabbewegung des Trägergases erzwingen. Das am Boden der Abscheidekammer ausgefällte Pulver kann

ίο von Zeit zu Zeit abgelassen werden, vorzugsweise durch doppelte Türen oder Schleusen, die keine Unterbrechung des kontinuierlichen Prozesses während der Abführung des Pulvers erfordern.

Eine Abkühlung des Pulvers nach seiner Erhitzung kann in der Abscheidekammer und auch in einer solchen Schleuse erfolgen.

Es ist auch möglich, Kühlung in einem diskontinuierlichen Prozeß durchzuführen, wobei jede Ladung in der Behandlungskammer selbst abgekühlt wird,

no bevor sie mit dem Luftsauerstoff der Umgebung in Berührung kommt. Wenn die Behandlungskammer ein von einem Mantel umgebenes Gefäß bildet, kann dieser Mantel zunächst mit einem Heizmittel gefüllt werden, um das Behandlungsgut auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen, und kann dann, wenn die Wärmebehandlung beendet ist, nach Ablassung des Heizmittels mit einem Kühlmittel gefüllt werden.

Trägergas kann auch als Kühlmittel für das in ihm verteilte Pulver benutzt werden, wenn es vor seiner

3d Wirkung als Trägergas gekühlt wird oder bei Zimmertemperatur benutzt wird, um eine Abkühlung des Behandlungsmaterials zu bewirken.

Andere Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Nach der Wärmebehandlung und Kühlung kann das pulverförmige Material in einen Behälter entleert und als Zwischenprodukt verwendet werden oder direkt einer Apparatur oder Maschine zugeführt werden zwecks sofortiger Weiterverarbeitung zu einem gewünschten Endprodukt, z. B. Schokolade oder einem anderen Kakaoprodukt.

Um die Erfindung leicht verständlich zu machen, wurde ihre Durchführung an Hand einer verhältnismäßig einfachen Anlage beschrieben. Es ist selbstverständlich, daß andere an sich bekannte Erhitzungsverfahren im Rahmen der Erfindung möglich sind, z. B. Erhitzung in Hochfrequenzfeldern, ohne daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung geändert werden und ohne ihre Wirkungsweise zu beeinträchtigen. Weiterhin mag es erwünscht sein, am Ende der Behandlung wenigstens einen Teil der natürlichen Feuchtigkeit, die dem Pulver durch die Wärmebehandlung entzogen wurde, wieder zuzuführen. Eine solche Wiederanfeuchtung kann vorteilhafterweise in dem Kühlabschnitt der Anlage durchgeführt werden, wobei Wassereinspritzung gleichzeitig zur Wiederanfeuchtung und Kühlung dienen mag. Am Ende der Anlage kann auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die zusammengebackenes Material verkleinert. Solche Vorrichtungen sind bekannt, und ihre Anwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung ist erwünscht, um Zusammenballungen bei derWärmebehandlung und Kühlung wieder rückgängig zu machen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, solche Zusammenballung von vornherein möglichst zu verhindern, indem man z. B. den Fördereinrichtungen eine Rüttelbewegung erteilt. Eine solche Bewegung kann vorteilhafterweise durch die Wellen der Förderschrauben oder Wurmvorrichtungen übermittelt werden.

In der Beschreibung ist der Ausdruck Kakaopulver so gebraucht, daß darunter jedes in der Hauptsache

aus Kakao bestehende Pulver, z. B. Schokoladepulver, inbegriffen ist.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beeinflussung der Farbe von Kakaopulver bzw. Schokoladepulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in einem Raum, der praktisch luftdicht geschlossen ist und in dem der Sauerstoffgehalt im Vergleich zu dem Gehalt der normalen Atmosphäre erheblich vermindert ist, ίο· so lange auf eine Temperatur zwischen 170 und 220° C erhitzt wird, bis die Farbe des Pulvers gedunkelt ist, worauf das Pulver auf eine Temperatur herabgekühlt wird, bei welcher keiner seiner Bestandteile durch Oxydation erheblich geändert werden kann, bevor es wieder der normalen Atmosphäre ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der Erhitzung das Erhitzungsgefäß evakuiert wird. ao

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in einer nicht oxydierenden Schutzatmosphäre durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in einejn Gefäß durch- asgeführt wird, in dem die Luft durch^ überhitzten Wasserdampf verdrängt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung unter Verwendung von Kohlendioxyd als Schutzgas durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung ein Gefäß dient, das von einem Heizmantel umgeben ist, und daß die durch den Heizmantel zugeführte Wärmemenge geregelt wird, und zwar selbsttätig sowohl in Abhängigkeit von der Temperatur in dem Behandlungsgefäß als auch in Abhängigkeit von der Temperatur im Heizmantel.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung in einem ummantelten Gefäß erfolgt, dessen Mantel ein Kühlmittel zugeführt wird in Abhängigkeit von der Temperatur im Behandlungsgefäß.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezuführung mittelbar, d. h. durch eine betheizte Wand des Behandlungsgefäßes, erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung durch infrarote Wärmestrahlung in einem mit Luft gefüllten Heizmantel erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorerhitztes Schutzgas oder Dampf, die das zu behandelnde Pulver unmittelbar berühren, als Erhitzungsmittel verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schutzgas oder Dampf eine Geschwindigkeit erteilt wird, um das zu behandelnde Pulver darin in Schwebe zu halten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 390 801;
• J.Koch, »Vom Kakaopulver und seinen Eigenschaften« in »Gordian« LV. Jhrg., H. 1324, S. 14 bis 17. .'-.■"■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 678/563 11.58,