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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Schokoladenmasse Die
Erfindung betrifft Verbesserungen bei Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung
von Schokoladenmasse für gewöhnliche Koch- und Speiseschokolade bis zur feinsten
sogenannten Schmelzschokolade. fahr Gegenstand ist in erster Linie Verwendung von
Einrichtungen zur Herstellung von Schokolade, die billiger als die bisher üblichen
sind und erheblich weniger Raum beanspruchen, die eine erhebliche Ersparnis an Zeit,
Kraft und Personal sowie die Herstellung einer Schokolade von bisher nicht erreichter
Qualität ermöglichen.
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Insbesondere ist es Gegenstand der Erfindung, die Behandlung der
Schokoladenmasse und ihre Veredlung in Homogenisiervorrichtungen vorzunehmen, von
denen eine besonders zweckmäßige Form beschrieben wird, dabei diese Vorrichtungen
in Kombination mit einer oder mehreren in der Schokoladenindustrie bereits üblichen
Einrichtungen zu verwenden oder noch besser eine besonders geeignete Homogenisierzeotrifuge
im Zusammenbau mit einer Misch-und Knetvorrichtung in einer einzigen Vorrichtung
zu verwenden und dabei den üblichen zeit- und kraftraubenden Arbeitsvorgang des
Conchierens weitgehend oder sogar ganz auszuschalten.
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Bisher verlief die Herstellung von Schokolade bis zur Stufe der »nüssigen«
Schokoladennnasse folgendermaßen: Nach dem Rösten und Brechen der Kakaobohnen erhielt
man dann Kakaomasse, die den folgenden Arbeitsgängen unterworfen wurde: Zunächst
erfolgte die sogenannte Vormischung, d. h. das Mischen von Zucker, Kakaomasse sowie
gegebenenfalls Kakaobutter und anderen Bestandteilen in den gewünschten Mengenverhältnissen.
Diese Vormischung wurde dann fein gewalzt und darauf je nach Herstellungsart, sei
es in einem Vakuumtrog sei es in Melangeuren, zur Vorbereitunlg der folgenden, Verfahrensstufe
des »Conchierens« behandelt.
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Das Concllieren besteht in einem Durcharbeiten der Scholkoladenmasse
in großen Trögen oder Conchen während einer Dauer von gewöhnlich zwischen 8 bis
72 Stunden. Diese Behandlungsstufen in dem Vakuumtrog bzw. den Conchen dienten insbesondere
zum Erzielen einer guten Homogenisierung (»Versalben«) der Schokoladenmasse und
der Beseitigung von aromaschädlichen Stoffen. Nach diesen Verfahrensstufen wurde
die Schokoladenmasse während einer Zeit, die bis zu 24 Stunden und sogar noch länger
betragen konnte, temperiert, bevor sie vergossen werden konnte.
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Diese verschiedenen Verfahrensstufen waren erforderlich, wenn man
Schokolade von beachtlicher Oualität erhalten wollte; sie benötigten umfangreiche
Einrichtungen und erforderten erhebliche Arbeit bei der Behandlung der Schokoladenmasse.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist es dagegen insbesondere möglich.
ganz oder teilweise auf das Conchieren zu verzichten und das Herstellungsverfahren
der Schokolade, wenn nicht in stetiger Arbeitsweise, so doch wenigstens in einem
einzigen Arbeitsgang zwischen der Vormischung und der Formung durchzuführen. Zu
diesem Zweck besteht die Erfindung darin. die Schokoladenmasse nach der Behandlung
der Vormischung auf Walzwerken wiederholten Zieh-, Dispergier- und Stoß- sowie gegebenenfalls
daran anschließend Ausstreichwirkungen zu unterwerfen. Dadurch wird die Schokoladenmasse
wesentlich besser homogenisiert, was sich hauptsächlich in einer merklichen Verbesserung
von »Schmelz« und »Bruch« der Schokolade gegenüber den Ergebnissen des üblichen
Conchierens auswirkt. Unter »Schmelz« soll dabei das Fehlen jeder Scharfkantigkeit
der feinsten Trockenbestandteile der Masse, unter »Bruch « die gleichmäßige Einbettung
von feinsten Kakaoteilchen und in homogener Verteilung dazu der Zuckerkristalle
in der Kakaobutter verstanden werden.
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Diese Zieh-, Dispergier-, Stoß- und Ausstreichwirkungen erzielt man
insbesondere dadurch, daß man die Schokoladenmasse unmittelbar nach dem Feinwalzen
der Vormischung der Wirkung einer zweckentsprechenden Homogenisierzentrifuge unterwirft,
wie sie insbesondere in dem deutschen Patent 881038 beschrieben ist und in gewünschter
Weise die genannten Wirkungen hervorruft.
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Die in diese mit sehr großer Geschwindigkeit umlaufende Zentrifuge
eingeführte Schokoladenmasse breitet sich in einer äußerst dünnen, nur Bruchteile
eines Millimeters starken Schicht auf einem ersten sich rasch drehenden Kegelring
aus, von dessen äußerem Rand aus sie zerstäubt wird und dabei auf einen zweiten
sich ebenfalls rasch drehenden Kegelring geschleudert wird, auf dessen innerer Kegelfläche
sie sich wiederum ausbreitet, und zwar naturgemäß in noch dünnerer Schicht als auf
der ersten Kegelfläche.
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Darauf wird die Masse zwischen einem letzten äußeren Kegel ring und
einem feststehenden kegelförmigen Gehäuseschirm ausgestrichen und verläßt dann die
Vorrichtung. Auf diese Weise wird die Masse nicht nur feinst dispergiert, sondern
auch in einer ungewöhnlich dünnen Schicht der Einwirkung der Luft ausgesetzt. Dabei
kann auch ein Vakuum angewendet werden, obwohl dies für den Erfolg nicht unbedingt
erforderlich ist.
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Zusätzlich zu den mechanischen Wirkungen werden überdies im Laufe
dieser Behandlung aus der Schokoladenmasse aromaschädliche Bestandteile verflüssigt,
welche entfernt werden müssen, da sie der Schokolade einen unerwünschten Geruch
und Geschmack geben würden. Dieser Verflüchtigungsvorgang wird durch die feine vorgesehene
Zerstäubung in Luft bzw. im Vakuum begünstigt. Da im übrigen die Homogenisierung
dazu führt, daß die Einzelbestandteile der Schokoladenmasse inniger miteinander
vermischt werden, kommt die Schokolade rascher zur Verfeinerung bzw.
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Veredlung des Geschmacks, was bis jetzt nur durch ausreichend langes
Conchieren erreichbar war.
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Schließlich bewirkt das Ausstreichen zu dünnen Schichten, ohne daß
man von einem eigentlichen Zerkleinem der einzelnen Bestandteile, insbesondere der
Zuckerkristalle, sprechen kann, ein Abschleifen dieser Kristalle, die dem Schokoladefertigfabrikat
auch dann einen besonders feinen »Schmelz« verleihen, wenn man für die Herstellung
nicht einen besonders fein gemahlenen Zucker verwendet hat.
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Abweichend vom bisher üblichen oben skizzierten Gang der Herstellung
einer zum Formen fertigen Schokoladenmasse kann man also erfindungsgemäß unmittelbar
vom Melangeur in die Homogenisierzentrifuge gehen, also bisher übliche Stufen der
Vorbehandlung auslassen. Dabei kann man z. B., wie nachstehend an den Fig. 1 und
4 gezeigt wird, entweder von der Homogenisierzentrifuge noch eine ganz kurze gegenüber
dem üblichen 50- bis 80stündigen Conchieren kaum ins Gewicht fallende Zeit noch
in einer Conche nachbehandeln, oder man verzichtet völlig auf die Conche und behandelt
die Schokoladenmasse im Kreislauf zwischen einem üblichen Melangeur und der Holnogenisiereinrichtung.
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Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen verschiedene
Möglichkeiten.
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Wenn man beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren in eine vorhandene
Anlage einfügen will, welche aus Vakuumapparaten und Conchen besteht, kann man erfindungsgemäß
eine Vorrichtung der genannten Art zwischen der Vaknumapparatur und den Conchen
einschalten, um die aus der Vakunmapparatur kommende Schokoladenmasse zu behandeln,
wodurch man die Dauer des eigentlichen Gonchiervorganges beträchtlich verkürzen
kann.
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Man kann ebenfalls im Rahmen der Erfindung mehrere Homogenisierzentrifugen
hintereinander anordnen, durch welche die Schokoladenmasse der Reihe nach hindurchgeht.
und kann in diesem Falle das Conchieren und das Temperieren völlig ausschalten.
Nach
Verlassen der letzten Homogenisierzentrifuge kann die Schokoladenmasse entweder
unmittelbar vergossen werden oder erst, nachdem sie in einem üblichen, beispielsweise
Mischarme, Walzen od. dgl. aufweisenden Mischer (oder »Melangeur«) behandelt wurde,
was insbesondere die Beseitigung aller Luftblasen bezweckt.
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Gegebenenfalls wird es sich sogar nicht vermeiden lassen, die Schokoladenmasse
durch Spezialvakuumgefäße laufen zu lassen, bevor sie, unmittelbar aus den Vormelangeuren
kommend, die Reihe der Homogenisiereinrichtungen durchläuft, um schließlich in einen
einfachen Melangeur übergeführt und im Anschluß daran unmittelbar vergossen zu werden.
Da diese verschiedenen Arbeitsvorgänge in stetiger Arbeitsweise durchführbar sind,
weil die erwähnten Homogensierzentrifugen stetig arbeiten, ist es leicht verständlich,
daß man bei den einzelnen Verfahrensstufen erheblich an Zeit und Arbeit sparen kann.
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Wenn man die Anlage verkleinern will, kann man gemäß der Erfindung
auch eine einzige Mischvorrichtung verwenden, mit der die Schokoladenmasse einerseits
vor Eintritt in die Homogenisierzentrifuge und andererseits nach deren Verlassen
behandelt wird.
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Man kann außerdem nach der Erfindung statt mehrerer hintereinander
arbeitender Homogenisierzentrifugen eine einzige benutzen, durch die man die Schokoladenmasse
zu wiederholten Malen im Laufe des Verfahrens hindurchlaufen läßt.
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Man kann schließlich erfindungsgemäß zu diesem Zweck eine Rühr- bzw.
Mischvorrichtung mit einer Homogenisierzentrifuge in besonders vorteilhafter Weise
zu einem einzigen Aggregat vereinigen, wobei gegebenenfalls die gesamte Vorrichtung
unter Vakuum gesetzt werden kann, so daß die Schokoladenmasse in diesem Aggregat
alle Verfahrensgänge durchläuft: Vormischung nach dem Mahlen. Homogenisierung, Beseitigung
aller Spuren von Feuchtigkeit und von aromaschädlichen Stoffen sowie die endgültige
Vermischung.
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Andere Merkmale und Eigentümlichkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung an Hand der Zeichnung, die schematisch ein den Schutzumfang
nicht begrenzendes Ausführungsbeispiel der Einzelheiten der Erfindung darstellen.
Es zeigt Fig. 1 ein Schema der Einfügung einer Homogenisierzentrifuge in den üblichen
Herstellungsgang von Schokolade, Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Homogenisierzentrifuge als Ausführungsbeispiel, Fig. 3 ein grundsätzliches Schema
einer Anlage zur stetigen Behandlung von Schokolade mit Hilfe mehrerer Homogenisiervorrichtungen
bzw. -zentrifugen in Kaskadenanordnung für Durchlaufbetrieb, Fig. 4 eine schematische
Darstellung einer Gesamtanlage für Kreislaufbetrieb und schließlich Fig. 5 den Schnitt
durch eine in einem einzigen Behälter auf engstem Raum untergebrachte erfindungsgemäße
Anlage zur Behandlung von Schokoladenmasse.
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In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die unter Vakuum stehende
Vorrichtung, in die man bei der üblichen Herstellung die aus dem Feinwalzen der
Vormischung hervorgegangene Schokoladenmasse einführt; 2 bezeichnet die Conche und
3 eine erfindungsgemäß dazwischengeschaltete Homogenisiervorrichtung.
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Diese Homogenisiervorrichtung kann von der Art sein, wie sie in der
obengenannten deutschen Patentschrift
881038 beschrieben ist; sie
ist schematisch in der Fig. 2 dargestellt. Sie weist zwei umlaufende Kegelringe
4 und 5 auf (man kann auch mehr als zwei benutzen), die z. B. in entgegengesetztem
Drehsinn, aber mit gleicher Drehzahl umlaufen. Die bei 6 eingebrachte Schokoladenmasse
wird durch den Propeller 7 angezogen und durch die Löcher 8 des Zylindertopfes 9
ausgeworfen. Sie gelangt auf die Innenfläche des Kegelringes 4, der sie durch seine
Rippen 10 in der Umlaufrichtung mitnimmt und sie unter Fliehkraftwirkung in sehr
dünner Schicht über seine ganze innere Oberfläche verteilt und von seinem Außenrand
11 schließlich gegen die Innenfläche des Kegelringes 5 schleudert (vgl. die Pfeile
in Fig. 2).
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Dort breitet sich die Schokoladenmasse, mitgenommen durch die Rippen
12, wiederum in ganz dünner Schicht aus, um dann gegen einen in Ruhe befindlichen
äußeren Gehäuseschirm 13 geworfen zu werden.
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Im Laufe aller dieser Arbeitsgänge erfährt die Schokoladenmasse eine
starke Dispergierung und wird in ein äußerst homogenes Gemisch übergeführt.
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Die Schokoladenmasse läuft anschließend in den zwischen dem feststehenden
Schirm 13 und dem umlaufenden Kegelringl4, der mit dem Kegeiring 5 starr verbunden
ist gebildeten Reib- oder Versalbungsspalt ein, um dort feinst zerrieben und im
Anschluß daran durch einen (in Fig. 2 nicht dargestellten) Entleerungstrichter ausgeworfen
zu werden.
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Die Verwendung der Vorrichtung 3 zwischen der unter Vakuum stehenden
Vorrichtung 1 und der Conche 2 führt zu einer derartigen Homogenisierung der Schokoladenmasse,
daß das Conchieren in der Conche 2, wie oben angeführt, auf eine äußerst kurze Zeit
beschränkt werden kann.
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Bei den Ausführungsformen nach Fig. 3, 4 und 5 benötigt man sogar
überhaupt kein zusätzliches, lediglich dem Conchieren dienendes Element.
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Bei der schematisch dargestellten Anordnung nach Fig. 3 wird die
aus den Mahlvorrichtungen kommende Masse zusammen mit dem für die verschiedenen
Schokoladesorten vorgesehenen Zusatz vonKakaobutter in die Misch- und Rührvorrichtungen
16 und 17 (Melangeure) hineingegeben, die abwechselnd die erste der drei Homogenisierzentrifugen
3, 3',3" speisen; diese werden - in Kaskadenform hintereinander angeordnet - nacheinander
von der Schokoladenmasse durchlaufen, wozu unter Umständen beliebige Zwischenförderer,
z. B. Schnecken, benötigt werden.
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Diese Homogenisierzentrifugen können derjenigen nach Fig. 2 entsprechen.
In ihnen erfolgt außer der Zerkleinerung der festen Bestandteile der Masse eine
wirksame Verflüchtigung der aromaschädlichen Geruchsstoffe sowie der Feuchtigkeitsreste
aus der Masse. so daß es weiterer Vorrichtungen zur Vakuumbehandlung und zur Erwärmung
nicht bedarf.
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Aus der Homogenisierzentrifuge 3" gelangt die Schokoladenmasse in
einen üblichen Endmischer 18> aus dem sie gegebenenfalls nach dem üblichen »Temperieren«
unmittelbar den Gießmaschinen zugeführt werden kann.
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Diese Kaskadenanordnung der Homogenisiervorrichtungen ermöglicht
eine stetige Schokoladenherstellung, da die Vormischer 16 und 17 abwechselnd benutzt
werden, indem einer von ihnen beschickt wird, während der andere arbeitet.
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Bei der Gesamtanlage nach Fig. 4 benötigt man nur einen einzigen
üblichen Melangeur 18 mit Vakuumanschlußmöglichkeit, der im Kreislauf von der aus
einer Homogenisierzentrifuge 3 kommenden und durch Leitungen 19 und 20 von einer
Pumpe 21 beliebiger
Bauart geförderten Masse durchlaufen wird. Eine solche Anlage
arbeitet wie folgt: Zunächst gibt man in den Melangeur 18 die zuzusetzende Menge
Kakaobutter, nachdem man den Melangeur auf eine Temperatur von etwa 500 C vorgewärmt
hat, so daß die Butter schmilzt. Dann fügt man nach und nach das nach dem Feinwalzen
erhaltene Anfangsgemisch der Schokoladenmasse hinzu.
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Man bearbeitet dann dieses Gemisch eine Zeitlang in dem Melangeur
18 und erhält eine Vormischung.
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Darauf wird der inzwischen angehaltene oder auch weiterlaufende Melangeur
unter Vakuum gesetzt und gegebenenfalls bis auf eine für die Behandlung der Schokolade
zweckentsprechende Temperatur (beispielsweise 80 bis 900 C) gebracht, wonach die
Masse mittels der Pumpe 21 in die Homogenisierzentrifuge 3 gedrückt wird, aus der
sie durch die Leitung 19 in den Melangeur 18 zurückkehrt. Dieser Kreislauf wird
so lange fortgesetzt, bis die gesamte Masse mindestens dreimal die Homogenisierzentrifuge
3 durchlaufen hat. Dann hält man die Pumpe an und läßt für einige Minuten nur den
Melangeur 18 weiterlaufen, so daß er die ganze Masse nochmals allein durcharbeitet.
Nun ist die Schokoladenmasse zum Vergießen bereit.
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Die durch Fig. 5 dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine besonders
einfache Ausführung der mit Bezug auf Fig. 4 beschriebenen Arbeitsvorgänge. Es handelt
sich um ein in sich sowohl den Melangeur als auch die Homogenisierzentrifuge (z.
B. gemäß Fig.2) vereinigendes Aggregat.
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Diese Vorrichtung weist einen Behälter mit Doppelmantel 22,23 23
auf, in den man entweder unter Druck stehenden Dampf oder kaltes Wasser leiten kann,
um seinen Inhalt bis auf eineTemperaturvon annähernd 1000 C erhitzen bzw. anderenfalls
abkühlen zu können.
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Der Behälter besitzt einen abnehmbaren Deckel 24 und eine Ablaßöffnung
25 am Boden.
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Notwendigerweise hat der Behälter ferner Einrichtungen zur Entnahme
von Proben, zur selbsttätigen Temperaturregelung usw. sowie weiterhin überwachungs-,
Regel- und Sicherheitseinrichtungen, die jedoch in der Zeichnung der besseren Übersicht
halber nicht dargestellt sind.
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In diesem Behälter ist ein Misch- und Rührwerk 26, 27, 28 angeordnet,
das von einer unten eingeführten Hohlwelle 29 mittels einer Riemenscheibe 30 von
einem (nicht dargestellten) Motor in Drehung versetzt werden kann.
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Die inneren Rührarme 26 sitzen an einem mit der Welle 29 gleichachsigen
Schneckengehäuse31, dessen unteres Eintrittsende 32 in geringem Abstand über dem
Behälterboden liegt. Im Inneren dieses Gehäuserohres 31 läuft eine von einer Welle
34 angetriebene Hubschnecke 33, die ihrerseits über eine Riemenscheibe 35 angetrieben
wird.
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Das Rohr 31 mündet oben im Innern der Kammer 34' der Homogenisierzentrifuge.
Sie wird von dem Deckel 24 des Behälters getragen und entspricht in ihrer Bauweise
genau der in Fig. 2 beschriebenen Zentrifuge; jedoch erfolgt ihre Beschickung, wie
aus Fig. 5 ersichtlich ist, von unten statt von oben und der Antrieb ihrer verschiedenen
Rotoren (mittels der Riemenscheiben 36 und 37) von oben statt von unten.
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Die Drehzahlen der Rotoren der Homogenisierzentrifuge sind außerordentlich
hoch, verglichen mit denjenigen des Rührarmsystems und der Hubschnecke.
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Der Rohrstutzen 38 im Deckel 24 führt zu der (nicht dargestellten)
Vakuumpumpe. Die Gesamtvorrichtung steht auf den Füßen 39. Sie arbeitet folgendermaßen:
Wie
im vorhergehenden Falle beginnt man mit einem Vermischen von zugesetzter Kakaobutter
und gewalzter Schokoladenmasse, indem man den Behälter 22, 23 zweckentsprechend
(beispielsweise mittels Dampf oder heißen Wassers) erwärmt. Dann wird der Deckel
24 aufgesetzt und die Vakuumpumpe angestellt.
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Homogenisierzentrifuge, Rühnverk 26, 27, 28 und Förderschnecke 33
werden darauf in Betrieb gesetzt.
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Die Drehzahlen von Rührwerk (einschließlich Schnekkengehäuse 31) und
Schnzcke müssen zwecks Zustandeliommens der gewünschten Förderung voneinander abweichen.
Das Rührwerk unterstützt dabei mit seinen Armen 26 und 27 den Zulauf der Schoko
larlenmasse zum Schnecl:engehäuseeinlauf 32. Die Förderschneche 33 speist die Homogenis
ierzentrifuge über die Kammer 34' vom Boden des Behälters aus.
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Man setzt die Homogenisierung der Schokoladenmasse während einer
angemessenen Zeit fort, beispielsweise derart, daß die gesamt Schokoladenmasse mindestens
drei- oder viermal die Homogenisierzentrifuge durchläuft. Danach hält man die Homogenisierzentrifuge
und die Förderschneclie 33 an und setzt, gegebenenfalls nach Abheben des Deckels
24 das Rührwerk 26, 27> 28 für eine zum nochmaligen Durcharbeiten des Gesamtgemisches
benötigte Zeit wieder in Gang. Darauf braucht man nur den Ablaß 25 zu öffnen, und
das Gemisch ist zum Vergießen bereit.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die nach der Erfindung hergestellte
Schokolade qualitativ den nach den bisher üblichen Verfahren erhaltenen Schokoladen
überlegen ist. Diese Schokolade ist frei von aromaschädlichen Bestandteilen sowie
von jeder Spur von Feuchtigkeit, ist vollkommen glatt und hat überragenden »Schmelz«
tind Geschmack. Ihre Lagerfähigkeit ist unbegrenzt. Die Körnungsanalyse ergibt eine
höchste Feinheit von 20 bis 50 Mikron.
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Zur Ausführung des allgemein unten beanspruchten Verfahrens ist man
nicht unbedingt an ctie Einzelheiten der beschriebenen Vorrichtungen gebunden.