DE1607802C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von zu verarbeitenden kakaobutterhaltigen Massen, insbesondere Schokolade - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von zu verarbeitenden

ίο kakaobutterhaltigen Massen, insbesondere Schokolade. Nach dem Verfahren wird die auf eine über ihrer höchsten Schmelztemperatur liegende erste Temperatur erwärmte Masse in einer ersten Kühlstufe auf eine Zwischentemperatur von etwa 30 bis 31°C, danach in einer zweiten Kühlstufe auf eine zweite Temperatur von etwa 28 bis etwa 29° C abgekühlt und danach ohne Überhitzung auf eine dritte Temperatur erwärmt.

Bei der Herstellung von Tafelschokoladen und von mit Schokolade überzogenen Gegenständen, beispielsweise Pralinen, ist eine richtige Aufbereitung der in flüssigem Zustand zugeführten Schokoladenmasse von ausschlaggebender Bedeutung für das Aussehen und die Haltbarkeit des Erzeugnisses. Die Aufbereitung enthält als wesentliche Verfahrensschritte Abkühl- und Aufwärmvorgänge, die insgesamt auch als Temperieren oder Vorkristallisieren bezeichnet werden. Bei der Aufbereitung entstehen in der Masse Kakaobutterkristalle, und da die Kakaobutter polymorph ist, nimmt man an, daß die erfahrungsgemäß vorhandene starke

■ίο Abhängigkeit der erzielten Verarbeitungsqualität von der Art der Aufbereitung darauf zurückzuführen ist, daß sich je nach den verschiedenen Temperaturen, die während der Aufbereitung in der Masse eingestellt werden, Kristallkeime verschiedener Kristallmodifi-

J5 kationen bilden, wobei jedoch nur Keime der stabilsten Modifikation mit dem höchsten Schmelzpunkt in der verarbeitungsfertigen Masse erwünscht sind. Bei unzulänglicher Aufbereitung hat die fertig verarbeitete Schokolade nur wenig Glanz und eine inhomogene, durch Grautöne oder hellere Flecken gekennzeichnete Struktur. Früher oder später zeigt sich, besonders bei höheren Lagertemperaturen die sogenannte Fettreifbildung, die das Aussehen der hergestellten Ware stark beeinträchtigt. Dagegen ergeben sich bei richtiger Aufbereitung der Masse Schokoladenerzeugnisse mit glatter, gleichmäßiger, verhältnismäßig dunkel gefärbter, intensiv glänzender Oberfläche, die eine relativ große Temperaturbeständigkeit und Lagerfähigkeit haben und wenig zur Fettreifbildung neigen.

Bei der herkömmlichen Aufbereitung wird die über ihre höchste Schmelztemperatur hinaus erwärmte Masse unter Rühren, Mischen und Schaben bis zu der Verarbeitungstemperatur von etwa 31 bis 30°C abgekühlt. Dabei wird mit der Masse ein Kühlmittel in Wärmeaustausch gebracht, das eine verhältnismäßig niedrige Temperatur hat, z. B. Wasser von etwa 15⁰C Durch das Rühren und Schaben an den kalten Wänden des von dem Kühlmittel durchflossenen Wärmetauschers erreicht man, daß die unmittelbar am Wärmetauscher auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur abgekühlte Masse wieder mit der noch wärmeren übrigen Masse vermischt und somit wieder auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur aufgewärmt wird.

Die nach dem beschriebenen herkömmlichen Verfahren aufbereitete Masse hat jedoch auch bei Konstanthaltung der Temperatur keine konstante Viskosität, vielmehr nimmt ihre Viskosität verhältnismäßig rasch

mäßig niedrige Temperatur hat, z. B. Wasser von etwa 15° C. Durch das Rühren und Schaben an den kalten Wänden des von dem Kühlmittel durchflossenen Wärmetauschers erreicht man, daß die unmittelbar am Wärmetauscher auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur abgekühlte Masse wieder mit der noch wärmeren übrigen Masse vermischt und somit wieder auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur aufgewärmt wird.

Die nach dem beschriebenen herkömmlichen Verfahren aufbereitete Masse hat jedoch auch bei Konstanthaltung der Temperatur keine konstante Viskosität, vielmehr nimmt ihre Viskosität verhältnismäßig rasch zu, so daß die aufbereitete Masse nur eine begrenzte Zeit lang verwendungsfähig ist. Mit dem Anstieg der Viskosität (sogenannte Übertemperierung) ist infolge der frei werdenden Kristallisationswärme eine Eigenerwärmung der Schokoladenmasse verbunden. Es besteht also kein thermostabiles Gleichgewicht zwischen der Fest- und Flüssigphase. Eine übertemperierte Schokoladenmasse ist für die Verarbeitung ungeeignet, weil bei ihr die Fettreifbildung augenblicklich einsetzt. Für diese Fettreifbildung sind vorwiegend die großen Kakaobutterkristalle verantwortlich. Infolge der Volumenkontraktion beim Erstarren bilden sich Risse zwischen den großen und kleinen Kristallen. Daran wird das Licht gestreut, und man nimmt an der Schokoladenoberfläche kleine weiße Fettreifsterne wahr.

Die beschriebenen Übelstände stellen insbesondere bei der Fabrikation von mit Schokolade überzogenen Gegenständen einen beträchtlichen Nachteil dar, da das Überziehen der Gegenstände üblicherweise so erfolgt, daß die aufbereitete Schokoladenmasse in einem Schleierkasten auf die zu überziehenden Gegenstände gegossen und die überschüssige Schokolade wieder aus dem Schleierkasten abgezogen wird. Infolge der nicht konstant bleibenden Viskosität der in herkömmlicher Weise temperierten Schokoladenmasse kann die aus dem Schleierkasten abfließende überschüssige Menge nur für eine begrenzte Zeit ohne erneutes Temperieren wieder verwendet werden. Die Viskosität nimmt ständig zu, bis schließlich die erzeugten Überzüge zu dick und ungleichmäßig werden, so daß die Masse erneut temperiert, nämlich über ihren höchsten Schmelzpunkt erwärmt und in der beschriebenen Weise behandelt werden muß, ehe sie weiter verwendet werden kann. In der Praxis versucht man, dieses allmähliche Eindicken der temperierten Schokolade durch bestimmte Maßnahmen hinauszuzögern; beispielsweise setzt man der schon dicker gewordenen Masse untemperierte Schokoladenmasse zu. Derartige Hilfsmaßnahmen können jedoch die Zunahme der Viskosität bis zu einem für die Verarbeitung unbrauchbaren Wert nur unwesentlich hinauszögern, und überdies ist der Erfolg derartiger Maßnahmen sehr von der Geschicklichkeit und Erfahrung des Bedienungsmannes abhängig. Auch unter Zuhilfenahme derartiger Maßnahmen muß jedoch der überwiegende Teil der aus einer Überziehmaschine abfließenden überschüssigen Masse schließlich erneut temperiert werden, da bei üblichen Uberziehmaschinen nur ein verhältnismäßig kleiner Bruchteil der dem Schleierkasten insgesamt zugeführten Schokoladenmenge verbraucht wird und der größte Teil als Überschußmenge mit nicht konstant bleibender Viskosität wieder anfällt. Dieses Verfahren ist sehr unwirtschaftlich, da wegen der erforderlichen Wiederaufwärmung eines großen Teils der Schokoladenmasse ein hoher Energieverbrauch entsteht und außerdem entsprechend groß dimensionierte Einrichtungen zum Wiederaufwärmen und Abkühlen (Temperieren oder Vorkristallisieren) erforderlich sind.

Dennoch hat man es in der Praxis vielfach sogar vorgezogen, grundsätzlich die aus dem Schleierkasten als Überschuß erhaltene Masse nach Ergänzung des

ίο im Schleierkasten eingetretenen Verbrauchs als Ganzes erneut aufzubereiten und im Kreislauf zurück in den Schleierkasten zu leiten. Bei diesem sogenannten Umlauftemperierverfahren ergibt sich nämlich der Vorteil, daß stets mit frisch temperierter Masse von einigermaßen gleichmäßiger Viskosität überzogen wird und die weiter oben beschriebenen Maßnahmen, beispielsweise das Hinzufügen untemperierter Masse, nicht erforderlich sind. Wie schon gesagt, ist jedoch dieses Verfahren der Umlauftemperierung sehr unwirtschaftlich. Bei einer Arbeitsbandbreite von 800 mm müssen z. B. in der Stunde etwa 2000 kg Schokoladenmasse temperiert und aufgelöst werden, obwohl der Verbrauch im allgemeinen nur bei 200 bis 250 kg pro Stunde liegt. Bei einem bekannten derartigen Umlauf-Temperierverfahren werden die eingangs genannten Verfahrensschritte angewendet, wobei die schon erwähnte Regel befolgt wurde, erstarrte Masse von den Wänden der zum Kühlen verwendeten Wärmetauscher abzuschaben und als Kristallisationskeime in die wärmere übrige Masse einzumischen.

Das gleiche Prinzip des Beimpfens mit Kristallisationskeimen liegt auch den bekannten Mehrkreis-Temperierverfahren, insbesondere dem Zweikreis-Temperierverfahren, zugrunde. Dabei wird nur ein Teil der insgesamt im Kreislauf geführten Masse in der beschriebenen Weise kontinuierlich frisch temperiert.
Die Mehrkreisverfahren erfordern jedoch einen relativ hohen Aufwand, da die kontinuierlich frisch temperierte Teilmenge nicht zu klein sein darf und weil Inhomogenitätsprobleme nicht nur in der eigentlichen Temperiereinrichtung auftreten, wo die verhältnismäßig kleinen Mengen stark abgekühlter Masse als Kristallisationskeime in die restliche Masse des Teilstroms einzumischen sind, sondern auch beim Vermischen des Teilstroms mit dem Hauptstrom. Infolge der relativ hohen Zähigkeit und der schlechten Mischbarkeit der Schokoladenmasse in die Beimpfung nicht homogen, so daß örtliche Unterschiede hinsichtlich der Anzahl stabilerer Kakaobutter-Kristallisationskeime pro Volumeinheit auftreten. Außerdem lassen sich beim Vermischen zweier Schokoladenmassen von verschiedener Temperatur auch Inhomogenitäten in der Temperaturverteilung praktisch nicht ganz vermeiden. Daraus folgt, daß eine in dieser Weise aufbereitete Masse nach dem Verarbeiten bei der Abkühlung in einem Kühlkanal ihren Wärmeinhalt und insbesondere ihre Kristallisationswärme nicht gleichmäßig abgibt. Das kann zu partiellem Abschmelzen stabiler Kakaobutter-Kristalle führen; dabei bilden sich kleine Nester mit flüssiger, instabiler Kakaobutter. Diese Nester blühen später aus und bilden Fettreif. Obwohl das Zweikreisverfahren etwas wirtschaftlicher ist, weil nur die Hälfte der Masse neu temperiert werden muß, sind die beiden hier beschriebenen bekannten Umlauf-Temperierverfahren verfahrenstechnisch im wesent-

lichen gleich und mit denselben Nachteilen behaftet.

Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, ist ferner bekannt, eine Schokoladenschmelzmasse durch zweimaliges Abkühlen und Wiederanwärmen vorzukristallisieren.

Dabei wird die Masse zunächst schonend auf eine Temperatur von etwa 29° C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Viskosität ein Maximum erreicht. Sodann wird die Masse auf etwa 33° C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Viskosität nicht mehr weiter abfällt. Danach wird die Masse wiederum schonend ohne Unterkühlung auf 29° C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Viskosität erneut ein Maximum erreicht hat. Schließlich wird die Masse wieder auf 33° C aufgewärmt. Eine auf diese Weise aufbereitete Masse soll über längere Zeiträume eine konstante Viskosität aufweisen (natürlich wird in jedem Fall vorausgesetzt, daß die Temperatur der aufbereiteten Masse unter gleichzeitigem Rühren konstant gehalten wird).

Die zuletzt beschriebene sogenannte zyklotherme Vorkristallisation ist bisher nicht in einer Temperiermaschine praktisch eingesetzt worden. Die zweimalige Abkühlung und Aufwärmung ist relativ umständlich, erfordert eine recht komplizierte Apparatur, die mit Sorgfalt bedient werden muß, und hat auch in bezug auf den Energieverbrauch noch den Nachteil, daß eine zweimalige Aufwärmung erforderlich ist. Will man das Verfahren kontinuierlich anwenden, benötigt man mindestens vier Wärmetauscher.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von kakaobutterhaltigen Massen, insbesondere Schokolade zu schaffen, mit denen in einfacher Weise und unter Vermeidung einer zweimaligen Aufwärmung eine verarbeitungsfähige Masse erhalten wird, die über verhältnismäßig lange Zeiträume eine im wesentlichen konstante Viskosität und im übrigen alle Eigenschaften einer gut temperierten Masse aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe dient nach der Erfindung ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die dritte Temperatur etwa 33 bis etwa 34° C beträgt und daß in den beiden Kühlstufen die Masse mit einem Kühlmittel gekühlt wird, dessen Temperatur nur wenig niedriger ist als die Endtemperatur der Masse in der betreffenden Kühlstufe.

Vorzugsweise ist die Temperatur des Kühlmittels höchstens etwa 3° C tiefer als die Endtemperatur der Masse in der betreffenden Kühlstufe; beispielsweise haben sich in den beiden Kühlstufen Kühlmitteltemperaturen von etwa 30 bzw. etwa 26° C bei praktischen Versuchen bewährt.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kühlmitteltemperatur nur wenig niedriger ist als die Endtemperatur der Masse in der betreffenden Kühlstufe, wird ein Erstarren von Masse an den Wandflächen vermieden. Dies steht im Gegensatz zu den praktisch gebräuchlichen Verfahren, bei denen der Gedanke im Vordergrund steht, Teile der Masse an den Kühlflächen zur Erstarrung zu bringen, abzuschaben und der restlichen Masse als Impfkeime zuzuführen.

Es hat sich gezeigt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitete Masse bei der dritten Temperatur eine über lange Zeiten konstant bleibende Viskosität aufweist und bei der Verarbeitung Erzeugnisse ergibt, die alle gewünschten Eigenschaften hochwertiger Schokoladenoberflächen zeigen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfacher und wirtschaftlicher als das bekannte Verfahren mit zweimaliger Abkühlung und Aufwärmung, da es mit kleineren Apparaturen und mit geringerem Zeit- und Energieaufwand ausgeführt werden kann; insbesondere bei Verwendung automatischer Regeleinrichtungen fallen diese Vereinfachungen kostenmäßig stark ins Gewicht. Da das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich dem herkömmlichen einfachen Aufbereiten oder Temperieren ähnelt, bei dem nur ein Abkühl- und ein Aufwärmschritt vorhanden sind, kann es in vielen Fällen unter Verwendung von vorhandenen konventionellen Aufbereitungseinrichtungen ausgeführt werden.

Es kann zweckmäßig sein, die Masse eine bestimmte Zeit lang, beispielsweise etwa 5 Minuten, auf der Zwischentemperatur zu halten. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die aufbereitete Masse auf der dritten Temperatur gehalten und verarbeitungsfertig gespeichert werden. Dies ermöglicht einen Chargenbetrieb, der aus den verschiedensten Gründen vorteilhaft ist. So kann man beispielsweise mit verhältnismäßig kleinen Aufbereitungs- oder Temperiervorrichtungen nach Art einer herkömmlichen Schlüssel-Temperiermaschine mehrere kleinere Mengen von Masse nacheinander aufbereiten und in einen Vorratsbehälter einfüllen. Aus dem Vorratsbehälter kann dann die verarbeitungsfertige Masse in beliebigen, auch schwankenden Mengen entnommen werden. Natürlich können auch mehrere Vorratsbehälter aus einer einzigen Temperiermaschine gespeist wer-' den. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren in Fällen, bei denen die Masse im Überschuß verarbeitet wird. Dabei kann die nach der Verarbeitung anfallende überschüssige Masse ohne erneute Aufbereitung wieder verwendet werden, ohne daß nach einiger Zeit die Viskosität der Masse so weit zunimmt, daß man die ganze Masse nach Erwärmen über ihren höchsten Schmelzpunkt erneut aufbereiten (temperieren) muß. Der infolge der Verarbeitung eingetretene Verbrauch kann durch Zufuhr von Ergänzungsmengen an aufbereiteter, auf der dritten Temperatur befindlicher Masse ausgeglichen werden; bei Verwendung des obenerwähnten Vorratsbehälters kann die Ergänzungsmenge aus dem Vorratsbehälter entnommen werden, so daß dieser als Puffer zwischen der Verarbeitungseinrichtung und der Aufbereitungs- oder Temperiereinrichtung dient. Man kann auf diese Weise z. B. starke Schwankungen des Zuflusses an Ergänzungsmenge, wie sie sich bei automatischer Regelung der Ergänzungsmengen-Zufuhr ergeben, von der Aufbereitungseinrichtung fernhalten. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, die Ergänzungsmenge direkt aus der Aufbereitungseinrichtung zu entnehmen; in diesem Fall kann die Aufbereitungseinrichtung oder Verarbeitungseinrichtung selbst die Rolle des Vorratsbehälters übernehmen. Es kann aber auch eine kontinuierlich im Durchlauf arbeitende Aufbereitungseinrichtung verwendet werden, die in einen Vorratsbehälter fördert oder direkt für die Lieferung der Ergänzungsmenge ausgelegt ist.

In jedem Fall hat man den Vorteil, daß man die nach der Verarbeitung anfallende überschüssige Masse nicht erneut aufbereiten muß.

Die beschriebene Arbeitsweise, bei der die Masse

7 8

im Überschuß verarbeitet wird, kommt insbesondere wurde die Kühlwassertemperatur auf 28° C herab-

bei Überzichungsmaschincn in Frage. Zur Durchfüh- gesetzt, und nach 10 Minuten betrug die Temperatur

rung dieses Verfahrens eignet sicli erfindungsgemäß der Masse 29° C. Sodann wurde die Kühlwassertem-

eine Vorrichtung mit einer Verarbeitungseinheit, die peratur weiter auf 26° C herabgesetzt. Nachdem die

einen Eingang zur Zuführung von Masse und einen 5 Masse wieder (wie im vorhergehenden Beispiel) eine

Ausgang für die Abgabe von überschüssiger Masse Temperatur von 27,8° C erreicht hatte, wurde die

aufweist, einer zwischen dem Eingang und dem Aus- Wassertemperatur auf 33,5° C erhöht, und nach

gang der Vcrarbeitungseinlieit liegenden Förderein- 30 Minuten betrug die Temperatur der Masse'wieder

richtung, einer an den so gebildeten Kreislauf ange- etwa 33 bis 33,5° C. Auch diese Masse zeigte nach

schlossenen Ergänzungsleitung für die Einspeisung io 60 Stunden noch keine merkliche Abnahme der Vis-

von Masse in den Kreislauf und einer Temperierein- kosität.

richtung zum Aufbereiten von Masse durch Abkühl- In der Zeichnung ist schematisch eine Vorrichtung

und Aufwärmevorgänge, wobei diese Vorrichtung zum Überziehen von Gegenständen mit Schokolade

dadurch gekennzeichnet ist, daß die Temperierein- erläutert, bei der das erfindungsgemäße Verfahren

richtung nur über die Ergänzungsleitung mit dem 15 zur Anwendung kommt.

Kreislauf verbunden und entsprechend dem in der Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung

Verarbeitungseinheit auftretenden tatsächlichen Ver- enthält eine zum Überziehen von Gegenständen mit

brauch dimensioniert ist. Wie schon angegeben, ist Schokolade dienende Verarbeitungseinheit 1 in Form

es dabei zweckmäßig, zwischen die Temperiereinrich- eines herkömmlichen Schleierkastens, der einen Ein-

tung und die Ergänzungslcilung einen Vorratsbehälter 20 gang 2 zur Zuführung von Masse und einen AiIs-

für aufbereitete Masse zu schalten, der Einrichtungen gang 3 für die Abgabe von Masse aufweist. Die über-

zur Temperaturhaltung aufweist. Für die Steuerung schüssige Masse läuft in einen Umlaufbehälter 4, aus

der Ergänzungsmenge kann in bekannter Weise eine dessen Ablauf 5 die Masse über eine Leitung 6 und

von der Menge im Kreislauf gesteuerte Durchfluß- eine Fördereinrichtung, hier eine Pumpe 7, in den

Stelleinrichtung, beispielsweise ein Ventil oder eine 25 Eingang 2 des Schleierkastens 1 gefördert werden

Pumpe, in der Ergänzungsleitung vorgesehen sein. kann. An den aus Schleierkasten 1, Umlaufbehälter 4

Man wird normalerweise der Temperiereinrichtung und Fördereinrichtung 7 gebildeten Kreislauf ist eine

eine gewisse Leistungsreserve geben; dies ändert Ergänzungsleitung 8 angeschlossen, die bei der dar-

nichts an der Tatsache, daß nach der Lehre der vor- gestellten Anlage im Umlaufbehälter 4 mündet und

liegenden Erfindung ganz erheblich kleinere Tem- 3° zur Zufuhr einer Ergänzungsmenge an aufbereiteter

periereinrichtungen für Überziehmaschinen verwen- Masse dient, die den Verbrauch im Schleierkasten 1

det werden können als bei Anwendung der herkömm- ausgleicht. Die beschriebenen Teile sind beheizbar,

liehen Aufbereitungs- oder Temperierverfahren. damit die im Verarbeitungskreislauf umlaufende

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Masse auf einer bestimmten Temperatur gehalten

Beispielen näher beschrieben. 35 werden kann. Gemäß der Darstellung in der Zeich-

Das folgende erste Beispiel zeigt, daß das erfin- nung sind hier die Verbindungsleitung 6, die Ergän-

dungsgemäße Verfahren auch mit herkömmlichen zungsleitung 8 und der Umlaufbehälter 4 mit Heiz-

Temperiereinrichtungen durchführbar ist. In einer mänteln 9, 10, 11 versehen, die aus einer thcrmosta-

herkömmlichen SchKisseltempcriermaschine mit was- tisch geregelten Heizeinrichtung 12 mit einem Heiz-

serbeheiztem Mantel wurden 25 kg Schokolade, die 40 medium, normalerweise Wasser, versorgt werden,

mit einer Anfangstemperatur von 40° C (erste Tem- Tn der Zeichnung sind die Heizeinrichtung 12 und

peratur) angeliefert wurden, zunächst mit einer Kühl- ihre Zubehörteile nur ganz schematisch dargestellt:

wassertemperatur von etwa 29° C im Verlauf von so sind elektrische Heizspulen 13 und Ventile 14, 15

30 Minuten bis auf eine Zwischentemperatur von für Kallwasserzulauf und -ablauf nur angedeutet. Das

29,9° C abgekühlt. Diese Zwischentemperatur wurde 45 in der Heizeinrichtung 12 auf eine bestimmte Tcmpe-

10 Minuten lang eingehalten. Dann wurde die Kühl- ratur erwärmte Heizmedium wird mit Hilfe einer

wassertemperatur auf 26° C herabgesetzt, und die Pumpe 16 im Kreislauf gefördert, und zwar durch

Masse wurde im Verlauf von weiteren 30 Minuten eine Zufuhrleitung 17 zu dem Hcizmantel 9 der Ver-

auf 27,8° C (zweite Temperatur) abgekühlt. Sodann bindungsleilung 6, durch eine weitere Vcrbindungs-

wurde die Wassertemperatur auf 33,5° C erhöht, und 5° leitung 18 zu dem Heizmantcl 10 der Ergänzungs-

die Masse wurde in weiteren 30 Minuten bis auf leitung 8, durch eine weitere Vcrbindungsleitun» 19

ebenfalls etwa 33,5° C erwärmt. Diese Temperatur zu dem Hcizmantel 11 des Umlaufbehällers 4 und

wurde durch automatische Regelung konstant gchal- durch eine Rücklcitung 20 zur Heizeinrichtung. Die

ten, und es zeigte sich, daß auch nach langer Zeit Schalteinrichtungen zur Tempcraturerhaltung des

die Viskosität der Masse unverändert war. Nach 55 Heizmediums sind nicht dargestellt.

60 Stunden wurde der Versuch abgebrochen. Die im Umlaufbehälter 4 befindliche Masse ?Λ

Es ist natürlich auch möglich, die beiden Abküh- wird durch den Heizmantel 11 auf einer bestimmton lungsstufen noch weiter zu unterteilen, doch wird Temperatur gehalten; es kann natürlich auch die man naturgemäß die zweistufige Abkühlung vor- Temperatur des im Hcizmantel 4 umlaufenden Heizziehen, da sie verfahrcnsmäßig am einfachsten ist. ^6o mediums unter der Mitwirkung eines auf die Tem-Nur um zu zeigen, daß auch eine mehrstufige Ab- peratur der Masse 21 ansprechenden (nicht darpekühlung möglich ist, wurde folgender Versuch aus- stellten) Temperaturfühlers gesteuert werden. Die geführt: 25 kg Schokoladenmasse mit einer Anfangs- Masse 21 wird in aufbereitetem (temperiertem') Zutcmperatur von 37° C wurden in die schon erwähnte stand in den Umlaufbehälter 4 eingefüllt, und die Schüsscl-Tenipcriermaschinc eingefüllt und zunächst ⁶5 Heizuni; des Umlaufbehällers wird so »csteuert, daß mit einer Wassertemperatur von 30° C 45 Minuten die Masse dort im wesentlichen auf der F.ndleinnelang gekühlt. Die dann erhaltene Zwischenleinpera- ratur des Aufbereitungs- oder Temperier\Oi;;;tnj!s tür der Masse betrug ebenfalls etwa 30° C Sodann verbleibt. Da die erfindungsgemäß aufbereitete Masse

beim Einhalten ihrer Endtemperatur ihre Viskosität auch über längere Zeiträume nicht mehr ändert, bleibt die im Umlaufbehälter 4 befindliche und im Kreislauf durch den Schleierkasten 1 geleitete Masse im aufbereiteten (temperierten) Zustand und kann ständig weiterverwendet werden, ohne daß man ein Eindicken der Masse zu befürchten hätte.

Im Umlaufbehälter 4 ist ein Niveaufühler 22 vorgesehen, der in bekannter Weise den Zulauf von aufbereiteter Masse aus der Ergänzungsleitung 8 in den Umlaufbehälter 4 steuert. In der Zeichnung ist eine Steuerleitung 23 angedeutet, die :cu einer im Eingang der Ergänzungsleitung 8 liegenden Pumpe 24 führt. Fällt das Niveau im Umlaufbehälter 4 unter einen vorgegebenen Wert, so schaltet sich die Pumpe 24 ein und fördert frische aufbereitete Masse in den Umlaufbehälter, bis ein vorgegebenes Füllniveau erreicht ist, bei dem die Pumpe 24 unter dem Einfluß eines Signals des Niveaufühlers 22 wieder abgeschaltet wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird die Ergänzungsleitung 8 aus einem Vorratsbehälter 25 gespeist, in welchem aufbereitete Masse 21 unter konstanter Temperatur aufbewahrt und gerührt wird. In der Zeichnung ist schematisch ein Rührwerk 26 mit Antriebsmotor 27 angedeutet. Der. Ausgang 28 des Vorratsbehälters 25 ist an den Eingang der Pumpe 24 angeschlossen. Der Vorratsbehälter kann über eine Eingangsleitung 29 mit aufbereiteter Masse gefüllt werden.

Der Vorratsbehälter 25 und die zu ihm gehörigen Teile sind ebenfalls beheizbar. In der Zeichnung sind ein Hcizmantel 30 des Vorratsbehälters 25 und ein Heizmantel 31 der Eingangslcitung 29 angedeutet. Eine steuerbare Heiz- und Fördereinrichtung 32 fördert ein Heizmedium, vorzugsweise Wasser, im Kreislauf durch die Heizmäntel 30 und 31 und eine Rückleitung 33. Die Temperatur in diesem Heizkreislauf kann in der jedem Fachmann geläufigen Weise geregelt werden, beispielsweise mit Hilfe eines auf die Temperatur des Heizmediums und/oder die Temperatur der Masse im Behälter 25 ansprechenden (nicht dargestellten) Temperaturfühlers.

Die Einspeisung von aufbereiteter Masse in den Vorratsbehälter erfolgt bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung mit Hilfe einer Pumpe 34, die an den Ausgang 35 einer erfindungsgemäßen Tempericreinrichtung 36 zum Aufbereiten von Masse durch Abkühl- und Aufwärmvorgänge angeschlossen ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Temperiervorrichtung arbeitet chargenweise ähnlich wie eine herkömmliche Schüssel-Tcmpcricrmaschinc. Sie hat einen Behälter 37 mit einem eingebauten Rührwerk 38, das von einem Elektromotor 39 antreibbar ist. Am unteren Ende des Behälters 37 sind Ausgangsleitungen angeschlossen; in der Zeichnung sind zwei Ausgangsleitungen 40 und 4! angedeutet. Die Ausgangslcitungen führen zu Wärmetauschern 42 bzw. 43, die in herkömmlicher Weise ausgeführt sein können, z. B. als Engspalt-Würmctauscher.

Aus den anderen Enden der Wärmetauscher 42 bzw. 43 läuft die Masse über Leitungen 44, 45 wieder in den Behälter 37 der Temperiermaschine zurück. Um die Masse durch die Wärmetauscher zu treiben, sind die Wärmetauscher mit (nicht dargestellten) Fördereinrichtungen versehen oder selbst so ausgebildet, daß sie als Fördereinrichtung wirken. Beispielsweise können die Wärmetauscher in bekannter Weise mit Förderschnecken versehen sein. Derartige, bekannte Fördereinrichtungen und ihre Antriebe sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Eine Zuleitung 46 für nicht aufbereitete (untcmperierte) Masse mündet in den Behälter 37.

Die in den Wärmetauschern 42, 43 und im Behälter 37 befindliche Masse kann mit Hilfe eines in gesteuerter Weise erwärmten und abgekühlten Temperiermediums, vorzugsweise Wasser, in der gewünschten erfindungsgemäßen Weise abgekühlt und angewärmt werden. Zu diesem Zweck ist der Behälter 37 mit einem Mantel 47 versehen, durch den das Temperiermedium geleitet wird. Das Temperiermedium durchströmt natürlich auch die Würmetauscher 42 und 43; in der Zeichnung sind -zu diesem Zweck Mäntel 48 und 49 an diesen Wärmeaustauschern dargestellt. Es versteht sich, daß das Temperiermedium auch in anderer als der dargestellten Weise geführt werden kann. Auch die Zuleitung 46 für untemperierte Masse ist vorzugsweise mit einem Mantel 50 versehen, der aus einer (nicht dargestellten) Quelle mit heißem Wasser beschickt wird.

Das Temperiermedium, vorzugsweise Wasser, wird '/ in einer kombinierten Heiz- und Kühlvorrichtung 51 in der gewünschten Weise abgekühlt und erwärmt. \ In der Zeichnung ist die Heiz- und Kühlvorrichtung j 51 nur schematisch erläutert; es sind Heizschlangen j 52, eine Kühlwasserzuleitung 53 und eine Kühlwasserableitung 54 sowie Steuerventile 55 in der Kühlwasserzuleitung angedeutet.

Das Temperiermedium, vorzugsweise Wasser, wird aus der Heiz- und Kühleinrichtung 51 mittels einer Pumpe 56 über eine Leitung 57 in die Temperiermaschine befördert; bei der dargestellten Vorrichtung sind die vom Temperiermedium durchströmten Bestandteile der Temperiereinrichtung 36 hintereinander geschaltet; das in der Leitung 57 ankommende Temperiermedium durchläuft dann nacheinander den Mantel 48 des ersten Wärmetauschers 42, eine Vcrbindungsleitung 58, den Mantel 47 des Behälters 37, eine zweite Verbindungsleitung 59, den Mantel 49 des Wärmetauschers 43 und eine Rückleitung 60.

Die Steuerung der Heiz- und Kühlvorgänge in der Heiz- und Kühleinrichtung 51 erfolgt unter dem Einfluß einer Programmsteucreinheit und in Abhängigkeit von den Temperaturen der Masse und des Temperiermediums. Die Temperatur der in der Temperiereinrichtung 36 befindlichen Masse wird mittels eines Temperaturfühlers 61 erfaßt, und die Temperatür des Temperiermediums wird mittels eines Temperaturfühlers 62 in der Heiz- und Kühlvorrichtung 51 gemessen. Die beiden Temperaturfühler 61 und 62 können beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, an anzeigende Rcgclgerätc 63 bzw. 64 angcschlossen sein. Die Programmstcucrcinrichtiing 65 ist schematisch angedeutet.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung arbeitet chargenweise. Dabei kann der Behälter 37 der Temperiereinrichtung 36 mit einem Niveau-Fühler (nicht dargestellt) versehen sein, der den Ablauf des Temperiervorgangs auslöst, sobald der Behälter 37 aus der Zuleitung 46 zu einer vorgegebenen Höhe gefüllt ist. Danach wird ein in der Zuleitung 46 liegendes (nicht dargestelltes) Ventil geschlossen (die Pumpe 34 im Ablauf des Behälters 37 ist ebenfalls geschlossen). Mit Hilfe der Programmsteuereinrichtung 65 kann ein bestimmtes Aufbcrcitungsprogramm vorgewählt werden, wobei die genauen Daten dieses

11 12

Programms geringfügig von der aufzubereitenden halb hier darauf verzichtet, derartige Regeleinrichkakaobutterhaltigen Masse (z. B. Schokolade) ab- tungcn im einzelnen zu beschreiben. Natürlich könhängcn. nen mit derartigen Regeleinrichtungen auch andere Sobald das Programm von Hand oder automatisch Vorgänge automatisch zum Ablauf gebracht werden, in Gang gesetzt wurde, wird mit Hilfe des Tempera- 5 beispielsweise das Halten der Masse auf einer Zwi-Uirfühlers 62, der auf die Temperatur des Temperier- schentemperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne mediums anspricht, eine bestimmte Solltemperatur oder die automatische Ein- und Ausschaltung der dieses Mediums eingeregelt. Bei dem crfindungs- Pumpe 34 am Ende eines vollständig abgelaufenen gemäßen Verfahren muß zunächst die in den Be- Aufbereitungsvorgangs, so daß der Behälter 37 auto-' halter 37 eingefüllte Masse schonend auf die Zwi- io matisch in den Vorratsbehälter 25 entleert wird, schentemperatur im Bereich zwischen etwa 30 und Auch die erneute Füllung des Behälters 37 mit unetwa 31° C abgekühlt werden, und zwar mit einem temperierter Masse aus der Zuleitung 46 kann von Temperiermedium, dessen Temperatur nur wenig der Programmsteuer- oder Regeleinrichtung 65 autoniedriger ist als diese Zwischentemperatur. Demge- matisch bewirkt werden.

maß wird man in dieser ersten Kühlstufe die Soll- 15 Bei der beschriebenen Vorrichtung wird in jeder temperatur an dem auf den Fühler 62 ansprechenden Stufe des Verfahrens mit einer im wesentlichen kon-Regler 64 beispielsweise auf 29,5° C einstellen. Die stanten Temperatur des Temperiermediums, z. B. Heiz- und Kühleinrichtung 51 wird dann automatisch Wasser, gearbeitet. Diese Temperatur kann sehr dicht durch Einschalten der Heizschlangen 52 oder der an die gewünschte Stufen-Endtemperatur der Masse Kühlwasserventilc 55 so geregelt, daß das Temperier- 20 gelegt werden, so daß die Abkühlung bzw. Erwärmedium mit einer Temperatur von etwa 29,5° C mung sehr schonend erfolgt. Man wird natürlich die durch die Wärmetauscher 42 und 43 und den Mantel Differenz zwischen der gewünschten Stufen-Endtem-47 des Behälters 37 umläuft. Sobald dann die Masse, peratur der Masse und der Temperatur des Tempedie natürlich mit Hilfe des Rührwerks 38, 39 ständig riermediums nicht zu klein wählen, um den Zeitgerührt wird, die gewünschte Zwischentemperatur am 25 bedarf für die Ausführung der Verfahrcnsschritte Ende der ersten Stufe erreicht hat, was durch den nicht zu groß zu machen.

Fühler 61 und den daran angeschlossenen Regler 63 Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch erfaßt wird, ist die erste Abkühlstufe beendet, und kontinuierlich ausführen; beispielsweise dadurch, es kann die zweite Abkühlstufe eingeleitet werden. daß man einen Strom von aufzubereitender Masse Sobald also die Programmsteuereinrichtung 65 ein 30 durch drei in Reihe geschaltete Wärmetauscher leitet, Signal von dem auf die Temperatur der Masse an- von denen die beiden ersten die Abkühlung in zwei sprechenden Fühler 61 empfängt, das das Erreichen Stufen bewirken und der dritte für die Erwärmung der Zwischentemperatur anzeigt, schaltet die Pro- der Masse auf die dritte oder Endtemperatur sorgt,
grammsteuereinrichtung 65 auf die zweite Abkühl- Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt läßt sich stufe, in welcher die Masse auf eine vorgegebene 35 an Hand einiger Zahlenangaben verdeutlichen. Bei zweite Temperatur, vorzugsweise im Bereich zwischen Verwendung einer modernen Überziehmaschine mit etwa 28 und etwa 29° C, abgekühlt wird. Der Soll- 800 mm breitem Arbeitsband werden etwa 2000 kg wert der Temperaturregelung des Temperiermediums Schokolade pro Stunde durch den Schleierkasten 1 wird automatisch auf einen etwas unterhalb der ge- geleitet. Davon werden nur etwa 150 kg pro Stunde wünschten Temperatur liegenden Wert, beispielsweise 4° tatsächlich verbraucht, so daß etwa 1850 kg Schoko-27,5° C, erniedrigt, so daß die Temperatur des Tem- lade pro Stunde wieder in den Umlaufbehälter 4 zuperiermediums auf diesen Wert abgesenkt und kon- rückfließen. Während bisher bei Überziehmaschinen stant gehalten wird. Nach einer gewissen Zeit hat die gesamte im Kreislauf geführte Schokoladenmenge dann die Masse im Behälter 37 die gewünschte zweite (hier also etwa 2000 kg pro Stunde) oder doch Temperatur, beispielsweise 28,5° C, erreicht, und 45 wenigstens ein ganz erheblicher Teil dieser Menge der vom Fühler 61 gesteuerte Regler 63 schaltet die im Umlauftemperierverfahren bzw. Mehrkreisver-Programmsteucreinrichtung weiter auf die Erwär- fahren aufbereitet werden mußte, braucht man bei mungsstufe, in welcher die Masse ohne Überhitzung Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur bis zu einer vorgegebenen dritten Temperatur, vor- den tatsächlichen Verbrauch (also z. B. die genannten zugsweise im Bereich zwischen etwa 33 und etwa 5° 150 kg pro Stunde) durch Zufuhr von aufbereiteter 34° C, erwärmt werden soll. Hier wird der Sollwert Masse zu ersetzen. Es war zwar auch bisher grundder Temperaturregelung des Temperiermediums ent- sätzlich möglich, die Überziehmaschine eine gewisse sprechend verstellt, beispielsweise auf 34,5° C, und Zeit lang zu betreiben, ohne daß man die in ihr iimdas durch die Wärmetauscher 42 und 43 und den gewälzte Schokoladenmenge teilweise oder ganz neu Mantel 47 des Behälters 37 geleitete Temperier- 55 temperieren mußte, doch ergaben sich bei diesem medium wird auf diese Temperatur eingestellt. Nach Verfahren dadurch Unzuträglichkeiten, daß man das einer gewissen Zeit wird dann die im Behälter 37 allmähliche Eindicken der Masse nicht genau vorherbefindliche Masse die gewünschte dritte Temperatur, sagen und nur schwer beeinflussen konnte. Vielfach beispielsweise 33,5° C, erreicht haben. Dieser Zu- wurde auch im Interesse einer längeren kontinuierstand wird wieder vom Temperaturfühler 61 erfaßt, ⁶° liehen Betriebszeit die Übcrziehmaschine so lange be- und von da an übernimmt dieser Temperaturfühler trieben, bis die Masse schon ziemlich eingedickt war; die weitere Regelung der Temperatur des Temperier- dies verursacht einen höheren Verbrauch an Masse mediums, so daß die Temperatur der Masse im und damit höhere Kosten, ganz abgesehen von der wesentlichen auf der dritten Temperatur konstant Ungleichmäßigkeit der hergestellten Erzeugnisse. In gehalten wird. Der Entwurf und der Aufbau einer 65 jedem Fall mußte man nach einer bestimmten Be-Rcgclcinrichtung oder Programmsteuereinrichtung, triebszcit die gesamte in der Überziehmaschine bedie die hier beschriebenen Vorgänge ausführt, berei- findliche Masse neu temperieren, und oft kam es tet dem Fachmann keine Schwierigkeit; es wird des- sogar vor, daß die ganze Überziehmaschine aufge-

heizt werden mußte, um die stark eingedickte Masse überhaupt aus ihr entfernen zu können.

Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren aufbereitete Masse liegt in einem thermostabilen Zustand vor und kann unter Rühren und Temperatur-

haltung praktisch unbegrenzt gelagert werden. Dies ist aller Wahrscheinlichkeit darauf zurückzuführen, daß die erfindungsgemäß aufbereitete Masse in der stabilen Beta-Form und nicht in der instabilen Beta-Strich-Modifikation vorkristallisiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von zu verarbeitenden kakaobutterhaltigen Massen, insbesondere Schokolade, bei dem die auf eine über ihrer höchsten Schmelztemperatur liegende erste Temperatur erwärmte Masse in einer ersten Kühlstufe auf eine Zwischentemperatur von etwa 30 bis etwa 31°C, danach in einer zweiten Kühlstufe auf eine zweite Temperatur von etwa 28 bis etwa 29° C abgekühlt und danach ohne Überhitzung auf eine dritte Temperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Temperatur etwa 33 bis etwa 34°C beträgt und daß in den beiden Kühlstufen die Masse mit einem Kühlmittel gekühlt wird, dessen Temperatur nur wenig niedriger ist als die Endtemperatur der Masse in der betreffenden Kühlstufe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Kühlmittels höchstens etwa 3°C tiefer ist als die Endtemperatur der Masse in der betreffenden Kühlstufe.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmitteltemperaturen in den beiden Stufen etwa 30 bzw. etwa 26°C betragen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse eine vorgegebene Zeit lang, vorzugsweise etwa 5 Minuten, auf der Zwischentemperatur gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbereitete Masse auf der dritten Temperatur gehalten und verarbeitungsfertig gespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Masse im Überschuß verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Verarbeitung anfallende überschüssige Masse ohne erneute Aufbereitung w ieder verwendet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 zum Überziehen von Gegenständen mit kakaobutterhaltiger Masse, insbesondere Schokolade, mit einer Verarbeitungseinheit, die einen Eingang zur Zuführung von Masse und einen Ausgang für die Abgabe von überschüssiger Masse aufweist, einer zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Verarbeitungseinheit liegenden Fördereinrichtung, einer an den so gebildeten Kreislauf angeschlossenen Ergänzungsleitung für die Einspeisung von Masse in den Kreislauf und einer Temperiereinrichtung zum Aufbereiten von Masse durch Abkühl- und Aufwärmvorgänge, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (36) nur über die Ergänzungsleitung (8) mit dem Kreislauf (1 bis 7) verbunden und entsprechend dem in der Verarbeitungseinheit (1) auftretenden tatsächlichen Verbrauch dimensioniert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Temperiereinrichtung (36) und die Ergänzungsleitung (8) ein Vorratsbehälter (25) für aufbereitete Masse (21) geschaltet ist, der Einrichtungen (30 bis 34) zur Temperaturhaltung aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise eine von der Menge im Kreislauf (1 bis 7) gesteuerte Durchfluß-Stelleinrichtung (24) in der Ergänzungsleitung (8) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (36) für Chargenbetrieb eingerichtet ist.