DE2313563B2 - Verfahren zur Entfernung von Schadaromen bei der kontinuierlichen Behandlung von Kakaomassen - Google Patents
Verfahren zur Entfernung von Schadaromen bei der kontinuierlichen Behandlung von KakaomassenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schadaromen bei der kontinuierlichen Behandlung
von Kakaomassen unter Anwendung einer Dünnschichtausbreitung der Zuschußwasser aufweisenden
Masse, wobei die Schadaromen unter ständiger mechanischer Störung der Dünnschicht aus dieser
ausgetragen werden.
Beim Rösten von Kakao entstehen neben der gewünschten Aromenentwicklung gleichzeitig auch
unerwünschte Geschmacks- und Aromenbestandteile, die zur Erzielung eines geschmacklich hochwertigen
Produktes, wie Schokoladenmasse und Kakaobutter, durch geeignete Einrichtungen und Verfahren wieder
entfernt werden müssen.
Bekannte Verfahren dieser Art sind bei der Schokoladenfertigung das sogenannte Conchieren (siehe
Finke, Handbuch der Kakaoerzeugnisse, 2.
Auflage 1965, Seiten 220,221) und bei der Kakaobutter-Herstellung
das sogenannte Desodorieren.
Der prozentuale Wassergehalt der Kükaomasse spielt nun sowohl beim Röstprozeß, als auch bei den
anschließenden Behandlungsstufen bei der Geschmacksentwicklung eine entscheidende Rolle. Während
beim Röstprozeß der Wassergehalt der Kakaomasse einen bestimmten Prozentbetrag nicht übersteigen
soll — um die Bildung unerwünschter Aromenbestandteile zu vermeiden —, ist bei den anschließenden
Behandlungsstufen ein höherer Wassergehalt der gerösteten Kakaomasse gewissermaßen als Schleppmittel
zum Austreiben der unerwünschten Geschmacksund Aromenbestandteile erwünscht.
Andererseits ist ein überhöhter Wassergehalt der Kakaomasse mit einem starken Anstieg der Viskosität
verbunden, der die anschließenden Behandlungsstufen (Mischen, Walzen und Conchieren) insofern erschwert,
als die Energieaufnahme überproportional ansteigt bzw. die Durchsatzleistung oder die Chargenzeit erheblich
negativ beeinflußt werden.
Obgleich durch Versuche und den Röstprozeß bekannt ist, daß mit dem Wasser und entsprechender
Behandlung (Rösten, Belüften) Aromen überhaupt entfernt werden können, und zwar so weit, daß auch das
gewünschte Kakaoaroma an Intensität verliert, so ist es in der Praxis noch nicht unternommen worden, bewußt
nach dem Rösten Wasser zuzusetzen, und zwar vermutlich deshalb nicht, weil man befürchtete, den
wetteren Energieaufwand unangemessen zu erhöhen und weil es nicht gelungen ist, das Wasser durch
einfaches Rühren in der Masse zu verteilen.
Ein nach der DT-OS 16 92 389 vorbekanntes Verfahren
geht aus von Schokolade- und Überzugmassen, bei denen sich alle Bestandteile für die endgültige
Zusammensetzung in flüssigem Zustand befinden, d. h. auch die Zucker- oder Süßstoffkomponente.
Um diese Zucker- bzw. Süßstoffkomponente gemäß ihrem erforderlichen prozentualen Gewichtsanteil an
der Gesamtmasse in Lösung zu bringen, ist ein
ίο entsprechend hoher Anteil von Lösungsmittel, also
Wasser, erforderlich, der wesentlich über dem Anteil von Wasser liegt, der der stofflich und geschmacklich
gewünschten Veränderung der Masse während des Prozeßablaufes zuträglich ist.
Abgesehen von im Kakao auch noch nach dem Rösten vorhandenem Wasser, das es bis auf den
zulässigen Gehalt im Endprodukt auszutreiben gilt, muß also noch der demgegenüber sehr hohe und mit der
Zuckerlösung eingebrachte Wasseranteil ausgetrieben werden, d. h, die erstrebten Vorteile einer kontinuierlichen
Verfahrensweise unter Vermeidung schwerer Maschinen mit der Möglichkeit, jeden gewünschten
Endwassergehalt zu erreichen, kann nur durch einen entsprechend hohen Energieaufwand erreicht werden,
wobei völlig offen bleibt und offen gelassen ist, welche Auswirkung die von vornherein vorgesehene »Überwässerung«
auf das Aroma des Endproduktes hat, die auch gegeben ist, wenn für Milchschokolade der Zucker
in Milch aufgelöst wird. Es ist nämlich eine allgemein bekannte Tatsache, daß bei solchen auszutreibenden
hohen Wassermengen auch unvermeidlich erwünschte Aromenanteile mit erfaßt und beim Verdampfen mit
ausgetragen werden. Die angestrebte Kontinuierlichkeit und Erzielbarkeit jedes gewünschten Endwassergehaltes
wird also nicht nur auf Kosten eines hohen Energieaufwandes erreicht (siehe Seite 5 unten der
DT-OS 16 92 389: »Durch Steuern der Durchsatzmenge bzw. der Heiztemperatur ist es möglich...«), sondern
auch auf Kosten des Aromas des Endproduktes.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der an sich bekannten Gegebenheit,
daß Wasser gewissermaßen als Schleppmittel für das Entfernen von Schadaromen dienen kann, ein
Verfahren zu schaffen, um gezielt das Entfernen solcher Schadaromen mit Hilfe von Wasser zu ermöglichen und
um damit die anschließenden Behandlungsstufen, insbesondere das Conchieren von Schokoladenmassen,
in ihrer Dauer und damit auch bezüglich des Endenergieaufwandes reduzieren zu können.
so Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren für den genannten Zweck nach der Erfindung dadurch gelöst,
daß der Masse das Zuschußwasser in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtdurchsatzmenge,
kontinuierlich eingeimpft und in dieser während des Weitertransportes, aber vor der Ausbreitung
zu einer dünnen Schicht durch Emulgieren feinstverteilt wird.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren basiert also auf der Vereinigung zweier wesentlicher Merkmale, nämlieh
Festlegung der einzuemulgierenden Wassermenge und der zwingenden Feinstverteilung des Wassers durch
Emulgieren zeitlich vor dem Entgasen der Masse in dünner Schicht.
Diese beiden neuen Verfahrensmerkmale in Kombination erlauben es, eine hohe Qualitätskonstanz
bezüglich des Endproduktes bei großer Schwankungsbreite des Ausgangsproduktes zu erzielen.
Die Ausgangsprodukte unterliegen nämlich in der
Die Ausgangsprodukte unterliegen nämlich in der
Regel großen Schwankungen bezüglich Provenienz, Qualitätsstufe und jener Art der Vorbehandlung, welche
sie bis zum Einsatz im beanspruchten Verfahren durchlaufen haben (Fermentieren, Rösten etc.). Über die
einzuimpfende Wassermenge hat es der Fachmann in der Hand, eine gezielte Entgasung von schlechten
Aromastoffen vorzunehmen, wodurch das spezifische Kakaoaroma freigesetzt wird und voll zur Entfaltung
kommt. Über die Wasserzugabe kann der Fachmann gewissermaßen die gewünschte Aromastufe ansteuern.
Zur erfolgreichen Durchführung des Verfahrens ist es
zwingend erforderlich, die eingeimpfte Wassermenge durch Emulgieren feinst zu verteilen. Ein bloßes
Zudosieren des Wassers ohne Emulgieren vor dem Entgasen führt nicht zum gezielten Entgasen unerwünschter
Aromakomponenten.
Die Vereinigung der beiden Merkmale führt zu einem überraschenden technischen Effekt, nämlich dem, daß es
erstmals möglich ist, die Entgasung der Kakaomasse in Anpassung an die Qualitätsschwankungen Jer jeweiligen
Ausgangsmasse gezielt vorzunehmen. Dieser Effekt läßt sich organoleptisch nachweisen und ist durch
vergleichende gaschromatographische Untersuchungsmethoden zu belegen.
Der technische Fortschritt des Anmeldungsgegenstandes ist darin zu sehen, daß es nach dem Verfahren
möglich ist, Rohstoffe schwankender Qualität zu einem einheitlichen Endprodukt gezielt weiterzuverarbeiten
und eine gewünschte Vereinheitlichung des Geschmacks zu erreichen (Harmonisierung des Geschmacksprofils).
Testversuche haben gezeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Kakaomasse im
Vergleich zu einer unbehandelten Kakaomasse eine deutliche Milderung der strengherben Geschmacksnote
bewirkt und das kakaotypische Aroma stärker hervortritt.
Bei diesen Testversuchen hat sich auch gezeigt, daß bspw. ein nochmaliger Wasserzusatz in der gleichen
Größenordnung zu bereits in gleicher Weise behandelter Masse gewissermaßen zu einer Überschreitung des
Geschmacksoptimums führt, d. h. eine solche Behandlung bewirkt bereits eine starke Aromaverflachung.
Die Anwendung der genannten Verfahrensschritte bei kontinuierlicher Förderung der Masse ist insofern
von wesentlicher Bedeutung, weil eine Wasserzugabe im Chargenbetrieb eine unverhältnismäßig längere Zeit
für die Feinverteilung des Wassers in der Masse verlangt, wobei diese längere Zeit dem an sich
unerwünschten, mit einer Viskositätssteigerung verbundenen Quellvorgang entgegenkommt. Durch die zur
kontinuierlichen Masseförderung kontinuierliche Wasserzugabe, die in Rücksicht auf die relativ geringe
Wassermenge eher als eine Impfung bezeichnet werden kann, ergibt sich vorteilhaft, daß (natürlich im
Kontinuum) kleinste Mengen Wasser immer kleinen Mengen von Masse zugeteilt werden, wodurch kleine
Mengen unmittelbar in die Emulgierstufe gelangen und diese, gewissermaßen bei strenger Strömungsführung,
mit optimalem Effekt passieren können.
Für die einzelnen Verfahrensstufen stehen an sich bekannte Vorrichtungen zur Verfugung, wobei sich
bekannte Mischer und bspw. Dünnschichtverdampfer ohne weiteres in Zusammenschaltung für einen
kontinuierlichen Betrieb im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens einrichten ließen.
Vorzugsweise werden jedoch ein sogenannter statischer Mischer nach der DT-PS 21 30 134 für den
Emulgiervorgang und für die Entgasungsphase eine Vorrichtung nach der DT-PS 15 57 184 verwendet.
Der Mischer nach der DT-PS 21 30 134 ist einerseits sowieso für einen kontinuierlichen Durchsatz bestimmt
und führt zu einer ausgezeichneten Feinstverteilung des Wasserzusatzes in der Kakaomasse, und die Vorrichtung
nach der DT-PS 15 57 184 arbeitet ebenfalls im kontinuierlichen Durchlauf in dünner Schicht, wobei
durch die spezielle Ausbildung der Bearbcitungselemente ein ständiger Masseabhub aus der Schicht und ein
Zurückschlagen der Masse auf die Schichtträgerfläche bewirkt wird, so daß also sehr gute Voraussetzungen für
eine intensive Entgasung entweder durch Belüftung oder durch Anlegen eines Vakuums (insbesondere bei
der entsprechenden Behandlung von Kakaobutter) gegeben sind.
Der Kakaomasse wird in dieser Vorrichtung erwärmte Luft durch den hohlen Rotor in den Ringraum
zwischen Stator und Rotor zugeführt, wobei die Luft im Gegenstrom von unten nach oben turbulent die
Massepartikelchen bestreicht und mit den Schadaromen und Feuchtigkeit beladen abgeführt wird.
Bei Behandlung von Kakaobutter wird demgegenüber der Innenraum der Vorrichtung unter Vakuum
gesetzt, um den Verdampfungsvorgang des Wassers zu
intensivieren. Das Anlegen eines Vakuums empfielt sich in diesem Falle deshalb, weil die Behandlungsatmosphäre
bei Kakaobutter möglichst frei von Sauerstoff sein soll, um unerwünschte Veränderungen des Fettes zu
vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen schematischen Darstellung
eines Ausführungsbeispieles einer für die Durchführung des Verfahrens bestimmten Anlage näher erläutert.
Die Darstellung verdeutlicht schematisch die räumliche Anordnung der Einzelelemente der Anlage
zueinander, wobei mit 1 eine Förderleitung, mit 2 ein Aufgabegefäß, mit 3 ein Abnahmegefäß, mit 4 eine
Förderpumpe, mit 5 ein Mischer, mit 6 ein in diesem Beispiel zweifach vorgesehener Dünnschichtbelüfter,
mit 7 ein Wasservorratsgefäß und mit 8 eine Dosierpumpe bezeichnet sind.
Die Fördereinrichtungen von Masse und Wasser sind mit Pfeilen angedeutet. Die gestrichelte Linie, die hinter
der Förderpumpe 4 in die Leitung 1 mündet, gibt lediglich an, daß die Zudosierung des Wassers auch
hinter der Förderpumpe 4 erfolgen kann.
Die Aufnahme- und Abnahmegefäße 2, 3 sind als fahrbare und an die Förderleitung anschließbare
Massebehälter ausgebildet. Die Dosier- und die Förderpumpe bedürfen keiner speziellen Beschreibung,
da hierfür ohne weiteres handelsübliche Pumpen zur Verfugung stehen.
Der in diesem Fall benutzte Mischer 5 benötigt keinen motorischen Antrieb, da die Masse, von der
Pumpe 4 gefördert, durch diesen statischen Mischer hindurchgeführt wird.
Die Dünnschichtbelüfter 6 bestehen jeweils aus einem Rohr, das mit einem warmwasserführenden Mantel
umgeben sein kann, und einer konzentrisch zu dem Rohr angeordneten stehenden Welle, die in diesem Beispiel
im eigentlichen Arbeitsbereich als Hohlwelle ausgebildet ist. Im unteren Bereich geht das Rohr in eine
Auslaufschräge für die behandelte Masse über. Die flüssige Masse wird durch die Förderleitungen bspw. in
eine Überlaufrinne geleitet, aus der sie bei entsprechender Massezufuhr über den Überlaufrand als Film auf die
Rohrinnenwandung gelangt. An dieser Innenwand
streichen ständig mit relativ hoher Geschwindigkeit auf dem Umfang der Hohlwelle verteilt angeordnete Schäl-
und Schleuderelemente entlang, die auf die gesamte Länge der Welle etagenförmig übereinander verteilt
angeordnet sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die als Film längs der Rohrinnenwandung nach
unten laufende Masse von den Schälmundstücken aufgenommen und aufgrund des sich einstellenden
Staudruckes zur nach unten weisenden Sprühöffnung gedrückt und von dort wieder gegen die Rohrinnenwandung
abgeschleudert wird, wobei die Masseteilchen einen etwa spiralförmigen Weg nehmen, bis sie auf die
Wandung auftreffen. Durch diesen Vorgang wird also die Masse ständig von der Rohrinnenwandung abgehoben
und etwas tiefer wieder gegen die Rohrinnenwandung geschleudert, was mit einer ständigen Durchmischung,
Zerteilung und Umschichtung der Masse verbunden ist, aber auch mit einer intensiven Belüftung,
da ständig durch den zylindrischen Ringraum Luft hindurchgesaugt oder -gedrückt wird.
Diese Vorrichtung wird jeweils durch Anordnung einer Absaughaube mit Gebläse für eine Belüftung
eingerichtet oder als Vakuumkammer entsprechend abgedichtet, wobei für den Masseauslauf eine Schleuse
vorgesehen werden muß.
Nachfolgend werden Ergebnisse von durchgeführten Vergleichsversuchen angeführt, wobei der Versuch A
allein mit den Dünnschichtbelüftern 6 ohne zusätzliche Wasserzugabe gefahren wurden, während bei dem
Versuch B Wasser zugesetzt und mittels des Mischers 5 jo
mit der Masse emulgiert wurde.
Kakaomasse: Mischung aus drei verschiedenen Kakaosorten, konventionell geröstet und vermählen auf
70 bis 90 μΐη als Ausgangsprodukt.
35 Untersucht wurden:
A) Einfluß der Verweilzeit (ein- bzw. mehrfacher Durchsatz durch den Dünnschichtbelüf'ter 6)
B) Einfluß der künstlichen Wasseranreicherung der Kakaomasse vor Eintritt in den Dünnschichtbelüfter
6 auf die stofflichen und sensorischen Eigenschaften der Kakaomasse
Gefahren wurde bei beiden Versuchsreihen (A und B) mit einem Durchsatz von 660 kg/h Masse und einer
mittleren Temperatur der Masse von «80°C; hierbei betrug die Eintrittstemperatur der Masse in den
Dünnschichtbelüfter «65° C. Die mittlere Verweilzeit pro einmaliger Passage durch den Dünnschichtbelüfter
betrug « 2 min.
Die gleiche Kakaomasse wurde dreimal hintereinander durch den Dünnschichtbelüfter durchgesetzt
und dabei folgende Ergebnisse registriert:
Wassergehalt der Ausgangsmasse = 1,51 Gew.-%
Änderung des Wassergehaltes in Gew.-"
Ausgangswertes
Ausgangswertes
des nach der 1. Passage von 1,51 auf 0,63 = 58,2%
nach der 2. Passage von 0,63 auf 0,47 = 6,9%
nach der 3. Passage von 0,47 auf 0,38 = 5,95%
nach der 2. Passage von 0,63 auf 0,47 = 6,9%
nach der 3. Passage von 0,47 auf 0,38 = 5,95%
Die Reduzierung der leichtflüchtigen Stoffe änderte sich etwa im gleichen prozentualen Verhältnis
wie die Wasserabnahme.
Sensorische Beurteilung:
Die schlechten Geruchs- und Geschmacksstoffe nahmen nach dem 1. Durchgang durch den
Dünnschichtbelüfter am stärksten ab, wobei das typische Kakaoaroma ausgeprägter hervortritt.
Beim 2. Durchgang wurde ein harmonisches, kakaotypisches Geschmacksprofil erreicht.
Der 3. Durchgang hingegen brachte bereits eine starke geschmackliche Abflachung der Kakaomasse. Der 2. Durchgang lieferte unter den gegebenen Voraussetzungen also das geschmacklich optimale Ergebnis.
Beim 2. Durchgang wurde ein harmonisches, kakaotypisches Geschmacksprofil erreicht.
Der 3. Durchgang hingegen brachte bereits eine starke geschmackliche Abflachung der Kakaomasse. Der 2. Durchgang lieferte unter den gegebenen Voraussetzungen also das geschmacklich optimale Ergebnis.
1) Die gleiche Ausgangsmasse wie unter A wurde über den statischen Mischer um «0,5% H2O
angereichert (von 1,51% auf 2,0%) und in den Dünnschichtbelüfter eingespeist.
Ergebnis:
Änderung des Wassergehaltes in Gew.-% des Ausgangswertes von 2,0 auf 0,49 = 75,5%.
2) Die gleiche Ausgangsmasse wie unter A wurde wie vor um «1,0% H2O angereichert (von 1,51 auf
2,5%) und in den Dünnschichtbelüfter eingespeist.
Ergebnis:
Änderung des Wassergehaltes in Gew.-% des Ausgangswertes von 2,5 auf 53,6%.
Sensorische Beurteilung:
Die schlechten Geruchs- und Geschmacksstoffe nahmen bei beiden Behandlungen (B 1 und B 2)
stark ab.
Der sensorische Befund zeigt im Falle B 1 eine deutliche Milderung der strt :ig herben Geschmacksnote
und ein Hervorheben des kakaotypischen Aromas. Bei B 2 hingegen war das Geschmacksoptimum bereits
geringfügig überschnitten.
Ein Wasserzusatz von >0,5 bis <1% ist demnach hinsichtlich Geschmacksverbesserung etwa äquivalent
der Behandlung gemäß A — 2. Passage.
Auf die Praxis bezogen heißt dies, daß bei Fahrweise B die doppelte Kapazität gegenüber Fahrweise A (2
Durchgänge) zur Verfugung stehen bzw. nur die halben Investitionskosten anfallen. Da die Gesamtenergieaufnahme
in beiden Fällen (A und B) pro Passage in gleicher Größenordnung liegen, halbieren sich in etwa
auch die Energiekosten im Falle B.
Hierzu 1 Blatt Zeichnunpen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Entfernung von Schadaromen bei der kontinuierlichen Behandlung von Kakaomassen unter Anwendung einer Dünnschichtausbreitung der Zuschußwasser aufweisenden Masse, wobei die Schadaromen unter ständiger mechanischer Störung der Dünnschicht aus dieser ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse das Zuschußwasser in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtdurchsatzmenge, kontinuierlich eingeimpft und in dieser während des Weitertransportes, aber vor der Ausbreitung zu einer dünnen Schicht durch Emulgieren feinstverteilt wird.
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