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Verfahren zum Temperieren von kakaobutterhaltigen Massen, insbesondere
von Schokoladenmassen, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren von kakaobutterhaltigen
Massen, insbesondere von Schokoladenmassen, bei dem die Masse auf eine das Aufschmelzen
aller Kakaobutterkristalle und damit den untemperierten Zustand gewährleistende
Temperatur erwärmt, dann durch schonende Abkühlung temperiert und anschließend durch
schonende Erwärmung auf ihre Verarbeitungstemperatur gebracht wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit einem Behälter, in dem ein Rührwerk angeordnet ist, und von dem aus
eine mit einer Schokoladenmassepumpe versehene Rohrleitung zu einem Dreiwegehahn
führt, mit dessen Hilfe die Schokoladenmasse wahlweise zurück in den Behälter oder
zu einer Verarbeitungsstation transportiert wird, wobei der Behälter und die Rohrleitung
mit einem Mantel für ein W§rmeübertragungsmedium versehen sind, das durch Rohrleitungen
mittels einer Pumpe zirkuliert wird und wobei ein Wärmeaustauscher mit Heizelementen
und Kühl-.
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elementen in dem Leitungssystem für das Wärmeübertragungsmedium vorgesehen
Bekanntlich
müssen Schokoladenmassen, bevor sie zu Schokoladentafeln oder Schokoladenüberzügen
verarbeitet werden, zunächst in einen bestimmten Zustand - den sogenannten Temperierungszustand
- verbracht werden, in dem sich in der Schokoladenmasse eine ganz bestimmte Kristall-Modifikati8n
ausbildet. Um diesen Temperierungszustand zu erreichen, sind viele Verfahren vorgeschlagen
worden, auf die hier nicht im einzelnen eingegangen werden soll, da sie dem Fachmann
bekannt sind; erwähnt seien nur beispielsweise das "Dreistufen"-Verfahren, das "drip-feeding"-Verfahren,
die "Mehrkreis"-Verfahren, das "zyklothermische"-Verfahren, sowie das "Intervall"-Verfahren.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß die Schokoladenmasse zunächst auf eine
Temperatur erwärmt wird, die das Aufschmelzen aller Kristalle gewßhrleistet und
die je nach Art der Schokoladenmasse im Bereich von 400 Celsius liegt. Von diesem
untemperierten Zustand ausgehend wird die Schokoladenmasse abgekühlt, bis sie in
den oben erwähnten temperierten Zustand übergeht, wobei die Technologie der erwähnten
Verfahren unterschiedlich ist.
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Bei vielen Verfahren geht man so vor, daß man die Schokoladenmasse
so weit kühlt, bis die fortgeschrittene Temperierung zu einer Verdickung der Masse
führt, die - wiederum in Abhängigkeit von der Art der Masse - bei Temperaturen im
Bereich von 28 bis 300 eintritt. Sobald dieser Zustand der beginnenden Eindickung
erreicht ist, wird die Schokoladenz masse wieder geringfügig erwärmt und dabei wieder
so weit verflüssigt, daß sie eine flüssige, für die Verarbeitung
erforderliche
Konsistenz annimmt. Bei allen bekannten Verfahren erfaßt man jenen Zustand der höchsten
Temperierung und der beginnenden Eindickung durch eine Temperaturmessung.
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Diese Methode hat sich deswegen als unzulänglich erwiesen, weil die
tiefste Temperatur, bis zu der die Masse jeweils heruntergekühlt werden kann, durchaus
unterschiedlich ist, weil diese Temperatur beispielsweise in Abhängigkeit vom Kakaobuttergehalt
schwankt und auch unterschiedlich ist, jenachdem ob man Milchschokolade oder dunkle
Schokolade verarbeitet. Es hat sich außerdem gezeigt, daß sogar bei ein und derselben
Schokoladensorte aus Gründen, die nicht erkennbar sind, Schwankungen von einer Charge
zur anderen auftreten können. Dies bedingt, daß die tiefste Temperatur, bis zu der
die Temperierung vorangetrieben werden kann, bevor die Masse wieder auf ihre Verarbeitungstemperatur
erwärmt wird, durch Versuche ermittelt und an den diesbezüglichen Mess- und Regelinstrumenten
der Temperierungsvorrichtung immer wieder neu eingestellt werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile
zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
anzugeben, bei denen man einerseits die Abkühlung der Schokoladenmasse bis in einen
optimalen Temperierungszustand hinein fortsetzen kann, andererseits aber zur Bestimmung
des Zeitpunkts, zu dem die Abkühlung beendet und die neuerliche Erwärmung der Masse
in die Wege geleitet werden muß, nicht mehr auf eine Temperaturmessung angewiesen
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Verfahren
nach der Erfindung die Abkühlung bis zu einer sich durch einen merklichen Anstieg
der Viskosität der Masse zu erkennen gebenden Temperierungszustand durchgeführt
und die anschließende Erwärmung durch eine Viskositätsmessung der Masse bzw. durch
Messung einer von der Viskosität der Masse abhängigen größe eingeleitet wird. Hinsichtlich
der Vorrichtung ist die erfindungsgemäße Lösung gekennzeichnet durch ein im Strom
der Schokoladenmasse angeordnetes, das Einlaßventil für das Kühlsystem betätigendes
Viskosimeter.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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In einem Behälter 1 für die Schokoladenmasse ist auf der Welle eines
Motors 2 ein Rührwerk 3 angeordnet. Der Behälter 1 ist mit einem Mantel 4 versehen,
in dem sich Wasser 5 befindet. Vom Boden des Mantels 4 geht eine Leitung 6 für das
Wasser 5 aus, in der eine Wasserpumpe 7 angeordnet ist und die zu einem Wärmeaustauscher
8 führt. Von dem Wärmeaustauscher 8 führt die Leitung 6 zum Mantel 9 einer Rohrleitung
10 für die Schokoladenmasse, welche am Boden des Behälters 1 aus diesem abzweigt
und zu einem Dreiwegehahn 11 führt, wobei in der Rohrleitung 10 eine Schokoladenmassenpumpe
12 angeordnet ist. Eine zusätzliche Leitung 19 verbindet den Mantel 9 mit dem Mantel
4. Von dem Dreiwegehahn 11 führt eine Rohrleitung 13 zurück in den Behälter 1 und
eine weitere Rohrleitung
14 zur (nicht dargestellten) Verarbeitungsstation
für die Schokoladenmasse. In dem Wärmeaustauscher 8 sind elektrische Heizelemente
15 und eine Kühlschlange 16 angeordnet. Am Eingang der Kühlschlange 16 ist ein Kühlschlangeneinlaßventil
17 vorgesehen, an deren Ende ein Kühlschlangenauslaß 18. Der Fühler.eines Kontaktthermometers
20 ist nahe beim Mantel 4 in der Rohrleitung 6 angeordnet, während der Fühler eines
Reglers 21 hinter der Schokoladenmassepumpe 12 in die Rohrleitung 10 hineinragt.
Der Fühler eines weiteren Reglers 22 ist vor der Wasserpumpe 7 in der Rohrleitung
6 angeordnet, In dem Behälter 1 ist unten an dessen Innenwand ein Viskosimeter 23
vorgesehen und der Rahmen des Rührwerks 3 ist im Bereich des Viskosimeters 23 mit
einer Nut 24 ausgestattet. Die Steuereinheit für die gesamte Anlage ist mit 30 bezeichnet.
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Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Anlage ist folgende:
In dem Behälter 1 befindet sich zunächst untemperierte Schokoladenmasse, die bei
entsprechender Temperatur auf Vorrat gehalten wird, wobei übrigens auch die aufzuschmelzenden
Schokoladenblöcke direkt in den Behälter 1 gegeben werden können. Die Temperatursteuerung
für die flüssige, untemperierte Schokoladenmasse besorgt vorerst das Kontaktthermometer
20, dessen Fühler in den Wasserumlauf hineinragt und das nach Maßgabe der an ihm
eingestellten Kontakttemperatur die Heizelemente 15 so an- und abschaltet, daß die
Schokoladenmasse im Behälter 1 untemperiert ist und sich damit in jenem
Zustand
befindet, aus dem heraus der Temperierungsvorgang eingeleitet werden kann. Am Regler
21, dessen Fühler sich im Schokoladenmasseumlauf befindet, wird dem Bedienungspersonal
angezeigt, daß die Schokoladenmasse.sich im untemperierten Zustand befindet und
demnach der eigentliche Temperierungsvbrgang eingeleitet werden kann.
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Während des nun folgenden Temperierungsvorgangs befindet sich die
Schokoladenmassepumpe 12 dauernd in Betrieb und der Dreiwegehahn 11 ist so eingestellt,
daß die von der Pumpe 12 aus dem Behälter 1 geförderte Schokoladenmasse über die
Rohrleitung 13 in den Behälter 1 zurückfließt.
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Sobald vom Bedienungspersonal über einen (nicht dargestellten) Schalter
der eigentliche Temperierungsvorgang eingeleitet wird, verliert das Kontaktthermometer
20 seine Funktion. An seine Stelle tritt der Regler 22, dessen Fühler sich im Wasserumlauf
befindet, und der durch öffnen des Kühlschlangeneinlaßventils 17 bewirkt, daß in
dem Wärmeaustauscher 8 das in dem Mantel 4 desBehälters 1, in der Rohrleitung 6,
in dem Mantel 9 und in der Rohrleitung 19 durch die Wasserpumpe 7 zirkulierte Wasser
auf eine Temperatur abgekühlt wird, die nur wenig Grade unter der Temperierungstemperatur
der Jeweils in dem Behälter 1 befindlichen, zur Verarbeitung kommenden Schokoladenmasse
liegt, beispielsweise 5 Grad.
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Die Schokoladenmasse wird somit im Sinne der Langzeittemperierung
aus dem untemperierten Zustand heraus in einem Zuge
kontinuierlich
in den temperierten Zustand verbracht. Daß der optimale Temperierungsstand erreicht
ist gibt die Schokoladenmasse durch ihr Viskositätsverhalten selbst zu verstehen,
indem bei Annäherung an den optimalen Temperierungszustand ein merkliches Anstieg
der Viskosität der Schokoladenmasse zu verzeichnen ist. Sobald dieser merkliche
Viskositätsanstieg eintritt, kommt das Viskosimeter 23 zur Wirkung, indem es bei
Erreichen einer bestimmten, an ihm einstellbaren Viskosität das Kühlschlangeneinlaßventil
17 schließt. Infolgedessen steigt die Temperatur des Umlaufwassers an, und zwar
bis zu einem Wert, der am Regler 22 über einen zweiten Kontakt fest einstellbar
ist und welcher im wesentlichen der Schokoladenmasseverarbeitungstemperatur entspricht.
Die gewünschte Schokoladenmasseverarbeitungstemperatur wird am Regler 21, dessen
Fühler sich im Schokoladenmasseumlauf befindet, eingestellt. Sobald die Schokoladenmasse
diese Temperatur erreicht hat wird vom Regler 21 ein Impuls abgegeben, der eine
(nicht dargestellte) Kontrollampe aufleuchten läßt, wodurch dem Bedienungspersonal
angezeigt wird, daß die Schokoladenmasse ihrem Verwendungszweck zugeführt werden
kann. Zu diesem Zweck wird der Dreiwegehahn 11 betätigt, sodaß die Schokoladenmasse
je nach Art und Bedarf der Verarbeitungsmaschine kontinuierlich oder satzweise über
die weitere Rohrleitung 14 zufließt.
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Solange sich temperierte Masse in dem Behälter 1 befindet wird das
Umlaufwasser 5 von der Wasserpumpe 7 durch das von Mantel 4-, Leitung 6 mit Wärmeaustauscher
8, Mantel 9 und
zusätzlicher Leitung 19 gebildete geschlossene System
zirkuliert und die Wassertemperatur vom Regler 22 auf dem gewünschten Wert gehalten.
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Da der merkliche Anstieg der Viskosität der Schokoladenmasse stets
zwangsläufig Hand in Hand geht mit einem merklichen Anstieg der Leistung des Motors
2 für das Rührwerk 3, kann auch die größer werdende Stromaufnahme des Motors 2 als
Indiz dafür herangezogen werden, daß die Masse den optimalen Temperierungszustand
erreicht hat. In diesem Falle tritt an die Stelle des Kontaktviskosimeters 23 ein
Kontaktamperemeter 40.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels bilden der Behältermantel
4, die Rohrleitung 6, der Mantel 9 und die zusätzliche Leitung 19 ein in sich geschlossenes
System.
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Das in diesem geschlossenen System zirkulierende Medium braucht daher
nicht unbedingt Wasser zu sein, denn da ein Verbrauch nicht stattfindet - im Gegensatz
zu offenen Systemen, bei denen Kaltwasser direkt in das System eingeführt wird und
ein entsprechender Überlauf aus dem System unvermeidlich ist -kann man auch andere
geeignete Medien verwenden. Im Ausführungsbeispiel ist die Kühlschlange 16 über
das Kühlschlangeneinlaßventil 17 an eine Kaltwasserleitung angeschlossen, während
der Kühlschlangenauslaß 18 ins Freie bzw.
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zur Kanalisation führt. Man kann aber auch die Kühlschlange
an
ein Kühlaggregat der Art anschließen, daß die Kühlschlange 16 mit dem Kühlaggregat
ein geschlossenes System bildet. In diesem Fall kann man für die Kühlschlange auch
ein anderes Medium als Wasser benutzen, beispielsweise Frigen. Ersichtlich ist in
dem letztgenannten Fall die beschriebene Temperiervorrichtung von jeglichem Wasseranschluß
unabhängig, was ebenfalls als Vorteil zu erwähnen ist.