DE3624392A1 - Verfahren zur messtechnischen erfassung des teilkristallinen zustands von schokoladenmassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen, welche in kontinuierlich arbeitenden Temperiermaschinen behandelt werden. Derartige Schokoladenmassen müssen temperiert den nachfolgenden Schokoladenverarbeitungsmaschinen, wie Überziehanlagen, Gießmaschinen, Hohlkörperanlagen u. ä. zur Verfügung gestellt werden. Der teilkristalline Zustand bestimmt solche Eigenschaften, wie Fließfähigkeit, Verarbeitbarkeit oder Fettreifbildung nach dem Erstarren.

Bei allen bisher bekanntgewordenen Temperierverfahren wird der Temperierprozeß über ein Temperatur-Zeit-Regime gesteuert. Beispielgebend soll hier die DD-PS 1 36 570 genannt werden. Bei dieser Lösung wird die erwärmte Masse von einer über ihrer höchsten Schmelztemperatur liegenden Temperatur mittels Kühlwasser in einer Vorkühlzone bis zum Erreichen der Kristallbildungstemperatur gekühlt, auf dieser Temperatur gehalten und danach auf Verarbeitungstemperatur gebracht. Das erfolgt, indem die Masseteilchen durch einen kombinierten Förder- und Mischvorgang zwangsweise und kontinuierlich durch die einzelnen Temperaturstufen hindurchgeführt werden. Im Temperaturbereich, wo ein Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Fettphase erreicht ist, muß die Schokoladenmasse 1 bis 3 Minuten verharren. Das wird durch die Verlangsamung des Förderstromes und/oder der Verlängerung der Förderstrecke erreicht. Ausschlaggebend für die Durchführung des Verfahrens ist immer der teilkristalline Zustand, d. h. die Anzahl der Kristalle pro Masseeinheit. Eine direkte Messung ist nicht möglich, so daß das oben beschriebene Temperatur-Zeit-Regime auf Erfahrungswerten beruht. Die Ergebnisse sind ungenau, da bereits geringe Temperaturunterschiede großen Einfluß auf die Kristallbildung haben. Besonders in dem für die Verfahrensführung relevanten Übergangsbereich zwischen flüssiger Phase und Kristallisation kann der teilkristalline Zustand nur sehr unvollkommen erfaßt werden. Weiterhin können Änderungen der Stoffparameter und der Zusammensetzung, die ebenfalls Einfluß auf das teilkristalline Verhältnis haben, nicht berücksichtigt werden. Die Ursache besteht darin, daß die Temperaturmessung infolge des schlechten Wärmeüberganges zwischen Schokoladenmasse und Temperaturmeßfühler um mehrere Sekunden verzögert ist. Der teilkristalline Zustand ist über die Temperatur nicht zu erfassen, weil zwischen beiden Größen kein physikalischer Zusammenhang existiert.

Ziel der Erfindung ist es, ein Meßverfahren zu entwickeln, durch das unabhängig von Erfahrungswerten ein optimaler Verlauf des Temperierverfahrens erreichbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands während des Temperiervorganges zu entwickeln, das in Bruchteilen von Sekunden an den für das Temperierverfahren relevanten Stellen einen Wert mit ausreichender Genauigkeit liefert.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Messung des teilkristallinen Zustands dort erfolgt, wo die Kristallbildung einsetzt und ein Endzustand der Kristallbildung erreicht ist, mindestens eine elektrische Zustandsgröße der Schokoladenmasse als Meß- und Regelgröße verwendet wird, indem durch Messung der elektrischen Zustandsgröße als Differenzmessung zum Ausgangszustand auf den teilkristallinen Zustand der Schokoladenmasse geschlossen wird. Die elektrische Zustandsgröße wird an einen Regler gegeben, der die Differenz zum Ausgangszustand ermittelt und den ermittelten teilkristallinen Zustand mit dem rezepturbedingten Sollwert vergleicht und eine Korrekturgröße ausgibt. Als elektrische Zustandsgröße wird die Dielektrizitätskonstante und/oder der elektrische Widerstand der Schokoladenmasse angewendet. Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß der Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Phase genauer einzustellen ist. Damit kann gleichbleibendes teilkristallines Verhältnis erhalten werden. Die Verarbeitbarkeit der Schokoladenmasse und deren Qualität verbessert sich. Die Temperiermaschine kann insgesamt wirtschaftlicher betrieben werden. Der Energieaufwand reduziert sich.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1: Schematische Darstellung eines dreistufigen Wärmetauschers

Fig. 2: Schnittdarstellung des Gebers

Fig. 3: Seitenansicht zu Fig. 2

Aus einem in Fig. 1 nur angedeuteten Vorrats- und Mischbehälter 1 gelangt die erwärmte und flüssige Schokoladenmasse in den Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist hier dreistufig aufgebaut. Er besteht aus einer Kühlstufe (erste Stufe), einer Haltestufe (zweite Stufe) und einer Anwärmstufe (dritte Stufe). Der Wärmetauscher ist mit einem Doppelmantel 2 umgeben, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Als Kühlmittel findet in der Regel Wasser Anwendung. Jede Stufe weist einen separaten Kühlmittelkreislauf auf. In der Kühlstufe und in der Haltestufe besteht dieser aus einem Leitungssystem 3, in das eine Kühlmittelpumpe 4, ein Regler 5 und eine mit dem Regler 5 verbundene, aber hier nicht näher dargestellte, Kühlung eingebunden ist. In der Anwärmstufe ist dem Leitungssystem 3.3 zusätzlich ein Temperaturmeßgeber 6 zugeordnet, der mit einer Temperaturanzeige ausgestattet ist. Zwischen Kühlstufe und Haltestufe, zwischen Haltestufe und Anwärmstufe und am Ausgang des Wärmetauschers sind elektrische Meßwertgeber 7 angeordnet. Den Aufbau der elektrischen Meßwertgeber zeigen die Fig. 2 und 3. Daraus ist ersichtlich, daß im Doppelmantel 2 des Wärmetauschers ein rohrförmiger Durchbruch angeordnet ist. Die Wandung 8 des Durchbruchs weist einen Flansch 9 auf, der mit einem Deckel 10 versehen ist. Durch den Deckel 10 führen zwei elektrische Leitungen 11, an denen je eine plattenförmige Meßsonde 12 befestigt ist. Die Meßsonden 12 befinden sich innerhalb des Durchbruches und liegen sich flächig gegenüber. Der elektrische Meßwertgeber 7 nutzt den Effekt aus, daß durch die Veränderung des teilkristallinen Verhältnisses elektrische Zustandsgrößen der Schokoladenmasse verändert werde. Als elektrische Zustandsgröße sind insbesondere die Dielektrizitätskonstante oder der elektrische Widerstand gut geeignet. Der durch den elektrischen Meßwertgeber 7 gewonnene Wert wird auf den Regler 5 gegeben. Dieser führt einen Vergleich der elektrischen Meßgröße des Ausgangszustandes, d. h. also der Meßgrößen der untemperierten Masse, die unter definierten konstanten Bedingungen ermittelt werden, mit dem durch den elektrischen Meßwertgeber ermittelten Wert durch. Die elektrische Meßgröße ist rezepturbedingt und wird dem Regler 5 als Festwert vor Beginn des Temperierens eingegeben. Diese Differenzmessung wird der weiteren Steuerung zugrundegelegt. Der Regler 5 führt nun einen Sollwert-Istwert-Vergleich durch. Der Sollwert ist rezepturabhängig. Die ermittelte Korrekturgröße wird der Kühlung übermittelt, so daß der Kühlmittelkreislauf auf geeignete Art und Weise geändert wird. In der Anwärmestufe erfolgt die Regelung des Kühlmittelstromes auf konventionelle Weise, d. h. ein Temperaturmeßgeber 6 gewinnt den Wert für den Sollwert-Istwert-Vergleich im Regler 5.3. Der elektrische Meßwertgeber 7.3 ist am Ausgang des Wärmetauschers angeordnet, so daß hier eine nochmalige Kontrolle der temperierten Schokoladenmasse erfolgen kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen beim Temperierprozeß, wobei
. die Temperiermaschine in kontinuierlicher Arbeitsweise betrieben wird,
gekennzeichnet dadurch, daß
. die Messung des teilkristallinen Zustands dort erfolgt, wo
. . die Kristallbildung einsetzt und
. . ein Endzustand der Kristallbildung erreicht ist,
. mindestens eine elektrische Zustandsgröße der Schokoladenmasse als Meß- und Regelgröße verwendet wird, indem
. . durch Messung der elektrischen Zustandsgröße als Differenzmessung zum Ausgangszustand auf den teilkristallinen Zustand der Schokoladenmasse geschlossen wird.

2. Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen beim Temperierprozeß nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrische Zustandsgröße an einen Regler (5) gegeben wird, der die Differenz zum Ausgangszustand ermittelt.

3. Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen beim Temperierprozeß nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Regler (5) den ermittelten teilkristallinen Zustand mit dem rezepturbedingten Sollwert vergleicht und eine Korrekturgröße ausgibt.

4. Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen beim Temperierprozeß nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als elektrische Zustandsgröße die Dielektrizitätskonstante und/oder der elektrische Widerstand der Schokoladenmasse angewendet wird.