DE3727148A1 - Process for the production of cocoa powder by deagglomeration and for the production of cocoa-powder-containing granules by subsequent agglomeration - Google Patents

Process for the production of cocoa powder by deagglomeration and for the production of cocoa-powder-containing granules by subsequent agglomeration

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Abstract

A novel process is presented for the production of cocoa powder by deagglomeration or for the production of cocoa-powder-containing granules by subsequent agglomeration, in which the pulverization of the broken up cocoa cake is not carried out in an impact comminution machine but the cocoa cake fragments are broken down, to the grain size of the primary particles present before pressing, by enzymes and/or mechanical shear stressing in an extruder, it also being possible to carry out treatment with alkali solution, water or steam here in order then, at higher water contents, to agglomerate the cocoa (-containing) solid directly from the suspension and to dry the granules with evaporation of the water.

Description

Kakaopulver, hergestellt aus Preß- oder, in Ausnahmefällen, Expel­ lerkuchen, in bekannter Weise in Mahl- oder Mahl-Sicht-Anlagen, wird einer Wasserdampfbehandlung und Entfeuchtung zum Zwecke der Ausbildung von Agglomeraten unterzogen, wobei durch Zugabe von Lecithin die spätere Dispergierung des Kakaopulver-Agglomerates in der wäßrigen Lösung unterstützt wird.Cocoa powder made from pressed or, in exceptional cases, Expel cakes, in a known manner in grinding or grinding-viewing systems, is a steam treatment and dehumidification for the purpose of Formation of agglomerates subjected to, by adding Lecithin the later dispersion of the cocoa powder agglomerate in the aqueous solution is supported.

Die Behandlung mit Wasserdampf erfolgt dabei nach der Pulverisie­ rung des Kakaopreßkuchens in aufwendigen Pulverisieranlagen, be­ stehend in der Hauptsache aus Zerkleinerungsmaschine, Kühlstrecke, eventuell Sichter, und Kälteaggregat zur Konditionierung der Anla­ genluft.The treatment with steam takes place after the pulverization tion of the cocoa press cake in complex pulverizers, be mainly consisting of shredding machine, cooling section, possibly sifter and cooling unit for conditioning the system fresh air.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Agglomerierung feinster Kakaoteilchen unter Umgebung der Pulveri­ sierung vorzustellen. Die Tatsache, daß in letzter Vergangenheit die Feinheit der Kakaomasse gesteigert werden konnte, begünstigt dieses Vorhaben. Die Auflösung der festen, kompaktierten Preßag­ glomerate des Preßkuchens erfolgt hierbei nun nicht in trockenem Zustand in einer Prallzerkleinerungsmaschine, sondern in Wasser oder einer wäßrigen Lösung unter Einwirkung von Enzymen und me­ chanischer Bearbeitung in einem geeigneten Aggregat, beispiels­ weise einem Mischer oder Extruder. Dabei kann zur Beeinflussung der Farbgebung des Kakaopulvers die Suspension auch in einer wäßrigen Alkalilösung erfolgen.The aim of the present invention is now to provide a method for Agglomeration of the finest cocoa particles around the powder presentation. The fact that in the past the fineness of the cocoa mass could be increased this project. The dissolution of the firm, compacted Pressag Press cake glomerates do not take place in a dry state Condition in an impact crushing machine, but in water or an aqueous solution under the influence of enzymes and me mechanical processing in a suitable unit, for example wise a mixer or extruder. It can be used to influence the color of the cocoa powder, the suspension also in one aqueous alkali solution.

Die gebrochenen Kakaopreßkuchen werden mit Wasser oder einer wäßrigen Alkalilösung gemischt, in einem anschließenden Ver­ fahrensschritt unter Einwirkung von Temperatur und mechanischer Beanspruchung insbesondere auf Scherung, in einem Extruder oder Kneter aufgelöst, so daß der Kakaofeststoff in seiner vor dem Ab­ pressen vorhandenen (Korngröße nun wieder vorliegt und in Wasser bzw. einer wäßrigen Lösung suspendiert ist. Durch geeignete Wahl der Betriebsparameter Druck, Temperatur und Haltezeit kann die ge­ wünschte Farbgebung in bekannter Weise erzielt werden.The broken cocoa press cake is made with water or a mixed aqueous alkali solution, in a subsequent Ver step under the influence of temperature and mechanical Strain particularly on shear, in an extruder or Kneader dissolved so that the cocoa solids in its before the Ab press existing (grain size is now available again and in water or an aqueous solution is suspended. By suitable choice the operating parameters pressure, temperature and holding time can be the ge desired coloring can be achieved in a known manner.

Die anschließende Agglomerierung und gleichzeitige Wasserverdampf­ ung erfolgt direkt aus der Suspension mit einem bekannten Ver­ fahren, z. B. Fließbett-Sprüh-Granulation (P 35 19 979.2). The subsequent agglomeration and simultaneous water evaporation ung takes place directly from the suspension with a known Ver drive, e.g. B. Fluid bed spray granulation (P 35 19 979.2).  

Die Wirkung der Alkalilösung auf die Farbgebung kann durch enzy­ matisch bewirkten Zellaufschluß unterstützt und intensiviert werden. Dieser Behandlungsschritt erfolgt nach dem Brechen der Kakaopreßkuchen. Durch zell(membran)abbauende Enzyme erfolgt ein Aufschluß der Zellen, wodurch dann bei der anschließenden Be­ handlung die Alkalilösung besser in das Zellinnere dringen kann und somit die Wirkung intensiviert wird.The effect of the alkali solution on the coloring can be determined by enzy matically induced cell disruption supports and intensifies will. This treatment step takes place after breaking the Cocoa press cake. Enzymes break down through cell (membrane) Disruption of the cells, which then in the subsequent loading the alkali solution can penetrate better into the cell interior and thus the effect is intensified.

Die weiteren Verfahrensschritte zur Auflösung, Suspendierung und anschließendem Agglomerieren der Feststoffteilchen aus der Suspension unter gleichzeitiger Verdampfung des Wassers und Trocknung der Granalien erfolgen in der bereits beschriebenen Weise.The further process steps for dissolution, suspension and then agglomerating the solid particles from the Suspension with simultaneous evaporation of the water and The granules are dried in the manner already described Wise.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels in Verbindung mit dem Fließbild beschrieben.The invention is described below using an example in Connection described with the flow diagram.

Die Kakao-Preßkuchen werden in bekannter Weise (meist mit Hilfe eines Stachelwalzenbrechers) gebrochen auf ein Korngrößenspektrum von 2 bis 20 mm.The cocoa press cake is made in a known manner (usually with the help of a spiked roller crusher) broken down to a grain size spectrum from 2 to 20 mm.

Zur Vergleichmäßigung des Kornspektrums werden die Preßkuchen­ stücke auf einer weiteren Zerkleinerungsmaschine, beispielsweise ein Riffelwalzenpaar, auf eine Korngröße bis z. B. maximal 6 mm gebracht, im folgenden "Kakaokuchen-Grieß" genannt.The press cakes are used to homogenize the grain spectrum pieces on another shredding machine, for example a pair of corrugated rollers, to a grain size up to z. B. maximum 6 mm brought, hereinafter called "cocoa cake semolina".

Mit diesem Grieß wird nun in einem Mischer, beispielsweise einem Pflugschar-Chargenmischer, ein Ansatz mit Wasser und zell(membran)auflösenden Enzymen gemacht. Dabei werden z. B. 500 kg Kakaokuchen-Grieß mit 100 bis 400, vorzugsweise 150 bis 200 Liter Wasser und 0,5 bis 2,5 kg handelsüblicher Enzyme, beispielsweise Pectinase, Cellulase oder Mazerase oder Zusammensetzungen daraus, im Mischer auf 40 Grad Celsius erwärmt. Durch die zell- und zellmembranauflösende Wirkung der Enzyme und die intensive mecha­ nische Bearbeitung des Mischorgans, das auch eine gewisse Zer­ kleinerungsarbeitet leistet, werden die Kakaofeststoffteilchen aufgelöst und liegen nun in ihrer vor dem Pressen vorhandenen Korngröße in Suspension vor.With this semolina is now in a mixer, for example one Ploughshare batch mixer, an approach with water and cell (membrane) dissolving enzymes. Here, for. B. 500 kg Cocoa cake semolina with 100 to 400, preferably 150 to 200 liters Water and 0.5 to 2.5 kg of commercially available enzymes, for example Pectinase, cellulase or macerase or compositions thereof, warmed to 40 degrees Celsius in the mixer. Through the cell and effect of the enzymes and the intensive mecha African processing of the mixing organ, which also has a certain cer the cocoa solids dissolved and are now in their pre-press Grain size in suspension.

Die nun folgende Behandlung mit Alkalilösung, welche die ge­ wünschte Farbgebung bewirkt, wird unterstützt und intensiviertThe now following treatment with alkali solution, which the ge the desired coloring is supported and intensified

  • a) durch die neu geschaffene große Phasengrenzfläche zwischen der Alkalilösung und der darin suspendierten kleinen Feststoffteilchena) through the newly created large phase interface between the alkali solution and the small ones suspended in it Solid particles
  • b) durch den enzymatischen Abbau der Zellmembran, wodurch die Alkalien leicht in das Zellinnere gelangen.b) by the enzymatic degradation of the cell membrane, whereby the Alkaline easily get inside the cell.

Die Menge der Zugabe der Alkalien richtet sich nach der gewünsch­ ten Farbe. Üblich sind bei Pottasche (K2CO3) z. B. 0,5 bis 5%, vorzugsweise 1 bis 2,5%, bezogen auf den Feststoff. Die Alkalisierung wird bei Temperaturen zwischen 60 und 90 Grad Celsius durchgeführt; auch die Temperatur richtet sich, ebenso wie die Zugabemenge, nach der gewünschten Farbe. In jedem Fall aber ist die Temperatur so hoch, daß der enzymatische Prozeß durch Inaktivierung der Enzyme (Denaturierung des Eiweißes) gestoppt wird.The amount of alkalis added depends on the desired color. With potash (K 2 CO 3 ) z. B. 0.5 to 5%, preferably 1 to 2.5%, based on the solid. The alkalization is carried out at temperatures between 60 and 90 degrees Celsius; The temperature, like the amount added, depends on the desired color. In any case, the temperature is so high that the enzymatic process is stopped by inactivating the enzymes (denaturing the protein).

Im Falle einer ungenügenden Auflösung der Preßagglomerate im Mischer erfolgt eine weitere Behandlung in einem Extruder mit dem Ziel die eventuell verbliebenen restlichen Preßagglomerate durch intensive mechanische Beanspruchung aufzulösen. Bei einigen Extrudertypen (z. B. "Continua" von Werner & Pfleiderer) besteht die Möglichkeit der Wasser- oder Dampfinjektion, so daß im Extruder eine gewünschte Dampfbehandlung zum Zwecke der Farb­ intensivierung oder Sterilisierung durchgeführt werden kann. Damit ist die Behandlung in der flüssigen Phase abgeschlossen.In the event of insufficient dissolution of the press agglomerates in Another treatment takes place in an extruder with the mixer Aim through any remaining press agglomerates dissolve intensive mechanical stress. With some Extruder types (eg "Continua" from Werner & Pfleiderer) exist the possibility of water or steam injection, so that in Extruder a desired steam treatment for the purpose of color intensification or sterilization can be carried out. This completes the treatment in the liquid phase.

Die Suspension kann nun zum Zwecke der Agglomerierung einem Granulationsprozeß unterzogen werden. Da der Feststoff bereits suspendiert in einer wäßrigen Lösung vorliegt, empfiehlt sich ein Sprüh-Granulationsverfahren im Sprühturm oder in einem Fließbett- Sprüh-Granulator.The suspension can now be used for agglomeration Granulation process to be subjected. Because the solid already suspended in an aqueous solution is recommended Spray granulation process in a spray tower or in a fluid bed Spray granulator.

Im Falle weiterer Flüssigkeits- oder Feststoffzugaben, beispiels­ weise Zucker(lösung) oder Milchbestandteile wird eventuell ein weiterer Mischbehälter zwischen Extruder und Granulator erforder­ lich.In the case of further liquid or solid additions, for example White sugar (solution) or milk components may be added additional mixing container between extruder and granulator required Lich.

Verfahren zur Herstellung von KakaopulverProcess for the preparation of cocoa powder

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstel­ lung von Kakaopulver aus Kakaopreßkuchen-Grieß unter Umgebung der üblichen Prallzerkleinerung in mechanischen Prallmühlen durch Des­ agglomeration infolge mechanischer Scherbeanspruchung in einem Ex­ truder eventuell unter Zugabe von Wasser und/oder Dampf oder wäß­ riger Alkalilösung zum Zwecke der Keimreduzierung und/oder der Farbverschiebung.The aim of the present invention is to produce a process development of cocoa powder from cocoa press cake semolina in the vicinity of the usual impact crushing in mechanical impact mills by Des agglomeration due to mechanical shear stress in an Ex possibly with the addition of water and / or steam or water alkaline solution for the purpose of germ reduction and / or Color shift.

Hierbei wird das zu desagglomerierende Produkt nicht in Form ei­ ner Suspension sondern in trockenem, festen Zustand dem Extruder aufgegeben. Die Zugabe von Flüssigkeit dient hier zum Zwecke der Keimreduzierung und/oder Farbverschiebung. Dabei sind die zuge­ gebenen Flüssigkeitsmengen erheblich niedriger als im oben be­ schriebenen Verfahren. Sie liegen zwischen 0,5 und 40% Flüssig­ keit bezogen auf den Feststoffgehalt. In Extremfällen, wenn keine Keimabtötung und keine Farbverschiebung sondern nur eine Des­ agglomerierung gefordert wird, kann ganz ohne Flüssigkeitszu­ gabe gefahren werden. Die Keimtötungsrate und die Intensität der Farbveränderung steigt mit zunehmendem Flüssigkeitsgehalt; da­ bei sind Temperaturen von 100 bis 150°C, vorzugsweise 120 bis 130°C erforderlich. Das austretende Produkt hat infolge der raschen Wasserverdampfung Temperaturen von <100°C.Here, the product to be deagglomerated is not in the form of an egg ner suspension but in a dry, solid state the extruder given up. The addition of liquid is used here for the purpose of Germ reduction and / or color shift. Here are the The amount of liquid given is significantly lower than in the above written procedures. They are between 0.5 and 40% liquid speed based on the solids content. In extreme cases, if none  Germ killing and no color shift but only a des agglomeration is required without any liquid addition be driven. The germ killing rate and the intensity of the Color change increases with increasing liquid content; there at temperatures from 100 to 150 ° C, preferably 120 to 130 ° C required. The emerging product has as a result of rapid water evaporation temperatures of <100 ° C.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Kakaopulver-Granulat durch Agglomeration, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrochenen Kakao­ preßkuchen nicht pulverisiert werden, sondern die Auflösung der festen Preßkuchenbruchstücke in einer wäßrigen Lösung unter Wirkung einer mechanischen Beanspruchung und eventuell eines enzymatischen Zellaufschlusses erfolgt, so daß die vor dem Pressen vorhandene Kakaoteilchengröße (Primärteilchen) in der Sus­ pension erneut erzeugt wird und suspendiert vorliegt, die anschließende Agglomeration der Kakaofeststoffteilchen dann aus der Suspension erfolgt, wobei gleichzeitig der Wasseranteil verdampft und das Granulat getrocknet wird.1. A process for the production of cocoa powder granules by agglomeration, characterized in that the broken cocoa presscakes are not pulverized, but rather the dissolution of the solid presscake fragments in an aqueous solution under the action of mechanical stress and possibly enzymatic cell disruption, so that the before the pressing existing cocoa particle size (primary particles) in the Sus pension is generated again and is in suspension, the subsequent agglomeration of the cocoa solids then takes place from the suspension, with the water portion being evaporated and the granules being dried. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kakaokuchenbruchstücke nach dem Brechen mit einem weiteren Zerkleinerungsaggregat beispielsweise einem Riffelwalzenpaar vergleichmäßigt werden auf ein Kornspektrum von 1-6 mm.2. The method according to claim 1, characterized in that the Cocoa cake fragments after breaking with another one Shredding unit, for example a pair of corrugated rollers are evened out to a grain spectrum of 1-6 mm. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vergleichmäßigen der Kakaopreßkuchenbruchstücke die Weiterver­ arbeitung in einem Mischer erfolgt, beispielsweise einem Pflugschar-Chargenmischer, eventuell mit Messerkopf, der die Auflösung fester Agglomerate ermöglicht, unter Zugabe von 20-70%, vorzugsweise 25-40%, Wasser und 0,1-0,5%, bezogen auf den Feststoff, handelsüblicher Enzyme, beispiels­ weise Cellulase oder Pektinase zur Unterstützung der Auflösung der Agglomerate und zur Unterstützung des Eindringens der Alkalilösung in das Zellinnere.3. The method according to claim 2, characterized in that according to the Comparative of the cocoa press cake fragments the further ver working in a mixer, for example one Ploughshare batch mixer, possibly with a cutter head, which the Solid agglomerates can be dissolved by adding 20-70% preferably 25-40%, water and 0.1-0.5%, based on the solid, commercial enzymes, for example as cellulase or pectinase to support the dissolution of the Agglomerates and to support the penetration of the alkali solution into the cell interior. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der enzymatischen Behandlung eine Behandlung mit wäßriger Alkali­ lösung erfolgt, beispielsweise Pottasche mit einer Konzentration von 0,5-5% bezogen auf den Feststoffgehalt, wobei durch Erhitzung auf Temperaturen <60 Grad Celsius die enzymatische Reaktion gestoppt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that according to the enzymatic treatment a treatment with aqueous alkali solution, for example potash with a concentration of 0.5-5% based on the solids content, whereby by Heating to temperatures <60 degrees Celsius the enzymatic Reaction is stopped. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle ungenügender Auflösung der festen Preßagglomerate im Mischer und/oder im Falle einer gewünschten Dampfbehandlung die enzymatisch und alkalisch behandelte Suspension aus dem Mischer in einen Extruder, beispielsweise "Continua" von Werner & Pfleiderer, mit der Möglichkeit der Dampfinjektion gepumpt wird, in dem die gewünschte Dampfbehandlung unter intensiver mechanischer Bean­ spruchung zum Zwecke der Auflösung fester Preßagglomerate er­ folgt.5. The method according to claim 4, characterized in that in the case insufficient dissolution of the solid press agglomerates in the mixer and / or in the case of a desired steam treatment enzymatically and alkaline treated suspension from the mixer in an extruder, for example "Continua" from Werner & Pfleiderer, with the possibility of steam injection, in which the Desired steam treatment under intensive mechanical bean for the purpose of dissolving solid press agglomerates follows. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständiger Auflösung der festen Preßagglomerate der kakao­ haltige Feststoff der Suspension in einem Sprüh-Granulator agglomeriert wird, wobei die Verdampfung des Wassers bei gleich­ zeitiger Trocknung der Granalien erfolgt. 6. The method according to claim 5, characterized in that after complete dissolution of the solid pressed agglomerates of cocoa containing solid of the suspension in a spray granulator is agglomerated, the evaporation of the water at the same premature drying of the granules.   7. Verfahren zur Herstellung von Kakaopulver aus Kakaopreßkuchen­ bruchstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Desagglomerierung in einem Extruder durch mechanische Scherbeanspruchung eventuell unter Zugabe von Wasser/Dampf oder wäßriger Alkalilösung zum Zwecke der Keimreduzierung oder Farb- oder pH-Wert-Verschiebung erfolgt.7. Process for the preparation of cocoa powder from cocoa press cake fragments, characterized in that the deagglomeration in an extruder due to mechanical shear stress with the addition of water / steam or aqueous alkali solution to Purposes of germ reduction or color or pH shift he follows. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus­ gangsprodukt grob vorzerkleinerter Preß- oder Expellerkuchenbruch ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the end coarse pre-shredded pressed or expeller cake is. 9. Verfahren nach Anspruch 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Desagglomerierung durch Scherbeanspruchung in einem Extruder mit möglichst homogenen Scherfeldern, vorzugsweise gleichsinnig drehenden Doppelwellenextrudern stattfindet.9. The method according to claim 7-8, characterized in that the Deagglomeration due to shear stress in an extruder shear fields as homogeneous as possible, preferably in the same direction rotating twin-shaft extruders takes place. 10. Verfahren nach Anspruch 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer gewünschten Keimreduzierung Wasser oder Dampf, je nach gewünschtem Entkeimungsgrad 0,5 bis 40% Wasser, bezogen auf den Feststoffgehalt, zugeführt wird.10. The method according to claim 7-9, characterized in that in In case of a desired germ reduction water or steam, each according to the desired degree of disinfection 0.5 to 40% water, based on the solids content is supplied. 11. Verfahren nach Anspruch 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer gewünschten Farb- oder pH-Wert-Verschiebung wäß­ rige Alkalilösung zugeführt wird.11. The method according to claim 7-10, characterized in that in If a desired color or pH shift aq Alkaline solution is supplied.
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