DE4139817C2 - Vollkontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Kakaobutter und Kakaopulver aus Kakaomasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein vollkontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Kakaobutter und Kakaopulver aus Kakaomasse, bei dem die Kakaobohnen in bekannter Weise geröstet und durch Feinzerkleinern zu einer flüssigen Kakaomasse verarbeitet werden.

Die Kakaobohne enthält als Ölfrucht zwischen 52 und 58% Fettbestandteile. Für die Herstellung von Schokolade reicht jedoch in der Regel dieser hohe Fettanteil nicht aus, um nach der Zugabe von Zucker und gegebenenfalls Milchpulver, Nüssen und anderen Zutaten eine geschmeidige, in der Wärme flüssige Masse zu erhalten, wie diese aus technischen, aber auch aus organoleptischen Gründen benötigt wird.

Aus diesem Grund hat man in Analogie zur Gewinnung von Fett aus anderen Ölsaaten ein Preßverfahren entwickelt, bei dem die flüssige Kakaomasse in über- oder nebeneinander­ liegenden, topfähnlichen Formen mit Siebböden gebracht wird, wobei durch einen Stempel in der Masse ein hoher Druck erzeugt wird, welcher bewirkt, daß die Kakaobutter sich von den festen Kakaobestandteilen trennt und über die Siebböden abfließt.

Auf diese Weise erhält man in der Anfangsphase der Pressung eine Kakaobutter von hoher Qualitätsgüte.

Dieses Verfahren des Standes der Technik hat jedoch zwei Nachteile:
Preßt man die Kakaobutter bei relativ niedrigem Druck ab, so verbleibt in dem sogenannten Preßkuchen (= Summe der nicht in der Wärme flüssigen Kakaobohnenbestandteile) noch ein erheblicher Fettanteil zwischen 24% bis 40% zurück. Erhöht man den Druck auf die Masse, so kann man zwar mit modernen Hochleistungspressen den im Preßkuchen verbleibenden Fettrest bis auf 6 bis 8% senken, doch ergeben sich bei dieser Arbeitsweise mehrere Nachteile. Zum einen erhöht sich die benötigte Zeit für den Preß­ vorgang; ferner erhöht sich auch die benötigte Energie unverhältnismäßig immer mehr, so daß die Kosten für die Gewinnung der letzten 2 bis 4% der abgepreßten Butter sehr hoch sind.

Aber gleichzeitig sinkt dabei auch die Qualität dieser letzten besonders teuer erkauften Fettmengen. Dabei werden auch unerwünschte Kakaobestandteile, Geschmackstoffe, adstringierende und fettlösliche Verbindungen von der Kakaobutter aufgenommen, welche Verbindungen auch nach aufwendigen Reinigungsverfahren, z. B. Dämpfung, nicht vollständig aus der Kakaobutter entfernt werden können.

Ein weiteres Verfahren zur Kakaobuttergewinnung besteht darin, daß man geröstete oder nur getrocknete, zerkleinerte Kakaobohnen mit einem Lösungsmittel versetzt, wobei sich die Fettbestandteile (die Kakaobutter) in dem Lösungsmittel auflösen, mit ihnen aber auch eine Reihe von unangenehm riechender Verbindungen.

Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels bleibt eine Kakaobutter zurück, welche eine mindere Qualität aufweist und daher noch einer Reinigung durch Adsorptionsmittel bedarf; zwar ist es bei dieser Arbeitsweise möglich, die Kakaobutter bis auf nur geringe Reste aus den Kakaobohnen zu eliminieren, doch ist es nicht zu vermeiden, daß zunächst in den geringen Resten der Kakaobutter Extraktionsmittel (besonders niedrigsiedende Petroläther) gelöst und im Rückstand, aus dem das verzehrfähige Kakaopulver gewonnen wird, verbleiben. Diese gesundheitsschädlichen Lösungsmittelreste müssen deshalb durch verschiedene Ver­ fahren mit zum Teil erheblichen Kosten aus dem Extraktionsrückstand entfernt werden.

Vor langer Zeit, d. h. am Beginn der Schokoladenproduktion hat man schon einmal mit sehr geringer Ausbeute durch Auskochen von Kakaomasse in Wasser Kakaobutter erhalten. Man ließ die ausgekochte Wasser-Kakaomischung erkalten und schöpfte dann die auf der Wasseroberfläche schwimmenden Fettpartikel ab. Dieses Verfahren wurde aber aus mehreren Gründen bald wieder aufgegeben: 1. war nämlich die Fettausbeute sehr gering (10-12% Fettanteile), zweitens war die gewonnene Kakaobutter nicht wasserfrei und dadurch in der Lagerfähigkeit eingeschränkt, wobei beim Lagern häufig hohe Kakaobutteranteile verloren gingen.

Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kakaobutter zu gewinnen, deren Fettanteil möglichst hoch ist und die frei von unerwünschten Inhaltsstoffen, die den Geschmack beeinträchtigen könnten, ist. Gleichfalls soll das erfindungsgemäße Kakaopulver besonders rein, bekömmlich und geschmacklich hervorragend sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flüssige Kakaomasse in eine wäßrige Emulsion überführt, die Emulsion in einer schnellaufenden Zentrifuge mit Dickstoffabzug in die drei Komponenten Kakaobutter, Waschflüssigkeit und Dickschlamm zerlegt und der Dickschlamm zur Gewinnung von Kakaopulver getrocknet wird.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen geoffenbart.

Zum Stand der Technik ist ferner die US-PS 3985 607 zu nennen, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von unerwünschten Geschmacksträgern oder Geruchsträgern aus Kakaopulver und Kakaobutter beschreibt, wobei bei dieser Feinreinigung genügend Wasser zur Kakaomasse hinzugegeben wird, um eine emulgierte Form der Kakaomasse in fließfähigem Zustand zu erreichen, wonach sodann diese Emulsion in eine Dünnschichtform übergeführt und heiße Luft durch die Masse zum Zweck der Abführung der unerwünschten Inhaltsstoffe geführt wird. Die Kakaomasse hat dabei einen maximalen Wassergehalt von 2,5%.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem kleinste Kakaobutterkügelchen, welche daher eine relativ hohe Oberfläche pro Teilchen besitzen in Wasser "gewaschen werden" die wasserlöslichen unerwünschten Inhaltsstoffe, wie z. B. die bei Fehlfermentierung entstehende, schlecht riechende Buttersäure und auch freie Fettsäuren, welche die Haltbarkeit der Kakaobohnenbestandteile und den Geschmack negativ beeinflussen, eliminiert.

Gibt man die aufbereitete Masse in horizontale, sehr rasch laufende Zentrifugen, mit z. B. 27 000 bis 30 000 Umdrehungen/min mit kontinuierlichem Dickstoffaustrag, so kann man die wäßrige Emulsion in drei Fraktionen zerlegen.

Dabei wird 1. das spezifisch leichte Fett, 2. die Waschflüssigkeit und 3. der Restschlamm, der z. B. bis auf 30% Feuchtigkeit abgeschleudert wird, voneinander separiert. Dieser "Schlamm" besteht, nachdem das Fett abgetrennt wurde, zu einem erheblichen Teil aus der fettfreien Trockenmasse der Kakaobohnen und entspricht in der Zusammensetzung etwa dem Kakaopreßkuchen. Der Restfettgehalt kann ohne besonders aufwendige Verfahrensschritte bis auf 3 bis 5% gesenkt werden.

Der Dickschlamm mit ca. 30% Restfeuchtigkeit wird in einem nächsten Schritt entweder auf Vakuumwalzentrocknern entfeuch­ tet, wobei gleichzeitig eine schwache Röstung, unter Bildung von Karamelgeschmack stattfinden kann oder in Wirbelschicht­ trocknern getrocknet.

Das so gewonnene Kakaopulver weist einen besonders milden, angenehm aromatischen Geschmack auf. Der größte Teil der adstringierenden Stoffe ist entfernt, aber z. B. auch das Theobromin, welches aus der Waschflüssigkeit abgeschieden werden kann. Das so gewonnene Kakaopulver ist bekömmlich und für Kinder besonders geeignet.

Die erhaltene Kakaobutter wird aus Sicherheitsgründen vorzugsweise anschließend noch einmal durch eine schnellaufende Zen­ trifuge mit z. B. 30 000 Umdrehungen/min gegeben um letzte Feuch­ tigkeitsreste zu entfernen.

Bei einem Großversuch, mit einer Tonne Kakaobohnen hat sich gezeigt, daß die Lagerfähigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Kakaobutter ausgezeichnet ist.

Die daraus hergestellten Schokoladenprodukte wurden von den Verbrauchern als erstklassige Qualität bezeichnet.

Da das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber den bisherigen Arbeitsweisen eine sprunghafte Qualitätsverbesserung gerade auch beschädigter und überlagerter Kakaobohnen erreicht, empfiehlt es sich besonders zur Verarbeitung von auf dem Transport beschädigten Kakaobohnen und vor allem auch für die Aufarbeitung der in großen Mengen zur Preisregulierung in sogenannte Bufferstocks jahrelang eingelagerten Kakaobohnen. Diese zur Preisregulierung mehrere Jahre einge­ lagerten, oft viele 100 000 Tonnen Kakaobohnen betragenden Läger, belasten allein schon durch die Zinsen die Erzeuger- und die Verbraucherländer sehr stark, mit bis zu dreistelligen DM-Millionenbeträgen pro Jahr.

Durch das neue erfindungsgemäße, vollkontinuierliche Ver­ fahren kann in kurzer Zeit der wertvollste Bestandteil der Kakaobohnen, nämlich die Kakaobutter, die etwa 70-80% des ökonomischen Werts der Bohnen ausmacht, bei überlagerten Kakao­ bohnen in erstklassiger Qualität bei gleichzeitig höherer Ausbeute als bei der Pressung gewonnen werden.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels weiterhin erläutert.

Ausführungsbeispiel

Eintausend kg fein zerkleinerte Kakaomasse aus gerösteten und geschälten Kakaobohnen der Marke Ghana good fermented Haupternte hergestellt, wurden bei einer Temperatur der flüssigen Kakaomasse von 65°C innerhalb von 15 Minuten in ein V₂A-Edelstahl-Gefäß mit 7500 Litern Fassungsvermögen, welches mit 5000 l auf 75°C erwärmten Wassers gefüllt war, innerhalb 15 Minuten eingegeben.

Ein Turbomischer mit 3000 Umdrehungen/min stellte innerhalb von 10 min nach Beendigung des Einfüllvorgangs durch hohe Verwirbelung eine Fett-in-Wasser-Emulsion des Fettanteils der Kakaomasse her.

Am Ende des Misch-Emulsionsvorgangs wurde die Emulsion in einen V₂A-Edestahltank mit einem langsam laufenden Blattrührwerk von 60 Umdrehungen/min gegeben.

Aus diesem Tank wurde die Emulsion kontinuierlich innerhalb von 30 Minuten in eine raschlaufende (32 000 Umdrehungen/min) Horizontal-Zentrifuge mit kontinuierlichem Dickstoffabzug gegeben.

Die in die oberste Schicht aufsteigende und so abgetrennte Kakaobutter wurde abgezogen und kontinuierlich in einen Zwischentank abgepumpt.

In der zweiten Schichtebene trennte sich das Wasser mit den darin gelösten Stoffen wie Theobromin, den wasserlöslichen Gerbstoffen, den wasserlöslichen niederen Fettsäuren, z. B. der bei Fehlgärungen und auch bei Schimmelbefall entstehenden Buttersäure und anderen unangenehm riechenden Substanzen. Außerdem werden wasserlösliche Kohlehydrate, Pentosen, Pentosane, Xylan, Galaktane, Araban usw. ausgewaschen.

Der kontinuierlich ausgetragene Dickstoffanteil wurde auf einem V₂A-2 Walzen-Edelstahl-Vakuumtrockner bei einer Temperatur von 75°C bis auf eine Restfeuchte von 2,9% getrocknet.

Das anfallende feinschuppige, angenehm leicht karamelartig riechende Pulver enthielt einen Restfettgehalt von 3,1% und wurde in einer Menge von 412,8 kg gewonnen.

Die in das Zwischenlagergefäß eingegebene Kakaobutter von 546,5 kg wurde aus Sicherheitsgründen noch durch eine raschlaufende sogenannte "Schmelzbutterzentrifuge", die speziell für die Abtrennung kleiner Wassermengen aus Fetten ausgelegt war, gegeben.

Die so behandelte Kakaobutter wurde nach fachgerechter Temperierung (Vorkristallisierung) in Blockformen abgekühlt.

Im Geschmackstest erwies sich die so hergestellte Kakaobutter als äußerst mild, dabei fein aromatisch wie beste Kakaopreßbutter sogenannter erster Pressung. Im Lagerversuch parallel zu bester Preßbutter wurde bei Dunkellagerung die gleiche Lagerfähigkeit wie bei bester Kakaopreßbutter festgestellt.

Eine Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, ist in der beiliegenden Fig. 1 dargestellt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist der Lagerbehälter für die Kakaomasse, mit 1a die Dosierpumpe, mit 2 der Emulsionsbehälter mit Turborührer, mit 3 die liegende schnellaufende Zentrifuge, mit 4 der Zweiwalzen- Vakuumtrockner, mit 4a der Dickstoffaustrag, mit 5 der Zwischenbehälter für Kakaobutter, mit 5a der Lagertank für das "Waschwasser", wobei gegebenenfalls eine Theobromingewinnung stattfindet) mit 6 die "Schmelzbutterzentrifuge", mit 7 der Lagertank für die gereinigte Kakaobutter, mit 8 die Leitung zur Abfüllstation, mit 9 der Austrag des Trockenguts, mit 10 eine Vakuumschleuse und mit 11 der Auffangbehälter für das Trockengut bezeichnet.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat rein beispielhaften Charakter.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen vollkontinuierlichen Arbeitens sind alle Lagertanks in doppelter Ausfertigung vorhanden.

Bezugszeichenliste

 1 Lagerbehälter für Kakaomasse
 1a Dosierpumpe
 2 Emulsionsbehälter mit Turborührer
 3 Liegende, schnellaufende Zentrifuge
 4 Zweiwalzen-Vakuumtrockner
 4a Dickstoffaustrag
 5 Zwischenbehälter für Kakaobutter
 5a Lagertank für das "Waschwasser" (eventuell Gewinnung von Theobromin)
 6 "Schmelzbutterzentrifuge"
 7 Lagertank der gereinigten Kakaobutter
 8 Leitung zur Abfüllstation
 9 Austrag des Trockengutes
10 Vakuumschleuse
11 Auffangbehälter für Trockengut

Claims (8)

1. Vollkontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Kakaobutter und Kakaopulver aus Kakaomasse, bei dem die Kakaobohnen in bekannter Weise geröstet und durch Feinzerkleinern zu einer flüssigen Kakaomasse verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die flüssige Kakaomasse in eine wäßrige Emulsion überführt wird,
daß die Emulsion in einer schnellaufenden Zentrifuge mit Dickstoffabzug in die drei Komponenten Kakaobutter, Waschflüssigkeit und Dickschlamm zerlegt wird, und
daß der Dickschlamm zur Gewinnung von Kakaopulver getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß geschälte Kakaobohnen zum Einsatz gelangen.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickstoffabzug kontinuierlich durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kakaobutter zur Abtrennung von Restwasser nachzentrifugiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die schnellaufende Zentrifuge 30 000 Umdrehungen pro Minute ausführt.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgiervorgang durch eine hohe Verwirbelung mittels eines Turbomischers mit 3000 Umdrehungen pro Minute eine Fett-In-Wasser- Emulsion des Fettanteils der Kakaomasse erreicht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die in die oberste Schicht aufsteigende und so abgetrennte Kakaobutter abgezogen und kontinuierlich in einen Zwischentank abgepumpt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierlich ausgetragene Dickstoffanteil auf einem Zweiwalzen-Vakuum-Trockner bei einer Temperatur von 75°C bis auf eine Restfeuchte von 2,9% getrocknet wird.