DE69712397T2

DE69712397T2 - Kontinuierlisches Strangpressen von Schokoladedenmassen

Info

Publication number: DE69712397T2
Application number: DE69712397T
Authority: DE
Inventors: Mark Jury; John Howard Walker
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: BR9701456A; IL120276A0; CZ295962B6; AU1648997A; IL120276A; ATE217150T1; SG90019A1; EP0797922A2; CA2198759C; CZ91297A3; CA2198759A1; NZ314293A; JPH104884A; ES2175204T3; NO971193L; CN1065413C; NO971193D0; EP0797922A3; RU2181547C2; PL182852B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Extrusion von Schokolade und insbesondere ein Verfahren für die kontinuierliche Extrusion von fester oder halb-fester Schokolade unter Verwendung eines Schnecken-Extruders.
In der anhängigen EP-A-0603467 wird ein Verfahren zum plastischen Extrudieren eines Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials beschrieben, welches die Schritte aufweist, Einbringen des Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials in einen Extruder und Ausüben von Druck auf das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial, in einer im Wesentlichen festen oder halb-festen, nicht gießfähigen Form, stromaufwärts einer Strömungsbeschränkung, wobei die Temperatur, der Druck, das Verengungsverhältnis und die Extrusionsgeschwindigkeit derart sind, dass das Fettenthaltende Süßspeisenmaterial extrudiert wird, und in einer im Wesentlichen festen oder halbfesten, nicht gießfähigen Form verbleibt, um ein in Längsrichtung homogenes Produkt mit einem Querschnitt zu ergeben, der im Wesentlichen das gleiche Profil aufweist, wie der Ausgang der Gussform des Extruders, und das seine Form beibehalten kann und eine temporäre Flexibilität oder Plastizität aufweist, so dass es körperlich bearbeitet, geschnitten oder plastisch verformt werden kann, bevor es seine Flexibilität oder Plastizität verliert.
Die temporäre Flexibilität des extrudierten, Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials, die mit dem Verfahren der vorstehend aufgeführten, gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung erhalten wird, kann bis zu 4 Stunden oder länger andauern, beispielsweise von 1 Sekunde oder weniger bis 2 Stunden, beispielsweise von 10 Sekunden bis 1 Stunde. Während dieser Zeitspanne der temporären Flexibilität, kann das extrudierte, Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial glatt geschnitten werden, was im Gegensatz zu dem Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterial steht, das durch ein in der EP-A-93114251 beschriebenen Verfahren extrudiert wurde, nachdem die temporäre Flexibilität verloren ging, oder zu einer normal gefertigten Schokolade, die zum Schneiden leicht erhitzt werden muß, da sie andernfalls auf Grund ihrer Sprödigkeit zerbrechen würde.
Das Extrusionsverfahren kann Chargen-weise oder kontinuierlich durchgeführt werden, wobei manche Beispiele von Vorteilen einer kontinuierlichen Extrusion wie folgt sind:
a) die Extrusionsgeschwindigkeit ist konstant und ununterbrochen; und
b) die Ko-Extrusion ist einfacher, da die Schokolade oder das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial bei einer konstanten Geschwindigkeit extrudiert wird;
c) die extrudierte flexible Schokolade kann stromabwärts kontinuierlich geschnitten werden, um Teilstücke zu formen.
Wenn jedoch eine kontinuierliche Extrusion unter Verwendung eines Schnecken-Extuders durchgeführt wird, dann kann durch die Reibung aufgrund Scherung der Schokolade zwischen der Schnecke und der Behälterwandung Wärme erzeugt werden. Diese Wärme führt zu einer Erhöhung der Temperatur derart, dass die Schokolade schmilzt, wobei sich das verflüssigte Fett der geschmolzenen Schokolade als Schmiermittel verhält, so dass die Schokolade an der Behälterwandung gleitet, was eine effiziente Extrudierung verhindert. Es ist wichtig, dass die Schokolade an der Oberfläche der Behälterwandung ausreichend haftet sowie an der Oberfläche der Schnecke des Extruders ausreichend gleitet, damit der Extruder einen Extrusionsdruck erzeugen kann. Es ist gleichfalls von Bedeutung, dass die Temperatur an jeder Oberfläche nicht zu hoch wird, um wesentliches Schmelzen der Schokolade zu bewirken.
Die FR-A-570732 beschreibt ein Verfahren zur Formung von Schokoladenbehältern, indem feste lose Schokolade mit hohem Druck durch eine Extrusions-Gussform gedrückt wird, um zu bewirken, dass die Schokolade in eine harte, dichte, nicht-poröse Masse, in rohrartiger Form extrudiert wird.
Die US-A-4039168 beschreibt einen Extruder für die Herstellung eines aufgeschäumten Trockenfutters oder Nahrungsmittels, durch die Extrusion von Eiweiß-artigen Rohmaterialien. Es wurde gefunden, dass durch sorgfältige Steuerung der Temperatur der Behälterwandung und der Schnecke, gewährleistet werden kann, dass die Schokolade in einem im Wesentlichen festen oder halb-festen Zustand mit einem geeigneten Schlupfgrad gegen die Schnecke, wobei eine effiziente Extrusion durch den Behälter ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereit gestellt zur kontinuierliche Extrusion von Schokolade oder eines Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials unter Verwendung eines Schnecken- Extruders, welches umfasst, Einbringen der Schokolade oder des Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials, in den Schnecken-Extruder und Anlegen eines Drucks, um die Schokolade oder das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial in einer im Wesentlichen festen oder halb-festen, nicht gießfähigen Form stromaufwärts einer Strömungsbeschränkung zu bringen, wobei die Temperatur der Schnecke, die Temperatur der Behälterwandung, die Schneckengeschwindigkeit, der Druck, das Verengungsverhältnis und die Extrusionsgeschwindigkeit derart sind, dass die Schokolade oder das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial in einer im Wesentlichen festen oder halb-festen, nicht gießfähigen Form extrudiert wird, um ein axial homogenes extrudiertes Produkt, mit einem Querschnitt zu produzieren, der im Wesentlichen das gleiche Profil aufweist, wie der Ausgang der Gussform des Extruders, das seine Form beibehalten kann und das eine temporäre Flexibilität oder Plastizität aufweist, so dass es körperlich bearbeitet, geschnitten oder plastisch verformt werden kann, bevor es seine Flexibilität oder Plastizität verliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Schnecke von 10º bis 35ºC, die Temperatur der Behälterwandungung von -50º bis +20ºC ist und dass die Temperatur der Schnecke um 5º bis 50ºC über der Temperatur des Behälters liegt.
Das Schokoladenmaterial kann dunkle-, Milch- oder weiße-Schokolade sein. Fettenthaltende Süßspeisenmaterialien können Zucker, aus Milch gewonnene Produkte, und Fette und Feststoffe von Gemüse oder Kakaoquellen in unterschiedlichen Mengen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 10 Gewichtsprozent, im Allgemeinen weniger als 5 Gewichtsprozent enthalten. Sie können Schokoladen-Ersatzstoffe sein, die enthalten, direkte Kakaobutter-Ersatzstoffe, Stearine, Kokosöl, Palmöl, Butter oder jede Mischung davon; Nusspasten wie Erdnussbutter und Fett; Praline; Süßwarenüberzüge die dazu verwendet werden, Kuchen zu bedecken, wobei sie im Allgemeinen Schokoladenentsprechungen mit Katcaobutter epthalten, die durch ein billigeres nicht-vergütetes Fett ist; oder "Caramac" mit nicht- Kakaobutterfetten, Zucker und Milch enthält, das von Nestlé verkauft wird.
Die Temperatur der Schnecke kann beispielsweise durch eine durch das Innere der Schnecke strömenden Flüssigkeit bei der zweckmäßigen Temperatur, wie Wasser, gesteuert werden. So kann beispielsweise die Flüssigkeit an einem Ende an dem stromaufwärts gelegenen Ende eingebracht werden und durch einen oder mehrere längs verlaufende Kanäle zu dem stromabwärts gelegenen Ende fließen, und durch einen oder mehrere längs verlaufende Kanäle zum stromaufwärts gelegenen Ende zurückfließen, an dem es austritt. Die Temperatur der Behälterwandung kann beispielsweise durch eine Flüssigkeit mit der geeigneten Temperatur, wie Wasser oder Glycol oder einem Gemisch davon, gesteuert werden, wobei es durch einen die Behälterwandung umgebenden Mantel strömt.
Die Temperatur der Schraube und der Behälterwandung kann entsprechend dem in dem extrudierten Material vorhandenen Fett-Typ, gesteuert werden. So benötigen beispielsweise Fette mit einem höheren Schmelzpunkt eine wärmere Behälterwandung und Schnecke als Fette mit einem niedrigeren Schmelzpunkt. Der Flexibilitätsgrad des extrudierten Produkts kann durch die Temperatur und den Schmelzpunkt der Fette, die in dem extrudierten Material vorliegen, beeinflusst werden.
Im Hinblick auf die Schneckentemperatur wird die Schokolade, wenn die Temperatur zu niedrig ist, an der Schnecke haften und nicht entlang der Schnecke befördert, während dann, wenn die Temperatur zu hoch ist, die Schokolade schmilzt und Verstopfungen verursacht. Abhängig von der Art der Fette, die in dem Material, das extrudiert wird, vorhanden ist, kann die Temperatur der Schnecke von 10º bis 35ºC, und im Allgemeinen von 15º bis 30ºC betragen.
Unter Berücksichtigung der Behälterwandungstemperatur, kann die Schokolade schmelzen und gegen die Wand gleiten, wenn die Temperatur der Behälterwandung zu hoch ist, so dass sie nicht effizient extrudiert werden kann. Abhängig von den Fett-Typen, die in dem Material, das extrudiert wird, vorhanden sind, kann die Temperatur der Behälterwandung von -50º bis +20ºC, im Allgemeinen von -25º bis 15ºC betragen. Die Temperatur der Behälterwandung kann in einigen Fällen zweckmäßigerweise niedriger liegen, als die der einlaufenden Schokolade oder des Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials, wobei unter bestimmten Umständen die Temperatur der Behälterwandung höher sein kann als die der einlaufenden Schokolade oder des Fettenthaltenden Süßspeisenmaterials. Das Gleiten Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials an der Behälterwandung kann auch durch Aufrauhen der Behälterwandung vermindert werden, beispielsweise dadurch, dass ein Lauf derart gezogen wird, dass er längs- oder spiralförmige Rillen in der Wand bildet. Die spiralförmigen Rillen laufen vorzugsweise in die Gegenrichtung des Schraubengangs und haben vorzugsweise einen längeren Gang als die Schnecke.
Die Temperatur der Schnecke liegt vorzugsweise um 10º bis 40ºC über der Temperatur der Behälterwandung, und liegt mehr bevorzugt von 12º bis 30ºC über der Temperatur der Behälterwandung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt der Durchmesser des Gewindefußes von dem stromabwärts gelegenen Ende zu dem stromaufwärts gelegenen Ende zu, wobei der Gang konstant bleibt. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform nimmt der Schraubengang von dem stromaufwärts gelegenen zu dem stromabwärts gelegenen Ende ab, wobei der Durchmesser des Gewindefußes konstant bleibt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform nimmt der Schraubengang von dem Ende stromabwärts zu dem stromaufwärts ab, und der Fußkreisdurchmesser der Schnecke nimmt von dem stromabwärts gelegenen zu dem stromaufwärts gelegenen Ende zu.
Das Verdichtungsverhältnis der Schnecke kann von 1 : 1 bis 5 : 1 und vorzugsweise von 1,5 : 1 bis 3 : 1 betragen. Verdichtungsverhältnisse oberhalb 5 : 1 können Verstopfungen des Materials, das extrudiert wird, verursachen. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Schnecke kann beispielsweise von 5 : 1 bis 30 : 1 und vorzugsweise von 10 : 1 bis 25 : 1 sein.
Der Durchmesser der Schnecke kann beispielsweise von 20 bis 500 mm betragen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit kann beispielsweise von 1 bis 500 U/Min betragen. Der tatsächliche Schneckendurchmesser und die Umdrehungsgeschwindigkeit können den Erfordernissen entsprechend vom Fachmann ausgewählt werden. Der Durchsatz hängt von der Umdrehungsgeschwindigkeit ab und kann beispielsweise von 1 bis 5000 Kg/Std, den Erfordernissen entsprechend sein.
Wenn gewünscht, können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei oder mehr Süßspeisenmaterialien extrudiert werden. Zusätzlich kann die Schokolade oder das Fettenthaltende Süßspeisenmaterial mit anderen Nahrungsmaterialien wie Eiscreme, Sorbet, Joghurt, Mousse, Fondant, Praline, Marshmallow, Nougat oder Gelee etc. ko-extrudiert werden, wobei dies vorteilhaft ist, wenn das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial in einer hohlen oder rohrartigen Form extrudiert wird. Daher kann, wie dem Fachmann bekannt, in derartigen Ausführungsformen eine mehrere Öffnungen aufweisende Düse und/oder eine damit assoziierte Ausrüstung eingesetzt werden.
Wenn gewünscht, kann ein Zwillingsschneckenextruder verwendet werden, wobei bei diesem entweder gegenläufige Schnecken oder gleichlaufende Schnecken eingesetzt werden können.
Die Temperatur der Schokolade oder des Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials, kann bei Extrusion zweckmäßigerweise von 15º bis 28ºC, im Allgemeinen von 18º bis 25ºC, beispielsweise von 20º bis 23ºC betragen.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in der Fig. 1 eine schematische Darstellung eines kontinuierlichen Extrusionsystems darstellt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält der im Allgemeinen mit 10 bezeichnete Extruder einen Behälter 11, der mit einem Kühlmantel 12 versehen ist, mit einem Einlass für Kühlflüssigkeit 13 und einem Auslass 14 für Kühlflüssigkeit, einen Einlass 15 für das zu extrudierende, zugeführte Material, eine Düse 16 mit einem kreisförmigen Querschnitt und einem Durchmesser von 6,5 mm, und eine Schnecke 17, deren Fußkreisdurchmesser von dem stromaufwärts gelegenen stromabwärts gelegenen Ende zunimmt und die mit Gewinden 18 versehen ist, deren Gang vom stromaufwärts gelegenen Ende zu dem stromabwärts gelegenen Ende konstant ist. Die Schnecke 17 ist mit einem Kanal 19 für erwärmte Flüssigkeit versehen, der sich von dem stromaufwärts gelegenen Ende zu dem stromabwärts gelegenen Ende erstreckt, und einen Einlass 20 aufweist, der mit einem konzentrischen Kanal 21 verbunden ist, der zu einem Auslass für die erwärmte Flüssigkeit 22 führt.
Der betrieb des vorstehend beschriebenen Einzel-Schnecken-Extruders wird jetzt in den folgenden Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Milch-Schokolade-Knöpfe mit einer Temperatur von 22ºC werden in den Behälter 11 des Extruders 10 durch den Beschickungseinlass 15 eingebracht. Die Schnecke 17 weist einen Durchmesser von 32 mm, ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 24 : 1, ein Verdichtungsverhältnis von 2 : 1 und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 65 U/min auf. Ein SOSO Gemisch aus Wasser und Glycol bei -5ºC fließt durch den Kühlmantel 12 des Behälters, und Wasser bei 20ºC strömt durch die Kanäle 19 und 21 der Schnecke. Während sich die Schnecke dreht, wird die feste Schokolade mit einer Rate von 15 kg/Std. befördert und wird durch die Düse 16 mit einer Form die der der Düse entspricht, extrudiert und weist eine temporäre Flexibilität auf, die etwa für 1 Stunde andauert.

Beispiel 2

Milch-Schokolade-Knöpfe mit einer Temperatur von 22ºC werden in den Behälter 11 des Extruders 10 durch den Beschickungsseinlass 15 eingebracht. Die Schnecke 17 hat einen Durchmesser von 50 mm, ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 20 : 1, ein Verdichtungsverhältnis von 2 : 1 und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 70 U/min. Ein 50 : 50 Gemisch von Wasser und Glycol bei -10ºC fließt durch den Kühlmantel 1·2 des Behälters, und Wasser bei 25ºC fließt durch die Kanäle 19 und 21 der Schnecke. Während sich die Schnecke dreht, wird die feste Schokolade bei einer Rate von 50 kg/Std befördert und wird durch die Düse 16 mit einer Form, die der der Düse entspricht, bei 21ºC extrudiert, und weist eine temporäre Flexibilität auf, die etwa für 1 Stunde andauert.

Beispiel 3

Milch-Schokolade-Knöpfe mit einer Temperatur von 22ºC werden in den Behälter 11 des Extruders 10 durch den Beschickungseinlass 15 eingebracht. Die Schnecke 17 weist einen Durchmesser von 90 mm, ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 15 : 1, ein Verdichtungsverhältnis von 2 : 1 und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 35 U/Min auf Wasser bei 5ºC fließt durch den Kühlmantel 12 des Behälters, und Wasser bei 20ºC fließt durch die Kanäle 19 und 21 der Schnecke. Während sich die Schnecke dreht, wird die feste Schokolade bei einer Rate von 280 kg/Std befördert, und wird durch die Düse 16, mit einer Form, die der der Düse entspricht extrudiert, und weist eine temporäre Flexibilität auf, die etwa für 1 Stunde andauert.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierliche Extrusion von Schokolade oder eines Fett-enthaltenden - Süßspeisenmaterials unter Verwendung eines Schnecken-Extruders, welches umfasst, Einbringen der Schokolade oder des Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials in den Schnecken-Extruder und Erzeugen eines Drucks, um die Schokolade oder das Fettenthaltende Süßspeisenmaterial in einer im Wesentlichen festen oder halb-festen, nicht gießfähigen Form stromaufwärts einer Strömungsbeschränkung zu bringen, wobei die Temperatur der Schnecke, die Temperatur der Behälterwandungung, die Schneckengeschwindigkeit, der Druck, das Verengungsverhältnis und die Extrusionsgeschwindigkeit derart sind, daß die Schokolade oder das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial in einer im Wesentlichen festen oder halb-festen, nicht gießfähigen Form extrudiert wird, um ein axial homogenes extrudiertes Produkt mit einem Querschnitt zu produzieren, der im Wesentlichen das gleiche Profil aufweist, wie der Ausgang des Extruders, das seine Form beibehalten kann und das eine temporäre Flexibilität oder Plastizität aufweist, so dass es körperlich bearbeitet, geschnitten oder körperlich verformt werden kann, bevor es seine Flexibilität oder Plastizität verliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Schnecke von 10º bis 35ºC, die Temperatur der Behälterwandungung von -50º bis +20ºC ist und dass die Temperatur der Schnecke um 5º bis 50ºC über der Temperatur des Behälters liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur der Behälterwandungung unter der der eingebrachten Schokolade oder des eingebrachten Fett-enthaltenden Süßspeisenmaterials liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grund-Durchmesser der Schnecke von dem stromaufwärts zu dem stromabwärts gelegenen Ende ansteigt, während der Schraubengang konstant bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schraubengang der Schnecke von dem stromaufwärts zu dem stromabwärts gelegenen Ende abfällt, während der Grund- Durchmesser konstant bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schraubengang der Schnecke von dem stromaufwärts zu dem stromabwärts gelegenen Ende abfällt, und wobei der Grund- Durchmesser der Schnecke von dem stromaufwärts zu dem stromabwärts gelegenen Ende ansteigt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Behälterwandungung aufgerauht ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schokolade oder das Fett-enthaltende Süßspeisenmaterial mit einer anderen Schokolade oder einem anderen, auf Fett basierenden Süßspeisenmaterial oder einem anderen Nahrungsmittelmaterial koextrudiert werden kann.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das andere Nahrungsmittelmaterial Eiscreme, Sorbet, Joghurt, Mousse, Fondant, Praline, Marshmallow, Nougat, Gelee oder jedes andere Nahrungsmittelmaterial ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Zweischnecken-Extruder verwendet wird.