PL222752B1

PL222752B1 - Method for deodorization of cocoa butter and the deodorized cocoa butter

Info

Publication number: PL222752B1
Application number: PL405844A
Authority: PL
Inventors: Ferdynand Terlecki
Original assignee: Union Chocolate Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2016-09-30
Also published as: PL405844A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu dezodoryzacji masła kakaowego.The present invention relates to a method of deodorising cocoa butter.

Masło kakaowe, zwane także tłuszczem kakaowym lub olejem kakaowym, jest stosowane głównie do produkcji czekolady, kosmetyków lub farmaceutyków.Cocoa butter, also called cocoa butter or cocoa oil, is mainly used in the production of chocolate, cosmetics or pharmaceuticals.

Masło kakaowe otrzymywane jest z owoców kakaowca, które standardowo wytłacza się na ciepło, przykładowo za pomocą pras hydraulicznych. W wyniku procesu wytłaczania otrzymuje się masło kakaowe, które następnie poddaje się procesom filtrowania, podgrzewania, chłodzenia i temperowania polegającego na kontrolowanej krystalizacji tłuszczów. W typowym maśle kakaowym obecne są substancje lotne, które obniżają zakres jego stosowania, między innymi ze względu na nieprzyjemny zapach. W celu obniżenia ilości tych substancji masło kakaowe poddaje się procesowi odwaniania, zwanego także dezodoryzacją.Cocoa butter is obtained from cocoa fruit that is extruded warm as standard, for example with the use of hydraulic presses. As a result of the extrusion process, cocoa butter is obtained, which is then subjected to filtration, heating, cooling and tempering processes consisting in the controlled crystallization of fats. In typical cocoa butter, volatile substances are present that reduce the scope of its use, among others due to an unpleasant odor. In order to reduce the amount of these substances, cocoa butter is subjected to a deodorization process, also known as deodorization.

Dezodoryzacja zasadniczo polega na usunięciu substancji lotnych z masła kakaowego, w tym: niższych węglowodorów (poniżej 16 at. węgla w cząsteczce; krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, produktów degradacji wielonienasyconych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz produktów samoutlenienia (w tym aldehydów i ketonów).Deodorization essentially removes volatiles from cocoa butter, including: lower hydrocarbons (less than 16 carbon atoms per molecule; short chain fatty acids, degradation products of polyunsaturated long chain fatty acids, and self-oxidation products (including aldehydes and ketones).

Do znanych technik dezodoryzacji wykorzystywanych w przemyśle należą między innymi: odwanianie destylacyjne, odwodornienie, absorbcja za pomocą węgla aktywnego, ogrzewanie tłuszczu w cienkich filmach na pochyłych powierzchniach, czy ogrzewanie w dużych zbiornikach pod zmniejszonym ciśnieniem.Known deodorization techniques used in industry include: distillation deodorization, dehydrogenation, absorption with activated carbon, heating fat in thin films on sloping surfaces, or heating in large tanks under reduced pressure.

W celu przeprowadzenia dezodoryzacji tłuszcz kakaowy podgrzewa się do wysokich temperatur i odparowuje się bardziej lotne składniki masła. Niestety, utrzymywanie masła kakaowego w wysokiej temperaturze przez długi czas prowadzi do wytworzenia się w tłuszczu fosfolipidów prowadząc do tak zwanej gumizacji tłuszczu. Standardowo w celu usunięcia nadmiaru tych substancji, tłuszcz kakaowy poddaje się procesowi degumizacji, który wymaga zastosowania specjalistycznych urządzeń oraz wydłuża czas cyklu produkcyjnego i traci się co najmniej 3% masła kakaowego.For deodorization, the cocoa butter is heated to high temperatures and the more volatile components of the butter are evaporated off. Unfortunately, keeping cocoa butter at high temperature for a long time leads to the production of phospholipids in the fat leading to the so-called gumming of the fat. Typically, in order to remove the excess of these substances, cocoa butter is subjected to a process of degumization, which requires the use of specialized equipment and extends the production cycle time, and loses at least 3% of cocoa butter.

Z literatury patentowej znanych jest wiele sposobów dezodoryzacji masła kakaowego.Many methods of deodorising cocoa butter are known from the patent literature.

Z polskiego zgłoszenia patentowego 349494 znany jest sposób sterowania krzepnięciem oraz krystalizacją tłuszczów a także żywności zawierającej tłuszcze, w którym krzepnięcie oraz krystalizację przeprowadza się pod wpływem działania pola magnetycznego, przy czym pole magnetyczne umożliwia uzyskiwanie tłuszczu w określonej postaci krystalicznej. Sposobem opisanym w zgłoszeniu można otrzymywać masło kakaowe w postaci stałej, uzyskane bezpośrednio z VI fazy krystalicznej, bez przechodzenia w inną postać krystaliczną oraz bez konieczności wprowadzania zarodników krystalizacji.From the Polish patent application 349494 there is known a method of controlling the clotting and crystallization of fats and fat-containing foods, in which the solidification and crystallization are carried out under the influence of a magnetic field, and the magnetic field allows obtaining fat in a specific crystalline form. The method described in the application can obtain cocoa butter in solid form, obtained directly from the VI crystalline phase, without changing into another crystalline form and without the need to introduce crystallization spores.

Z polskiego zgłoszenia patentowego 395293 znany jest sposób otrzymywania masła kakaowego, w którym masło kakaowe wytwarza się z miazgi kakaowej w procesie tłoczenia. Masło otrzymane z miazgi jest następnie filtrowane, wygrzewane, chłodzone i poddawane procesowi temperowania, Według przedstawionej technologii, po przefiltrowaniu masło kakaowe poddaje się procesowi dezodoryzacji w zbiorniku ciśnieniowym. Proces dezodoryzacji prowadzi się pod ciśnieniem 3 bar w temperaturze około 300°C przez 1-2 godz.. podgrzewając masło aż do usunięcia wolnych kwasów tłuszczowych do zawartości poniżej 1,5% wag, w stosunku do masy masła, po czym schładza się masło w przeciągu 40 min. do temp. 45°C.From the Polish patent application 395293 there is known a method of obtaining cocoa butter, in which cocoa butter is produced from cocoa mass by pressing. The butter obtained from the pulp is then filtered, heated, cooled and subjected to a tempering process. According to the presented technology, after filtering, cocoa butter is subjected to a deodorization process in a pressure vessel. The deodorization process is carried out at a pressure of 3 bar at a temperature of about 300 ° C for 1-2 hours. By heating the butter until free fatty acids are removed to a content of less than 1.5% by weight in relation to the weight of the butter, the butter is cooled down in within 40 min. up to 45 ° C.

Z chińskiego zgłoszenia patentowego CN101089538 znany jest sposób wytwarzania masła kakaowego z miazgi kakaowej. Proces zasadniczo składa się z etapów: ogrzewania ziaren kakaowca, tłoczenia miazgi kakaowej, dezodoryzacji masła kakaowego w instalacji wieżowej pod zmniejszonym ciśnieniem, filtracji i chłodzenia masła. W opisanej technologii proces dezodoryzacji opiera się więc na destylacji wieżowej masła kakaowego pod zmniejszonym ciśnieniem, przy czym zmniejszenie ciśnienia wpływa na obniżenie temperatury wrzenia składników masła.A process for producing cocoa butter from cocoa liquor is known from the Chinese patent application CN101089538. The process essentially consists of the steps of: heating the cocoa beans, pressing the cocoa liquor, deodorising the cocoa butter in a tower under vacuum, filtering and cooling the butter. In the described technology, the deodorization process is therefore based on the tower distillation of cocoa butter under reduced pressure, whereby reducing the pressure reduces the boiling point of the butter ingredients.

W publikacji S. Wyczańskiego „Produkcja kakao (WPLiS, W-wa 1968, str. 67) opisano proces filtrowania, zestalania i pakowania kakao, w którym przedstawiono linię technologiczną do oczyszczania tłuszczu kakaowego. Instalacja umożliwia oczyszczanie tłuszczu na wirówce i uzyskiwanie stałego tłuszczu przez szybkie chłodzenie ciekłego masła. Masło kakaowe jest następnie porcjowane i pakowane w sposób ciągły. Tłuszcz schładza się za pomocą chłodnicy ciśnieniowej składającej się z szeregu chłodni sekcyjnych. Temperatura chłodzenia wynosi od 21 do 23°C.The publication of S. Wyczański "Production of cocoa (WPLiS, W-wa 1968, p. 67) describes the process of filtering, solidifying and packaging cocoa, which presents a technological line for purifying cocoa butter. The installation allows the fat to be cleaned in a centrifuge and to obtain solid fat by rapidly cooling the liquid butter. The cocoa butter is then portioned and packaged continuously. The fat is cooled by a pressure cooler consisting of a series of sectional coolers. The cooling temperature is between 21 and 23 ° C.

Celowym byłoby opracowanie techniki dezodoryzacji masła kakaowego, która zapewniłaby skrócenie czasu dezodoryzacji masła kakaowego zapobiegając jego gumizacji.It would be useful to develop a cocoa butter deodorization technique that would shorten the deodorization time of cocoa butter by preventing its gumization.

PL 222 752 B1PL 222 752 B1

Przedmiotem wynalazku jest sposób dezodoryzacji masła kakaowego, w którym otrzymane w wyniku tłoczenia miazgi kakaowej, filtracji i podgrzewania masło kakaowe poddaje się dezodoryzacji i chłodzeniu, charakteryzujący się tym, że dezodoryzację prowadzi się za pomocą dyszy dezodoryzującej tak, że: wprowadza się strumień pary wodnej o temperaturze od 180°C do 190°C pod ciśnieniem 10 bar od 15 bar do części dopływowej dyszy o pierwszej średnicy (D₁); wprowadza się strumień masła kakaowego o temperaturze od 160°C do 180°C do kanału doprowadzającego do środkowej części dyszy o drugiej średnicy (D₂), mniejszej od pierwszej średnicy (D₁) tak, że strumień pary wodnej zasysa strumień masła kakaowego tworząc mgiełkę masła kakaowego; odparowuje się niższe węglowodory, poniżej 16 atomów węgla w cząsteczce, w części dyfuzyjnej dyszy o średnicy rozszerzającej się od wartości drugiej średnicy (D₂) do wartości trzeciej średnicy (D₃); po czym wprowadza się masło kakaowe do separatora cyklonowego i rozdziela się ciekłe masło kakaowe od fazy gazowej.The subject of the invention is a method of deodorizing cocoa butter, in which the cocoa butter obtained by pressing cocoa liquor, filtering and heating is subjected to deodorization and cooling, characterized in that deodorization is carried out by means of a deodorizing nozzle in such a way that: a stream of water vapor is introduced at a temperature of 180 ° C to 190 ° C at a pressure of 10 bar from 15 bar to the inlet end of a first diameter nozzle (D ₁ ); a stream of cocoa butter with a temperature of 160 ° C to 180 ° C is introduced into the feed channel into the central part of the nozzle with a second diameter (D ₂ ) smaller than the first diameter (D ₁ ) so that the stream of steam sucks the stream of cocoa butter to form a mist cocoa butter; the lower hydrocarbons, less than 16 carbon atoms per molecule, are evaporated in the diffusion portion of the nozzle with a diameter ranging from the value of the second diameter (D ₂ ) to the value of the third diameter (D ₃ ); then introducing the cocoa butter into the cyclone separator and separating the liquid cocoa butter from the gas phase.

Korzystnie, masło z separatora cyklonowego kieruje się do zespołu chłodzącego i chłodzi się je do temperatury 60°C w czasie 4 minut.Preferably, the butter from the cyclone separator is directed to a cooling unit and is cooled to 60 ° C in 4 minutes.

Korzystnie, parę wodną z separatora cyklonowego kieruje się do płuczki wieżowej i oczyszcza się parę wodną ze związków pochodzenia organicznego.Preferably, the water vapor from the cyclone separator is directed to a scrubber and the water vapor is purified from compounds of organic origin.

Korzystnie, parę wodną oczyszcza się z kwasów tłuszczowych poprzez schłodzenie wodąPreferably, the steam is purified of fatty acids by cooling with water

Masło kakaowe otrzymano sposobem według niniejszego wynalazku, obejmującym działanie na rozpylone masło kakaowe parą w krótkim czasie, charakteryzuje się znikomą zawartością wolnych kwasów tłuszczowych, oraz substancji lotnych. Ponadto masło otrzymane sposobem według wynalazku nie zawiera fosfolipidów, które mogłyby prowadzić do jego „gumizacji”, nadaje się do produkcji czekolady, kosmetyków a nawet farmaceutyków. Sposób według wynalazku pozwala otrzymać masło kakaowe beztransowe przy niższych kosztach produkcji i stratach surowca.Cocoa butter was prepared according to the method of the present invention, involving the treatment of sprayed cocoa butter with steam in a short time, and is characterized by a negligible content of free fatty acids and volatile substances. Moreover, the butter obtained by the method according to the invention does not contain phospholipids, which could lead to its "gummization", it is suitable for the production of chocolate, cosmetics and even pharmaceuticals. The method according to the invention makes it possible to obtain trans-free cocoa butter with lower production costs and raw material losses.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku na którym:The subject of the invention is presented in the examples of the drawing in which:

Fig. 1 przedstawia schematycznie linię technologiczną do dezodoryzacji masła kakaowego sposobem według wynalazku:Fig. 1 shows a schematic of a processing line for deodorising cocoa butter with the method according to the invention:

Fig. 2 przedstawia schematycznie dyszę dezodoryzującą według wynalazku;Fig. 2 is a schematic representation of a deodorizing nozzle according to the invention;

Fig. 3 przedstawia schematycznie układ separatora cyklonowego oraz płuczki wieżowej,Fig. 3 schematically shows the system of a cyclone separator and a scrubber,

Na Fig. 1 przedstawiono schematycznie linię technologiczną do dezodoryzacji masła kakaowego. Według wynalazku w pierwszym etapie ze zbiornika surowca 110 pobiera się masło kakaowe, przykładowo otrzymane przez wyciśnięcie w prasie hydraulicznej z miazgi kakaowej, i za pomocą pompy przepuszcza się surowiec przez zespół filtrów 120, korzystnie filtrów workowych. Po przefiltrowaniu 120 masło kierowane jest do zespołu wymienników ciepła 130, przykładowo wymienników płytowych i podgrzewane: w pierwszym etapie do temperatury 145°C i w drugim etapie do temperatury od 160°C do 190°C, korzystnie 160°C. Ze stanowiska ogrzewania 130 masło zasysane przez dysze dezodoryzującą 141 według wynalazku z doprowadzeniem pary wodnej 173, przy czym temperatura pary wynosi od 180°C do 190°C. Korzystnie, masło wchodzące do dyszy 141 podgrzewa się wstępnie w przeponowym wymienniku ciepła masłem kakaowym wychodzącym z separatora 140, na co wskazują przecinające się strzałki na fig. 1. Zagospodarowane w ten sposób ciepło, stanowiące produkt uboczny procesu, dodatkowo wpływa na obniżenie kosztów produkcji. Na styku strumieni: gazu (pary wodnej) i cieczy (tłuszczu kakaowego) w dyszy 141, strumień tłuszczu rozbija się na kropelki tworząc mgiełkę masła kakaowego w parze wodnej. Wytwarzanie mgiełki tłuszczu wewnątrz dyszy zależy od konstrukcji dyszy oraz odpowiedniego doboru masowego natężenia prz epływu cieczy (tłuszczu kakaowego), które mierzone jest na wlocie do dyszy 141 i według wynalazku wynosi od 300 do 500 kg/godz. oraz od ciśnienia pary wodnej, które na wlocie do dyszy 141 wynosi od 10 do 15 Bar.Fig. 1 shows schematically a processing line for deodorising cocoa butter. According to the invention, in a first step, cocoa butter is withdrawn from the raw material reservoir 110, for example obtained by pressing in a hydraulic press from cocoa liquor, and the raw material is passed through a filter assembly 120, preferably bag filters, by means of a pump. After filtering 120, the butter is directed to a set of heat exchangers 130, for example plate exchangers, and heated: in a first stage to a temperature of 145 ° C and in a second stage to a temperature of 160 ° C to 190 ° C, preferably 160 ° C. From the heating station 130, the butter is drawn through the deodorizing nozzles 141 according to the invention with a steam supply 173, the steam temperature being between 180 ° C and 190 ° C. Preferably, the butter entering the nozzle 141 is preheated in a membrane heat exchanger with cocoa butter exiting the separator 140, as indicated by the intersecting arrows in Fig. 1. The heat generated in this way, which is a by-product of the process, further reduces production costs. At the interface between the gas (steam) and liquid (cocoa butter) jets in nozzle 141, the fat jet breaks into droplets forming a mist of cocoa butter in the steam. The generation of the fat mist inside the nozzle depends on the design of the nozzle and the appropriate selection of the mass flow rate of the liquid (cocoa butter), which is measured at the inlet to the nozzle 141 and is according to the invention from 300 to 500 kg / h. and from a water vapor pressure which is from 10 to 15 Bar at the inlet to the nozzle 141.

Konstrukcja dyszy 141 według wynalazku umożliwia gwałtowane odparowanie substancji organicznych niżej wrzących z kropelek masła kakaowego zawartych w wytworzonej mgiełce i obniżenie zawartości wolnych kwasów tłuszczonych nawet do 1,75%. Gwałtowane odparowanie niżej wrzących substancji organicznych powoduje, iż całkowity czas dezodoryzacji sposobem według wynalazku wynosi maksymalnie minutę, a korzystnie poniżej jednej minuty. Jest to spowodowane między innymi tym, że odparowanie substancji organicznych z mgiełki jest ponad dziesięć razy bardziej efektywne niż odparowanie tych samych substancji z takiej samej ilości ciekłego masła kakaowego ze strumienia cieczy. Geometryczne zakończenie dyszy dezodoryzującej 141 stanowi wlot do separatora cyklonowego 140, w którym następuje rozdział fazowy mgiełki. Kropelki tłuszczu kakaowego jako faza ciekła są zbierane ze ścianek cyklonu 140 i transportowane do zespołu chłodzącego 150 za pomocą pompy, przykładowo bezuszczelkowej pompy wirówki, gdzie masło zostaje schłodzone do temperatury 60°CThe design of the nozzle 141 according to the invention allows the low-boiling organic matter to be rapidly evaporated from the cocoa butter droplets contained in the mist produced, and the free fatty acid content can be reduced by up to 1.75%. The rapid evaporation of the lower boiling organic substances results in the total deodorization time of the process of the invention to be a maximum of one minute, and preferably less than one minute. This is due, inter alia, to the fact that evaporating organic substances from a mist is more than ten times more effective than evaporating the same substances from an equal amount of liquid cocoa butter from a liquid stream. The geometric end of the deodorizing nozzle 141 is an inlet to the cyclone separator 140 in which the phase separation of the mist occurs. The cocoa butter droplets as a liquid phase are collected from the walls of the cyclone 140 and transported to the cooling unit 150 by means of a pump, for example a sealless centrifuge pump, where the butter is cooled to a temperature of 60 ° C.

PL 222 752 B1 w czasie 4 minut. Z zespołu chłodzącego 150 produkt może być transportowany do zbiornika produktu 150, skąd przykładowo jest kierowany do dalszej obróbki lub porcjowany i pakowany.PL 222 752 B1 for 4 minutes. From the cooling unit 150, the product can be transported to the product tank 150, from where it is directed for further processing, for example, or portioned and packaged.

Natomiast para wodna z separatora cyklonowego 140 zanieczyszczona związkami organicznymi jest kierowana do płuczki wieżowej 170 gdzie zostaje oczyszczona z organicznych pozostałości, poprzez zraszanie wodą o temperaturze 60°C oraz przepuszczana jest przez filtr węglowy 171. Para po opuszczeniu płuczki 170 jest skraplana i ze zbiornika wody 172 może być pobierana ponownie do procesu dezodoryzacji 173, 141.On the other hand, the water vapor from the cyclone separator 140 contaminated with organic compounds is directed to the scrubber 170 where it is cleaned of organic residues by sprinkling with water at a temperature of 60 ° C and is passed through the carbon filter 171. The steam after leaving the scrubber 170 is condensed and from the water tank. 172 may be downloaded again to the deodorization process 173, 141.

Na fig. 2 przedstawiono schematycznie dyszę dezodoryzującą według wynalazku. Dysza 200 zawiera część dopływową pary wodnej 210, z odcinkiem cylindrycznym 211 o średnicy D₁ i długości I₁i odcinkiem stożkowym-zwężającym 212 tzw. konfuzorem o długości h₁. Wymiar I₁ odcinka cylindrycznego 211 może być dobierany dowolnie i może wynosić przykładowo od 170 do 180 mm, a korzystnie 175 mm. Dysza według wynalazku zawiera ponadto odcinek środkowy w formie przewężenia 230 o średnicy D₂ < D₁ i długości od 20 do 25 mm z dopływem masła kakaowego 231, oraz część odpływową 250 z odcinkiem stożkowym-rozszerzającym tzw. dyfuzorem 251, który rozszerza się do wymiarów przewodu odpływowego 252 o średnicy D₃ i długości I₂. Zwężenie części dopływowej 211 jest stosunkowo gwałtowne i kończy się przewężeniem 230, co powoduje zmianę ciśnienia pary w części konfuzyjnej 211. W części środkowej 230 o najmniejszej średnicy (D₂) strumień pary wodnej zasysa masło kakaowe z kanału doprowadzającego 231, którego oś podłużna korzystnie jest prostopadła do osi podłużnej dyszy 200. Parę do dyszy 210 doprowadza się pod ciśnieniem 10 bar ze zbiornika pary wodnej 173. Wytworzona w kanale 231 mgiełka masła kakaowego, kierowana jest do części dyfuzyjnej 251, gdzie występujące spadki ciśnienia spowodowane wzrostem średnicy dyszy (D2 < D3) na odcinku dyfuzyjnym 251 powodują niewielki wzrost objętości kropel tłuszczu w strumieniu pary oraz gwałtowne odparowanie związków (w tych warunkach) lotnych z kropelek masła kakaowego. W przewodzie cylindrycznym 252 części odpływowej 250, gdzie kierowana jest mgiełka mogą zatem istnieć dwie fazy: faza gazowa, którą stanowi para wodna oraz lotne związki organiczne, które odparowały z kropel masła kakaowego tj. składniki zapachowe, związki aromatyczne, niższe kwasy tłuszczowe oraz faza ciekła - masło kakaowe. Faza ciekła i gazowa w części przewodu odpływowego 252 znajdują się w stanie równowagi.Fig. 2 is a schematic representation of a deodorizing nozzle according to the invention. The nozzle 200 comprises a steam inlet part 210, with a cylindrical section 211 with a diameter D ₁ and a length I ₁ and a conical-narrowing section 212, the so-called h ₁ confusor. The dimension I ₁ of the cylindrical section 211 may be freely chosen and may be, for example, from 170 to 180 mm, preferably 175 mm. The nozzle according to the invention also comprises a central section in the form of a constriction 230 with a diameter D ₂ <D ₁ and a length of 20 to 25 mm with a supply of cocoa butter 231, and a discharge part 250 with a conical-widening section, the so-called a diffuser 251 that expands to the dimensions of the drain line 252 with a diameter D ₃ and a length I ₂ . The constriction of the inlet part 211 is relatively abrupt and ends in a constriction 230, which causes a change in the vapor pressure in the confusion part 211. In the middle part 230 with the smallest diameter (D ₂ ), a stream of water vapor draws cocoa butter from the supply channel 231, the longitudinal axis of which is preferably perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle 200. Steam is supplied to the nozzle 210 at a pressure of 10 bar from the steam tank 173. The cocoa butter mist produced in the channel 231 is directed to the diffusion part 251, where the pressure drops occurring due to the increase in nozzle diameter (D2 <D3) ) on the diffusion section 251 cause a slight increase in the volume of the fat droplets in the steam stream and the rapid evaporation of volatile compounds (under these conditions) from the cocoa butter droplets. Thus, in the tubular conduit 252 of the outlet 250 where the mist is directed, there may be two phases: the gas phase, which is water vapor, and the volatile organic compounds that have evaporated from the cocoa butter droplets, i.e. fragrances, aromatics, lower fatty acids, and a liquid phase. - cocoa butter. The liquid and gas phases in the discharge conduit portion 252 are in an equilibrium state.

Oprócz natężenia przepływu czynników także rozmiary i kształt dyszy mają wpływ na powstawanie mgiełki tłuszczu, przy czym wymiary dyszy mają także wpływ na powstawanie spadków ciśnień, a co za tym idzie odparowanie niżej wrzących składników z kropelek masła kakaowego. Stosunek poszczególnych średnic odcinka cylindrycznego części dopływowej 211 do średnicy przewężenia 230 i do średnicy cylindrycznego odcinka części odpływowej 511 według wynalazku wynosi D₁:D₂:D₃ = 40:15:50 mm, przy czym stosunek długości odcinków konfuzora do dyfuzora i do części cylindrycznej kanału wyprowadzającego 511 według wynalazku wynosi h₁:h₂:I₂ - 175:43:350 mm. W/w stosunek wymiarów dyszy 200, umożliwia osiągnięcie efektu dezodoryzacji według wynalazku w czasie poniżej jednej minuty licząc od osiągnięcia przez tłuszcz kakaowy temperatury dezodoryzacji w zespole grzewczym 130.In addition to the flow rate of the media, the size and shape of the nozzle also affect the formation of the fat mist, and the dimensions of the nozzle also affect the formation of pressure drops and hence the evaporation of lower-boiling components from cocoa butter droplets. The ratio of the individual diameters of the cylindrical section of the inlet portion 211 to the throat diameter 230 and the diameter of the cylindrical section of the outflow portion 511 according to the invention is D ₁ : D ₂ : D ₃ = 40:15:50 mm, the ratio of the length of the confusor sections to the diffuser and to the section of the cylindrical discharge channel 511 according to the invention is h ₁ : h ₂ : _1,2 - 175: 43: 350 mm. The above-mentioned ratio of the dimensions of the nozzle 200 enables the deodorization effect according to the invention to be achieved in less than one minute after the cocoa butter has reached the deodorization temperature in the heating unit 130.

Na fig. 3 przedstawiono schematycznie separator cyklonowy 310 oraz płuczkę wieżową 320 do rozdziału faz: ciekłej i gazowej oraz oczyszczania wody procesowej. Z przewodem odpływowym dyszy dezodoryzacyjnej 325 mieszanina równowagowa jest wprowadzana do separatora cyklonowego 310. W separatorze 310 za pomocą siły odśrodkowej mgiełka masła kakaowego podlega rozdziałowi fazowemu i krople tłuszczu są separowane od fazy gazowej (pary wodnej, tracąc energię kinetyczną na ściankach korpusu cyklonu 311 skąd króćcem wylotowym 314 są wyprowadzane na zewnątrz. Para wodna zanieczyszczona lotnymi związkami organicznymi jest odprowadzana orurowaniem 312 do płuczki wieżowej 320. W płuczce 320 mieszanina za pomocą dyszy natryskowej 321 jest zraszana strumieniem wody o temperaturze 60°C i chłodzona. W wyniku obniżenia temperatury kwasy tłuszczowe ulegają kondensacji i są odprowadzane z płuczki króćcem wylotowym 322 do zbiornika kwasów tłuszczowych. Częściowo oczyszczona para wodna jest zasysana w kierunku filtra 323, za którym znajduje się zawór z doprowadzeniem próżni 324. Na filtrze 323 absorbowane są związki organiczne o mniejszej masie cząsteczkowej - które nie uległy kondensacji w wyniku zraszania. Para wodna przechodzi przez filtr 323, jest oczyszczana z pozostałości organicznych, wyprowadzana z wieży 320 i skraplana. Po oczyszczeniu w płuczce wieżowej woda może być zawracana do procesu i ponownie wykorzystywana do dezodoryzacji, co pozwala uniknąć produkcji dużej ilości ścieków.Figure 3 schematically shows a cyclone separator 310 and a scrubber 320 for liquid and gas phase separation and process water purification. With the outlet line of the deodorizing nozzle 325, the equilibrium mixture is fed into the cyclone separator 310. In the separator 310, by the centrifugal force, the cocoa butter mist undergoes a phase separation and the fat drops are separated from the gas phase (water vapor, losing kinetic energy on the walls of the cyclone 311 body, from where it is The water vapor contaminated with volatile organic compounds is discharged through the piping 312 to the scrubber 320. In the scrubber 320, the mixture is sprayed with a water jet at 60 ° C at a temperature of 60 ° C and cooled in the scrubber 320. condensation and is discharged from the scrubber via outlet 322 to the fatty acid tank. The partially purified steam is drawn towards filter 323, followed by a vacuum valve 324. Filter 323 absorbs lower molecular weight organic compounds - which are re did not condense as a result of the spraying. The water vapor passes through filter 323, is cleaned of organic residues, is withdrawn from tower 320, and condensed. After cleaning in a scrubber, the water can be recirculated to the process and reused for deodorization, avoiding the production of large amounts of waste water.

Zastosowanie dyszy dezodoryzacyjnej 141, 200, 310 z przewężeniem 231 (fig. 1 - 3) przy zachowaniu odpowiednich proporcji wymiarów dyszy oraz zastosowanie odpowiednich prędkości przepływu czynników (tłuszczu i pary wodnej), umożliwiło diametralne skrócenie czasu dezodoryzacjiThe use of a deodorizing nozzle 141, 200, 310 with a constriction 231 (Fig. 1 - 3) while maintaining the appropriate proportions of the nozzle dimensions and the use of appropriate flow rates of factors (fat and water vapor), allowed for a diametrical reduction of the deodorization time

PL 222 752 B1 z kilku godzin do jednej minuty. Jest to spowodowane konstrukcją dyszy, która umożliwiała wytworzenie warunków w których lotne składniki tłuszczu kakaowego ulegają gwałtowanemu odparowaniu, na co ma wpływ postać tłuszczu - mgiełka oraz spadki ciśnień w części dyfuzyjnej 251 dyszy 200. Taka procedura dezodoryzacji pozwala na skrócenie czasu ogrzewania tłuszczu do minimum, a tym samym zapobiega powstawaniu fosfolipidów w maśle kakaowym oraz eliminuje konieczność wprowadzania dodatkowego procesu degumizacji, którego prowadzenie zwiększa koszty aparaturowe oraz wydłuża cykl produkcyjny. Eliminacja deguminizacji znakomicie wpływa na obniżenie ogólnych kosztów produkcyjnych.PL 222 752 B1 from several hours to one minute. This is due to the design of the nozzle, which allowed to create conditions in which the volatile components of cocoa butter undergo rapid evaporation, which is influenced by the form of fat - mist and pressure drops in the diffusion part 251 of the nozzle 200. Such a deodorization procedure allows to shorten the heating time of the fat to a minimum, and thus prevents the formation of phospholipids in cocoa butter and eliminates the need to introduce an additional degumization process, which increases equipment costs and extends the production cycle. The elimination of deguminization greatly reduces the overall production costs.

Skrócenie czasu ogrzewania masła z kilku godzin do jednej minuty wpłynęło ponadto na obniżenie kosztów związanych z samym procesem dezodoryzacji masła w tym kosztów ogrzewania tłuszczu a także na wzrost wydajności produkcji masła kakaowego.The reduction of the butter heating time from a few hours to one minute resulted in a reduction of the costs related to the butter deodorization process itself, including the cost of heating the fat, as well as an increase in cocoa butter production efficiency.

Masło rafinowane w procesie dezodoryzacji sposobem według niniejszego wynalazku charakteryzuje się smakiem neutralnym o indeksie aromatycznym od 0 do 10. Dodatkowo dysza dezodoryzująca może produkować masło w sposób ciągły, przy minimalnych stratach masła kakaowego i zawartych w nim wyższych kwasach tłuszczowych, przy jednoczesnej separacji wolnych kwasów tłuszczowych do poziomu 1,75%, które są odpowiedzialne między innymi za nieprzyjemny zapach.Butter refined in the deodorization process according to the present invention has a neutral flavor with an aromatic index from 0 to 10. Additionally, the deodorizing nozzle can produce butter continuously, with minimal loss of cocoa butter and its higher fatty acids, while separating free fatty acids to 1.75%, which are responsible, among others, for the unpleasant smell.

W sposobie dezodoryzacji masła kakaowego według niniejszego wynalazku nie powstają kwasy tłuszczowe trans. W przypadku znanych technologii powstaje 10% kwasów tłuszczowych trans dezodoryzując masło kakaowe powyżej temperatury 220°C. Tłuszcze trans powodują wzrost stężenia we krwi tzw. złego cholesterolu i przyczyniają się do wzrostu ryzyka wystąpienia wielu chorób miażdżycowych.No trans fatty acids are formed in the cocoa butter deodorization method of the present invention. In the case of known technologies, 10% of trans fatty acids are formed, deodorizing cocoa butter above the temperature of 220 ° C. Trans fats increase blood levels of the so-called bad cholesterol and contribute to the increased risk of many atherosclerotic diseases.

Claims

Patent claims

A method for deodorizing cocoa butter, in which the cocoa butter obtained by pressing cocoa liquor, filtering and heating is subjected to deodorization and cooling, characterized in that:

- deodorization is carried out by means of a deodorizing nozzle (141,200) such that:

- introducing a steam stream with a temperature of 180 ° C to 190 ° C at a pressure of 10 bar from 15 bar into the inlet part (210) of the nozzle (141,200) with a first diameter (D ₁ );

- introducing a stream of cocoa butter with a temperature of 160 ° C to 180 ° C into the feed conduit (231) to the central part of the nozzle (230) with a second diameter (D ₂ ) smaller than the first diameter (D ₁ );

- such that the stream of steam sucks the stream of cocoa butter to form a mist of cocoa butter;

- the lower hydrocarbons, less than 16 carbon atoms per molecule, are evaporated in the diffusion portion (251) of the nozzle (141,200) with a diameter ranging from the value of the second diameter (D ₂ ) to the value of the third diameter (D ₃ );

- then introducing cocoa butter into a cyclone separator (140, 310) and separating the liquid cocoa butter from the gas phase.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the butter from the cyclone separator (140, 310) is directed to a cooling unit and is cooled to 60 ° C in 4 minutes.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the steam from the cyclone separator (140, 310) is directed to a scrubber (170, 320) and the steam is purified from compounds of organic origin.

4. The method according to p. The process of claim 3, characterized in that the steam is purified from fatty acids by cooling with water.