DE19503635C2

DE19503635C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Conchieren von Schokoladenmassen

Info

Publication number: DE19503635C2
Application number: DE19503635A
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter Prof Tscheuschner; Knut Dipl Ing Franke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-05
Filing date: 1995-02-04
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2015-02-05
Also published as: DE19503635A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Conchieren von Schokoladenmassen.

Bei der Conchierung von Schokoladenmassen geht es im wesentlichen um eine Veredelung von feingewalzter Schokoladenmasse bezüglich der geschmacklichen (sensorischen) Qualität mit Hinblick auf einen für die Weiterverarbeitung, beispielsweise durch Temperieren und Ausformen, geeigneten Zustand. Im Ergebnis der Veredelung soll die Schokoladen masse die gewünschten, für die weitere Verarbeitung erforderlichen rheo logischen Eigenschaften und sensorischen Qualitäten erhalten.

Ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Schokoladenmasse ist aus der DE-PS 34 17 126 bekannt. Hierbei wird die feingewalzte Schoko ladenmasse in einen offenen, beheizbaren ersten Reaktionsbehälter eingebracht, in dem sie entgast und temperaturstabilisiert einem innigen Misch-prozeß unterworfen wird. Anschließend wird die Schokoladenmasse plastifiziert und als plastifiziertes Walzgut in einen sich anschließenden zweiten Mischbehälter in Form eines Schneckenextruders gebracht, in dem sie homogenisiert wird.

Ein anderes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Schokoladen massen ist aus der DE-PS 35 12 764 bekannt. Dabei wird die fein zerkleinerte Ausgangsschokoladenmasse zunächst mit einem erwärmten Gasstrom innig vermischt, anschließend bei gleichzeitiger Temperatur behandlung einer hohen mechanischen Scherbeanspruchung ausgesetzt und dabei versalbt. Am Ende der Versalbung wird ein Emulgator zugesetzt, anschließend die Schokoladenmasse vom Gasstrom getrennt und gewichts mäßig erfaßt.

Nach Zudosierung der noch fehlenden Restfettmenge wird die Schokoladenmasse auf Endrezeptur eingestellt und abschließend einer weiteren Scherbeanspruchung unterworfen.

Bei den genannten kontinuierlichen Verfahren besteht ein Nachteil darin, daß die Aromaqualität und die rheologischen Eigenschaften unzureichend gesteuert werden können.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels der Schokoladenmasse so behandelt wird, daß die rheologischen Eigenschaften und die Aromaqualität hinreichend gezielt beeinflußt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches aus folgenden, zeitlich nacheinander ablaufenden Schritten besteht:

- Durchführung einer ersten temperaturstabilisierten Scherbehandlung von kontinuierlich oder chargenweise zugeführter, feingewalzter Schokoladen masse unter Luftzufuhr,
- Zugabe von flüssiger Kakaobutter unter Fortsetzung der Scher behandlung;
- Abtrennung der Abluft,
- Durchführung einer zweiten temperaturstabilisierten, kontinuierlichen Scherbehandlung unter Einmischung einer grenzflächenaktiven Substanz,
- chargenweises temperaturstabilisiertes Rühren der fließfähigen Schoko ladenmasse,
- Nachdosieren von Kakaobutter und/oder der grenzflächenaktiven Substanz nach Maßgabe einer rheologischen Prozeßkontrolle.

Die feingewalzte Schokoladenmasse, deren Konsistenz krümelig-trocken ist, wird zunächst dem ersten Scherprozeß unterworfen, bei dem eine mechanische Aggregatauflösung und aufgrund der Beaufschlagung mit Luft ein Stoffaustausch in der Schokoladenmasse innerhalb kürzester Zeit erfolgt.

Wichtige Prozeßparameter sind hierbei die Schokoladenmassetemperaturen, die Scherintensität, die Behandlungsdauer und der Zeitpunkt des Kakaobutterzusatzes. Nach Abtrennung der Abluft werden im anschließenden zweiten Scherbehandlungsprozeß die Feststoff aggregate soweit aufgelöst, mit Kakaobutter umhüllt und stabilisiert, daß die stoffsystemspezifischen günstigsten Fließeigenschaften erzeugt werden. Nach dem abschließenden Zusatz von grenzflächenaktiven Stoffen (vorzugsweise Lecithin) erfolgt in einem dritten Schritt die weitere Aroma entwicklung der Schokoladenmasse. Mit den in diesem Prozeßschritt ge wählten Bedingungen (mäßige Rührbewegung, erforderlichenfalls Luft zufuhr, Temperatur- und Zeitsteuerung) kann entsprechend den Wünschen des jeweiligen Schokoladenherstellers die Aroma- bzw. Geschmacks entwicklung gezielt beeinflußt werden. Ferner werden die rheologischen Eigenschaften kontrolliert und durch evtl. erforderliche Nachdosierung von Kakaobutter und/oder Lecithin auf den Sollwert eingestellt. Schließlich können weitere Zusätze, die Geschmack und Aroma beeinflussen, zudosiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es sowohl diskontinuierlich als auch quasi kontinuierlich arbeitet und die Prozeßdauer auf wenige Stunden reduziert wird.

Neben der verkürzten Prozeßdauer weist die Herstellungstechnologie gegenüber bekannten diskontinuierlichen Verfahren einen deutlich reduzier ten Energieverbrauch auf.

Gegenüber bekannten, kontinuierlich ablaufenden Verfahren zur Schoko ladenmassenveredlung steht durch die Nachschaltung einer diskontinuier lich arbeitenden Aromaveredlungsstufe für die notwendigen chemischen Reaktionen mehr Zeit zur Verfügung, die bei herkömmlichen Anlagen mit insgesamt kurzen Verweilzeiten nicht ausreicht. Durch die Wahl der Temperatur und der Verweilzeit kann der spezifische Hausgeschmack der Schokolade durch den Hersteller besser eingestellt werden. Durch die Konditionierung (Be- oder Entfeuchtung, Temperierung) der Luft können klimatische Einflüsse auf den Herstellungsprozeß eleminiert werden.

Durch die rheologische Prozeßkontrolle in der diskontinuierlich arbeitenden Aromaveredelungsstufe steht - im Gegensatz zu den bekannten, kontinuier lich arbeitenden Verfahren - für eine exakte meßtechnische Erfassung der rheologischen Eigenschaften ausreichend Zeit zur Verfügung, um Korrek turen durch Nachdosieren von Kakaobutter und/oder Lecithin vornehmen zu können.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Conchieren von Schokoladenmasse besteht aus einem temperaturstabilisierten Intensiv- Scher-Mischer (2) mit einem Eintrag (1) für gewalzte Schokoladenmasse, einem Lufteintrag durch die Rotorwelle, einer Dosieröffnung für Kakaobutter (11) sowie einem Austrag für bearbeitete Schokoladenmasse und Abluft (13).

Dem Intensiv-Scher-Mischer (2) ist ein temperaturstabilisierter Intensiv- Scherer (4) für die nunmehr flüssige Schokoladenmasse nachgeordnet ist, an dessen Auslaufseite eine Dosieröffnung für Lecithin und ein Austrag für die bearbeitete Schokoladenmasse angeordnet ist.

Dem Intensiv-Scherer (4) ist ein chargenweise beaufschlagbares temperatur-stabilisierbares Rührwerk (5) nachgeordnet, welches Eintritts- und Austritts-öffnungen für ein gasförmiges Medium, aufweist.

Das Rührwerk (5) ist mit einem Prozeßrheometer (6), einer Dosierstation (7) für weitere Zusätze von Kakaobutter (11) und/oder Lecithin verbunden.

Bevorzugte vorrichtungstechnische Ausgestaltungen sind in den Unter ansprüchen 8 und 9 dargestellt.

Ein ausführendes Beispiel der Erfindung ist in Figur dargestellt und nach folgend näher erläutert:
Verfahren und Vorrichtung werden eingesetzt zur Veredlung einer typischen milchfreien Schokoladenmasse und einer milchhaltigen Schoko ladenmasse (abweichende Angaben in Klammern). Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Conchieren besteht aus einem Intensiv-Scher-Mischer (2), dem kontinuierlich Schokoladen-Walzgut (10) über einen Eintrag (1) zugeführt wird.

Der Intensiv-Scher-Mischer (2) ist mit einer Welle (2a) mit Scherelementen (2b) ausgerüstet. Die Drehzahl der Welle (2a) wird so eingestellt, daß sich in dem Behälter ein mittleres Schergefälle von vorzugsweise 150 s^-1 bis 250^-1 ausbildet, was einer Drehzahl der Welle (2a) im Bereich von 400 bis 800 Umdrehungen/min entspricht. Diese intensive Scherung realisiert die Strukturwandlung der Schokoladenmasse.

Die Temperatur der Schokoladenmasse in dem Intensiv-Scher-Mischer (2) wird durch eine Temperatursteuerung in einem Bereich zwischen 80°C und 100°C (60°C und 80°C) eingestellt.

Zur Realisierung des für die Veredlung notwendigen Stoffaustausches wird konditionierte, feuchtigkeitseingestellte Luft durch Einrichtungen in der Weise zugegeben, daß über die gesamte Behälterlänge eine innige, disperse Vermischung zwischen der Luft und der Schokoladenmasse stattfinden kann.

Im oberen Teil des Intensiv-Scher-Mischers (2) wird kontinuierlich und durchsatzproportional Kakaobutter (11) in flüssiger Form mit einer Temperatur von etwa 50°C durch Dosiersysteme in den Behälter gegeben und durch die Scherelemente (2b) des Intensiv-Scher-Mischers (2) mit der Schokoladenmasse gemischt. Der Anteil der Kakaobutter (11) bezogen auf die Schokoladenmasse liegt zwischen 4 und 8%.

Die durchschnittliche Verweilzeit der Schokoladenmasse im Intensiv-Scher- Mischer (2) liegt im Bereich zwischen 10 und 20 min.

Durch die Zugabe der Kakaobutter (11) tritt eine weitere Verflüssigung der bis dahin pastösen Schokoladenmasse am Ende der Behandlung im Intensiv-Scher-Mischer (2) ein, so daß diese pumpfähig wird. Direkt an dem Intensiv-Scher-Mischer (2) angeschlossen befindet sich der Luftabscheider (8), in dem die Trennung zwischen der Abluft (13) und der Schokoladen masse durch Dichtedifferenz (Sedimentation) erfolgt.

Die entlüftete Schokoladenmasse wird über eine Pumpstation (3) durch einen Intensiv-Scherer (4) gefördert. In diesem Intensiv-Scherer (4) wird die fließfähige Schokoladenmasse in einem hohen und einheitlichen Scherfeld behandelt. Das weitgehend einheitliche Scherfeld wird dadurch erreicht, daß Welle (4a) und Außenmantel (4b) des Behälters ein koaxiales Zylinder system mit definiertem Scherspalt (4c) bilden.

Das Schergefälle im Intensiv-Scherer (4) liegt im Bereich zwischen 200 s^-1 und 300 s^-1 (100 s^-1 und 250 s^-1) liegen, was durch eine entsprechende Einstellung der Drehzahl der Welle erreicht wird.

Die durchschnittliche Verweildauer der Schokoladenmasse liegt im Bereich zwischen 5 und 8 min. Die Temperatur im Intensiv-Scherer (4), die durch eine Temperatursteuerung eingestellt wird, liegt im Bereich zwischen 80°C und 90°C (50°C und 70°C). Im oberen Drittel des Intensiv-Scherers (4) befindet sich eine Öffnung zur Dosierung eines Emulgators (14) wie Lecithin. Dieser wird in flüssiger Form kontinuierlich und durchsatzproportional mittels Dosierpumpen in die fließ fähige Schokoladenmasse gegeben und vermischt. Der Anteil des Emul gators (14) bezogen auf die Schokoladenmasse liegt im Bereich zwischen 0,3% und 0,5%. Durch die Zugabe des Emulgators (14) wird das durch die Scherbehandlung verbesserte Fließverhalten der flüssigen Schokoladen masse stabilisiert, so daß nach dem Verlassen des Intensiv-Scherers (4) die Fließeigenschaften stabil sind und in guter Näherung denen der fertig conchierten Schokoladenmasse entsprechen. Nach der intensiven Scherbehandlung im Intensiv-Scherer (4) und der Zugabe des Emulgators (14) wird die Schokoladenmasse über Rohr leitungen (9) in eines der vorzugsweise zwei vorhandenen Rührwerke (5) gefördert. In diesem findet die nunmehr diskontinuierliche Aromaveredlung der Schokoladenmasse statt. Dabei sind die Rührwerksbehälter (5a), (5b) durch Ventile (9a) so geschaltet, daß jeweils ein Behälter gerade gefüllt wird, während in dem anderen die Aromaveredlung und die endgültige Einstellung der für die Weiterverarbeitung geforderten Fließeigenschaften der Schokoladenmasse realisiert wird.

Die Aromaveredlung, die auf chemischen Umwandlungen innerhalb der Schokoladenmasse unter teilweisem Verbrauch von Sauerstoff basiert, wird durch das Halten bei einer bestimmten Temperatur, einem leichten Rühren zur Durchmischung und der Zugabe von konditionierter Luft (entfeuchtet; Lufttemperatur zwischen 50°C und 70°C) in die Schokoladenmasse realisiert. Die Temperatur in den Rührwerksbehältern (5a), (5b) liegt zwischen 70°C und 90°C (50°C und 70°C). Die Verweilzeit der Schoko ladenmasse im Rührwerksbehälter beträgt ohne Füllzeit zwischen 60 min und 180 min.

Parallel zur Aromaveredlung findet die rheologische Prozeßkontrolle statt. Dazu werden die Fließeigenschaften der Schokoladenmasse on-line durch ein Prozeßrheometer (6) erfaßt. Die Probennahme erfolgt direkt am Rühr werksbehälter (5a), (5b).

In Abhängigkeit von den Ergebnissen der Prozeßkontrolle erfolgt an einer Dosierstation (7) bedarfsweise eine chargenweise Nachdosierung von Kakaobutter (11) und/oder Lecithin in den Rührwerken (5) und eine weitere Messung. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Fließeigenschaften auf die geforderten Werte gebracht werden.

Nach Abschluß der Aromaveredlung wird die Schokoladenmasse aus dem Rührwerksbehälter (5a), (5b) in einen Zwischentank gepumpt und steht für die Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Bezugszeichenliste

1 Eintrag
2 Intensiv-Scher-Mischer
2a Welle
2b Scherelement
3 Pumpstation
4 Intensiv-Scherer
4a Welle
4b Außenmantel
4c Scherspalt
5 Rührwerk
5a Rührwerksbehälter
5b Rührwerksbehälter
6 Prozeßrheometer
7 Dosierstation
8 Luftabscheider
9 Rohrleitung
9a Ventil
10 Walzgut
11 Kakaobutter
12 Luft
13 Abluft
14 Emulgator

Claims

1. Verfahren zum Conchieren von Schokoladenmasse mit folgenden, zeitlich nacheinander ablaufenden Schritten:
Durchführung einer ersten temperaturstabilisierten Scherbehandlung von kontinuierlich oder chargenweise zugeführter, feingewalzter Schokoladenmasse unter Luftzufuhr,
Zugabe von flüssiger Kakaobutter unter Fortsetzung der Scher behandlung,
Abtrennung der Abluft,
Durchführung einer zweiten temperaturstabilisierten, kontinuierlichen Scherbehandlung und anschließende Einmischung einer grenz flächenaktiven Substanz unter Fortsetzung der Scherbehandlung
chargenweises temperaturstabilisertes Rühren der fließfähigen Schokoladenmasse,
Nachdosieren von Kakaobutter und/oder der grenzflächenaktiven Substanz nach Maßgabe einer rheologischen Prozeßkontrolle.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des chargenweisen temperaturstabiliserten Rührens der fließfähigen Schokoladenmasse Luft, vorzugsweise konditionierte Luft, zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Scherbehandlung bei einem Schergefälle von 50 s^-1 bis 500 s^-1, einer Temperatur von 45°C bis 100°C und einer Verweilzeit von 5 min bis 20 min erfolgt,
daß die feingewalzte Schokoladenmasse innig mit konditionierter, vorzugsweise feuchtigkeitseingestellter Luft (12) versetzt und dispers vermischt wird,
daß flüssige Kakaobutter (11) mit einem Anteil von 4% bis 15%, bezogen auf die Schokoladenmasse, unter Fortsetzung der Scherbehandlung zugemischt wird,
daß beim Überleiten der Schokoladenmasse zur nachfolgenden zweiten Scherbehandlung die Abluft (13) abgetrennt wird,
daß die zweite Scherbehandlung bei einem Schergefälle von 80 s^-1 bis 800 s^-1, einer Temperatur von 45°C bis 100°C und einer Verweilzeit von 2 bis 15 min erfolgt,
daß als grenzflächenaktive Substanz ein Emulgator (14) zugesetzt wird,
daß das chargenweise Rühren der fließfähigen Schokoladenmasse unter Wechselwirkung mit Luft bei Temperaturen von 45°C bis 100°C für die Dauer von mindestens 60 min erfolgt,
daß bedarfsweise ein Nachdosieren von Kakaobutter (11) und/oder der grenzflächenaktiven Substanz nach Maßgabe einer rheologischen Prozeßkontrolle erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als grenzflächenaktive Substanz Lecithin zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der flüssigen Kakaobutter (11) durch kontinuierliches Einmischen erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließeigenschaften der Schokoladenmasse im diskontinuier lichen Rührwerk über Bypass durch ein Prozeßrheometer gemessen und kontrolliert werden.

7. Vorrichtung zum Conchieren von Schokoladenmasse, bestehend aus mindestens einem temperaturstabilisierten Intensiv- Scher-Mischer (2) mit einem Eintrag (1) für gewalzte Schokoladen masse, einem Lufteintrag, vorzugsweise durch die Rotorwelle, einer Dosieröffnung für Kakaobutter (11) sowie einem Austrag für bearbeitete Schokoladenmasse und der Abluft (13), wobei dem Intensiv-Scher-Mischer (2) ein temperaturstabilisierter Intensiv- Scherer (4) für die nunmehr flüssige Schokoladenmasse nachgeordnet ist, an dessen Auslaufseite eine Dosieröffnung für Lecithin und der Austrag für die bearbeitete Schokoladenmasse ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Intensiv-Scherer (4) mindestens ein chargenweise beauf schlagbares temperaturstabilisierbares Rührwerk (5) nachgeordnet ist, welches Eintritts- und Austrittsöffnungen für ein gasförmiges Medium, aufweist und mit einem Prozeßrheometer (6) und/oder einer Dosierstation (7) für weitere Zusätze von insbesondere Kakaobutter (11) und/oder Lecithin verbindbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (5) einen Anschluß für eine Meßeinrichtung für die rheologischen Eigenschaften der Schokoladenmasse aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere zwei bis vier, wechselweise befüllbare Rührwerksbehälter (5a), (5b) vorgesehen sind.