DE1925170A1

DE1925170A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse

Info

Publication number: DE1925170A1
Application number: DE19691925170
Authority: DE
Inventors: Gustav Mosimann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-17
Filing date: 1969-05-14
Publication date: 1969-11-27
Also published as: IT942028B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse aus den Grundstoffen Kakaomasse, Kakaobutter, Milchpulver, Kristallzucker und Lecithin sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere zur Herstellung von Tafelschokolade, wobei zwei etwas voneinander abweichende Wege beschritten werden können, deren Verschiedenheit durch die Art der zum Einsatz gelangenden Maschinen und Aggregate bedingt ist.
Bei der Verarbeitung von Massen mit Kakaobestandteilen wird z.B. Kakaomasse und Kakaobutter mit den anderen Komponenten des herzustellenden Produktes, z.B. Zucker, Milchpulver, Aromastoffen und dergleichen, vermischt und bis zur Homogenität vermahlen bzw. verarbeitet. Bei den konventionellen Verfahren werden die entsprechend dosierten Rohstoffe zunächst in einem Knetwerk zusammengeführt und durchmischt.
Die dabei entstehende Masse ist plastisch und wird in diesem Zustand auf Walsenstühlen durchgearbeitet, wobei eine Zerkleinerung der Komponenten erfolgt. Die damit verbundene Oberflächenvergrösserung führt dazu, dass das Walzprodukt seine plastische Konsistenz verliert und in Form eines Pulvers anfällt. Dieses Pulver wird dann plastifiziert, beispielsweise durch Zugabe von Kakaobutter in einer Plastifizierungsvorrichtung. Häufig wird im Anschluss an diese Walzenbehandlung nochmals plastifiziert und die entstehende Masse muss längere Zeit conchiert werden. Die Conchierbehandlung erfordert jedoch sehr viel Zeit, die je nach den Anf;orderungen an die Qualität des herzustellenden Produktes 12 bis 72 Stunden betragen kann.
Es ist verschiedentlich angestrebt worden, das konventionelle Verfahren in dem Sinne umzugestalten, dass ein kontinuierlicher Herstellungsprozess möglich ist. Dazu würde es jedocherforderlich, auf die Bearbeitu?g mittels Walzen und Conchen zu verzichten, was jedoch bisher bei den konventionellen Verfahren stets eine Qualitätsverminderung des Produktes mit sich brachte. Der Einsatz der Conche im Rahmen des konventionellen Verfahrens stellte eine notwendige Massnahme dar, um zu einer Veredelung des Produktes zu gelangen, indem die den Geschmack beeinträchtigenden Bestandteile, insbesondere die aus der Kakaomasse stammende Essigsäure tuid weitere störende Geruch- und Geschmackstoffe ausgetrieben werden. Man war auch zu der Auffassung gelangt, dass die zur Verringerung der Korngrösse der Komponenten durchgeführte Verarbeitung auf Walzen eine intensive Wechselwirkung zwischen dem Luftsauerstoff und der bearbeiteten Masse sowie eine Geschmacksverschlechterung der bearbeiteten Masse zur Folge hat. Es ist einleuchtend, dass die beim Vermahlen stattfindende Oberflächenvergrösserung dabei eine wesentliche Rolle spielen muss. Auch ging man von der Vorstellung aus, das die in der verarbeiteten Masse enthaltene Feuchtigkeit und die Beruhrung mit dem Metall der Walzen zu der stofflichen Veränderung des bearbeiteten Produktes beitragen.
Dem Oonchierprozess fiel dann die Aufgabe zu, nachträglich diese in verschiedener Form auftretenden Beeinträchtigungen wieder zu entfernen. Die Vorschläge zur Erzielung eines wirtschaftlichen kontinuierlichen Herstellungsverfahrens liefen folgerichtig darauf hinaus, die beiden Verarbeitungsschritte Walzen und Conchieren zu umgehen, was jedoch voraussetzt, dass die Zerkleinerung der Bestandteile ohne unerwünscht Veränderungen des verarbeiteten Gutes zustande kommt.
Ein in dieser Richtung führender Vorschlag bestand darin, die Veredelungezeit durch Ultraschall abzukürzen. Es wunde jedoch dabei festgestellt, dass der einzig wirtschaftliche Schallgeber auf magnetostriktiver Grundlage im Bereich von 18 bis 200 kHz liegen musste und nur eine äusserst geringe Intensität entwickeln durfte. Es stellte sich jedoch als unmöglich heraus, derartig geringe Intensitäten konstant zu halten. Auf der anderen Seite sind höhere Amplituden für die sehr labilen Kakaoderivate nicht tragbar.
Ein weiterer Versuch Energie und Bearbeitungszeit zu sparen, bestand darin, die körnigen Anteile der Masse in einer inerten Atmosphäre zu mahlen, d.h. unter Verwendung von Inertgas in einer Strahlmühle zu mahlen. Damit liess sich wohl eine grosse Beistungasteiprung erzielen, doch bestand die gleiche Schwierigkeit, die Qualität mit dem nachgeschalteten magnetostriktiven Ultraschall konstant zu halten. Ausserdem ist der Energiebedarf der Strahlmühle verhältniaiässig hoch.
Beachtet man jedoch dieenergetischen Grundlagen, die bei den Bearbeitungsstufen eine Rolle spielen, so gelangt man zu Ergebnissen, die zu einem neuen Verfahren führen, das nachfolgend erläutert wird.
Das neue Verfahren stützt sich auf die Feststellung, dass die Ursache der bekannten Geschmacksverschlechterung der Schokoladenmassen beim Walzen auf der Umwandlung von kinetischer Energie, die für das Zertritmmern der Schokoladenkomponenten, Zucker, Kakao und Milchpulver eingesetzt wird, in Energie der Schwingungen beruht. Diese Schwingungen werden beim Vermahlen des Zuckers durch die Luft übertragen, bei der Walzenvermahlung durch die flüssigen Fette Kakaobutter und Milchfett. In beiden Fällen handelt es sich um Schallenergie, jedoch mit unterschiedlicher Uebertragungsgeschwindigkeit. Diese beträgt in Luft etwa 330 m/Sek., in der flüssigen Schokolade rund 1450 m/Sek. Da die Energie mit dem Quadrat der Uebertragungsgeschwindigkeit wächst, ist sie auf dem Walzwerk entsprechend höher zu veranschlagen als in der Zuckermühle. Dieser bedeutende Energiezuwachs wurde bisher immer unterschätzt und in der Auswirkung seiner Umwand-' lungsformen verkannt. Obwohl die Durchlaufgeschwindigkeit der Masse zwischen den drei obersten Walzenpaaren nur je i/iooo Sekunde beträgt, genügt erfahrungsgemäss diese Zeit, um unter dem Einfluss der hohen investierten Energie bereits eine partielle Ozonisierung des eingeschlossenen Sauerstoffs zu bewirken. Die Oxydation des fein zerteilten Sauerstoffs hat man sich über die bekannte Erscheinung der Kavitation vorzustellen, dietunter dem Einfluss der genügend lange dauernden Unterdruckphase der Schallenergie, vorwiegend verursacht durch die Zertrümmerung der Zuckerkristalle, in diesen 3/1000 Sekunden:-wischen den Walzenpaaren zustande kommt. Am besten ist die Ozonwirkung beim Walzen kakaofaser, sogenannter weisser Schokolade zu beobachten, wo das starke Reduktionspotential des fettfreien Kakao fehlt, sowie beim Mahlen des Zuckers, wo ein grosses Angebot an Luftsauermtoff die Oxydation erleichtert.
Das Ozon ist in allen Pällen flüchtig, soweit es nicht chemisch gebunden wird, und kann durch Wärme und Bewegung leicht ausgetrieben werden. Dieses Austreiben fällt jedoch umso schwerer, je fettreicher die Schokoladenmassen und je kleiner die in ihr verteilten Luftbläschen sind. Die geschmacklich nachteilige Auswirkung von Umwandhngsformen der Zertrümmerungsenergie führt zu der Ueberlegung, dass es auch möglich sein müsse, mit diesen Umwandlungsformen alle erwünschten Eigenschaften einer Schokoladenmasse hervorzurufen oder zu verstärken. Dazu ist wichtig, die aufgewendete Energie zu dosieren. Beim Walzwerk des konventionellen Verfahrens ist dies nicht möglich. Dagegen ist hier festzustellen, dass die für die Zerkleinerung auf dem Walzwerk eingesetzten 35 bis 50 PS nur zu etwa 1 % in Zerkleinerungsarbeit umgesetzt werden. Die schon genannte Umwandlung der kinetischen Energie in Energie des Flüssigkeits schalles führt zu Druckwellen, die in periodischen Verdünnungen und Verdichtungen des Ausbreitungsmediums, d.h. hier der flüssigen Fettkomponenten bestehen. Die Frequenz dieser Druckwellen wird vor allem durch die Drehgeschwindigkeit der Walzen sowie die Zahl und Grösse der dispergierten Bruchstücke bestimmt. Die Intensität dieser Druckwellen und ihre Wirkungsdauer bestimmen die Ozonisierung der in der Masse dispergierten Luft. Auch tritt eine Echowirkung auf, die durch Interferenzen die Amplituden der Druckwellen verdoppeln kann. Diese Druckwellen haben auf den Dispersionsgrad und ebenso auf die chemische Umwandlung der Gerb-und Aromastoffe einen Einfluss. Erhöht man nun beim Walzwerk die aufgewendete kinetische Energie, um ene ausreichende physikalische Feinheit der Massen zu erzielen, so verstärkt man auch gleichzeitig diese negativ wirkenden Umwandlungsformen. Der Einsatz des leistungsintensiven Walzwerkes erfordert daher eine zeitraubende Korrekturarbeit durch die nachgeschaltete Conche. Wüte also das Walzwerk überflüssig werden können, so wäre man auch der Nowendigkeit der nachträglichen Mehrarbeit mittels der Conchen enthoben.
Eine wirksame Dosierung und Lenkung der energetischen Umwandlungsformen ist daher mit den folgenden funktionellen Voraussetzungen verknüpft: Das Walzwerk soll als Zerkleinerungswerkzeug ausgeschaltet werden. Der gesamte Prozess muss in zwei verschiedenen Arbeitaphasen verlaufen, nämlich einer fettigen (aerophoben) und einer trocknen (aerophilen) Arbeitaphase. Ferner ist die hochintensive Zuckervermahlung auf 40 bis 60 Mikron in die aerophile Arbeitsphase zu verlegen. Jede Luftanreicherung in der aerophoben Arbeitsphase ist unbedingt zu vermeiden, und die Feinvermahlung von 40 bis 60 Mikron auf etwa 20 Mikron 8011 in der aerophoben Arbeitsphase erfolgen.
Das Walzwerk des konventionellen Verfahrens arbeitet gemäss dieser Terminologie in der fettigen, aerohphoben Arbeitsphase und bei einer derart hohen Intensität, dass als Ergebnis ein Gemisch von guten und schlechten Eigenschaften des Produktes resultiert, das nur mit allergrösster Mühe.
zu trennen ist. Die Feuchtigkeit, die Essigsäure sowie das im Zusammenhang mit der Grobvermahlung sich ergebende Ozon sind jedoch nur in der aerophilen Arbeitsphase rasch und vollständig entfernbar.
Wenn man also den Prozess entsprechend der vorgenannten funktionsmässigen Gliederung steuert, erzielt man einen bestmöglichen Wirkungsgrad der investierten Energie, wobei die positiven Geschmackseigenschaften der Rohstoffe voll erhalten bleiben. Für eine Endveredelung greift man dann zweckmässig auf die im Zusammenhang mit dem Walzwerk bereits erwähnten Umwandlungsformen der kinetischen Energie, nämlich die Druckwellen des Flüssigkeitsschalles zurück.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Druckwellen des Blüssigkeitsschalles eine veredelnde Wirkung auf Schokoladenmassen auszuüben vermögen, sofern sie richtig eingesetzt werden.
Wie eingangs erwähnt, konnte der piezoelektrisch oder mgnetostriktiv erzeugte Ultraschall in dieser Beziehung nicht zum Erfolg fUhren, da es sich als unmöglich herausstellte, die erforderliche geringe Intensität konstant zu halten, er also nicht genügend steuerbar ist. Bei Anwendung des Ulttaschallss hatte sich auch ergeben, dass dessen Monofrequenz sich über die Kavitation in ein breites Frequenzband über den Bereich von rund 200 kHz auflöst, und diese Mischfrequenz hat sich für die Veredelung von Kakao- und Schokolasdemassen als günstig erwiesen.
Es ist jedoch möglich, Druckwellen mit Mischfrequenz geringer Intensität und absoluter Wirkungskonstanz unter Zuhilfenahme eines Rotors zu erzeugen, der bei mindestens 1000 U/Min. in einem rohrförmigen Stator umläuft, wobei der Abstand zwischen Stator und Rotor, der den Schoweg bestimmt, mindestens 2000 Mikron betragen soll. Die Impulse der Druckwellen werden durch Rillen auf der Innenseite des Stators verursacht, die senkrecht oder in einem spitzen Winkel zur Drehrichtung angeordnet sind. Der Rotor selbst besitzt ähnlich angeordnete Mitnehmerleisten, welche die Massen Drehbewegung versetzen. Der Ort der Energieübertragung liegt dabei unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft peripher auf der Innenseite des Stators. Die Mischfrequene wird turbh Zahl und Anordnung der Rillung bestimmt.
Unter Anwendung der zuvor erwähnten Grundbedingungen und Ausnutzung der Druckwellen für eine Veredelung des Masse ist das Verfahren zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse aus den Rohstoffen Kakaomasse, Kakaobutter, Milchpulver, Kristallzucker und Lecithin erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Milchpulver nach dem Abwiegen der für eine Charge erforderlichen Menge einem Trocknungsprozess unterworfen und gleichzeitig der Kristallzucker.nach dem Abwiegen gemahlen wird, und das Mahlgut kontinuierlich dem gleichen Trocknungsprozess zugeleitet und bis zur Beendigung des Mahlens getrocknet wird, wobei die Zuckerteilchen von einem Milchfettfilm Aberzogen werden, und dass anschliessend dem getrockneten Zucker-Milchgemisch Kakaomasse zugesetzt wird, die während des Zulaufes veredelt wird, und ferner Kakaobutter und Lecithin zugesetzt und alle Komponenten vermischt werden, worauf die flüssige, grobdisperse Schokoladenmasse in einem weiteren Prozeß dispergiert und entlüfter wird, und nachfolgend die entlüftet und dispergierte Schokoladenmasse von 40 bis 60 Mikron auf 20 Mikron Teilchengrösse durch Mahlen unter Luftabschluss in mindestens zwei Durchgängen mit Zwischenkühlung der Masse mikronisiert wird, worauf die Masse unter Anwendung von mechanisch erzeiger Schallenergie endveredelt wird.
Die eine Rohstoffkomponente darstellende Kakaomasse wird dabei vor der Zugabe unter Anwendung des gleichen Prinzips veredelt wie die fertige Rohstoffmischung am Ende des Verfahrens.
Bei zweckmässiger zeitlicher Aufteilung der einzelnen Verfahrensschritte dauert der ganze Rerstellungsprozess'für die beste Schokoladenqualität nur zwei Stunden für die erste Charge. Da die Trocknung und die übrigen Verfahrensschritte parallel verlaufen können, fällt dann jede weitere Stunde eine Charge eintafelfertiger Schokolade an. Nach diesem Verfahren können Chargen von 250 bis 1250 kg pro Stunde erzeugt werden, wobei die Chargengrösse die Qualität nicht bednflusst. Es lässt sich dabei eine Reduktion des Energiebedarfes von 1000 kWh beim konventionellen Verfahren auf 100 kWh je Tonne Schokoladenmasse erzielen. Der Raumbedarf für die Einrichtungen kann dabei auf etwa 10 % des beim konventionellen Verfahren erforderlichen Raumbedarfes vermindert werden, und der finanzielle Aufwand für die Einrichtungen vermindert sich bei gleicher Stundenleistung und Qualität des Produktes auf etwa 20 %. Eine solche Verfahrensweise kann die Automation ausserordentlich erleichtern und dank geschlossener Arbeitsweise die hygienische Herstellung der Schokoladenmassen gewährleisten. Das Hauptgewicht der Zertrümmerungsenergie ist dabei von der aerophoben Arbeitsphase wie beim konventionellen Verfahren hier in die aerophile Arbeitsphase verlegt, während nur noch die Feinvermahlung auf etwa 20 Mikron in der aerophoben Arbeitsphase erfolgt. Das Bestreben, in dieser Arbeitet phase jede Luftanreicherung zu vermeiden, ist durch entsprechende Misch- und Dispergierungsvorgänge unterstützt, durch die der mengenmässige Anteil gelöster Luft stark vermindert wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zur aufeinanderfolgenden Behandlung der Rohstoffe und der daraus gebildeten Zwischenprodukte an die Rohstoffbehälter für Zucker und Milchpulver anschliessend eine Waage angeordnet ist, der eine Zuckermühle nachgeschaltet ist, und ein Trockner vorgesehen ist, der einerseits eine Zufuhreinrichtung zur direkten Zuführung des Milchpulvers und andererseits eine Zufuhreinrichtung zur Zuführung des gemahlenen Zuckers aufweist, und der ferner mit einer Veredelungseinrichtung für die Kakaomasse und mit den Rohstoffbehältern für Kakaobutter'und Lecithin in Verbindung steht; und der Trockner ausserdem ein Mischaggregat zum Vermischen von Milchpulver und gemahlenem Zucker und zum Vermischen des Zucker-Milch-Gemisches mit Kakaomasse, Kakaobutter und Lecithin enthält; und dass an den Trockner anschliessend ein Entlüfter-Diepergator angeordnet ist, und diesem mindestens zwei Mikromühlen mit einem zwischen diesen angeordneten Behälter zur Zwischenkühlung nachgeschaltet sind, und nachfolgend eine Einrichtung zur Endveredelung der Masse im Durchlauf unter Anwendung von mechanisch erzeugter Schallenergie vorgesehen ist.
Für das Mikronisieren der dispergierten Schokoladenmasse von 40 bis 60 Mikron auf R0 Mikron Teilchengrösse wird als Mikromühle bei diesem Verfahren eine Kugelmühle zum Einsatz gebracht, die in einer grossen, relativ langsam rotierenden Trommel eine Vielzahl von Kugeln enthält, mit deren Hilfe eine Feinvermahlung der Masse bei etwa einer Stundenleistung von 1250 kg erreichbar ist. Diese Kugelmühle verlangt jedoch wieder einen relativ hohen Energieaufwand, da grosse Massen in Rotation zu versetzen sind; und wegen der zuvor geschilderten negativen Auswirkung jeder energieaufwendigen Arbeitsweise, die nur zu einem Bruchteil in Zerkleinerungsarbeit umgesetzt wird, ist es zweckmässig, auch diese Kugelmühle durch ein schnell rotierendes Zertrümmerungsaggregat zu ersetzen und somit in Bezug auf die Zerkleinerungsleistung in dem deren Faktor darstellenden Ausdruck für die kinetische Energie = imv2 dem v2 vor m den Vorzug zu geben, was zu einem abgewandelten Herstellungsverfahren führt und entsprechende Umstellungen bei der Vorrichtung zu dem Herstellungsverfahren nach sich zieht.
Bei diesem abgewandelten Herstellungsverfahren soll daher die relativ langsam drehende und in ihrer Durchsatzleistung beschränkte Kugelmühle durch eine Xolloidmühle als Zertrümmerungsaggregat ersetzt werden, die hochtourig in ähnlicher Weise arbeitet wie das zuvor bereits geschilderte Veredelungsaggregat und die infolgedessen auch noch den Vorteil besitzt, dass sie die beiden Aufgaben der Zerkleinerung und der Veredelung gleichzeitig auszuführen vermag.
In Abänderung des zuvor beschriebenen Veredelungs aggregates mit einem in einem Stator umlaufenden Rotor, der am Umfang Mitnehmerleisten trägt, die mit entsprechend ausgebildeten Rillen auf der Innenseite des Stators zusammenwirken, sind bei dieser hochtourigen Koiloidmühle die Rillen vorzugsweise durch Messer oder Korundsplitter ersetst, wodurch das Gut gemahlen wird und gleichzeitig die Veredelung desselben in der beschriebenen Weise erfolgt. Die Durchsatzleistung einer solchen Kolloidmühle kann gegenüber derjenigen einer Kugelmühle mit ca. 1250 kg/Std. wesentlich gesteigert werden und bei einem ausgeführten Beispiel ca.
4000 kg-pro Stunde betragen, jedoch noch beträchtlich erhöht werden.
Das gegenüber dem vorbeschriebenen abgewandelte und vereinfachte Verfahren zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse aus den Rohstoffen Kakaomasse, Kakaobutter, Milchpulver, Kristallzucker und Lecithin ist daher erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Milchpulver nach dem Abwiegen der für eine Charge erforderlichen Menge einem Grocknungsprozess unterworfen und der Kristallzucker nach dem Abwiegen dem getrockneten Milchpulver zugemischt wird, und dass anschliessend dem getrockneten Zucker-Milch-Gemisch Kakaomasse zugesetzt wird, die während des Zulaufs veredelt wird, und ferner Kakaobutter und Lecithin zugesetzt und alle Komponenten vermischt werden; worauf die flüssige, grobdisperse Schokoladenmasse in einem weiteren Prozess dispergiert und entlüftet wird, und nachfolgend die entlüftete und dispergierte Schokoladenmasse auf 20 Mikron Teilchengrösse durch Mahlen unter Luftabschluss in mindestens 2 Durchgängen unter Kühlung der Masse mikronisiert wird.
Die Veredelung der Kakaomasse erfolgt dabei zweckmässig ih der gleichen Weise, wie sie bereits beschrieben wurde, unter Verwendung eines Druckwellen erzeugenden Rotors, der bei mindestens 1000 U/Min. in einem rohrförmigen Stator umläuft, wobei der Abstand zwischen Stator und Rotor mindestens 2000 Mikron betragen soll. Der Rotor besitzt Mitnehmerleisten, welche das Gut in Drehbewegung versetzen, während an der Innenseite des Stators Rillen vorgesehen sind, durch deren Zusammenwirken mit den Mitnehmerleisten Druckwellen von absoluter Wirkungskonstanz hervorgerufen werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zur aufeinanderfolgenden Behandlung der Rohstoffe und der daraus gebildeten Zwischenprodukte an die Rohstoffbehälter für Zucker und Milchpulver anschliessend eine Waage angeordnet ist, und ferner. ein Trockner vorgesehen ist, der einerseits eine Zuführeinrichtung für das Milchpulver und andererseits eine Zuführeinrichtung für den Zucker aufweist, und der ferner mit einer Veredelungseinrichtung für die Kakaomasse und mit den Rohstoffbehältern für Kakaobutter und Lecithin in Verbindung steht, welcher Trockner ausserdem ein Mischaggregat zum Vermischen von Milchpulver, Zucker sowie Kakaomasse, Kakaobutter und Lecithin enthält; und dass an den Trockner anschliessend ein Entlüfter-Dispergator angeordnet ist und diesem mindestens zwei Mikromühlen nachgeschaltet sind.
Die Mikromühle ist hier eine kontinuierlich und unter Luftabschluss arbeitende Kolloidmühle. Sie ist vorzugsweise selbst mit einer Kühleinrichtung ausgestattet. Dadurch können die im Zusammenhang mit der ersten Version des Verfahrens genannten, jeder Mikromühle nachgeschalteten Behälter zur Zwischenkühlung wegfallen.
Das erfindungsgemässe Verfahren in zwei sich etwas unterscheidenden Versionen und die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung desselben sollen nun anhand der Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei die Zeichnungen jeweils ein Fliessbild des kontinuierlichen Herstelleungsverfahrens von Schokoladen-Grundmasse darstellen.
Gemäss der Zeichnung, Fig. 1 befindet sich in einem VorraSsbehälter 1 das Milchpulver, in einem Vorratsbehält er 2 der Kristallzucker, in einem Vorratsbehälter 3 die Kakaomasse und einem Vorratsbehälter 4 Kakaobutter und Lecithin. Das Milchpulver wird in der für eine Charge erforderlichen Menge auf einer Waage 5 abgewogen und direkt in den Trockner 9 geleitet.
Der Kristallzucker, der bei Milchschokolade etwa 43 % der Masse ausmacht, wird nach dem Abwiegen auf der Waage 5 dem Trichters der Zuckermühle 8 zugeführt. Für eine Charge von 1250 kg Masse pro Stunde werden etwa 600 kg Zucker benötigt, die in ca. 40 bis 43 Minuten gemahlen werden. In dem Masse wie der gemahlene Zucker anfällt, wird er dem Trockner 9 zugeführt, der auf 900 bis 95°C aufgeheizt ist. Der Trockner 9 besteht aus einem Behälter mit beheizter Doppelwand und einem in den Behälter angeordneten Mischaggregat, wobei die Behälterwand aufgeheizt wird. Ebenso ist es auch möglich, den Trockner in Porm eines rotierenden Mischbehälters auszubilden, der Anschlüsse für die Zuführung eines Warmluftstromes besitzt. Der Trockner entzieht den beiden Komponenten Feuchtigkeit, und zu diesem Zweck und zur Entfernung der überflüssigen Luft und des Zuckerstaubes wird der Trocknungsprozess zweckmässig bei leichtem Unterdruck durchgeführt, der nach Beendigung des Trocknens aufgehoben wird. Während der 40 bis 43 Minuten, die für das Mahlen des Zuckers benötigt werden, wird also schon das Milchpulver getrocknet, und mit dem kontinuierlich zufliessenden Zucker bildet sich ein Zucker-Milch-Gemisch, wobei der Zucker mit einem Milchfettfilm überzogen wird. Es verbleibt nur eine geringe Menge Restfeuchtigkeit vom zuletzt zufliessenden Zucker, der jedoch vernachlässigbar klein ist. Mit dem Ende des Mahlvorganges wird auch das sich drehende Mischaggregat im Trockner abgestellt.
Aus dem Vorratsbehälter 3 für Kakaomasse, die in jedem Werk für die verschiedensten Zwecke und mit verschiedenen Geschmacksrichtungen, wie beispielsweise für Bitter-, Milchschokolade usw. im Vorrat gehalten wird und flüssig ist, wird Kakaomasse einem Anteil von etwa 10 % der Schokoladengrundmasse über eine volumetrische Dosiereinrichtung 6 einer Veredelungseinrichtung 10 zugeführt, von der sie kontinuierlich in den Trockner 9 gelangt, d.h. die Kakaomasse wird im Zulauf zum Trockner veredelt. Die Veredelungseinrichtung 10 ist ein Generator für Druckwellen, deren Wirkung eingangs ausführlicher erläutert ist, und hat die Aufgabe, eine Mischfrequenz geringer Intensität und absoluter Wirkungskonstanz zu erzeugen, was mit Hilfe eines Rotors erfolgt, der bei mindestens 1000 UpM in einem rohrförmigen Stator umläuft, wobei der Abstand zwischen Stator und Rotor, der den Echoweg bestimmt, mindestens 2000 Mikron beträgt.
Die Innenseite des Stators besitzt Rillen, die senkrecht oder in einem spitzen Winkel zur Drehrichtung angeordnet sind, und der Rotor besitzt ähnlich angeordnete Mitnehmerleisten, welche die Masse in Drehbewegung versetzen. Die Mischfrequenz wird durch Zahl und Anordnung der Rillung bestimmt.
Dem Trockner 9 werden ausserdem Kakaobutter in einem Anteil von 22 bis 24 % der Gesamtmasse sowie Lecithin in einem Anteil von 0,5 % der Gesamtmasse aus einem Vorratebehälter 4 über eine volumetrische Dosiereinrichtung 7 zugeführt.
Alle zuvor genannten Komponenten werden nun im Trockner 9 vermischt, wobei die tief angeordneten Mischarme des Mischaggregates in die Flüssigkeit eintauchen, in der der schwerere Zucker abgesunken ist, und es bildet sich nach einem Rühren von wenigen Minuten eine flüssige Paste. Diese wird nachfolgend in einen zwecks Kühlung doppelwandigen Behälter 11 von ca. 1200 Liter Inhalt abgelassen. Innerhalb des Behälters 11 sind an einer zentral angeordneten Achse Fn der Behälterinnenwand entlang streichende Abstreifer vorgesehen.
Innerhalb des Behälters 11 ist ein Dispergator 12 exzentrisch angeordnet, durch den innerhalb weniger Minuten eine ausreichende Entlüftung der Masse sowie eine feine Verteilung der dispersen Phase im Dispersionsmittel erfolgt.
Dieser ein separates Gerät darstellende Dispergator 12 ist exzentrisch angeordnet, da sich damit ein besserer Dispergierungsefiekt erzielXen lässt, und besteht aus einem trichterförmigen Rohrabschnitt, durch den ein schnell drehender Propeller die Schokoladenmasse hindurchsaugt.
Die entlüftete und dispergierte Schokoladenmasse wird anschliessend zu einer kontinuierlich arbeitenden Mikroa(lhle 13, die bevorzugt eine Kugelmühle ist, gepumpt. Dabei werden die auf 40 bis 60 Mikron vorzerkleinerten Zucker- und Kakaopartikel auf etwa 20 Mikron reduziert, wobei unter Luft ausschluß gearbeitet wird. Die Masse erwärmt sich bei diesem Nahlvorgang um etwa 200, und es ist daher zweckmässig, die Masse wieder herunterzukühlen, weil der Mahleffekt grösser ist, wenn die Nasse viskoser ist. Da für eine Leistung der Gesamtanlage von 125Q kg pro Stunde drei Mikromühlen 13, 15 und 17 hintereinander geschaltet vorhanden sein müssen, wird die Masse in Gefässen 14 und 16 jeweils zwischengekühlt.
Abschliessend gelangt die Masse in den Endveredler 18, der eine innige Geschmacksverbindung der einzelnen Bestandteile erzielt und nach dem gleichen Prinzip arbeitet und aufgebaut ist wie die Veredelungseinrichtung 10, d.h. eine hochfequente Schallenergie erzeugt wird, die an die durchfliessende Nasse abgegeben wird. Nach Durchlaufen dieser Bearbeitungsstufe werden die einzelnen Bestandteile der Schokolade nicht mehr geschmacklich getrennt wahrgenommen, wie dies bei dem konventionellen Verfahren bei kurz conchierten Konsunschokoladen der Fall ist. Auch diese Bearbeitungsstufe wird im Durchlauf durchgeführt.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren können selbstverständlich auch Schokoladenmassen mit anderen Rezepturen hergestellt werden, d.h. die proientualen Anteile können variieren und es kann Milch- und Bitterschokolade usw.
hergestellt werden.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine vollkontinuierliche Verarbeitung auf dem beschriebenen Weg mit relativ geringem Aufwand durchzuführen ist. Der Zeitaufwand des beschriebenen Verfahrens ist erheblich geringer als der der konventionellen Verarbeitungsmethoden und beträgt für die erste Charge 2 Stunden, für jede weitere Charge jedoch nur noch eine Stunde, statt 70 Stunden bei Einsatz von Walzwerk und Conchen. Die Qualität des erfindungsgemäss verarbeiteten Produktes bezüglich Geschmack und Konsistenz ist den auf konventionellem Wege verarbeiteten Produkten mindestens gleichwertig. Die erzielte Beschleunigung der Verarbeitung stellt jedoch im Hinblick auf eine Umstellung der Anlage auf andere Rezepturen und eine Anpassung an saisonmässig schwankende Bedarfsmengen einen besonderen Vorteil dar. Ebenso ist der Bedarf an Energie, Raum und Maschinenkapital erheblich herabgesetzt und ist eine Automation von derartigen Anlagen äusserst vorteilhaft durchführbar.
Das abgewandelte Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung desselben werden anhand der Zeichnung (Fig.2) näher erläutert.
Gemäss der Zeichnung (Fig. 2) befindet sich in einem Vorratebehälter 20 das Milchpulver, in einem Vorratsbehälter 21 der Kristallzucker, der Vorratsbehälter 22 enthält die Kakaomasse und der Vorratsbehälter 23 Kakaobutter und Lecithin. Das Milchpulver wird in der für eine Charge erforderlichen Menge auf einer Waage 24 abgewogen und dann einem Trockner 25 zugeleitet. In gleicher Weise wird der Kristallzucker in der für eine Charge erforderlichen Menge abgewogen und ebenfalls dem Trockner 25 zugeleitet. Dieser Trockner mit einer beheizten Doppelwand für eine Aufheizung auf etwa 90 bis 950C enthält ein Mischaggregat zur Vermischung des Milchpulvers und des Kristallzuckers und der ebenfalls dem Trockner 25 zugeleiteten weiteren Komponenten, und zwar der Kakaomasse, die aus dem Vorratsbehälter 22 über eine volumetrische Dosiereinrichtung 26 und eine Veredelungseinrichtung 27 dem Trockner zugeführt wird sowie ferner der Kakaobutter und dem Lecithin, die aus dem Vorratsbehälter 23 über eine Dosiervorrichtung 28 in den Trockner gelangen.
Die in dem Trockner 25 miteinander vermischten Eomponenten werden nachfolgend in einen zwecks Kühlung dop'pelwandi gen Behälter 29 abgelassen, in welchem Behälter ein Dispergator 30 exzentrisch angeordnet ist, durch den innerhalb weniger Minuten eine ausreichende Entlüftung der Masse erfolgt.
Aus dem Behälter 29 gelangt die entlüftete und dispergierte Schokoladenmasse anschliessend in eine Kolloid-Mühle 31, in welcher jetzt erst der Kristallzucker auf eine Teilchengrösse von etwa 20 Mikron zerkleinert wird und ferner auch die Kakaopartikel auf die gleiche Grösseneinheit reduziert werden, wobei unter Luftabschluss gearbeitet wird0 Mit einer solchen Kolloidmühle ist es auch möglich, den Kakao von der Bohne aus zu zertrümmern und in dem gleichen Aggregat zu veredeln. Wegen der Erwärmung der Masse durch diesen Mahlvorgang ist die Kolloidmühle selbst mit einer Kühleinrichtung ausgestattet. Die Masse passiert zweckmässig mehrere gleich ausgebildete Kolloidmühlen, im zeichnerisch dargestellten Beispiel die -weiteren Kolloidmühlen 32 und 33, wodurch eine entsprechend erhöhte Gesamtleistung der Anlage erreichbar ist. Da diese Kolloidmühlen eine Kühleinrichtung besitzen, ist eine Weiterförderung der Masse in besondere Behälter zwischen den Mühlen für ein Herunterkühlen nicht erforderlich. Eine innige Geschmacksverbindung der einzelnen Komponenten der Schokoladen-Grundmasse wird bereits in der hochtourig arbeitenden Kolloidmühle erreicht, so dass keine weitere Veredelungseinrichtung erforderlich ist.
Bei der beschriebenen Anlage ist durch den Verzicht auf eine Zuckermühle, den Endveredler sowie auf die Aggregate zur Zwischenkühlung eine weitere Vereinfachung und damit Senkung der Anlagekosten erzielt und ferner auch der Zeitaufwand für eine bestimmte Leistungseinheit erheblich gemindert.

Claims

Patntan sprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse aus den Rohstoffen Kakaomasse, Kakaobutter, Milchpulver, Kristallzucker und Lecithin, dadurch gekennzeichnet, dass das Milchpulver nach dem Abwiegen der für eine Charge erforderlichen Menge einem Trocknungsprozess unterworfen und gleichzeitig der Kristallzucker nach dem Abwiegen gemahlen wird, und das Mahlgut kontinuierlich dem gleichen Trocknungeprozess zugeleitet und bis zur Beendigung des Mahlens getrocknet wird, wobei die Zuckerteilchen von einem Milchfettfilm überzogen werden, und dass anschliessend dem getrockneten Zucker-Milch-Gemisch Kakaomasse zugesetzt wird, die während des Zulaufs veredelt wird, und ferner Kakaobutter und Lecithin zugesetzt und alle Komponenten vermischt werden; worauf die flüssige, grobdisperse Schokoladenmasse in einem weiteren Proness dispergiert und entlüftet wird, und nachfolgend die entlüftete und dispergierte Schokoladenmasse von 40 bis 60 Mikron auf 20 Mikron Teilchengrösse durch Mahlen unter Luftabschluss in mindestens zwei Durchgängetimit Zwischenkühlung der Masse mikronisiert wird, worauf die Masse unter Anwendung von mechanisch erzeugter Schallenergie endveredelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen des Milchpulvers bei gleichzeitigem Mahlen des Zuckers und Zuführung des Mahlgutes zum Trocknen während 45 Minuten durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusetzen der im Zulauf veredelten Kakaomasse sowie der Kakaobutter und des Lecithins zum Zucker-Milch- Gemisch und das Vermischen der Komponenten während 3 Minuten durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergieren und Entlüften der Masse während 4 Minuten durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikronisieren auf 20 Mikron Teilchengrösse in drei Durchgängen mit Zwischenkühlung der Masse während 60 Minuten durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endveredelung der Masse im Durchlauf durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur raschen Entfernung der Feuchtigkeit, der überschüssigen Luft und des Zuckerstaubes der Trocknungsprozess bei leichtem Unterdruck durchgeführt wird, der nach Beendigung des Trocknens aufgehoben wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur aufeinanderfolgenden Behandlung der Rohstoffe und der daraus gebildeten Zwischenprodukte an die Rohstoffbehälter für Zucker und Milchpulver anschliessend eine Waage angeordnet ist, der eine Zuckermühle nachgeschaltet ist und ein Trockner vorgesehen ist, der einerseits eine Zuführeinrichtung zur direkten Zuführung des Milchpulvers und andererseits eine Zuführeinrichtung zur Zuführung des gemahlenen Zuckers aufweist, und der ferner mit einer Verdelungseinrichtung für die Kakaomasse und mit den Rohstoffbehältern für Kakaobutter und Lecithin in Verbindung steht; und der Trockner ausserdem ein Mischaggregat zum Vermischen von Milchpulver und gemahlenem Zucker und zum Vermischen des Zucker-Milch-Gemisches mit Kakaomasse, Kakaobutter und Lecithin enthält; und dass an den Trockner anschliessend ein Entlüfter-Dispergator angeordnet ist und diesem mindestens zwei Mikromühlen mit einem zwischen diesen angeordneten Behälter zur Zwischenkühlung nachgeschaltet sind, und nachfolgend eine Einrichtung zur Endveredelung der Masse im Durchlauf unter Anwendung von mechanisch erzeugEr Schallenergie vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner aus einem Behälter mit beheizter Doppelwand und in dem Behälter angeordnetem Mischaggregat besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand des Trockners auf 70 bis 100% aufgeheizt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner aus einem rotierenden Mischbehälter mit Anschlüssen für die Zuführung eines Warmluftstromes von 70 bis 120% besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüfter-Dispergator aus einem innerhalb eines Gefässes exzentrisch angeordneten Propeller und einem den Propeller umgebenden Trichter besteht, durch welchen Trichter die Schokoladenmasse vermittels des Propellers mit hoher Geschwindigkeit hindurchgesaugt wird, und dass das Gefäss zum Zweck der Kühlung des Inhalts doppelwanaig ist, und innerhalb des Gefässes ein umlaufender Abstreifer vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich not, dass die Mikromühle eine kontinuierlich und unter Luftabschluss arbeitende Kugelmühle ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Veredelungseinrichtung für die Kakaomasse und die Einrichtung zur Endveredelung der Masse aus einem gerippten Rotor und einem an seiner Innenseite mit Rillen versehenen Stator besteht, in welchem der Rotor bei einem Spaltabstand von mindestens 200Q Mikron mit mindestens 1000 UpM rotiert und durch die Rillen Druckwellen erzeugt werden, deren Frequenzbänder im Bereich von 2 bis 2000 kHz liegen.

15. Verfahren zur Herstellung von Schokoladen-Grundmasse aus den Rohstoffen,Kakaomasse, Kakaobutter, Milchpulver, Kristallzucker und Lecithin, dadurch gekennzeichnet, dass das Milchpülver nach dem Abwiegen der für eine Charge erforderlichen Menge einei Trocknungsprozess unterworfen und der Kristallzucker nach dem Abwiegen dem getrockneten Milchpulver zugenischt wird, und dass anschliessend dei gotrockneten Zucker-Milch-Gemisch Kakaomasse zugesetzt wird, die während des Zulaufes veredelt wird, und ferner Xakaobutter und Lecithin zugesetzt und alle Koiponenten verxischt-werdeng worauf die flüssige und grobdisperse Schokoladenmasse in einei weiteren Prozess dispergiert und entlüftet wird, und nachfolgend die entlüftete und dispergierte Schokoladenmasse auf 20 Mikron Teilchengrösse durch Mahlen unter Luftabschluss in mindestens zwei Durchgängen unter Kühlung der Masse mikronisiert wird.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur aufeinanderfolgenden Behandlung der Rohstoffe und der daraus gebildeten Zwischenprodukte an die Rohstoffbehälter für Zucker und Milchpulver anschliessend eine Waage angeordnet ist, und ein Trockner vorgesehen ist, der einerseits eine Zuführeinrichtung für das Milchpulver und andererseits eine Zuführeinrichtung für den Zucker aufweist, und der ferner mit einer Veredelungseinrichtung für die Kakaomasse und mit den Rohstoffbehältern für Kakaobutter und Lecithin in Verbindung steht; und welcher Trockner ausserdem ein Mischaggregat zum Vermischen von Milchpulver und Zucker sowie Kakaomasse, Kakaobutter und Lecithin enthält; und dass an den Trockner anschliessend ein Entlüfter-Dispergator angeordnet ist, und diesem mindestens zwei Mikromühlen nachgeschaltet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekeanzeichnet, dass die Mikrotnühle eine kontinuierlich und unter Luftabschluss arbeitende Kolloidmühle ist.