PL232985B1 - Sposób wytwarzania masy czekoladowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy wytwarzania masy czekoladowej, przeznaczonej do wytwarzania wyrobów czekoladowych pełnych i oblewanych (kuwertury).

Standardowa technologia wytwarzania masy czekoladowej obejmuje cztery podstawowe etapy: dozowanie i mieszanie surowców, rozdrabnianie surowców, konszowanie i magazynowanie. Surowce podstawowe do wytworzenia masy czekoladowej to miazga kakaowa i cukier, mieszane są one ze składnikami dodatkowymi zależnymi od specyficznej receptury, przykładowo z mlekiem w proszku. Dokładnie wymieszane w mikserze surowce są rozdrabniane, zwykle z wykorzystaniem technologii walcowania, gdzie mieszanina surowców jest przemieszczana przez zespół walców, z których każdy kolejny walec ma większą prędkość obrotową oraz mniejszą szczelinę pomiędzy walcem poprzedzającym. W ten sposób osiąga się rozdrobnienie cząstek mieszaniny do poziomu standardowego który wynosi około 20 μm. Alternatywnie, do rozdrabniania surowców stosować można młyny kulowe. Etap konszowania polega na mieszaniu i upłynnianiu czekolady. W trakcie konszowania czekolada nabiera swoich pożądanych właściwości, takich jak odpowiedni smak, konsystencja, nuta aromatyczna, a także osiąga właściwą reologię to znaczy lepkość i granicę płynięcia. Podczas konszowania z masy czekoladowej usuwane są niepożądane właściwości smakowo-zapachowe, takie jak kwas octowy, oraz następuje odparowanie resztek wody zawartych w obrabianej masie. Podczas konszowania do masy można dodać emulgator - lecytynę, dzięki któremu poprawia się jednorodność masy, a w konsekwencji czekolada nabiera gładkiej - aksamitnej, delikatnej dla podniebienia struktury. Po zakończeniu konszowania masę czekoladową przepompowuje się do zbiorników magazynowo - uśredniających.

W typowym procesie wytwórczym, jak opisano powyżej, wszelkie dodatki funkcjonalne mogą być dodawane do masy czekoladowej w trakcie procesu konszowania. Mogą one jednak negatywnie wpłynąć na ten proces, utrudniając osiągnięcie oczekiwanego naturalnego aromatu lub cechy fizyko-chemicznej masy. Ponadto, wysoka temperatura i długi czas trwania procesu w znaczący sposób ogranicza możliwość dodawania niektórych składników, takich jak witaminy, gdyż w tych warunkach ulegają one rozkładowi. W przypadku dodatków aromatycznych i smakowych wysoka temperatura, zwykle od 55 do 90°C (a nawet 110°C), jak również mieszanie i napowietrzanie doprowadziłyby do utraty właściwości tych dodatków i utraty ich walorów smakowych czy kolorystycznych. Te wrażliwe składniki można więc dodawać pod koniec samego procesu konszowania, aby nie podlegały zbyt długiej obróbce, lecz wówczas mogą one zostać niedokładnie wymieszane. W przypadku wprowadzenia małej ilości dodatków do masy czekoladowej, zwykle od 0,01% do 8% wagowo, istnieje bowiem techniczny problem ich dokładnego wymieszania w gęstej masie czekoladowej, która charakteryzuje się wysoką lepkością.

Znane są ogólnie dwa sposoby konszowania - konszowanie standardowe (na sucho i na mokro) i konszowanie ciągłe płynne.

Konszowanie standardowe na sucho polega na długotrwałym (zwykle od 4 do 72 godzin), intensywnym mieszaniu, połączonym z przerzucaniem mas czekoladowych w celu zapewnienia jak największego kontaktu z powietrzem w konszy, która jest dużym zbiornikiem procesowym ze specjalnie ukształtowanymi mieszadłami dla zoptymalizowania przebiegu procesu. W trakcie konszowania standardowego na sucho, masy czekoladowe ulegają licznym przemianom fizyko-chemicznym i następuje ekstrakcja wilgoci oraz niepożądanych aromatów (kwasowości) z mieszaniny. Zasadniczym parametrem konszowania standardowego na sucho jest niski udział tłuszczy w masie (nie przekraczający 25%). Jeżeli natomiast receptura zawiera powyżej 25% tłuszczu, wówczas konszowanie nazywa się konszowaniem na mokro.

Z kolei konszowanie ciągłe płynne polega na krótkim w czasie wymieszaniu masy czekoladowej z gorącym suchym powietrzem i ekstrakcją wilgoci oraz niepożądanych aromatów z mieszaniny w urządzeniu, które stanowi specjalistyczny wymiennik cieplny, w którym przepływająca płynna masa czekoladowa w sposób ciągły zostaje poddana obróbce termicznej jedynie w trakcie przepływu przez urządzenie.

Standardowo, w procesie wytwarzania masy czekoladowej stosuje się jeden z tych dwóch procesów - tj. konszowanie standardowe albo konszowanie ciągłe, w zależności od potrzeb. Przy czym znacząco lepsze parametry reologiczne oraz smakowe masy czekoladowej otrzymuje się w procesie konszowania standardowego.

Znane jest również zastosowanie obydwu technologii - konszowania na sucho i konszowania ciągłego, w jednym procesie wytwarzania czekolady, gdzie najpierw wszystkie składniki poddaje się konszowaniu na sucho, po czym całą uzyskaną masę poddaje się konszowaniu ciągłemu. Przykładowo,

PL 232 985 B1 w technologii opisanej w amerykańskim opisie patentowym US4713256 najpierw prowadzi się proces konszowania suchego przez okres od 24 do 72 godzin, a następnie uzyskaną masę poddaje się procesowi konszowania ciągłego po dodaniu masła kakaowego przez okres jedynie 5 minut. Z kolei w technologii opisanej w amerykańskim opisie patentowym US5360621 najpierw prowadzi się proces konszowania suchego przez 5 godzin, a następnie uzyskaną masę poddaje się procesowi konszowania ciągłego przez 7 godzin. W powyżej opisanych procesach skupiano się na uzyskaniu odpowiednich parametrów masy czekoladowej, natomiast nie rozpatrywano kwestii dodawania dodatków funkcjonalnych do masy.

Celowym byłoby usprawnienie procesu wytwarzania masy czekoladowej, który zapewni możliwość dokładnego wymieszania różnego rodzaju dodatków funkcjonalnych i uzyskania masy czekoladowej o wysokich właściwościach reologicznych, charakterystycznych dla konszowania standardowego.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania masy czekoladowej, w którym surowce na masę czekoladową miesza się, rozdrabnia i poddaje się konszowaniu, charakteryzujący się tym, że: od 70% do 97% wagowo masy czekoladowej przygotowuje się w linii głównej, w której do miksera dozuje się surowce na masę czekoladową główną, które po wymieszaniu mieli się i poddaje konszowaniu na sucho przez okres od 4 do 72 godzin do uzyskania masy czekoladowej głównej, a pozostałą część w uzupełnieniu do 100% wagowo masy czekoladowej przygotowuje się w linii pomocniczej, w której do miksera dozuje się surowce na masę czekoladową pomocniczą wraz z dodatkami w postaci stałej innymi niż surowce na masę czekoladową główną, które po wymieszaniu mieli się i poddaje konszowaniu ciągłemu podczas przepływu w konszy ciągłej płynnej i uzyskaną masę czekoladową pomocniczą przemieszcza się do zbiornika buforowego, do którego dodaje się kolejne dodatki inne niż surowce na masę czekoladową główną, po czym masę czekoladową główną miesza się z masą czekoladową pomocniczą w homogenizatorze do uzyskania jednorodnej homogennej masy czekoladowej.

Korzystnie, w linii głównej przygotowuje się od 85% do 95% wagowo masy czekoladowej.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania masy czekoladowej sposobem według wynalazku.

Proces wytwarzania czekolady według wynalazku prowadzi się w dwóch równoległych liniach produkcyjnych - w linii głównej obejmującej elementy 111-113 i linii pomocniczej obejmującej elementy 121-124.

W linii głównej przetwarza się zasadniczą część masy czekoladowej, od 70 do 97% (korzystnie od 85 do 95%) masy czekoladowej i surowce poddaje się konszowaniu na sucho. Tak więc, od 70 do 97% (korzystnie od 85 do 95%) surowców do masy czekoladowej dozuje się ze zbiorników surowców 101 do miksera 111, w którym składniki się miesza, a następnie poddaje rozdrabnianiu na stanowisku 112, na którym mogą być zainstalowane dwuwalcówki, pięciowalcówki lub młyny kulowe. Rozdrobnione surowce przemieszcza się do suchej konszy 113, w której prowadzi się konszowanie na sucho przez okres od 4 do 72 godzin w zależności od surowców i kompozycji masy czekoladowej.

W linii pomocniczej przetwarza się pozostałą część masy czekoladowej, to znaczy od 3 do 30% (korzystnie od 5 do 15%) masy czekoladowej. Tak więc, od 3 do 30% (korzystnie od 5 do 15%) surowców dozuje się ze zbiorników surowców 101 oraz dodatki stałe wymagające rozdrobnienia dozuje się ze zbiorników dodatków 102a do miksera 121, w którym składniki się miesza, a następnie poddaje rozdrabnianiu w młynie kulowym 122. Tak rozdrobnioną masę przemieszcza się do ciągłej konszy płynnej 123, w której następuje wymieszanie masy czekoladowej z gorącym suchym powietrzem i ekstrakcja wilgoci oraz niepożądanych aromatów z mieszaniny. Konszowanie ciągłe prowadzi się przepływowo odpowiednio regulując strumień przepływu masy w zależności od surowców i kompozycji masy czekoladowej, przy czym masa jest eksponowana na wysoką temperaturę (do 90°C) przez bardzo krótki okres, od 30 do 90 sekund. Tak obrobiona masa czekoladowa zostaje przepompowana do zbiornika buforowego 124, do którego można w sposób ciągły dozować ze zbiorników dodatków 102b wszelkiego typu dodatki, które nie podlegają już na tym etapie obróbce mechanicznej ani termicznej i mogą być wymieszane z masą, w tym w szczególności dodatki płynne.

Uzyskane w ten sposób masy czekoladowe z linii głównej 111-113 i pomocniczej 121-124 łączy się ze sobą w homogenizatorze 131. Ze względu na to, że ilość masy z dodatkami z linii pomocniczej stanowi względnie duży udział w całkowitej masie (3-30%) (korzystanie 5-15%), możliwe jest dokładne wymieszanie obydwu mas i uzyskanie jednorodnej masy o równomiernie rozprowadzonych wewnątrz całej objętości cząstkach dodatków.

PL 232 985 B1

Jako dodatki dozowane ze zbiorników 102a, 102b dodaje się składniki inne niż surowce stosowane na masę czekoladową główną w linii głównej. Przykładowo, stosować można:

- witaminy takie jak: witamina A, D, E, K, B1, B2, B6, B12, C, niacynę, kwas pantotenowy, kwas foliowy, biotynę, w postaci proszków bądź płynnej;

- składniki mineralne takie jak: wapń, magnez, żelazo, miedź, jod, cynk, mangan, sód, potas, selen, chrom, molibden, fluorek, chlorek, fosfor, bor, w postaci proszków;

- składniki roślinne, takie jak: suszone owoce (przykładowo jabłka, truskawki, pomarańcze, owoce acai, granat), suszone warzywa (przykładowo marchew, papryka, pomidor, warzywa zielone), zioła (mięta, bazylia, melisa, szałwia), przyprawy (przykładowo pieprz, chili, imbir, kardamon), orzechy (przykładowo makadamia, nerkowiec, laskowe), zboża (przykładowo orkisz, proso), w postaci suszonych lub świeżych kawałków, proszku, granulatu lub ekstraktów w postaci płynnej;

- składniki funkcjonalne, takie jak: błonniki (przykładowo owsiane, pszenne, betaglukan, błonnik witalny), ekstrakty roślinne (przykładowo herbaty, aloes, hibiskus, żeńszeń, guarana), żywność barwiąca (przykładowo czarna marchew, carthamus), w postaci proszku;

- aromaty inne niż czekoladowy (przykładowo aromat wanilii, aromat karmelowy), w postaci płynnej;

- inne dodatki, takie jak „popping candy”, karmel, cukier palony, cukier trzcinowy, kawa.

Etap dozowania składników - mikser 121 czy zbiornik 124 - dobiera się w zależności od rodzaju składnika. Przykładowo, składniki w postaci stałej wymagające rozdrobnienia i przetworzenia mechanicznego z pozostałymi surowcami, takie jak proszki owocowe, błonniki, witaminy np. A, lub cukier trzcinowy, czy kawę najlepiej dozować do miksera 121 w celu ich dokładnego wymieszania. Z kolei składniki w postaci płynnej, takie jak aromat karmelowy, ekstrakt herbaty zielonej, ekstrakt hibiskusa najlepiej dozować do zbiornika 124 w celu zmniejszenia czasu ich obróbki.

P r z y k ł a d 1 95+5%

W linii głównej 111-113 przygotowano 950 kg masy czekoladowej. Do miksera 111 podano następujące surowce:

- miazga kakaowa: 389,9 kg

- cukier biały puder: 455,3 kg

- tłuszcz kakaowy: 98,7 kg

- aromat (wanilia): 0,2 kg

Po wymieszaniu surowce te rozdrobniono na pięciowalcówce 112 i poddano konszowaniu na sucho w konszy 113 przez okres 24 godzin w ostatniej fazie konszowania (na 1 godzinę przed zakończeniem) dodano 5,9 kg emulgatora - lecytyny sojowej.

W linii pomocniczej 121 -124 przygotowano 50 kg masy czekoladowej. Do miksera 121 podano następujące surowce:

- miazga kakaowa: 16,4 kg

- cukier: 19,2 kg

- tłuszcz kakaowy: 4,2 kg

Ponadto, do miksera 121 podano następujące dodatki:

- proszek truskawkowy (5V0 - Prochema 1 g proszku odpowiada 5-6 g truskawek): 10,0 kg

Surowce te zmielono w młynie kulowym 122 przez czas 1,5 godziny dodając po 1 godzinie mielenia emulgator - lecytynę sojową w ilości 0,2 kg i poddano konszowaniu ciągłemu w konszy 123 w równomiernym przepływie.

Następnie masę przepompowano do zbiornika buforowego 124.

Obydwie masy ze stanowisk 113, 124 połączono następnie w homogenizatorze 131, uzyskując 1000 kg końcowego surowca w postaci masy czekoladowej z dodatkami.

P r z y k ł a d 2 85+15%

W linii głównej 111 -113 przygotowano 850 kg masy czekoladowej. Do miksera 111 podano następujące surowce:

- miazga kakaowa: 348,8 kg

- cukier biały puder: 407,4 kg

- tłuszcz kakaowy: 88,4 kg

- aromat waniliowy: 0,2 kg

PL 232 985 B1

Po wymieszaniu surowce te rozdrobniono na pięciowalcówce 112 i poddano konszowaniu na sucho w konszy 113 przez okres 24 godzin w ostatniej fazie konszowania (na 1 godzinę przed zakończeniem) dodano 5,2 kg emulgatora - lecytyny sojowej.

W linii pomocniczej 121-124 przygotowano 150 kg masy czekoladowej. Do miksera 121 podano następujące surowce:

- miazga kakaowa: 49,1 kg

- cukier biały puder: 57,3 kg

- tłuszcz kakaowy: 12,4 kg

Ponadto, do miksera 121 podano następujące dodatki:

- błonnik owsiany z 30% zawartością β-glukanu: 30 kg.

Surowce te zmielono w młynie kulowym 122 przez czas 1,5 godziny dodając po 1 godzinie mielenia emulgator - lecytynę sojową w ilości 0,7 kg i poddano konszowaniu ciągłemu w konszy 123 w równomiernym przepływie.

Następnie, do zbiornika buforowego 124 dodano 0,5 kg aromatu orzechów laskowych i wymieszano z pozostałą masą.

Obydwie masy ze stanowisk 113, 124 połączono następnie w homogenizatorze 131, uzyskując 1000 kg końcowego surowca w postaci masy czekoladowej z dodatkami.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania masy czekoladowej, w którym surowce na masę czekoladową miesza się, rozdrabnia i poddaje się konszowaniu, znamienny tym, że:

   - od 70% do 97% wagowo masy czekoladowej przygotowuje się w linii głównej, w której do miksera dozuje się surowce na masę czekoladową główną, które po wymieszaniu mieli się i poddaje konszowaniu na sucho przez okres od 4 do 72 godzin do uzyskania masy czekoladowej głównej,

   - pozostałą część w uzupełnieniu do 100% wagowo masy czekoladowej przygotowuje się w linii pomocniczej, w której do miksera dozuje się surowce na masę czekoladową pomocniczą wraz z dodatkami w postaci stałej innymi niż surowce na masę czekoladową główną, które po wymieszaniu mieli się i poddaje konszowaniu ciągłemu podczas przepływu w konszy ciągłej płynnej i uzyskaną masę czekoladową pomocniczą przemieszcza się do zbiornika buforowego, do którego dodaje się kolejne dodatki inne niż surowce na masę czekoladową główną,

   - po czym masę czekoladową główną miesza się z masą czekoladową pomocniczą w homogenizatorze do uzyskania jednorodnej homogennej masy czekoladowej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w linii głównej przygotowuje się od 85% do 95% wagowo masy czekoladowej.