專利名稱：制造巧克力團的方法、用于巧克力團加工的機器和緊湊安裝的制作方法
技術領域：
制造巧克力的方法是一個公用領域的主題，廣泛地公開在書籍和專門的技術出版物中。然而，隨著整個上個世紀在新設備制造方面的產業發展，該制造方法逐漸地改進為目前的現有水平。
背景技術：
巧克力是一種遍布全球各大州都具有消費習慣的產品。在20世紀初期的歐洲，其制造加工方法開始標準化，其基本加工原理也制度化。該基本原理包括混合、碾磨和在劇烈并且持續的攪動下均質化。
為了實行上述方法，在20世紀初使用一種命名為″melageur″的機器，該機器包括混合器和花崗巖輥壓碾磨機的組合(在今天，因其非常低的加工效率，這種設備是過時的)。
用于巧克力制造的成分(基本包括可可團、可可油、糖以及可能的牛奶(在牛奶巧克力的情況下))被添加到上述機器中，以便混合在一起同時通過重型的花崗巖輥壓碾磨機的機械破碎而被同時碾磨(可獲得在40到50微米范圍內的標準最終粒徑，但依據目前的標準該粒徑是無法被接受的，目前的標準粒徑是在16到25微米的范圍內波動)，從而生產出用于制造巧克力面層(topping)的基本的巧克力團(mass)。
接著，被適當碾磨的巧克力團(50到40微米)被添加到命名為“巧克力加工的臂式精煉機(conch)”的設備(由于不能執行正確的巧克力加工制作，而且不能滿足市場中正在要求的標準，這種設備目前已經過時了)中。
精煉機具有自加熱的容器和偏心臂，該偏心臂通過凸輪軸機械鉸接，該凸輪軸給固定在其末端的重型鋼輥提供交替的運動。已呈液體形式的巧克力團(具有剩余的添加制劑的可可油)在其中保持持續攪動長達24到72小時，以便實現巧克力面層全部風味的開發(這個加工周期依據目前的巧克力面層的加工產業來說是不可接受的)。
整個20世紀的機器制造產業的發展，使得巧克力制造的原始加工設備能夠現代化，并且導致了首次意義重大的改變，即除了改進它的品質特性之外，還試圖在加工操作中產生更高的效率。
因此，過去由″melageur″(具有花崗巖輥的混合/碾磨機)實現的巧克力制造方法被旋轉臂西格馬(sigma)型混合器在巧克力團中進行的高效的操作所替代，該西格馬型攪拌機后面增加有新設備，該新設備命名為“圓筒碾磨機”，被稱為“巧克力精制(refining)”。
這種改變使得在巧克力面層的生產加工方面、以及巧克力團混合的改進的均質化方面能夠有更高的效率，這些使得將要通過“巧克力精制機器”(輥壓碾磨機)進行的碾磨操作更容易。這就在巧克力面層的粒徑形式方面(目前的粒徑形式16到20微米)產生了實質的改進，以及在最終產品的器官感覺的品質方面達到更高的工業性能和生產率。
整個20世紀，幾種型號的精煉機開始試圖改進由過時的選擇臂式“巧克力加工精煉機”執行(循環周期72小時)的操作。
通過巧克力面層制造設備的行業投放市場的設備，其特征在于通過它的機械臂產生更高程度的機械操作。這樣，要安裝大功率的電動機來帶動機械臂，該機械臂和其低速混合器一起作用，該混合器持續轉動巧克力團面層。后者能導致對巧克力團面層的高度摩擦，這個加工特性對開發出巧克力面層的最終正確風味是基本的。
即將進入到市場中的更大功率的機器使得基本的巧克力加工在“精煉”過程中能夠發生變化(與以前使用的選擇臂式精煉機相比)。其中重大的革新是把只有在液態進程中(和添加制劑中的全部可可油)執行的巧克力團面層的精煉分成兩個新的不同的進程。第一進程稱為“干精煉”(巧克力面層制劑中只有部分可可油添加到混合物中，因此通過面粉的添加能夠形成干巧克力團)，隨后進行“濕精煉”(添加制劑中剩余的可可油，使面層團液化成具有非常粘稠液體的稠度)。
隨著即將到來的使用上文描述的設備(混合器、巧克力精制和巧克力精煉機)的可能性，巧克力制造產業使用的目前的方法，其特征如下錘式碾磨機中的磨碎的糖(180微米的粒徑)和制劑中的其它成分(即，可可團、在最終的制劑中的部分可可油和可能的奶粉(在牛奶巧克力的情況下))一起添加到旋轉臂水平混合器的接受器中。接著，巧克力面層團的成分被混合、在40℃下被加熱、以及均質化，直到獲得穩固的和粘性巧克力團的稠度。
在隨后的步驟中，巧克力面層團的碾磨(精制)是利用“五圓筒精制”機器來實現的(只采用了制劑中全部油的一部分，大約制劑中全部脂肪的24％)(獲得16到25微米的粒徑)。混合物離開這個機器時為細小粉末，該粉末已經具有最終的粒徑特性(45℃的溫度)。
其后，來自巧克力團的精制的粉末(16到25微米)被添加到命名為“巧克力精煉機”的設備接受器中，在那里它將接受處理以開發出巧克力面層的特有風味。這是最后的加工階段，它分成兩個進程“干精煉”和“濕精煉”。
在第一個進程中，巧克力團具有面粉的稠度(全部脂肪的24％)，巧克力團通過“巧克力加工精煉機”的攪拌臂經受強烈的機械操作，該攪拌臂通常是2個到6個，主要目的是開發出巧克力面層的香味和風味，此外還改進它的粘性特性以便部分去除保留在巧克力面層團中水分(計算的水分含量從1％到0.5％)。這樣的粘性特性對于夾心巧克力和巧克力糖果的面層(理想的粘度是300,000到340,000Pa.s)能夠有好的可大規模操作性來說是基本的。
通過精煉機的機械臂的強摩擦所產生的熱來實現水分的去除，其給巧克力團提供了強烈的加熱(由于磨碎的糖的結晶化會在產品中產生凝塊，應當注意最大溫度60℃)。
這種低速旋轉的機械臂實行這樣一種運動，它試圖在干巧克力團的內部插入一定量的新鮮空氣，其目的是從可可杏仁發酵中氧化丹寧酸、花青素和其余的醋酸廢物，其是造成產品澀味(astringent)和酸性特性的主要原因。在這個階段中，產品在低速和受控的溫度下受到持續的攪動，該受控制溫度不應當超過60℃太多，否則會有發生精制糖的再結晶的危險，因此當硬的凝塊形成時使得產品由于失去基本的粒徑特征而變得沒有價值。在這個階段中，巧克力團面層在12到16小時的周期中被加工處理，這之后剩余的制劑油被添加到其中(從而完成了脂肪含量的30％到36％，該脂肪含量通常發現于巧克力面層中)，并使巧克力團的面層徹底液化，開始6到12小時的周期的“濕精煉”，完成每加工批量總平均24小時的加工。
巧克力團將在持續的攪動下保持在這個加工進程中，同時機械臂高速運動，以在受控溫度(60℃)下散開剩余的添加油中的干巧克力團。
發明內容
本發明基于使用具有高運轉性能速率的輔助設備并結合獨特的加工工藝，從而與更新的和更現代的巧克力加工技術相比，獲得與生產的巧克力量相對應的較低的能耗、操作循環周期和加工安裝費用。這只有通過使用用于加工巧克力的“U”型精煉機的才可能，其也是本發明的目的。如果應用最現代的常規巧克力的加工，將保持化學的和器官感覺的特性。
本發明的目的是改進目前的巧克力面層的制造方法，通過使用新的設備(“U”型巧克力精煉機)，特別是在該巧克力制造方法(該方法被稱為“(濕和干)精煉巧克力面層團”)的重要的步驟過程中發展成為該新的加工形式的支持件，當與用于該目的的常規的設備費用相比時，改進的方法具有較低的固定資產和安裝設備。
由于使用這個技術，可以使用新的緊湊加工單元，該緊湊加工單元在工廠綜合設備中占據很小的物理面積(通過比較，在常規工廠中所占的面積至少大3倍)，并且相對于生產出的巧克力面層噸數和直接參與生產加工的勞力來說，在使用的動力方面具有低的運行費用。
如果用于夾心巧克力填充和一般的糖果(這種情況下產品的流動性是必需的)，該技術也能夠在具有巧克力團面層風味和最終粘度的“精煉加工”的全部時間上達到明顯的改進。
在此用于巧克力面層制造的制造方法(該方法是本發明的目的)用于建立一個系統，其特征在于■低的固定資產設備費用和輔助部件，在與目前的制造方法相等的生產產量相比時，該目前的制造方法的等同于那些由設備和常規方法執行的制造方法。所以小公司和中等的公司也可以為制造它們自己的巧克力面層進行資本支出。由于相對于公司的生產規模的高額的常規安裝費用，這個可能性是渺茫的；■低費用和運行簡單，這使直接的運行勞力的費用是切實可行的，甚至對于小生產規模來說，因此使得在本發明的加工單元中生產的巧克力的費用方面有競爭力，甚至對于在小公司和中等公司的小生產規模來說；■裝機電功率顯著地降低(降低50％)，在與常規的制造巧克力的工廠相比時，該工廠生產同樣品質的巧克力。通過本發明制造的巧克力產量相對于通過常規裝置生產的相似產量的巧克力，其結果是具有低的安裝成本和電力消耗；■用于生產設備安裝的物理面積更小(是同樣生產量的常規工廠的30％的安裝面積)，如果與具有同樣巧克力面層品質和同樣生產產量的巧克力面層工廠相比；■運行簡單，其特征在于線性生產加工系統，使得巧克力加工階段具有高度的自動化水平，以及低資金支出和中等水平的勞動條件，而不危害最終產品的品質。
本發明包括目前巧克力團制造技術的新的優化的和緊湊的設計，具有用于深度加工的可選資源；此外使用為了這個目的被特定開發并且是本發明的整體部件的設備和輔助設備。當與用于同樣的目的使用的常規方法相比時，也在低運行費用下給系統使用者提供了低的、減少的操作時間。
要使用的原材料(即可可團和油、糖、奶粉)以干燥的原始形式被接收并且由相應的制造商提供(這些成分是巧克力團制劑的整體部分)。原材料被添加到干式預碾磨系統中，隨后經機械化的運輸到達用于深度巧克力加工的“U”型精煉機，該精煉機是為這個新的加工設計所特別開發的。接著原材料將在預定的時間過程(4到8小時)經受深度精煉處理。
接著，已經液化的巧克力團通過正排量泵被運輸到輥壓碾磨機，在那里經受最終的輥壓處理以達到市場中所指定的粒徑(20到40微米)，并且將通過管子流到漿池，巧克力團(以其液體形式)在該漿池處等候直到最終的加工后成為固體。
本發明的目的是改進和簡化巧克力的制造方法，但是同時不省略已知的重要的加工階段，例如“巧克力團精煉”(干的和濕的)。
本發明是基于這樣的事實，在干精煉和濕精煉巧克力團加工中，在糖、蛋白質和氨基酸(依次包括前述的巧克力風味和香味特性)之間發生的復雜的相互作用遵循適當限定和已知的程序參數，但是雖然如此其在工業實踐中不是最優化的。
為了達到提出的目標，必需使用“U”型精煉機的深度處理，通過非常特殊的結構，使得上述的化學反應能夠在比目前現有的常規加工系統提供的時間周期更短的時間周期發生。
作為由本發明產生的一個優點，也可以被提及的是構造緊湊加工單元的可能性，該緊湊加工單元在工廠綜合設備中需要較小的物理面積(在常規的工廠中需要至少大3倍的面積)。另外，在生產每噸巧克力面層所使用的電力的方面，其還具有低的運行費用。這也使得能夠最優化生產加工中包含的直接“勞動”。
作為額外的優點，能夠實現巧克力面層團的整體“精煉”(加工)時間、風味和最終的粘性的顯著改進。這樣使得具有更好的產品可操作性，如果其被用于夾心巧克力填充物和糖果的面層，通常這種情況下總是需要更高的產品流動性。
下面，本發明描述附圖，其中圖1表示了依據本發明的巧克力制造系統的流程圖；
圖2表示了依據本發明的精煉機的示意遠景圖。
具體實施例方式
操作特性程序采用用于深度巧克力團加工的U型精煉機9中的巧克力團加工技術。
第一階段預碾磨該加工從結晶糖和奶粉(當是牛奶巧克力時)的預碾磨開始，使用轉子和定子型的動力沖擊碾磨機4以及校準篩，該校準篩將以3000到9000轉/分的轉速運行并使用鉆孔直徑從0.5到3.0毫米變化的篩。因此，將實現10到200微米粒徑范圍的糖碾磨粉，其具有在上述范圍內的最終碾磨糖顆粒尺寸的物理特性。
第二階段精煉具有上述特性(粒徑在20到200微米之間)的產品(預碾磨的糖和奶粉的混合物)通過適當的運輸螺旋型的運輸系統前進到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9。這個系統被特別的開發來執行這個加工階段，這也是本發明的目的。在這個階段，加入制劑的部分液體成分，即可可油和可可團，其已經通過在用于深度巧克力處理的“U”型精煉機9的水套床中循環的熱水而在50℃被在先融化和加熱。
仍在最初的預碾磨階段的制劑成分通過用于深度處理的“U”型精煉機9的攪拌臂的交替運動而被均質化，由此由于特殊的動態的旋轉運動形成具有粉末稠度的干團。在這個階段，開始了命名為“干精煉”的巧克力團加工循環，提供了開發出巧克力風味的原材料中的糖和蛋白質的化學相互作用。
具有每一加工批量150公斤到10.0噸的加工生產量的用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9，因為不同的加工生產量，其由從3馬力到100馬力的驅動功率來分別啟動。在這樣的構想下，開發了特殊的固定臂10和攪動臂11系統，其目的在于增加巧克力干團的暴露到預熱空氣的周期，該預熱空氣來自通過高壓風機14執行的機械通風，該風機的流量和空氣壓力分別從2.0立方米每小時變化到10.0立方米每小時和從600到400毫米水柱變化，該系統由功率從3.0到5.0馬力變化的電機來啟動(取決于精煉機的生產量)。還有加熱電阻13，其功率在2,000到5,000千瓦的范圍內變化(取決于在精煉機中使用的風機)。
在“干精煉”中，巧克力預碾磨團通過用于深度巧克力加工的U型精煉機9的攪動臂11而受到強烈的機械操作，由于原材料顆粒之間的摩擦，該操作提供了溫度的升高，因此逐漸增加了巧克力團的溫度，該溫度在60到90℃之間變化。伴隨這個操作，獲得了包含在巧克力團中的0.1到0.8％的部分水分的去除。
在這個過程中，通過拖曳效應的蒸汽蒸發將使得攜帶最初在巧克力團中的一系列不希望的成分和風味。這種保留在可可籽發酵和加工中的組分和風味負面地影響了巧克力團的最終風味。
巧克力團的暴露到空氣氧化作用中的效果通過來自高壓風機14的熱空氣噴射而被加強，其目的在于氧化從可可發酵過程保留的酸性物質，含量最大的是醋酸，該曝露效應也氧化丹寧酸和花青素(該花青素是可可的自然色彩)，其給了巧克力團風味強澀味的劑料。
在干精煉階段，用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9的加工特性，采用將巧克力干團暴露到熱空氣中的最長周期來加強，該周期需要每一操作批量6個小時的暴露，與精煉生產量無關，該精煉生產量使用50％的用于常規的精煉方法的動力。
第三階段液化和冷卻在這個階段，巧克力團通過泵17從制劑中接收剩余的可可油。然后巧克力團通過用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9的攪動臂的交替運動被均質化。巧克力團將呈現漿狀的液體形式，其后通過用于深度巧克力加工的“U”型精煉機中的冷水噴射循環以及由高壓風機14提供的冷空氣的吹入而被冷卻，直到巧克力團的溫度達到39℃。
第四階段巧克力團最后的碾磨液體形式的產品(巧克力團)通過正排量泵23被傳輸到巧克力團的精制輥壓碾磨機21，該碾磨機具有從10到500升的碾磨罐裝容量和從7.5到200馬力的啟動功率以及分別從100到2500升的流量。為了將巧克力團的溫度保持在60℃，輥壓精制碾磨機設有水套冷卻系統，該巧克力團在該輥壓精制碾磨機的內部循環并受到由輥壓的偏心運動引起的摩擦力，并以高轉數(每分鐘700轉)旋轉。已精制的巧克力團(20到40微米)通過泵23從精制碾磨機21被運輸到漿池24，在其最終的使用狀態下等待適當的固化時機。
接下來，表示在緊湊工廠綜合設備以及用于深度巧克力加工的U型精煉機9中應用巧克力團加工技術的流程圖描述。
作為示例，50千克的糖袋被添加到糖碾磨機的進料斗1中，該進料斗有對杯形的提升裝置3給料的振動的進料通道2，并進一步供給“渦輪碾磨機”型的糖碾磨機4。碾磨的糖因重力堆積在機械化的存儲倉5的內部，該存儲倉設有銼狀臂6，在此糖被完全地卸下。
堆積在存儲倉中的磨碎的糖的量是精確對應于要被制造的巧克力的制劑的比例，該糖被保存同時等待合適的時機將這部分糖卸到用于深度巧克力加工的U型精煉機9中。全脂的或脫脂的奶粉來自通常容納在多層袋(每層包含25千克)中的制劑，其也被添加到碾磨機的進料斗1中。該奶粉通過碾磨機的杯形的給料提升裝置3和渦輪型的碾磨機4向前移動，而且被堆積在碾磨的糖的存貯倉5中，在此將等待合適的時機通過運輸螺旋7和8定量給料到用于深度巧克力加工的U型精煉機9中。25千克重量的塊狀供應的可可油被添加到油熔化器16中，其是為了本發明的目的而特別開發的。
堆積在熔化器中的可可油保持50℃的溫度，并通過離心泵17被傳輸到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9中。可可團被添加到可可團自動熔化器18中，該可可團通常以在25千克的多層袋中的片狀供應，該熔化器為本發明的目的而開發。。
保持在45℃的溫度的已處于漿狀進程的可可團，通過正排量泵20被傳輸到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9。下一個在巧克力團制造加工中決定性的階段在用于深度巧克力加工的U型精煉機9中執行。
保留在精煉機內部的液體成分、可可油和可可團在70℃的溫度被加熱。保留在自動化的存儲倉5中的干燥的成分、碾磨的糖和奶粉通過運輸螺旋7和8傳輸到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9的加工室，因此部分包括巧克力制劑，并給巧克力團的形成提供干燥粉末的稠度。在這個階段(干精煉階段)，巧克力團具有的脂肪含量是最終制劑的巧克力團的16％到20％。
調節精煉機的溫度控制系統在60到80℃的范圍操作，直到過程結束。在這個階段(該階段會花費4到6小時)啟動風機14和電阻13來將熱空氣(70℃)噴射到巧克力團的內部，從而在去除巧克力團中的水分和不合需要的揮發性的物質的方面達到優良的性能。
在下一個命名為液化和精制的階段，存儲在油熔化器中的制劑脂的殘余物通過泵17被傳輸到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9的內部，使巧克力團液化和均質化，同時通過使用精煉機加工室的水套系統在45℃冷卻混合物，在這個進程冷卻水處理在此循環。
液化的巧克力團通過泵23被傳輸到輥壓精制碾磨機22以被碾磨。在這個進程中，通過在碾磨機水套中的冷卻水循環所提供的冷卻系統使巧克力的溫度保持在60℃。
巧克力團返回到用于深度巧克力加工的“U”型精煉機9的加工室。巧克力團循環通過這個設備直到達到所需的粒徑，而后使已完成的巧克力團離開到漿池24。
權利要求
1.一種制造巧克力團的方法，其特征在于包括下列步驟a)干式預碾磨以原始干燥形式被接收的原材料直到所需的粒徑，隨后通過機械化運輸到下一階段；b)在用于深度巧克力加工的“U”型精煉機(9)中精煉具有所需粒徑特征的預碾磨產品-其中在合適的溫度下被在先熔化和加熱之后的該制劑中的部分液體成分被添加-使得仍然在預碾磨初始階段的制劑成分借助于用于深度巧克力加工的“U”型精煉機(9)的攪動臂的交替運動、通過特殊的動態旋轉運動而被均質化，從而形成具有粉末稠度的干燥團；c)液化和冷卻巧克力團，在此巧克力團接收制劑中剩余的可可油，該巧克力團通過用于深度巧克力加工的“U”型精煉機(9)的攪動臂的交替運動而被均質化，從而具有漿狀的液體狀態，此后，巧克力團通過制冷流體的噴射和所提供的冷空氣的吹入被冷卻直到達到所需的溫度，該制冷流體在用于深度巧克力加工的“U”型精煉機(9)的水套中循環；d)巧克力團的最終碾磨，其中液體狀態的巧克力團被傳輸到巧克力團精制碾磨機(21)，為了保持巧克力團的溫度，該碾磨機設置有制冷系統，巧克力團在碾磨機的內部循環并受到適當大小的摩擦力，其中已精制的巧克力從精制碾磨機被傳輸到漿池(24)，并且在其最終使用狀態等待適當的固化時機。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，原材料包括可可團和油、糖和奶粉。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟a)中碾磨的材料粒徑為10到200微米。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟b)中熔化的成分被加熱的溫度是大約50℃。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟b)中巧克力團的溫度升高到60-90℃。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中的冷卻流體是水。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中巧克力團所需的溫度是大約39℃。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟d)中巧克力團的溫度是大約60℃。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟d)中，巧克力團的粒徑是大約20-40微米。
10.一種用于巧克力團加工的機器，其特征在于，包括由U型精煉機(9)制成的結構，其中固定臂(10)和攪動臂(11)被鉸接到攪動軸(12)上以增加巧克力干團的曝露到預熱空氣中的循環，該預熱空氣來自通過高壓風機(14)執行的機械通風，該風機由具有加熱電阻(13)的電動機來啟動。
11.根據權利要求10所述的機器，其特征在于，所述U型精煉機(9)具有夾套壁以接收制冷流體。
12.一種用于巧克力團加工的緊湊安裝，其特征在于，包括將糖碾磨機(4)所在的發生設備布置在U型精煉機(9)上方，從而使得可以在U型加工精煉機中進行成分的直接干碾磨，接著在該U型加工精煉機機構側連接巧克力精制碾磨機(21)，從而形成占據極少物理面積的單塊設備。
全文摘要
本發明涉及一種巧克力團的制造方法，包括下列步驟a)原材料的干式預碾磨；b)在用于深度巧克力加工的“U”型精煉機(9)中的產品精煉；c)巧克力團的液化和冷卻；d)巧克力團的最終碾磨。本發明還涉及巧克力團加工機器，其包括由U型精煉機(9)和攪動軸(12)形成的結構，其中固定臂(10)和攪動臂(11)被鉸接以增加巧克力干團的曝露到預熱空氣中的循環，該預熱空氣來自通過高壓風機(14)執行的機械通風，該風機由具有加熱電阻(13)的電機啟動，本發明還涉及用上述機器加工巧克力團的緊湊安裝。
文檔編號A23G1/18GK1929746SQ200480042476
公開日2007年3月14日 申請日期2004年7月8日 優先權日2004年2月11日
發明者弗拉維奧·達克魯斯·阿沃雷 申請人:米勒技術設備工業貿易有限公司