СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ РАФИНАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА КАКАО ТЕРТОГО
SYSTEMS AND METHODS FOR REDUCTION IN REFINING IN PRODUCTION OF GRATED COCOA

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001]
Производство какао тертого и шоколада включает сложные и дорогостоящие процессы вследствие, по меньшей мере в некоторой степени, применения ряда энергоемких стадий технологической обработки. Примерами таких стадий являются размалывание, измельчение, рафинация (тонкое измельчение) и конширование. Типичный способ производства какао тертого включает процесс уменьшения размера частиц зерен какао, очищенных от шелухи (так называемой какао-крупки). Типичный способ получения шоколада может включать дробление и рафинацию ингредиентов шоколада, таких как какао-порошок, сахар и/или сухое молоко, в тонко измельченные порошки, диспергирование их в жировой основе, такой как какао-масло, и конширование смеси.
[0002]
Оборудование и средства, необходимые для производства какао тертого, шоколада и шоколадной продукции, являются дорогостоящими, и связанные с ними расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию также могут быть высокими. Поэтому желательны способы производства какао тертого и шоколада, которые потребляют меньше энергии или производительность которых превосходит производительность традиционных способов. Такие способы производства также могут обеспечивать значительные экономические преимущества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003]
Раскрыты варианты осуществления способа технологической переработки какао-крупки. Способ включает грубое размалывание множества очищенных от шелухи какао-бобов с получением какао-суспензии и рафинацию некоторого объема какао-суспензии, составляющего менее общего объема какао-суспензии. Нерафинированный и рафинированный объемы или нерафинированную и рафинированную части затем снова объединяют (рекомбинируют).
[0004]
В другом аспекте раскрыт способ технологической переработки какао-крупки. Способ включает грубое размалывание множества очищенных от шелухи какао-бобов с получением какао-суспензии. Какао-суспензию разделяют на осадок (первый поток) и надосадочную жидкость (также называемую вторым потоком или жидкой частью). Осадок подвергается рафинации с получением рафинированного осадка, и надосадочную жидкость и рафинированный осадок рекомбинируют с получением рекомбинированного какао-продукта, например какао тертого.
[0005]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения раскрыт способ получения какао тертого. Способ включает грубое размалывание множества зерен какао, очищенных от шелухи (какао-крупки), с получением какао-суспензии и рафинацию объема какао-суспензии, составляющего менее общего объема какао-суспензии. Нерафинированный и рафинированный объем или нерафинированную и рафинированную части затем рекомбинируют.
[0006]
В другом аспекте раскрыт способ производства рекомбинированного какао-продукта. Способ включает предварительное дробление обжаренной какао-крупки с получением какао-суспензии, разделение какао-суспензии по меньшей мере на две части с получением осадка и надосадочной жидкости, рафинацию осадка в одной или нескольких стадиях рафинации для получения рафинированного осадка и объединение рафинированного осадка и надосадочной жидкости с получением рекомбинированного какао-продукта, например тертого какао. Надосадочная жидкость не подвергается или по существу не подвергается измельчению перед объединением с рафинированным осадком.
[0007]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения какао тертое смешивается и подвергается дополнительной рафинации с обычными ингредиентами шоколада, такими как какао-масло, молоко и сахар, а затем коншируется с получением шоколада.
[0008]
Раскрыты также варианты осуществления системы получения рекомбинированного какао-продукта, в частности какао тертого. Система включает дробилку (мельницу) для размалывания какао-крупки в какао-суспензию, центрифугу для разделения какао-суспензии на осадок и надосадочную жидкость и рафинер для измельчения осадка с получением рафинированного осадка. Центрифуга предназначена для получения надосадочной жидкости с содержанием по меньшей мере 15% по массе, желательно по меньшей мере 25% по массе, твердых частиц какао, где диапазон значений размера твердых частиц какао в надосадочной жидкости меньше или равен диапазону значений размера частиц рафинированного осадка. Размер твердых частиц какао может быть определен, например, с помощью микрометра, в том числе микрометра Mitutoyo™, или микрокаверномера. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения диапазон значений размера твердых частиц какао в надосадочной жидкости D90 составляет 40 мкм или менее.
[0009]
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу получения шоколада, включающему следующие стадии: предварительное размалывание обжаренной какао-крупки с получением какао-суспензии; разделение какао-суспензии с получением осадка и надосадочной жидкости; рафинация осадка вместе с одним или несколькими ингредиентами шоколада, например с сахаром и/или какао-порошком, в одной или нескольких стадиях рафинации с получением какао-смеси, в частности рафинированной шоколадной смеси; и объединение и конширование рафинированной какао-смеси, надосадочной жидкости и одного или нескольких ингредиентов шоколада, например какао-масла, для получения рекомбинированного какао-продукта, в частности комбинированной какао-смеси, точнее коншированного шоколада, где надосадочная жидкость не подвергается или по существу не подвергается измельчению перед объединением.
[0010]
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу технологической переработки какао-крупки, причем указанный способ включает следующие стадии: а) грубое размалывание какао-крупки с получением какао-суспензии, содержащей какао-жидкость и твердые частицы какао в какао-жидкости, где какао-жидкость содержит какао-масло, b) разделение какао-суспензии на стадии разделения на жидкую часть и осадок, где жидкая часть содержит некоторое количество твердых частиц какао, составляющих долю твердых частиц какао в жидкой части, и где для указанной доли частиц значение D90 гранулометрического состава равно или менее примерно 40 мкм, с) рафинация осадка с образованием рафинированного осадка на стадии рафинации, d) рекомбинация жидкой части и рафинированного осадка на стадии объединения с получением рекомбинированного какао-продукта. В некоторых вариантах осуществления стадия рафинации дополнительно включает один или несколько ингредиентов шоколада, и на стадии объединения смешиваются и коншируются ингредиенты шоколада, такие как какао-масло. В этих вариантах осуществления рекомбинированный какао-продукт представляет собой шоколад.
ФИГУРЫ
[0011]
Некоторые типичные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно и точно с использованием прилагаемых рисунков.
[0012]
Фиг. 1 представляет собой технологическую схему примера способа технологической переработки какао-крупки.
[0013]
Фиг. 2 представляет собой технологическую схему варианта осуществления способа, представленного на фиг. 1, в котором получают какао тертое.
[0014]
Фиг. 3 представляет собой технологическую схему другого варианта осуществления способа, представленного на фиг. 1, в котором получают какао тертое.
[0015]
Фиг. 4 представляет собой технологическую схему типичного способа переработки какао-крупки с получением коншированного шоколада.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016]
В настоящем описании представлены некоторые определения и способы для лучшего определения предмета изобретения и руководства специалистам данной области техники при практическом применении предмета изобретения, представленного в настоящем описании. Предоставление определения или отсутствие определения для конкретного термина или фразы не означает какого-либо особого значения или его отсутствие. Скорее, и если не указано иное, термины следует понимать в соответствии с их общепринятым использованием специалистами в соответствующей области техники.
[0017]
Термины «первый», «второй» и т.п., когда используются в настоящем описании, не означают какой-либо порядок, количество, или значение, а скорее используются для того, чтобы отличить один элемент от другого. Кроме того, артикли ʺаʺ и ʺanʺ не означают ограничение количества, а обозначают наличие по меньшей мере одного из указанных элементов, и термины «передний», «задний», «нижний», и/или «верхний», если не указано иное, просто используются для удобства описания и не ограничивают какое-либо одно положение или какую-либо пространственную ориентацию.
[0018]
Если указаны диапазоны (интервалы) значений, конечные точки всех диапазонов, относящихся к одному компоненту или свойству, входят в указанные диапазоны и могут комбинироваться независимо друг от друга (например, интервалы значение «до 25% масс. или, точнее, от 5% масс. до 20% масс.» включают конечные точки и все промежуточные значения интервалов от «5% масс. до 25% масс.» и т.д.).
[0019]
Ссылка в описании на «один пример» или «пример» означает, что конкретные признак, структура или характеристика, описанные в связи с указанным примером, включены по меньшей мере в один вариант осуществления. Таким образом, появление фразы «в одном примере» или «в примере» в различных местах по всему описанию не обязательно относится к тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления.
[0020]
Термин «стадия» технологической обработки, когда используется в настоящем описании, ограничивается вводом и выводом материала в аппарат/из аппарата технологической переработки. Например, стадия рафинации начинается, когда материал вводится в рафинер, и заканчивается, когда полученный материал выводится из рафинера.
[0021]
Если в настоящем описании не указано иное, термин «размер частиц» материала, включает размер частиц материала по Mitutoyo, и значение D90 гранулометрического распределения измерено с помощью дифракции лазерного излучения. Гранулометрическое распределение частиц материала является способом характеристики размера частиц материала, содержащего множество частиц. Из множества значений «DXX», возможных в гранулометрическом составе частиц, значение D90 является значением DXX, которое в основном используется в настоящем описании для характеристики материала, поскольку эта величина в первую очередь касается размера самых крупных частиц материала. Например, значение D90 представляет собой значение размера частиц (например, диаметра), который не превышает размер частиц, составляющих 90% массы образца. Распределение частиц по размерам, упомянутое в настоящем описании, измеряют в соответствии со способом измерения размеров частиц с использованием дифракции лазерного излучения. Термин «размер частиц по Mitutoyo» материала, когда используется в настоящем описании, означает размер частиц типичного образца материала, измеренный с помощью микрометра Mitutoyo™ или микрокаверномера.
[0022]
Термин «отвечающее техническим условиям (in-spec) какао тертое» в настоящем описании относится к какао тертому, которое соответствует ряду критериев, включая минимальный размер частиц. Критерии для какао тертого, которое упоминается в настоящем описании, известны специалистам в области производства какао тертого.
[0023]
Термин «шоколад», когда используется в настоящем описании, включает соевый шоколад и шоколадоподобный продукт, если не указано иное. Термин «шоколадоподобный продукт» включает несоевый шоколад с жировой фазой или жироподобной композицией, в которой один или несколько ингредиентов обычного шоколада заменены другими ингредиентами. Обычно в шоколадоподобном продукте какао-масло заменено другим жиром, таким как растительный жир, отличный от какао-масла. Примером шоколадоподобного продукта является компаундный шоколад. Термин «соевый шоколад» относится к композициям, которые соответствуют стандартам идентичности шоколада США. Стандарты идентификации различных видов шоколада находятся в Разделе 21 части 163 Свода федеральных правил (Title 21, Part 163 of the Code of Federal Regulations), который включен в настоящее описание в качестве ссылки. Термин «несоевый шоколад» (non-SOI chocolate) включает шоколад, в котором по меньшей мере один из стандартных ингредиентов шоколада (то есть, один или несколько ингредиентов, выбранных из пищевых углеводных подсластителей, какао-масла и молочного жира) заменен частично или полностью, в котором используются ароматизаторы, имитирующие молоко, масло или шоколад, и в который введены добавки или произведено удаление ингредиентов, которые не отвечают стандартам идентичности шоколада, утвержденным Федеральным управлением США по контролю качества продуктов питания, напитков и лекарственных препаратов (FDA).
[0024]
Термин «шоколад» включает темный шоколад, горький шоколад, молочный шоколад, сладкий шоколад, полусладкий шоколад, шоколад из пахты, обезжиренный молочный шоколад, смешанный молочный шоколад, шоколад с низким содержанием жира, белый шоколад, пористый шоколад, глазури (compound coatings) и шоколадоподобные композиции, если конкретно не указано иное. Термин «шоколад» или термин «шоколадоподобный продукт» также включает твердую крошку или твердые частицы, полностью или частично изготовленные с помощью процесса получения крошки (крошкообразования). Шоколадоподобные продукты могут представлять собой шоколад категорий, отличных от белого шоколада.
[0025]
Способы, описанные в настоящем изобретении, могут применяться к необезжиренному шоколаду, к шоколаду с пониженным содержанием жира или к шоколадоподобному продукту. Термин «жир», когда используется в настоящем изобретении, относится к триглицеридам, обычно используемым в пищевых продуктах, особенно в кондитерских изделиях, шоколаде и шоколадоподобных продуктах. Жиры, используемые в способах по настоящему изобретению, включают натуральные жиры и масла, такие как какао-масло, прессовое какао-масло, масло-какао, снятое в шнековом прессе (expelled cocoa butter), экстракционное какао-масло, рафинированное какао-масло, молочный жир, безводный молочный жир, фракционированный молочный жир, заменители молочного жира, сливочное масло, фракционированное сливочное масло и растительный жир, а также другие модификации этих жиров, включая, но без ограничения, эквиваленты какао-масла (cocoa butter equivalents - СВЕ), заменители какао-масла (cocoa butter substitutes - CBS), антиблюминговые агенты (anti-blooming agents), такие, как бегеноилолеоилбегенат (БОБ), жиры пониженной калорийности и/или синтетически модифицированные жиры, в том числе жиры пониженной калорийности и некалорийные заменители жиров.
[0026]
Жир пониженной калорийности представляет собой жир, обладающий всеми свойствами обычного жира, но менее калорийный, чем обычный жир. Аналогично, некалорийный заменитель жира, например, на основе сложного полиэфира сахарозы, обладает всеми типичными характеристиками жира, но не абсорбируется после приема внутрь и, таким образом, не метаболизируется. Общее содержание жира в шоколаде или шоколадоподобном продукте составляет более 25% по массе, и обычно общее содержание жира находится в интервале от 25% до 35% по массе. С другой стороны, общее содержание жира в шоколаде «с пониженным содержанием жира» или шоколадоподобном продукте составляет менее 25% по массе.
[0027]
Изобретение относится к способам технологической переработки какао-крупки и/или способам получения какао тертого, которые являются более экономичными, чем традиционные способы, в то время как качество полученной технологически переработанной какао-крупки или полученного технологически переработанного тертого какао соответствует качеству и подобно качеству какао-крупки или какао тертого, технологически переработанных обычным способом. Эти способы основаны на открытии того, что не всю какао-суспензию необходимо подвергать рафинации для получения коммерчески приемлемой технологически переработанной какао-крупки или коммерчески приемлемого технологически переработанного какао тертого. В общем случае, способы включают грубое размалывание какао-крупки с получением грубой суспензии, разделение грубой суспензии по меньшей мере на две части и последующую рафинацию только некоторой выделенной части или некоторых выделенных частей суспензии. Суспензия может быть подвергнута просто разделению по объему или может быть разделена с помощью любых известных методов разделения суспензии, содержащей частицы различного размера, включая фильтрацию любого типа, центрифугирование или декантацию. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения суспензию разделяют центрифугированием. Часть, подлежащая дополнительной рафинации, представляет собой часть, которая содержит частицы большего размера. В некоторых вариантах осуществления грубая суспензия разделяется на часть по существу с бόльшим содержанием жидкости суспензии и мелкими твердыми частицами какао, полученными из какао-крупки, и другую часть по существу с бόльшим содержанием крупных твердых частиц какао. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердые частицы какао могут разделяться с использованием значения гранулометрического распределения D90, равного 40 мкм или менее. В других вариантах осуществления настоящего изобретения твердые частицы какао могут быть разделены с использованием значения гранулометрического распределения D90, равного 30 мкм или менее. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердые частицы какао могут быть разделены с использованием значения гранулометрического распределения D90, равного 40 мкм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердые частицы какао могут быть разделены с использованием значения гранулометрического распределения D90, равного 30 мкм или 35 мкм.
[0028]
Поскольку не вся какао-суспензия подвергается рафинации, достигается экономия средств. В частности, если рафинируется меньше материала, то стадии рафинации могут быть выполнены за меньшее время, могут использоваться меньшие/более дешевые рафинеры и/или повышенная мощность существующих рафинеров может обеспечить более высокий выход продукта (например, какао тертого).
[0029
] Неожиданно было обнаружено, что хотя по меньшей мере часть какао-суспензии обходит по меньшей мере стадию первичной рафинации, органолептические свойства продуктов, полученных далее с использованием описанных способов, эквивалентны органолептическим свойствам продуктов, полученных из какао-крупки или какао-суспензии, технологически переработанных обычным способом, при одновременном сокращении времени и ресурсов переработки, например, примерно на 50%.
[0030]
Один вариант осуществления способа технологической переработки какао-крупки показан на фигуре 1. В сущности способ 100 включает грубое размалыванием (или предварительное размалывание) 102 какао-крупки для получения суспензии 112, разделение суспензии 104 на две части, из которых только одна подвергается рафинации 106. Рафинированная и нерафинированная части объединяются 108 с получением какао-продукта 120.
[0031]
Способ 100 начинается с некоторого количества очищенных от шелухи зерен какао 110. Как известно, зерна какао представляют собой часть какао-бобов, которая находится внутри оболочки (какао-крупку). Какао-крупка 110 может представлять собой любую подходящую какао-крупку и может быть получена любым подходящим способом. Например, какао-крупка 110 может быть представлять собой какао-крупку любого подходящего сорта, смеси сортов, размера, формы или количества. Кроме того, какао-крупка 110 может быть ферментированной и обжаренной или необжаренной. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения какао-крупка 110 является обжаренной. В любом случае, однако, некоторое количество какао-бобов подвергается очистке от оболочки для получения какао-крупки 110. Например, какао-крупка 110 в начале способа 100 по существу является неразмолотой. То есть, какао-крупка 110 в начале способа 100 находится в твердом, по существу цельном виде и может также включать кусочки размером по меньшей мере 1 мм.
[0032]
Какао-крупка 110 подвергается размалыванию 102 с получением какао-суспензии 112. Это первое размалывание 102 представляет собой грубый помол для разрушения зерен какао и может выполняться с помощью любого измельчителя, известного в производстве шоколада. Например, для размалывания 102 какао-крупки 110 используется ударная мельница. Это первое размалывание 102 можно назвать предварительным помолом, поскольку оно представляет собой грубое уменьшение размера частиц какао-крупки перед последующей рафинацией, которое дополнительно уменьшает размер крупных частиц в какао-суспензии 112. При предварительном размалывании 102 какао-крупка подвергается нагреву, посредством чего некоторое количество какао-масла в ней разжижается. Полученная какао-суспензия 112 представляет собой жидкость с суспендированными в ней твердыми частицами какао. Поскольку предварительное размалывание 102 представляет собой грубый помол, размер твердых частиц в какао-суспензии 112 может быть разным, например диапазон размера твердых частиц может составлять до 500 мкм, и диапазон значений размера твердых частиц по Mitutoyo может составлять 30-500 мкм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретение значение D90 какао-суспензии 112 может находиться в интервале 40-100 мкм. В другом примере значение D90 какао-суспензии 112 может находиться в интервале 35-50 мкм.
[0033]
Перед рафинацией 106 какао-суспензии 112 ее разделяют 104 по меньшей мере на две части. Такое разделение может осуществляться любым подходящим способом, основанным на разделении по размеру частиц, включая фильтрацию, декантацию или центрифугирование. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется центрифугирование, которое приводит к получению второй части, жидкой, или надосадочной жидкости 114, и первой части или осадка 116. В первом примере какао-суспензию 112 разделяют 104 таким образом, что вторая часть или надосадочная жидкость 114 содержит основную долю жидкости суспензии 112, например какао-масло, и твердые частицы с размером частиц или интервалом размеров частиц меньше порогового значения. В некоторых вариантах осуществления вторая часть 114 содержит по меньшей мере 15%, желательно по меньшей мере 25%, по массе более мелких твердых частиц какао. Между тем размер частиц или интервал размера частиц первой части 116 превосходит пороговое значение, хотя первая часть 116 наряду с более крупными частицами может также содержать незначительные количества частиц размером меньше порогового значения.
[0034]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пороговое значение для разделения может соответственно составлять 50 мкм, в то время как в другом примере пороговое значение может составлять 45 мкм, в еще одном варианте осуществления пороговое значение может составлять 40 мкм, и в еще одном варианте осуществления пороговое значение может составлять 35 мкм. В результате, размер крупных частиц первой части 116, как правило, составляет более 100 мкм.
[0035]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения какао-суспензию 112 разделяют 104 таким образом, что во второй части 114 пороговое значение D90 гранулометрического состава равно 40 мкм или менее. В других вариантах осуществления настоящего изобретения пороговое значение D90 для разделения равно примерно 35 мкм или менее, в то время как в других вариантах осуществления изобретения пороговое значение D90 равно примерно 30 мкм или менее. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пороговое значение D90 для разделения равно 40 мкм. В некоторых вариантах осуществления изобретения пороговое значение D90 для разделения равно 35 мкм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пороговое значение D90 для разделения равно 30 мкм. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пороговое значение D90 для разделения равно 25 мкм. Тогда D90 гранулометрического состава первой части 116 составляет более 40 мкм, более 35 мкм или более 30 мкм, соответственно.
[0036]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения разделение 104 выполняется с помощью центрифуги (например, горизонтальной центрифуги), работающей в периодическом или непрерывным процессе. Разделение 104 для достижения описанных в настоящем изобретении характеристик для второй части 114, которая содержит надосадочную жидкость и мелкие частицы, а также первой части 116, которая содержит осадок и некоторое количество жидкости, может осуществляться соответствующей установкой рабочих параметров (например, силы G, скорости ввода, дифференциала, установки водослива) центрифуги. Точные рабочие параметры для центрифуги будут зависеть, помимо прочего, от характеристик какао-суспензии 112, а также порогового значения размера частиц. Методы определения рабочих параметров центрифуги для достижения описанных выше характеристик второй части 114 и первой части 116 известны специалистам в данной области техники. В других примерах для разделения 104 могут использоваться и другие устройства, такие как фильтр (например, сито, гравитационный фильтр, вакуумный фильтр).
[0037]
В некоторых вариантах осуществления до, во время или после стадии разделения 104 добавляют один или несколько эмульгаторов. Если эмульгатор добавляется после разделения 104, он может добавляться к первой части 116 для облегчения последующей стадии рафинации. Пример эмульгаторов, которые могут быть добавлены, включают лецитин, полиглицеринполирицинолеат (PGPR, коммерчески доступен от Lipids Systems, Norway), глицерин, полиэрукат сахарозы (ER-290, продаваемый фирмой Mitsubishi Kasei Corporation, Japan), фракционированные лецитины, обогащенные фосфатидилхолином, фосфатидилэтаноламином или фосфатидилинозитолом или любыми их комбинациями (продаются Lucas Meyers, Decatur, Illinois), гидроксилированный лецитин, полистеарат сахарозы (продается Mitsubishi Kasei Corporation, Japan), монофосфатные производные сложных эфиров моно- и диглицеридов/сложных эфиров моно- и диглицеридов диацетилвинной кислоты (PMD/DATEM, продаются Quest International, Hoffman Estates, Illinois), производные мононатрий фосфата и моно- и диглицеридов пищевых жиров или масел, полиоксиэтиленсорбитанмоностеарат, моно- и диглицериды жирных кислот, сложные эфиры лимонной кислоты, сорбитантристеарат (STS), моностеарат глицерина (GMS), сорбитанмоностеарат (SMS), фосфатид аммония (E442 или YN, продаваемый Palsgaard, Juelsminde, Denmark), лактилированные сложные эфиры жирных кислот и глицерина и пропиленгликоля, сложные эфиры полиглицерина и жирных кислот, сложные пропиленгликолевые моно- и диэфиры жиров и жирных кислот, гидрофобины, фракционированное овсяное масло (PL-40, доступно от Lipids Systems, Norway) и т.п. или их комбинаций. Лецитин может быть получен из любого источника, такого как соя, сафлор, кукуруза, овес и т.д. Если желательно использовать эмульгаторы, их количества составляют от 0,001% до 1% масс. из расчета на общую массу какао-суспензии или первой части 116.
[0038]
В некоторых примерах один или несколько эмульгаторов добавляются в другой(ие) подходящий(ие) момент(ы) данного процесса. Например, эмульгатор может добавляться к первой части 116 в начале или во время рафинации 106. Может добавляться любое подходящее количество эмульгатора, включая любые из примеров описанных выше эмульгаторов в отношении разделения 104.
[0039]
Разделение 104 какао-суспензии 112 может осуществляться как периодический или как непрерывный процесс. В качестве примера периодического процесса разделения 104, часть (партия) какао-суспензии 112 может подаваться на фильтр и разделяться на вторую часть 114 и первую часть 116 в течение определенного периода времени. После разделения партии вторая часть 114 и первая часть 116, соответственно, могут быть удалены из фильтра. После этого на фильтр может вводиться следующая партия какао суспензии 112 и подвергаться разделению 104. Этот процесс добавления порций какао суспензии 112 на фильтр, разделение какао-суспензии 112 во времени и удаление разделенных надосадочной жидкости 112 и первой части 116 из фильтра может повторяться для осуществления периодического разделения 104.
[0040]
Какао-суспензия 112 может вводиться для разделения 104 при температуре в интервале, например, от 45 до 130°C, от 50 до 110°С или от 75 до 110°С. В некоторых ситуациях может существовать корреляция между температурой на входе какао-суспензии 112 и количеством второй части 114, полученной в процессе разделения 104. В частности, при снижении температуры какао-суспензии 112 до температуры ниже 85°С, меньший процент какао-суспензии 112 может быть выделяться 104 во вторую часть 114. При температуре ниже 45°C разделение 104 может быть затруднено.
[0041]
Первая часть 116, выведенная из разделения 104, подвергается рафинации 106 для уменьшения размера частиц, находящихся в ней. Используемая в настоящем описании рафинация 106 включает помол, дробление, растирание и другие способы уменьшения размера частиц какао. Рафинация 106 может включать любую подходящую технологию рафинации и выполняется с использованием любого подходящего рафинера, известного в производстве какао-крупки или шоколада. Рафинер, используемый на стадии рафинации 106, может представлять собой рафинер, выбранный из группы, состоящей из мельницы тонкого помола, ударной мельницы с классификацией или без нее (например, штифтовой мельницы, молотковой мельницы), дисковой мельницы, жерновой мельницы, шаровой мельницы (с перемешиванием или вибрационной) или вальцовочной машины. После рафинации 106 первая часть называется в настоящем описании рафинированным осадком 118.
[0042]
Рафинация 106 может приводить к такому уменьшению размера частиц первой части 116, чтобы размер частиц рафинированного осадка 118 для соответствующих примеров был меньше или равен 50 мкм, 45 мкм, 40 мкм, 35 мкм, 30 мкм, 25 мкм, 20 мкм или 15 мкм, где размер частиц может быть измерен с помощью микрометра или микрокаверномера, такого как микрометр Mitutoyo™. Значение D90 гранулометрического состава рафинированного осадка 118 может быть меньше или равно 40 мкм, 35 мкм, 30 мкм или 20 мкм, для соответствующих примеров.
[0043]
Помимо уменьшения размера частиц рафинация 106 может приводить к снижению кажущейся вязкости первой части 116. Большая часть жидкой составляющей какао-суспензии 112, вероятно, будет выделена во вторую часть 114. Поэтому кажущаяся вязкость второй части 114 будет значительно меньше кажущейся вязкости первой части 116. Примерный интервал значений кажущейся вязкости второй части 114 составляет от 300 до 7500 сП, примерный интервал значений кажущейся вязкости первой части 116 составляет от 100000 до 730000 сП. Рафинация 106 может снизить эту кажущуюся вязкость таким образом, что кажущаяся вязкость рафинированного осадка составит менее 30000 сП, а в конкретном примере менее 5000-20000 сП.
[0044]
Кажущаяся вязкость, которая упоминается в настоящем описании, измеряется с помощью вискозиметра, такого как вискозиметр Брукфильда (Brookfield). Вязкость и другие измерения, упомянутые в настоящем описании, относятся к характеристикам материала (например, первой части 116) в процессе переработки. Таким образом, измерения проводят при параметрах, максимально приближенных к параметрам материала, когда материал находится в процессе переработки. Например, для изменения кажущейся вязкости первой части 116, выходящей со стадии разделения 104, кажущуюся вязкость необходимо измерять при температуре, максимально приближенной к температуре первой части 116 в этой точке данного процесса.
[0045]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения другие ингредиенты, такие как ингредиенты шоколада, необязательно могут смешиваться с первой частью или осадком 116 для дополнительной рафинации смеси первой части и ингредиентов шоколада, когда целевым конечным продуктом настоящего процесса 100 является шоколад. Как показано на фигуре 4, до или во время рафинации 106 ингредиент шоколада, такой как сахар и/или заменитель сахара, вместе с одним или несколькими другими ингредиентами 122 может добавляться к осадку 116 для получения шоколада или шоколадоподобного продукта в конце процесса 100. Ингредиенты 122, добавляемые для получения шоколада или шоколадоподобного продукта, могут включать один или несколько продуктов на основе какао, сахара, заменители сахара, сухое молоко, заменители молока, жир, эмульгаторы и их смеси. Предпочтительно, продукты на основе какао включают какао-порошок, какао-масло, какао тертое, а также их смеси. Сухое молоко включает, например, обезжиренное сухое молоко, сухую сыворотку и ее производные, цельное сухое молоко и их смеси. Подходящие сахара включают сахарозу, фруктозу, глюкозу и декстрозу и их смеси. Заменители сахара предпочтительно включают инулин, декстрин, изомальтулозу, полидекстрозу и мальтит и их смеси. Добавляемые ингредиенты 122 могут также необязательно включать искусственные и неискусственные вкусоароматические добавки, такие как ваниль или ванилин. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ингредиенты шоколада 122 представляют собой сухие или порошкообразные ингредиенты, например сахар, заменитель сахара, сухое молоко и какао-порошок, нежидкие или не содержащие влаги ингредиенты, например какао-масло, тертое какао, и другие жидкие жиры, так что рафинированный продукт, полученный на стадии рафинации 106 не образует агломерированную пасту и по существу являтся свободно текучим. Когда другие ингредиенты шоколада 122 смешиваются с осадком 116, стадия рафинации 106 приводит к получению рафинированного осадка, смешанного с добавленными ингредиентами шоколада, которые также рафинируются во время стадии рафинации 106. Полученная в результате рафинированная смесь осадка с другими ингредиентами шоколада в настоящем изобретении называется рафинированной какао-смесью, которая является эквивалентом очищенного осадка 118 на фигурах 1-3 без ингредиентов шоколада. Как обсуждалось выше, рафинер, используемый на стадии рафинации 106, в целом может представлять собой рафинер, выбранный из группы, состоящей из мельницы тонкого помола, ударной мельницы с классификацией или без нее (например, штифтовой мельницы, молотковой мельницы), дисковой мельницы, жерновой мельницы, шаровой мельницы (с перемешиванием или вибрационной) или вальцовочной машины. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, когда стадия рафинации 106 включает добавление сухих ингредиентов шоколада, как описано выше, для получения рафинированной смеси 118, как показано на фигуре 4, может использоваться воздушный классификатор-измельчитель или вальцовочная машина.
[0046]
Например, как показано на фигуре 1, по меньшей мере некоторое количество 114 какао-суспензии 112 обходит некоторую или всю стадию рафинации 106 и рекомбинируется 108 с рафинированным осадком 118 с образованием рекомбинированного какао-продукта 120. В соответствующих примерах по меньшей мере 95%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере 50% или по меньшей мере 25% по массе какао-суспензии 112 обходит некоторую или все стадии рафинации 106 в качестве второй части 114. В некоторых вариантах от 45% до 70% по массе какао-суспензии 112 обходит стадию рафинации 106. После обхода части или всей стадии рафинации 106 вторая часть 114 затем рекомбинируется 108 с рафинированным осадком 118 с получением рекомбинированного какао-продукта 120.
[0047]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, когда необязательные шоколадные ингредиенты смешиваются с первой частью 116 для получения рафинированной смеси 118, рафинированная смесь 118 снова объединяется 108 со второй частью или надосадочной жидкостью 114 для получения рекомбинированного какао-продукта 120, который также содержит рафинированные ингредиенты шоколада. Рекомбинированный какао-продукт 120 может затем подвергаться коншированию для получения коншированного шоколада. В качестве альтернативы, когда рафинированная смесь 118 рекомбинируется со второй частью 114, стадия рекомбинации 108 может представлять собой стадию конширования, которая одновременно объединяет, смешивает и конширует рафинированную смесь и вторую часть 114. Как показано на фигуре 4, рафинированная смесь 118 до, во время и/или после рекомбинации с надосадочной жидкостью 114 может подвергаться коншированию 108. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения рафинированная смесь 118 рекомбинируется с надосадочной жидкостью 114, а затем рекомбинированный какао-продукт 120 подвергается коншированию с получением коншированного продукта. В некоторых вариантах осуществления рафинированное смесь 118 и надосадочная жидкость 114 одновременно объединяются и коншируются на стадии конширования 108 с получением коншированного шоколада 120 (см. фиг. 4). Как известно, конширование 108 представляет собой процесс, в котором предшественник шоколада или шоколадоподобного продукта подвергается воздействию давления и сдвиговых сил для улучшения его органолептических свойств. Конширование 108 может выполняться с помощью любого подходящего аппарата, такого как конш-машина или рафинер-конш. К надосадочной жидкости 114 и рафинированной шоколадной смеси 118 могут добавляться другие ингредиенты шоколада 124 в начале или во время рекомбинации и/или конширования. Такие ингредиенты шоколада включают дополнительное какао-масло, другие жиры и/или эмульгатор.
[0048]
Как описано выше, один или несколько ингредиентов шоколада могут добавляться до или во время стадии рекомбинации 108 таким образом, чтобы рекомбинированный какао-продукт 120 помимо е ко второй части 114 и рафинированного осадка 118 содержал один или несколько других ингредиентов. Например, ингредиенты, добавляемые для получения шоколада или шоколадоподобного продукта, могут включать один или несколько продуктов на основе какао, сахара, заменители сахара, сухое молоко, заменители молока, жир, эмульгаторы и их смеси. Предпочтительно, продукты на основе какао включают какао-порошок, какао-масло, какао тертое, а также их смеси. Сухое молоко включает, например, обезжиренное сухое молоко, сухую сыворотку и ее производные, цельное сухое молоко и их смеси. Подходящие сахара включают сахарозу, фруктозу, глюкозу и декстрозу и их смеси. Заменители сахара предпочтительно включают инулин, декстрин, изомальтозу, полидекстрозу, мальтит и их смесь. Добавляемые ингредиенты могут также необязательно включать искусственные и натуральные вкусоароматические добавки, такие как ваниль или ванилин.
[0050]
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения промежуточные формы какао (например, какао-суспензию 112, вторую часть 114, первую часть 116 и рафинированный осадок 118) выдерживают при температуре по меньшей мере 45°С, желательно по меньшей мере 75°С, во время осуществления способа 100 для поддержания желаемой вязкости и способности к разделению промежуточных форм какао. Обычно температура промежуточных форм какао в течение длительного периода времени технологической обработки не превышает 130°С, точнее 125°С.
[0050]
Рекомбинированный какао-продукт 120 может подвергаться дальнейшей технологической переработке или может расфасовываться как готовый продукт. Например, если рекомбинированный какао-продукт 120 представляет собой отвечающее техническим условиям (in-spec) какао тертое, оно может расфасовываться и поступать в продажу как таковое. Как известно специалистам в данной области техники, какао тертое (также называемое какао-массой) представляет собой рафинированную форму какао-крупки, включающую твердые частицы какао и какао-масло из какао-крупки, без добавления сахара или заменителя сахара. Или, полученное какао тертое, отвечающее е техническим условиям, может далее подвергаться переработке с добавлением сахара и/или заменителя сахара вместе с одним или несколькими другими ингредиентами для получения шоколада или шоколадоподобного продукта. Такой шоколад или шоколадоподобный продукт может поступать в продажу и расфасовываться (например, в форме плиточного шоколада) или может использоваться в качестве части многокомпонентных кондитерских изделий (например, для глазирования сладкого батончика).
[0051]
Если не указано иное, в некоторых примерах одно или несколько дополнительных действий (например, смешивание, рафинирование т.д.) могут выполняться между стадиями или в процессе выполнений соответствующих стадий способа 100.
[0052]
Способ 100 может снизить затраты на технологическую переработку и/или увеличить производительность процесса получения какао тертого или шоколада, по меньшей мере части какао-суспензии 112 в качестве второй части 114 обходить некоторую стадию рафинации 106. Например, пороговое значение размера частиц для разделения 104 может быть выбрано так, чтобы оно было меньше или равно желаемому размеру частиц рафинированного осадка 118 (то есть размеру частиц после рафинации 106). При таком выбранном пороговом значении размер частиц второй части 114 равен или ниже желаемого размера частиц рафинированного осадка 118. Вторая часть 114, таким образом, может обходить рафинацию 106. Обход рафинации 106 второй частью 114 уменьшает количество материала, которое подвергается рафинации на стадии 106. Если рафинируется меньше материала, стадии рафинации 106 могут выполняться в течение меньшего времени, могут использоваться меньшие/более дешевые рафинеры и/или повышенная мощность существующих рафинеров может позволить получить больший выход конечного продукта (например, какао тертого). После обхода стадии(й) рафинации 106 вторую часть 114 рекомбинируют 108 с рафинированным осадком или рафинированной смесью 118 с получением рекомбинированного какао-продукта 120.
[0053]
Было обнаружено, что, хотя по меньшей мере часть суспензии 112 обходит стадию рафинации 106, полученные с использованием способа 100 продукты, обладают органолептическими свойствами, эквивалентными свойствам, которые предусмотрены для продуктов, полученных из какао-крупки или какао-суспензии обычным способом, и использование способа получения 100 может сократить время рафинации и ресурсы, например, примерно на 50%.
[0054]
В обычных способах вся какао-суспензия проходит каждую стадию рафинации. В отличие от обычных способов, процесс способа 100 позволяет части какао-суспензии 112 (всей надосадочной жидкости 114 или ее части) обходить одну или несколько стадий рафинации 106. Поскольку вторая часть 114 может включать 50% или более массы какао-суспензии 112, выделение второй части 114 для обхода одной или нескольких стадий рафинации 106 может уменьшить вдвое количество материала, который перерабатывается на пропущенной(ых) стадии(ях) рафинации 106. При осуществлении этого примера пороговое значение размера частиц может быть выбрано как значение, которое меньше или равно размеру частиц (например, значению D90) конечного какао-продукта (например, удовлетворяющего техническим условиям какао тертого или готового шоколада). Выбор такого порога может позволить второй части 114 обойти рафинацию 106. Таким образом, в ситуациях, когда готовый шоколад используется для изготовления одного или нескольких кондитерских изделий, размер частиц второй части 114 может быть равным размеру частиц шоколада в кондитерском изделии или меньше него. Размер частиц твердой формы готового какао-продукта (например, шоколадной плитки) представляет собой размер частиц репрезентативного образца твердого готового какао-продукта после его расплавления и при температуре, например, 40°C.
[0055]
Хотя пороговое значение для разделения 104 обеспечивает заданное разделение второй части 114 и первой части 116 по размеру частиц, на практике первая часть 116, вероятно, включает частицы размером менее порогового значения наряду с частицами размером больше порогового значения. То есть, все частицы размером меньше порогового значения не могут быть выделены во вторую часть 114. Может быть желательно получить как можно больше частиц размером меньше порогового значения во второй части 114, поскольку допустимо, чтобы эти частицы обошли стадию(и) рафинации 106. Это желание, однако, может быть надлежащим образом нивелироваться трудозатратами и стоимостью этой работы; таким образом, некоторые из частиц размером менее порогового значения могут оставаться в первой части 116. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления может быть желательно, чтобы некоторое количество частиц размером меньше порогового значения оставалось в первой части 116 для повышения эффективности ее рафинации за счет снижения вязкости первой части 116.
[0056]
Как известно, ядро какао, очищенное от шелухи, состоит из двух компонентов: какао-жира и твердых веществ какао. Какао-жир представляет собой жировую часть ядрышка какао и называется какао-маслом. Твердые вещества какао представляют собой нежировую часть ядрышка какао и называются какао-порошком, когда в измельченном состоянии включают менее 20% по массе какао-масла.
[0057]
Поскольку какао-суспензия 112 способа 100 разделяется перед рафинацией 106, какао-жир (т. е. какао-масло) и твердые вещества какао в какао-суспензии 112 распределяются как во вторую часть 114, так и в первую часть 116 таким образом, что и какао-жиры, и твердые вещества какао находятся в обеих частях. Тем не менее, первая часть (осадок) 116 будет включать значительную долю твердых веществ какао, а вторая часть (надосадочная жидкость) 114 будет включать значительную долю какао-жира. В одном примере доля какао-жира второй части 114 может составлять в интервале от 55 до 75% по массе, где остальную долю составляют твердые вещества какао (например, 25-45% по массе твердых веществ какао). В другом примере доля какао-жира первой части 116 может составлять в интервале от 40 до 60% по массе, где остальную долю первой части 116 оставляют твердые вещества какао (например, 40-60% по массе твердых веществ какао). В еще одном примере доля какао-жира по массе второй части 114 составляет в пределах 20% по массе доли какао-жир первой части 116.
[0058]
Это является отличием от обычных способов технологической обработки какао, в которых выполняется стадия разделения. В таких обычных способах стадия разделения выполняется после рафинации, когда какао тертое является рафинированным. В таких обычных способах целью стадии разделения является экстракция какао-масла из какао тертого. Какао-масло в этих обычных способах может быть экстрагировано либо для продажи, либо для последующего использования в качестве какао-масла, либо для снижения содержания жира в какао и тем самым увеличения содержания в нем твердых веществ (например, для получения темного шоколада). Поскольку целью этих обычных способов является удалении какао-масла из какао тертого, часть какао-масла после разделения почти полностью состоит из какао-масла (например, более чем на 90%), а доля твердых веществ какао составляет по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 85% твердых веществ какао.
[0059]
В отличие от обычных способов, стадия разделения 104 в способе 100 выполняется перед рафинацией 106 какао-суспензии 112. На этой начальной стадии процесса 40% или более какао-жира в какао-суспензии 112 может оставаться связанным в более крупных частицах или с более крупными частицами первой части 116 и, по существу, эта часть какао-жира не отделяется во вторую часть 114. Однако это не является недостатком способа 100, поскольку разделение 104 способа 100 не предназначено для извлечения какао-жира из твердых частиц какао. Напротив, разделение 104 по способу 100 предназначено для отделения частиц размером, превышающим пороговое значение, от частиц размером меньше порогового значения, независимо от того, состоят эти частицы из твердых веществ какао, какао-жира или того и другого. Цель разделения 104 состоит в выделении частиц размером больше порогового значения в первую часть 116, чтобы их можно было рафинировать для уменьшения размера, и выделить частицы размером меньше порогового значения во вторую часть 114, что они могли обойти по меньшей мере часть рафинации 106. Разделения 104 в способ 100 не связано с тем, где находится какао-жир или твердые вещества в какао-суспензии 112. Поэтому экономия затрат может достигаться за счет меньших затрат энергии на переработку, меньшего рабочего времени, меньшего по объему/меньшего количества оборудования, снижения темпов износа оборудования для рафинации и/или предоставления активов производства для других целей.
[0060]
Кроме того, обычные способы, в которых стадия сепарационного прессования какао тертого выполняется с целью отделения какао-масла, приводят к получению менее половины какао тертого по массе в части какао-масла, поскольку только чуть более половины тертого какао (максимум 60%) является какао-маслом. А в способе 100 по настоящему изобретению целью разделения 104 является разделение какао-суспензии 112 на вторую часть или надосадочную жидкость 114, содержащую более мелкие частицы твердых веществ какао, и первую часть или осадок 116, содержащий в основном более крупные твердые вещества какао. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 50% по массе какао-суспензии 112 выделяется во вторую часть 114 и менее чем 50% по массе какао-суспензии 112 выделяется в первую часть 116. В некоторых вариантах осуществления в интервале 50-70% по массе какао-суспензии 112 выделяется во вторую часть 114 и в интервале 30-50% по массе выделяется в первую часть 116.
[0061]
В данном варианте осуществления доли какао-суспензии 112 в процентах по массе, выделенные во вторую часть 114 и первую часть 116, соответственно, а также доля какао-жира в каждой части будет зависеть от относительной характеристики какао-суспензии 112 в отношении количества жидкости, размера частиц суспензии (например, принцип Коултера (Coulter) определения гранулометрического распределения), и работы, затраченной на разделение частиц.
[0062]
Во многих примерах вторая часть 114 не будет подвергаться рафинации (то есть, одной или нескольким отдельным стадиям рафинации) отдельно от первой части 116 до рекомбинации 108. Однако в качестве альтернативы вторая часть 114 или ее доли могут подвергаться рафинации отдельно от первой части 116 до рекомбинации 108. Хотя некоторая доля второй части 114 или вся вторая часть 114 подвергается рафинации в таких альтернативных примерах, отделение второй части 114 от первой части 116 все еще может обеспечить преимущества процесса, как описано в настоящем документе, поскольку общее количество рафинации все еще может быть уменьшено. То есть, хотя вторая часть 114 будет по-прежнему подвергаться рафинации, вторая часть 114 может подвергаться меньшей рафинации или иной рафинации, чем если бы она не отделялась от первой части 116. Меньшая или иная рафинация обусловлена различием свойств второй части 114 и первой части 116 (например, меньшим размером частиц второй части 114).
[0063]
Рекомбинация 108 второй части 114 с первой частью 116 может происходить любым подходящим способом и на любой подходящей стадии технологической переработки. Например, вторая часть 114 и очищенный осадок 118 могут рекомбинироваться 108 после завершения всей рафинации (например, в сборном резервуаре) таким образом, что вторая часть 114 обходит всю(е) стадию(и) рафинации 106 остатка 118.
[0064]
На фигуре 2 представлен вариант осуществления 200 способа 100, в котором на стадии разделения 104 используется центрифуга и получают какао тертое. В варианте осуществления способа 200 какао-крупка 110 подвергается размалыванию мельницей 202 с получением какао-суспензии 112, которая может собираться в первом сборном резервуаре 204. Какао-суспензия 112 из первого сборного резервуара 204 загружается в центрифугу 206 для разделения 104. Центрифуга 206 разделяет 104 какао-суспензию 112 на надосадочную жидкость 114 и осадок 116. Центрифуга 206 работает с такими рабочими параметрами, при которых размер частиц надосадочной жидкости 114 меньше или равен пороговому значению, которое устанавливается равным желаемому размеру частиц какао тертого в соответствии с техническими условиями. В соответствующих примерах пороговое значение D90 составляет 40 мкм, 35 мкм и 30 мкм. Необязательно, к суспензии или осадку может добавляться эмульгатор. В некоторых вариантах осуществления желательно добавлять эмульгатор к осадку для улучшения технологичности осадка.
[0065]
Размер частиц осадка 116 больше, чем необходимо для какао тертого в соответствии с техническими условиями, поэтому осадок 116 подвергается рафинации 106, при которой осадок 116 измельчается в процессе рафинации 208, например с использованием одной или нескольких мельниц тонкого помола. Необязательно, процесс рафинации может представлять собой процесс с рециклом, в котором рафинированный осадок может подаваться во второй сборный резервуар 210 до того, как рафинированный осадок дополнительно измельчается рециркуляцией рафинированного осадка в процесс рафинации 208. После рафинации осадка 116 до желаемого размера частиц рафинированный осадок 118 собирается в третьем сборном резервуаре 212. Очищенный осадок 118 из третьего резервуара 212 затем пропускают через сито 214 для отделения частиц, размер которых превышает размер частиц какао тертого в соответствии с техническими условиями. Частицы большего размера направляются в отбраковочную мельницу 216 (например, шаровую мельницу) для дополнительного рафинирования 106. После дополнительной рафинации 106 какао-продукт отбраковочной мельницы 216 направляют обратно в третий резервуар 212. Рафинированный осадок 118, размер частиц которого меньшей размера сита 214, проходит через сито 214 и подается в четвертый резервуар 218. Нужная часть надосадочной жидкости 114 обходит измельчение на стадии рафинации 208 и в отбраковочной мельнице 216 и подается в четвертый резервуар 218, где смешивается с рафинированным осадком 118 с получением какао тертого, соответствующего техническим условиям, в виде рекомбинированного какао-продукта 120.
[0066]
На фигуре 3 представлен еще один вариант осуществления 300 способа 100, в котором получают какао тертое. При осуществлении способа 300 какао-крупка 110 подвергается размалыванию на мельнице 302 для получения какао-суспензии 112, которая собирается в первом резервуаре 304. Какао-суспензия 112 из первого резервуара 304 подается необязательно с эмульгатором в центрифугу 306 для разделения. Центрифуга 306 разделяет какао-суспензию 112 на надосадочную жидкость 114 и осадок 116. Разделение с помощью центрифуги 306 производится с такими рабочими параметрами, при которых размер частиц надосадочной жидкости 114, полученной с помощью центрифугирования, меньше или равен пороговому значению, которое равно желательному размеру частиц какао тертого, отвечающего техническим условиям. В соответствующих вариантах осуществления изобретения пороговое значение представляет собой значение D90, равное 40 мкм, 35 мкм и 30 мкм.
[0067]
Размер частиц осадка 116 больше желательного размера частиц готового какао тертого, поэтому он подвергается рафинации, необязательно с эмульгатором, с помощью одной или нескольких вальцовочных машин 308 для получения рафинированного осадка 118 с размером частиц, который меньше или равен желаемому размеру частиц готового какао тертого. Рафинированный осадок 118 собирается во втором резервуаре 310. Надосадочная жидкость 114 обходит одну или несколько вальцовочных машин 308, подается во второй резервуар 310 для рекомбинации 108 рафинированного осадка 118 и надосадочной жидкости 114 с получения какао тертого, отвечающего техническим условиям.
[0068]
Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется приведенным далее примерами.
Примеры
В приведенных ниже примерах какао-суспензию 112 подвергают разделению с использованием декантирующей центрифуги Sharpies Р 660. Диаметр вращающейся камеры центрифуги Р 660 составляет 6 дюймов (15,24 см), длина вращающейся камеры составляет 14,5 дюймов (36,83 см). Какао-суспензию 112 вводят с помощью питающего насоса со шлангом диаметром 1 дюйм (2,54 см), соединенным эксцентриковым зажимом с центрифугой. Выход надосадочной жидкости (жидкость) из Р 660 центрифуги соединен с нормальной трубной резьбой диаметром 1 дюйм (2,54 см), выход осадка (твердые вещества) из центрифуги P660 представляет собой открытый желоб. Какао-суспензию 112 вводят в центрифугу с объемной скоростью 1 галлон в минуту (3,78 л в минуту). G силу на декантирующей центрифуге Р 660 установливают на уровне 2100 g, и дифференциал устанавливают на уровне 10 оборотов в минуту с нижним затвором сливного отверстия (3½).
[0069]
Каждый пример включает таблицу с полученными данными. ʺCoulter DXXʺ представляет собой размер при XX% гранулометрического распределения материала, который определен в соответствии с принципом Коултера (Coulter). Термин «запуск» (start up) относится к выводу надосадочной жидкости и осадка из центрифуги из выходных отверстий во время запуска, и термин «остаток» относится к какао-суспензии, оставшейся в центрифуге по окончании соответствующего эксперимента.
[0070]
Пример 1
Суспензию получают с помощью молотковой мельницы.
В примере 1 87,8 кг какао-суспензии 112 при температуре 110°С вводят в центрифугу с получением 45,5 кг надосадочной жидкости 114 и 32,8 кг осадка 116. 9 кг введенной какао-суспензии 112 выводят во время запуска центрифуги и не включают в надосадочную жидкость 114 или в осадок 116. 0,5 кг остается в центрифуге в конце эксперимента. Центрифуга работает с какао-суспензией 112 в течение приблизительно 25 минут.
Пример 1
Материал
Coulter D10 (мкм)
Coulter D25 (мкм)
Coulter D50 (мкм)
Coulter D75 (мкм)
Coulter D90 (мкм)
Какао-суспензия
1,065
4,067
8,249
14,3
28,8
Надосадочная жидкость
0,908
3,676
7,601
12,9
20,1
Осадок
1,826
5,761
12,61
77,33
181,0
[0071]
Пример 2
В примере 2 77,95 кг какао-суспензии 112 при температуре 75°С вводят в центрифугу, получая 45,6 кг надосадочной жидкости 114 и 22,15 кг осадка 116. 9,5 кг какао-суспензии 112 выводят во время запуска центрифуги и не включают в надосадочную жидкость 114 или в осадок 116. 0,7 кг остается в центрифуге в конце эксперимента. Центрифуга работает с суспензией какао 112 в течение приблизительно 16 минут.
Пример 2
Материал
CoulterD10 (мкм)
CoulterD25 (мкм)
CoulterD50 (мкм)
CoulterD75 (мкм)
CoulterD90 (мкм)
Какао-суспензия
1,0
4,1
8,1
13,3
20,3
Надосадочная жидкость
1,1
4,0
7,8
13,0
19,6
Осадок
1,2
4,9
9,8
18,8
82,1
[0072]
Пример 3
В примере 3 79,25 кг какао-суспензии 112 при температуре 65°С вводят в центрифугу, получая 38,4 кг надосадочной жидкости 114 и 35,3 кг осадка 116. 5,6 кг материала составляет начальный и остаточный материал, который не включают в надосадочную жидкость 114 или осадок 116. Центрифуга работает на какао-суспензии 112 в течение приблизительно 15 минут.
[0073]
В примере 3 три потока осадка 116 выводят из центрифуги. У двух потоков более высокая вязкость, и их объединяют и характеризуют как «осадок-1» в таблице. У третьего потока более низкая вязкость, и его характеризуют как «осадок-2» в таблице. Осадок-1 и осадок-2 объединяют и характеризуют как «осадок-T».
Пример 3 Продолжение
Материал
CoulterD10 (мкм)
CoulterD25 (мкм)
CoulterD50 (мкм)
CoulterD75 (мкм)
CoulterD90 (мкм)
Какао-суспензия
1,1
4,1
8,3
14,3
25,2
Надосадочная жидкость
1,2
4,4
8,6
14,3
24,6
Осадок-1
1,6
5,4
10,8
34,2
127,2
Осадок-2
1,2
4,6
8,9
15,7
40,4
[0074]
Пример 4
В примере 4 159,1 кг какао-суспензию 112 при температуре 106°С вводят в центрифугу, получая 94,2 кг надосадочной жидкости 114 и 58,9 кг осадка 116. 6,0 кг материала составляет пусковой и остаточный материал, который не включают в надосадочную жидкость 114 или осадок 116. Центрифуга работает на какао-суспензии 112 в течение приблизительно 34 минут.
[0075]
В примере 4 три потока осадка 116 выводят из центрифуги. У двух потоков более высокая вязкость, их объединяют и характеризуют как «осадок-1» в таблице. У третьего потока вязкость более низкая, его характеризуют как «осадок-2» в таблице. Осадок-1 и осадок-2 объединяют и характеризуют как «осадок-T».
Пример 4
Материал
CoulterD10 (мкм)
CoulterD25 (мкм)
CoulterD50 (мкм)
CoulterD75 (мкм)
CoulterD90 (мкм)
Какао-суспензия
1,1
4,4
9,1
16,8
47,0
Надосадочная жидкость
1,0
4,0
8,0
13,6
21,9
Осадок-1
1,2
4,8
9,5
18,0
54,9
Осадок-2
1,3
4,8
9,5
17,8
49,5
[0076]
Пример 5
В примере 5 114,3 кг какао-суспензии 112 при температуре 110°С вводят в центрифугу, получая 67,1 кг надосадочной жидкости 114 и 41,7 кг осадка 116. 5,5 кг составляет пусковой и остаточный материал, который не включают в надосадочную жидкость 114 или осадок 116. Центрифуга работает на какао-суспензии 112 в течение приблизительно 22 минут.
Пример 5
Материал
CoulterD10 (мкм)
CoulterD25 (мкм)
CoulterD50 (мкм)
CoulterD75 (мкм)
CoulterD90 (мкм)
Какао-суспензия
1,1
4,1
8,4
14,8
33,3
Надосадочная жидкость
1,1
3,9
7,7
12,8
19,6
Осадок
1,3
4,5
9,1
17,7
56,5
Осадок может подвергаться рафинации, например с помощью шаровой мельницы или жерновой мельницы, для уменьшения размера твердых частиц какао, а затем рафинированные твердые частицы какао вновь рекомбинируют с надосадочной жидкостью для получения рекомбинированного какао-продукта, такого как какао тертое.
[0077]
Пример 6
Смесевой осадок получают и рафинируют в мельнице с воздушным классификатором (air classifier mill - АСМ) с осадком с содержанием жира 47% масс. вместе с сухим молоком, лактозой и сахаром. Значение D90 осадка составляет примерно от 40 до 45 мкм, и размер частиц образца в соответствии с показанием микрометра Mitutoyo™ составляет примерно 300 мкм. Количество осадка в композиции осадка регулируют для получения смесевой композиции, вводимой в ACM, чтобы общее содержание жира составляло примерно 6% масс. АСМ работает при температуре воздуха на входе в 49°C. АСМ работает в течение 5 минут с композицией смесевого осадка. Размер частиц полученной композиции рафинированного осадка составляет примерно 28 мкм. Композицию рафинированного осадка затем объединяют с надосадочной жидкостью с получением комбинированного какао-продукта, представляющего собой какао тертое (chocolate liquor). Какао тертое эквивалентно традиционно получаемому какао тертому, и полученное какао тертое используют для производства темного шоколада и молочного шоколада, которые эквивалентны шоколаду, полученному обычным способом.