Verwendung der Partikelgrößenanalyse zur Produktions- und Qualitätskontrolle von Schokolade
Die industrielle Herstellung von qualitativ hochwertiger Schokolade erfolgt in einem technisch anspruchsvollen Prozess. Kakaobohnen aus unterschiedlichen tropischen Provenienzen dienen als Grundstoff für die Schokoladenherstellung. Nach dem Reinigen, Rösten, Entkeimen und Schälen werden die Kakaobohnen zu einer zähflüssigen Masse vermahlen, der Kakaomasse. Die Kakaomasse wird anschließend gepresst, so dass sich die Kakaobutter von der Kakaotrockenmasse trennt. Die Kakaotrockenmasse wird mehr oder weniger stark entölt und steht als Kakaopulver mit typischen Restfettgehalten zwischen 10% und 20 % als Zwischen- oder Endprodukt zur Verfügung. Die Kakaobutter kommt hauptsächlich als Bestandteil in der Schokoladenherstellung zum Einsatz. Für Tafelschokoladen wird teilweise auch die ursprüngliche Kakaomasse direkt verwendet.
Wird die Kakaomasse zu Schokolade weiterverarbeitet, kommen als weitere typische Bestandteile zunächst Zucker und gegebenenfalls Kakaobutter oder andere Pflanzenfette sowie Milchpulver, Gewürze, Aromen oder Hilfsstoffe hinzu. Diese Schokoladenmasse wird gleichmäßig durchmischt und in mehrstufigen Walzwerken fein vermahlen, so dass insbesondere die Zuckerkristalle, das Kakaopulver und weitere feste Bestandteile der Schokolade den gewünschten Feinheitsgrad erreichen. Ziel ist eine zartschmelzende Schokoladenmasse, die nur einen geringen Anteil an Partikeln über 30 µm und keine gröberen Partikel über 70 µm mehr enthält. Die Partikelgröße bestimmt aber nicht nur den sensorischen Genuss, sondern nimmt auch Einfluss auf die Plastizität der Schokoladenmasse und damit auf die Weiterverarbeitbarkeit. Zum Abschluss wird in einem mechanisch-thermischen Prozess – dem Conchieren – die Restfeuchtigkeit verdunstet, das gewünschte Aroma entfaltet und der zartschmelzende Charakter des Endprodukts erzielt.
Dunkle und Milchschokolade
Milchschokolade (x50 = 9,26 µm) und Dunkle Schokolade (x50 = 7,26 µm) zeigen deutlich unterschiedliche Fein- und Grobanteile | Anteile an Zucker, Kakao und Milchpulver bestimmen die Partikelgrößenverteilungen
Qualitätskontrolle
In der Qualitäts- und Produktionskontrolle trifft man je nach Prozessstufe sehr unterschiedliche Partikelgrößen an, die von über 300 µm beim Vorwalzen der Zwischenprodukte bis unter 30 µm bei den Endprodukten variieren. Der industrielle Verarbeitungsprozess erfordert eine durchgängige Kontrolle der Partikelgrößenverteilung zur Sicherstellung einheitlicher Produktqualitäten – sowohl in der kontinuierlichen als auch in der Batchproduktion und insbesondere bei verteilten Produktionsstandorten.
Laserbeugungsanalyse in temperierten Suspensionen
Neben traditionellen Verfahren wie der Siebung oder der Messung mit der Mikrometerschraube wird die Laserbeugung als besonders leistungsfähige und zuverlässige Methode zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung eingesetzt. Die HELOS-Laserbeugung spielt in Kombination mit dem temperierbaren Nassdispergierer QUIXEL ihre Stärken bei der schnellen, präzisen und hoch aufgelösten Analyse von Kakao-und Schokomassen aus. Die einfache Einrichtung von Messroutinen in der Applikationssoftware ermöglicht die Etablierung von Standardmessmethoden für automatisierte, reproduzierbare und benutzerunabhängige Messergebnisse.
Mit einem Volumen von 1 Liter und dem integrierten Ultraschall ermöglicht der QUIXEL-Messkreislaufs die Vermessung relevanter Probenmengen für eine exzellente statistische Sicherheit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse – auch bei gröberen Proben. Die schlauchlose, direkte Probenführung garantiert eine herausragende Beständigkeit gegenüber allen organischen Dispergiermedien und ermöglicht eine schnelle, gründliche und automatisierte Reinigung zwischen den Messungen. In Kombination mit der optionalen Wiederaufbereitungsanlage LIQIBACK erfolgt darüber hinaus ein nachhaltiger und wirtschaftlicher Einsatz der Dispergiermedien.
Eingangskontrolle trockener Schüttgüter
Durch die Erweiterung des modular aufgebauten HELOS-Laserbeugungssensors mit der RODOS-Trockendispergierung lassen sich auch weitere Zutaten wie Zucker, Milchpulver, Vanillin, Haselnussstücke, Kokosraspeln oder Fruchtstücke schnell und zuverlässig charakterisieren.
- effiziente Produktion und beste Endproduktqualität
- Sicherstellung einheitlicher Produktqualitäten bei verteilten Produktionsstandorten
- schnelle, präzise und hoch aufgelöste Partikelgrößenanalysen
- übertragbare Standardmessmethoden
- automatisierte Messroutinen
- robuste Messtechnik mit hoher Verfügbarkeit
- Messung optimal temperierter Proben in organischen Dispergiermedien | Sonnenblumenöl, Palmöl, flüssige Kakaobutter, Isopar G
Schokolade ...
… ist ein weltweit beliebtes Lebensmittel, das hauptsächlich aus Kakao und Zucker besteht. Rezepturen mit Kakaobutter, Milchprodukten, Nüssen, Gewürzen und Aromen sorgen für eine große Sortenvielfalt. Schokolade unterliegt als Genussmittel kulturellen Vorlieben und wird in regional variierenden Qualitäten produziert, die durch die sensorische Empfindsamkeit der Zunge beeinflusst ist. Während man in Japan eine sehr feine und zartschmelzende Schokolade mit einer mittleren Partikelgröße um die 10 µm bevorzugt, goutiert man in Europa die Schokolade bereits bei einer mittleren Feinheit von 12 µm bis 25 µm. Bei amerikanischen Schokoladen sind 30 µm oder mehr üblich. Die meiste Schokolade wird in Europa und Nordamerika verzehrt. Der Pro-Kopf-Verbrauch liegt in einigen nord- und mitteleuropäischen Ländern bei über 8 kg, wobei die Schweiz mit über 10 kg weltweit Spitzenreiter ist. Schokolade wird sowohl direkt an Endkunden vermarktet als auch als Halbfertigprodukt industriell weiterverarbeitet.
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Applikationsstärken
- hohe statistische Aussagekraft dank großer Probenmenge bis 1 Liter
- kurze Mess- und Reinigungszyklen durch schnelle automatische Entleerung, Reinigung und Befüllung
- robuste Bauweise | Messen auch in Prozessumgebung möglich
- schnelle Homogenisierung der Probe durch integrierte Temperierung | konstante Viskosität und Vermeidung von Blasenbildung
- Option zur Wiederaufbereitung von Dispergiermedien
Kundennutzen
- zuverlässige Qualitätskontrollen für beste Endproduktqualitäten
- benutzerunabhängige, reproduzierbare Ergebnisse mit hoher Genauigkeit
- aussagekräftige Messergebnisse mit hoch aufgelösten Partikelgrößenverteilungen
- einfache Methodenübertragung durch Automatisierung des Messablaufs (SOP)
- einheitliche Produktqualitäten auch bei verteilen Produktionsstandorten
- Erhöhung der Produktionseffizienz durch zeitnahe Prozesseingriffe
