¿Qué parámetros son críticos al termostatizar (calentar/enfriar) durante el mezclado para controlar la fusión de la grasa en mezclas de chocolate?
Al incorporar ingredientes en chocolate atemperado, lo decisivo es no alterar el estado de atemperado predefinido de la manteca de cacao. El objetivo es una cantidad suficientemente alta y uniformemente distribuida de cristales estables de forma V. Esta forma cristalina favorece el brillo, la fractura, la contracción y una buena resistencia al afloramiento graso.
Lo crítico, en primer lugar, es la temperatura real del producto en toda la cámara de mezclado. Como temperaturas de trabajo típicas se consideran aproximadamente de 31 a 32 grados Celsius para el chocolate negro, de 29 a 30 grados Celsius para el chocolate con leche y de 28 a 29 grados Celsius para el chocolate blanco. Sin embargo, los valores objetivo exactos dependen de la formulación, la calidad de la manteca de cacao, la proporción de grasa láctea, la cantidad de cristales presente y el paso de procesamiento posterior.
Unas temperaturas de producto demasiado altas pueden fundir parcial o totalmente los cristales de forma V deseados. La masa queda infratemplada y más adelante puede resultar mate, blanda o con afloramiento graso. Unas temperaturas de producto demasiado bajas, en cambio, favorecen una formación excesiva de cristales. La viscosidad aumenta, la masa se vuelve más difícil de procesar y la distribución uniforme de los componentes incorporados puede dificultarse.
Por ello, la temperatura del medio de calentamiento o de enfriamiento debe conducirse con una diferencia de temperatura reducida respecto al chocolate. Lo decisivo no es solo la temperatura de consigna de la camisa, sino la temperatura real de la pared en contacto con el producto. Una diferencia demasiado grande entre la pared y el producto puede provocar un sobrecalentamiento local o una sobrecristalización local. Por ello, la potencia de calentamiento y de enfriamiento debería ser, en la medida de lo posible, continuamente regulable y de forma fina, para evitar oscilaciones de temperatura y sobreoscilaciones de la regulación.
También es importante la temperatura de los componentes a incorporar. Los frutos secos, crispies, trozos de fruta, polvos, pastas u otras inclusiones deberían estar secos y, antes de su adición, acondicionarse en la medida de lo posible a una temperatura acorde con la del chocolate. Los ingredientes muy fríos pueden provocar una sobrecristalización local del chocolate. Los ingredientes demasiado calientes pueden fundir los núcleos de cristalización estables. Lo decisivo es evitar grandes diferencias de temperatura entre la masa de chocolate y los componentes incorporados.
La intensidad de mezclado debe ajustarse a la formulación. La agitación y la cizalla son en principio necesarias, porque distribuyen de forma uniforme los cristales y los componentes incorporados. Incluso favorecen, durante el atemperado, una formación uniforme de cristales. Sin embargo, unas velocidades de giro demasiado altas o unos tiempos de mezclado prolongados pueden elevar la temperatura del producto por el calor de fricción. Una intensidad de mezclado demasiado baja, en cambio, provoca diferencias de temperatura, una distribución desigual de los cristales y una distribución no homogénea de los componentes incorporados. Por ello, la temperatura, el tiempo de mezclado y la velocidad de mezclado deben ajustarse conjuntamente.
El tiempo de permanencia después de la incorporación debería ser lo más corto y reproducible posible. Un tiempo de permanencia demasiado largo a la temperatura de trabajo puede sobrecristalizar la masa. La viscosidad aumenta y el procesamiento posterior, como el vertido, el moldeado o el recubrimiento, se vuelve más difícil. Por ello, la transición del mezclado a la conformación posterior debería estar definida en el tiempo.
La formulación influye considerablemente en la ventana de atemperado. La grasa láctea, así como otras grasas vegetales o aportadas por los componentes incorporados, pueden alterar el comportamiento de cristalización de la manteca de cacao. Las grasas líquidas o incompatibles pueden debilitar la estructura cristalina a largo plazo y favorecer el afloramiento graso. Especialmente en incorporaciones ricas en grasa, como frutos secos, pastas de frutos secos o rellenos con aceite, deben tenerse en cuenta la migración de grasa, las condiciones de almacenamiento y la compatibilidad de las fases grasas.
La humedad también es crítica. Incluso pequeños aportes de agua pueden hacer que los azúcares secos y los sólidos se aglomeren y aumenten fuertemente la viscosidad. Por ello, todos los componentes incorporados, los aparatos y los espacios de gas del proceso deben mantenerse secos.
Para una conducción segura del proceso, la temperatura del producto, la temperatura de la camisa, la velocidad de giro del mezclador, el consumo de potencia y el tiempo de permanencia deberían registrarse de forma continua. Resultan útiles varios puntos de medición de temperatura, en particular en la zona del producto, en el punto de incorporación y en la camisa de termorregulación. El consumo de potencia del mezclador puede además indicar un aumento de la viscosidad y, con ello, una cristalización progresiva. Un chocolate atemperado solo permanece estable cuando la temperatura, el tiempo y la energía de mezclado se conducen como una ventana de proceso interrelacionada.
Atemperado con amixon®: posible, pero no un caso de aplicación principal
El atemperado de masas de chocolate e incorporaciones grasas no es el foco clásico de amixon®. Los aparatos están diseñados principalmente para sólidos, así como para sistemas de sustancias que, durante el proceso, pasan de líquidos o húmedos a sólidos, por ejemplo mediante mezclado, reacción, cristalización, acondicionamiento o secado al vacío.
En principio, sin embargo, los mezcladores y secadores-mezcladores amixon® pueden emplearse para productos termorregulables cuando la formulación, la viscosidad, la carga de sólidos y la conducción de temperatura requerida se ajustan al diseño del aparato correspondiente. Si esto resulta razonable para una aplicación concreta de chocolate debería comprobarse mediante ensayo con el producto original.
Superficies de aparato termorregulables
Los mezcladores amixon® pueden equiparse, de forma específica para cada proyecto, con superficies de camisa doble calefactables o refrigerables. En los secadores-mezcladores de vacío y reactores-mezcladores de las series VMT y AMT, además, el eje de mezclado, los brazos de mezclado y la herramienta de mezclado helicoidal pueden ejecutarse termorregulados. Como fluido caloportador entran en consideración, según el rango de temperatura y el requisito del proceso, agua, vapor o aceite térmico.
Este equipamiento es especialmente ventajoso con sólidos, pastas, suspensiones y productos con un alto contenido de sólidos. Las superficies de contacto termorreguladas, de gran superficie, y el movimiento continuo del producto permiten un aporte o una extracción de calor uniformes. El producto se conduce de forma constante sobre las superficies de transmisión de calor, con lo que pueden reducirse las diferencias de temperatura locales.
Límites con el chocolate
Las masas de chocolate se diferencian claramente de los polvos clásicos o de los sistemas de sólidos que se secan. La precristalización controlada de la manteca de cacao requiere una interacción estrecha entre temperatura, distribución de temperatura, cizalla, tiempo de permanencia y formulación. Ya pequeñas desviaciones pueden alterar el estado de atemperado.
Por ello, un aparato amixon® no puede clasificarse de forma general como máquina de atemperado para chocolate. En particular con masas de chocolate de baja viscosidad o con procesos con ventanas de temperatura muy estrechas, las máquinas de atemperado continuo especializadas suelen ser la solución más evidente. Las instalaciones amixon® entran más bien en consideración cuando el chocolate o los aglutinantes grasos se combinan con sólidos, polvos, granulados, frutos secos, crispies u otros componentes a incorporar, y al mismo tiempo se requiere un movimiento de producto intensivo, homogéneo y suave.
Campos de aplicación adecuados
Los aparatos amixon® pueden ser adecuados para masas alimentarias ricas en sólidos o pastosas cuando, por ejemplo, deben incorporarse de forma homogénea componentes en polvo, mantenerse las grasas por encima de su punto de fusión, fijarse fracciones de polvo o conducirse perfiles de temperatura para procesos de acondicionamiento.
También en productos que, durante el proceso, pasan de una fase líquida o pastosa a un estado sólido, las superficies de contacto termorreguladas despliegan su punto fuerte. Las tareas típicas son el enfriamiento de masas reactivas o cristalizantes, el atemperado de mezclas de polvo y el secado al vacío a temperaturas de producto bajas.
Comprobación específica del proyecto
El alcance de termorregulación, la potencia de calentamiento o de enfriamiento, el fluido caloportador, la herramienta de mezclado, la velocidad de giro y la sensórica se diseñan en amixon® conforme a la especificación de requisitos de usuario (URS). Antes de una inversión debería comprobarse el comportamiento térmico con el producto original. En ello deben evaluarse en particular la temperatura del producto, la homogeneidad de la temperatura, la energía de mezclado, la evolución de la viscosidad, el tiempo de permanencia y la calidad de los componentes incorporados.
Así, amixon® puede ser una solución adecuada cuando el atemperado forma parte de un proceso de mezclado o de acondicionamiento orientado a sólidos. Para el atemperado puramente de alta precisión de chocolate líquido, en cambio, amixon® no debe clasificarse como tecnología estándar primaria.