Quali parametri sono critici nella termoregolazione (riscaldamento/raffreddamento) durante la miscelazione per controllare la fusione dei grassi nelle miscelazioni di cioccolato?
Nell'incorporare ingredienti nel cioccolato temperato è decisivo non alterare lo stato di temperaggio prestabilito del burro di cacao. L'obiettivo è una quantità sufficientemente elevata e uniformemente distribuita di cristalli stabili di forma V. Questa forma cristallina favorisce lucentezza, frattura, contrazione e una buona resistenza alla fioritura grassa.
Critica è innanzitutto la temperatura effettiva del prodotto in tutta la camera di miscelazione. Come temperature di lavoro tipiche valgono circa 31-32 gradi Celsius per il cioccolato fondente, 29-30 gradi Celsius per il cioccolato al latte e 28-29 gradi Celsius per il cioccolato bianco. I valori target esatti dipendono tuttavia dalla ricetta, dalla qualità del burro di cacao, dal contenuto di grassi del latte, dalla quantità di cristalli presente e dalla fase di lavorazione successiva.
Temperature di prodotto troppo elevate possono fondere parzialmente o completamente i cristalli di forma V desiderati. La massa risulta sottotemperata e può in seguito diventare opaca, morbida o soggetta a fioritura grassa. Temperature di prodotto troppo basse favoriscono invece una formazione eccessiva di cristalli. La viscosità aumenta, la massa diventa più difficile da lavorare e la distribuzione uniforme dei componenti da incorporare può risultare più difficile.
La temperatura del fluido di riscaldamento o di raffreddamento deve quindi essere condotta con una differenza di temperatura contenuta rispetto al cioccolato. Non è decisiva solo la temperatura di consegna del mantello, ma la temperatura effettiva della parete a contatto con il prodotto. Una differenza troppo grande tra parete e prodotto può causare surriscaldamento locale o sovracristallizzazione locale. La potenza di riscaldamento e di raffreddamento dovrebbe quindi essere regolabile nel modo più continuo e fine possibile, per evitare oscillazioni di temperatura e sovraelongazioni di regolazione.
È importante anche la temperatura dei componenti da incorporare. Noci, crispies, pezzi di frutta, polveri, paste o altri inserti dovrebbero essere asciutti e, prima dell'aggiunta, essere condizionati per quanto possibile a una temperatura adatta al cioccolato. Ingredienti molto freddi possono causare una sovracristallizzazione locale del cioccolato. Ingredienti troppo caldi possono fondere i nuclei cristallini stabili. È decisivo evitare grandi differenze di temperatura tra la massa di cioccolato e i componenti da incorporare.
L'intensità di miscelazione deve essere adattata alla ricetta. Agitazione e sollecitazione di taglio sono fondamentalmente necessarie, perché distribuiscono in modo uniforme cristalli e componenti da incorporare. Durante il temperaggio favoriscono persino una formazione uniforme dei cristalli. Velocità di rotazione troppo elevate o tempi di miscelazione lunghi, tuttavia, possono aumentare la temperatura del prodotto a causa del calore di attrito. Un'intensità di miscelazione troppo bassa porta invece a differenze di temperatura, a una distribuzione non uniforme dei cristalli e a una distribuzione disomogenea dei componenti da incorporare. Temperatura, tempo di miscelazione e velocità di miscelazione devono quindi essere impostati insieme.
Il tempo di permanenza dopo l'incorporazione dovrebbe essere il più possibile breve e riproducibile. Un tempo di permanenza troppo lungo alla temperatura di lavoro può causare una sovracristallizzazione della massa. La viscosità aumenta e la lavorazione successiva, per esempio colatura, formatura o ricopertura, diventa più difficile. Il passaggio dalla miscelazione alla successiva formatura dovrebbe quindi essere definito temporalmente.
La ricetta influenza notevolmente la finestra di temperaggio. Il grasso del latte, così come altri grassi vegetali o introdotti tramite i componenti da incorporare, possono alterare il comportamento di cristallizzazione del burro di cacao. Grassi liquidi o incompatibili possono indebolire nel lungo periodo la struttura cristallina e favorire la fioritura grassa. Soprattutto con incorporazioni ricche di grassi come noci, paste di nocciole o ripieni oleosi, occorre considerare la migrazione dei grassi, le condizioni di stoccaggio e la compatibilità delle fasi grasse.
Anche l'umidità è critica. Già piccoli apporti d'acqua possono far agglomerare zuccheri e solidi asciutti e aumentare fortemente la viscosità. Tutti i componenti da incorporare, gli apparecchi e gli spazi gassosi di processo devono quindi essere mantenuti asciutti.
Per una conduzione di processo sicura, temperatura del prodotto, temperatura del mantello, velocità di rotazione del miscelatore, potenza assorbita e tempo di permanenza dovrebbero essere rilevati in continuo. Più punti di misura della temperatura sono utili, in particolare nella zona del prodotto, nel punto di incorporazione e nel mantello di termoregolazione. La potenza assorbita del miscelatore può inoltre indicare un aumento della viscosità e quindi una cristallizzazione in corso. Un cioccolato temperato resta stabile solo se temperatura, tempo ed energia di miscelazione vengono condotti come una finestra di processo unitaria.
Il temperaggio con amixon®: possibile, ma non un caso d'uso centrale
Il temperaggio di masse di cioccolato e di incorporazioni ricche di grassi non è il punto di forza classico di amixon®. Gli apparecchi sono progettati principalmente per solidi e per sistemi di sostanze che nel processo passano da liquido o umido a solido, per esempio tramite miscelazione, reazione, cristallizzazione, condizionamento o essiccazione sottovuoto.
In linea di principio, tuttavia, i miscelatori e gli essiccatori-miscelatori amixon® possono essere impiegati per prodotti termoregolabili, se ricetta, viscosità, carico di solidi e conduzione della temperatura richiesta sono compatibili con la rispettiva progettazione dell'apparecchio. Se ciò sia sensato per una specifica applicazione con il cioccolato dovrebbe essere verificato con una prova con il prodotto originale.
Superfici dell'apparecchio termoregolabili
I miscelatori amixon® possono essere dotati, in modo specifico per il progetto, di superfici a doppio mantello riscaldabili o raffreddabili. Negli essiccatori-miscelatori sottovuoto e nei reattori di miscelazione delle serie VMT e AMT è inoltre possibile realizzare in esecuzione termoregolabile l'albero di miscelazione, i bracci e l'utensile di miscelazione elicoidale. Come fluido termovettore, a seconda dell'intervallo di temperatura e del requisito di processo, entrano in considerazione acqua, vapore o olio diatermico.
Questa dotazione è particolarmente vantaggiosa con solidi, paste, sospensioni e prodotti ad alto contenuto di solidi. Le ampie superfici di contatto termoregolate e il movimento continuo del prodotto consentono un apporto o una sottrazione di calore uniforme. Il prodotto viene condotto costantemente sulle superfici di scambio termico, riducendo così le differenze di temperatura locali.
Limiti con il cioccolato
Le masse di cioccolato si differenziano nettamente dalle classiche polveri o dai sistemi di solidi in essiccazione. La precristallizzazione controllata del burro di cacao richiede una stretta interazione tra temperatura, distribuzione della temperatura, sollecitazione di taglio, tempo di permanenza e ricetta. Già piccole deviazioni possono alterare lo stato di temperaggio.
Un apparecchio amixon® non può quindi essere classificato genericamente come macchina di temperaggio per il cioccolato. In particolare con masse di cioccolato a bassa viscosità o con processi con finestre di temperatura molto strette, le macchine di temperaggio continue specializzate sono spesso la soluzione più immediata. Gli impianti amixon® entrano piuttosto in considerazione quando cioccolato o leganti ricchi di grassi vengono combinati con solidi, polveri, granulati, noci, crispies o altri componenti da incorporare, e al tempo stesso è richiesto un movimento del prodotto intenso, omogeneo e delicato.
Campi di applicazione idonei
Gli apparecchi amixon® possono essere adatti a masse alimentari ricche di solidi o pastose, quando per esempio devono essere incorporati in modo omogeneo componenti in polvere, mantenuti i grassi al di sopra del loro punto di fusione, legate le frazioni di polvere o condotti profili di temperatura per processi di condizionamento.
Anche con prodotti che durante il processo passano da una fase liquida o pastosa a uno stato solido, le superfici di contatto termoregolabili esprimono il loro punto di forza. Compiti tipici sono il raffreddamento di masse reattive o in cristallizzazione, il temperaggio di miscele di polvere e l'essiccazione sottovuoto a basse temperature di prodotto.
Verifica specifica per il progetto
L'estensione della termoregolazione, la potenza di riscaldamento o di raffreddamento, il fluido termovettore, l'utensile di miscelazione, la velocità di rotazione e la sensoristica vengono progettati da amixon® in base alla User Requirement Specification. Prima di un investimento, il comportamento termico dovrebbe essere verificato con il prodotto originale. In tale contesto occorre valutare in particolare la temperatura del prodotto, l'omogeneità della temperatura, l'energia di miscelazione, l'andamento della viscosità, il tempo di permanenza e la qualità dei componenti da incorporare.
amixon® può quindi essere una soluzione adatta quando il temperaggio è parte di un processo di miscelazione o condizionamento orientato ai solidi. Per il puro temperaggio ad alta precisione del cioccolato liquido, invece, amixon® non è da classificare come tecnologia standard primaria.