Какие параметры температурирования (нагрева/охлаждения) во время смешивания критичны для управления плавлением жира в шоколадных смесях?
При введении ингредиентов в темперированный шоколад решающее значение имеет не изменить заданное состояние темперирования какао-масла. Цель — достаточно высокое, равномерно распределённое количество стабильных кристаллов формы V. Эта кристаллическая форма поддерживает блеск, излом, усадку и хорошую устойчивость к жировому поседению.
Прежде всего критична фактическая температура продукта во всём смесительном пространстве. Типичными рабочими температурами считаются примерно 31–32 °C для тёмного шоколада, 29–30 °C для молочного шоколада и 28–29 °C для белого шоколада. Однако точные заданные значения зависят от рецептуры, качества какао-масла, доли молочного жира, имеющегося количества кристаллов и последующего этапа переработки.
Слишком высокая температура продукта может частично или полностью расплавить желаемые кристаллы формы V. Масса становится недотемперированной и впоследствии может стать тусклой, мягкой или подверженной жировому поседению. Слишком низкая температура продукта, напротив, способствует избыточному кристаллообразованию. Вязкость растёт, масса хуже перерабатывается, а равномерное распределение вмешиваемых компонентов может затрудняться.
Поэтому температуру нагревающей или охлаждающей среды нужно вести с малой разницей температур относительно шоколада. Решающее значение имеет не только заданная температура рубашки, а фактическая температура контактирующей с продуктом стенки. Слишком большая разница между стенкой и продуктом может вызвать локальный перегрев или локальную перекристаллизацию. Поэтому мощность нагрева и охлаждения должна регулироваться максимально непрерывно и тонко, чтобы избежать колебаний температуры и перерегулирования.
Также важна температура вмешиваемых компонентов. Орехи, хрустящие включения (crispies), кусочки фруктов, порошки, пасты или другие добавки должны быть сухими и по возможности кондиционированы перед добавлением до температуры, соответствующей шоколаду. Очень холодные ингредиенты могут вызвать локальную перекристаллизацию шоколада. Слишком тёплые ингредиенты могут расплавить стабильные кристаллические зародыши. Решающее значение имеет избегание больших перепадов температуры между шоколадной массой и вмешиваемыми компонентами.
Интенсивность смешивания нужно согласовывать с рецептурой. Перемешивание и сдвиг в принципе необходимы, поскольку они равномерно распределяют кристаллы и вмешиваемые компоненты. Во время темперирования они даже способствуют равномерному кристаллообразованию. Однако слишком высокая частота вращения или длительное время смешивания могут повышать температуру продукта за счёт теплоты трения. Слишком низкая интенсивность смешивания, напротив, ведёт к перепадам температуры, неравномерному распределению кристаллов и неоднородному распределению вмешиваемых компонентов. Поэтому температуру, время смешивания и скорость смешивания нужно настраивать совместно.
Время пребывания после введения ингредиентов должно быть максимально коротким и воспроизводимым. Слишком долгое время пребывания при рабочей температуре может привести к перекристаллизации массы. Вязкость растёт, а дальнейшая переработка, например литьё, формование или глазирование, усложняется. Поэтому переход от смешивания к последующему формованию должен быть определён по времени.
Рецептура существенно влияет на окно темперирования. Молочный жир, а также другие растительные жиры или жиры, вносимые с вмешиваемыми компонентами, могут изменять поведение кристаллизации какао-масла. Жидкие или несовместимые жиры могут долгосрочно ослаблять кристаллическую структуру и способствовать жировому поседению. Особенно при жиросодержащих добавках, таких как орехи, ореховые массы или маслосодержащие начинки, нужно учитывать миграцию жира, условия хранения и совместимость жировых фаз.
Влажность также критична. Уже небольшое поступление воды может вызвать слипание сухих сахаров и твёрдых веществ и сильно повысить вязкость. Поэтому все вмешиваемые компоненты, аппараты и технологические газовые пространства нужно держать сухими.
Для надёжного ведения процесса следует непрерывно фиксировать температуру продукта, температуру рубашки, частоту вращения смесителя, потребляемую мощность и время пребывания. Целесообразны несколько точек измерения температуры, в частности в области продукта, в месте введения ингредиентов и в термостатирующей рубашке. Потребляемая мощность смесителя может дополнительно указывать на рост вязкости и тем самым на прогрессирующую кристаллизацию. Темперированный шоколад остаётся стабильным только тогда, когда температура, время и энергия смешивания ведутся как единое взаимосвязанное технологическое окно.
Темперирование с amixon®: возможно, но не основная область применения
Темперирование шоколадных масс и жиросодержащих добавок не является классической сильной стороной amixon®. Аппараты рассчитаны прежде всего на твёрдые вещества, а также на системы веществ, которые в процессе переходят из жидкого или влажного состояния в твёрдое, например при смешивании, реагировании, кристаллизации, кондиционировании или вакуумной сушке.
В принципе смесители и смесители-сушилки amixon® можно применять и для темперируемых продуктов, если рецептура, вязкость, доля твёрдой фазы и требуемое ведение температуры соответствуют конкретному расчёту аппарата. Целесообразно ли это для конкретного шоколадного применения, следует проверять на испытании с оригинальным продуктом.
Термостатируемые поверхности аппарата
Смесители amixon® можно под конкретный проект оснастить обогреваемыми или охлаждаемыми поверхностями двойной рубашки. У вакуумных смесителей-сушилок и смесительных реакторов серий VMT и AMT дополнительно можно выполнить термостатируемыми вал мешалки, смесительные рычаги и спиральный смесительный инструмент. В качестве теплоносителя в зависимости от диапазона температур и требований процесса подходят вода, пар или термомасло.
Такое оснащение особенно выгодно для твёрдых веществ, паст, суспензий и продуктов с высокой долей твёрдой фазы. Крупные термостатируемые контактные поверхности и непрерывное движение продукта обеспечивают равномерный подвод или отвод тепла. Продукт непрерывно проводится по поверхностям теплопередачи, благодаря чему можно снижать локальные перепады температуры.
Ограничения применительно к шоколаду
Шоколадные массы заметно отличаются от классических порошков или высыхающих твёрдых систем. Контролируемая предварительная кристаллизация какао-масла требует тесного взаимодействия температуры, распределения температуры, сдвига, времени пребывания и рецептуры. Уже небольшие отклонения могут изменить состояние темперирования.
Поэтому аппарат amixon® нельзя огульно классифицировать как темперирующую машину для шоколада. Особенно при низковязких шоколадных массах или процессах с очень узкими температурными окнами специализированные непрерывные темперирующие машины часто являются более очевидным решением. Установки amixon® скорее рассматриваются тогда, когда шоколад или жиросодержащие связующие сочетаются с твёрдыми веществами, порошками, гранулятами, орехами, хрустящими включениями или другими вмешиваемыми компонентами и одновременно требуется интенсивное, однородное и щадящее движение продукта.
Подходящие области применения
Аппараты amixon® могут подходить для богатых твёрдой фазой или пастообразных пищевых масс, если, например, нужно однородно вмешать порошкообразные компоненты, удерживать жиры выше точки плавления, связывать доли пыли или проводить температурные профили для процессов кондиционирования.
Также у продуктов, переходящих в ходе процесса из жидкой или пастообразной фазы в твёрдое состояние, термостатируемые контактные поверхности проявляют свою сильную сторону. Типичные задачи — охлаждение реагирующих или кристаллизующихся масс, темперирование порошковых смесей и вакуумная сушка при низких температурах продукта.
Проверка под конкретный проект
Объём термостатирования, мощность нагрева или охлаждения, теплоноситель, смесительный инструмент, частоту вращения и сенсорику amixon® рассчитывает согласно техническому заданию эксплуатирующей организации (URS). Перед инвестицией температурное поведение следует проверить на оригинальном продукте. При этом нужно оценивать прежде всего температуру продукта, однородность температуры, энергию смешивания, ход вязкости, время пребывания и качество вмешиваемых компонентов.
Так amixon® может быть подходящим решением, если темперирование является частью ориентированного на твёрдую фазу процесса смешивания или кондиционирования. Для чистого, высокоточного темперирования жидкого шоколада, напротив, amixon® не следует рассматривать как основную стандартную технологию.