Sistemi di raffinazione per il cioccolato

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A singolo o doppio stadio e a sfere. I sistemi di raffinazione si evolvono, per dare alla massa di cioccolato lavorata le sensazioni ottimali al palato, grazie alla giusta granulometria delle particelle e alla omogeneità della loro distribuzione.

Quando la cabosse, ovvero il frutto che nasce dall’albero di cacao (Theobroma cacao), è matura contiene fino a 40 fave. Dopo le operazioni di raccolta, fermentazione, essiccazione, e torrefazione è la volta della raffinazione, del concaggio, del temperaggio, ed infine del modellaggio. Tutte le operazioni si rivelano importanti al fine di ottenere un buon cioccolato. E la raffinazione non si sottrae a questa regola. L’obiettivo di questa operazione è di produrre cioccolato che dia le giuste sensazioni al palato, ovvero che non sia né granelloso né viscoso. Un risultato che si ottiene con la riduzione delle dimensioni della granulometria a valori non superiori a 25 μm. Le nostre papille gustative infatti riconoscono come granellose particelle di dimensioni superiori a 20-25 μm. Non bisogna nemmeno ridurre troppo le dimensioni delle particelle perché, particelle di minori dimensioni richiederebbero una quantità maggiore di burro di cacao, nelle fasi successive, per contrastare la viscosità eccessiva della pasta. Una buona raffinazione non dipende solo dalle dimensioni finali delle particelle, ma anche dalla omogeneità della loro distribuzione. Inoltre, l’efficienza migliore di raffinazione si ottiene con una pasta dal contenuto di grasso attorno al 25-27%.

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Sistemi di raffinazione a cilindri
La raffinazione avviene in raffinatrici, ovvero macchine formate da due/tre o cinque cilindri lisci sovrapposti, con una predominanza di queste ultime. Se il saccarosio utilizzato è polverizzato si procede alla lavorazione a uno stadio direttamente nella raffinatrice a cinque cilindri. Se invece si utilizza il saccarosio cristallino, di granulometria superiore, occorre ridurre le dimensioni delle particelle in una raffinatrice a due o tre cilindri e completare la raffinazione in una a cinque. Si parla di lavorazione a due stadi, composta quindi dalla preraffinazione e dalla raffinazione vera e propria. Lo scopo della preraffinazione è di ridurre le dimensioni del particelle, soprattutto quelle di zucchero, che misurano dai 400 fino ai 1.000 micron, fino ad ottenere una granulometria compresa tra gli 80 e i 120 micron. La macinazione delle particelle di zucchero ha anche l’effetto di far assorbire agli altri ingredienti della ricetta la frazione grassa. La massa di cioccolato sarà più compatta e pronta per la successiva fase di raffinazione. Sia che si tratti di preraffinatrici che di raffinatrici, i cilindri che le compongono, una volta in granito, ora in acciaio inox, sono distanziati tra loro da dispositivi che applicano forze di intensità diversa sugli stessi. La distanza o luce determina il grado di macinazione, mentre la superficie di lavoro o tavola di raffinazione dipende dalla lunghezza del cilindro stesso, che attualmente varia da 1 a 2,5 m con potenze diverse. Nelle raffinatrici a cinque cilindri, il cilindro inferiore è montato fuori fase fungendo da alimentatore e fa salire la massa da lavorare verso l’alto ad un secondo cilindro e poi a seguire agli altri. Questi ruotano a velocità più sostenuta in modo da catturare la massa di cioccolato e farla risalire ed esercitare uno sforzo di taglio in ogni fase maggiore per ridurre le dimensioni delle particelle. Uno dei parametri fondamentali per la riuscita del processo di raffinazione è proprio la velocità dei diversi cilindri, dalla quale dipende il passaggio di tutta la massa di cioccolato che ha attraversato la fessura di macinazione. La pressione tra i cilindri è controllata idraulicamente. L’acqua fredda che circola all’interno di ogni cilindro serve a contrastare il calore che si sviluppa a causa dell’attrito dovuto sia al movimento stesso dei cilindri sia allo sfregamento con il prodotto. In questo modo la temperatura della massa di cioccolato si riduce fino a raggiungere i 25°C circa, al momento del distacco.

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La temperatura del cilindro viene regolata anche per ridurre o aumentare l’adesione della massa di cioccolato sullo stesso. Per prodotti molto scorrevoli verrà diminuita la temperatura dei cilindri, mentre sarà aumentata in caso contrario. Il prodotto passa da un cilindro all’altro e viene scaricato per raschiamento dal cilindro superiore alle diverse conche. La massa di cioccolato da lavorare nelle macchine raffinatrici deve essere omogenea per evitare discontinuità nella lavorazione. L’operazione è migliore quando il tenore di grasso del prodotto si aggira tra il 22 e il 30%. Le moderne raffinatrici sono capaci di gestire anche 1.200 kg l’ora di prodotto a un livello di raffinazione inferiore ai 18-20 micron. Produttività inferiori si registrano per finezze maggiori del prodotto finito, ottenute da fessure di macinazione più ridotte, e viceversa. I cilindri ruotando hanno l’inconveniente di flettersi sensibilmente al centro, a causa della rotazione. Questa deformazione può incidere notevolmente sulla raffinazione, se teniamo presente che si stanno trattando particelle delle dimensioni dell’ordine dei micron. Per ovviare a questo inconveniente, che metterebbe a rischio la buona riuscita del processo di raffinazione, i cilindri sono dotati di una pre-deformazione, ovvero di una bombatura, che deve essere ben calibrata. Gli impianti di raffinazione vengono regolati basandosi su diversi parametri quali la temperatura dei cilindri, il numero dei giri del primo cilindro, la pressione di contatto tra i cilindri, l’intensità di corrente che alimenta i motori. Per quanto riguarda l’efficienza della raffinazione, i processi i a doppio stadio si dimostrano essere più performanti di quelli a stadio singolo. La preraffinazione consente infatti di ottenere una massa di cioccolato con la granulometria ottimale in ingresso nella raffinatrice vera e propria e di conseguenza una maggiore produttività (del 10-20%) ed un prodotto più omogeneo. E’ possibile uniformare le caratteristiche reologiche degli impasti da raffinare e ridurre il tenore in grasso degli impasti. Vi è un miglioramento delle caratteristiche aromatiche della massa di cioccolato trattata, mentre l’utilizzo dello zucchero in polvere favorisce la comparsa di off-flavor, soprattutto il gusto metallico derivante dalla macinazione dello zucchero stesso. Il processo a stadio singolo, inoltre, ha costi energetici e tempi di miscelazione maggiori. I modelli di raffinatrici attualmente sul mercato sono costruiti per dare maggiore precisione e affidabilità, nonché aumentate capacità, accessibilità per l’ispezione e la pulizia, con una forte riduzione dei tempi di manutenzione, grazie ad una migliore disposizione dei cilindri di raffinazione. Sono inoltre dotati di software per il controllo della macchina contro la marcia in assenza di prodotto. E’ possibile gestire i cicli di lavorazione sia in automatico tramite PLC o manualmente.

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Le linee di raffinazione a sfere
Accanto agli impianti di raffinazione a cilindri vi sono quelli a sfere, con i quali si ottiene una buona lavorabilità già da ricette con una percentuale in grasso del 30%. La finezza ottenibile di prodotti trattabili con questa tecnica, quali creme da spalmare, da farcitura e ricopertura, creme da gelateria, cioccolato e compound, varia a seconda del tempo di raffinazione e può raggiungere 20-22 micron. Si tratta di linee di raffinazione economiche e versatili, realizzate interamente in acciaio inox ad alta resistenza all’usura, per capacità lavorative da 25 a 500 chili. Queste macchine sono dotate di un serbatoio di premiscelazione, in cui inserire i diversi ingredienti della ricetta, nonché di un software in grado di eseguire più ricette, regolando diversi parametri, quali tempo e temperatura di raffinazione, nonché i dosaggi delle ricette. La raffinazione vera e propria è realizzata tramite un albero con bracci con sfere di acciaio temprato, che ruotano nel serbatoio di macinazione a doppia parete. I diversi elementi di raffinazione si muovono nella stessa direzione ma con differenti velocità, in modo che la velocità delle sfere alle estremità dei bracci sia elevata, ma quasi nulla alla periferia del serbatoio. In questo modo si riduce lo sfregamento tra le sfere e la parete della camera e di conseguenza il tasso di usura. Il raffreddamento, in questo caso, non avviene per azione dell’acqua, come per le raffinatrici a rulli, ma è dovuto al rinnovamento continuo della massa di cioccolato che percorre la parete di raffreddamento. I sistemi di raffinazione a sfere possono lavorare a batch o in continuo. Sia l’albero che i bracci possono essere cavi per consentire, durante la raffinazione, l’immissione controllata di ossigeno/aria e azoto. Aria/ossigeno filtrati e sterilizzati hanno la funzione di favorire l’ossigenazione, consentendo di conseguire un prodotto di qualità comparabile a quello ottenuto con procedimento tradizionale di raffinazione a rulli, con un effetto concaggio. L’insufflaggio di azoto, invece, crea un ambiente atto a prevenire l’ossigenazione della massa di cioccolato. In entrambi i casi è possibile controllare l’umidità proveniente dall’esterno e le eventuali frazioni aromatiche volatili negative.