Cioccolato, operazioni controllate e automatizzate

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Il cioccolato, dolce senza tempo, per il quale sono necessari pochi ingredienti: zucchero, burro di cacao e cacao in polvere o in pasta. Può essere aggiunto il latte per ottenere il cioccolato al latte, o, privato del cacao in polvere, per produrre il cioccolato bianco. Il processo tecnologico prevede diverse fasi, tutte fondamentali, come ad esempio la tostatura, la raffinazione, il concaggio e il temperaggio.

Stefania Milanello

La tostatura serve a sprigionare gli aromi dei semi di cacao. Ma l’importanza di questo processo dipende anche dal fatto che, durante esso, si eliminano acidità e sostanza astringenti. Inoltre, il calore denatura gli enzimi che possono influenzare negativamente le caratteristiche organolettiche del burro di cacao.

Per l’operazione di tostatura, le fave possono rimanere intere, ma in questo caso il prodotto sarà meno omogeneo, essere frantumate in granella per una tostatura uniforme o, ancora meglio, trasformate in una pasta con risultati migliori, ma con costi più elevati. Alcuni studi hanno dimostrato che il mantenimento della temperatura di tostatura del cacao al di sotto dei 140°C preserva al meglio la concentrazione iniziale dei flavonoidi.

Inoltre, temperature minori consentono di ottenere un prodotto con un grado di acidità inferiore. Nell’ottica di preservare le caratteristiche nutrizionali del cacao e soprattutto le sue componenti termolabili, sul mercato si trova anche il cioccolato crudo, ovvero che subisce lavorazioni che non superano i 42°C.  Al posto della tostatura, le fave di cacao sono sottoposte ad un’essiccazione lenta in atmosfera controllata.

Anche la fermentazione rimane sotto i 40°C, attraverso un processo che prevede un costante mescolamento e arieggiamento delle fave, così come l’essiccazione. La raffinazione, in questo particolare tipo di lavorazione può avvenire utilizzando un mulino a sfere, che grazie all’attrito prodotto, provoca un aumento della temperatura a 45° e di conseguenza la fusione del burro di cacao e la separazione di questa dalla pasta di cacao.

Il mulino a sfere è dotato di una camera raffreddata ad acqua, utilizzata che tiene bassa e costante la temperatura, per preservare le componenti aromatiche del cacao.

Raffinatrici a cilindri rotanti o a sfere

La massa lavorata nel miscelatore viene inviata, grazie a coclee, alla raffinazione. Se si utilizza zucchero cristallino è necessaria una pre-raffinazione, allo scopo di ridurre la granulometria dello zucchero, tra 80 e 120 micron, e rendere la massa più compatta, grazie al passaggio in due o tre cilindri di lunghezza e diametro variabili, rotanti e raffreddati mediante acqua fredda che circola al loro interno.

Questa operazione non si rende necessaria se si utilizza zucchero a velo. La raffinatrice vera e propria consiste, come per la pre-raffinatrice in una serie di cilindri rotanti, in genere 5, la cui distanza viene regolata elettronicamente, al fine di ottenere la granulometria desiderata, sommando all’effetto di schiacciamento anche un effetto di stiramento. La pellicola di cioccolato viene staccata dal cilindro tramite coltelli.

La raffinazione può essere effettuata anche con l’utilizzo di un mulino a sfere, ovvero di un cilindro a doppia parete per riscaldare e raffreddare, con all’interno sfere in acciaio mosse da un albero centrale munito di braccia o dischi. Le raffinatrici a sfere servono anche per la produzione di creme spalmabili, paste anidre per la gelateria, pralinati e cremini. Possono essere dotate di frigorifero, per termoregolare il riscaldamento in eccesso dovuto all’attrito generato fra le sfere, così da conservare inalterate le qualità organolettiche dei prodotto.

Il cilindro di raffinazione è anche termoregolato a caldo per permettere ai grassi residui presenti tra le sfere, di non solidificarsi nelle pause lavorative. La produttività della linea può variare a seconda delle materie prime utilizzate e della percentuale di zucchero presente nella ricetta. Anche in questo caso, sostituendo lo zucchero cristallino con zucchero a velo, si diminuisce notevolmente il tempo di raffinazione aumentando la produzione.

Concaggio e temperaggio a regola d’arte

Dopo la miscelazione degli ingredienti base, la pasta di cioccolato deve essere finemente macinata, in modo che le particelle di zucchero e cacao raggiugano dimensioni inferiori alla soglia di sensibilità delle papille gustative. Per ottenere la cremosità desiderata la pasta di cioccolato viene lavorata nelle conche che mescolano la miscela per tempi e temperature controllati.

Quindi, il cioccolato viene stoccato in serbatoi di accumulo riscaldati a 47-50°C e dotati di agitatori, in attesa di essere lavorato. E’ fondamentale che il cioccolato sia costantemente miscelato all’interno dei serbatoi di accumulo per conservare l’omogeneità, la composizione, le caratteristiche chimico – fisiche e reologiche. I serbatoi sono dotati di controlli di livello e temperatura. Grazie a linee di trasposto, condizionate a temperatura costante, il cioccolato viene inviato alle macchine temperatrici che lo raffreddano a 26-28°C per poi riscaldarlo a 29-32°C, affinché il burro di cacao solidifichi nella forma cristallina stabile e il cioccolato acquisti così delle caratteristiche tecnologiche importanti quali la facile estraibilità dagli stampi, ma anche una struttura vellutata e omogenea, un aspetto brillante e una lunga conservazione.

Alcune temperatrici offrono la possibilità di inserire granella di nocciola, gruè di cacao e altri prodotti all’interno del cioccolato per consentirne l’aromatizzazione. A seconda delle lavorazioni che dovrà subire, il cioccolato viene trasportato a macchine colatrici, decoratrici, modellatrici ecc., sempre in condizioni igieniche, senza inclusione di liquidi, aria o corpi estranei, al fine di non alterare le caratteristiche chimico-fisiche ed organolettiche del prodotto.

Tunnel di raffreddamento

I tunnel di raffreddamento servono per l’asciugatura di prodotti nudi o ricoperti depositati sul nastro di trasporto. Il raffreddamento avviene tramite ricircolo di aria ad anello, grazie ad una serie di deflettori, che riduce notevolmente l’umidità del flusso di aria e controllato da scheda elettronica. Il prodotto entra direttamente nel tunnel di raffreddamento, composto da gruppi modulari, ispezionabili per garantire una pulizia facile e sicura.

La ventilazione è contraria al senso di marcia del prodotto per un raffreddamento ottimale. I tunnel sono disponibili in diverse lunghezze. La lunghezza totale e la larghezza utile del nastro possono variare a secondo delle caratteristiche del prodotto da trattare. Quelli a rete plastica o metallica sono maggiormente indicati per prodotti in stampo come ad esempio i cioccolatini, le tavolette o prodotti cavi.

Alcuni tunnel prevedono diversi gruppi di raffreddamento indipendenti e termoregolati che rendono possibile l’impostazione di differenti temperature lungo il percorso del prodotto all’interno del tunnel. Anche le velocità di avanzamento dei tunnel sono variabili a seconda della lunghezza. Ad inizio e fine tunnel sono presenti due sistemi automatici per la centratura e la guida del nastro. Lo sfrido del prodotto non viene perso, viene convogliato in un cassetto estraibile, e quindi recuperato.

Automazione totale e riduzione dei consumi

Quelle della lavorazione del cioccolato sono linee produttive altamente automatizzate, dotate di sistemi di controllo di tutte le unità di processo, grazie all’utilizzo di hardware e software e sistemi scalabili di supervisione e controllo (SCADA) attraverso i quali gli operatori possono interagire con gli impianti e verificarne il corretto funzionamento.

L’automazione passa attraverso l’istallazione di un sistema che non solo collega tutti i dati sulla produzione provenienti dai PLC dei vari impianti, ma è in grado di gestire e memorizzare le diverse ricette, i guasti e gli eventuali fermo impianto, conservare tutte le informazioni relative alla produzione per garantire la tracciabilità completa del prodotto ottenuto. Gli impianti di automazione per l’industria del cioccolato, così per l’industria alimentare in genere, devono essere caratterizzati da una estrema affidabilità, poiché si ha a che fare con prodotti alimentari, per i quali la sicurezza alimentare deve essere un prerequisito, e processi produttivi che possono operare anche 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

La possibilità di dimensionare e configurare ad hoc le diverse macchine che compongono l’impianto, consente un notevole risparmio energetico.  Sono, ad esempio, molte le macchine per il concaggio del cioccolato liquido dotate di torre evaporativa per velocizzare l’eliminazione delle sostanze volatili indesiderate e diminuire i tempi di lavorazione e i consumi energetici. Il consumo di energia può essere diminuito ulteriormente se l’azienda si dota di impianti di cogenerazione o trigenerazione.

Gli impianti di cogenerazione, detti CHP, dall’acronimo inglese Combined Heat and Power, consentono la produzione combinata di energia elettrica e calore. Attraverso la cogenerazione si riduce il consumo di combustibile, che viene sfruttato per produrre elettricità e calore, con una diminuzione dei consumi dell’ordine del 35% – 40%. Inoltre, ne beneficia anche l’ambiente, perché diminuiscono le emissioni di sostanze inquinanti causate dalla produzione di energia termoelettrica.

Ancora più performante è la trigenerazione, CCHP (Combined Cooling, Heating and Power), ovvero produzione di elettricità, calore e aria o acqua fredda. L’energia termica utile viene in parte impiegata per produrre acqua refrigerata per condizionamento o processi industriali, attraverso frigoriferi ad assorbimento.

Impianti salvaspazio

Le piccole aziende possono optare per impianti multiuso e salvaspazio. Si tratta di minilinee per la preparazione del cioccolato, formate da mixer, preraffinatrice, raffinatrice e conca monoasse. Ci sono anche sistemi che consento la miscelazione di ingredienti di diversa consistenza, siano essi solidi o semidensi, per ottenere diversi prodotti, cioccolato ripieno con creme, prodotti contenenti differenti ingredienti granulari, semplicemente variando l’impostazione delle ricette dal pannello operatore.

Altri macchinari utili a ridurre lo spazio all’interno delle linee produttive sono le dosatrici con due vasche, capaci di modellare contemporaneamente il cioccolato e il suo ripieno. Le due vasche funzionano a temperature differenti e modulabili in modo da lavorare più prodotti con una sola macchina. Sono disponibili sul mercato anche tunnel di raffreddamento di pochi metri, adatti anche a tutti quei laboratori che hanno problemi di spazio.

Alcuni tunnel di raffreddamento, invece, in un senso di marcia possono ricoprire prodotti come praline, cioccolatini come una linea di copertura, mentre, nel senso opposto, grazie ad più livelli di movimentazione del prodotto, ne consentono il raffreddamento, con un evidente risparmio di spazio e aumento della produttività. Nel caso in cui lo spazio sia ridotto, come spesso succede nelle piccole e medie produzioni di tipo artigianale, i prodotti possono essere raffreddati con ottimi risultati anche nei tunnel verticali.

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