Raffinazione del cioccolato, quale tecnologia preferire?

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Quando si parla di raffinazione del cioccolato si intende quell’operazione meccanica con la quale si riducono le particelle solide a valori che non diano la sensazione di sabbiosità al momento della degustazione. Indubbiamente la qualità di un cioccolato si identifica pure nella mancanza di “ruvidità” che genera una sensazione fastidiosa al palato.

Inoltre, ricordando che il cioccolato dal punto di vista fisico è una sospensione, più uniformità di particelle “fini” avremo e più stabile risulterà il prodotto finale. La raffinazione si esegue dopo aver dosato e miscelato gli ingredienti e può essere attuata con differenti sistemi, utilizzando tecniche e tecnologie alternative, più o meno valide, in base ai macchinari impiegati.

Il grado di finezza da raggiungere, dipende principalmente dalle esigenze del produttore. Idealmente ci si orienta sui 18-20 micron, tenendo conto che le papille gustative, delle quali la lingua umana è dotata, riconoscono come “granelli” particelle di dimensioni superiori ai 25 micron. Qui di seguito esamineremo il processo definito “tradizionale” che prevede l’utilizzo di mulini di macinazione a cilindri.

In linea di massima si può eseguire questa lavorazione con due metodologie diverse: utilizzando zucchero polverizzato (zucchero al velo), oppure zucchero cristallino. Nel primo caso si procederà direttamente in un macchinario avente “cinque cilindri” motorizzati e rotanti (lavorazione ad uno stadio), mentre nel secondo caso avremo un primo passaggio per la sgrossatura in una “due o tre cilindri” e successivamente nella “cinque cilindri” (lavorazione a due stadi).

La scelta di una tecnologia piuttosto che un’altra dipenderà principalmente dal produttore e dal tipo di zucchero che vorrà utilizzare: in polvere o cristallino. Occorre infatti ricordare che lo zucchero è, dopo il cacao, l’ingrediente più importante del cioccolato, poiché ne costituisce almeno il 40-50% della composizione, di conseguenza, dalla scelta sul suo stato fisico dipenderà l’adottamento della tecnologia di raffinazione a singolo o a doppio stadio: in pratica occorre definire se si procederà alla pre-raffinazione o meno. Riassumiamo brevemente i due sistemi di lavorazione.

Raffinazione utilizzante zucchero in polvere (singolo stadio)

Nel caso in cui si opti per la macinazione senza la pre-raffinazione, è necessario provvedere alla riduzione granulometrica dello zucchero cristallino, operando una macinazione preventiva sullo stesso. Sottolineando ancora come il cioccolato debba essere un prodotto praticamente anidro, si ricorre ad una macinazione a secco, utilizzando mulini ad urto che vengono alimentati direttamente con lo zucchero cristallino.

La granulometria finale dello zucchero risponderà a determinate condizioni e deve permettere l’ottenimento di un prodotto sufficientemente omogeneo da poter essere portato, insieme agli altri ingredienti del cioccolato, alla finezza voluta e ottenuta con un solo passaggio di raffinazione. Inoltre è consigliabile che lo zucchero polverizzato, contenga una frazione molto bassa di particelle finissime (sub-fines), in modo da non compromettere le caratteristiche reologiche del prodotto da raffinare: più particelle “finissime” abbiamo, più grasso sarà necessario per plastificare il cioccolato (effetto della “carta assorbente” che influenzerà viscosità e limite di scorrimento del cioccolato finito).

Nei mulini per zucchero è possibile regolare, entro certi limiti, la granulometria ottenibile o modificando le aperture della griglia posta nella camera di macinazione, variando così il tempo di ritenzione dello zucchero all’interno della camera stessa, oppure differenziando la velocità di rotazione degli organi e l’energia di macinazione che operano sul prodotto.

Nel corso della macinazione è necessario prestare attenzione al fatto che lo zucchero è termosensibile, quindi in grado di deteriorarsi in funzione della temperatura a cui viene sottoposto. Considerando questo ed il fatto che nella macinazione a secco viene impiegata una considerevole quantità di energia, appare chiaro che aumentando più del dovuto il tempo di permanenza dello zucchero nella camera di macinazione, è possibile andare incontro a spiacevoli sorprese, tra cui il rischio di autocombustioni ed esplosioni.

Data la sua igroscopicità – che aumenta con la riduzione della granulometria – in genere lo zucchero ottenuto dalla macinazione viene immediatamente utilizzato nella preparazione delle masse per la produzione di cioccolato, miscelandolo con gli altri ingredienti, a meno che non si misceli con amidi nativi al fine di aumentarne la conservazione, impedendo la formazione di grumi o agglomerati di difficile gestione. La presenza di amido però influenzerà, specialmente nelle creme, la reologia del prodotto e quindi non è sempre attuabile.

Raffinazione con preraffinazione

La quasi totalità dei produttori di cioccolato applica ormai la tecnologia di lavorazione con la pre-raffinazione (operazione a nostro avviso consigliabile), la massa base di cioccolato, una volta preparata nel mescolatore, verrà convogliata, in una macchina costituita nella sua essenzialità da due cilindri (NOTA: in passato si utilizzavano soprattutto mulini a tre cilindri) posti parallelamente in posizione orizzontale, che ridurranno le dimensioni delle particelle grazie ad una vera e propria “sgrossatura”.

Un’operazione apparentemente semplice che però può nascondere alcune insidie legate soprattutto alla materia prima dalla quale si parte e soprattutto alla granulometria dello zucchero utilizzato. La pre-raffinazione porta ad ottenere una granulometria con un ampio range di valori, che indicativamente sono compresi tra gli 80 e 120 micron e oltre.

La massa risultante sarà più densa rispetto a quella in arrivo dal mescolatore e verrà convogliata alla fase successiva di raffinazione dopo essere stata “plastificata”, solitamente per mezzo di coclee, cioè sottoposta ad ulteriore trattamento meccanico atto a ristabilire una fase continua di grasso che vada a rivestire le particelle solide, continuità che è stata interrotta dalla formazione di nuove superfici durante la macinazione. In questo modo è possibile migliorare ulteriormente e in modo considerevole la qualità e l’omogeneità del prodotto in ingresso alle raffinatrici finali.

Comparazione tra raffinazione ad uno o due stadi

Negli anni Settanta del secolo scorso, alcune aziende produttrici di cioccolato ed affini, passarono alla raffinazione ad uno stadio, salvo poi tornare alla tecnica della pre-raffinazione, tra l’altro già nota agli inizi del secolo, nella tecnologia di preparazione delle masse di cioccolato, soprattutto grazie ai vantaggi che essa comporta. Innanzitutto l’adozione di tale tecnica permette di evitare l’installazione dei mulini per la macinazione a secco dello zucchero, all’origine di noti problemi quali:

1) ottenimento di granulometria eterogenea, fenomeno tipico di tutte le fasi di macinazione ad urto, con effetto deleterio sulle caratteristiche reologiche del prodotto da raffinare;

2) ottenimento di gusti estranei (off-flavor), tipicamente quello “metallico”, derivante dall’assorbimento di tali sapori da parte della frazione di zucchero amorfo che si forma nel processo di macinazione, tali gusti si trascinano poi lungo tutto il ciclo produttivo;

3) rischi di esplosioni delle miscele di polvere di zucchero ed aria;

4) difficoltà di trasporto pneumatico che possono portare ad intasamenti delle tubazioni;

5) inquinamento ambientale, sia di tipo acustico, che per formazione di polvere di zucchero;

6) rilevanti tempi e costi energetici di mescolazione.

Inoltre, è da mettere in conto l’energia necessaria alla macinazione, variabile dai 10 ai 30 kWh/ton, in funzione delle produttività e dei tipi di mulino adottati.

Con l’adozione della tecnica della pre-raffinazione (oltre all’eliminazione di tutti i problemi derivanti dall’utilizzo del mulino da zucchero), si ottengono invece i seguenti vantaggi:

1) superiori caratteristiche di omogeneità della granulometria della massa in alimentazione alla raffinatrice finale, ciò sia per il principio stesso di macinazione (laminazione) che per il fatto di eseguire l’operazione su tutta la massa e non sul solo zucchero, intervenendo là dove necessario anche sulla granulometria di altri ingredienti, come cacao, latte, nocciole, agglomerati, ecc., in particolare, vengono evitati gli eccessi di particelle troppo fini (sub-fines), che hanno una pesante influenza sulla plasticità delle masse con ripercussioni anche sulle caratteristiche del prodotto finito, e la presenza di particelle con dimensioni troppo elevate, che possono causare problemi di funzionamento delle raffinatrici finali.

2) Possibilità di uniformare le caratteristiche reologiche degli impasti da raffinare, intervenendo direttamente sulla granulometria, garantendo così che le raffinatrici finali lavorino sempre al meglio;

3) Miglioramento delle caratteristiche aromatiche del prodotto.

4) Riduzione dei costi energetici e dei tempi di miscelazione fino al 60% rispetto all’utilizzo di zucchero macinato, grazie all’utilizzo di zucchero cristallino.

5) Possibilità di ridurre il tenore in grasso degli impasti di raffinazione, con conseguente miglioramento delle successive condizioni di concaggio.

6) incremento in produttività delle linee di raffinazione grazie alle migliori condizioni di omogeneità granulometrica e reologica. Con l’adozione della tecnica della pre-raffinazione si ottengono mediamente incrementi delle capacità produttive delle linee del 10-20%.

7) incremento della flessibilità della linea, in quanto si è in grado di gestire prodotti anche estremamente diversi tra loro senza interferire sul buon funzionamento delle raffinatrici finali.

8) possibilità di inserire la macchina in un anello di controllo delle condizioni di funzionamento della linea effettuato da un elaboratore ad esso dedicato.

La reintroduzione della tecnologia della raffinazione a “due stadi” è avvenuta inizialmente ridimensionando a questo scopo vecchie macchine a 5 cilindri, via via che le stesse venivano rimpiazzate con raffinatrici moderne.

Una volta identificata l’importanza di tale tecnologia e le possibilità che la stessa offre, si è imposta la necessità di realizzare una macchina appositamente concepita per svolgere tale funzione, in modo da ottimizzare la realizzazione della fase tecnologica stessa: dapprima a 3 cilindri e successivamente a 2, poiché queste garantiscono una maggiore capacità produttiva a costi inferiori.

In conclusione

Se il prodotto da lavorare è stato formulato con zucchero macinato, si opera una raffinazione a singolo stadio, cioè si invia direttamente il prodotto alla raffinatrice a cinque cilindri (appositamente modificata rispetto allo standard) che, per le sue caratteristiche, può provvedere alla riduzione granulometrica finale voluta.

In caso contrario, in presenza di zucchero cristallino, il prodotto viene prima lavorato in una pre-raffinatrice a 2 o 3 cilindri che provoca una sua prima macinazione fino al raggiungimento della granulometria ottimale per poterlo infine alimentare alla raffinatrice finale. È significativo ricordare come il funzionamento delle due macchine (pre-raffinatrice e raffinatrice) non differisca da un punto di vista del principio al lavoro, ma solo per il risultato che devono raggiungere.

Sia si tratti di raffinare cioccolato (o simile) derivante dalla pre-raffinatrice, sia si tratti di una massa costituita da zucchero in polvere, il grado di macinazione finale dipenderà essenzialmente dal livello qualitativo voluto dal produttore, tenuto conto comunque di importanti aspetti generali. Infatti, come scritto in precedenza, da un punto di vista fisiologico, le papille gustative dell’uomo permettono di discriminare particelle di dimensioni non inferiori a 20-25 micron, il che significa che solo le particelle aventi dimensioni superiori possono essere riconosciute come “granelli”, dando la sensazione di ruvidità, caratteristica ben nota dei cioccolati non perfettamente raffinati.

Quindi, apparentemente, sotto l’aspetto tecnologico bisognerebbe garantire che tutte le particelle del cioccolato abbiano una dimensione massima inferiore a 25 micron. Tuttavia, la sensazione gustativa dipende non solo dalle dimensioni delle singole particelle, ma anche dalla quantità in cui le diverse dimensioni sono rappresentate. Ciò significa che per avvertire una sensazione di ruvido, caratteristica di un prodotto grossolano, è necessario che sia presente una frazione considerevole di particelle aventi dimensioni superiori al valore di soglia.

Occorre infatti considerare diversi aspetti, tra cui il fatto che la sensazione gustativa è anche influenzata dal fatto che almeno un costituente del cioccolato, lo zucchero, si scioglie nella saliva e che la percezione delle particelle grossolane risulta facilitata dall’elevata quantità di grasso presente nei prodotti ricchi, ma è ostacolata nei prodotti cosiddetti “da prezzo”, dove il grasso (principalmente il burro di cacao) tende ad essere risparmiato, originando una struttura pastosa.