Mühlen zweckbestimmt einsetzen

Kakaobohnen im Labor aufbereiten

Zur Herstellung von Schokolade und zu deren sensorischer Prüfung leisten unterschiedliche Mühlen gute Dienste.

Nibs, die Bruchstücke der Kakaokerne, sind Ausgangsstoff für die Herstellung von Schokolade. © Fritsch

Kakaobohnen sind die Samen des Kakaobaumes. Wichtigste Produkte, mit denen wir als Verbraucher in Kontakt kommen, sind Kakao-Getränke und Schokolade. Wichtigste Eigenschaft für uns ist der Geschmack. Doch bevor es Schokolade ist, müssen die Kakaobohnen geröstet, geschält und aufgebrochen werden. Dabei entstehen die Bruchstücke der Kakaokerne, die sogenannten Nibs, die anschließend zu einer zähflüssigen Kakaomasse vermahlen werden. Zur Herstellung von Kakao-Pulver wird die Masse abgepresst und der Presskuchen wird zermahlen. Die anfallende Kakaobutter wird zusammen mit der Kakaomasse zu Schokolade verarbeitet.

Die Zerkleinerung der Nibs wurde schon mehrmals im Labor nachgestellt. Dazu wurden z. B. die Mörsermühle Pulverisette 2 und die Planeten-Kugelmühle Pulverisette 6 classic line eingesetzt. Dabei tritt das in den Zellen eingeschlossene Fett, die Kakaobutter, aus und verbindet die Bruchstücke je nach Temperatur und Energieeintrag zu einer dunkelbraunen Masse. Für sensorische Prüfungen hat sich die Zerkleinerung mit der Mörsermühle bewährt.

Zur Herstellung von Schokolade werden großtechnisch Walzwerke eingesetzt. Die Mörsermühle Pulverisette 2 überträgt die Energie durch Druck und Reibung auf das Mahlgut. Der Energieeintrag pro Zeiteinheit ist sehr viel geringer als der mit Planeten-Kugelmühlen, die auf maximale Schlagenergie optimiert sind. Damit entspricht die Mörsermühle mehr dem großtechnischen Prozess. Die Probe bleibt in der Mörsermühle bei Umgebungstemperatur. Das Fett wird nur teilweise aus dem Korn herausgepresst, und es entsteht eine schollenförmige Masse.

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Fingerprobe © Fritsch

Für sensorische Prüfungen ist neben der Form der mechanischen Beanspruchung auch die Konsistenz der Probe nachzustellen. Dazu muss bei höheren Temperaturen gearbeitet werden. Wir empfehlen dafür eine Mörserschale und Pistill aus Zirkonoxid. Die Mörserschale und auch das Pistill sind im Wärmeschrank auf 50 °C zu temperieren. Die gespeicherte Energie reicht aus, um in der Bearbeitungszeit von zehn Minuten eine homogene, fließfähige Schokoladenmasse zu erzeugen. Feine Gaumen entscheiden dann über die Qualität der gelieferten Kakaobohnen und damit über den weiteren Verwendungszweck.

Aufbereitung für die Analytik
Besteht die Aufgabe darin, die Proben hinsichtlich Pflanzenschutzmitteln aus dem Anbau, Mykotoxinen aus den ersten Herstellungsstufen oder dem unsachgemäßem Transport bzw. der Lagerung oder hinsichtlich Schwermetallen zu untersuchen, bietet sich der Einsatz der Planeten-Kugelmühle Pulverisette 6 classic line an. Mit diesem Gerät ist in extrem kurzer Zeit eine absolut homogene Masse zu erzielen.

Im Beispiel wurde die 250 ml-Mahlgarnitur aus Zirkonoxid, bestückt mit 20  mm-Kugeln, genutzt. 50 g Einwaage sind nach zwei Minuten „die schönste Schokolade“. Der Blick in die geöffnete Mahlgarnitur lässt – unserer Einschätzung nach – keine Wünsche hinsichtlich der Feinheit und Homogenität offen. Der hohe Energieeintrag beeinflusst allerdings die sensorische Prüfung. Jetzt bestand die Aufgabe darin, Mengen bis max. 2 kg so aufzubereiten, dass sie im Kleintechnikum weiter zu Schokoladenmasse verarbeitet werden können. Forderung war, die Nibs zu einem möglichst feinen, rieselfähigen Pulver zu verarbeiten.

Die beiden erstgenannten Mühlen scheiden aufgrund des gewünschten Endproduktes aus. Deshalb wurde für diese Aufgabenstellung die Rotor-Schnellmühle Pulverisette 14 classic line ausgewählt. 100 g Nibs wurden in weniger als einer Minute zerkleinert. Zum Einsatz kam ein 2 mm-Sieb. Ein Blick in die geöffnete Mahlkammer zeigte, dass noch viel Platz für weiteres Material ist. Um die geforderte Menge von 2 kg zu erreichen, ist entweder chargenweise zu arbeiten oder mit dem „Umrüstsatz zur Zerkleinerung größerer Mengen“ das Gerät aufzurüsten.

Ergebnis: Die erreichte Feinheit ist ausreichend gut. Noch feiner wird das Material, wenn es ein zweites Mal durch das 2 mm-Sieb „geschickt“ wird. Eine Zerkleinerung unter Verwendung des 1 mm-Siebes gelingt nicht. Versuche, durch Mischen mit Trockeneis die Feinheit weiter zu steigern, wurden nicht durchgeführt. Dies wäre jedoch ein vielversprechender Ansatz auf dem Weg hin zu einem noch feineren, rieselfähigeren Pulver.

AUTOR

Dipl.-Chem. Wieland Hopfe
Anwendungsberater
Fritsch GmbH
info@fritsch.de
www.fritsch.de

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