1000. IGF-Projekt des FEI

Für optimale Qualität und mehr Ressourceneffizienz: Schokoladenforscher nehmen im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung den Herstellungsprozess von Schokoladenprodukten unter die Lupe

Je mehr Wissen vorhanden ist, desto zielgerichteter und effizienter kann ein Herstellungsprozess gestaltet werden – und desto besser wird das Ergebnis: Das gilt in besonderem Maße auch bei der Herstellung von Schokoladenprodukten.

Damit Schokolade ihren zarten Schmelz bekommt und nicht sandig schmeckt, müssen bei der Herstellung von Schokolade die Feststoffe in der Schokoladenmasse, insbesondere der Zucker, mechanisch sehr fein und gleichmäßig zerkleinert werden, auf eine durchschnittliche Größe von 10–20 Mikrometer. Für diesen qualitätsbestimmenden Schritt, der zugleich zeitaufwändig und einer der energieaufwändigsten Prozessschritte in der Schokoladenherstellung ist, werden Walzwerke als auch Kugelmühlen eingesetzt. Bei der Zerkleinerung wird die Kristallstruktur des Zuckers teilweise zerstört. Bislang weiß man jedoch wenig darüber, was genau dabei an den neu entstehenden Bruchflächen geschieht und zu welchen Wechselwirkungen es mit anderen Zutaten kommt – und wie sich dies auf das Fließverhalten der Schokoladenmasse und vor allem auf die Schokoladenqualität auswirkt.

Hier setzt ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) an: Ein Team von Forschern des Deutschen Instituts für Lebensmitteltechnik (DIL) in Quakenbrück und der Technischen Universität München untersucht zunächst, wie sich unterschiedliche Zerkleinerungsbedingungen auf die Partikeloberflächen, die Wechselwirkungen der Partikel untereinander und damit letztlich auf die Qualität der Schokolade auswirken. Dargestellt wird dies mittels mathematischer Modelle: Damit kann die Verteilung der Partikeleigenschaften ebenso wie deren zeitliche Entwicklung im Verlauf einer Zerkleinerung beschrieben, simuliert und schlussendlich auch vorhergesagt werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeiten soll dann in einem zweiten Schritt die Zerkleinerung optimiert werden. Durch die Kombination von lebensmitteltechnologischem Know-how mit modernsten Modellierungs- und Simulationsverfahren können bei dem Prozessschritt der Zerkleinerung Zeit und Energie eingespart werden, so dass der gesamte Prozess zur Herstellung von Schokoladenprodukten deutlich effizienter wird.

Noch entscheidender für Unternehmen ist die Möglichkeit, die für die Qualität so wichtigen Fließeigenschaften schon bei der Zerkleinerung ganz gezielt einstellen zu können: Die exakte Beherrschung des Fließverhaltens ist wichtig bei der Verarbeitung von Schokoladenmassen zu Tafeln, Pralinen oder Hohlfiguren. So können durch ein gezielt einstellbares Fließverhalten der Schokolade sowohl Produktionsstillstände als auch der nachträgliche Zusatz von Kakaobutter deutlich reduziert werden.
Durch dieses Projekt werden Schokoladenhersteller in die Lage versetzt, mit deutlich geringerem Ressourcenverbrauch qualitativ hochwertige Schokoladenprodukte herstellen zu können. Die Ergebnisse sind insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen von Relevanz, da bei diesen das empirische Know-how zur Steuerung der Prozesse nicht im gleichen Maße vorhanden ist wie bei Großunternehmen. Hersteller von Zerkleinerungsanlagen können mit dem Erkenntnisgewinn und den entwickelten Modellen ihre Maschinen deutlich besser an die jeweiligen Aufgabenstellungen anpassen.

Das Projekt ist das 1.000 IGF-Projekt des FEI. Zu diesem Anlass fand am 11. Oktober die Übergabe des Zuwendungsbescheides in Berlin durch Matthias Machnig, Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, statt. Zur Pressemitteilung vom 11. Oktober 2017

Weitere Informationen zum IGF-Projekt AiF 19745 N "Zielgerichtete Zerkleinerung von Zuckerpartikeln zur Herstellung von Zartbitter-Schokoladenmasse mit angepassten Fließeigenschaften"

... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)