Der europaweite Schokoladenkonsum steigt. Nach Angaben von Caobisco (Association of Chocolate, Biscuit and Confectionery Industries of Europe) wurden im Jahr 2011 in Europa mehr als 2,66 Mio. t Schokolade konsumiert und damit noch einmal fast 61.000 t mehr als zwei Jahre zuvor. Für einen harmonischen Geschmack sind bei der Herstellung von Schokoladenfüllmassen und -überzügen vor allem gleichbleibende Qualität und feinste Mahlergebnisse entscheidend. Die Ringspaltkugelmühle ist eine innovative Technologie, die sich auf genau diese Anforderungen fokussiert. Schokolade schmeckt am besten, wenn die Füllmasse eine weiche Konsistenz hat und auf der Zunge ein samtiges Gefühl hinterlässt. Dafür ist es entscheidend, dass die Schokoladenmassen äußerst fein vermahlen werden und ein homogenes Zerkleinerungsergebnis erzielt wird. Ein entscheidender Prozessschritt ist die Feinvermahlung. Verschiedene Mühlensysteme
kommen hierbei zum Einsatz.
Häufig werden für die Feinvermahlung der Schokolade Rührwerkskugelmühlen eingesetzt. Diese bestehen aus einem zylindrischen Behälter, der mit Mahlkugeln gefüllt wird. Innerhalb des Behälters befindet sich ein Rührwerk mit Stiften oder Scheiben. Dieses Rührwerk bringt die Mahlkugeln in Bewegung, welche das Produkt durch die Einwirkung von Prall- und Scherkräften zerkleinern. Herkömmliche Rührwerkskugelmühlen erlauben Leistungseinträge von bis zu ein kW/dm3. Oft muss der Mahlvorgang mehrmals wiederholt werden, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist.
Verweildauer reduzieren
Anders die Ringspaltkugelmühle: Sie erlaubt Leistungseinträge von bis zu acht kW/dm3, was in etwa der achtfachen Leistungsdichte von herkömmlichen Rührwerkskugelmühlen entspricht. Dank der Geometrie des Prozesswerkzeugs trägt die Ringspaltkugelmühle die Zerkleinerungskräfte direkt in das Produkt ein. Die erforderliche Verweildauer im Mahlraum reduziert sich dadurch erheblich. Somit lässt sich der Produktionsprozess mit der Ringspaltkugelmühle im Vergleich zur Rührwerkskugelmühle signifikant verkürzen. In der Regel wird das Produkt mit einer einzigen Mahlpassage auf eine Partikelgröße von unter 30 µm vermahlen – ein großer Vorteil für Hersteller von Schokoladenfüllmassen und -überzügen.
Ringspaltkugelmühlen wie die CoBall-Mill MS von FrymaKoruma verfügen über eine genau durchdachte Technik. Ihr Mahlraum wird zu 50 bis 80 Prozent mit Mahlkugeln gefüllt, die bei der Feinvermahlung von Schokolade aus Stahl oder Zirkonoxid bestehen und typischerweise einen Durchmesser von 1,5 bis drei mm haben. In den konischen Arbeitsbehälter der Mühle (Stator) taucht ein ebenfalls konischer Mitnahmekörper (Rotor) ein. In dem Spalt zwischen diesen beiden Körpern, der je nach Mühle 6,5 bis 13 mm breit ist, werden die Mahlkugeln durch die Drehung des Rotors innerhalb des Stators radial von innen nach außen beschleunigt. Die dadurch erzeugte Bewegungsenergie löst den Zerkleinerungsprozess aus. In der Fließrichtung des Produkts nimmt auch die Bewegungsenergie der Kugeln zu. Sie zerkleinern die Schokoladenmasse durch die Einwirkung von Druck-, Prall- und Scherkräften. Ein dynamisches Kugelsepariersystem trennt die Mahlkugeln am Mühlenaustrag vom Produkt und führt sie über eine kontrollierte interne Rückführung zum Eingang des Mahlraums zurück.
Den Konsumenten interessiert in erster Linie die Qualität der Schokolade. Hier bietet die Ringspaltkugelmühle bessere Ergebnisse als herkömmliche Mühlen. Sie garantiert ein sehr homogenes Zerkleinerungsergebnis. Schwankende Partikelgrößen, die die Qualität der Schokoladenmasse mindern, werden vermieden. Die durchdachte Geometrie des Mahlraums sowie der enge Mahlspalt der Mühle sorgen für eine gleichmäßige und enge Kornverteilung im Mahlgut. Für den Konsumenten bedeutet das: Gleichbleibend hohe Produktqualität und höchster Schokoladengenuss.
Kleine Mahlkammer, große Leistung
Bei Ringspaltkugelmühlen beträgt das Mahlkammervolumen trotz der hohen Leistungseinträge von bis zu 8 kW/dm3 nur etwa zehn Liter. Herkömmliche Rührwerkskugelmühlen, die bei der Herstellung von Schokolade gewöhnlich eingesetzt werden, haben ein wesentlich größeres Mahlraumvolumen. Schokoladenhersteller, die auf Ringspaltkugelmühlen setzen, profitieren von der sehr kleinen Mahlkammer im Verhältnis zur Leistung. Die Kosten für Mahlkugeln sind gering. Zudem sind dank der kleinen Mahlkammer Produktverluste bei Produktwechseln in der Regel um zwei Drittel geringer als bei herkömmlichen Vollraummühlen.
Ringspaltkugelmühlen erweisen sich außerdem als äußerst reinigungsfreundlich. Die Mahlkugeln müssen nicht entnommen werden, die Kosten für Reinigungsmittel bleiben vergleichsweise niedrig und die Reinigung erfolgt sehr schnell und unkompliziert. Produktwechsel sind schnell durchgeführt – ein Vorteil, der für Hersteller beispielsweise beim Wechsel zwischen verschiedenen Schokoladenarten zum Tragen kommt. Die Ringspaltkugelmühle benötigt im Gegensatz zu herkömmlichen Mühlen keine zusätzlichen Hilfsmittel wie Stifte, Scheiben oder andere Beschleunigungselemente. Die Mahlwerkzeuge verfügen über eine verschleißfeste Beschichtung und die Mahlkugeln werden sanft beschleunigt. Auf diese Weise bleibt der Verschleiß an Mühle und Mahlmedium trotz der hohen Leistungseinträge gering.
Gut gekühlt und sehr flexibel
Schokolade ist temperaturempfindlich. Das spielt bei der Vermahlung eine Rolle. Hohe Energieeinträge verursachen viel Prozesswärme, gleichzeitig darf die Prozesstemperatur in der Regel nicht über 55 bis 60 °C steigen. Ein effizienter Wärmeaustausch ist für eine nachhaltig hohe Produktqualität unerlässlich. Bei Ringspaltkugelmühlen wird der Mahlraum durch Kühlkanäle im Rotor, Stator und Mühlendeckel gekühlt. Dieses System garantiert eine kontinuierliche und energieeffiziente Regulierung der Produkttemperatur bei vergleichsweise geringem Energieverbrauch. Die aktive Kühlfläche liegt bei bis zu 30 dm2/dm3 und die Eintrittstemperatur des Produkts kann während des Mahlprozesses gesenkt werden, was eine schonende und sichere Verarbeitung wärmesensitiver Inhaltsstoffe ermöglicht.
Eine externe Pumpe führt das Mahlgut zu. Ihre Förderleistung ist ebenso wie die Rotordrehzahl, die Breite des Mahlspalts und die Durchflussgeschwindigkeit der Schokoladenmasse individuell einstellbar. Außerdem sind der Füllgrad an Mahlkugeln sowie deren Durchmesser und Material frei wählbar. So lassen sich für jede Masse optimale Produktionsbedingungen herstellen. Neben einer gleichbleibend hohen Produktqualität und Kostenersparnissen bei Produkteinsatz, Verschleiß und Reinigung profitieren die Hersteller so auch von einer sehr hohen Flexibilität.
