A redução do tamanho de partículas pode ser obtida através do refinamento em rolos. A figura 5.5 mostra um diagrama de um refinador com cinco rolos. A pasta viscosa de chocolate é alimentada através da abertura entre os dois primeiros rolos para ser transformada em uma película de chocolate, e as partículas são esmagadas, achatadas e mais ou menos dilaceradas. O rolo mais baixo gira na velocidade rotacional mais lenta, enquanto os acima estão cada vez mais rápidos. A película do produto sendo refinado sempre gruda no rolo movendo mais rápido e vai para cima, do primeiro ao segundo rolo, do segundo ao terceiro, etc. para ser refinada em partículas cada vez menores.

Figura 5.5: Visão esquemática de um refinador de 5 rolos


ex. de temperaturas
rolo 1 = 30° C
rolo 2 = 35° C
rolo 3 = 40° C
rolo 4 = 45° C
rolo 5 = 40° C

Pistões hidráulicos pressionam o primeiro rolo contra o segundo rolo mais baixo, que está preso firmemente, enquanto a largura da abertura de trabalho entre eles pode ser ajustada. A pressão hidráulica no quinto e último rolo causa a pressão dinâmica de toda a pilha de rolos, ou seja, os rolos 5, 4 e 3 no segundo rolo.
A faca de raspagem encaixada no quinto rolo raspa a película do produto refinado que é transportado por uma faixa de aço transportadora para o próximo passo do processamento.

Figura 5.6: Visão gráfica de um refinador de 5 rolos (SLFA)

Com a película do produto passando entre os rolos, a pressão hidráulica gerada faz com que eles, por assim dizer, flutuem um sobre o outro (isso pode ser comparado à aquaplanagem). Devido à pressão do produto passando entre eles, os rolos se dobram e, se não forem corrigidos, a película do produto ficará mais grossa no centro do que nas extremidades. Por este motivo, rolos curvos são usados, que são um pouco mais largos no centro, mas serão endireitados pela carga final, garantindo assim uma distribuição uniforme da película por toda a superfície do rolo (Figura 5.7). É importante ter em mente que esta construção requer uma pressão operacional prefixada e que, diferentemente do imaginado, a espessura das partículas não pode ser alterada ajustando a pressão do rolo.

Figura 5.7: Rolo sob pressão (1), pressão muito baixa (2), pressão correta (3) e pressão muito alta (4)

O sistema pode ser ajustado com as propriedades das matérias primas para garantir uma qualidade constante do produto final.
Considerando a forma curva do rolo, vários ajustes são possíveis para alcançar o grau definitivo de espessura:

• ajuste do primeiro rolo, de modo que ele produza uma partícula com tamanho pequeno o suficiente para o produto reter sua plasticidade, garantindo assim uma boa puxada pelo quinto rolo.

• com cada passagem seguinte através dos rolos, a superfície total das
  partículas aumenta e o produto se torna cada vez mais seco, para garantir um
  certo grau de plasticidade do material e uma puxada ideal pelos
  rolos, cada rolo é aquecido a uma temperatura um pouco acima da temperatura do
  anterior; somente o último rolo é um pouco mais frio para deixar a pasta apropriada
  para ser raspada; alterações na temperatura podem afetar a plasticidade e, consequentemente, a espessura final do material;

• a quantidade de pasta que é puxada e, consequentemente, a espessura final do material, depende da largura da primeira fenda de refinação;

• para possibilitar o ajuste da alimentação do produto necessário para obter a espessura
  final, uma unidade ajustável separada pode ser encaixada no segundo rolo para
  alterar sua velocidade de rotação; isso, em combinação com um dispositivo para
  medição permanente da película, possibilita o controle automático da espessura.

Figura 5.8: Capacidade do refinador versus espessura com um sistema refinador em 2 etapas

Figura 5.9: Refinador de 5 rolos controlado eletronicamente (Bühler)

 

A temperatura dos rolos ocos pode ser ajustada pela injeção de água de arrefecimento.

O produto final do processo de refinação por rolo é um material em pó que, quando aquecido, ficará mais macio, mas não efetivamente derreterá, pois devido à superfície total ampliada das partículas, sobrou pouca manteiga de cacau para agir como a fase contínua.

O refinador centrífugo e o moinho esférico são outros métodos para moagem.

O refinador centrífugo

Na concha do refinador McIntyre, as partículas sólidas no chocolate são refinadas por barras de moedoras de aço que raspam por toda a parede serrilhada interior do cilindro. Durante o processo, a pressão nas barras moedoras é aumentada gradualmente para moer o material em partículas cada vez mais finas. A espessura final do chocolate também depende do tempo de processamento, e quanto maior, mais fino é o chocolate.

Para o melhor desempenho, a pasta de chocolate deve ter um bom grau de liquidez, bem como um conteúdo de gordura relativamente alto comparado ao produto do refinador em rolo. Também em comparação com o refinador em rolo, a distribuição do tamanho da partícula do refinador centrífugo é mais amplo. Isso dificulta a desumidificação. Um número maior de partículas é produzido, o que prejudica as propriedades reológicas do chocolate, resultando no alto consumo de manteiga de cacau.

Entretanto, o preço de compra do refinador/concha é relativamente baixo e isso, combinado com a capacidade da máquina de processar pequenos lotes, como um lote mínimo de 500 kg, deixam este método eminentemente adequado para produção em pequena escala.

Refinadores centrífugos podem ser usados para a produção tanto de chocolate quanto de compostos, isto é, produtos que imitam chocolate com base em outras gorduras.

O moinho esférico

Moinhos esféricos encontram grande aplicação na indústria de processamento e podem ser usados para a fabricação de chocolate com teor de gordura relativamente alto.

Através de um tranque intermediário, a massa de chocolate é alimentada algumas vezes pelo moinho esférico, ou seja, um cilindro parcialmente cheio com esferas de aço rotacionadas por uma engrenagem de agitação de alta velocidade. O chocolate é bombeado na parte inferior e flui até a parte superior através de uma rede pequena o suficiente para não permitir que as esferas não a atravessem. Tais fatores como a velocidade operacional, velocidade do bombeamento, o diâmetro, o peso das esferas e a composição do chocolate, todos influenciam no resultado final.

Figura 5.10: Diagrama do processo de Lehmann

Hoje em dia, a Wiener, Lehmann e outros fornecedores oferecem vários tipos de máquina, onde o tanque, o equipamento de mistura, a bomba, e unidade de moagem (moinho esférico), o equipamento dosador de lecitina e a unidade de desumidificação são incorporados em um único sistema: as matérias primas são alimentadas em uma extremidade para serem descarregadas como chocolate na outra.