專利名稱：用于連續準備物料和磨料的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于加工物料、尤其巧克力物料(Schokoladenmasse)的裝置和方法的原理。對于該原理，使用至少一個擺動斜盤(Taumelscheibe)。擺動斜盤的工作原理通常已知使用在直升機中用于控制轉子傾斜，另一方面擺動斜盤也被使用在液壓泵中。當外力施加扭矩到其上時，擺動或進動(Praezession)通常是主體的軸線的方向變化。歐拉方程是用于剛性體的旋轉的運動方程。為了說明用于該裝置的擺動斜盤的使用的原理，可想象一種回轉儀(Kreisel)，當其失去振動時回轉儀以錐體的側表面(Mantelflaeche)落到平面上且然后圍繞錐頂滾動。圍繞錐頂的該滾動清楚地示出此處所使用的擺動斜盤的原理。
背景技術：
在混合、粉碎和織構(Versalben)物料、尤其巧克力物料時通常使用精煉機(Conche)，其在或多或少柱狀的殼體中且設有(多個)轉子，其與物料的體積相比具有較小的刮削、剪切和織構工具。能量輸入相應較少。溫度控制絕大多僅可經由殼體壁實現、相應地較困難且緩慢。碾磨機經常為一定的目的來構造而非普遍可使用。磨料(Mahlgut)的接觸時間對于輥子碾磨機(Walzenmuehle)在輥子之間較小，因此經常需要多個研磨通道。可調性較小。大多僅可調節輥子的圓周速度、摩擦、研磨縫隙以及輥子溫度。如果這些參數不夠，必須利用多個通道或多個輥子來工作。對于球磨機或研磨體碾磨機，能量輸入通常通過研磨體(Mahlkoerper)的自重來引入。研磨體和磨料處在類似柱狀的研磨室中。研磨速度和能量輸入難以調節。這里不探討不同的調溫方法和機器。僅提及了兩個至今幾乎不相聯系的方法。一方面是制成板狀(Tabulieren)的方法，也就是說，在優選地由大理石構成的工作板上借助于刮鏟(Spachtel)將熱的巧克力物料涂抹到工作板上，直到在此物料變厚且冷卻且形成晶體。作為第二個方法提及了放晶種方法，在其中借助于晶種結晶(Impfkristallisation)可結晶出巧克力物料。
發明內容
本發明目的在于在一種用于加工磨料和物料的裝置和方法中(機械和/或熱地)提高能量輸入以及物質輸入(例如加氣(Begasen))和物質輸出(例如脫氣(Entgasen)),以便與利用現有技術的傳統手段相比更快地達到磨料或物料的通過該加工所追求的最終狀態。為了實現該目的，本發明提供了一種用于加工物料、尤其巧克力物料的裝置，在其中在其端面處設有鈍角的錐體的至少一個擺動斜盤(I)如此來布置，使得擺動斜盤(I)的錐頂處于擺動斜盤的軸線上并且擺動斜盤(I)的側表面可伸至其外直徑，其中，擺動斜盤
(I)關于與其鈍角的錐體相對而置的對應面(Gegenflaeche)如此來成形和布置，使得擺動斜盤(I)的從錐頂經在側表面上延伸直至側表面的外直徑的線平行于對應面布置并且由此可在對應面處滾動和/或擺動。在根據本發明的用于連續準備物料、尤其用于混合和精煉含油脂的物料的方法中，優選地在使用根據本發明的裝置的情況下，物料借助于擺動斜盤尤其在擺動斜盤之間被剪切、織構、加氣、脫氣和調溫。根據本發明的裝置和方法的有利的實施方案由從屬權利要求2至28或30至34得出。這例如使能夠利用一個帶有固定板的擺動斜盤或兩個擺動斜盤研磨、利用擺動斜盤精煉以及作為最后的工藝步驟借助于擺動斜盤調溫和結晶。在此，擺動斜盤的不同的布置現在可導致裝置的不同的變體。下面舉出一些示例。在第一布置方案中擺動斜盤如此來布置，使得側表面在從錐頂直至外直徑的線處彼此貼靠、相對于彼此展開，而其不圍繞自身的軸線徑向轉動。擺動斜盤經由凸輪(Kurvenscheibe)(其經由擺動進給軸(Taumelschubwelle)與擺動斜盤相連接)被帶至擺動且還被控制。凸輪不僅可機械地而且可伺服控制地來實施。擺動斜盤如此放置在殼體中，使得其在周緣處被包圍。因此在擺動斜盤之間產生空腔。該空腔圍繞擺動斜盤的軸心運動。處于其中的物料相應地總是圍繞這些在軸心之間的假想的軸線來引導。如果現在這些假想的軸線處于水平且在擺動斜盤之間的空腔中存在一部分物料且擺動斜盤彼此相對擺動，物料在假想的軸線上被推動。當該運動足夠快時，物料溢出。利用該過程促進氧交換。特別對于用于準備巧克力的精煉機，多個因素對合理的精煉負責。一方面避免粒化(Verkoernen)，其可借助剪切過程來減少，然后織構是重要的過程以及物質的交換(例如苦味物質的分離和引出)是非常重要的過程。為了該目的，擺動斜盤設有該幾何結構，其一方面示出剪切效果，另一方面促進織構。此外可使用專門促進氣體交換的幾何結構。利用該幾何結構與待處理的物料的體積的比例，形成本發明相對于目前已知的系統的優點之一。因此可能大幅縮短精煉時間、相應地能夠在相同的精煉時間中提高物料的質量。剪切和織構幾何結構如此來選擇，使得其盡可能有效率地工作，也就是說，盡可能少具有能量供給。根據本發明，通過物料在水平軸線上的加強的翻轉(Ueberschlagen)來優化氣體交換，以及在剪切和織構時所供給的能量的可能的散出。此外將擺動斜盤聯接到熱平衡(Waermehaushalt)處是簡單的，因為盤擺動而不轉動。待加工的物料的較高的接觸面積使能夠小心地控制供熱和散熱。這些特性也被用于例如在化學工業、制藥工業和化妝品工業中的產品。在第二布置方案中，擺動斜盤被放置在水平的固定板上。擺動斜盤在固定板上擺動。其中，概念固定板就此而言須如此來理解，即其不擺動。其可圍繞自身的軸線轉動并且/或者改變位置。擺動斜盤經由凸輪尤其被伺服控制或驅動。由此可能使擺動斜盤如此擺動，從而與固定板一起形成用于碾磨機的功能(研磨功能)。該布置方案相對于許多已知的系統具有該優點，即多個參數可供用于調節。除了已知的調節如輥子(固定板)的圓周速度、摩擦、研磨縫隙以及擺動斜盤溫度(輥子溫度)之外，可調節接合角度、縫隙角度以及或大或小的速度差。可能使固定板這樣轉動，使得例如由于離心力磨料精確地保留在工作區域中。然而這也可通過縫隙角度來實現。由此，磨料可保留在碾磨機中直至例如達到期望的顆粒大小。
在第三布置方案中，擺動斜盤處于如在
中所說明的那樣，然而在側表面上從錐頂直至外直徑的線之間存在間距。在由此增大的空間中填充研磨體或球以及磨料。通過擺動斜盤的擺動運動，現在碾壓(Walken)研磨體或球和磨料。然而相對于傳統的球磨機，這里利用該優點，即可利用擺動斜盤更多地且受控制地輸入能量。另外可能將模塊與擺動斜盤連結用于接下來的加工步驟。在第四布置方案中，擺動斜盤類似于在
中那樣來布置。然而，擺動斜盤位于中心軸上。擺動運動經由靠近中心軸布置的擺動進給桿(Taumelschutzstange)來驅動。中心軸與擺動斜盤如此連結，即其可擺動、徑向地但是固定地相連接。擺動斜盤現在例如可如此來設計，使得其還具有刮削功能。現在可能進行“制成板狀程序”。物料被導引到第一腔中、部分制成板狀、可能經由徑向布置的供給腔繼續被供以液態的巧克力物料、進一步導引到第二腔中且如此繼續直至輸出調溫的、預結晶的物料。作為第二可能性，經由供給腔將預混合的晶種晶體導引到調溫腔中，在那里加強地以精確的溫度來加工。也絕對可能將兩種方法相互結合。在兩種方法的情況中，一部分物料的返回(如在其它系統中那樣)不是必需的。另外還存在經由供給腔配加配料的可能性。
圖A、A1至A8說明了擺動斜盤的原理。圖B顯示了帶有兩個擺動斜盤的一實施方案的透視圖。圖C、Cl至C3以剖面且透視性地顯示了擺動斜盤如何彼此相對擺動。圖Dl顯示了帶有擺動斜盤的精煉機的構造。圖D2顯示了帶有五對擺動斜盤的殼體。圖D3顯示了擺動斜盤的支承。圖E顯示了帶有擺動斜盤和研磨體的殼體。圖Fl顯示了擺動斜盤的懸掛。圖F2至圖F5的連續圖畫顯示了擺動斜盤在固定板上的擺動。圖G顯示了與在圖Fl的情況下所說明的相同的原理，然而該擺動斜盤是兩件式的。圖H顯示了多個擺動斜盤，其安置在殼體中。
具體實施例方式利用在圖A、Al至AS中的連續圖畫說明了擺動斜盤的原理。根據簡單的回轉儀(其在側表面上圍繞錐體的頂部滾動)可說明擺動斜盤根據本發明如何擺動。圖B顯示了兩個擺動斜盤1，其與擺動進給軸4相連接，擺動進給軸4在它方面在右側凸輪3上且在左側凸輪2上行進。凸輪對稱地布置。圖C、Cl至C3以剖面且以3D視圖顯示了擺動斜盤經由凸輪控制地如何彼此相對擺動。圖Dl顯示了用于帶有擺動斜盤I的精煉機的結構造，帶有負的織構輪廓的擺動斜盤1.1，帶有正的織構輪廓的擺動斜盤1.2，帶有正的剪切輪廓的擺動斜盤1.3，帶有負的剪切輪廓的擺動斜盤1.4。它們安置在由殼體罩7和殼體蓋8構成的殼體中。在該示例中，擺動進給軸5.1和5.2允許進入殼體罩中。在殼體外面是右側凸輪3和左側凸輪2，其經由擺動進給軸5.1和5.2驅動擺動斜盤。圖D2顯示了帶有5對擺動斜盤的殼體。圖D3顯示了擺動斜盤如何支承6在擺動進給軸5.1和5.2中。作為6的剖面的細節Y顯示了球形襯套支承(Kugelbuechsenlagerung)。圖E顯示了如在圖Dl的情況下所說明的殼體。此處示出如何使用帶有在側表面上從錐頂直至外直徑的線之間的間距的兩個擺動斜盤1，其之間的空間被部分地填充以研磨體(球)9，在其中磨料可被磨碎。通過擺動運動，研磨體與磨料一起被碾壓。該碾壓現在引起研磨。對于該方法有利的是，能夠受控地添加能量。如這里所示，可能將另外的帶有負的織構輪廓的擺動斜盤1.1、帶有正的織構輪廓的擺動斜盤1.2、帶有正的剪切輪廓的擺動斜盤1.3、帶有負的剪切輪廓的擺動斜盤1.4串聯，其中，在擺動斜盤處不同的加工輪廓也可被相互組合。圖Fl顯示了擺動斜盤1，其懸掛在擺動進給軸4處并且放置在固定板10之上。擺動進給軸4與伺服驅動器34相連結。伺服驅動器34經由電子凸輪被控制。細節X顯示了球形襯套支承的簡化的圖示。圖F2至F5的連續圖畫顯示了擺動斜盤在固定板之上的擺動。圖G顯示了與在圖Fl的情況下所說明的相同的原理，然而該擺動斜盤是兩件式的。擺動斜盤上部13如此來構造，使得可裝配擺動斜盤工具14。固定板下部11如此來構造，使得可裝配固定板工具12。由此可能根據要求使用不同的工具。帶有工具的固定板可大于帶有工具的擺動斜盤。由此可從外面填充磨料。可通過中間的開口帶出磨料。圖H顯示了多個擺動斜盤可如何被安置在殼體中。擺動斜盤15位于中心軸16上且如此相連結，使得其可擺動、然而不可徑向地圍繞中心軸16轉動。擺動運動經由擺動進給桿17引起。其又經由凸輪法蘭(Kurvenflansch) 18被移動。擺動斜盤15如此布置在物料室24中，使得從錐頂直至外直徑的線平行于上固定板25和19以及平行于下固定板21。物料經由物料入口主流32被導引到物料室24中。擺動斜盤15 (現在例如可如此來設計，即其還具有刮削功能)混合物料并且由上和下固定板刮削物料。中心軸16可被轉動。這對于刮削功能是必需的。上和下固定板可經由加熱/冷卻通道23以需要的溫度來移動。經由供給通道27且通過物料和配料入口 26可供給液態的物料。處理的或部分處理的物料經由處于間隔環30中的通路(Durchlass) 28在物料室24之間被傳輸。各個物料室24利用上和下固定板以及帶有供給通道20的柱殼體(Gehaeusezylinder)來封閉并且利用間隔板29隔開。在物料完成處理之后，其經由物料出口 32被帶出。附圖標記清單 I擺動斜盤
1.1帶有負的織構輪廓的擺動斜盤 1.2帶有正的織構輪廓的擺動斜盤 1.3帶有負的剪切輪廓的擺動斜盤
1.4帶有正的剪切輪廓的擺動斜盤2左側凸輪3右側凸輪4擺動進給軸5.1右側擺動進給軸
5.2左側擺動進給軸6擺動斜盤軸承7殼體罩8殼體蓋9研磨體(球)
10固定板
11固定板下部
12固定板工具
13擺動斜盤上部
14擺動斜盤工具
15用于中心軸的擺動斜盤
16中心軸
17擺動斜盤-進給桿
18凸輪法蘭
19殼體上部/上固定板
20帶有供給通道的柱殼體
21下固定板
22封閉法蘭
23加熱/冷卻通道
24物料室
25上固定板
26物料和配料入口
27供給腔
28物料室之間的通路29間隔板30間隔環31殼體下部32物料入口主流33物料出口34伺服驅動器。
權利要求
1.一種用于加工物料、尤其巧克力物料的裝置，其特征在于，在其端面處設有鈍角的錐體的至少一個擺動斜盤(I)布置成使得所述擺動斜盤(I)的錐頂處于所述擺動斜盤的軸線上并且所述擺動斜盤(I)的側表面能夠伸至其外直徑，其中，所述擺動斜盤(I)關于與其鈍角的錐體相對而置的對應面成形和布置成使得所述擺動斜盤(I)的從所述錐頂在所述側表面上延伸直至所述側表面的外直徑的線平行于對應面來布置并且由此能夠在所述對應面處滾動和/或擺動。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述對應面是第二擺動斜盤(I)的表面，其中，在端面處設有兩個鈍角的錐體的兩個所述擺動斜盤(I)布置成使得所述錐頂處于所述擺動斜盤的軸線上且所述側表面能夠伸至所述外直徑，并且所述擺動斜盤布置成使得從所述錐頂在所述側表面上直至所述側表面的外直徑的線彼此平行地布置并且由此能夠彼此相對滾動和/或 擺動。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，擺動運動經由擺動進給軸(4，5.1, 5.2)或擺動進給桿(17)借助于機械凸輪或凸輪法蘭或帶有伺服驅動器的電子凸輪來產生。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤設有鈍的錐體并且相應從假想的錐頂在所述側表面上直至所述側表面的外直徑的線彼此平行地布置并且由此能夠彼此相對滾動和/或擺動。
5.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述擺動斜盤中、尤其在擺動斜盤上部(13)處，在所述端面處設置有假想的錐體或截頂錐體，并且從假想的錐頂在假想的側表面上直至假想的側表面的外直徑的線彼此平行地布置并且由此能夠彼此相對滾動和/或擺動。
6.根據權利要求2至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述錐體或截頂錐體可以是任意的并且所述錐體的角度可以是任意的。
7.根據權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，帶有假想的錐體或截頂錐體的擺動斜盤能夠設有正確的錐體或截頂錐體(擺動斜盤-工具14)或者所述錐體或截頂錐體能夠以擺動斜盤-工具(14)的形式裝配和拆卸。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，多個擺動斜盤(I)如此來布置，即每個擺動斜盤與下一擺動斜盤布置成使得從所述錐頂在所述側表面上直至所述側表面的外直徑的線彼此平行地布置并且由此能夠彼此相對滾動和/或擺動，其中，所述擺動運動優選地經由擺動進給軸(5.1, 5.2)來驅動。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的、尤其用于加工物料和磨料的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤(I)和所述對應面彼此有間距地來布置，其中，由在兩個線之間的間距形成的空間以研磨體、優選地以球(9)至少部分地來填充，使得在所述空間中物料能夠被加工或者磨料能夠被研磨。
10.根據權利要求1至8中任一項所述的、尤其用于加工物料和磨料的裝置，其特征在于，兩個擺動斜盤(I)以在所述側表面上從所述錐頂延伸直至所述外直徑的線之間的間距來布置，其中，由在所述兩個線之間的間距形成的空間以研磨體、優選地以球(9)至少部分地來填充，使得在所述空間中物料能夠被加工或者磨料能夠被研磨。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于，擺動斜盤的端面或側表面這樣構造有剪切結構或剪切輪廓(1.3和1.4)以及構造有織構化結構或織構化輪廓(1.1, 1.2)，使得所述結構或輪廓在所述擺動斜盤滾動和/或擺動時能夠互相接合。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，同樣地設置有帶有其它功能、尤其用于將空氣引入物料中的結構或輪廓，其中，優選地相互組合地設置有帶有不同功能的結構或輪廓。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的裝置，其特征在于，所述對應面是水平的固定板(10和12)的表面的一部分，擺動斜盤(I和14)布置在水平的所述固定板(10和12)之上并且所述擺動斜盤在所述固定板之上能夠置于擺動的運動中。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤連結在經由機械的或電子的凸輪來移動的擺動進給軸處。
15.根據權利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述固定板能夠移動并且其位置能夠變化，其中，其優選地能夠平移并且/或者能夠扭轉。
16.根據權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述固定板能夠沿著它的垂直于固定板平面的對稱軸線平移并且/或者能夠圍繞該對稱軸線扭轉。
17.根據權利要求1至16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤在周緣處可以是圓的、正方形的、矩形的或多邊形的。
18.根據權利要求1至17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤由不同的材料構成并且能夠不一樣地來涂覆。
19.根據權利要求1至18中任一項所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤在周緣處可具有刮刀、密封件、密封圈或滑塊。
20.根據權利要求1至19中任一項所述的裝置，其特征在于，一個或多個擺動斜盤(15)安置在殼體中，所述一個或多個擺動斜盤(15)布置在容納所述物料的加工室中，所述加工室由上固定板(19或25)、帶有向外的供給通道的尤其以柱殼體(20)的形式的側表面、下固定板(21)和封閉法蘭(22)或向上的間隔環(30)和向下的間隔環(30)來限定。
21.根據權利要求20所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤(15;參見圖H)位于中心軸(16)上并且如此來連結，即其能夠擺動然而徑向上與所述中心軸(16)相連接，使得所述擺動斜盤(15)經由所述中心軸(16)能夠被附加地轉動。
22.根據權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述中心軸(16;參見圖H)不存在，并且裝備有一個或多個擺動斜盤(15)的擺動進給桿(17)沿著所述裝置的軸向完全被引導穿過整個所述殼體，并且驅動器放置在所述殼體外部并且被同步。
23.根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述柱殼體(20)具有供給腔(27)以及至物料室28的通道。
24.根據權利要求23所述的裝置，其特征在于，殼體上部(19)、所述下固定板(21)以及所述上固定板(25)至少部分地且在所述擺動斜盤的側面上由大理石或花崗石或類似的礦物材料構成。
25.根據權利要求24所述的裝置，其特征在于，在下固定板(21)與上固定板(25)之間作為占位件或隔片裝配有間隔板(29)。
26.根據權利要求25所述的裝置，其特征在于，所述間隔板(29)可由不同材料、尤其由絕熱的材料構成。
27.根據權利要求26所述的裝置，其特征在于，所述間隔板(29)實施為用于引導冷水和熱水的集流器。
28.根據權利要求27所述的裝置，其特征在于，所述擺動斜盤(15)實施為用于攪拌和混合的工具且同樣地實施為用于刮削和織構的工具。
29.一種優選地在應用根據權利要求1至28中任一項所述的裝置的情況下用于連續準備物料、尤其用于混合和提煉含油脂的物料的方法，其特征在于，所述物料借助于擺動斜盤(I)、尤其在擺動斜盤(1，1.1，1.2，1.3，1.4)之間被刮削、織構、加氣、脫氣和調溫。
30.一種優選地在使用根據權利要求9或10所述的裝置的情況下用于加工物料或磨料的方法，其中，在擺動斜盤(I)與其對應面之間或在相鄰的擺動斜盤(I)之間借助于尤其以球的形式的研磨體(9)通過所述物料或所述磨料與所述研磨體一起在所述擺動斜盤(I)與其對應面之間或在兩個所述擺動斜盤(I)之間被碾壓來處理所述物料或所述磨料。
31.根據權利要求30所述的方法，其特征在于，經由所述碾壓來控制到所述物料或所述磨料中的能量輸入。
32.根據權利要求29至31中 任一項所述的方法，其特征在于，任意的加工步驟串聯地實現。
33.根據權利要求29至32中任一項所述的方法，其特征在于，借助于擺動斜盤(I, 13，14)和固定板(10，11，12)以如下方式來加工物料和磨料，即磨料在所述固定板的錐狀成形的料斗中通過它的轉動和由此引起的離心力保持在所述料斗中并且利用能夠靈活地控制的擺動斜盤來處理直至拋出期望的產品。
34.根據權利要求29至33中任一項所述的方法，其特征在于，物料借助于擺動斜盤(15)和固定板(19，2，25)被制成板狀，其中，進行調溫和結晶并且在制成板狀期間或在其之后經由所述入口(26)將液態的物料輸送給所述工藝，直至達到要求的量和期望的結晶。
全文摘要
本發明涉及一種用于以連續的工藝加工磨料和物料、尤其準備含油脂的物料的裝置和方法。利用一個帶有固定板的擺動斜盤(1)或兩個擺動斜盤(1)的研磨、利用擺動斜盤(1)的精煉以及作為最后的工藝步驟借助于擺動斜盤(1)的調溫和結晶。
文檔編號B02C21/00GK103097031SQ201180024457
公開日2013年5月8日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者亞歷克斯·諾貝爾 申請人:亞歷克斯·諾貝爾, 哈斯食品設備有限責任公司