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Vorrichtung zur Temperaturbeeinflussung fließfähiger Massen, insbesondere
Schokolade Die Erfindung bezieht sich auf eine wesentliche Verbesserung bekannter
Vorrichtungen zur TemperaturW einflussung fließfähiger Massen, insbesondere von
Schokolade, bei denen zwischen einem vorzugsweise umlaufenden zylindrischen Kern
und einem diesen im Abstand gleichachsig umgebenden feststehenden Zylindergehäuse,
also innerhalb dieses ringförmigen, zumindest von außen durch einen kühl- oder heizmitteldurchflossenen,
temperaturbeeinflußten Durchflußquerschnitts, Misch- und Rührwerkzeuge parallel
zur Zylinderachse angeordnet sind, die in ihrer radialen Ausdehnung den erwähnten
Zwischenraum völlig ausfüllen und die auf den Umfang des Ringquerschnitts gleichmäßig
verteilt sind. Neben den zaWreürhen anderen Temperierm,aschinenkonstruktionen, für
die vorzugsweise lange, unter Umständen in mehrere Zonen unterteilte Mi@sdhsdhneckengehäwse
verwendet werden, hat die obenerwähnte Maschinenanordnung ebenfalls, insbesondere
für überziehzwecke, Verwendun:g gefunden.
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Ihr haftet jedoch der Mangel an, daß sie in ihrem bisherigen bekannten
Zustand die modernen hohen Ansprüche an ein inniges Vermischen der einzelnen Masseteildhen
während des Abkühlens nicht ausreichend erfüllt.
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Zur Behebung dieses Mangels wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die
bisher immer an dem Zylinderkern als Längsschaufeln befestigten Misch-und
Rührwerkzeuge
um ihre eigene Körperlängsachse drehbar zu lagern und auch,den Zylinderkern, auf
dessen Kühlung man bei dem erwähnten Maschinentyp bisher verzichtet 'hatte, von
einem Kühlmittel durchfließen zu lassen. Dabei wird die Förderung der Schokoladenmasse
durch den Ringquerschnitt wie bei den bekannten Maschinen durch eine dein Wärmeaustauscher
vorgeschaltete Schokoladenspeisepumpe bewirkt.
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Für die praktische Verwirklichung des Erfindungsgedankens bedient
man sich erfindungsgemäß zweier konzentrischer Zahnkranzpaare an leiden Enden des
Gehäuses, von denen das eine Paar am Gehäuse und das andere auf dem relativ dazu
gedrehten Zylinderkern befestigt ist. In diese beiden paarweise angeordneten Zahnkränze
greift an jedem Ende des vorzugsweise als Zylinderstab oder Zylinderrolle ausgebildeten
Rühr- und Mischwerkzeuges ein Ritzel dieses Werkzeuges ein, wodurch bei der Drehung
entweder des Gehäuses oder vorzugsweise des Zylinderkernes die Misch- und Rührwerkzeuge
in Eigendrehung versetzt werden und dadurch einen innigen und schnellen Austausch
der einzelnen Masseteilchen zwischen den temperaturbeeinflußten Flächen des Wärmeaustauschers
bewirken.
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Wenn auch die absolute Drehung des Zylinderkernes gegenüber einen
feststehender Gehäuse immer die bevorzugte Ausführungsform sein wird, schon mit
Rücksicht auf die erforderlichen Dichtungen für die Zu- und Abführung der zu behandelnden
blasse und auch des Temperiermittels, so wäre natürlich auch,die umgekehrte Anordnung
denkbar, bei der der Zylinderkern feststeht und das Gehäuse seich dreht.
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Erfindungsgemäß könnte natürlich auch auf die Ritzel an den Enden
der Rühr- und 11-lischwerkzeuge verzichtet werden, wenn durch eine genaue Passung
dieser rollenförmigen Werkzeuge innerhalb des Ringspaltes und eine entsprechende
Käfiglagerung wie bei einem Kugel- oder Rollenlager dafür gesorgt wird, daß die
Rollen sowohl in Reibungsberührung mit mindestens der absolut bewegten, von beiden
relativ zueinander gedrehten Zvlinderfläc'hen des Ringquerschnitts gehalten werden
können, als auch einigermaßen ihren Abstand auf dem Umfang beibehalten.
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Naturgemäß ist auch eine Anordnung nicht ausgeschlossen, bei der beide
Zylinderflächen des Ringquerschnitts feststehen. In diesem Falle wäre erfindungsgemäß.ein
zusätzlicher Antrieb für die Erzeugung der Eigendrehung der z. B. in einem Käfigring
beiderseits gelagerten Misch- und Rührwerkzeuge erforderlich.
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Erfindungsgemäß ist es von besonderem Vorteil für den Platzbedarf
der gesamten Maschine, wenn der Läufer der Massespeisepuinpe mit dem Innenzylinder
gleichachsig starr verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur TcUn.peraturbeeinflussung
von fließfähigen Massen ist aus den ohne weiteres verständlichen Zeichnun-. gen
ersichtlich, von denen zeigen Fig. i einen schematischen Längsschnitt und Fig. 2
einen senkrecht zur Achse geführten Schnitt durch die Bearbeitungszone, der in seinem
oberen Teil im Sinne der Schnittlinie A-A in den Eingriffsbereich der Antriebsritzel
für die Misch- und Rührwerkzeuge verlegt ist.
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Zwischen dem Kühlmantel i des Gehäuses und dem ebenfalls kühlmitteldurchflossenen
Mantel 2 des mit dem Gehäuse gleichachsigen Zylinderkernes, der wiederum auf der
Antriebswelle 8 befestigt ist, befindet sich ein ringzylindrischer Zwischenraum,
durch den im Sinne der Fig. i die Schokoladenmasse von rechts nach links hindurchgedrückt
wird. Den Förderdruck erzeugt eine rechts angedeutete Massespeisepumpe, deren Läufer
9 sich ebenfalls auf der Welle 8 befindet. Die übrigen Teile der Massespeisepumpe,
die naturgemäß auch als Zahnradpumpe ausgebildet sein kann, interessieren im Rahmen
der Darstellung der Erfindung nicht. Der Schokoladenein- und -austritt ist innerhalb
der von oben in das Gehäuse mündenden Stutzen durch entsprechende Pfeile gekennzeichnet.
Bei dem hier gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der von dem Kühlmantel umgebene
Zylinderkern 7 selbst angetrieben, während das innen gekühlte Gehäuse feststeht.
An den Enden des Durchflußqüerschnitts der Schokolade sind sowohl auf dem Zylinderkern
7 als auch auf dem Gehäuse konzentrische Zahnkränze 6 bzw. 5 befestigt, in deren
Zahnlücken die als Ritzel 4 ausgebildeten Enden von längs der Achse in dem Ringspalt
angeordneten Misch- und Rührwerkzeugen 3 eingreifen, so daß diese Werkzeuge in Eigendrehung
entweder durch den Zylinderkern 7 und dessen Zahnkränze 6 oder durch einen unter
Umständen ebenfalls umlaufenden Gehäusekörper mit seinen Zahnkränzen 5 versetzt
werden. Durch diese Eigendrehung wird nicht nur das einzelne Masseteilchen einer
sich in schneller Folge ständig wiederholenden Reibwirkung an den äußeren bzw. inneren
Begrenzungsflächen des Ringspaltes, sondern auch in der gleichen schnellen Folge
einer unmittelbaren Temperatureinwirkung durch die gekühlten, dicht beieinanderstehenden
Zylinderflächen ausgesetzt, so daß man mit einer gleichmäßig durchgekühlten Masse
in allen Teilen des Ringquerschnitts am Schokoladenaustritt rechnen kann. Es ist
verständlich, daß sich durch eine derartig innige und schnelle Mischung der Masseteilchen
und durch ihre dauernde Verlagerung von der Innen- zur Außenseite und umgekehrt
die bisherige verhältnismäßig große Dauer des Temperiervorganges nicht unwesentlich
abkürzen läßt.
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Natürlich sind die Misch- und Rührwerkzeuge ihrer Aufgabe gemäß nicht
an eine besondere Querschnittsform gebunden. Die Rollenform bzw. Stabforin mit Kreisquerschnitt
ist nur dann gegeben, wenn auf einen Eigenantrieb durch Zahnkränze verzichtet wird
und man sich mit einem Antrieb durch Reibberührung mit der umlaufenden Zylinderflächie
begnügt. In allen anderen Fällen können die Misch- und Rührwerkz.eu@ge 3 auch andere
Querschnittsformen besitzen, wie z. B. Schaufel-, Stern-, Vierkant-, gerillte Rollen-
und ähnliche Formen. Auch die Schneckenform bzw.
die Gestalt einer
kernlosen Schraubenwindung ist nicht ausgeschlossen. Wichtig ist nur, daß die lZülirwerkzetige
zu einer ständigen Verlagerung der Teile zwischen innen und außen auf dem ganzen
Umfang des Ringquerschnittes beitragen und daß sie, wenn möglich, daneben auch noch
Reibarbeit an den äußeren und inneren Zvlinderflächen leisten.
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l,' ür das Wesen der Erfindung ist es unwichtig, mit welchen Mitteln
die Begrenzungsflächen des Ringspaltes gekühlt werden, ob das Kühlmittel in den
bekannten schraubengangförmigen Führungen von der einen zur anderen Seite, vorzugsweise
unter Benutzung des Gegenstromprinzips, gelangt oder ob eine andere bewährte Kühlung
angewendet wird. In dieser Hinsicht bedarf es keiner weiteren Erläuterung der Zeichnung.
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Die Relativdrehung zwischen den inneren und 'iußereii Zylinderflächen
des Ringquerschnitts kann entweder durch. absolute Drehung des Zylinderkernes 7
bei feststehendem Gehäuse oder durch absolute Drehung des Gehäuses gegenüber dem
feststehenden Kern sowie unter Umständen auch durch Relativdrehung beider zueinander
erzeugt werden. Auch die feststehende Anordnung sowohl des Z@,linclerl;eriies 7
als auch des Gehäuses ist möglich. In diesem Falle bedarf es dann eines zusätzlichen
Antriebs der Misch- und Rührwerkzeuge 3.
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Die Überwachung der Arbeitsweise der Maschine geschieht zweckmäßigerweise
durch einen am Schokoladenaustritt eingebauten, hei solchen Anordnungen üblichen
Thermostaten, der als Impulsgeber für die Regelung entweder der Schokoladenspeisepumpe
oder auch der Kühlmittelzufuhren bzw. auch. beider Einflußgrößen wirkt.