AT362223B

AT362223B - Verfahren und vorrichtung zum aufschmelzen von bloecken aus schmelzbarer masse, insbesondere von kakaobloecken

Info

Publication number: AT362223B
Application number: AT694479A
Authority: AT
Original assignee: Vana Erich Ing
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1981-04-27
Also published as: ATA694479A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen von Blöcken aus schmelzbarer Masse, insbesondere von Kakaoblöcken, wobei die Blöcke zuerst zerkleinert und dann in einem Schmelz- kessel geschmolzen werden.

Bei der Verarbeitung von Rohprodukten in Form grösserer Blöcke besteht oft die Notwendigkeit, diese Blöcke aufzuschmelzen und dabei gegebenenfalls zu reinigen. So wird z. B. Rohschokolade in mehr oder weniger grossen Platten oder Blöcken von den Herstellerländern geliefert, die stark verunreinigt sind. Die Verunreinigungen sind gegeben z. B. durch Verpackungsmaterial, Steine,
Ungeziefer usf.

Bisher wurden solche Blöcke zum Aufschmelzen oft zur Gänze in beheizte Rührbehälter einge- worfen. Das brachte eine lange Auflösezeit, hohen Energieverbrauch, geringe Durchsatzmenge pro
Kesselvolumen und schlechte Reinigungsmöglichkeiten der dadurch bedingten grossen Behälter mit sich.

Um die Rohstoffblöcke für leichteres Auflösen zu zerkleinern, wurden diese Blöcke bisher auch zerschnitzelt. Allerdings ist das Zerschnitzeln mit grossem Kraft- und Energieaufwand verbunden und bringt eine grosse Bauhöhe der Anlage mit sich. Vor allen Dingen aber werden durch das Zerschnitzeln auch die Verunreinigungen zerkleinert, die dann nur mehr schwierig aus der Schmelze entfernt werden können. Es sind weiters Vorrichtungen bekannt, die zur Erzeugung der aufzuschmelzenden Kakaoblöcke aus Kakaobohnen dienen und auch Vorrichtungen zur Weiterverarbeitung von Schokolademassen unter Anwendung eines mehrstufigen Verfahrens zur Temperaturzustandsveränderung.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, das bzw. die besonders auf das Aufschmelzen von Blöcken aus schmelzbarer Masse abgestellt ist, wobei alle oben genannten Nachteile vermieden werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zerkleinern der Blöcke. diese zuerst durch ein Brechgitter gedrückt werden, wobei die eventuell vorliegenden Verunreinigungen ihre ursprüngliche Grösse weitgehend behalten und leicht abgeschieden werden können und dass die zerbrochene Masse in zwei aufeinanderfolgenden Stufen geschmolzen wird.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brechanlage ein Brechgitter und einen in Richtung vom Brechgitter und von diesem fort bewegbaren Pressstempel aufweist und dass der Brechanlage ein Schmelzkessel nachgeschaltet ist. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist das Brechgitter aus einander kreuzenden Reihen von Flachstäben gebildet, wobei die eine Reihe Flachstäbe mit ihren schmalen Stirnseiten in Richtung zum Pressstempel ausgerichtet ist und die andere Reihe Flachstäbe an der andern Seite der einen Flachstäbe angeordnet ist, so dass die Masse beim Pressen durch den Pressstempel zuerst von der einen Reihe Flachstäbe und dann von der andern Reihe Flachstäbe gebrochen wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Fig. l zeigt die Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung von der Seite. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Brechanlage und Fig. 3 eine Ansicht des Brechgitters von innen in Richtung des
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eine Ansicht eines Segmentes des beheizten Zwischenbodens dar, Fig. 6 ist eine Aufsicht auf den Aufschmelzkessel bei abgenommenem Deckel und entfernter Brechanlage.

Das in Fig. l dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine Schmelzanlage für Kakaomasseblocks.

Sie besteht im wesentlichen aus der Brechanlage-l-und dem Schmelzkessel-2-, der mit einem Rührer --3-- versehen ist. Der Rührer -3-- wird von einem Motor --4-- angetrieben. Dem Schmelzkessel --2-- ist ein Vibrationssieb --5-- nachgeschaltet, von dessen Auffangkasten --6-- die geschmolzene Schokolade entnommen werden kann.

Bei der Beschickung gelangen die Kakaoblöcke, die je nach Hersteller und Herkunftsland verschiedene Dimensionen aufweisen können, durch eine Klappe --7-- zwischen einen hydraulisch betätigten Pressstempel --8- und das Brechgitter-9-. Durch den Pressstempel --8-- wird der Schokoladeblock durch das Brechgitter durchgepresst, wobei der Schokoladeblock in kleine unregelmässige Teile zerbricht. Eventuell vorhandene Verunreinigungen werden dabei jedoch nicht zerkleinert. Nach Passieren des Brechgitters fällt die zerbrochene Schokolade durch eine Öffnung

--10-- im Deckel des Schmelzkessels --2-- in diesen hinein.

Der Schmelzkessel --2-- ist z.B. mit
Heisswasser oder Niederdruckdampf so beheizt, dass die geschmolzene Schokolade eine Temperatur zwischen 70 und 95 C, in bevorzugter Weise 90. C, erreicht.

In Fig. 2 ist die Brechanlage --1-- zur Zerkleinerung der Schokoladeblöcke im Längsschnitt näher dargestellt. Der Stempel --8-- wird von einem hydraulischen Zylinder --11-- betätigt und ist zwischen einer hinteren Endstellung (Fig.2) und einer vorderen Endstellung hin und her beweg- bar. Bei der vorderen Endstellung stösst der Stempel --8-- an das Brechgitter --9-- bzw. bleibt kurz davor stehen. Der Stempel --8-- und der Pressraum-12-, in dem sich der Stempel --8-- bewegt, haben rechteckigen Querschnitt. Nach oben ist der Pressraum durch eine Klappe --7-- fest verschliessbar. Der Pressraum ist an allen vier Gleitflächen mit Kunststoff, z. B.

Polyäthylen, ausge- kleidet (Auskleidung Ober dem Pressraum bzw. der Verkleidung --14-- ist eine Lagerstelle - vorgesehen, auf der die Schokoladeblöcke --16-- gelagert und eventuell von der Verpackung befreit werden. Durch ein Bord --17-- sind die Blöcke gegen Herunterfallen gesichert.

In der Funktionsstellung gemäss Fig. 2 ist die Klappe --7-- geöffnet und ein Schokoladeblock - soeben in den Pressraum --12-- hineingeschoben worden. Die Klappe --7-- weist aussen einen nicht dargestellten Handgriff und an der Oberseite einen hydraulisch betätigten Sperrbolzen --16-- auf. Sobald die Klappe --7-- geschlossen ist und die Vorrichtung in Gang gesetzt wird, schliesst der Sperrbolzen --18-- die Klappe --7-- fest an die Öffnung des Pressraumes --12--, damit die
Klappe --7-- nicht durch den Druck der Kakaomasse nach oben gedrückt wird.

Erst nach Schliessen des Sperrbolzens --18-- wird der Hydraulikzylinder --11-- unter Druck gesetzt, wodurch der Stem- pel --8-- den Schokoladeblock --16-- gegen das Brechgitter --9-- presst. Sowie der Stemppel --8-- seine vorderste Stellung erreicht hat, gibt der Bolzen --18-- die Klappe --7-- frei, diese kann geöffnet werden, und nachdem der Stempel Pressraum --12-- freigegeben hat, kann ein neuer Schokoladeblock --16-- in den Pressraum eingeschoben werden.

Wie bereits oben gesagt, fällt die zerbrochene Schokolade nach dem Brechgitter durch die Öffnung --10-- im Deckel --19-- des Schmelzkessels in den Schmelzkessel --2--. Zur Reinigung und
Kontrolle des Gitterrostes --9-- ist eine Klappe --20-- vorgesehen.

Das Pressen durch den Stempel --8-- erfolgt relativ langsam, es kann bei diesem Ausführungs- beispiel etwa jede Minute ein Schokoladeblock gebrochen werden. Der aufgewendete Druck beträgt etwa zwischen 100 und 200 bar.

An Hand von Fig. 3 wird im folgenden das Brechgitter --9-- näher erläutert. Es besteht aus vertikalen Flachstäben --21-- und stumpf daran befestigten horizontalen Flachstäben --22--. Die vertikalen Flachstäbe --21-- stehen dem Pressraum --12-- zugewendet und sind an ihren vorderen Enden keilförmig ausgebildet, so dass Keilflächen --46-- gebildet sind. Die horizontalen Flachstäbe - sind an ihren vorderen Flächen stumpf ausgebildet. Die vertikalen und horizontalen Flachstäbe bilden zusammen ein Raster mit einer Maschenweite von zirka 6 x 6 cm.

Durch die spezielle Anordnung des Brechgitters wird der Schokoladeblock zuerst in einer Richtung entlang der vertikalen Stäbe --21-- und erst dann in die zweite Richtung entlang der horizontalen Stäbe --22-- gespalten. Dadurch ist die aufzuwendende Presskraft herabgesetzt. Infolge der Stärke der Stäbe - 21, 22-kommt es in der starren Schokolademasse zu starken Druckkräften, wodurch die Schokolademasse auch in den Bereichen zwischen den horizontalen und vertikalen Stäben auseinanderbricht und damit zerkleinert wird.

Der Schmelzkessel --2-- kann unter Umständen ein herkömmlicher Schmelzkessel sein, wobei also ein trogförmiger Kessel vorliegt, in dem ein Rührer mit einem oder mehreren Rührarmen umläuft.

Gemäss der Erfindung arbeitet der Schmelzkessel nach einem zweistufigen Verfahren. Der Schmelz- kessel-2-- umfasst, wie allgemein bekannt, eine Duplikat-Kesselwand --23--, die nicht dargestellte Isoliereinrichtungen und Heizeinrichtungen enthält. Die Heizung kann z. B. mit Heisswasser oder mit Niederdruckdampf erfolgen. Der Boden --24-- der Kesselwandung ist kegelförmig ausgebildet. Am tiefsten Punkt des Bodens --24-- ist am Umfang eine Auslassöffnung --25-- vorgesehen, die durch einen nicht dargestellten Schieber verschliess-und offenbar ist.

Nach oben ist der Kessel - durch einen Deckel --19-- verschlossen, der eine Öffnung --10-- zur Beschickung mit zerkleinerter Schokolademasse und eine weitere Öffnung --26-- zum Durchtritt der Rührerwelle --27-- aufweist. Die Rührerwelle --27-- wird vom Motor --4-- angetrieben.

Innerhalb des Schmelzkessels --2-- ist etwa in halber Höhe ein Zwischenboden --28-- vorge- sehen, wodurch der Schmelzkessel in eine erste obenliegende Stufe --48-- und eine zweite unten- liegende Stufe --49-- geteilt ist. Der Zwischenboden (s. auch Fig. 5 und 6) ist ebenfalls kegel- förmig ausgebildet und weist an der Kegelspitze eine Öffnung --29-- zum Durchtritt der Rührer- welle --27-- auf. Der Zwischenboden --28-- ist aus drei Segmenten zusammengesetzt. Zwei Segmente - umschliessen einen Winkel von je etwa 150 .

Diese Segmente --30-- sind doppelwandig ausge- führt und weisen Strömkanäle --31-- für Heizmedien auf (Fig. 5). Die Segmente --30-- sind an der
Wand --23-- des Schmelzkessels --2-- über Rohre --32, 33-- befestigt, die gleichzeitig als Zu- führ- und Abführrohre für das Heizmedium --34-- dienen. Zwischen den Segmenten --30-- ist auf der einen Seite entlang der Kanten --47-- ein --47-- ein Spalt --35-- freigelassen, ebenso wie zwischen der
Kesselwand --23-- und den Segmenten Spalt --36-- besteht. Die andere Seite der Seg- mente --30-- ist durch ein weiteres Segment in Form des Rostes --37-- zu einem vollen Kreis er- gänzt. Der Rost --37-- weist eine Maschenweite von etwa 20 bis 30 mm auf.

Der Rührer --3-- besitzt auf der Rührwelle --27-- auf jeder Seite zwei Flügelpaare --38,
39 und 40, 41--. Das untere Rührerpaar --38, 39-- liegt zwischen dem Zwischenboden --28-- und dem Boden --24-- des Schmelzkessels --2--. Das Flügelpaar ist an seinen Enden miteinander ver- bunden (Steg-42--) und reicht bis zur Innenwand des Kessels --2-- heran, wodurch dieses Flügel- paar als Abstreifer wirkt. Das zweite Flügelpaar --40, 41-- liegt über dem Zwischenboden --28-- und die Enden der Flügel sind von der Innenwand des Kessels --2-- etwas weiter entfernt. Weiters ist der Steg --43-- zwischen den beiden Flügeln etwas nach innen versetzt, so dass aussen zwischen den beiden Flügeln --40, 41-- ein Spalt freibleibt.

An der Innenwand des Kessels --2-- sind drei
Strombrecher --44-- angeordnet, die zwischen den Flügeln --40, 41-- bei deren Drehung Platz finden. Sämtliche Blätter des Rührers stehen nicht senkrecht zur Rührbewegung, sondern weisen einen Anstellwinkel auf, wodurch die gerührte Schokolademasse nach unten gegen den Zwischen- boden --28-- und gegen den Boden --24-- des Kessels gedrückt wird. Die Rührgeschwindigkeit beträgt etwa 30 Umdr/min.

Die vom Brecher-l-zerbrochene Schokolademasse gelangt durch die Öffnung --10-- im
Deckel --19-- in den Schmelzkessel --2-- und fällt auf den Zwischenboden --28-- bzw. in die auf dem Boden --28-- bereits befindliche Schokolademasse. Ein Teil der Schokolademasse schmilzt hier und fliesst durch die Spalte --35 und 36-- bzw. durch den Rost --37-- in den unteren Teil des Schmelzkessels unterhalb des Zwischenbodens --28--. Mit der geschmolzenen Masse gelangen auch ungeschmolzene Schokoladeteilchen nach unten, deren Korngrösse die Maschen des Rostes --37-- bzw. die Öffnungsweite der Spalten --35 und 36-- überwinden können. Alle grösseren Teile bleiben auf dem Zwischenboden --28--, bis sie geschmolzen oder genügend zerkleinert sind.

Durch die Rührerblätter --40, 41-- wird die Masse in Bewegung gehalten und zu den Spaten --35, 36-- und dem Rost --37-- hingedrückt. Zur besseren Durchmischung sind die Strombrecher --44-- vorgesehen.

Im unteren Teil des Schmelzkessels wird die Schokolademasse endgültig geschmolzen und auf die zur weiteren Verarbeitung notwendige Temperatur gebracht. Wie oben bereits gesagt, liegt diese Temperatur etwa bei 90 C. Die Rührerblätter --38, 39-- dienen einerseits zur Durchmischung der Schokolademasse, anderseits dienen sie auch als Abstreifer und bewirken, dass die Schokolademasse zum Auslass -25-- gelangt. Über diesen Auslass fliesst die Schokolademasse auf das Sieb einer Vibrationssiebanlage --5-- und wird von dort über eine Schokoladepumpe --45-- der weiteren Verarbeitung zugeführt. Das Sieb --5-- ist möglichst feinmaschig und hält alle Verunreinigungen der Schokolade zurück. Durch einen Abstreifer wird das Sieb hin und wieder von den Verunreinigungen befreit.

Der Schmelzkessel gemäss den Fig. 4 bis 6 bringt viele Vorteile mit sich. Durch die Anordnung des Zwischenbodens --28-- kann zusätzliche Heizenergie in den Raum des Schmelzkessels --2-- eingebracht werden, wodurch die Schmelzleistung wesentlich erhöht wird. Dabei ist auch gewährleistet, dass die Schokoladeschmelze, die beim Auslass --25-- herausfliesst, tatsächlich die optimale Temperatur von 90. aufweist. Es gibt keine Temperaturbeeinflussung durch die herabfallenden kühleren Schokoladebrocken aus dem Brecher --1--, und diese Brocken können auch nicht fälsch-
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den Befall der Schokolade mit Bakterien oder Pilzen. Allerdings darf die Temperatur über längeren
Zeitraum nicht zu hoch werden, da sonst Qualitätsverlust der Schokolade zu befürchten ist.

Aus diesem Grund ist eine blosse Erhöhung der Temperatur herkömmlicher Schmelzkessel nicht günstig.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufschmelzen von Blöcken aus schmelzbarer Masse, insbesondere von Kakao- blöcken, wobei die Blöcke zuerst zerkleinert und dann in einem Schmelzkessel geschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zerkleinern der Blöcke diese zuerst durch ein Brechgitter (9) gedrückt werden, wobei die eventuell vorliegenden Verunreinigungen ihre ursprüngliche Grösse weit- gehend behalten und leicht abgeschieden werden können und dass die zerbrochene Masse in zwei aufeinanderfolgenden Stufen (48, 49) geschmolzen wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Drücken der Blöcke durch das Brechgitter (9) ein Druck zwischen 100 und 200 bzw. insbesondere 150 bis 200 bar aufgewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim zweistufigen Schmel- zen die gesamte zerbrochene Masse der ersten Stufe (48) zugeführt und erwärmt wird und dass von dort die geschmolzene Masse und Massebrocken unterhalb einer bestimmten Grösse in die zweite Stufe (49) geführt werden, um dort vollständig zu schmelzen und die gewünschte Temperatur zu erreichen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stufen der Aufschmelzung in einem Schmelzkessel (2) mit Zwischenboden (28) durchgeführt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechanlage (1) ein Brechgitter (9) und einen in Richtung zum Brechgitter und von diesem fort bewegbaren Pressstempel (8) aufweist und dass der Brechanlage (1) ein Schmelz- kessel (2) nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechgitter (9) aus einan- der kreuzenden Reihen von Flachstäben gebildet ist, wobei die eine Reihe Flachstäbe L21) mit ihren schmalen Stirnseiten (46) in Richtung zum Pressstempel (8) ausgerichtet ist und die andere Reihe Flachstäbe (22) an der andern Seite der einen Flachstäbe (21) angeordnet ist, so dass die Masse (16) beim Pressen durch den Pressstempel (8) zuerst von der einen Reihe Flachstäbe (21) und dann von der andern Reihe Flachstäbe (22) gebrochen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung zum Pressstempel (8) ausgerichteten Stirnseiten der Flachstäbe (21) durch Keilflächen (46) keilförmig ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (8) und der von diesem bestrichene Pressraum (12) mit einem Gleitmaterial, wie z. B.

Polyäthylen, ausgekleidet wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzkessel (2) unmittelbar unter dem Brechgitter (9) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in an sich bekannter Weise beheizte und mit einem Rührer (3) versehene Schmelzkessel (2) einen beheizten Zwischenboden (28) aufweist, der eine erste Schmelzstufe bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (28) nach aussen abfallend kegelförmig ist und aus mehreren Segmenten (30, 37) zusammengesetzt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (28) von zwei über einen Winkel von etwa 150'reichendenbeheiztenSegmenten (30) und einem etwa 60 überdeckenden nicht beheizten Segment (Rost 37) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Segmenten (30, 37) und der Kesselwand (23) des Schmelzkessels (2) sowie zwischen den aneinanderstossenden Kanten (47) der beheizten Segmente (30) ein Spalt l36, 35) vorgesehen ist. <Desc/Clms Page number 5>

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizten Segmente (30) über gleichzeitig als Zu- und Ableitung für ein Heizmedium (34) dienende Rohre (32,33) mit der Kesselwand (23) verbunden sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizten Segmente (30) doppelwandig ausgeführt sind und Strömungskanäle (31) für das Heizmedium aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer (3) erste Flügelpaare (38,39) unterhalb des Zwischenbodens (28) und zweite Flügelpaare (40,41) oberhalb des Zwischenbodens (28) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Flügelpaare (38, 39) als Abstreifer ausgebildet sind und im Drehbereich der zweiten Flügelpaare (40, 41) Strombrecher (44) vorgesehen sind.