CH664067A5

CH664067A5 - Verfahren und steuereinrichtung zum dosieren von emulgatoren zur herstellung von schokoladenmassen.

Info

Publication number: CH664067A5
Application number: CH1918/84A
Authority: CH
Inventors: Juergen Hoerig
Original assignee: Nagema Veb K
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1988-02-15
Also published as: US4563361A; US4587894A; IT8448472A0; GB2146140B; SE8403481L; NL8401371A; DE3413974C2; SE8403481D0; IT1177848B; GB2146140A; DD216639A1; DE3413974A1; GB8414659D0; JPS6128345A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Dosieren von Emulgatoren zur Herstellung von Schokoladenmassen in kontinuierlich arbeitenden Anlagen, die eine Wägevorrichtung zum chargenmässi-gen Erfassen des Durchsatzes an Schokoladenmasse und eines kontinuierlich arbeitende Dosierpumpe zur Lezithindosierung besitzen. Als Emulgator kann z.B. Lezithin verwendet werden.

Zum kontinuierlichen Dosieren von Lezithin in Schokoladenmassen ist bekannt, die Veränderung der Dosiermenge mittels einer als Dosiergerät arbeitenden Pumpe über eine Drehzahländerung vorzunehmen.

Weiterhin sind auch Dosierpumpen bekannt, bei denen die Dosiermenge in Abhängigkeit vom Kolbenhub verändert wird.

Beide Arten der bekannten Dosiermengeneinstellung besitzen den Nachteil, dass ein sehr hoher regelungstechnischer Aufwand zur Anpassung an Kontinuitätsänderungen des Schokoladenmassedurchsatzes erforderlich ist. Ferner treten Dosierungenauigkeiten durch Nichteinhaltung der Sollwertdrehzahl der Dosierpumpe auf.

Ziel der Erfindung ist, die Qualität der zu verarbeitenden Schokoladenmasse durch hohe rezepturgetreue Dosierung von Lezithin zu verbessern und Rezepturverfälschungen zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zu finden, die es ermöglichen, bei der kontinuierlichen Herstellung von Schokoladenmassen die zu dosierenden Emulgatoren z.B. Lezithinmenge dem in seiner Kontinuität in Grenzen sich ändernden chargenmäs-sig erfassten Durchsatz an Schokoladenmasse anzupassen und den zu dosierenden prozentual vorwählbaren Lezithinanteil elektronisch zu steuern, wobei die Lezithindosierung in Intervallen in einen kontinuierlichen Strom von Schokoladenmasse erfolgen soll.

Hierzu ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Dosierzeit einer jeden Charge an Schokoladenmasse als durchsatzspezifische Grösse in Schritten zu einer Sekunde erfasst wird und von einem Hundertstel des Wertes der Dosierzeit die Intervallzeit für die Emulgatordosierung während der Zeit der Dosierung der nachfolgenden Charge bestimmt wird.

Weiter ist verfahrensgemäss vorgesehen, dass mit Beginn der Dosierung der ersten Charge die Intervallzeit auf einen Festwert gesetzt wird, dessen Grösse aus dem Mittelwert des Durchsatzes an Schokoladenmasse gebildet ist.

Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Steuereinrichtung ist in ihren Merkmalen dadurch gekennzeichnet, dass über eine Steuereinheit ein Zeitzähler zur Erfassung der Dosierzeit und ein Zwischenspeicher für den ermittelten Zeitwert sowie ein Arbeitszähler zur intervallmässigen Emulgatordosierung elektronisch miteinander verknüpft sind. Ein weiteres Merkmal hierzu ist, dass die Zähleingänge des Arbeitszählers direkt und die des Zeitzählers über eine Untersetzerstufe der Steuereinheit von einem gemeinsamen als Zeitgeber arbeitenden Generator gesteuert sind. Weitere Merkmale der Steuereinrichtung sind, dass der Arbeitszähler ständig umlaufend ist, wobei die Umlaufzeit ein Hundertstel der vom Zeitzähler zum Zwischenspeicher gelangten Dosierzeit der vorhergehenden Charge beträgt und dass jeder Nulldurchgang des Arbeitszählers einen Startimpuls für einen Intervall zur Emulgatordosierung abgibt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die vorgewählte Dosiermenge an Lezi-thin-Emulgator nicht vom Durchsatz der Anlage zur Herstellung von Schokoladenmasse abhängig ist, sondern die Korrektur der von Durchsatzschwankungen hervorgerufenen Dosierabweichungen durch selbsttätige Änderung der Intervallzeit des Lezithindosierers erzielt wird. Hierdurch wird eine hohe rezepturgetreue Dosierung und damit eine Qualitätsverbesserung der hergestellten Schokoladenmasse gesichert.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Steuereinrichtung näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild für die elektronische Steuerung der Anpassung des Lezithinanteils als Emulgator an den Schokoladenmassedurchsatz.

Gemäss dem Verfahren wird ein Bruchteil der Dosierzeit einer Charge als Intervallzeit zur Lezithindosierung erfasst. Hierfür besitzt die Steuereinrichtung ein Ansteuergerät 1, dessen Ausgang mit dem Antriebsmotor 2 der Lezithinpumpe 3 zusammengeschaltet und gleichzeitig auf den Eingang des Negators 4 geführt ist. Der Ausgang des Negators ist mit dem Ladeeingang des Zeitzählers 5, mit dem Eingang der Impulsstufe 6, mit dem Rückstelleingang des Dosiermengenzählers 7 und über das ODER-Glied 8 mit dem Ladeeingang des Zwischenspeichers 9 verbunden. Der Ausgang der Impulsstufe 6 ist über das ODER-Glied 10 auf den Rückstelleingang des Zeitzählers 5 geschaltet. Der als Zeitgeber ar-

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beitende 100 Hz Generator 11 ist mit dem Rückwärtszähl-eingang des Arbeitszählers 12 und über die 100:1 Untersetzerstufe 13 mit dem Vorwärtszähleingang des Zeitzählers 5 gekoppelt, dessen Dateneingänge über die Datenleitung 14 von der Matrix 15 fest programmiert sind. Die Datenausgänge des Zeitzählers 5 sind über die Datenleitung 16 mit den Dateneingängen des Zwischenspeichers 9 und die Datenausgänge des Zwischenspeichers 9 über die Datenleitung 17 mit den Dateneingängen des Arbeitszählers 12 zusammengeschaltet. Der Ausgang des Steuergerätes 18 der nicht näher dargestellten Wägevorrichtung für die chargenweise Erfassung des Durchsatzes an Schokoladenmasse ist mit dem Eingang der Zeitstufe 19 und über das ODER-Glied 8 mit dem Ladeeingang des Zwischenspeichers 9 verbunden. Vom Ausgang der Zeitstufe 19 bestellt über das ODER-Glied 10 eine Verbindung zum Rückstelleingang des Zeitzählers 5. Der Nullausgang des Arbeitszählers 12 ist mit dem Ladeeingang des gleichen Zählers, und dem Ladeeingang des Dosiermengenzählers 7 sowie mit dem Setzeingang des bistabilen Multivibrators 20 zusammengeschaltet. Der Dosiermengenzähler 7 erhält über die Datenleitung 21 vom Vorwahlschalter 22 die numerischen Vorwahlwerte der zu dosierenden Lezithinmenge und von Sensor 23 über den Rück-wärtszähleingang die Zählimpulse der Codescheibe 24. Der Nullausgang des Dosiermengenzählers 7 arbeitet auf den Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 20, dessen Ausgang über den Schaltverstärker 25 die Magnetkupplung 26 ansteuert, die antriebseitig mit dem Antriebsmotor 2 und abtriebseitig mit der Codescheibe 24 und der Lezithinpumpe 3 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der elektronischen Steuerung der Anpassung des Lezithinanteils an den Schokoladenmassedurchsatz ist folgende: Wird vom Ansteuergerät 1 zum Antriebsmotor 2 und damit zum Negator 4 kein Ansteuersignal abgegeben, liefert der Ausgang des Negators ein Signal auf den Ladeeingang des Zeitzählers 5, der damit über die Datenleitung 14, die von der Matrix 15 programmierten, empirisch aus einem mittleren Durchsatzwert an Schokoladenmasse während der Dosierzeit der ersten Charge bestimmten Vor-einstelldaten übernimmt und zu den Ausgängen transportiert.

Von dort gelangen die Daten über die Datenleitung 16 zu den Dateneingängen des Zwischenspeichers 9, dessen Ladeeingang vom Ausgang des Negators 4 über das ODER-Glied 8 mit einem Ladebefehl belegt ist und der deshalb die Vor-einstelldaten sofort zu seinen Ausgängen übernimmt, von wo sie über die Datenleitung 17 zu den Dateneingängen des Arbeitszählers 12 gelangen. Der Arbeitszähler 12 wird laufend von dem als Zeitgeber àrbeitenden Generator 11 mit 100 Hz Impulsen rückwärts gezählt und gibt bei jedem Nulldurchgang ein Signal ab, das auf den Ladeeingang des Arbeitszählers 12 wirkt und ihn damit auf den über die Datenleitung 17 herangeführten Wert voreinstellt. Dieser Vorgang wiederholt sich in ununterbrochener Folge, wobei jeder Nulldurchgangsimpuls des Arbeitszählers 12 gleichzeitig auf

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die Setzeingänge des Dosiermengenzählers 7 und des bistabilen Multivibrators 20 gelangt, dort aber wirkungslos bleibt, da vom Ausgang des Negators 4 auf den Rückstelleingang des Dosiermengenzählers 7 ein Signal gekoppelt wird, das den Dosiermengenzähler in Nullstellung hält. Mit dem Nullsignal des Dosiermengenzählers 7 wird auch der Rückstelleingang des bistabilen Multivibrators 20 dominierend aktiviert und der Multivibrator bleibt in Nusstellung. Wird vom Ansteuergerät 1 der Antriebsmotor 2 angesteuert, so ändert der ebenfalls angesteuerte Negator 4 sein Ausgangspotential und der Ladeeingang des Zeitzählers 5 wird direkt und der Ladeingang des Zwischenspeichers 9 über das ODER-Glied 8 gesperrt. Der Potentialwechsel am Ausgang des Negators 4 gelangt auch zur Impulsstufe 6 und erzeugt dort einen Impuls, der über das ODER-Glied 10 zum Rückstelleingang des Zeitzählers 5 geführt wird und diesen auf Null stellt. Vom Generator 11 gelangen über die 100:1 Un- s tersetzerstufe 13 Impulse von ls auf den Vorwärtszähleingang des Zeitzählers 5. Damit beginnt die Erfassung der Dosierzeit der ersten Charge Schokoladenmasse. Der Potentialwechsel am Ausgang des Negators 4 bewirkt die Freigabe des Rückstelleinganges des Dosiermengenzählers 7. Mit dem nächsten Nulldurchgangsimpuls des Arbeitszählers 12 wird über den Ladeeingang der Dosiermengenzähler 7 mit den über die Datenleitung 2:1 vom Vorwahlschalter 22 herangeführten Vorwahldaten geladen. Gleichzeitig wird über den Setzeingang der bistabile Multivibrator 20 gesetzt, dessen Ausgangssignal über den Schaltverstärker 25 die Magnetkupplung 26 erregt. Während des jetzt ablaufenden Dosiervorganges werden von der Codescheibe 24 im Sensor 23 Impulse erzeugt, die rückwärts in den Dosiermengenzähler 7 eingezählt werden. Bei Erreichen des Nullzustandes des Dosiermengenzählers 7 gibt dieser einen Impuls auf den Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 20 und kippt diesen zurück. Damit wird die vom Ausgang des bistabilen Multivibrators 20 über den Schaltverstärker 25 hervorgerufene Erregung der Magnetkupplung 26 gelöscht und der Dosiervorgang ist bis zum erneuten Nulldurchgang des Arbeitszählers 12 beendet. Gelangt vom Steuergerät 18 der Wägevorrichtung der Impuls «Charge dosiert» über das ODER-Glied 8 auf den Ladeeingang des Zwischenspeichers 9, so übernimmt dieser die vom Zeitzähler 5 über Datenleitung 16 anliegenden neuen Zeit-Daten. Mit der Abfallflanke des Impulses «Charge dosiert» wird die Zeitstufe 19 angestossen, die nach Ablauf der Zeit t einen Impuls über das ODER-Glied 10 auf den Rückstelleingang des Zeitzählers 5 abgibt und diesen auf Null stellt. Damit beginnt die Erfassung der Dosierzeit der nächsten Charge Schokoladenmasse. Das Teilungsverhältnis der mit 100:1 angegebenen Untersetzerstufe 13 sowie die Ausführung der Codescheibe 24 werden von der Fördermenge der Lezithinpumpe 3 bestimmt. Die Erfindung ist nicht an das vorgegebene Ausführungsbeispiel gebunden. Es ist möglich, dass die Steuerung zur Lezithindosierung ganz oder teilweise in einer frei programmierbaren Steuerung abgearbeitet wird.

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1. Verfahren zum Dosieren von Emulgatoren zur Herstellung von Schokoladenmassen in kontinuierlich arbeitenden Anlagen, die eine Wägevorrichtung zum chargenmässi-gen Erfassen des Durchsatzes an Schokoladenmasse und als Dosieraggregat eine Dosierpumpe zur Lezithinzugabe besitzen, wobei der in Grenzen sich ändernde Schokoladenmassedurchsatz von oder nach der zugäbe der Emulgatoren erfasst und die Emulgatormenge in Intervallen dem kontinuierlichen Schokoladenmassestrom elektronisch geregelt zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierzeit einer jeden Charge an Schokoladenmasse als durchsatzspezifische Grösse in Schritten zu einer Sekunde erfasst wird und von einem Hundertstel des Wertes der Dosierzeit die Intervallzeit für die Emulgatordosierung während der Zeit der Dosierung der nachfolgenden Charge bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mit Beginn der Dosierung der ersten Charge die Intervallzeit auf einen Festwert gesetzt wird, dessen Grösse aus dem Mittelwert des Durchsatzes an Schokoladenmasse gebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Emulgator lezithin dosiert wird.

4. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass über eine Steuereinheit ein Zeitzähler (5) zur Erfassung der Dosierzeit und ein Zwischenspeicher (9) für den ermittelten Zeitwert sowie ein Arbeitszähler (12) zur intervallmässigen Emulgatordosierung elektronisch miteinander verknüpft sind.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Zähleingänge des Arbeitszählers (12) direkt und die des Zeitzählers (5) über eine Untersetzerstufe (13) der Steuereinheit von einem gemeinsamen als Zeitgeber arbeitenden Generator (10) gesteuert sind.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 und 5 dadurch gkennzeichnet, dass der Arbeitszähler (12) ständig umlaufend ist, wobei die Umlaufzeit ein Hundertstel der vom Zeitzähler (5) zum Zwischenspeicher (9) gelangten Dosierzeit der vorhergehenden Charge beträgt.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nulldurchgang des Arbeitszählers (12) einen Startimpuls für einen Intervall zur Emulgatordosierung abgibt.