CN101959421B - 可流动物料的精炼方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可流动物料尤其是可流动的含可可的或巧克力状脂肪物的装置，并且包括在含气体的空间区(4)内的分份机构(2)，用于将运动的可流动物料(M)分为若干物料份并将运动的物料份交付给含气体的空间区，包括与空间区邻接的碰撞面(8)，用于使运动经过空间区(4)的物料(M)碰撞，其中物料在至少重力的作用下能沿该碰撞面(8)流动，还包括收集机构(10)，用于在一个收集点(12)收集沿碰撞面流动的精炼后物料(M’)。

Description

可流动物料的精炼方法和装置

技术领域

本发明涉及可流动物料且尤其是含可可的可流动脂肪物或巧克力状的可流动脂肪物的精炼方法。

背景技术

在可可加工中，发酵烘焙后的可可豆被磨碎，由此获得或多或少可流动的可可料。一般，由此压榨出可可豆所含的脂肪即可可脂的一部分。人们从余下的少脂肪部分中获得可可粉。为了制造巧克力，可可料、可可脂、砂糖、牛奶粉等其它脂肪以及乳化剂被混合。

为了精炼可可料或巧克力物料，过去采用辊式精磨机和研拌机。

其它已知的可可料或巧克力物料的精炼方法采用例如根据US3985607的薄层蒸发装置或者例如根据EP1365658的静态混合器。

发明内容

本发明基于以下任务，如此低成本地精炼可流动物料，尤其是含可可的或巧克力状的可流动脂肪物，即物料所含的不希望有的物质被小心翼翼地有效除去和/或期望有的物质被小心翼翼地有效加入物料中。

在方法方面，根据权利要求1或6来完成该任务，在装置方面，根据权利要求34或39来完成该任务。

在各从属权利要求中公开了有利的实施方式。

本发明的方法包括以下步骤：

S1)使可流动物料运动到分份机构，该分份机构设置在含气体的空间区内；

S2)借助分份机构将运动的可流动物料分成若干物料份，使所述若干物料份经过该含气体的空间区；

S3)使经过该空间区的物料碰撞一个与该空间区邻接的碰撞面，从而该物料在至少重力的作用下沿该碰撞面流动；

S4)在收集点收集沿该碰撞面流动的精炼后物料。

通过将物料分份，在物料份中出现有利的表面-体积比，由此促进该含气体的空间区和经过该空间区的物料份之间的物质交换。物质交换通过物料份撞击该碰撞面和由此使物料份变形以及通过随后浸润该碰撞面和沿该碰撞面流动而进一步改善。

可采用喷嘴作为分份机构，物料的分份通过使物料经过喷嘴来实现。分份机构优选具有多个并联的喷嘴，其中，物料的分份通过使物料并行经过所述多个喷嘴来实现。该喷嘴或者说所述多个喷嘴是多组分喷嘴，至少另一种物质连同待精炼的可流动物料一起被输送经过该多组分喷嘴并且所述至少另一种物质与该物料混合，从而该物料份除可流动物料之外还至少包含所述另一种物质。在一个有利的实施方式中，物料的分份通过使分份机构振动和/或通过使物料振动来实现，或者分份由此至少得到支持。

另一种本发明方法包括以下步骤：

a)使离心机构在含气体的空间区内运动，该离心机构至少在其表面的局部区域具有离心面，从而该离心面至少在其运动的一部分的过程中进行其速度就大小和/或方向而言是变化的加速运动；

b)将待精炼物料送至该运动的离心面；

c)使该运动的离心面接触被送到此的物料，从而该物料沿该离心面流动并浸润该离心面地铺展开；

d)带动接触该运动的离心面的物料运动并通过离心面的加速运动将物料甩离该离心面，从而被甩飞的物料被抛甩经过该含气体的空间区；

e)使被抛甩经过该空间区的物料撞击与该空间区邻接的碰撞面，从而该物料在至少重力的作用下沿该碰撞面流动；

f)在收集点收集沿该碰撞面流动的精炼后物料。

物料的分份在这里借助离心机构并通过从离心表面甩飞物料并使物料经过空间区内的气体来实现，结果，由于在物料份中的表面-体积比大，所以促进了在含气体的空间区和经过该空间区的物料份之间的物质交换。但是，物质交换在这里不仅通过使物料份撞击碰撞面和由此产生的物料份变形得以改善，而且通过随后涂覆碰撞面并沿碰撞面流动而得以改善。即，在物料甩飞或者说分份之前或之后，当待精炼物料被送往运动的离心面且运动的离心面接触送至此的物料时，物料沿离心面流动并浸润离心面地铺展开。铺展导致形成表面-体积比高的薄物料层。因此，待精炼物料在其处理过程中二次构成薄物料层，该薄物料层总是沿一个坚固的表面流动，并且一次是以物料份形式存在，其掉落经过含气体的空间或抛甩经过该空间。离心机构带来以下优点，即，只用一个离心机构就已经能分散即分份相当大量的物料。

合适的是，使该空间区所含的气体相对碰撞面流动起来。由此，也有利于沿碰撞面流动的物料膜的物质交换。此时非常有利的是，该空间区所含的气体的流动与该离心机构的运动相关联。气体流动优选通过该离心机构本身产生，其对此具有特殊构型，例如叶片、桨叶、轮叶等，它们适合驱动地与离心机构连接和/或断开连接，或者与之刚性连接。适合驱动的连接可以通过传动装置来实现。

有利的是，至少一个用于有目的地使气体运动的结构元件尤其是叶轮安置在该空间区中。

气体沿碰撞面的流动主要可以分层进行。但是，它也可以沿碰撞面具有平行于碰撞面的漂移分量和具有涡流分量。这种流动可以依据各种各样的工作条件(结构的速度，含气体的空间区的尺寸)来简单产生。

根据需要，气体相对碰撞面的流动可以具有流过空间区的且具有与沿碰撞面的物料流向相反或相同的流动分量的流。因此，例如可以促进或阻碍在碰撞面上通过物料重力被驱动的物料层流动，由此可以大范围地调节物料在碰撞面上的停留时间。

气体流动也可对准碰撞面来进行。通过调节气体流和碰撞面之间的角度和/或通过调节气体流速度，可以影响碰撞面上的物料层，尤其是其厚度。

如上所述，物料在甩飞时被分散成若干物料份，随后它在离心面上铺展成膜。物料优选以滴、丝或片的形式被分散。其可以通过在离心机构上的适当构造来实现。

在另一个特别优选的实施方式中，在输送物料到该运动的离心面之前，待精炼物料被输送经过混合器，尤其是静态和/或动态的混合器和/或发泡装置。输送待精炼物料经过混合器此时最好在至少作用于物料的重力的作用下和/或在至少作用于物料的牵引力的作用下完成。

如果需要，可以多次执行步骤S1)-S4)的顺序或者a)-f)的顺序。

可以在混合器之前或之中将其它组分尤其是液体混入该物料。

可以在物料供应管路中设置另一个静态混合器和/或动态混合器和/或剪切元件，其中这些构件将物料和气体和/或液体混合。

气体优选具有0.1巴至5巴的压力。特别优选0.5巴至2巴的压力，尤其是1.01巴至1.3巴的压力。以高于大气压的较小正压来操作防止了外来气体的吸入，限定含气体的空间区的内室的壁可以按照轻型构造建成。

本发明的方法很好地适用于可流动脂肪物的精炼，尤其是含可可的或者巧克力状的脂肪物。此时合适的是：

*脂肪物的温度在进行步骤S1)-S4)或者步骤a)-f)之前被置于20℃至300℃，和/或

*脂肪物的温度在步骤S1)-S4)或步骤a)-f)中被置于20℃至300℃，其中最好

*气体的温度在步骤S1)-S4)或步骤a)-f)中被置于20℃至300℃。

30℃至150℃适用作在步骤S1)-S4)或者步骤a)-f)中的物料或气体的非常优选的温度范围。

物料温度在执行步骤S1)-S4)或者步骤a)-f)之后可借助换热器被置于40℃至150℃。

借助换热器从送走物料中获得的能量尤其是热被输送给送入的物料。

物料可以在执行步骤S1)-S4)或者步骤a)-f)之前、之中或之后混加水和/或其它液体，在这里，其它液体可以是脂肪或碳水化物溶液并且或许包含芳香物、有效物质等。而且，物料可混有碱溶液如碳酸钾或者气体。

本发明装置包括以下构件：

*在含气体的空间区内的分份机构，用于将运动的可流动物料分成若干物料份并且将运动的物料份交付到含气体的该空间区中；

*与该空间区邻接的碰撞面，用于使运动经过该空间区的物料碰撞，其中该物料能在至少重力的作用下沿该碰撞面流动；

*收集机构，用于在收集点收集沿该碰撞面流动的精炼后物料。

该分份机构优选具有喷嘴，能使该物料经过该喷嘴以便分份。特别有利的是，该分份机构具有并联的多个喷嘴，使物料并行经过所述多个喷嘴以便分份。这允许高的物料流通量。在一个有利的实施方式中，该喷嘴或所述多个喷嘴为多组分喷嘴。由此可以目的明确地将其它物质尤其是液体混入物料。该分份机构优选具有用于使分份机构和/或在分份机构之内或之中运动的物料振动的振动装置。

另一种本发明装置包括以下构件：

*在可用气体充填的空间区内的离心机构，离心机构至少在其表面的局部区域具有离心面，其中离心机构能如此运动，即离心面至少在其运动的一部分的过程中执行其速度就大小和/或方向而言是变化的加速运动；

*用于将待精炼物料送至该可运动的离心机构的离心面的机构；

*与该空间区邻接的碰撞面，用于如此使抛甩经过该空间区的物料碰撞，即物料能在至少重力作用下沿该碰撞面流动；

*用于在收集点收集沿该碰撞面流动的精炼后物料的机构。

适合的是，离心机构为旋转对称结构，它能绕其旋转对称转动轴线转动地支承，而碰撞面适当地是一个以旋转对称转动轴线为中心呈圆锥形延伸的面。

该离心机构优选能绕一个竖直转动轴线转动地支承。特别有利的是，离心机构是板形或盘形结构。由此可以产生大的物料表面。

该离心面可以位于离心机构的顶面上，从而物料在利用重力的情况下可以简单地被送往离心面。但是，离心面也可以位于离心机构的底面上，从而物料可以通过送至时的物料速度(泵功率)和重力的联合作用以可容易改变的速度被送往离心面。

该离心面可以是凹面。这对安设在底面上的离心面以及从下方送来物料非常有利。离心面也可以为凸面或平面。这对安设在顶面的离心面和从上方送入物料很有利。

作为替代或除此之外，离心面具有多个结构元件。该多个结构元件可以为肋片状或疙瘩状凸起和/或槽形或盲孔形的凹坑。作为结构元件，也可以在离心机构上设置缝或通孔。在结构元件的一个轮廓边上，可以在盘边缘形成具有取向不同的延伸走向的切口和/或构造。

适当的是，用于输送物料的机构是物料输送管路，其通口位于该离心面附近和/或朝向该离心面，在此，物料输送管路最好为空心轴形式，其抗转动地与该离心机构连接。这允许非常紧凑的旋转对称布置结构。

可以想到的是，物料从物料输送管路送至料槽并从那里送往离心面。

离心机构也可以是可往复运动的机构，确切说，最好是弹簧支承的振动件。通过往复运动，大的惯性力方向交变地作用于物料。于是，也可以做到物料通过抛甩的良好分散或者说分份。

离心机构可以是叶轮状结构，具有桨叶状或轮辐状的元件。

本发明装置优选有多个离心机构。它们可级联布置，从而物料在工作中接触多个离心机构并总是从上游的离心机构被甩向下游的离心机构，最后甩飞到碰撞面。所述多个离心机构最好抗转动地安装在共同的转轴上。

可以想到的是，每个离心机构由一个物料输送管路来供料。

在该空间区内设有一个柱体，尤其是圆锥形柱体，它在柱体外表面和碰撞面之间产生间隙。

碰撞面也可以具有多个结构元件，例如在表面上的疙瘩状或片状凸起。碰撞面最好可被调温。为此，可以在碰撞面壁中设置用于载热流体的空腔，或者碰撞面壁为双壁结构。

可以在该空间区内设有至少一个空心柱体，空心柱体的碰撞面最好由孔板构成。多个空心柱体可以同轴设置，从而离心机构以物料浸润该空心柱体的表面。通过这种布置，碰撞面被扩大。物料在在柱体壁上流下后流向安置在空心柱下面的收集点。

一个结构元件尤其是叶轮沿空心柱壁引导气体，用于送走存在于物料中的某些物质如香气。

非常有利的是，离心机构具有多个转子叶片或类似物，其最好设置在离心机构的底面上。由此可以通过离心机构本身产生气体流动，该离心机构为此具有特殊构型，例如与离心机构刚性连接的叶片、桨叶等。

合适的是，能用气体充填的空间区为内室，内室的内壁至少部分构成该碰撞面，其中该内室构成气体循环系统的一部分。气体循环系统可以具有气体泵送装置和/或气体抽吸装置，气体泵送装置和/或气体抽吸装置或许通过在内室中的配设有转子叶片的离心机构来构成，或者通过这样的离心机构至少支持其泵送作用或抽吸作用。此外，该含气体的空间区可以包括尤其呈导板形式的结构。离心机构的转子叶片和/或导板可以在内室中被调节。由此，可以影响在内室中和在碰撞面上的气体流动。尤其是，可以在内室中出现气体的或许多次滚卷，继而可以调整气体在内室的停留时间。这对减小内室中的气体用量即气体流通量和物料流通量之比有帮助。

附图说明

以下，将结合附图来说明本发明的优选实施例，其中：

图1表示本发明的第一实施例；

图2表示本发明的第二实施例。

具体实施方式

在图1中示出了总体用1表示的可流动物料M的精炼装置。该装置1安设在机座20上。

离心机构2在其表面的局部区域内具有离心面2a，该离心机构安置在可用气体G充填的空间区4内。离心机构2将通过马达16并借助转轴18被驱动。

离心机构2可以如此转动，离心面2a在其运动过程中总是执行其速度就大小和/或方向而言是变化的加速运动(旋转运动)。由此，物料M可以由离心面2a上被甩飞。

管路6用于将待精炼物料M送到可运动的离心机构2的离心面2a。这可单独通过重力和/或借助未示出的泵来完成。

界定出空间区4的室壁的一个与空间区4相邻接的碰撞面8用于如此供抛甩经过空间区4的物料撞击，即该物料在至少重力的作用下沿碰撞面8向下流动并且能浸润该碰撞面。

从下方与碰撞面8相接的漏斗10用于在一个收集点12集中沿碰撞面8流动的精炼后物料M’。

在管路6的上游设有一个静态混合器14，在该静态混合器中，待精炼物料M与作为产生牵引力的介质的气体G例如空气或者只是氮气一起在重力作用下被输送。代替气体G，在此也可以将液体混入物料M中。可以想到的是混入气体和液体。

代替离心机构2，也可采用喷嘴(未示出)来将物料M分份或者说分散。

物料M的分份或者说分散可以通过借助(未示出)振动装置使(未示出的)喷嘴或者说离心机构2振动来促成。

图2表示本发明的第二实施例，其结构对应于图1所示的装置。而且，设有至少一个构件21尤其是叶轮，该叶轮沿碰撞面8传送该空间区4所含的气体，以便排走存在于物料中的某些物质例如香气。

该装置还可以具有在物料供应管路和/或物料排出管路和/或空间区4内的剪切元件，其中该剪切元件由至少一个转子和至少一个定子组成，并且至少一个表面具有疙瘩状或肋片状或锯齿状的变形结构。该剪切元件产生泵送作用并且附加改善物料的质量，在这里，尤其是将物料脱气和除湿并且减小黏度。

Claims (13)

1.一种精炼可流动物料的方法，该方法包括以下步骤：

S1)使可流动物料运动到分份机构，该分份机构设置在含气体的空间区内；

S2)借助分份机构将运动的可流动物料分成若干物料份，所述若干物料份将经过该含气体的空间区；

S3)使经过该空间区的物料碰撞一个与该空间区邻接的碰撞面，从而该物料在至少重力的作用下沿该碰撞面流动；

S4)在收集点收集沿该碰撞面流动的精炼后物料，

其特征是，该分份机构具有喷嘴，物料的分份通过使物料经过该喷嘴来实现。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该喷嘴是多组分喷嘴，至少另一种物质连同待精炼的该可流动物料一起被输送经过该多组分喷嘴并且所述至少另一种物质与该物料混合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，物料的分份通过使分份机构振动和/或通过使物料振动来实现或促进。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征是，泵送该物料运动经过在物料送进管路或物料排出管路或该空间区(4)内的至少一个剪切元件。

5.一种用于实施根据权利要求1至4中任一项所述方法的可流动物料的精炼装置，包括：

在含气体的空间区(4)内的分份机构(2)，用于将运动的可流动物料分成若干物料份并且将运动的物料份交付到含气体的该空间区(4)中；

与该空间区邻接的碰撞面(8)，用于使运动经过该空间区(4)的物料碰撞，其中该物料能在至少重力的作用下沿该碰撞面(8)流动；

收集机构(10)，用于在收集点(12)收集沿该碰撞面流动的精炼后物料，

其特征是，该分份机构具有喷嘴，能使该物料经过该喷嘴以便分份。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征是，该喷嘴为多组分喷嘴。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征是，该分份机构具有用于使分份机构振动的振动装置。

8.一种可流动膏状物料的精炼装置，包括：

在可用气体充填的空间区(4)内的离心机构(2)，该离心机构至少在其表面的局部区域具有离心面(2a)，其中该离心机构能如此运动，即该离心面(2a)至少在其运动的一部分的过程中执行其速度就大小和/或方向而言是可变化的加速运动；

用于将待精炼物料送至该可运动的离心机构(2)的离心面(2a)的机构(6)；

与该空间区(4)邻接的碰撞面(8)，用于使抛甩经过该空间区(4)的物料碰撞，使得物料能在至少重力作用下沿该碰撞面(8)流动；

用于在收集点(12)收集沿该碰撞面(8)流动的精炼后物料的机构(10)，

其特征是，设置至少一个结构元件(21)，用于在该空间区(4)内使空气运动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征是，该离心机构能绕一个竖直转动轴线转动地支承，其中该离心机构是板形或盘形结构和/或该离心面位于该离心机构的顶面和/或底面上。

10.根据权利要求8至9所述的装置，其特征是，用于输送物料的该机构是物料输送管路，其通口位于该离心面附近和/或朝向该离心面，其中该物料输送管路为空心轴形式，其抗转动地与该离心机构连接。

11.根据权利要求8或9所述的装置，其特征是，该离心机构是弹簧支承的振动件。

12.根据权利要求8至9中任一项所述的装置，其特征是，一个剪切元件设置在物料输送管路和/或物料排出管路和/或该空间区(4)内，其中该剪切元件由至少一个转子和至少一个定子构成。

13.根据权利要求8至9中任一项所述的装置，其特征是，在该空间区内设有一个柱体，在该空间区内的该柱体在其外表面和该碰撞面之间产生间隙。

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