CN103491794A - 搅拌磨机 - Google Patents

Abstract

一种用于食品领域的搅拌磨机(10)，包括基本呈筒形或锥形且具有容器内壁(2)的容器(1)和可转动安装且包括轴(4)的搅拌部件(3)。在搅拌部件(3)上有尤其基本沿径向从轴(4)伸出的棒杆状搅拌工具(5)。另外，至少一个静止不动的研磨叶片(6)形成在容器内壁(2)上，其中，还在搅拌部件(3)上形成有多个盘形或部分盘形搅拌工具(5)。

Description

搅拌磨机

本发明涉及用于食品领域尤其是用于巧克力制造的搅拌磨机，尤其是搅拌球磨机。

这样的搅拌磨机是已知的，它们由包括定子的容器、包括固定于其上的搅拌工具的转子、球构成。这样的磨机在工业中被广泛投入使用应用。通常，混合不匀是不利的，因为不是整个物料流都直接接触搅拌工具，而且可清理性差也是不利的。

由EP0294876B1公开了一种巧克力精炼装置，在这里，剪切力通过安置在转子上的棒杆和安置在定子上的盘被施加至待精炼物料。这样的装置仅被用于很精细的物料，因为只有物质剪切力在作用，而不会出现研磨作用。该装置不适合用于磨碎可可物质。此外，清理因结构复杂而是困难漫长的。

由DE1234500公开了一种用于彩色颜料的搅拌磨机，它包括在转子上的搅拌盘和在定子上的环形盘。在磨机中装有砂砾作为研磨介质。在这样的结构中的拌匀不是最佳的，因为尤其是很精细的待研磨物料可能附着在静止不动的盘上。这种结构一方面出于卫生考虑且另一方面出于运营经济性考虑不能被用于食品。另外，取决于分散体粘度，砂砾无法再轻易与分散体分离。

AT268840公开了一种搅拌磨机，其中在转子上的盘和定子上的盘之间设有多个狭缝以分离研磨物料和研磨介质。缝隙因此须小于最小研磨介质。在这样的构造下，磨机效率很低，因为只有少量研磨物料能穿过缝隙。

一般，定子具有进料口和排料口。泵将尤其是流态的研磨拌合物料从进料口泵送至排料口，从而出现从进料口至排料口的物料流动。

本发明的任务是避免现有技术的缺点，尤其提供一种搅拌磨机以及一种方法，借此能研磨流态的研磨物料。该任务将通过权利要求1的特征来完成。从属权利要求说明了优选实施方式或替代实施方式。

根据本发明的用于食品领域的搅拌磨机包括基本呈筒形或锥形且具有容器内壁的容器和可转动安装的搅拌部件。搅拌部件包括轴，轴又具有尤其基本沿径向从该轴伸出的搅拌工具。搅拌部件上的搅拌工具尤其呈棒杆状构成。在容器内壁上，优选与搅拌部件的轴同心地设有至少一个静止不动的研磨叶片。在此情况下，在容器内壁上也意味着静止不动的研磨叶片安置在大体在容器内壁上的其它固定装置上。除了在轴上的棒杆状搅拌工具外，还形成有至少一个盘形或部分盘形搅拌工具。

所述棒杆状搅拌工具和所述至少一个盘形或部分盘形搅拌工具最好布置在该轴的位于规定的容器部分内的局部上。

筒形容器的规定部分尤其具有恒定的直径，而锥形容器的规定部分尤其具有恒定的锥角。

优选在规定的区域内，该棒杆状搅拌工具的分布沿轴向在这样一段路程上延伸，所述至少一个盘形或部分盘形搅拌工具的轴向位置位于该路程中，或者该路程与轴向分布有多个盘形或部分盘形搅拌工具的一段路程重叠。

所述至少一个静止不动的研磨叶片最好位于同一个规定的容器部分内。

盘形或部分盘形搅拌工具在研磨过程中负责物料引导作用。沿容器内壁以及直接沿轴线的物料流动被阻止，从而待研磨物料被引导向该搅拌工具。

如此布置所述搅拌工具和所述至少一个静止不动的研磨叶片，它们在沿轴线的投影中径向间隔开。

静止不动的研磨叶片以其径向延伸尺寸限定出容器的自由内径。带有搅拌工具的轴的径向延伸尺寸即搅拌部件的最大外径小于容器的自由内径。

这样的实施方式尤其有以下优点，可容易地从容器中取出整个搅拌部件，因而清理作业和维护作业得以减轻。

搅拌部件即带有搅拌工具的轴可在轴向上从容器中被简单抽出，无需卸下该工具。该容器能以封闭的筒形容器或锥形容器的形式构成，只须该容器可从一个端侧进出。

另外，至少在工作状态中可以在容器内设有多个研磨介质，尤其是球。

研磨介质增大了作用于待研磨物料的剪切载荷并且提高了研磨效率。

所述至少一个静止不动的研磨叶片至少基本沿轴向与盘形搅拌工具间隔开。轴向间距大于研磨介质的最大直径，因而研磨介质可以在静止不动的研磨叶片和盘形或部分盘形搅拌工具之间运动。至少基本是指可以有未重合的部段，尤其当该搅拌工具和/或至少一个静止不动的研磨叶片呈螺纹形或螺旋形构成时。具有轴向间隔的多个部段至少大于没有轴向间隔的部段。

在搅拌工具和静止不动的研磨叶片之间的径向和轴向间隔区域内，许多研磨介质位于搅拌工具和研磨叶片之间，并且出现具有高的相对速度的涡流，这改善了混合。同时，搅拌球磨机的清理简单易行，这是因为搅拌部件可沿轴向从磨碎机中被取出。或者，也可以在容器壁内设置开口，用于垂直于搅拌部件轴线地从容器中取出搅拌部件。

自由安置在容器内的研磨介质最好呈球、尤其是钢球的形式。陶瓷球或由其它特殊合金构成的球也是可行的。

球形结构造成研磨介质表面均匀受力，因而导致均匀磨损。材料也可以选择为有利地是耐磨的并且尤其在食品业中可检出。

所述至少一个静止不动的研磨叶片与该搅拌部件的轴同心地布置在该容器内壁上。

所述至少一个静止不动的研磨叶片最好是环形盘或半环形盘。研磨叶片最好延伸于整个周边。尤其是，所述至少一个静止不动的研磨叶片最好布置在一条盘旋延伸的线上。该线可以呈螺纹形或螺旋形延伸。布置有所述至少一个研磨叶片的盘旋线的导程产生了具有物料流向的运动。

或者，布置有所述至少一个研磨叶片的盘旋线的导程可以产生与物料流向相反的运动。

也可行的是，这些搅拌工具布置在围绕该轴的一条盘旋线上。盘旋构成的搅拌叶片的导程可产生与物料流向相反的输送流或产生沿物料流向的输送流。由此，延长或缩短研磨拌合物料经过磨碎机的流通时间，进而也提高或降低粉碎质量。与此相关，物料流是指宏观看到的研磨拌合物料从进料口至排料口的主流向，而输送流是指局部流向。研磨拌合物料的物料流向最好与重力相反。尤其可想到在容器纵轴线水平布置时物料流基本垂直于重力。

尤其在该轴上布置多个盘形或部分盘形搅拌工具，它们优选交替布置，从而存在棒杆状搅拌工具和盘形或部分盘形搅拌工具在该轴上的均匀分布。

另外，尤其在具有恒定直径或恒定锥角的容器局部内设有多个静止不动的研磨叶片，它们优选沿轴向与棒杆状搅拌工具和盘形或部分盘形搅拌工具交替布置。

研磨物料在其经过磨机的路程中被多次引导向该搅拌工具。

也可以想到，具有不同直径的至少两个搅拌叶片被安装在该轴上和/或至少一个盘形或部分盘形搅拌工具的周边具有非圆形的形状，例如呈椭圆形或多角形。这引起狭缝的形成，在这里，同时可以实现球穿过。获得了良好的研磨并且阻止了球挤压，从而保证了无故障的研磨工作。

在搅拌工具和研磨叶片之间的径向缝隙优选等于最大研磨介质的最大直径的1倍到10倍，尤其优选是最大研磨介质的最大直径的6倍。至少如此设计径向缝隙以及轴向缝隙，使得研磨介质可以经过该缝隙。为了应用在巧克力制造中，研磨介质的直径基本为2-12mm，优选基本为4-9mm，尤其优选基本为6mm。在一个优选实施方式中，容器内的研磨介质基本一样大小。但也可以想到采用不同的研磨介质直径。因此，与研磨介质材料的不同密度相结合，可以在一个容器内循序进行多级研磨。

该缝隙和研磨介质的尺寸实现了研磨物料的最佳磨碎混合。

为进一步减轻清理工作而有利的是，该搅拌工具可更换地安装在该轴上，尤其是安置在轴环上。

这些搅拌工具最好可拆卸地安装在该轴和/或轴环上。这例如可以是插接或螺纹连接。可以想到以传力配合方式安装在轴上的解决方案，它能灵活地根据需要安装在轴上。视搅拌工具的磨损情况，通过可拆卸连接保证所需要的快速更换。不可拆卸的安装也可能是有意义的，尤其出于清理考虑。

在一个优选实施方式中，这些研磨叶片可拆卸地安装在该容器内壁上。这可以通过在容器内壁上的螺纹连接或插接来获得。这出于磨损考虑可能是有意义的，或者在使用不同的研磨叶片的形状和厚度时也是有意义的。

或者可以想到，这些研磨叶片被不可拆卸地安装在容器内壁上。这出于卫生考虑是优选的。这样的连接例如可以是焊接或铆接。

该容器优选呈双壁状构成。双壁结构一方面容许内壳被单独去掉或更换，这一方面出于磨损考虑且对于磨损控制可能是有意义的，但另一方面也可被用于清理，因为人们可以使用两个内容器并且可以在其中一个内容器使用时清理或修整另一个内容器。单独去掉在本发明的范围内意味着内容器能被可拆卸地和/或可取掉地安装在外壳上，尤其是螺钉安装或夹装和/或法兰安装。双壁容器例如也可以具有与外壳焊接在一起的不可拆卸的内容器。

在一个优选实施方式中，该容器被设计成是可热处理的。这一方面允许在尤其由严重摩擦造成的过高温度时冷却，另一方面，可以将磨碎时的温度调节至最佳范围。为了这样的调节，可以设有用于冷却介质温度和流通速度的控制机构。

容器、搅拌工具、研磨叶片和研磨介质的材料优选是不锈钢或耐磨钢，以便一方面保证所需要的机械强度，而另一方面还保证食品相容性。硬化钢也是可行的，它在硬化时丧失的耐蚀性能不多。由材料决定地，也必然得到可清理性。尤其对于研磨介质，在本发明的范围内也可以想到陶瓷材料或金属材料，尤其是硬金属。这将减小研磨介质的磨损并且延长磨机的使用寿命和持续工作时间。

另外，本发明包括一种用于利用本发明装置来磨碎研磨拌合物料的方法，包括以下步骤：研磨拌合物料经进料口被送入容器。随后，研磨拌合物料通过可转动安装的且包括棒杆状搅拌工具和盘形或部分盘形搅拌工具的搅拌部件、静止不动的多个研磨叶片以及自由安置在容器内的研磨介质被磨碎。混合和磨碎通过使用静止不动的研磨叶片和棒杆状搅拌工具以及盘形或部分盘形搅拌工具得到改善。

在磨碎之后，被粉碎的物料经排料口被输送给进一步的加工步骤，或者又被送至进料口以重复此过程。

物料流优选在磨碎过程中在容器内壁上通过静止不动的研磨叶片被引导。通过按照盘旋线布置的研磨叶片和/或搅拌叶片，产生沿物料流向的输送流或与物料流向相反的输送流，从而增大作用于研磨物料的剪切载荷，进而可以实现更快速的加工。

另外，提供一种用于上述搅拌磨机的研磨容器的内壳，其中该容器内壁被设计成是可更换的，尤其是内壳能被可拆卸地安装在外壳上。该内壳优选能被可拆卸地安装在外壳上，尤其是螺钉安装、夹装和/或法兰安装。搅拌球磨机中的内壳一方面被换掉以便清理，另一方面因为磨损而比搅拌球磨机的其它部件更早地被换掉。因此，为了提高生产率而提出一种内壳，它能被可拆卸地安装在外壳上，从而可以简单快速地进行更换。

以下，将结合附图来详述本发明的实施例，其中：

图1是搅拌磨机的第一例子的示意剖视图，

图2是搅拌磨机的第二例子的示意剖视图。

图1示出了用于巧克力制造的搅拌磨机10的根据本发明的第一实施方式。在基本呈筒形构造且包括容器内壁2的容器1中，安置有可转动安装的且包括轴4的搅拌部件3。轴4尤其具有基本沿径向从轴4伸出的搅拌工具5。搅拌工具5构造成棒杆状5a和盘形5b。

在容器1内还有许多研磨介质，优选是球，尤其是钢球，它们在图中未被明确示出。这些研磨介质自由安置在该容器内。研磨介质的直径基本为2-12mm，优选基本为4-9mm，尤其优选基本为6mm。例如对于可可制造，采用6.35mm球径，对于脂肪物或巧克力，采用8mm球径。

在容器内壁2上，与搅拌部件3的轴4同心地安置有多个静止不动的研磨叶片6。这些静止不动的研磨叶片6呈环形并且与搅拌部件3的轴4同心布置。搅拌工具5和所述至少一个研磨叶片6在沿轴线8的投影中以间距9径向间隔。在搅拌部件3上有盘形搅拌工具7。

搅拌叶片7和研磨叶片6被可拆卸安装，但或者也可以不可拆卸安装。搅拌工具5与研磨叶片6间隔开允许沿轴线8从容器取出搅拌部件，尽管研磨叶片6是不可拆卸安装的。

研磨拌合物料经进料口被送入容器1。随后，研磨拌合物料通过可转动安装且带有搅拌工具5a、5b的搅拌部件3以及自由安置在容器内的研磨介质被磨碎，同时物料流在容器内壁2上通过静止不动的研磨叶片6被引导。待研磨物料的流向走向与重力相反。

图2示出了第二实施方式，在这里，静止不动的研磨叶片6以及盘形搅拌工具5b在一条线11上盘旋延伸。由此产生输送流，输送流根据轴转动方向沿物料流向或与物料流向相反地流过。盘旋延伸地构成该静止不动的研磨叶片阻止了沿容器内壁2的直接输送流。待研磨物料的路程被延长，由此加强与位于容器内的研磨介质的接触。另外，延长了研磨拌合物料在研磨过程中的持续时间。与研磨介质的接触时间越长且接触范围越大，越高的剪切载荷作用于待研磨物料并且研磨效率越高。盘旋构成研磨叶片6仍还容许输送流，因而待研磨物料保持处于运动中并且引起剪切载荷。在此实施方式中，容器1呈双壁状形成有内壳12和外壳13。内壳12可以与外壳13无关地被取出和/或更换。双壁式设计容许输入未被明确示出的热处理液体。热处理液体可被用于加热或冷却。由于在研磨介质、容器内壁2、研磨叶片6、搅拌工具5、搅拌叶片7和物料之间的剧烈摩擦，故在工艺过程内存在热量输入，因而容器1的双壁构造和由此得到的热处理可能性优选被用于冷却。

Claims (15)

1.一种用于食品领域的搅拌磨机(10)，包括基本呈筒形或锥形且具有容器内壁(2)的容器(1)、可转动安装且包括轴(4)和尤其基本沿径向从该轴(4)伸出的棒杆状搅拌工具(5a)的搅拌部件(3)和在该容器内壁上的至少一个静止不动的研磨叶片(6)，其特征是，在该搅拌部件上，还形成有多个盘形或部分盘形搅拌工具(5b)。

2.根据权利要求1所述的搅拌磨机，其特征是，所述至少一个静止不动的研磨叶片(6)和所述搅拌工具(5a,5b)在沿轴线(8)的投影中径向间隔开。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌磨机，其特征是，在该容器内设有许多研磨介质，尤其是球。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的搅拌磨机，其特征是，所述至少一个静止不动的研磨叶片至少基本在轴向上与该盘形搅拌工具间隔开。

5.根据权利要求3至4中至少一项所述的搅拌磨机(10)，其特征是，径向间距是最大研磨介质的最大直径的1到10倍。

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的搅拌磨机(10)，其特征是，所述至少一个静止不动的研磨叶片(6)布置在一条盘旋延伸的尤其呈螺纹形或螺旋形的线(11)上。

7.根据权利要求1至6中至少一项所述的搅拌磨机(10)，其特征是，所述至少一个盘形搅拌工具的周缘具有非圆形的形状。

8.根据前述权利要求之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，所述搅拌工具(5a,5b)可更换地安装在该轴上，尤其安置在轴环上。

9.根据前述权利要求之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，所述搅拌工具(5a,5b)被可拆卸地安装。

10.根据前述权利要求之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，所述研磨叶片(6)可拆卸地安装在该容器内壁(2)上。

11.根据前述权利要求之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，该容器(1)呈双壁状构成。

12.尤其根据权利要求1至11之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，该容器内壁(2)可与外壳无关地被去掉和/或更换。

13.根据前述权利要求之一所述的搅拌磨机(10)，其特征是，该容器(1)是可热处理的。

14.一种用于尤其在根据权利要求1至13之一所述的搅拌磨机(10)中在容器内磨碎研磨拌合物料的方法，包括以下步骤：

-经进料口将研磨拌合物料填充入容器，

-通过可转动安装且具有搅拌工具的搅拌部件以及自由安置在该容器内的研磨介质和在该容器内壁上的静止不动的多个研磨叶片，磨碎该研磨拌合物料，

-经排料口排出被磨碎的物料。

15.一种用于根据权利要求11或12所述的搅拌磨机(10)的研磨容器的内壳(12)，其特征是，该容器内壁(2)被设计成是可更换的，尤其是该内壳(12)能被可拆卸地安装在该外壳(13)上。

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