CN116867574A

CN116867574A - 胶体磨

Info

Publication number: CN116867574A
Application number: CN202280015602.7A
Authority: CN
Inventors: 元通·曾; 康斯坦提诺斯·帕吉奥斯
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-10-10
Also published as: WO2022194428A1; BR112023016647A2; EP4059607A1; US20240165629A1

Abstract

本发明涉及一种用于减小悬浮在第一液体中的颗粒(101)的颗粒尺寸(100)和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸的胶体磨。该胶体磨具有转子(1)和定子(2)，该转子和该定子同轴地一个布置在另一个内部。该胶体磨在第一轴向侧具有用于引入悬浮液或乳液的材料入口并且在第二轴向侧具有用于导出该悬浮液或乳液的产品出口。该转子(1)具有面向该定子(2)的转子磨削表面(3)，和/或该定子(2)具有面向该转子(1)的定子磨削表面(4)。该转子磨削表面(3)具有带有剪切表面(6)和/或剪切边缘(7)的磨削齿(5a,5b)，该磨削齿的横截面表面(8a)在垂直于旋转轴线(D)的平面内在径向方向(R)上朝向相对的定子磨削表面(4)渐缩，其中该横截面表面(8a)具有第一腿部(14a)，该第一腿部邻接该横截面表面(8a)的在周向上延伸的基部侧(11a)，指向该转子(1)的旋转方向(15)并且与该基部侧(11)围成85°‑95°的角度(α)。

Description

胶体磨

技术领域

本发明涉及胶体磨、用于加工脂肪基物质的系统、用于减小悬浮在第一液体中的固体的颗粒尺寸和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸的方法、转子和定子。

背景技术

用于通过机械力将固体和液体物质以胶体细度分散在胶体磨中或用于在液体中乳化液体的胶体磨是现有技术已知的。

例如，固体物质(诸如糖、奶粉、坚果、水果或谷粒)精细地分布在含有脂肪的物质(例如含可可脂)中。添加到胶体磨中的固体和液体物质在本申请的上下文中被称为材料。

已知的胶体磨基本上包括具有垂直轴线的圆柱形或圆锥形外壳。它们在一个轴向侧上具有材料入口并且在相对的轴向侧上具有产品出口。胶体磨包括圆柱形或圆锥形定子和同轴布置的转子，该圆柱形或圆锥形定子通常安装在外壳的内壁表面上或与外壳的内壁表面一体形成，该转子通常在定子内，该定子带有由外壳可旋转地支撑并且固定地并同轴地支撑转子的竖直旋转轴。

在本发明的上下文中，术语“径向”、“轴向”、“旋转方向”和“在周向上”是指胶体磨的转子的旋转轴线。

转子的外表面和定子的内表面各自设置有彼此对置的、设计为肋状件的磨削齿，磨削齿与交替地布置在它们之间的凹入部穿插分布，其中肋状件和凹入部基本上在轴向方向上延伸并且在横截面中具有基本上矩形的形状。

设计有此类几何形状的粉碎机例如在EP0122608A2中作为现有技术示出。

为了提高产量和粉碎性能，胶体磨已设置有磨削齿，磨削齿的横截面在垂直于旋转轴线的平面内为锯齿状，即具有近似梯形或三角形的横截面。

例如，在CN 2291205Y、EP0775526A1、EP0605169 A1、EP0497526 A2和EP0122608A2中公开了具有此类几何形状的磨削装置。

与矩形形状相比，磨削齿的平坦的侧翼为产品提供了更多空间并且因此可以引起增加的产量。

已经表明，在胶体磨中加工期间，会发生加工材料的显著加热，这会对产品产生负面影响，特别地在产品是热敏食品或药物产品的情形下。

因此，本发明的目的是克服已知技术的缺点，特别地是提供一种胶体磨、一种系统、一种方法、一种转子和一种定子，该胶体磨、系统、方法、转子和定子允许在尽可能最低的温度升高下进行有效粉碎。

发明内容

本发明的目的通过根据独立权利要求的一种胶体磨、一种系统、一种方法、一种转子和一种定子来实现。

根据本发明的胶体磨用来减小悬浮在第一液体中的颗粒的颗粒尺寸和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸，其中第一液体特别地是脂肪基物质。

脂肪基物质可以是脂肪或油。特别地，脂肪基物质含有可可脂。

颗粒可以是固体，诸如糖颗粒、坚果、水果和/或谷粒。颗粒在胶体磨中经历湿磨削。

颗粒可以以此类方式含有脂肪：不需要添加液体；并且减少的颗粒在它们自身的脂肪中乳化，该脂肪可以被认为是第一液体。

胶体磨具有至少一个转子和至少一个定子，该至少一个转子和该至少一个定子同轴地一个布置在另一个内部。优选地，转子布置在定子内或者能够附接在转子内。

另选地，还可以想到转子围绕定子旋转。

转子可以具有可旋转轴或可以连接到可旋转轴，该可旋转轴由驱动装置设定成旋转。

优选地，胶体磨在第一轴向侧具有用于引入颗粒、液体、悬浮液和/或乳液的至少一个材料入口，并且在第二轴向侧具有用于导出悬浮液或乳液的至少一个产品出口。待处理的材料因此可以在轴向方向上流过胶体磨。

材料入口可以是漏斗形的，使得材料在重力的影响下进入转子与定子之间的磨削室。

该至少一个转子具有面向或待面向定子的转子磨削表面，和/或该至少一个定子具有面向或待面向转子的定子磨削表面。

该转子磨削表面具有带有剪切表面和/或剪切边缘的至少一个磨削齿，该磨削齿的横截面表面在垂直于旋转轴线的平面内在径向方向上朝向与其相对或待与其相对布置的定子磨削表面渐缩。

磨削齿是从转子或定子的底表面突出的凸起区域。

该凸起区域具有表面和/或边缘，该表面和/或边缘在安装状态下具有到相对的磨削表面的最短距离。该表面和/或边缘确保材料的剪切并且因此形成剪切表面和/或剪切边缘。

该横截面表面具有第一腿部、优选地为直的第一腿部，该第一腿部与该横截面表面的在周向上延伸的基部侧邻接。第一腿部指向转子的旋转方向。这意味着，第一腿部限定该横截面表面的指向旋转方向的侧面。当转子旋转时，第一腿部抵靠位于胶体磨中的材料移动。

优选地，第一腿部位于磨削齿的指向转子的旋转方向的侧表面上。

第一腿部和基部侧围成在80°-100°、优选地85°-95°范围内的角度。基部侧优选地位于围绕旋转轴线的圆上。

优选地，第一腿部位于通过旋转轴线的径向线上并且与基部侧围成直角。

另选地或除此之外，定子磨削表面具有带有剪切表面和/或剪切边缘至少一个磨削齿，该磨削齿的横截面表面在垂直于旋转轴线的平面内在径向方向上朝向与其相对或待与其相对布置的转子磨削表面渐缩。

该横截面表面具有第二腿部，优选地为直的第二腿部，该第二腿部与该横截面表面的在周向上延伸的基部侧邻接。第二腿部指向远离转子的旋转方向。这意味着，第二腿部限定该横截面表面的指向远离旋转方向的侧面。在转子的旋转期间，同样被移动的材料因此可以抵靠第二腿部流动。

第二腿部优选地位于磨削齿的指向远离转子的旋转方向的侧表面上。

第二腿部和基部侧围成在80°-100°、特别地85°-95°范围内的角度。基部侧优选地位于围绕旋转轴线的圆上。

优选地，第二腿部位于通过旋转轴线的径向线上并且与基部侧围成直角。

腿部与弯曲的基部侧之间的角度形成在腿部与切线之间，该切线在腿部和基部侧的相交处抵靠基部侧。

因为转子和/或定子上的磨削齿的横截面表面径向地渐缩，所以得到不对称的横截面表面。不存在横截面表面相对于其镜像对称的径向线。转子和/或定子上的磨削齿的横截面表面具有陡峭的侧翼(即由于与基部表面围成85°-95°的角的腿部)以及平坦的侧翼。

优选地，转子磨削表面和/或定子磨削表面具有多个磨削齿，该多个磨削齿具有相同的距离，特别地在周向上。

横截面表面的渐缩致使转子和定子仅在圆周表面的相对小的部分上彼此非常靠近。因此，转子和定子之间的剪切力小于具有常规矩形磨削齿横截面表面的胶体磨中的剪切力。

因此，材料加热较少。

同时，陡峭的侧翼确保有效的粉碎。

转子和定子可以设计成使得转子磨削表面和定子磨削表面基本上为圆柱形或圆锥形。胶体磨可以设计成使得旋转轴线在操作期间垂直地布置，并且可以从顶部到底部流过胶体磨。

转子与定子之间的磨削间隙的半径可在流动方向上(特别地向下)增大。

一个或多个磨削齿可以设计为肋状件并且在最短的路径上沿着定子磨削表面和/或转子磨削表面在轴向方向上延伸或倾斜。

在倾斜的磨削齿的情况下，肋状件的纵向延伸与垂直于旋转轴线的圆周线或与旋转方向围成不等于90°的角度。

倾斜的磨削齿促进材料输送通过胶体磨。

胶体磨可以具有两个或更多个磨削齿的部分，该部分在轴向方向上具有不同的倾斜度。倾斜的程度和/或倾斜方向可以从一个部分到下一个部分改变。

在轴向方向的圆周上，胶体磨可以具有两个或更多个磨削齿的部分，该部分具有不同尺寸和/或密度。

优选地，胶体磨具有一个、两个或三个部分。

在材料入口侧上，胶体磨可以具有轴向部分，其中转子不具有在周向上封闭的转子磨削表面。在该区域中，转子表面可以具有指向轴向方向的臂，例如三个或更多个臂，磨削齿可以位于臂上。

优选地，胶体磨具有驱动装置，该驱动装置确保以50Hz的频率2500rpm-3500rpm、特别地2900rpm-3000rpm的转子转速。

在有利的实施方案中，至少一个磨削齿的横截面表面形成多边形，特别地四边形，该多边形具有在周向上延伸的较长基部侧和与第一基部侧平行的较短基部侧。

在这种情况下，横截面表面近似地为梯形。

较短基部侧优选地位于围绕旋转轴线的圆上，因此指向径向方向。横截面表面的较短基部侧位于磨削齿的剪切表面上。

较短基部侧与底部线具有距离，该底部线形成围绕旋转轴线的圆并且较大基部侧位于该底部线上。

另选地或除此之外，至少一个磨削齿的横截面表面形成多边形，特别地三角形，该多边形的尖端指向相对的磨削表面或与之相对布置的磨削表面。三角形的尖端位于磨削齿的剪切边缘上。

尖端是多边形的角部，在该角部处，相邻的侧围成小于或等于90°的角度。

该三角形可以是直角三角形，其中斜边形成磨削齿横截面表面的平坦的侧翼。

另选地，也可以考虑其它横截面表面，特别是具有较长基部侧和较短基部侧并且位于剪切表面上的横截面表面(较长基部侧位于磨削表面的底部线上，较短基部与较长基部侧间隔开，特别地平行于较长基部侧延伸)或者具有指向径向方向的尖端的横截面表面。

横截面表面例如可以是五边形或多边形的。磨削齿的较平坦的侧翼可以是倾斜的。

转子磨削表面和/或定子磨削表面的至少一个磨削齿优选地被设计为肋状件，其中横截面表面沿着其纵向延伸的尺寸保持恒定。

另选地或除此之外，横截面表面可以沿着流动方向(例如在流动方向上，即在从材料入口到产品出口的方向上)改变它们的尺寸。

在流动方向上，肋状件然后逐渐占据定子与转子之间的空间，使得用于材料的通道面积在垂直于旋转轴线的平面内在流动方向上减小。

转子磨削表面与定子磨削表面之间的最短距离可以在0.05mm至1.2mm的范围内。

最短距离可以被认为是转子与定子之间的磨削间隙的宽度。

转子磨削表面与定子磨削表面之间的最短距离位于转子的剪切表面或剪切边缘与定子的剪切表面或剪切边缘之间。

优选地，转子磨削表面与定子磨削表面之间的最短距离位于定子磨削表面的磨削齿上的四边形横截面表面的较短基部侧或三角形横截面表面的顶端与转子磨削表面的磨削齿上的四边形横截面表面的较短基部侧或三角形横截面表面的顶端之间的垂直于旋转轴线的平面内。

最短距离可以在轴向方向上保持恒定或者在轴向方向上改变(例如减小)。

最短距离可以在加工期间保持恒定。磨削间隙可以是可变的，例如通过转子和定子的相互轴向位移。

在胶体磨的情况下，转子磨削表面和定子磨削表面的磨削齿的横截面表面具有平行于位于底部线上的较长基部侧延伸的较短基部侧，剪切表面速率(SSR)的值可以小于0.25，特别地小于0.07。

剪切表面速率(SSR)的值表示转子磨削表面的磨削齿的横截面表面的较短基部侧在由转子磨削表面的底部线围绕旋转轴线形成的圆的圆周中的比例与定子上的磨削齿的横截面表面的较短基部侧在由定子磨削表面的底部线围绕旋转轴线形成的圆的圆周上的比例的乘积。

可以计算具有指向径向方向的剪切表面的所有转子和定子的剪切表面速率(SSR)。它们的磨削齿具有横截面表面，该横截面表面带有与底部线间隔开并且指向径向方向的基部侧。

底部线连接磨削齿的横截面表面。例如，横截面四边形的较长基部侧位于由底部线形成的圆上。

剪切表面速率(SSR)的值越小，胶体磨中发生剪切的区域越小，并且材料的受热越少。

胶体磨可以具有与定子固定连接的外壳。另选地，胶体磨可以具有外壳，其中定子和外壳不是一体制造的并且定子特别地是可更换的。定子可以形成为定子内壳体，该定子内壳体可以从外壳中移除并且更换。在磨损之后，定子可以例如被移除并且由同一外壳中的新的或翻新的定子替代。

还可以提供的是，转子被设置为更换部分。为此，转子磨削表面可以形成在转子壳体上，该转子壳体可以可更换地紧固到转子轴上。另选地，转子可以与轴一起拆卸和更换。

本发明的目的还通过一种用于处理食品物质(优选地含有脂肪基物质)的系统来实现。该系统包括如上所述的胶体磨。胶体磨特别地布置在球磨机的上游，和/或胶体磨特别地布置在混合器的下游。

该系统可以具有精炼机，该精炼机可以在工艺方向上被放置在胶体磨之前或之后。

本发明的目的还通过一种用于在如上所述的胶体磨中减小悬浮在第一液体中的颗粒的颗粒尺寸和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸的方法来实现，其中第一液体特别地是脂肪物质。

在该工艺中，为了形成悬浮液或乳液，将材料沿着转子磨削表面与定子磨削表面之间从胶体磨的第一轴向端引导至胶体磨的第二轴向端。

在通过胶体磨的路径上，材料的温度升高小于40℃。

在垂直于旋转轴线的平面内，定子磨削表面和/或转子磨削表面上的两个周向相邻的磨削齿的横截面表面之间的区域可以为添加到胶体磨中的3个-10个颗粒和/或液滴的横截面表面提供空间。

本发明的目的还通过一种用于如上所述的胶体磨的转子来实现，其中转子具有待面向定子的转子磨削表面。

该转子磨削表面具有带有剪切表面和/或剪切边缘的至少一个磨削齿，该磨削齿的横截面表面在垂直于旋转轴线的平面内在径向方向上朝向在安装状态下与其相对的定子磨削表面渐缩。

该横截面表面具有第一腿部、优选地为直的第一腿部，该第一腿部与该横截面表面的在周向上延伸的基部侧邻接。第一腿部指向转子的旋转方向，该方向在安装状态下提供。第一腿部与基部侧围成80°-100°，优选地85°-95°的角。

本发明的目的还通过一种用于如上所述的胶体磨的定子来实现，其中定子具有待面向转子的定子磨削表面。该定子磨削表面具有带有剪切表面和/或剪切边缘的至少一个磨削齿，该磨削齿的横截面表面在垂直于旋转轴线的平面内在径向方向上朝向在安装状态下与其相对的转子磨削表面渐缩。该横截面表面具有第二腿部、优选地为直的第二腿部，该第二腿部邻接该横截面表面的在周向上延伸的基部侧并且指向在安装状态下提供的与转子的旋转方向相反的方向。第二腿部与基部侧围成80°-100°、优选地85°-95°的角度。

附图说明

下面参照对具体实施方案和相应附图的描述来解释本发明。

在附图中：

图1以平面图示出定子和转子的第一示例的细部图的示意图；

图2以平面图示出相对于彼此处于两个不同位置的定子和转子的第二示例的细部图的示意图；

图3以平面图示出用于定子和转子上的磨削齿的各种构造的细部图的示意图；

图4a-图4e以平面图示出定子和转子的进一步示例的示意图；

图5a-图5c以平面图示出定子和转子的进一步示例的示意图；

图6a示出针对两个示例性曲线计算的流速的结果；

图6b示出根据图6a针对示例性轮廓曲线计算的剪切速率的结果；

图7a以透视图示出转子的示例；

图7b以透视图示出定子的示例；

图8示出系统的示意图。

具体实施方式

图1以平面图示出转子1和定子2的第一示例的细部图的示意图。转子1和定子2同轴地一个布置在另一个内部，其中转子1布置在定子2内部并且抵靠定子2在旋转方向15上旋转。

转子1具有面向定子2的转子磨削表面3，并且定子2具有面向转子1的定子磨削表面4。

如图所示，转子磨削表面3具有带有剪切表面6的磨削齿5a，磨削齿的横截面表面8a在垂直于旋转轴线D的平面内在径向方向(Ra)上朝向相对的定子磨削表面4渐缩。横截面表面8a具有直的第一腿部14a，该第一腿部邻接横截表面8a的在周向15上延伸的基部侧11a并且指向转子1的旋转方向15。第一腿部14a与基部侧11a围成90°的角度α。

转子1上的磨削齿5a的横截面表面8a各自形成四边形。其具有在周向上延伸的较长基部侧11a和平行于第一基部侧并且位于相应磨削齿5a的剪切表面6上的较短基部侧12a。

定子磨削表面4具有带有剪切边缘7的磨削齿5b，磨削齿的横截面表面8b在垂直于旋转轴线(D)的平面内在径向方向Rb上朝向相对的转子磨削表面3渐缩。

横截面表面8b具有直的第二腿部14b，该第二腿部与横截面表面8b的在周向上延伸的基部侧11b邻接。第二腿部14b指向与转子(1)的旋转方向15相反的方向。第二腿部14b与基部侧11b围成90°的角度β。

在定子上的磨削齿5b的横截面表面8b各自形成三角形，该三角形的尖端指向径向方向Rb并且形成剪切边缘7。

图2以平面图示出相对于彼此处于两个不同位置的定子2和转子1的第二示例的细部图的示意图，其中转子1已经在第二图像中在旋转方向上进一步移动。

待处理的材料102位于转子1与定子2之间。

转子1具有磨削齿5a，并且定子具有磨削齿5b，在这两种情况下，磨削齿的横截面表面都是四边形的。

转子磨削表面3与定子磨削表面4之间的最短距离17是当磨削齿5a和磨削齿5b精确地相对时磨削齿的距离17，如第二图像中所示。因为横截面表面8a、8b径向地渐缩，所以由材料102必须在其中经过最短距离17的区域限定的剪切间隙仅占据整个圆周线的相对短的长度比例。

剪切表面速率(SSR)的值表示转子磨削表面3的磨削齿5a的横截面表面8a的较短基部侧12a在由转子磨削表面3的底部线16a围绕旋转轴线形成的圆的圆周中的比例与定子2上的磨削齿5b的横截面表面8b的较短基部侧12b在由定子磨削表面4的底部线16b围绕旋转轴线形成的圆的圆周上的比例的乘积。

如果磨削齿5a、5b均匀地分布在圆周之上，则在每种情况下仅考虑一个磨削齿5a、5b和长度s1+b1和s2+b2就足够了，长度s1+b1和s2+b2各自描述陡峭的侧翼的距离，其中s1和s2是短基部侧12a和12b的长度。在这种情况下，剪切表面速率为s1/(s1+b1)*s2/(s2+b2)。

基于剪切表面速率SSR，可以计算损耗和温度升高。

损耗为

其中剪切速率由以下计算：

并且假设磨削间隙中的体积为

V_G＝π·(R₁ ²-R₂ ²)·h·SSR。

取代地，这导致

温度升高可以由以下确定：

在这种情况下，n是单位为rpm的转速，R₁是单位为m的定子的内半径(参见图5c)，R₂是单位为m的转子的外半径(参见图5c)，h是最短距离17，是单位为kg/h的流量，η是物质的粘度，c_p是单位为J/kg/K的比热容。

因此，温度升高线性地取决于剪切表面速率。

图3以平面图示出用于定子和转子的各种构造的细部图的示意图，其中对于每种构造，定子2在上半部中示出并且转子1在下半部中示出。

构造1和构造2示出不是径向地渐缩的磨削齿的常规横截面表面。剪切表面速率SSR的相应值是大的。

横截面表面8a、8b径向渐缩得越多，剪切表面速率SSR的值变得越小。

图4a-图4e以平面图示出定子2和同轴地布置在定子2内的转子1的进一步示例的示意图。

示例在每种情况下具有底部线16a、16b之间的不同距离18、相对的磨削齿5a、5b之间的不同的最短距离17、不同数量的磨削齿5a、5b。

在根据图4b的示例中，磨削齿5a、5b在每种情况下彼此无距离地邻接。

根据图4c，磨削齿5a、5b各自在周向上彼此具有相对大的距离19a、19b。

根据图4d，仅转子1的磨削齿5a的腿部14a形成陡峭的侧翼。

根据图4e，定子2和转子1的磨削齿5a、5b各自具有三角形横截面表面8a、8b，其尖端9指向分别相对的磨削表面3、4。

图5a-图4c以平面图示出定子2和转子1的进一步示例的示意图。

底部线16a与16b之间的距离18(参见图5a)、转子1上的磨削齿5a的数量和转子磨削齿5a的径向延伸20被选择成使得两个周向相邻的磨削齿5a的横截面表面8a之间的区域21在垂直于旋转轴线的平面内(如图所示)提供用于3个-10个颗粒101的横截面表面100的空间。

转子的磨削齿5a的横截面表面8a优选地在具有内半径R₃和外半径R₂的圆环中包括小于50％的比例，其中内半径R₃是底部线16a距旋转轴线的距离，并且外半径R₂是较短基部侧12a距旋转轴线的距离，即，对应于转子1的外半径(参见图5c)。

横截面表面8b优选地在具有内半径R₁和外半径R₄的圆环中包括小于50％的比例，其中内半径R₁是较短基部侧12b距旋转轴线的距离，因此对应于定子2的内半径，并且外半径R₄是底部线16b距旋转轴线的距离(参见图5a)。

图6a示出针对磨削齿5a、5b之间的材料102的流速的两个示例性曲线计算的结果。左图像对应于图3的构造3；右图像对应于图3的构造2。

由不同颜色表示的流速是通过根据Herschel-Bulkley模型的流体动力学的计算机模拟来获得的。

发现利用根据本发明的曲线(左图像)和比传统曲线(右图像)小的SSR值实现了具有更高速度的更大区域。这表明更高的物质传递和更好的粉碎效果。

图6b示出根据图6a的示例性曲线针对磨削齿5a、5b之间的材料102的剪切速率计算的结果。

由不同颜色表示的剪切速率是通过根据Herschel-Bulkley模型的流体动力学的计算机模拟来获得的。

发现利用根据本发明的曲线(左图像)和比传统曲线(右图像)小的SSR值实现了具有更高剪切速率的更小区域。这表明材料102的加热较少。

图7a以透视图示出转子1的示例。

转子1具有圆锥形的基本形状。

转子磨削表面3上的磨削齿5a形成为肋状件13，该肋状件与旋转方向15围成小于90°的角度γ1并且因此倾斜。

图7b以透视图示出定子2的示例。

定子磨削表面4具有圆锥形的基本形状。

磨削齿5b形成为肋状件13，该肋状件与旋转方向15围成小于90°的角度γ2。

下表1示出用常规胶体磨粉碎花生的结果，该胶体磨具有根据图3的构造3的磨削齿。花生具有高脂肪含量(约49％)，因此不需要添加脂肪。

表1

最短距离17或磨削间隙(此处称为“间隙”)、单位为kg/h的流速、单位为kW的功率、单位为℃的材料入口(“入口”)处的材料的温度和产品出口(“出口”)处的材料的温度、它们之间的差值以及单位为kW/t的能量消耗。

取决于磨削间隙，材料被加热超过40℃。

下表2示出用根据本发明的胶体磨粉碎花生的结果。

表2

列出了与表1中相同的值，并且此外还列出了与具有相同磨削间隙的常规胶体磨相比温差的降低。

可以清楚地看出，不仅发生较少的加热，还有较高的流速和较低的能量消耗。

图8示出包括混合器60、胶体磨40和球磨机50的系统70的示意图。

Claims

1.胶体磨，所述胶体磨用于减小悬浮在第一液体中的颗粒(101)的颗粒尺寸(100)和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸，其中所述第一液体特别地是脂肪基物质，

具有至少一个转子(1)和至少一个定子(2)，所述至少一个转子和所述至少一个定子同轴地一个布置在另一个内部，其中所述转子(1)优选地布置在所述定子(2)内或者能够附接在所述定子内，

其中所述胶体磨优选地在第一轴向侧上具有用于引入颗粒、液体、悬浮液和/或乳液的至少一个材料入口，并且在第二轴向侧上具有用于导出所述悬浮液或乳液的至少一个产品出口，

其中所述至少一个转子(1)具有面向或待面向所述定子(2)的转子磨削表面(3)，并且/或者所述至少一个定子(2)具有面向或待面向所述转子(1)的定子磨削表面(4)，

其特征在于，

所述转子磨削表面(3)具有带有剪切表面(6)和/或剪切边缘(7)的至少一个磨削齿(5a,5b)，其中所述磨削齿(5a,5b)的横截面表面(8a)在垂直于旋转轴线(D)的平面内在径向方向(R)上朝向相对的所述定子磨削表面(4)渐缩，其中所述横截面表面(8a)具有第一腿部(14a)，优选地为直的第一腿部，所述第一腿部邻接所述横截面表面(8a)的在周向上延伸的基部侧(11a)，指向所述转子(1)的旋转方向(15)，与所述基部侧(11a)围成80°-100°，优选地85°-95°的角度(α)，并且优选地位于通过所述旋转轴线的径向线上，

并且/或者

所述定子磨削表面(4)具有带有剪切表面(6)和/或剪切边缘(7)的至少一个磨削齿(5a,5b)，所述磨削齿的横截面表面(8b)在垂直于旋转轴线(D)的平面内在径向方向(R)上朝向相对的所述转子磨削表面(3)渐缩，其中所述横截面表面(8b)具有第二腿部(14b)，优选地为直的第二腿部，所述第二腿部邻接所述横截面表面(8b)的在周向上延伸的基部侧(11b)，其中所述第二腿部(14b)指向与所述转子(1)的旋转方向(15)相反的方向，并且所述第二腿部(14b)与所述基部侧(11b)围成80°-100°，优选地85°-95°的角度(β)，并且优选地位于通过所述旋转轴线的径向线上。

2.根据权利要求1所述的胶体磨，其中所述至少一个磨削齿(5a,5b)的横截面表面(8a,8b)形成多边形，特别地四边形，所述多边形具有在所述周向上延伸的较长基部侧(11a)和与第一基部侧平行的较短基部侧(12a)，并且特别地位于所述磨削齿的剪切表面(6)上。

3.根据权利要求1或2所述的胶体磨，其中所述至少一个磨削齿(5a,5b)的横截面表面(8a,8b)形成多边形，特别地三角形，所述多边形的尖端(9)指向相对的磨削表面(3,4)或与其相对布置的磨削表面(3,4)，并且特别地位于所述磨削齿(5a,5b)的剪切边缘(7)上。

4.根据前述权利要求中的一项所述的胶体磨，其中所述磨削齿(5a,5b)形成为沿其纵向延伸带有恒定大的横截面表面(8a,b)的肋状件(13)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的胶体磨，其中所述转子磨削表面(3)与所述定子磨削表面(4)之间的最短距离(17)在0.05mm与1.2mm之间。

6.根据权利要求2所述的胶体磨，其中剪切表面速率(SSR)的值小于0.07，其中所述剪切表面速率(SSR)的所述值表示所述转子磨削表面(3)的磨削齿(5a)的横截面表面(8a)的较短基部侧(12a)在由所述转子磨削表面(3)的底部围绕所述旋转轴线形成的圆的圆周中的比例和所述定子(2)上的磨削齿(5b)的横截面表面(8b)的较短基部侧(12b)在由所述定子磨削表面(4)的底部围绕所述旋转轴线形成的圆的圆周中的比例的乘积。

7.根据前述权利要求中的一项所述的胶体磨，其中所述胶体磨具有外壳，并且所述定子(2)和所述外壳不是一体制造的，使得所述定子(2)特别地是可更换的。

8.用于处理食品物质，优选地含有脂肪基物质，的系统(70)，所述系统包括根据权利要求1至7中的一项所述的胶体磨(40)，所述胶体磨特别地布置在球磨机(50)的上游和/或特别地布置在混合器(60)的下游。

9.用于在根据权利要求1至7中的一项所述的胶体磨中减小悬浮在第一液体中的颗粒的颗粒尺寸和/或乳化在第一液体中的第二液体的液滴尺寸的方法，其中所述第一液体特别地是脂肪物质，

其中为了形成悬浮液或乳液，将材料沿着所述定子磨削表面和所述转子磨削表面之间从所述胶体磨的第一轴向端引导至所述胶体磨的第二轴向端，

其中所述材料的温度在通过所述胶体磨的路径上升高小于40℃。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在垂直于所述旋转轴线的平面内，所述定子磨削表面(4)和/或所述转子磨削表面(3)上的两个周向相邻的磨削齿(5a,5b)的横截面表面之间的区域为3个-10个颗粒(101)和/或液滴的横截面表面(100)提供空间。

11.用于根据权利要求1至7中的一项所述的胶体磨的转子，其中所述转子(1)具有待面向定子(2)的转子磨削表面(3)，

并且其中所述转子磨削表面(3)具有带有剪切表面(6)和/或剪切边缘(7)的至少一个磨削齿(5a)，所述磨削齿的所述横截面表面(8a)在垂直于所述旋转轴线(D)的平面内在所述径向方向(R)上朝向相对的所述定子磨削表面(4)渐缩，所述横截面表面(8a)具有第一腿部(14a)，优选地为直的第一腿部，所述第一腿部邻接所述横截面表面(8a)的在所述周向上延伸的基部侧(11a)，指向所述转子(1)的所述旋转方向(15)并且与所述基部侧(11)围成85°-95°的角度(α)。

12.用于根据权利要求1至7中的一项所述的胶体磨的定子，其中所述定子(2)具有待面向转子(1)的定子磨削表面(4)，并且其中所述定子磨削表面(4)具有带有剪切表面(6)和/或剪切边缘(7)的至少一个磨削齿(5b)，所述磨削齿的所述横截面表面(8b)在垂直于所述旋转轴线(D)的平面内在所述径向方向(R)上朝向相对的所述转子磨削表面(3)渐缩，所述横截面表面(8b)具有第二腿部(14b)，优选地为直的第二腿部，所述第二腿部邻接所述横截面表面(8b)的在所述周向上延伸的基部侧(11b)，指向与所述转子(1)的所述旋转方向(15)相反的方向并且与所述基部侧(11b)围成85°-95°的角度(β)。