-
Vorrichtung zum Mischen und Kneten, insbesondere von Schokoladenmasse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum N1chen und Kneten, insbesondere von
Schokoladenmasse, bestehend aus einem horizontal angeordneten Knetzylinder, der
an einem Ende oben eine Eintrittsöffnung für die chargenweise Aufgabe der Komponenten
und am entgegengesetzten Ende unten eine durch einen motorbetätigten Schieber regelbare
Austrittsöffnung für die kontinu ierliche Abgabe der fertigen Masse besitzt und
der mit einer Kneterwelle mit daran befestigten Knetwerkzeugen ausgerüstet ist.
-
Es sind Vorrichtungen und auch Anlagen zum Mischen und zeiten von
schokoladenmasse bekannt, deren Prinzip, nämlich mit char genweiser Aufgabe der
Komponenten und kontinuierlichem AusstoB der fertigen Schokoladenmasse zu arbeitens
des der Erfindung entspricht. Während die kontinuierliche Abgabe der fertigen Masse
infolge der üblichen 3eschickung der nachfolgenden Maschinken mittels Förderbändern
notwendig ist, wird die chargen weise Aufgabe der Komponenten wegen ihrer Vorteils
in Bezug auf die größere Genauigkeit beim Abwiegen der einzelnen Komponenten, der
einfachen Registrierung der verbrauchten Rohstoffmengen und der einfacheren Möglichkeit
der Anwendung des Lochkartensystems zur Steuerung der gesamten Knetanlage bevorzugt.
-
In einem bekannten Verfahren und einer Vorrichtung zuin Mischen und
Kneten von Schokoladenmasse od. dgl wird dieses Prinzip in sofern annngewendet,
als die Komponenten für die Schokoladenmasse chargenweise in ein gemeinsames Wiogegefäß
abgewogen werden, das nach erfolgtem Einwiegen gleichzeitig als Vormischer arbeitet
Nach einer bestimmten Verweilzeit wird die vorgemischte Masse an einen Hauptkneter
übergoben, In diesem Kneter, der eine An
zahl Chargen aus dem Vormischer
aufzunehmen hat, wird die Masse geknetet. Um die Masse fertigzukneten, gelangt sie
in eine Nachknet- und Austragstufe, die mit einem Schneokenpaar arbeitet, und wird
von hier zur Weiterverarbeitung kontinuierlich abgegeben. Entsprechend der Menge,
die den Hauptkneter verläßt, erfolgt in entsprechenden zeitlichen Abständen die
Übergabe weiterer vorgemischter Chargen, die der im Hauptkneter noch verbliebenen
Masse untergeknetet werden.
-
Das geschilderte Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung
haben jedoch den Nachteil, daß dazu ein hoher maschinentechnischer Aufwand erforderlich
ist da es sich hierbei um drei miteinander verkettete Einzelmaschinen handelt (Vorkneter,
Hauptkneter und Nachkneter), von denen jede einen eigenen Antrieb benötigte Darüber
hinaus ist der Stromverbrauch für den Antrieb des Hauptkneters verhältnismäßig hoch,
da im Hauptkneter ständig das Mehrfache einer vorgemischten Charge geknetet werden
muß.
-
Es ist weiterhin eine Knetaniage bekannt, bei der die Komponenten
getrennt in einzelnen, jedoch auß einer gemeinsamen Waage stehenden, Wiege gefäßen
abgewogen und danach in einen Chargenkneter mit verhältnismäßig großem Fassungsvermögen
aufgegeben werden. Dieser Kneter verarbeitet sie zu fertiger Masse und gibt sie
danach an eine Sammelwanne ab. Aus dieser wird sie mittels einer Schnecke zur Weiterverarbeitug
ausgetragen und auf diese Weise eine kontinuierliche Abgabe erzielt. Nach vollständiger
Entleerung des Kneters werden die inzwischen in den Wiegegefäßen bereitgestellten
Komponenten der folgenden Charge in den Kneter eingelassen, womit ein neuer Knetprozeß
beginnt.
-
Ein entscheidender Nachteil dieser Anlage ist jedoch, daß sie infolge
der zwangsläufigen Anordnung der Wiegestation, des Kneters und des Sammelbehälters
übereinander eine ungewöhnlich große Bauhöhe erreicht. Diese läßt sich nur selten
ohne Schwierigkeiten mit den räumlichen Bedingungen am Aufstellungsort vereinbaren.
Beide gescchilderten Vorrichtungen bzw. Anlagen weisen infolge des notwendigen maschinentechischen
Aufwandes große Gesamtmassen, auch ohne Füllung, auf, die ebenfalls Schwierigkeiten
beim
Aufstellen infolge der sich ergebenden hohen Dekkenbelastungen nach sich ziehen.
Außerdem ist auch bei letætgenannter Anlage auf Grund der chargenweisen Verarbeitung
der Komponenten der Stromverbrauch sehr hoch.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Mischen
und Kneten, insbesondere von Schokoladenmasse, zu scha£-fen, die die Vorteile der
chargenweisen Aufgabe der Komponenten, des gleichmäßigen Mischens und Knetens und
der kontinuierlichen Abgabe der fertigen Masse in sich vereint, wobei ein einfacher
konstruktiver Aufbau bei geringen Baumaßen und geringer Gesamtmasse sowie niedrigem
Stromverbrauch zu erreichen ist.
-
Er£indungsgemäß geschieht dies dadurch, daß in einem bekannten Knetzylinder
quer zur Längsachse eine, einen großen Teil des Zylinderquerschnittes bedeckende,
Stauwand angeordnet ist, die den Knetzylinder in einen größeren Misch- und Knetraum
und einen kleineren im Bereich der Austrittsöffnung liegenden Stauraum unterteilt,
dessen Volumen geringer als das einer auf zugebenden Charge ist. Außerdem wird der
Knetzylinder im Bereich seiner Eintrittsöffnung schwenkbar in seiner Längsrichtung
gelagert und stützt sich an der gegenüberliegenden Austrittsseite auf eine bekannte
Kraftmeßdose oder ein ähnliches Element ab, wobei die Auflagekraft über eine elektrische
Steuereinrichtung zur Verstellung des Schiebers mit Hilfe eines Motors und einer
Stellspindel benutzt wird. Desweiteren sind zusätzlich zu den im Mlsch- und Knetraum
befindlichen Werkzeugen vor der Stauwand und im Stauraum Werkzeuge auf der Kneterwelle
angebracht die eine die Masse zur Austrittsöffnung fördernde Wirkung besitzen Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde die Möglichkeit geschaffen, trotz chargenweiser
Aufgabe der Komponenten dieselben gleichmäßig und vollständig zu mischen und zu
kneten und die fertige Masse anschließend kontinuierlich abzugeben.
-
Dies wird dadurch erreicht, daß jede in den Misch- und Knetraum eingegebene
Charge, deren Menge verhältnismäßig gering ist, sofort fur sich verarbeitet und
anschließend laufend abgebaut wird, weil ununterbrochen Teile der gemischten und
gekneteten
Masse über die Stauwand in den Stauraum gedrückt; werden.
Somit befindet sich jeweils nur eine verhältnismäßig geringe Menge in dem Misch-
und Knetraum. Dadurch ist auch nur eine geringe Antriebsleistung für die Knetwerkzeuge
erforderlich. Der Stauraum selbst ist immer mit bereits gekneteter Masse gefüllt,
das heißt, es bildet sich in diesem Raum eine ringförmige Massescheibe, die von
der Stauwand und der Stirnwand des Enetzylinders begrenzt wird. Der Aufbau dieser
geschlossenen Massescheibe im Stauraum erfolgt so, daß durch das ständige Nachdrücken
der Masse in ihm keine freien Räume entstehen, er aber andererseits unter einem
annähernd gleichbleibenden Staudruck steht, da die in dem Stauraum befindlichen
Werkzeuge nicht nur dem Fördern der Masse zur Austrittsöffnung dienen, sondern zugleich
abweisend gegen eine zu große Massezufuhr wirken. Damit ist die Voraussetzung für
den kontinuierlichen Austritt der Masse gegeben. Das Volumen des Stauraumes ist
geringer als das einer aufzugebenden Charge. Dies bewirkt, daß sich noch ein Teil
der durchgekneteten Masse im Knetraum befindet, wenn die nächste Charge eingefüllt
wird, wodurch sich eine Verbindung zwischen beiden Masseteilen herstellt.
-
Damit immer nur eine gleichmäßig und vollständig gemischte und geknetete-Masse
den Kneter verläßt, ist es erforderlich, daß die Massescheibe im Stauraum und der
noch im Knetraum befindliche Teil Masse, die zusammen die Menge einer Charge betragen,
immer erhalten bleiben und den Anschluß an die nächste Charge garantieren. Da die
Komponenten in je nach der vorgesehenen Leistung festgelegten, zeitlich und gewichtsmäßig
Gleichen Chargen aufgegeben werden, könnte es sich ergeben, daß infolge unterschiedlicher
Austrittsgeschwindigkeit der fertigen Masse an der Austrittsöffnung, die von deren
Konsistenz abhängig ist, in der Zeit bis zur nächsten Charge mehr oder weniger als
die Chargenmenge ausgetragen wird. Zum Ausgleich dieser Differenzen dient die in
Abhängigkeit von der Auflagekraft arbeitende Steuerung des Schiebers an der Austrittsöffnung,
wie bereits beschrieben.
-
Neben den bereits aufgeführten Vorteilen werden mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung infolge ihres einfachen konstruktiven
Aufbaues geringe
Baumaße und eine geringe Gesamtmasse erreicht.
-
Diese wirken sich besonders günstig in den Verarbeitungsbetrieben
aus, da dort die Deckenbelastungen und der zur Verfügung stehende Raum, besonders
in der Höhe, meist sehr begrenzt sind.
-
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
-
In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Längsschnitt, Fig.
2: den Schnitt A-A nach Sig. 1.
-
Die zum Mischen und Kneten vorgesehenen Komponenten werden auf einer
Mehrkomponentenwaage 1 mit je einem Wiegegefäß 2 für die flüssigen und 3 für die
festen Komponenten in verhältnismäßig kleinen Chargen abgewogen und anschließend
gleichzeitig in den Kneter aufgegeben. Der Kneter besteht aus einem horizontal angeordneten
Knetzylinder 4, der an einem Ende oben eine Eintrittsöffnung 5 und am entgegengesetzten
Ende unten eine Austrittsöffnung 6 besitzt. Von den auf einer Kneterwelle 7 befestigten
Knetwekzeugen 8 werden die aufgegebenen Komponenten gemischt und geknetet und dabei
in Richtung zur Austrittsöffnung 6 gefördert. Eine Stauwand 9 unterteilt den Knetzylinder
4 in einen größeren Misch- und Knetraum 10 und einen kleineren Stauraum 11. Die
vor der Stauwand 9 angebrachten Knetwerkzeuge 12 fördern die Masse in den Stauraum
11, in dem die in diesem arbeitenden Knetwerkzeuge 13 die Masse in Richtung Austrittsöffnung
6 fördern. Die Knetwerkzeuge 12; 13 vor und hinter der Stauwand 9 sind radial versetzt
zueinander angeordnet, so daß sie die über die obere Kante der Stauwand 9 zu fördernde
Masse zerteilen und dabei Scherkräften aussetzen, die zu einer weiteren innigen
Verknetung sowie Plastifizierung führen. Die Stauwand 9 und die im Stauraum 11 entstehende
Massescheibe, die sich mit annähernd gleicher Drehzahl wie die Knetwerkzeuge mitdreht,
verhindert, daß die im Misch- und Knetraum 10 befindliche Masse, vor sie gemischt
und endgültig fertig geknetet; ist, der Austrittsöffnung 6 zugeführt wird, Von der
Zeit des Einfüllens der ersten Charge in den Kneter über die Stationen des Vermischens,
Verknetens und Förderns in
den Stauraum 11 bis zum Aufgeben der
zweiten Charge entsprechend einer festgelegten Zeitspanne bleibt der Schieber 14
an der Austrittsöffnung 6 geschlossen.
-
Der Stauraum 11 ist so dimensioniert, daß er ca. 80 % einer aufgegebenen
Charge aufnimmt und dort die ringförmige mit umlaufende Massescheibe bildet, während
ungefähr 20 % der Masse im Misch- und Knetraum 10 verbleiben, womit der Anschluß
an die nächste Charge hergestellt wird. Die Knetwerkzeuge 12 vor der Stauwand 9
versuchen9 diesen Rest ständig in den Stauraum 11 nachzudrücken. Da dieser jedoch
gefüllt ist, erfolgt ein Zurückdrücken durch die Knetwerkzeuge 13, wodurch ein sich
immer wiederholender zusätzlicher Knetvorgang bewirkt wird, der zum Plastifizieren
der Masse führt, gleichzeitig aber eine zu große Kompression im Stauraum 11 verhindert.
Der Aufbau einer geschlossenen, mit umlaufenden Massescheibe im Stauraum 11, die
wie beschrieben, stets unter einem annahernd gleichen Staudruck steht, ist die Voraussetzung
für den danach erfolgenden kontinuierlichen Austritt der Masse.
-
Es ist Vorsorge getroffen, daß sich der Schieber 14 zum Zeitpunkt
des Einfüllens der zweiten Charge bis zu einem mittleren Austrittsquerschnitt öffnet,
während die weitere Regulierung auf Grund öer erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt.
Um das Gewicht einer Charge fertig gekneteter Masse, wovon sich 80 % im Stauraum
11 und der Rest; im Misch- und Knetraum 10 befinden, zum Zeitpunkt der Aufgabe der
folgenden Charge jeweils gleich zu halten, ist der Knetzylinder 4 im Bereich der
Eintrittsöffnung 5 durch eine Lagerung 15 in seiner Längsrichtung schwenkbar gestaltet
und stützt sich an der gegenüberliegenden Austrittsseite auf eine bekannte Kraftmeßdose
16 oder ein ähnliches Element ab, wobei die Auflagekraft über eine elektriscile
Steuereinrichtung zur Verstellung des Schiebers 14 an der Aust;rittsöffnung 6 mit
IIilfe eines Motors 18 und einer Stellspindel 17 benutzt wird. Der Ausstoß der fertigen
Masse an der Austrittsöffnung 6 erfolgt; mit Hilfe der Knetwerkzeuge 13, deren Form
das Herausdrücken begünstigen. Gleichzeitig beginnt das Mischen und Kneten der folgenden
Charge im Misch- und Knetraum IO, die danit rechtzeitig den Anschluß an die darin
verbliebene
Masse findet und wodurch ein kontinuierlicher Übergang
gewährleistet ist. Im weiteren Arbeitsverlauf wird jeweils kurz vor dem Einfüllen
einer neuen Charge ein elektrischer Wert an der Kraftmeßdose 16 abgenommen und über
eine elektrische Steuereinrichtung dazu verwendet, den Schieber 14 über den Motor
18 und die Stellspindel 17 entsprechend der jeweils vorhandenen Differenz des Gewichtes
der im Stau- und Knetraum vorhandenen Masse zu dem Chargengewicht in Richtung "Auf"
oder "Zu" zu betätigen. Der Weg, den der Schieber 14 dabei zurückzulegen hat, wird
um so kleiner sein, je geringer die Differenz zu dem Chargengewicht ist. Schließlich
wird er eine Stellung einnehmen, die keine Korrektur mehr erforderlich macht. Eine
Regulierung der Durchsatzleistung der Eneteinrichtung bis zu ihrer Leistungsgrenze
ist durch Veränderung der Zeitspanne für die Aufgabe der Chargen mögliche