DE3934047C2 - Conche - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Conche nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Conchen unterscheidet man häufig zwei verschiedene Betriebs­ arten, nämlich die Trockenconchierung und die Flüssigconchierung. Im ersteren Falle wird die im wesentlichen trocken eingebrachte Schokolademasse durch die Abstreifer von den Trogwänden abgestri­ chen und dabei einer intensiven Belüftung ausgesetzt. Beim Flüs­ sigconchieren hingegen wird die Drehrichtung umgekehrt, so daß die Abstreifer nun als Versalbungswerkzeuge wirken und die in den Keilspalt zwischen Werkzeug und Trogwand gelangende Masse pla­ stifizieren. Während das Trockenconchieren - schon wegen des hierfür nötigen größeren Energieaufwandes - im allgemeinen mit relativ geringer Geschwindigkeit erfolgt, wird dann für das Flüs­ sigconchieren die Drehzahl des Antriebes im Sinne einer höheren Geschwindigkeit umgestellt. Dies erfordert selbstverständlich eine entsprechende Verstellbarkeit des Drehzahlbereiches und der Drehrichtung. Einer derartige Vorrichtung ist z. B. in der DE-OS 36 03 155 beschrieben.

Bei allen Conchen tritt das Problem auf, daß die Behandlung der Schokolademasse relativ viel Zeit in Anspruch nimmt und sich da­ her verteuernd auf das Endprodukt auswirkt. Man hat daher viel­ fach versucht, das Conchieren zu umgehen und andere Lösungen zu schaffen, was aber bisher stets mit einer Qualitätseinbuße ver­ bunden gewesen ist.

Beim Conchieren wird durch die mechanische Einwirkung der Rotoren die Schokolademasse einerseits erwärmt und andererseits belüftet. Durch diesen zweifachen Vorgang tritt beispielsweise eine Verdam­ pfung von organischen Säuren, wie Essigsäure, und auch eine erwünschte Oxydation von Geschmacksstoffen ein. Würde nun das Conchieren bei zu hoher Drehzahl durchgeführt, so käme es zu unerwünschter Umsetzung der kinetischen Energie des Motors in Wärme, wodurch geschmackliche Veränderungen, beispielsweise durch örtliche Überhitzung, der Schokolademasse eintreten könnten. Man war daher bisher gezwungen, die Drehzahl der Rotoren in der Conche relativ niedrig zu halten, um eine Überhitzung mit Sicher­ heit auszuschließen, doch ist dadurch die Verweilzeit der Scho­ kolademasse in derselben sehr hoch, wodurch entweder größere Conchen oder mehr Vorrichtungen für dieselbe Durchsatzmenge benötigt werden. Das Problem ist bei sog. Trockenconchen beson­ ders schwerwiegend, da zunächst trockene, meist pulverförmige Schokolade eingebracht wird, die eine hohe Stromleitung und das Entstehen großer Reibungswärme verursacht. Die letztere muß mit einer beträchtlichen Kühlwassermenge wieder abgeführt werden. Im Laufe der Behandlung wird aber die Schokolade zunehmend pastös und die Reibungswärme immer geringer, obwohl ja an sich eine kon­ stante Temperatur der Schokolade erwünscht ist. Gegebenenfalls muß zu diesem Zeitpunkt sogar geheizt werden.

Weiter ist es bei Conchiersystemen bereits bekannt (Süßwaren 10/83, Seiten 327 bis 332), zur Durchführung der komplexen Verfahrensschritte eine genaue Temperatursteuerung vorzusehen, die die Wasser- und Massetemperatur in engen Grenzen hält. Es kann jedoch vorkommen, daß mittels der bei Conchen üblichen Temperierflüssigkeit die Temperatur nicht in den erforderlichen Grenzen gehalten werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Conche bzw. ein Verfahren zur Steuerung des Antriebsmotors einer Conche zu schaffen, bei dem eine Überhitzung der zu behandelnden Schokolademasse sicher vermeidbar ist, wobei gleichzeitig optimale Durchsatzzeiten ermöglicht werden, ohne eine Qualitätsverminderung hinnehmen zu müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeich­ nenden Teils des Patentanspruches 1 vorgesehen.

Erfindungsgemäß wird also von der durch auf Temperaturen am oder im Trog ansprechende Sensoren gesteuerten Meßeinrich­ tung auf die Drehzahl des Antriebsmotors eingewirkt, wodurch bei zu hoher Temperatur der Energieeintrag über den Antriebs­ motor herabgesetzt oder bei zu geringer Temperatur herauf­ gesetzt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist durch Anspruch 2 definiert. Bei dieser Ausführungsform ist die Drehzahl des Antriebs­ motors über den aktuellen Reibungswiderstand der Schoko­ lademasse steuerbar. Ist der Reibungswiderstand der Schokolade­ masse groß, so wird dadurch auch eine höhere Stromaufnahme des Antriebsmotors bewirkt, wobei diese höhere kinetische Energie in Wärme, u. a. in der Schokolademasse umgesetzt wird, so daß eine unerwünschte lokale Überhitzung der Schokolademasse eintreten könnte. Mit anderen Vorrichtungen zur Überwachung des Motors, wie beispielsweise einem Tachogenerator, könnte lediglich die aktuel­ le Drehzahl, nicht jedoch die reale Energieaufnahme und damit eine Optimierung des Zeitablaufes im Conchierverfahren erreicht werden, weil sich der Widerstand der Schokolademasse mit zuneh­ mender Verflüssigung ändert und damit auch die Geschwindigkeit anzupassen ist. Auch wird der Bedarf an Heiz- und Kühlenergie vermindert. Insgesamt kann also auf diese Weise die Conchierzeit (bei gleicher Qualität) verkürzt werden, wobei sich überdies eine Energieeinsparung ergibt.

Ist zur Drehzahlregelung im Stromkreis zum Antriebsmotor ein Thermoschalter vorgesehen, welcher regelbar auf unterschiedliche Schalttemperaturwerte und damit Energieaufnahme des Antriebsmo­ tors einstellbar ist, so wird dadurch ein besonders einfaches Integrierglied der Stromaufnahme über die Zeit gebildet, wobei mit höherer Schalttemperatur eine höhere drehzäh1 möglich ist. In Elektromotoren sind zwar Überlastungsschutz-Thermoschalter bekannt, jedoch werden diese auf eine bestimmte Temperatur ein­ gestellt und sodann auf diesen Wert belassen, um eine Schädigung des Motors durch Überbelastung zu verhindern. Diese Thermoschal­ ter sind so angebracht, daß keine Regelung der Drehzahl erfol­ gen kann.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Patentansprüchen 3 bis 11.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Conche mit Thermo- Überwachung

Fig. 2 eine besonders bevorzugte Ausführung der Regelung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Conche 1 weist einen Dop­ pelmantel 2 auf, in welchem eine Temperierflüssigkeit im Umlauf gehalten wird. Die Temperierflüssigkeit kann je nach Erfordernis eine Kühlflüssigkeit sein, oder eine solche zum Erwärmen des Doppelmantels 2, weshalb allgemein von einer Temperierflüssigkeit die Rede sein soll. Zur Regelung der Temperatur dieser Flüssig­ keit kann ein Regelkreis mit einem Sensor 14′, einem schematisch angedeuteten Regelkreis P′′ und einem Sollwertgeber 13′ (es ist ein Justierwiderstand angedeutet, doch kann der Geber an sich be­ liebiger Art sein) vorhanden sein, der ein nicht dargestelltes Stellglied zur Aufrechterhaltung der eingestellten Soll-Tempe­ ratur aufweist.

Die Conche weist zwei Trogabteile auf, in welchen jeweils ein Rotor 3, 4 angeordnet ist. Die Rotoren 3, 4 weisen über ihren Umfang und axial verteilt, wie an sich bekannt, Versalbungswerk­ zeuge auf. Auf den Rotorwellen 5 und 6 sind Zahnräder 7 bzw. 8 befestigt, die zur Drehung im gleichen Drehsinne über zwei Zahnräder 9 miteinander verbunden sind. Die Welle 6 trägt weiters eine Riemenscheibe 10, die über einen Keilriemen 11 und eine Riemenscheibe 12 mit dem Antriebsmotor M kinetisch verbunden ist. Obwohl in der Zeichnung lediglich ein elektrischer Antriebsmotor dargestellt ist, über welchen beide Rotoren angetrieben werden, kann auch für jede Welle ein eigener Antriebsmotor vorgesehen sein. Als Antriebsmotor, welcher je nach Erfordernis als Gleich­ strom- oder Wechselstrommotor ausgebildet sein kann und herkömm­ licher Bauart, kann beispielsweise ein Widerstands- und Drossel­ spulenmotor, Wechselstrom-Reihenschlußmotor, Drehstrommotor od. dgl., aber auch ein Hydromotor, Verwendung finden. Die Umkehr der Drehrichtung der Rotoren kann entweder durch an sich bekannte elektrische Schaltungen zur Umkehr der Drehrichtung des Elektro­ motors bedingt werden oder durch ein mechanisches Getriebe erfolgen, wie auch eine Geschwindigkeitsänderung mit Hilfe eines Getriebes durchgeführt werden könnte.

In der Stromzuleitung zum Antriebsmotor M ist in Serie ein Ther­ moschalter S mit einem Widerstand R1 geschalten. Der Thermo­ schalter S weist eine Bimetallfeder mit einer Stellschraube 13 auf, über welche die Energieaufnahme des Motors indirekt bestimmt werden kann. Je nachdem, wieviel Strom zum Motor fließt, wird auch entsprechend dem Kirchhof′schen Gesetz Strom zum Thermo­ schalter zugeführt, wodurch es zur Erwärmung des Thermoschalters kommt. Ist die Stromaufnahme des Motors zu hoch, so erwärmt sich der Thermoschalter derart, daß der Kontakt geschlossen wird, worauf ein Steuerstrom über die Steuerleitungen L die Steuerein­ heit P steuert, die ihrerseits den Thyristor T1 derart betätigt, daß der Motor M mit höherer oder geringer Geschwindigkeit läuft. Durch die Regelung über den so gegebenen Wärmefühler S wird ohne besonderen baulichen Aufwand ein Regelverhalten mit einem Inte­ gralanteil erhalten. Die Steuereinheit P kann auch mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Stromstärke bzw. der Spannung oder auch für die Steuerung beider Werte verbunden sein. Aber die Stellschraube 13 (die hier als Sollwertgeber dient) kann eine bestimmte Energieaufnahme des Motors, da die Offen- und Zu­ stellung des Thermokontaktes dadurch bedingt ist, geregelt wer­ den, womit die Drehzahl des oder der Elektromotoren durch Ein­ stellung dieser Schraube ermöglicht ist. Es besteht auch die Mög­ lichkeit, daß beispielsweise über Getriebe und Zeiger der Stell­ schraube 13 eine direkte Anzeige der erwünschten Drehzahl des Motors ermöglicht ist. Die Solldrehzahlen für die Conche sind durch einfache Vergleichsversuche zu ermitteln und hängen von den Reibverhältnissen der Conche und auch von der jeweils zum Einsatz gelangenden Schokolademasse ab.

Zwischen der Messeinrichtung R1, S und dem Regelkreis P ist ein Umschalter ss vorgesehen sein, über den der Regelkreis P auch in der strichliert gezeigten Stellung eines Einstellers 15 an einen Ausgang des Regelkreises P′′ angeschlossen werden kann. Reicht etwa der Regelbereich des Temperierkreises P′′ nicht aus, weil über die Rotoren 3, 4 auf mechanischem Wege zu viel Energie in die Conche 1 eingebracht wird (und sich dort als Wärme aus­ wirkt), so kann diese Energie über den Regelkreis P vermindert werden. Umgekehrt ist auch der Fall denkbar, daß dem Regelkreis P die Temperierregelung über den Kreis P′′ überlagert ist, so daß sich in jedem Falle eine Art Kaskadenregelung ergibt.

Über einen Temperatursensor 14, der unmittelbar die Temperatur der Schokolademasse mißt, läßt sich ebenfalls die Leistungsab­ gabe des Motors M feststellen, weshalb der Einsteller 15 in die durch einen oberen Positionskreis angedeutete Stellung bringbar ist, in der der Regelkreis P mit einem Signalumformer P′ ver­ bunden ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 besitzen Teile gleicher Funktion prinzipiell dieselben Bezugszeichen, wie bei den vorherigen Aus­ führungsbeispielen, allenfalls durch ein Zusatzzeichen ergänzt. Hier sind nur die Sensoren 14, 14′ dargestellt, die über einen Umschalter S1 wahlweise mit dem Regelkreis P′′′ verbunden werden können. An sich wäre es aber ebenso möglich, ein Mischsignal aus den Ausgangssignalen beider Sensoren 14, 14′ für die Rege­ lung zu verwenden. Dabei kann der Mischanteil aus beiden Signa­ len gegebenenfalls auch unterschiedlich sein.

In jedem Falle mag es zweckmäßig sein, den Sensoren 14, 14′ jeweils Messignal-Umformer 15 bzw. 15′ nachzuschalten. Ferner kann es von Interesse sein, mit den Ausgängen der Sensoren 14, 14′ bzw. der Stufen 15, 15′ ein Anzeigegerät 16a, z. B. einen Tem­ peraturschreiber, zu verbinden.

Im vorliegenden Falle ist der Sollwertgeber 13′′ mit einem vor­ bestimmten Sollwertverlauf i versehen, der beispielsweise über einen Taktgenerator t abgefragt und an den Regler P′′′ abgege­ ben wird. Dieser Regler P′′′ sendet ein Regelsignal an ein Stell­ glied in Form eines Frequenzwandlers, der beispielsweise das Stromsignal des Reglers P′′′ in eine entsprechende Frequenz um­ wandelt, die dem Motor M zur Beeinflussung seiner Geschwindig­ keit zugeführt wird. Selbstverständlich muß der Motor als ein solcher mit frequenzabhängiger Geschwindigkeit ausgebildet sein. Es mag erwünscht sein, die Stromstärke an einem Instrument 16, die Motorgeschwindigkeit an einem Instrument 17 abzulesen.

Wie bereits ausgeführt, besteht die Möglichkeit, daß derartige Schaltungen lediglich für einen Motor vorgesehen werden oder auch für mehrere Motoren einer Conche. Selbstverständlich können an Stelle der gezeigten Meßschaltungen für die Strom- bzw. Lei­ stungsaufnahme des jeweiligen Motors auch jede andere an sich be­ kannter Art eingesetzt werden.

Claims (11)

1. Conche zum Verreiben und Verspachteln von Schokoladen­ massen mit einem Trog, in welchem zumindest zwei mit unterschiedlicher Drehzahl, gegebenenfalls in der Dreh­ richtung umkehrbar, elektrisch antreibbare Rotoren (3, 4) mit Wellen jeweils in einem Trogabteil angeordnet sind und die Rotoren (3, 4) über ihren Umfang und axial verteilt Versalbungswerkzeuge, welche mit den Versal­ bungsflächen des Troges kooperieren, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Antriebsmotor (M) mit einer Drehzahl­ regeleinrichtung (T1) versehen ist, deren Regelsignal­ eingang mit dem Ausgang einer die Temperatur in einer den Trog umgebenen Temperierflüssigkeit und/oder im Trog selbst messenden, aus einem Temperatursensor (14, 14′) mit angeschlossenem Regelkreis (P′, P′′) bestehenden Meßeinrichtung (14, P′; 14′′ P′′) für einen ersten Leistungsparameter des Antriebsmotors (M) verbunden ist, welche die Drehzahlregeleinrichtung (T1) zu einer sol­ chen Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors (M) veran­ laßt, daß die vom Temperatursensor (14, 14′) gemessene Temperatur auf einen konstanten Wert eingeregelt wird.

2. Conche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch eine Meßeinrichtung (R1, S) für einen weiteren Leistungsparameter in Form der Leistungs­ aufnahme des Antriebsmotors (M) vorgesehen ist, welche über einen Regelkreis (P) ebenfalls die Drehzahlregel­ einrichtung (T1) beaufschlagt.

3. Conche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß primär die von der Leistungsaufnahmen-Meßeinrichtung (R1, S) gemessene Leistungsaufnahme über den zugeordne­ ten Regelkreis (P) die Drehzahlregeleinrichtung (T1) beaufschlagt und daß die Temperierregelung durch die Temperatursensoren (14′) und die Regelkreise (P′′), die an die Drehzahlregeleinrichtung (T1) angeschlossen sind, überlagert ist.

4. Conche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß primär die Temperierregelung durch die Temperatur­ sensoren (14, 14′) und die Regelkreise (P′, P′′), die an die Drehzahlregeleinrichtung (T) angeschlossen sind, die Drehzahlregeleinrichtung (T1) beaufschlagt und daß sekundär die von der Leistungsaufnahmen-Meßeinrichtung (R1, S) gemessene Leistungsaufnahme über den zugeordne­ ten Regelkreis (P) die Drehzahlregeleinrichtung (T1) beaufschlagt.

5. Conche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregeleinrichtung (T1) einen Integral­ anteil aufweist, z. B. eine PI- oder eine PID-Regelung ist.

6. Conche nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung im Stromkreis zum Antriebsmotor (M) ein Thermoschalter (S), welcher regelbar auf unter­ schiedliche Schalttemperaturen und damit Energieaufnahme des Antriebsmotors einstellbar ist, vorgesehen ist.

7. Conche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung im Stromkreis zum Antriebs­ motor (M) ein regelbarer Thyristor (T1) vorgesehen ist.

8. Conche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlregelung ein Motor mit frequenzabhängi­ ger Geschwindigkeit vorgesehen ist, dem als Stellglied ein Frequenzwandler vorgeschaltet ist.

9. Conche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Temperatur-Meßeinrichtungen (14, 14′) wahlweise an einen Regler (P′′′) anlegbar sind, der einen Sollwerteingang aufweist, welcher an einen Sollwertgeber (13′′) angeschlossen ist.

10. Conche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Sollwertgeber (13′′) ein vorbestimmter zeitlicher Sollwertverlauf (i) vorgesehen ist, der beispielsweise über einen Taktgenerator (t) abgefragt und an den Regler (P′′′) abgegeben wird.

11. Conche nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Temperatur-Meßeinrichtungen (14, 14′) an einen Temperaturschreiber (16a) angelegt sind.