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Technischer Bereich
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Die
Erfindung ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Temperierung
einer schokoladenähnlichen
Masse mit Bestandteilen von Kakaobutter oder anderen Typen Fett
und umfasst eine primäre
Kühlstufe,
eine nachfolgende sekundäre
Kühlstufe,
in welcher Kristalle in der Masse gebildet werden, sowie eine endgültige Wiedererwärmungsstufe.
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Temperiervorrichtungen
werden seit vielen Jahren zur Bearbeitung einer grossen Variation
von schokoladenähnlichen
Massen verwendet. Vor der Temperierung ist die Schokolade oder die ähnliche Masse
auf ca. 40–60°C erwärmt. Nach
der Temperierung ist die Temperatur der Masse typisch ca. 29–33°C, worauf
die Masse für
viele Zwecke benutzt wird, wie z. B. in Formen gefüllt, oben
auf anderen Artikel gegossen usw.
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Das
Ziel vom Temperierungsprozess ist in kurzem dasjenige, eine Masse
mit einer Menge und einem Typ von Kristallen zu erzeugen, die sichert, dass
die schokoladenähnliche
Masse wahrlich an einer Zustandsform erstarrt, welche in Artikeln
von "hoher" Qualität resultiert.
Ein Artikel von "hoher
Qualität" bietet der gewandten
Person eine glänzende Oberfläche, eine
andauernde Lagerbeständigkeit ohne
Diffusion von Fettbestandteile auf die Oberfläche, knackigen Bruch, und selbstverständlich auch einen
guten Geschmack. Erfahrung hat der gewandten Person Kenntnis davon
beigebracht, dass eine hohe Qualität von dem Kristalltyp sehr
abhängt,
der in der Masse während
der Temperierung gebildet wird.
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Eingehende,
wissenschaftliche Untersuchungen stellen seit langem das Lernen
fest, dass unter die mehreren, verfügbaren Kristallformen, die während der
Temperierung von einer schokoladenähnlichen Masse gebildet werden
können,
nur die stabilen β-Kristalle wahrlich
eine schokoladenähnliche
Masse von hoher Qualität
bilden. Unter den verschiedenen β-Kristallen
ist es besonders vorteilhaft, die am stabilsten Kristalle zu erreichen,
z.B. β-5
Kristalle.
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Frühere Technik
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Misch-
und Rührelemente
sind typisch mit zwei gegenüberliegenden
Blättern
wie Propeller versehen. Die Blätter
können
mit Erhebungen oder Vertiefungen auf einer oder beiden Seiten ausgestattet werden.
Diese Erhebungen oder Vertiefungen können drei Zwecke haben. Sie
dienen dazu, die schokoladenähnliche
Masse zu mischen und umzurühren um
eine homogene Masse zu erreichen. Sie können dazu dienen, die flüssige schokoladenähnliche
Masse entweder in Richtung gegen die Peripherie oder gegen das Zentrum
der Massenkammern zu leiten. Sie können auch dazu dienen, der
Masse Scherkraft beizubringen. Scherkraft ist das Produkt der Massenviskosität und des
Schergradienten. Der Schergradient ist der Geschwindigkeitsunterschied
zwischen den zwei gegenüberliegenden
Oberflächen,
durch die Höhe
des Freigangs zwischen diesen geteilt. Die Einheit des Schergradienten
ist sec–1.
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Unter
Freigang versteht man Zwischenräume
oder Spalts zwischen dem Mischelement und der gegenüberliegenden
Oberfläche
durch welche Zwischenräume
oder Spalts die Schokoladenmasse fliesst.
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Es
ist festgestellt, dass ein Schergradient über 50 sec–1 vorzusehen
ist, um eine zufriedenstellende Scherkraft zu erzielen. Die der
schokoladenähnlichen
Masse zugeführte
Scherkraft wirkt an die Bildung der stabilen β-V Kristalle mit, und zwar dadurch
die β-4
Kristalle auf β-5
Kristalle zu transformieren. Diese Transformation kann auch durch
eine Justierung der Temperatur erreicht werden, aber durch die Scherkraft
kann die gleiche Wirkung erreicht werden.
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Misch-
und Rührelemente,
die im wesentlichen scheibenförmig
sind, sind auch in der früheren Technik
bekannt. Die bekannten scheibenförmigen Misch-
und Rührelemente
ermöglichen
den Zugang der schokoladenähnlichen
Masse an der Peripherie entweder durch Öffnungen in den Elementen oder ganz
einfach auf Grund des Vorhandenseins von einem Freigang zwischen
der Peripherie von den Elementen und dem inneren Diameter von der
zylindrischen Temperiersäule.
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Von
US 4,648,315 ist eine Vorrichtung
zur Temperierung von Schokolade bekannt, in welcher zwei scheibenförmige Elemente
in den Massenkammern angeordnet sind um die Masse zu mischen und umzurühren und
die Masse durch die Vorrichtung zu leiten. Jeder der zwei scheibenförmigen Elemente hat
an einer Seite von dieser eine große Anzahl von spiralförmigen Wischteile
und an der gegenüberliegenden
Seite von diesen eine große
Anzahl von massgeblich radial ausgestreckten Mischblättern. Die
beiden scheibenförmigen
Elemente haben eine konstante Dicke und die Kühlfläche gegenüber den scheibenförmigen Elementen
ist horizontal. Die Sache verhält
sich so, dass der Freigang zwischen den Elementen und den gegenüberliegenden
Oberflächen
konstant mit einem erhöhten
Radius vom Element ist. Demgemäss
ist der Schergradient zwischen den scheibenförmigen Elementen und der Kühlfläche sehr
erhöhnt
vom Zentrum des scheibenförmigen Elements
in Richtung der Peripherie auf Grund der Erhöhung von der Geschwindigkeit
der Scheibe bei grösserem
Radius.
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Bekannte
Typen von Temperiervorrichtungen stellen ferner scheibenförmige Elemente
da, die in den Massenkammern zum Mischen angeordnet sind und welche
die Masse durch die Vorrichtung leiten. Die scheibenförmigen Elemente
bieten eine Dicke dar, die von der Peripherie bis zum Zentrum vom Element
zuspitzt, und die Kühlflächen gegenüber den
Elementen sind horizontal. Demgemäss stellt die Temperiervorrichtung
eine grössere
Freigangshöhe zwischen
dem scheibenförmigen
Element und der Kühlfläche im Zentrum
da als an der Peripherie da. Dadurch wird die Freigangshöhe mit erhöhtem Radius
vom scheibenförmigen
Element verkleinern, und somit wird der Scheargradient mit erhöhtem Radius sehr
erhöht.
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DE 19854204.6 weist ebenso
scheibenförmige
Elemente auf. Die Dicke dieser Elemente ist konstant über die
ganze Ausstreckung, und die Kühlflächen sind
horizontal. Somit ist die Freigangshöhe zwischen dem Element und
der gegenüberliegende Oberfläche konstant.
Dementsprechend wird der Schergradient zwischen dem Element und
der Oberfläche
stark variieren.
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Das
ist alle die bekannten Temperiervorrichtungen gemeinsam, welche
Misch- und Rührelemente
in Form von Propellern oder Scheiben haben, dass der Schergradient zwischen
den Elementen und den Kühlflächen mit
erhöhtem
Radius stark zunimmt. Der Schokoladenmasse ist eine sehr niedrige
Scherkraft im Gebiet beim Zentrum der Scheiben und eine sehr starke
Scherkraft im Gebiet der Peripherie beigebracht. Somit variieren
die möglichen
Scherkonditionen, die auf die Masse einwirken, über die ganzen Oberflächen hinweg,
wodurch die Bildung der stabilen β-5
Kristalle nicht im voraus auf eine genaue und konstante Anzahl geschätzt werden
konnte.
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Kern der Erfindung
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Es
ist der Zweck der gegenwärtigen
Erfindung, eine Temperiereinheit mit einer höheren Leistung als diejenige
nach der früheren
Technik zu erzielen und insbesondere eine Vorrichtung zu erzielen,
in welcher die Mitwirkung zu der Scherkraft, die der Masse beigebracht
ist, auf ein konstanteres Niveau als bei der früheren Technik kontrolliert
werden kann.
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Dieses
Ziel ist dadurch erreicht, eine Vorrichtung vorzusehen, die eine
zylindrische Temperiersäule
hat, die eine Kühlstufe
und eine nachfolgende Wiedererwärmungsstufe
zur kontinuierlichen Temperierung einer schokoladenähnlichen
Masse mit Bestandteilen von Fett umfasst, die dadurch gepumpt wird,
welche Temperiersäule
ferner eine grosse Anzahl von miteinander verbundenen Massenkammern,
die von zwischenliegenden Wärmetauschern getrennt
sind, die dazu vorgesehen sind, Wärme von den Massenkammern aufzunehmen
oder der Massenkammern während
Fluss von Kühlmedium
durch die Kühlstufen
bzw. Fluss von Wärmemedium
durch die Wiedererwärmungsstufe
Wärme abzugeben,
und welche Massenkammern ferner Misch- und Rührelemente umfassen, die durch
die Aktion einer gemeinsamen, zentralen Antriebswelle, in der Säule angeordnet,
rotiert werden, und wo die Misch- und Rührelemente ein scheibenförmiges Teilstück einschließen, sowie
Freigänge
zwischen den scheibenförmigen
Teilen und den Flächen
der Wärmetauschkammern,
in welchen die Höhe
der Freigänge
mit erhöhtem
Radius der scheibenförmigen
Teile zunimmt.
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Dadurch
erreicht der Schergradient ein konstanteres Niveau als bei der früherer Technik,
und somit macht die temperierte Schokolade eine höhere Menge
aus sowie eine konstantere Anzahl von stabilen β-5 Kristallen als früher.
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Dadurch
wird erreicht, dass die endgültige temperierte
Schokoladenmasse eine feine Kristallstruktur von stabilen β-5 Kristallen
hat, was in Artikeln von "hoher" Qualität resultiert,
die eine glänzende Oberfläche, eine
andauernde Lagerbeständigkeit ohne
Diffusion von Fettbestandteilen auf die Oberfläche, knackigen Bruch und selbstverständlich auch
einen guten Geschmack haben.
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Ferner
ist festgestellt, dass nicht-aktive Zonen vom Gebiet, die von den
Rührelementen
gewischt sind, auf aktive Zonen zum Scher transformiert sind.
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Der
Freigang kann den ganzen Zwischenraum oder Teile von dem Zwischenraum
oder Spalt zwischen einem scheibenförmigen Teil und der gegenüberliegenden
Fläche
oder Flächen
sein.
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Während Betrieb
der Vorrichtung justiert die gewandte Person die Rotation der scheibenförmigen Teile,
um die notwendige konstante Scherkraft zu erzeugen abhängig vom
Typ von der Masse. In Bezug auf die gegenwärtige Erfindung ist es deshalb
der gewandten Person möglich,
die Scherkraft genau zu kontrollieren, die der Masse beigebracht
ist, und dadurch bekommt er die Möglichkeit dafür, das Ergebnis
der endgültigen
temperierten Masse weit mehr als früher bekannt zu kontrollieren.
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Die
erfundene Lösung
ist besonders effektiv, wenn ein Freigang in den Massenkammern einer Temperiervorrichtung
angeordnet ist, wo die β-Kristalle
gebildet sind, die sogenannte Zone zur Kristallisierung, wo die
Kühlflächetemperatur
vorzugsweise unter 18°C
ist.
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Bei
einer besonders zweckmäßigen Verkörperung
erstreckt der Freigang den massgeblichen Teil der Streckung vom
Zentrum bis zur Peripherie vom scheibenförmigen Teil.
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Dadurch
leistet das massgebliche Gebiet vom scheibenförmigen Element einen konstanten Beitrag
zu der Scherkraft in der Masse, und der Schergradient kann dadurch
vorausbestimmt werden. Unter dem massgeblichen Teil versteht man
vorzugsweise mehr als 50% vom Flächegebiet
von dem scheibenförmigen
Teil.
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Es
ist noch ein Vorteil, dass die Kühlmitteltemperatur
im Kristallisierungsgebiet der Vorrichtung höher als in den bekannten Vorrichtungen
sein kann, und dadurch ist eine energieeinsparende und effektive
Vorrichtung erreicht.
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Bei
einer besonders zweckmäßigen Verkörperung
C2 = r2 × C1/r1, und C ist die
Breite oder Höhe vom
Freigang, und r ist der Radius bei dieser Breite.
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Somit
ist der Schergradient, der vom Freigang erreicht wird, maßgeblich
konstant über
den ganzen Freigang hinüber.
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Unter
maßgeblich
konstant versteht man, dass der Hauptteil vom Freigang vom scheibenförmigen Teil
der Masse eine konstante Scherkraft beibringt, dieses schließt nicht
aus, dass der scheibenförmige
Teil mit anderen kleineren Teilen angeordnet sein kann, z.B. Mischblättern und
Erhebungen, was in sich der Masse eine mitwirkende Scherkraft zwischen
einer Fläche
von diesen und der gegenüberliegenden
Kühlfläche beibringt.
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Dadurch
sichert der Schergradient vom Zentrum bis zur Peripherie vom scheibenförmigen Teil, dass
eine große
und konstante Anzahl der β-4
Kristalle in der Masse auf die stabilen β-5 Kristalle transformiert ist.
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Insbesondere
konnte die Höhe
des Freigangs beim doppelten Radius verdoppelt werden.
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In
Bezug auf noch eine bevorzugte Verkörperung der Erfindung, spitzt
die Dicke des scheibenförmigen
Teils in Richtung der Peripherie zu, und die Oberfläche der
Wärmetauschkammer
gegenüber dem
scheibenförmigen
Teil kann massgeblich planar oder horizontal sein. Dadurch ist erreicht,
dass ein maßgeblich
konstanter Schergradient geändert
werden kann bezüglich
der Bedarf an der Menge vom Massenfluss oder/und Schokoladentyp
dadurch die Zuspitzung vom scheibenförmigen Teil zu ändern. Diese
Verkörperung
macht es auch möglich,
die vorhandene Temperiervorrichtung ohne massgebliche konstruktionsartige Änderungen
abzuändern.
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In
Bezug auf eine andere Verkörperung
gemäß der Erfindung
kann die Dicke vom scheibenförmigen
Teil maßgeblich
konstant sein, und die Oberfläche
der Wärmetauschkammer
gegenüber
dem scheibenförmigen
Teil in Richtung der Peripherie vom scheibenförmigen Teil weg zuspitzen.
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Vorzugsweise
gemäß der Erfindung
kann der Schergradient über
50 sec–1 in
Bezug auf den maßgeblichen
Teil der Ausstreckung vom Zentrum bis zu der Peripherie des scheibenförmigen Teils.
Dadurch ist gesichert, dass das ganze Gebiet des scheibenförmigen Teils
dazu aktiv mitwirkt, der Masse Scherkraft beizubringen.
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In
Bezug auf eine bevorzugte Verkörperung strecken
die Misch- und Rührelemente
grundlegend die ganze Strecke bis zur inneren Wand der zylindrischen
Temperiersäule.
Als eine Alternative, ist der periphere Teil von den genannten Misch-
und Rührelementen
grundlegend frei von Durchlöcherungen oder
Einkerbungen für
den Massendurchfluss. Durch diese Verkörperung ist erreicht, dass
der periphere Teil vom Rührelement,
das den höchsten
Geschwindigkeitsunterschied aufweist, zur Zuführung von Scherkraft eingesetzt
werden kann, anstatt Fluss von einer Seite vom Element bis zu der
anderen zu besorgen.
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In
Bezug auf eine andere Verkörperung
sind Durchlöcherungen
für den
Fluss von Masse in den Misch- und Rührelementen vorgesehen. Diese Durchlöcherungen
können
in einem Gebiet nahe zu der zentralen Antriebswelle vorgesehen werden.
Die Durchlöcherungen
bilden dadurch den Fluss von Masse im Zentrum vom scheibenförmigen Rührelement.
Dieser Teil vom Element, das typisch nicht zu der Scherkraft beitragen
wird, ist zu einem anderen Zweck verwendet, und zwar den Fluss von
Masse von einer Seite vom Element bis zu der anderen.
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Eingehende
Beschreibung
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Die
Erfindung wird unten in Einzelheiten beschrieben mit Bezug auf insbesondere
bevorzugte Verkörperungen
sowie die Zeichnung, in welcher
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1 eine
vertikale Sektion der Temperiersäule
einer Temperiervorrichtung schematisch zeigt,
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2 eine
der Seiten vom Rühr-
und Mischelement schematisch zeigt,
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3 eine
Quersektion von einem zugespitzten Rühr- und Mischelement schematisch
zeigt,
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4 ein
Sektionsschnitt vom Teil der Temperiersäule schematisch zeigt, die
in 1 gezeigt ist.
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Alle
Abbildungen sind stark schematisch und sind notwendigerweise nicht
masstablich festzulegen, und sie zeigen nur Teile, die notwendig
sind, um die Erfindung zu erklären,
andere Teile sind weggelassen oder nur vorgeschlagen.
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Die
Temperiersäule 1,
in 1 gezeigt, hat eine kreisförmige vertikale Sektion und
umfasst eine grosse Anzahl von alternierenden Massenkammern 2 und
zwischenliegenden Mittelkammern 3 für Kühl- oder Wärmemedium, welche Kammern 2, 3 von
zwischenliegenden scheibenförmigen
Wänden
getrennt sind. In jeder Massenkammer 2 ist vorzugsweise
ein Misch- und Rührelement
angeordnet, von welchem nur ein aus Klarheit gezeigt ist, und welches
Misch- und Rührelement 5 von
einer zentralen vertikalen Welle 6 rotiert ist, die von
einem Motor 7 angetrieben ist.
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Durch
z.B. eine Pumpe, die nicht gezeigt ist, ist die Masse dazu gezwungen,
durch die Temperiersäule 1 zu
fliessen mit einer generellen vertikalen Richtung M, welche nach
der vorgelegten Abfassung vom Boden bis zu dem Topp ist. In jeder
Massenkammer 2 ist der Masse sowohl ein Rührelement 5 unterzogen
als auch Kühlung
oder Erwärmung,
die der Masse durch das betreffende Kühl- oder Erwärmungsmedium
beigebracht werden, das durch die anliegende Kammer 3 fliesst.
Die Massenkammern sind mit einander durch Durchflussöffnungen 8 verbunden,
welche vorzugsweise an der peripheren Ende der Säule 1 angeordnet sind.
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Eine
solche Temperiersäule
ist seit mehr als ein halbes Jahrhundert bekannt und ist heute das
am meisten verbreitete Wärmetauschgerät zur Temperierung
schokoladenähnlicher
Masse. Es ist ferner bekannt, dass die am beste Leistung solcher
Temperiersäule
erreicht wird, wenn das Kühl-
oder Wärmemedium
fortdauern durch die Kammern fliesst, und wenn das Rührelement 5 der
Masse sowohl Scherkraft als auch ein kraftvolles Umrühren beibringt.
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In
Betrieb ist geschmolzte schokoladenähnliche Masse (M) in die Temperiereinheit
am Boden (mit einem Pfeil markiert) gepumpt. Dann passiert die schokoladenähnliche
Masse durch eine Serie von miteinander verbundenen Massenkammern 3.
Wenn die schokoladenähnliche
Masse in die erste Massenkammer 2 hineingeleitet wird,
ist dieser Masse Scherkraft beigebracht, sie ist von dem scheibenförmigen rotierenden
Rühr- und
Mischelement 5 gemischt, und sie ist auf das Zentrum der
Scheibe geleitet, wo die Masse durch die Öffnungen 9 fliesst
bis zum Teil der Massenkammer über
dem Element. Im Raum über dem
Element 5 ist der Masse ferner Scherkraft beigebracht,
gemischt und durch Rotation vom Element umgerührt. Die Masse ist dann zu
der nächsten
Massenkammer durch Öffnung 8 bis
zu der nachfolgenden Massenkammer geleitet, wo die Masse durch Öffnungen
im Element wie in der ersten Kammer passiert. In dieser Weise ist
der Masse Scher, Mischen und Umrühren
in einem mäanderartigen
Muster durch die Temperiersäule
hindurch beigebracht. In den Massenkammern ist die Masse in einem
spiraligen Muster gegen das Zentrum hin unter den Misch- und Rührelementen 5 geleitet,
und gegen die Peripherie hin mit den Öffnungen 8 über den
Elementen.
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Eine
Verkörperung
vom erfundenen Rühr- und
Mischelement ist in 2 gezeigt. Das Element hat im
wesentlichen die Form einer Scheibe. Es ist wichtig, dass das Element
eine Grösse
hat, die genau in der zylindrischen Säule passt. Dadurch erfolgt der
einzige Durchgang von schokoladenähnlicher Masse von der unteren
bis zu der oberen Seite durch die Öffnungen 9 im Element 5.
Die Erfindung schliesst nicht die Möglichkeit dafür aus, dass
ein wenig Schokolade durch die kleine Toleranz zwischen der inneren
Wand der Temperiersäule
und dem Rührelement
herauskommen kann.
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Die Öffnungen
sind im wesentlichen im Gebiet nahe beim Zentrum vom Rührelement
vorgesehen. Dadurch ist erreicht, dass der Masse Rühren und
Scherkraft in einem grossen Teil der Massenkammer beigebracht wird,
da die Masse von der peripheren Öffnung 8 unter
dem Rührelement
die ganze Strecke bis zum Zentrum vom Rührelement passieren muss, ehe
die schokoladenähnliche
Masse das Element passieren kann.
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Sowohl
die Anzahl als auch die Grösse
und Form der Öffnungen
können
nach der erfundenen Idee variieren, solange sie die Passage der
Schokolade berücksichtigen.
Vorzugsweise ist eine gleiche Anzahl von Öffnungen symmetrisch um die
Antriebswelle umher angebracht. Das Querschnittareal der Öffnungen
zusammen mit der Pumpeleistung legen die Geschwindigkeit fest, mit
welcher die schokoladenähnliche
Masse durch die Temperiersäule
geleitet werden kann.
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Dadurch
Passage für
die schokoladenähnliche
Masse nahe beim Zentrum von einem scheibenförmigen Rühr- und Mischelement vorzusehen,
ist ein aufgebesserter Nutzeffekt erreicht. Normalerweise ist der
zentrale Teil vom Mischelement weniger wirksam in Bezug auf der
schokoladenähnlichen Masse
Mischen und Scherkraft beizubringen, da die Geschwindigkeit niedriger
als diejenige an der Peripherie ist. Dadurch die zentrale Stufe
zum Passage der schokoladenähnlichen
Masse einzusetzen mehr als zum Mischen ist ein verbesserter Nutzeffekt
in Bezug auf Mischen und Scher erreicht. Das Vorkommen von Zonen
von stationärer
oder fast stationärer Masse
ist mehr oder weniger vermieden gemäss der Erfindung.
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Der
Rand der Öffnungen
kann mit einer Zuspitzung versehen werden, um die Passage von der schokoladenähnlichen
Masse zu ermöglichen.
Diese Zuspitzung kann auch die Geschwindigkeit während Passage erhöhen, was
weiter die Scherkraft, welche der Masse beigebracht wird, erheben
wird.
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Das
Mischelement kann ferner mit kleinen Erhebungen 10 oder
Mischblättern 11 versehen
werden. Diese Erhöhungen
und Blätter
sind vorzugsweise länglich
und an dem Radius vom Mischelement entlang angeordnet. Die Mischblätter können derselben
Größe sein
oder können
gemäss
der Erfindung in Grösse
variieren. Die Erhebungen 10 können ebenso in Grösse variieren
oder von identischer Grösse
sein. Ein Zweck dieser Erhebungen und Blätter ist derjenige, die ganze
Oberfläche
der Massenkammer 2 zu wischen, damit das Mischelement kein Gebiet
ungestört
lässt.
Ein weiterer Zweck ist derjenige, der schokoladenähnlichen
Masse Scherkraft beizubringen. Die Erhebungen und die Mischblätter können typisch
von 1 bis 15 von dem Oberflächegebiet ausmachen,
das vom Rührelement
gewischt ist, vorzugsweise von 2 bis 10%, am besten jedoch von 4 bis
6%.
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Die
Erfindung schliesst nicht die Möglichkeit aus,
eine Form der Erhebungen und der Mischblätter vorzusehen, so dass sie
die schokoladenähnliche Masse
in Richtung des Zentrums unter dem Mischelement und in Richtung
der Peripherie über
das Mischelement leiten. Diese Wirkung konnte dadurch erreicht werden,
die Mischblätter
mit einer konvexen, gewölbten
Erweiterung zu versehen aussen in Richtung der peripheren Zylinderwand
unter dem Element und einer gegenüberliegenden Krümmung auf der
Oberseite.
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Die
Scherkraft ist durch das Produkt der Massenviskosität und des
Schergradienten festgelegt. Die Viskosität der Masse ist durch die Art
der Masse und den Grad der Temperierung festgelegt. Der Schergradient
ist die Geschwindigkeitsgradient zwischen zwei gegenüberliegenden
Flächen,
durch den Abstand zwischen ihnen geteilt.
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Die
Einheit des Schergradienten ist sec–1.
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Es
ist festgestellt, dass ein Schergradient über 50 sec–1 vorzusehen
ist, um eine zufriedenstellende Scherkraft zu erreichen. Der Geschwindigkeitsgradient
variiert mit dem Radius vom rotierenden Mischelement 11,
der naher beim Zentrum niedriger ist und höher an der Peripherie.
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In
Bezug auf eine Verkörperung
der Erfindung, die in 3 schematisch gezeigt ist, spitzt
das Mischelement in Richtung der Peripherie zu. Die Zuspitzung konnte
linear sein.
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Die
Wirkung der Erhöhung
von den aktiven Flächen,
die der Masse Scherkraft beibringen, ist diejenige, die ganze Effektivität der Temperiervorrichtung
zu erhöhen.
Eine erhöhte
Effektivität
ist ebenso dadurch erreicht, Öffnungen
im scheibenförmigen Rührelement
nahe zur zentralen Antriebswelle zu anordnen, wodurch diese Zone,
die nicht zum aktiven Scher mitwirkt, für den Massenfluss durch die
Temperiervorrichtung verwendet ist. Dadurch kann eine grössere Menge
von schokoladenähnlicher
Masse per Stunde temperiert werden als bei der früherer Technik.
Es ist experimentell festgestellt, dass eine Erhöhung von mindestens 25 der
Effektivität
durch die vorliegende Erfindung erreicht werden kann.
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In 4 ist
ein Teil vom scheibenförmigen Teil 5 gezeigt,
der vom Zentrum in Richtung der Peripherie zuspitzt. Zwischen dem
scheibenförmigen
Teil 5 und der zwischenliegenden Wand 4 ist einen
Freigang 16 gezeigt, die Höhe welches Freigangs 16 bei Erhöhung vom
Radius des scheibenförmigen
Teils 5 zunimmt. Der scheibenförmige Teil in diesem Sektionsschnitt
ist ohne Mischblätter
und Erhebungen gezeigt. In dieser Verkörperung sind zwei verschiedene Freigangshöhen gezeigt,
die erste Freigangshöhe C1, die an einem Radium r1 vom
scheibenförmigen Teil 5 angeordnet
ist und eine zweite Freigangshöhe C2 die an einem Radius r2 angeordnet
ist. Insbesondere ist die Sache C2 = r2 × C1/r1.
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In
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
haben die scheibenförmigen
Teile ein Radius vom 0,244 m. Die Rotation der scheibenförmigen Teile
ist ca. 32 Umdrehungen/Min. Demgemäss ist die Geschwindigkeit
vom scheibenförmigen
Teil v = (2πr) × Rotation
= 49,06 m/Min = 0,82 m/S an der Peripherie. Die Freigangshöhe zwischen
dem scheibenförmigen
Teil und der zwischenliegenden Wand an der Peripherie ist auf 0,016
m festgelegt, und somit ist der Schergradient hier 51 sec–1,
d.h. über
die Mindesterforderung. Bei der Hälfte des Radius vom Element
ist die Geschwindigkeit 0,41 m/S und der Freigang ist 0,008, wodurch
der Schergradient 51 sec–1 ist. Gemäß der erfundenen
Lösung
macht eine Verdoppelung vom Radius eine Verdoppelung der Freigangshöhe aus. Da
die Geschwindigkeit des scheibenförmigen Teils mit erhöhtem Radius
vom scheibenförmigen
Teil erhöht
ist, ist die Freigangshöhe
zwischen dem Teil und dem Wand vorzugsweise linear vom Zentrum in
Richtung der Peripherie vom Teil erhöht. Dadurch wirkt maßgeblich
das ganze Gebiet vom scheibenförmigen
Teil zur Scherkraft an die Masse mit.