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Verfahren und Vorrichtung zum ständigen Durchmischen einer in dünner
Schicht durch eine Temperaturbeeinflussungszone geförderten Masse, vorzugsweise
einer Schokoladenmasse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ständigen Durchmischen
einer in dünner Schicht in der Förderung durch eine Temperaturbeeinflussungszone
begriffenen Masse, vorzugsweise einer Schokot@adenmasse, und eine zu seiner Durchführung
geeignete Vorrichtung. Während man sich bei den bekannten Schnecken- oder Walzentemperiermaschinen
für Schokoladenmassen mit ausreichendem Erfolg mit der durch die Schneckengänge
oder die Walzenpressungen herbeigeführten Mischwirkung bei der Verarbeitung von
Schokoladenmassen ohne Einlagen begnügen konnte, eignen sich solche Vorrichtungen
weniger bzw. überhaupt nicht für die gleichmäßige und zuverlässige Temperaturbeeinflussung
von Massen mit größeren Einlagen, z. B. Nüssen oder Rosinen, die als Festkörper
eine verhältnismäßig'große Wärmekapazität besitzen. Um die erwähnten Schwierigkeiten
zu überwinden und auch Massen mit solchen Einlagen zuverlässig auf die gewünschte
Weiterverarbeitungstemperatur bei gleichmäßiger Auskristallisation der Kakaobutterbestandteile
bringen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auf die in dünner Schicht
die Maschine durchströmende Schokoladenmasse schnelle Rüttelstöße mit einer senkrecht
zur Stromrichtung gerichteten Stoßkomponente auszuüben. Durch derartige Stöße wird
eine intensive Mischwirkung unter den einzelnen Schokoladenmassenbestandteilen hervorgerufen,
also eine Entmischung vor dem endgültigen Erstarren in derselben Weise verhindert,
wie es beim Einrütteln von bereits in den Formen befindlichen Schokoladenmengen
zur Herstellung von. Schokoladenerzeugnissen in der einschlägigen
Industrie
üblich ist. Diese letztere grundlegende Erkenntnis der Schokoladenverarbeitung auch
auf Temperiermaschinen anzuwenden, ist letzten Endes der wesentliche Inhalt der
Erfindung. Natürlich müssen dabei die eingangs bereits erläuterten Voraussetzungen,
insbesondere das Fördern der Masse in dünner Schicht, erfüllt sein, wenn das Verfahren
der Schokoladenindustrie Nutzen bringen soll.
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Das erfindungsgemäße Verfahren stellt auch einen bedeutenden Fortschritt
gegenüber demjenigen bekannten Temperaturbeeinflussungsverfahren dar, bei dem die
Schokoladenmasse nach vorheriger intensiver Durchmischung einen geschlossenen flachen
Kanal mit mehreren hintereinander angeordneten Temperaturbeeinflussungszonen durchlaufen
muß, weil gerade bei einem derartigen Verfahren die notwendige Durchmischung der
einzelnen Schokoladenbestandteile während des gesamten Beeinflussungsvorganges fehlt
und die Schokolade statt dessen nahezu ungestört laminar den Temperierkanal passiert.
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Neben der zur Stromrichtung senkrecht stehenden, die Mischung durch
abwechselnde Verdichtung und Entlastung der Masse bewirkenden Komponente soll durch
die Schrägrichtung der Rüttelstöße auch noch eine in der Förderrichtung oder entgegengesetzt
gerichtete Komponente wirksam werden, die dann entweder die Förderung der Masse
allein bewirken oder sie wenigstens unterstützen bzw. auch unterbrechen kann. Die
Veränderbarkeit der Neigung der Stoßbahn gibt erfindungsgemäß eine wertvolle Regelbarkeit
der Förderbeeinflussung.
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Zweckmäßigerweise wird für die praktische Ausführung einer solchen
Mischvorrichtung ein bekannter Rüttelfördertisch mit vorzugsweise mehrzoniger Temperaturbeeinflussung
gewählt, der konstruktiv irgendwie- mit einem bekannten Schwingungserzeuger mit
wahlweise veränderbarer Stoßrichtung gekuppelt ist.
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Im Sinne der obigen Andeutung ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, die
Veränderbarkeit der Stoßrichtung nicht nur im Fördersinne der von unten nach oben
ausgeübten Stöße zuzulassen, sondern auch auf den Gegensinn zwecks Unterbrechung
oder Verzögerung der Förderung auszudehnen, so daß also die Regelbarkeit sich von
einem positiven Höchstwert der zur Förderrichtung parallelen Stoßkomponente bis
zu einem negativen Grenzwert erstreckt.
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Eine einfache Ausführungsform des Rütteltischantriebes ergibt sich
erfindungsgemäß, wenn man den Tisch auf einem um waagerechte Zapfen kippbaren Mehrfachhebelsystem
lagert, das durch irgendeinen Impulsgeber in Hinundherschwenkbewegungen versetzt
wird; wobei sowohl die Größe als auch die Lage des Kipphebelschwenkbereiches in
bezug auf die Kippzapfen veränderbar ist.
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Ebenso wie der Rütteltisch oben offen sein kann, läßt sich naturgemäß
eine schnellere Temperierwirkung erzielen, wenn man ihn erfindungsgemäß oben durch
eine Decke abschließt, die ebenfalls, vorzugsweise in gleiche Zonen wie der Tisch
selbst aufgeteilt, temperaturbeeinflußbar ist. Die Decke des auf diese Weise gebildeten
geschlossenen Durchflußkanals muß in diesem Falle so weit von der Oberfläche der
durchfließenden Schokoladenschicht entfernt sein, daß sie beim Zurückfallen oder
Zurückbewegen des Tisches in die tiefste Lage die vorher hochgeworfene Schokoladenschicht
nicht erreicht. Soll der Durchflußkanal jedoch in seinem ganzen Querschnitt mit
Schokolade ausgefüllt sein, so darf die Fall- oder Rückbewegung des Rütteltisches
in seine tiefste Lage keinesfalls die Erdbeschleunigung überschreiten, weil sonst
die beim Stoß von unten auf die Schokoladenmasse ausgeübte Förderkomponente durch
eine entgegengesetzt gerichtete, von der niedergehenden Kanaldecke ausgeübte Gegenkomponente
ganz oder teilweise aufgehoben werden kann und der Förderzweck in Frage gestellt
ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele eines solchen Rüttelfördertisches für Temperiermaschinen
gemäß der Erfindung sind mit ihren möglichen verschiedenartigen Einstellungen aus
der Zeichnung ersichtlich; in dieser zeigt Fig. i eine schematische Seitenansicht
des Tisches mit seinem Schwingantrieb, einschließlich der die Rüttelbewegung übertragenden
Treibstange, Fig. 2 die Darstellung des Bewegungsbereiches des Tisches bei kurzer
Treibstange, Fig. 3 eine ähnliche Darstellung des sich durch eine verlängerte Treibstange
ergebenden Tischbewegungsbereiches und Fig. q. einen Schnitt durch einen oben abgedeckten
Fördertisch in größerem Maßstab.
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Der zur Durchmischung der Schokoladenmasse während der Temperaturbeeinflussung
verwendete Rütteltisch i weist, wie bei anderen Temperiermaschinen mit flachem Durchflüßkanal
oder Schneckengehäuse üblich, drei hintereinandergeschaltete Temperaturbeeinflussungszonen
2, - 3 und q. auf, die gesondert nach Maßgabe des beabsichtigten Ablaufes des Temperiervorganges
gesteuert werden. Der Tisch ruht auf einem hier aus zwei Kipphebelpaaren 6 bestehenden
Mehrfachhebelsystem, dessen Hebel mit Gelenkbolzen 5 mit dem Tischkörper verbunden
und selbst in waagerechten Zapfen 7 des Maschinengestells gelagert sind. Die Hebel
6 des Systems sind durch Kuppelstangen 12 untereinander verbunden. In Fig. i ist
auf der Tischoberfläche die Bewegung eines Masseteilchens (fortschreitende Rollbewegung),
die eine intensive Mischung aller Teilchen untereinander ergibt, durch einen Linienzug
angedeutet. An dem erwähnten Hebelsystem 6 greift mittels einer Kulissenschwinge
8 eine längenverstellbare Treibstange 1q. mittels ihres in dem Gleitschlitz g der
Schwinge 8 gleitenden Treibbolzens 13 an. Am unteren Ende des zweiteiligen Stangenkörpers
1q. sitzt eine Rolle 15, die auf dem Exzenter 16, der hier als Impulsgeber für die
Rüttelbewegungen gewählt ist, abrollt. Die Antriebswelle 17 des Exzenters
ist in ihrer Drehzahl in weiten Grenzen verstellbar, so daß dadurch die Frequenz
der Rüttelstöße verändert werden kann. Die schon erwähnte Längenversteilbarkeit
der zweiteiligen
Treibstange 1q kann z. B. durch ein Spannschloß
oder eine ähnlich wirkende Mutter 18 bewirkt werden, die mit dem einen Teil der
,Stange fest verbunden, auf dem anderen Teil aufgeschraubt ist. Der Rütteltisch
i kann gemäß Fig. q. auch mit einer oberen Decke i9 versehen sein, die ebenfalls
durch drei Zonen 2', 3', q.' abgestuft in ihrer Temperatur beeinflußt werden kann.
Auf diese Weise ergibt sich ein geschlossener Durchlaufkanal 2o für die Schokoladenmasse,
die an der einen Seite des Rütteltisches in einen Trichter 2i aufgegeben werden
kann. Das andere Kanalende ist mittels eines elastischen Anschlußstutzens 22 an
die Verarbeitungsmaschine angeschlossen.
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Die Fig.2 und 3 geben verschiedene Beispiele für die Einstellmöglichkeiten
für Richtung und Intensität der Rüttelstöße. Die Hebelsysteme 6 sind dabei durch
Striche angedeutet. Aus der Gegenüberstellung der Fig. 2 und des durch Vollstriche
in Fig. 3 angedeuteten Schwenkbereiches der Hebelsysteme 6 ist sowohl erkennbar,
daß bei kurzer Treibstange 1q. (vgl. Fig. 2) der Winkelschwenkbereich des Hebelsystems
6 kleiner ist als bei Anwendung einer langen Treibstange 1q. (vgl. Fig. 3), als
auch ferner deutlich zu entnehmen, daß die Verbindungssekante zwischen den den jeweiligen
Stellungen des Gelenkbolzens 5 entsprechenden Punkten I und II im Falle der Fig.
2 schräg gerichtet und kürzer, im Falle der Fig. 3 dagegen senkrecht gerichtet und
entsprechend länger ist; d. h. also, daß sich im Falle der Fig. 2 eine Förderkomponente
(also parallel zur Tischfläche) ergibt, während im Falle der Fig. 3 diese waagerechte
Komponente den Wert Null annimmt, also nur senkrechte Rüttelstöße auf den Tisch
übertragen werden.
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Zu größeren Schwingungsamplituden kann man gelangen, wenn man die
Treibstange 14 im Sinne der gestrichelten Darstellung in Fig.3 schräg lagert, so
daß sich bei dem immer nur durch den Exzenter 16 bestimmten Hubbereich der Rolle
15 trotzdem ein wesentlich größerer Ausschlag des Hebelsystems 6 ergibt (vgl. die
Schwenkendpunkte I' und II'). Natürlich ist die Darstellung in sämtlichen Figuren
nur schematisch zu betrachten. Selbstverständlich muß dafür gesorgt werden, daß
das Tischgewicht durch eine entsprechende Gegenkraft, z. B. eine Feder, so ausgeglichen
wird, daß der Tisch nach jedem von unten nach oben erfolgenden Stoß nicht nur selbsttätig
in die andere Lage zurückkehrt, sondern auch der Formschluß zwischen Rolle 15 und
Exzenter 16 nicht unterbrochen wird. Die Ausladerichtung der Schwinge 8 im Sinne
der Fig. i erfordert naturgemäß eine solche Gegenkraft. Auch muß zur Aufrechterhaltung
der Schräglage der Treibstange 1q. (vgl. gestrichelte Einstellung nach Fig. 3) eine
entsprechende Längsführung für diese Stange vorgesehen sein, weil ja der Treibbolzen
13 entsprechend der Veränderung seines radialen Abstandes von dem waagerechten
Zapfen 7 innerhalb des Schlitzes 9 gleiten muß.