ES2930104T3 - Dispositivo de conchado y procedimiento para el conchar una masa de producto - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un aparato de conchado (10) que tiene: - un recipiente (22), que forma un espacio de alojamiento (24) para una masa de producto, - un eje (16), que se aloja, al menos en parte, en el contenedor (22) y está diseñado para girar alrededor de su eje longitudinal (L), y - al menos una herramienta de conchado (38), que está acoplada al eje (16) para rotación conjunta con el mismo, la herramienta de conchado (38) por lo tanto, durante la operación de conchado del aparato de conchado (10), moviéndose en una primera dirección de circulación (U1) a lo largo de un camino circulatorio (58). La herramienta de conchado (38) aquí comprende una superficie operativa (52), que está dirigida hacia la pared interna del contenedor (22) y está diseñada de tal manera que un espacio radial (S) entre la pared interna del contenedor y la superficie operativa (52) decrece, al menos en parte, en sentido contrario al primer sentido de circulación (U1). La invención también se refiere a un método para conchar una masa de producto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de conchado y procedimiento para el conchar una masa de producto
La presente invención se refiere a un dispositivo de conchado y a un procedimiento para conchar una masa de producto.
Un dispositivo de conchado (también llamado conche) es un dispositivo para trabajar una masa de producto alimentario, en particular en la fabricación de chocolate. Con un dispositivo de este tipo pueden mezclarse materias primas, como, por ejemplo, masa de cacao, azúcar, manteca de cacao y/o leche en polvo y ser trabajados de manera conocida por el especialista ejerciendo fuerzas de compresión y/o cizallamiento. Esto último se denomina también conchado y sirve, entre otros, para extraer humedad y con ello sustancias con propiedades no deseadas, como, por ejemplo, ácido acético o aldehídos.
El conchado es un paso de proceso importante que puede determinar en forma decisiva la calidad y el sabor de producto final. Además, se trata de un paso de proceso que requiere relativamente mucho tiempo y que se caracteriza por un requerimiento de energía correspondientemente elevado.
Un dispositivo de conchado genérico se conoce del documento DE 196 36 989 A1. Otros dispositivos de conchado, respectivamente de mezcla, con un depósito de mezcla cilíndrico circular o varios depósitos de mezcla con forma básica cilíndrica circular dispuestos paralelos entre sí se conocen de los documentos DE 19835347 A1, DE 19637098 A1, GB 2 523271 A1, DE 4221 315 A1, US 5707 145 y DE 3603 155 A1. Los documentos DE 4433039 A1 y DE 19637098 A1 muestran dispositivos de conchado, respectivamente de mezcla, con un depósito de mezcla con forma de cono truncado.
Se ha demostrado que con los dispositivos y procedimientos conocidos no siempre puede alcanzarse una calidad de producto deseada, en particular cuando esto debe llevarse a cabo en forma eficiente y con bajo consumo de energía.
La invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de poner a disposición un dispositivo de conchado y un procedimiento para conchar una masa de producto que posibiliten una alta calidad de producto con eficiencia mejorada.
Para solucionar este problema, la invención propone un dispositivo de conchado con las características indicadas en la reivindicación 1 y un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 17.
El dispositivo de conchado según la invención comprende un depósito que forma un espacio de alojamiento para una masa de producto. El depósito puede estar diseñado cerrado o abierto al menos por secciones. En otras palabras, el espacio de alojamiento puede rodear la masa de producto esencialmente en forma completa. Pero en este caso, el espacio de alojamiento y/o el depósito también pueden estar interrumpidos y abiertos al menos localmente por aberturas o canales de suministro.
El espacio de alojamiento puede estar delimitado por una pared interna de depósito y/o una sección transversal interna del depósito. La pared interna de depósito y, por consiguiente, el espacio de alojamiento pueden ser además calentables o enfriables, por ejemplo, mediante canales y/o tubos dispuestos en la pared de depósito, a través de los que se guía un fluido calentado. El depósito puede presentar una forma esencialmente del mismo tipo que el espacio de alojamiento. Expresado de otra manera, una forma de la sección transversal externa del depósito puede corresponderse, al menos sobre una gran parte de su longitud axial, esencialmente con la forma de su sección transversal interna, pudiendo formar esta última el espacio de alojamiento.
La masa de producto puede comprender por lo menos uno de los ingredientes masa de cacao, azúcar, manteca de cacao, leche en polvo y grasa. En general puede tratarse de una masa de producto, que está basada en masas de grasa, para la fabricación de estimulantes, en particular para la fabricación de chocolate.
Según la invención, el dispositivo de conchado comprende además un árbol que está alojado al menos por secciones en el depósito y que está diseñado para rotar alrededor de su eje longitudinal. El árbol puede extenderse además al menos por secciones a través del espacio de alojamiento. En una forma de fabricación, el árbol se extiende esencialmente en forma céntrica a través del depósito y/o espacio de alojamiento, y en particular de tal manera que el depósito y/o espacio de alojamiento se extienden esencialmente en forma rotatoriamente simétrica alrededor del árbol. Debido a aberturas locales o canales de suministro en el depósito y/o el espacio de alojamiento pueden resultar desviaciones de la simetría de rotación.
En el marco de la presente divulgación, los conceptos "axial" y "radial" pueden referirse al eje longitudinal del árbol, siempre que no se indique o sea evidente otra cosa. Además, en el marco de la presente divulgación puede estar previsto en general que el eje longitudinal de árbol se corresponda con una horizontal en el espacio, de modo que las extensiones radiales pueden referirse a una vertical en el espacio. Los conceptos "encima" y "debajo" pueden referirse a una posición verticalmente encima o verticalmente debajo del eje longitudinal de árbol, o a un plano horizontal que contiene el eje longitudinal de árbol. Por ejemplo, una posición debajo del eje longitudinal de árbol puede referirse a una posición entre el eje longitudinal de árbol y una zona de fondo en el entorno del dispositivo de conchado.
El árbol puede estar diseñado esencialmente cilíndrico y/o alargado. El árbol puede extenderse además de un extremo a un extremo opuesto del depósito o espacio de alojamiento y opcionalmente también más allá de ello para estar apoyado en ambos lados dentro del dispositivo.
El dispositivo de conchado comprende además al menos una herramienta de conchado que está acoplada al árbol para la rotación conjunta, de modo que la herramienta de conchado se mueve en un primer sentido de circulación a lo largo de una órbita en una operación de conchado del dispositivo. En otras palabras, está previsto que la operación de conchado del dispositivo se caracterice por un sentido de rotación predeterminado del árbol y, por consiguiente, un sentido de circulación predeterminado de la herramienta de conchado. El sentido de circulación de la herramienta de conchado puede referirse en particular a un sentido de circulación de su superficie activa explicada a continuación. Como también se explica a continuación, puede estar prevista además una operación de transporte de salida del dispositivo para transportar la masa de producto hacia fuera del espacio de alojamiento. Durante esta operación de transporte de salida, el árbol puede rotar en sentido contrario al sentido de rotación de la operación de conchado y, por consiguiente, la herramienta de conchado puede moverse, a lo largo de la órbita, en un segundo sentido de circulación opuesto al primer sentido de circulación.
La órbita, a lo largo de la cual se mueve la herramienta de conchado, puede correr concéntrica alrededor y en particular en forma circular alrededor del eje longitudinal de árbol. La herramienta de conchado puede comprender además una sección de posicionamiento y una superficie activa. La sección de posicionamiento puede extenderse esencialmente en forma radial desde el árbol y disponer la superficie activa con una orientación deseada y/o una distancia deseada con respecto a la pared interna del depósito. La superficie activa también puede extenderse en un ángulo con respecto a la sección de posicionamiento. Concretamente está previsto según la invención que la superficie activa de la herramienta de conchado esté orientada hacia la pared interna del depósito. Según una variante, la superficie activa se extiende además en un ángulo relativamente plano, p. ej., entre 0° y 40° con respecto al eje longitudinal de árbol o también paralelo a ello.
En el caso de la superficie activa puede tratarse de aquella sección de la herramienta de conchado que en la operación de conchado realiza el trabajado deseado de la masa de producto e interactúa con esta para ello. Por ejemplo, la superficie activa puede estar diseñada para ejercer sobre la masa de producto las fuerzas de compresión y cizallamiento necesarias para el conchado. Correspondientemente, la órbita de la herramienta de conchado puede estar definida como la órbita de su superficie activa en una rotación el árbol.
En general, el dispositivo de conchado puede comprender también una pluralidad de herramientas de conchado que están acopladas cada una al árbol y pueden rotar con este de manera predeterminada. Por ejemplo, pueden estar previstas tres o más herramientas de conchado y en particular al menos cuatro, al menos cinco o al menos seis herramientas de conchado. En este contexto, las herramientas de conchado pueden estar dispuestas unas con respecto a las otras de tal manera que sus superficies activas estén alineadas sin distancias axiales sustanciales entre sí a lo largo del árbol y/o se solapen ligeramente. De este modo puede lograrse una cobertura esencialmente continua axialmente de la pared interna de depósito o, expresado de otra manera, o un trabajado axialmente casi completo de la masa de producto a lo largo del árbol.
La superficie activa está diseñada además de tal manera que un intersticio radial entre la pared interna de depósito y la superficie activa se reduce al menos por secciones, visto en sentido opuesto al sentido de circulación. Por consiguiente, la superficie activa puede estar diseñada de tal manera que la masa de producto se comprime y/o se cizalla al menos por secciones, dado que el espacio intermedio entre la superficie activa y la pared interna de depósito se estrecha progresivamente a medida que avanza el movimiento en el primer sentido de circulación. Dicho más precisamente, la masa de producto puede aparecer primeramente entre la superficie activa y la pared interna de depósito mediante un intersticio radial dimensionado relativamente grande, estrechándose, sin embargo, ese intersticio en una rotación continuada del árbol en el primer sentido de circulación. Esto lleva a que puedan ejercerse fuerzas de compresión y/o cizallamiento sobre la masa de producto. Por consiguiente, un espacio intermedio entre la superficie activa y la pared interna de depósito puede ser en suma esencialmente con forma de cuña o embudo al menos por secciones.
Expresado de otra manera, la superficie activa puede comprender en la operación de conchado una zona de lado de entrada, mediante la cual la masa de producto llega al espacio intermedio entre la superficie activa y la pared interna de depósito. La superficie activa también puede comprender una zona de lado de salida que está dispuesta aguas abajo de la zona de lado de entrada, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación. Una distancia radial (o, en otras palabras, un intersticio radial) entre la superficie activa y la pared interna de depósito puede reducirse, al menos por secciones, entre la zona de lado de entrada y la de lado de salida.
Expresado nuevamente de otra manera, la superficie activa puede estar diseñada de tal manera que un intersticio radial entre la pared interna de depósito y la superficie activa se reduce al menos temporariamente al pasar encima de una sección predeterminada de la pared interna de depósito, que en particular puede ser puntiforme.
Se entiende que el intersticio radial entre la superficie activa y la pared interna de depósito también puede volver a agrandarse por secciones. Esto puede tener lugar en particular en una zona que, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación, está aguas abajo de una sección de superficie activa con un intersticio radial que se estrecha. Expresado de otra manera, la superficie activa puede estar diseñada de tal manera que el intersticio radial vuelve a agrandarse al menos por secciones después de realizados la compresión y/o el cizallamiento de la masa de producto. En particular, esto se puede cumplirse en una zona de la superficie activa que en la operación de conchado es del lado de salida.
En general, la superficie activa puede comprender una zona curvada, que se encuentra opuesta a la pared interna de depósito, y en particular una zona curvada en forma convexa. Por consiguiente, la superficie activa puede estar formada de tal manera que se abomba en dirección hacia la pared interna de depósito o se arquea hacia allí. En general, la superficie activa puede comprender depresiones, zonas inclinadas o superficies de guía para lograr un flujo de producto deseado a través del espacio intermedio entre la superficie activa y la pared interna de depósito. Sin embargo, es concebible que la superficie activa presente una superficie esencialmente lisa y cerrada.
Un perfeccionamiento de la invención prevé que la superficie activa presente una depresión que se extiende a lo largo de la órbita. La depresión puede estar limitada por zonas de borde de la superficie activa opuestas entre sí que, por ejemplo, pueden correr inclinadas con respecto a la depresión. Expresado de otra manera, las zonas de borde pueden formar zonas de pared lateral inclinadas de la depresión. La depresión puede definir una zona de guía o, expresado de otra manera, un canal de guía que se extiende a lo largo de la órbita. De este modo puede posibilitarse un flujo de masa de producto a lo largo de la superficie activa a lo largo de la órbita.
En este contexto puede estar previsto además que una anchura, que corre esencialmente transversal a la órbita, de la depresión aumenta a lo largo del primer sentido de circulación. El aumento de anchura puede tener lugar en forma escalonada o también continua por medio de un aumento variable o constante. La depresión puede estar diseñada, por lo tanto, en general con forma de embudo o cuña, pudiendo esa estrecharse, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación. Correspondientemente, una zona de guía o un canal de guía definidos por la depresión pueden estrecharse, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación, lo cual puede promover la generación de las fuerzas de compresión y/o cizallamiento deseadas.
La herramienta de conchado puede comprender además un raspador que está distanciado al menos parcialmente de la superficie activa, visto a lo largo de la órbita. En particular, el raspador puede estar aguas abajo de la superficie activa, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación, y/o solapar ligeramente con esa a lo largo de la órbita. La superficie activa puede ocupar, por ejemplo, en comparación con el raspador, visto en el primer sentido de circulación, una posición delantera en la operación de conchado. En otras palabras, en la operación de conchado, el raspador puede estar más cerca de una zona de lado de salida de la superficie activa que de una zona de lado de entrada. Consecuentemente, el raspador puede estar diseñado para interactuar en la operación de conchado esencialmente con masa de producto que ya fue trabajada por la superficie activa dentro del ciclo de movimiento, respectivamente de giro, actual de la herramienta de conchado.
El raspador puede estar diseñado en general para retirar masa de producto adherida a la pared interna de depósito y/o transportarla en una dirección deseada. El raspador puede estar dispuesto en una distancia menor que 3 mm, menor que 2 mm, de aprox. 1 mm o menos a la pared interna de depósito. En comparación con la superficie activa de la herramienta de conchado, el raspador puede estar diseñado con una superficie significativamente menor, con la cual se encuentra opuesto a la pared interna de depósito. Esta superficie puede ser en particular esencialmente lineal y ocupar, por ejemplo, menos del 25%, menos del 10% o menos del 5% de la superficie definida por la superficie activa de la herramienta de conchado.
En este contexto puede estar previsto además que el rapador esté dispuesto sobre la superficie activa mediante un distanciador, estando el distanciador diseñado de manera tal que este posibilita un pasaje radial de la masa de producto. El distanciador puede extenderse esencialmente paralelo a o a lo largo de la órbita y disponer el raspador a lo largo de la órbita a una distancia predeterminada de la superficie activa. El distanciador puede comprender al menos una barra, al menos un perfil u otra estructura apropiada.
El pasaje de la masa de producto puede referirse en particular a un volumen de masa de producto que, visto a lo largo de la trayectoria circunferencial, está dispuesto entre el raspador y la superficie activa. El raspador puede posibilitar un pasaje de ese volumen de masa de producto en dirección del árbol. Para ello, el distanciador puede comprender una abertura o en general no cubrir completamente una zona entre el raspador y la superficie activa.
Sin restricción a las características explicadas precedentemente en relación con el raspador, el raspador también puede estar precargado elásticamente contra la pared interna de depósito. La precarga puede tener lugar en general en forma elástica, en particular de tal manera que el raspador esté apoyado con una presión de apriete predeterminada contra la pared interna de depósito. Para ello, el raspador puede estar unido en forma articulada a la superficie activa y/o a la herramienta de conchado y ser empujado elásticamente en dirección de la pared interna de depósito. De esta manera puede lograrse una distancia reducida o también un contacto entre el raspador y la pared interna de depósito, compensándose tolerancias de fabricación del depósito debido a la precarga del raspador.
El raspador y la superficie activa pueden extenderse además a lo largo de una sección en común del eje longitudinal de árbol. En otras palabras, el raspador y la superficie activa pueden solaparse al menos parcialmente en forma axial o también solaparse esencialmente en forma completa, o sea, por ejemplo, estar diseñados con una longitud axial coincidente. Una forma de fabricación prevé que el raspador sobresalga axialmente, referido a la longitud axial de la superficie activa, en no más del 50% sobre la superficie activa o en no más del 25% o en no más del 10%.
El raspador puede estar orientado además de tal manera que este al menos en una rotación de la herramienta de conchado en un segundo sentido de circulación, que es opuesto al primera sentido de circulación, produce un flujo de masa de producto en dirección de la descarga de producto del depósito. En el caso del segundo sentido de circulación puede tratarse de un sentido de circulación en la operación de transporte hacia fuera ya mencionada del dispositivo de conchado. En este caso, el raspador puede estar en ángulo de una manera preferida, por ejemplo, con respecto al eje longitudinal de árbol, y generar de esta manera un flujo de masa de producto preferido. La descarga de producto puede estar dispuesta en particular axialmente en el centro en el depósito, así como en su lado inferior.
En el caso de una pluralidad de herramientas de conchado, los raspadores pueden estar orientados cada uno individualmente conforme a una posición de las herramientas de conchado a lo largo del eje longitudinal de árbol. En particular, estos pueden estar orientados cada uno de tal manera que el flujo de masa de producto explicado precedentemente puede producirse en dirección del centro de depósito. Por ejemplo, unos raspadores dispuestos a ambos lados de la descarga de producto o del centro de depósito pueden estar orientados opuestos y/o espejados unos con respecto a los otros para poder transportar cada uno la masa de producto en dirección de la descarga de producto. El concepto "centro de depósito" puede referirse en general a una zona axial céntrica del depósito y/o del espacio de alojamiento.
Por consiguiente, los raspadores pueden desempeñar diferentes funciones dependiendo del sentido de rotación del árbol. Durante la operación de transporte hacia fuera, esos pueden apoyar un transporte rápido y eficiente de la masa de producto hacia fuera, mientras que en la operación de conchado pueden retirarse restos de masa de producto de la pared interna de depósito. El dispositivo puede comprender además al menos una herramienta redireccionadora que está acoplada al árbol para la rotación conjunta, estando la herramienta redireccionadora, en particular bajo una interacción opcional con una pared interna de depósito adyacente, diseñada para producir un flujo de masa de producto en dirección de un centro de depósito. La generación de un flujo de masa de producto en dirección del centro de depósito puede tener lugar al menos en la operación de conchado del dispositivo. La herramienta redireccionadora puede presentar, en comparación con las superficies activas de las herramientas de conchado, una superficie significativamente menor, con la que se encuentra opuesta a la pared interna de depósito (por ejemplo, menos del 25%, menos del 10% o menos del 5% de la superficie activa). Esta superficie puede ser además esencialmente lineal o alargada.
La herramienta redireccionadora puede estar dispuesta en el árbol distanciada axialmente de la herramienta de conchado. Una superficie activa de la herramienta redireccionadora, que interactúa con la masa de producto para redireccionar, puede estar distanciada a su vez radialmente del árbol mediante una sección de posicionamiento de la herramienta redireccionadora. Según una forma de fabricación están previstas al menos dos herramientas redireccionadoras que están dispuestas en extremos axiales opuestos del espacio de alojamiento y/o del árbol. En este caso, todas las herramientas de conchado pueden estar dispuestas axialmente entre las al menos dos herramientas redireccionadoras. Por lo tanto, las herramientas redireccionadoras pueden estar diseñadas para transportar masa de producto de las zonas de extremo axiales del espacio de alojamiento nuevamente en dirección del centro de depósito para generar un flujo de masa de producto preferido dentro del espacio de alojamiento.
La herramienta redireccionadora puede alcanzar el flujo de masa de producto esencialmente sola mediante una superficie activa orientada especialmente para ello. Pero según una forma de fabricación, el flujo de masa de producto se genera esencialmente en la interacción con las paredes internas de depósito adyacentes y en particular con una zona de extremo axial adyacente del espacio de alojamiento. En este caso, la herramienta redireccionadora puede estar orientada de tal manera que en la operación de conchado continúa empujando la masa de producto primeramente axialmente hacia fuera y, por consiguiente, alejándola del centro de depósito, tras lo cual la masa de producto es redireccionada desde las paredes internas de depósito en dirección del centro de depósito. Un retorno del flujo de masa de producto en dirección del centro de depósito puede tener lugar en particular en una zona cerca o encima del eje longitudinal de árbol.
Prioritariamente, el inventor ha reconocido que mediante la herramienta redireccionadora puede generarse un flujo de masa de producto preferido dentro del espacio de alojamiento que, entre otros, puede causar una aireación más intensiva de la masa de producto.
Un perfeccionamiento de la invención prevé que una longitud del espacio de alojamiento a lo largo del eje longitudinal de árbol sea mayor que una extensión radial del espacio de alojamiento. Visto en una sección que contiene el eje longitudinal de árbol (denominada a continuación también "sección longitudinal"), el espacio de alojamiento puede estar diseñado, por consiguiente, con una forma esencialmente alargada, por ejemplo, como una elipse alargada.
Adicionalmente o alternativamente está previsto según la invención que una extensión radial del espacio de alojamiento aumente de en cada caso un extremo axial del espacio de alojamiento a una zona de la sección transversal máxima del espacio de alojamiento, estando dispuesta en o cerca de la zona de la sección transversal máxima una salida de producto y/o una salida de aire. El aumento de la extensión radial puede tener lugar esencialmente en forma uniforme, variable o escalonada. En el caso de la sección transversal máxima puede tratarse de una zona que comprende la extensión radial máxima del depósito, por ejemplo, un diámetro máximo. Expresado de otra manera, puede tratarse de una zona que comprende el perímetro interno máximo del espacio de alojamiento alrededor del eje longitudinal de árbol. La sección transversal máxima puede formar además un plano de simetría del espacio de alojamiento, pudiendo el espacio de alojamiento estar diseñado con simetría de espejo con respecto a ese plano de simetría.
Según una variante, el espacio de alojamiento está diseñado, visto en la sección longitudinal explicada precedentemente, esencialmente con forma de elipse, de rombo o como cono doble, en el que las superficies de base de los conos están colocadas una contra la otra.
En este caso, un eje mayor de la forma de elipse, rombo o cono doble puede coincidir en cada caso con el eje longitudinal de árbol. Adicionalmente o alternativamente, un eje menor de la forma de elipse, rombo o cono doble puede coincidir con una extensión radial al eje longitudinal de árbol y en particular definir la sección transversal máxima del espacio de alojamiento.
En el marco de la presente divulgación, el depósito puede estar diseñado generalmente estacionario, moviéndose en su interior el árbol, con las herramientas de conchado fijadas a ese, con respecto al depósito. La salida de aire y/o la salida de producto pueden estar dispuestas, por lo tanto, también generalmente estacionarias dentro del dispositivo de conchado. Por ejemplo, la salida de producto puede estar dispuesta generalmente en un lado inferior del depósito, que puede estar mirando hacia una zona de piso en el entorno del dispositivo de conchado. Asimismo, la salida de aire puede estar dispuesta en un lado superior del depósito, que mira hacia el lado contrario de la zona de piso. Expresado de otra manera, la salida de producto puede estar dispuesta debajo del eje longitudinal de árbol y/o la salida de aire puede estar dispuesta encima del eje longitudinal de árbol.
En una forma de fabricación, la salida de aire y la salida de producto pueden estar esencialmente enfrentadas o, expresado de otra manera, estar posicionadas en zonas de pared interna del depósito enfrentadas entre sí. La salida de producto y la salida de aire pueden poner cada una a disposición una abertura al entorno, que también puede abrirse y cerrarse, por ejemplo, mediante un dispositivo de válvula. La cercanía opcional a la zona de la sección transversal máxima puede significar una distancia axial de no más de 2 m, no más de 1 m, no más de 50 cm o no más de 20 cm. En particular puede estar previsto que al menos la salida de producto esté dispuesta directamente en la zona de la sección transversal máxima y que la salida de aire esté distanciada axialmente solo ligeramente de esa.
Las paredes internas de depósito pueden definir inclinaciones de transporte o guía para conducir la masa de producto en dirección de la salida de producto. Por medio de la disposición de la salida de aire en la zona de la sección transversal máxima puede lograrse además una distancia deliberadamente grande a un nivel de llenado de la masa de producto dentro del espacio de alojamiento. Esto puede limitar, por ejemplo, la descarga de polvo al entorno durante el conchado.
El depósito puede comprender además una entrada de aire que está posicionada de tal manera que en la operación de conchado se lo puede disponer debajo del nivel de llenado de la masa de producto, y/o estando la entrada de aire posicionada debajo del eje longitudinal de árbol.
Por lo tanto, puede estar previsto que en la operación de conchado la masa de producto se cargue como máximo hasta un nivel de llenado predeterminado. La entrada de aire puede disponerse debajo de ese nivel de llenado predeterminado. Esto puede afectar a su vez una disposición en o cerca de un lado inferior del depósito, que mira hacia una zona de piso en el entorno del dispositivo de conchado.
Por consiguiente, se posibilita en suma que a la masa de producto se le pueda suministrar aire por debajo del nivel de llenado, pero también aditivos que contienen grasa que también pueden alimentarse mediante la entrada de aire. El inventor ha reconocido que de esta manera puede lograrse una mejor homogeneización y, por consiguiente, una descarga más completa de sustancias de amargor de la masa de producto.
En general, la entrada de aire puede estar diseñada de tal manera que el aire suministrado a través de esa o también eventuales otros aditivos puedan suministrarse esencialmente en el primer sentido de circulación. Para ello, la entrada de aire puede comprender o formar un canal de suministro. Expresado de otra manera, mediante la entrada de aire puede posibilitarse un suministro de aire o aditivos a la masa de producto, el cual que esencialmente tangencial al primer sentido de circulación y/o a la órbita de la herramienta de conchado y/o a la pared interna de depósito adyacente. El concepto "esencialmente tangencial" puede referirse al hecho de que un componente vectorial de la dirección de suministro, que corre tangencial al primer sentido de circulación, a la órbita o a la pared interna de depósito, excede significativamente a un componente vectorial que corre transversal a ello, en particular en al menos el doble, el triple o el cuádruple.
Sin limitación a las características explicadas anteriormente en relación con la entrada de aire es concebible además que la entrada de aire comprenda una zona estrechada al menos por secciones y/o un dispositivo de estrangulamiento. Esta zona, respectivamente este dispositivo de estrangulamiento puede estar dispuesta cerca de una zona de transición entre la entrada de aire y el espacio de alojamiento, o también directamente en esa zona de transición. Un ejemplo para un dispositivo de estrangulamiento apropiado es una chapa que estrecha localmente la sección transversal de la entrada de aire en la zona de transición al espacio de alojamiento. En general, estas variantes posibilitan que la velocidad de flujo del suministro de aire se aumente focalizadamente debido al estrechamiento de sección transversal de la entrada de aire. De este modo puede lograrse, por ejemplo, un secado más efectivo de la masa de producto. Asimismo, de este modo pueden retirarse más efectivamente las contaminaciones en la zona de la entrada de aire, en particular en la zona de transición discutida precedentemente.
El dispositivo de conchado puede comprender además una unidad de aire comprimido que está diseñada para suministrarle al depósito aire comprimido mediante la entrada de aire, en particular de tal manera que el suministro de aire esencialmente tenga lugar en el primer sentido de circulación. La unidad de aire comprimido puede comprender una boquilla, mediante la cual puede insuflarse selectivamente aire comprimido en la entrada de aire. La boquilla puede estar posicionada y/o dimensionada de tal manera que adicionalmente también sea posible un suministro de otros aditivos, por ejemplo, en forma de grasas o agentes de limpieza, a través de la entrada de aire.
En el concepto aire comprimido también pueden estar comprendidos gases o mezclas de gases puestos bajo presión y diferentes del aire de entorno convencional. El suministro en el primer sentido de circulación puede referirse al suministro tangencial explicado precedentemente. El aire comprimido suministrado puede presentar una presión de aire de, por ejemplo, 0,1 a 0,3 bar por encima de la presión del entorno.
Además, puede estar previsto en este contexto que el dispositivo de conchado comprenda una unidad de calentamiento que esté diseñada para calentar el aire suministrado mediante la entrada de aire. Esto puede comprender en particular un calentamiento del aire antes del suministro o la insuflación en el espacio de alojamiento, por ejemplo, un calentamiento dentro del recipiente de aire comprimido.
El dispositivo puede comprender además una unidad de registro de peso que está diseñada para registrar en la operación del dispositivo un peso del depósito, incluyendo la masa de producto contenida ahí dentro. En este caso puede tratarse de un peso de la masa de producto durante la operación de conchado para, por ejemplo, monitorizar una pérdida de humedad y, por consiguiente, de peso de la masa de producto. La unidad de registro de peso puede comprender para ello una denominada celda de pesaje.
El dispositivo de conchado puede comprender además un dispositivo de control que está diseñado para controlar y/o regular la operación de conchado de acuerdo con señales de registro de la unidad de registro de peso. Por ejemplo, el dispositivo de control puede estar configurado para controlar al menos la velocidad de rotación del árbol, la duración total de la operación de conchado, el instante o la cantidad de un suministro de aire, así como una temperatura de las paredes de depósito calentables, en base al peso registrado y en particular una disminución de peso registrada.
La invención se refiere además a un procedimiento según la reivindicación 17 para el conchado de una masa de producto, en particular mediante un dispositivo según una de los aspectos precedentes.
El procedimiento también puede prever, por lo tanto, ejercer las fuerzas de compresión y/o cizallamiento, que se mencionaron precedentemente, sobre la masa de producto mediante la rotación de la superficie activa diseñada especialmente de la herramienta de conchado en el primer sentido de circulación.
En general, el procedimiento puede comprender en este caso cualquier otro paso y cualquier otra característica para alcanzar todas las ventajas e interacciones explicadas precedentemente. Por ejemplo, el procedimiento puede comprender además un paso del trabajado de la masa de producto mediante las superficies activas de la herramienta de conchado en la operación de conchado y/o un paso de transporte de la masa de producto hacia fuera mediante el raspador, que se describió precedentemente, de la herramienta de conchado en una operación de transporte hacia fuera.
Según un perfeccionamiento, el procedimiento comprende el paso del suministro de aire y/o de un aditivo, que contiene grasa, debajo del nivel de llenado de la masa de producto. Esto puede referirse al suministro, que se describió precedentemente, mediante la entrada de aire del depósito y a su vez tener lugar esencialmente tangencial al primer sentido de circulación.
Asimismo el procedimiento puede comprender el paso del registro de un peso de la masa de producto contenida en el depósito, en particular para comprobar el grado de deshumidificación de la masa de producto. Para ello puede registrarse el peso total del depósito y de la masa de producto contenida ahí dentro, tras lo cual puede calcularse, sustrayendo el peso conocido del depósito, el peso de la masa de producto contenida ahí dentro y en particular su disminución de peso durante la operación de conchado. El procedimiento puede referirse además a un paso del control de la operación de conchado de acuerdo con el peso registrado, pudiendo referirse el control a los parámetros discutidos precedentemente en base al dispositivo de control.
El procedimiento puede comprender además el paso de la inversión del sentido de circulación de la herramienta de conchado para transportar la masa de producto hacia fuera del depósito. Esto puede tener lugar en el marco de la operación de transporte hacia fuera discutida precedentemente. La inversión del sentido de circulación puede referirse a mover la herramienta de conchado en un segundo sentido de circulación opuesto al primer sentido de circulación. En este contexto puede estar previsto además un paso de apertura de una salida de producto, de modo que la masa de producto pueda salir mediante la salida de producto. Esto puede incluir una apertura de un dispositivo de válvula de la salida de producto.
Finalmente, el procedimiento puede comprender además el paso del suministro de un porcentaje predeterminado de una cantidad a suministrar en total de un aditivo que contiene grasa recién durante el transporte de salida de la masa de producto hacia fuera del depósito. De este modo puede lograrse que el aditivo que contiene grasa adopte una función limpiadora para quitar residuos de la masa de producto en forma efectiva del espacio de alojamiento del depósito.
A continuación se explican en detalle formas de fabricación preferidas de la invención en base a los dibujos esquemáticos adjuntos. Representan:
la figura 1 una vista en sección longitudinal de un dispositivo de conchado según un primer ejemplo de fabricación;
la figura 2 una vista en perspectiva de pieza individual del árbol del dispositivo de conchado de la figura 1; la figura 3 una vista en perspectiva de pieza individual de una herramienta de conchado del dispositivo de conchado de la figura 1;
la figura 4 una vista en sección transversal del dispositivo de la figura 1 para explicar una operación de conchado del dispositivo;
la figura 5 una vista en perspectiva de pieza individual de una herramienta de conchado según otra forma de fabricación; y
la Figura 6 un esquema de proceso de un procedimiento según la invención.
En la figura 1 está mostrado un dispositivo de conchado según una primera forma de fabricación de la invención y está marcado en general con 10. El dispositivo de conchado 10 se apoya sobre una superficie de piso horizontal en su entorno mediante soportes 12. El dispositivo de conchado 10 comprende además dos disposiciones de marco 14 laterales que están distanciadas una de la otra y apoyadas cada una mediante una de las unidades de soporte 12. Entre las disposiciones de marco 14 se extiende un árbol 16 cilíndrico que está apoyado en cada caso en forma giratoria en las disposiciones de marco 14. El árbol 16 corre a lo largo de un eje longitudinal de árbol L, a lo largo del cual las disposiciones de marco 14 están distanciadas una de la otra.
En la disposición de marco 14 izquierda en la figura 1, el árbol 16 está acoplado a una unidad impulsora 18. La unidad impulsora 18 está diseñada para impulsar el árbol 16 para la rotación alrededor de su eje longitudinal L. En la disposición de marco 14 derecha en la figura 1, el árbol 16 está apoyado en una unidad de cojinete 20 en forma rotatoria alrededor de su eje longitudinal L.
El dispositivo de conchado 10 comprende además un depósito 22 que se extiende entre las disposiciones de marco 14 a lo largo del eje longitudinal de árbol L. El depósito 22 está acoplado estacionariamente a las disposiciones de marco 14 y en general está conformado hueco. Más específicamente, el depósito 22 forma un espacio de alojamiento 24 que está delimitado por correspondientes paredes internas del depósito 22. El depósito 22 y el espacio de alojamiento 24 están diseñados cerrados con excepción de las aberturas explicadas a continuación.
En la figura 1 se reconoce que el depósito 22 aloja aquella sección del árbol 16 que se extiende entre las disposiciones de marco 14, así como entre la unidad impulsora 18 y la unidad de cojinete 20. La forma del depósito 22 se corresponde además con la forma del espacio de alojamiento 24 o, expresado de otra manera, la sección transversal externa del depósito 22 se corresponde esencialmente con la sección transversal interna del espacio de alojamiento 24. En el caso mostrado, el depósito 22 y, por consiguiente, también el espacio de alojamiento 24 están diseñados esencialmente en rotación simétrica con respecto al eje longitudinal de árbol L, estando el eje longitudinal de árbol L alojado concéntricamente en el depósito 22 y extendiéndose a través de este. Una longitud A axial del espacio de alojamiento 24 formado por el depósito 22 excede además una extensión E radial máxima del espacio de alojamiento 24.
Concretamente se reconoce que la extensión E radial del espacio de alojamiento 24 aumenta de una primera zona de extremo 26 axial cerca de la unidad impulsora 18 a una zona 28 de una sección transversal máxima o, expresado de otra manera, una extensión E radial máxima. En el mismo sentido, una extensión E radial aumenta partiendo de una segunda zona de extremo 30 axial del espacio de alojamiento 24 cerca de la unidad de cojinete 20 en dirección de la zona 28 de la sección transversal máxima. En otras palabras, una extensión E radial del espacio de alojamiento 24 aumenta progresivamente partiendo de sus respectivos extremos 26, 30 axiales hacia la zona 28 de la sección transversal máxima. El espacio de alojamiento 24 está diseñado, por lo tanto, con forma de elipse, correspondiéndose el eje menor de elipse con la extensión E radial mostrada en la figura 1. La forma del espacio de alojamiento 24 también puede describirse como cono doble con superficies de base colocadas una contra la otra y puntas redondeadas en las zonas de extremo 26, 30. Las puntas pueden estar diseñadas, por ejemplo, redondeadas con forma esférica o alternativamente también como extremos planos. Para finalizar debe indicarse que la zona 28 de la sección transversal máxima forma un plano de simetría que corre ortogonal al eje longitudinal de árbol L. El espacio de alojamiento 24 está diseñado esencialmente con simetría de espejo con respecto a ese plano de simetría.
Cabe observar que el depósito 22 en la figura 1 comprende dos mitades de depósito 23, 25 que, sin embargo, no están juntadas en la zona 28 de la sección transversal máxima. En lugar de ello, la mitad de depósito 25 derecha en la figura 1 se caracteriza por una mayor longitud axial y se extiende axialmente, partiendo de la zona de extremo 30 axial derecha, más allá de la zona 28 de la sección transversal máxima. En cambio, la mitad de depósito 23 izquierda en la figura 1 se extiende, partiendo de la zona de extremo 26 axial izquierda, en dirección de la otra mitad de depósito 25. Las mitades de depósito 23, 25 se juntan y se unen una a la otra a lo largo de una brida 27 circunferencial al eje longitudinal de árbol L.
Esta construcción de depósito con dos partes o mitades de depósito 23, 25 de diferente longitud axial que están juntadas fuera de la zona 28 de la sección transversal axial máxima representa en sí un aspecto independiente de la invención y no está limitada a una combinación con otras las características del presente ejemplo de fabricación.
En la zona 28 de la sección transversal máxima está dispuesta una salida de aire 32 en un lado superior que mira hacia el lado contrario a la zona de fondo, así como a las unidades de soporte 12. En un lugar opuesto y, con ello, que mira hacia la zona de fondo, así como hacia las unidades de soporte 12 está dispuesta una descarga de producto 34 con un dispositivo de válvula que puede abrirse y cerrarse selectivamente. Además, en la figura 1 se reconoce una tolva de carga 36, mediante la que puede cargarse una masa de producto a trabajar, respectivamente sus materias primas, en el espacio de alojamiento 24.
El árbol 16, cuyo eje longitudinal de árbol L forma una horizontal en el espacio en el caso mostrado, puede girarse alrededor de su eje longitudinal L con respecto al depósito 22 estacionario mediante la unidad impulsora 18. En su sección alojada en el depósito 22, el árbol presenta varias herramientas de conchado y redireccionadoras 38, 40. La disposición y la cantidad exactas de esas herramientas 38, 40 se evidencian de la representación individual en perspectiva de la figura 2, en la que también están indicadas las posiciones de la unidad impulsora y de cojinete 18, 20 del dispositivo de conchado 10.
En la figura 2 se reconoce que el árbol 16 presenta en sus extremos axiales cerca de las zonas de extremo 26, 30 del espacio de alojamiento 24, así como cerca de la unidad impulsora, respectivamente de cojinete, 18, 20 en cada caso una herramienta redireccionadora 40. La herramienta redireccionadora 40 comprende una sección redireccionadora 42 curvada que está dispuesta sobre una sección de posicionamiento 44 en una predeterminada distancia radial con respecto al árbol 16. La sección redireccionadora 42 presenta una superficie 47 que mira hacia la pared interna de depósito y que es esencialmente lineal. Como se reconoce en la figura 1, esta está inclinada de manera predeterminada con respecto al eje longitudinal de árbol L, de modo que pueda generar un flujo de masa de producto deseado dentro del espacio de alojamiento 24. A lo largo del eje longitudinal de árbol L, así como axialmente entre las herramientas redireccionadoras 40, están dispuestas además en total seis herramientas de conchado 38 en distancias axiales R1 uniformes entre sí. Con excepción de su posicionamiento a lo largo del eje longitudinal L, así como en dirección perimetral del árbol 16, las herramientas de conchado 38 están diseñadas en gran medida idénticas entre sí. Otra excepción de esto está constituida, por ejemplo, por la orientación, que se explica a continuación, de raspadores 62 de las respectivas herramientas de conchado 38. Por motivos de claridad, en las figuras 1 y 2 no siempre todas las características, que se explican a continuación, están provistas de caracteres de referencia separados para todas las herramientas de conchado 38.
Las herramientas de conchado 38 comprenden cada una una sección de posicionamiento 46, que se extiende radialmente del eje longitudinal de árbol L en dirección de una pared interna de depósito opuesta. La sección de posicionamiento 46 tiene cerca del árbol 16 una sección transversal esencialmente redonda que pasa a una zona 48 aplanada. Una orientación de la zona 48 aplanada está elegida individualmente para reducir resistencias de flujo en función de la posición de la herramienta de conchado 38 a lo largo del eje longitudinal de árbol L (ver la figura 2).
En un extremo radialmente externo de la zona 48 aplanada está dispuesto un lado inferior de una zona de trabajo 50 de la respectiva herramienta de conchado 38. La zona de trabajo 50 se extiende en un ángulo con respecto a la sección de posicionamiento 46, así como a lo largo de una pared interna de depósito opuesta. Además, la zona de trabajo 50 comprende en cada caso una superficie activa 52 que mira hacia la pared interna de depósito 52 (ver también la figura 1).
La estructura y el funcionamiento de esa superficie activa 52 se explica a continuación primeramente en base a la figura 4. La figura 4 muestra una representación en sección transversal del dispositivo de conchado 10 de la figura 1, estando anotada una posición del plano de corte A-A en la figura 1. El depósito 22 está representado en la figura 4 meramente en forma esquemática y con una sección transversal abierta hacia arriba.
En la figura 4 se reconoce primeramente el árbol 16, encontrándose el eje longitudinal de árbol L vertical sobre el plano de la hoja. Además, se muestra una herramienta redireccionadora 40, así como una herramienta de conchado 38. En la figura 4 se reconoce además la sección de posicionamiento 46, que se extiende radialmente desde el árbol 16, así como la zona de trabajo 50, que está dispuesta sobre la misma, de la herramienta de conchado 38. Finalmente puede verse que la superficie activa 52 está mirando hacia la pared interna de depósito que define el espacio de alojamiento 24.
La superficie activa 52 presenta una primera zona 54 y una segunda zona 56 que están distanciadas una de la otra a lo largo del perímetro interno del depósito 22. Concretamente, el dispositivo de conchado 10 está diseñado para rotar el árbol 16 en un primer sentido de rotación R1 en una operación de conchado y consecuentemente también mover en ese sentido las herramientas redireccionadoras y de conchado 38, 40 acopladas a ello. Al mismo tiempo, la superficie activa 52 de cada herramienta de conchado 38 se mueve en un primer sentido de circulación U1 con respecto a la pared interna de depósito.
La zona de trabajo 50 y en particular la superficie activa 52 de cada herramienta de conchado 38 se mueven en este caso cada una a lo largo de una órbita 58 circular alrededor del eje longitudinal de árbol L a lo largo de la pared interna de depósito. El desarrollo de una órbita 58 de este tipo está mostrado en la figura 2 en forma esquemática, estando esa órbita 58 asignada a la tercera herramienta de conchado 38 desde la izquierda en esa figura. En aras de la exhaustividad debe mencionarse que en la figura 1 en un movimiento en el primer sentido de rotación, así como sentido de circulación, R1, U1, las dos herramientas de conchado 38 inferiores se mueven en dirección del observador.
Volviendo a la figura 4 se reconoce que la primera zona 54 de la superficie activa 52, visto en el primer sentido de circulación U1, se encuentra aguas arriba de la segunda zona 56. En otras palabras, la primera zona 54 forma una zona de la superficie activa 52, que en la operación de conchado del dispositivo 10 está del lado de entrada, mientras que la segunda zona 56 forma una zona del lado de salida.
Por lo tanto, se reconoce en la figura 4 que un intersticio S1, S2 radial o, expresado de otra manera, una distancia S1, S2 radial entre la superficie activa 52 y la pared interna de depósito varían visto en el primer sentido de circulación U1. Concretamente, el tamaño de ese intersticio S1, S2 radial disminuye de la primera a la segunda zona 54, 56, de modo que un espacio intermedio entre la superficie activa 52 y la pared interna de depósito 22 se estrecha progresivamente (ver la Figura 4: S1>S2). Pero también se reconoce en la figura 4 que ese intersticio S3 vuelve a agrandarse en una zona de superficie activa 60, estando la zona de superficie activa 60 aguas abajo de la segunda zona 56, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación U1.
Resumiendo, la superficie activa 52 está diseñada, por consiguiente, de tal manera que, al menos en la operación de conchado y en el caso de un movimiento en el primer sentido de circulación U1, un intersticio S1, S2 radial entre la superficie activa 52 y la pared interna de depósito se reduce al menos por secciones. Consecuentemente se reconoce en la figura 4 que el espacio intermedio delimitado por la superficie activa 52 y la pared interna de depósito tiene esencialmente forma de cuña o embudo, y se estrecha y agudiza, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación U1. En el caso de una rotación continuada del árbol 16 en el sentido R1, la superficie activa 52 pasa, por consiguiente, en cada caso por encima de secciones perimetrales internas sucesivas del depósito 22. Al mismo tiempo se produce, visto desde un punto fijo sobre la pared interna de depósito, una disminución temporaria del intersticio S1, S2 radial.
Otros detalles sobre la estructura y el funcionamiento de la superficie activa 52 de cada herramienta de conchado 52 se obtienen de la figura 3. Allí se reconoce que la superficie activa 52 comprende una depresión 53 dispuesta axialmente en el centro, la cual se extiende a lo largo de la órbita 58 y, por consiguiente, en sentido de circulación U1 de la superficie activa 52. La posición del eje longitudinal de árbol con respecto a la superficie activa 52 se obtiene en este caso de la figura 1. Además, se reconoce en la figura 3 que una anchura B axial de la depresión 53 disminuye visto en sentido opuesto al sentido de circulación U1. En otras palabras, la depresión 53 se estrecha progresivamente, lo cual es ventajoso para la generación de fuerzas de compresión y/o cizallamiento sobre la masa de producto a trabajar. La depresión 53 está rodeada además de zonas de borde 55 de la superficie activa 52 que también se extienden a lo largo de la órbita 58 y alojan céntricamente la depresión 53 y la delimitan. Las zonas de borde 55 están inclinadas con respecto al plano de la depresión 53.
A continuación, tomando como referencia la figura 2 se reconoce que las herramientas de conchado 38 comprenden además cada una un raspador 62. Este está acoplado a la zona de trabajo 50 de una respectiva herramienta de conchado 38 mediante un distanciador 64. Concretamente, el raspador 62 comprende una superficie 65 lineal, que mira hacia la pared interna de depósito, y una zona 66 plana que se extiende esencialmente en forma radial con respecto a la pared interna de depósito. Cerca de la zona 60, que se ensancha, de la superficie activa 52, el distanciador 64 está unido a esa última (ver también la figura 4).
El distanciador 64 comprende en el presente caso una primera sección 66 que se extiende a lo largo de la superficie activa 52, así como dos secciones 68 que sobresalen de ello en sentido de circulación (ver la figura 2, mitad derecha). El distanciador 64 se extiende en suma en una distancia esencialmente invariable con respecto a la pared interna de depósito. Las secciones 68 que corren en sentido de circulación tienen medidas diferentes, de modo que el raspador 62 y en particular su superficie 65 que mira hacia la pared interna de depósito están orientados de manera predeterminada. Por ejemplo, se reconoce en los dos raspadores 62 inferiores en la figura 1 que estos están inclinados en forma opuesta uno del otro, así como con respecto al eje longitudinal de árbol L.
Resumiendo, el distanciador 64 sirve para acoplar el raspador 62 a la superficie activa 52 de una respectiva herramienta de conchado 38. Además, el distanciador 64 está diseñado, mediante sus secciones 68 mostradas en la figura 2, para disponer el raspador 62 con una orientación predeterminada y con una distancia predeterminada con respecto a la superficie activa 52 y a la pared interna de depósito. Alternativamente o adicionalmente, el raspador 62 también puede estar precargado elásticamente contra la pared interna de depósito, lo cual, por ejemplo, puede tener lugar mediante un dispositivo elástico apropiado entre el raspador 62 y la superficie activa 52.
Como se clarifica además por la figura 4, el raspador 62 está aguas abajo de la superficie activa 52, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación U1. Además, el distanciador 64 y el raspador 62 delimitan una abertura 70 que permite un pasaje radial de la masa de producto. En la figura 1 se reconoce finalmente que el raspador 62 y la superficie activa 52 cubren una sección A1 axial del eje longitudinal de árbol L que es esencialmente idéntica o, expresado de otra manera, se solapan axialmente a lo largo de la sección A1.
A continuación, se describe, en base a las figuras explicadas precedentemente, una operación de conchado del dispositivo de conchado 10. Al depósito 22 se suministran primeramente mediante la tolva de carga 36 las materias primas de la masa de producto a trabajar. Esto puede tener lugar manualmente o, en particular en el caso de equipos más grandes, a máquina, por ejemplo, mediante tubuladuras de tubo separadas. Las materias primas comprenden en el presente caso masa de cacao, azúcar, manteca de cacao y leche en polvo para obtener de ello una masa de producto para la fabricación de chocolate. En la figura 4 se indica esquemáticamente un nivel de producto P, hasta el cual sube la masa de producto en el depósito 22.
Luego se impulsa el árbol 16 mediante la unidad impulsora 18 en el primer sentido de rotación R1, de modo que las herramientas de conchado 38 y en particular sus superficies activas 52 se mueven en el primer sentido de circulación U1 a lo largo de su respectiva órbita 58. En el caso de un movimiento de las superficies activas 52 debajo del eje longitudinal de árbol L, un cierto porcentaje de la masa de producto llega al espacio intermedio entre la superficie activa 52 y una zona opuesta de la pared interna de depósito. Debido al intersticio S1, S2 entre esos elementos, que está explicado en base a la figura 4 y se estrecha, ese porcentaje de la masa de producto está sujeto a una presión de compresión que aumenta progresivamente y/o a fuerzas de cizallamiento (denominado conchado). Esto causa un mezclado y una homogeneización deseados de la masa de producto y en particular la descarga sucesiva de sustancias de amargor.
Un posible camino Z de un correspondiente porcentaje de masa de producto está indicado esquemáticamente en la figura 4. Se reconoce que el camino Z se extiende a lo largo de la superficie activa 52 y que a continuación llega a la zona del raspador 62. El raspador 62 está diseñado para desprender un porcentaje, ya trabajado por la superficie activa 52, de la masa de producto de la pared interna de depósito. Asimismo, un porcentaje de masa de producto ya trabajado puede pasar radialmente a través de una abertura 70 entre el distanciador 64 y el raspador 62.
En la figura 1 se reconoce además que las herramientas de conchado 38 están posicionadas a lo largo del eje longitudinal de árbol de tal manera que esas cubren cada una secciones A1 del árbol 16 directamente adyacentes una a otra. En este caso no están anotadas en la figura 1 todas las correspondientes secciones A1 axiales. En otras palabras, la masa de producto puede ser trabajada axialmente prácticamente en forma completa por las herramientas de conchado 38. En base al nivel de producto P anotado en la figura 4 se entiende que el trabajado de la masa de producto tiene lugar solamente cuando las superficies activas 52 se encuentran debajo del eje longitudinal de árbol L. Esto se refiere a las herramientas de conchado 38 que en la figura 1 están posicionadas cada una debajo del eje longitudinal de árbol L, mientras que las herramientas de conchado 38 posicionadas encima del eje longitudinal de árbol están dispuestas encima del nivel de producto P y, por consiguiente, fuera de la masa de producto.
Además, se reconoce en la figura 1 que las herramientas redireccionadoras 40, de las cuales solo una es reconocible en la figura 1, generan un flujo de masa de producto U en una rotación en la operación de conchado, el cual presiona la masa de producto a una zona de extremo 26, 30, que en cada caso es adyacente, del espacio de alojamiento 24. Esto causa que la masa de producto se redireccione según la flecha U en la operación de conchado continuamente mediante las zonas de extremo 26, 30 axiales en dirección del centro de depósito. En este caso, el centro de depósito es un centro axial que comprende la zona 28 de la sección transversal máxima. Concretamente, la masa de producto se guía desde una zona debajo del eje longitudinal de árbol a lo largo de las paredes internas de depósito hasta aproximadamente a la altura del eje longitudinal de árbol L o también más allá de esa, desde donde fluye al centro de depósito.
El depósito 22 comprende además dos rodillos raspadores 33 que están dispuestos cada uno cerca de una de las zonas de extremo 26, 30 axiales. Los rodillos raspadores 33 están diseñados para interactuar con las herramientas de conchado 38 axialmente externas y desprender raspando masa de producto adherida a esas.
Por medio de la continuación de la rotación del árbol 16 por varios minutos u horas puede concharse, por consiguiente, la masa de producto.
A continuación, se describe además un suministro de aire durante la operación de conchado. En la figura 1 se reconoce que el depósito 22 comprende a ambos lados de su centro axial en cada caso por lo menos una entrada de aire 72. Pero según otras formas de fabricación también pueden estar previstas en cada caso por lo menos dos, por lo menos cuatro o por lo menos seis entradas de aire 72 a ambos lados del centro axial. La entrada de aire 72 está dispuesta además debajo del eje longitudinal de árbol L. Esto se explica además en la figura 4, en la que se reconoce, por otra parte, que la entrada de aire 72 también está posicionada debajo del nivel de producto P. La entrada de aire 72 define un canal de suministro que está orientado de tal manera que el aire puede introducirse esencialmente tangencial a la pared interna de depósito adyacente, al primer sentido de circulación U1, así como a una superficie activa 52 movida a lo largo de la entrada de aires 72, en el espacio de alojamiento 24 y en la masa de producto alojada ahí dentro.
El suministro de aire puede tener lugar mediante una unidad de aire comprimido 74 que está indicada esquemáticamente en la figura 4 y que puede calentar el aire a una temperatura predeterminada mediante una unidad calentadora 75 antes del suministro. A través de la entrada de aire 72 pueden suministrarse también aditivos que contienen grasas debajo del nivel de producto P.
Además, en la figura 1 se muestra un soplante 76 de la unidad de aire comprimido 74 que está dispuesto dentro de una de las disposiciones de marco 14 laterales del dispositivo de conchado 10. Un canal de comunicación entre el soplante 76 y las entradas de aire 72 no está representado, pero puede realizarse de manera usual mediante tubos, mangueras o canales de fluido.
En la figura 4 está indicado además con línea discontinua un dispositivo de estrangulación 73 que en el caso mostrado está diseñado como componente de chapa. El dispositivo de estrangulación 73 está dispuesto en la zona de transición entre la entrada de aire 72 y el espacio de alojamiento 24 y estrecha allí la sección transversal de flujo de la entrada de aire 72. Por consiguiente, se aumenta una velocidad de flujo del aire comprimido suministrado, por lo cual pueden retirarse más fácilmente contaminaciones de la zona de transición y se seca la masa de producto en forma más efectiva.
Concluyendo debe indicarse que el dispositivo de conchado 10 puede comprender una unidad de registro de peso en forma de una celda de pesaje 78 indicada esquemáticamente en la figura 1. Esta puede registrar de manera conocida un peso del depósito 22 junto con la masa de producto cargada ahí dentro y registrar de ello también un cambio de peso de la masa de producto dentro del recipiente 22 durante la operación de conchado y/o la de transporte hacia fuera. Basándose en esto puede monitorizarse el avance del conchado o del transporte hacia fuera y adaptarse apropiadamente la operación del dispositivo 10 mediante una unidad de control no representada.
Además, una leve desviación entre las figuras 1,2 y 4 tiene por resultado que en el caso de las figuras 1 y 2 está formada una zona de transición con forma de base entre las herramientas de conchado 38 y el árbol 16. Una base de transición 67 correspondiente está provista con un carácter de referencia especial en la figura 2 a modo de ejemplo para una de las herramientas de conchado 38. En el caso de la figura 4 no se reproducen bases de transición 67 de este tipo por motivos de simplificación, pero también están previstas allí. Pero por principio es concebible diseñar el dispositivo de conchado 10 a elección también sin bases de transición 67 de este tipo.
En base a las figuras 1 y 4 se describe a continuación una operación de transporte hacia fuera del dispositivo de conchado 10. En la operación de transporte hacia fuera, el árbol de impulsión 16 se gira en un sentido de rotación R2 opuesto al primer sentido de rotación R1 (ver la figura 4). Consecuentemente también se rota la herramienta de conchado 38 de la figura 4 y en particular su superficie activa 52 en un sentido de circulación U2 opuesto al primer sentido de circulación U1. Esto significa que la masa de producto interactúa esencialmente con el raspador 62 y es evacuada por este en su mayor parte de la superficie activa 52.
Concretamente se reconoce en la figura 1 que los raspadores 62 de las herramientas de conchado 38 están orientados cada uno de tal manera que en una correspondiente rotación del árbol 16 en el sentido de rotación R2 generan un flujo de masa de producto P2 en dirección del centro de depósito, respectivamente de la sección transversal 28 radial máxima. Esto causa que la masa de producto pueda transportarse rápidamente hacia fuera del depósito 22 mediante la salida de producto 34 dispuesta axialmente en el centro. Esto es apoyado además por la sección longitudinal en forma de elipse del espacio de alojamiento 24 explicada precedentemente. Debido a esta forma, las paredes internas de depósito cerca de la salida de producto 34 definen inclinaciones de guía, de modo que la masa de producto fluye en dirección de la salida de producto 34 bajo la acción de la fuerza de gravedad.
En la figura 5 se muestra una herramienta de conchado 38 según una forma de fabricación alternativa de un dispositivo de conchado 10 según la invención. En comparación con la primera forma de fabricación, las características de igual efecto o igual tipo están marcadas con igual carácter de referencia. La herramienta de conchado 38 comprende nuevamente una sección de posicionamiento 46, en cuyo extremo radial externo está dispuesta una zona de trabajo 50 de la herramienta de conchado 38. Esta se diferencia de la primera forma de fabricación por el hecho de que la superficie activa 52 está diseñada con una superficie activa 52 plana y curvada en forma convexa en dirección de la pared interna de depósito opuesta. Un radio de curvatura de la superficie activa 52 y/o una orientación de la zona de trabajo 50 con respecto a la pared interna está elegido en este caso de tal manera que en la operación de conchado ocurre nuevamente un estrechamiento de intersticio, como se explicó precedentemente en base a la figura 4.
En la figura 5 se reconoce además un raspador 62 que está aguas abajo de la superficie activa 52, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación U1. Esto tiene lugar a su vez mediante un distanciador 64 que comprende dos nervaduras 68 que se extienden esencialmente paralelas a la pared interna de depósito. El raspador 62 está orientado a su vez mediante el distanciador 64 de tal manera que el efecto de transporte descrito en la operación de transporte hacia fuera se logra en dirección de la salida de producto 24.
En base a la figura 6 se describe por último un ejemplo para el desarrollo del procedimiento según la invención. En un primer paso S1 se llena el depósito 22 mediante la tolva de carga 36 con las materias primas que forman la masa de producto, en este caso esencialmente masa de cacao, azúcar, manteca de cacao y leche en polvo. Esto puede tener lugar manualmente o, en particular en el caso de equipos más grandes, a máquina, por ejemplo, mediante tubuladuras de tubo apropiadas.
Luego se impulsa en un segundo paso S2 el árbol 16 en un primer sentido de rotación R1 para mezclar los distintos componentes para formar una mezcla que sea los más homogénea posible y aflojar esta mezcla. Este paso S2 también denominado premezclado puede comprender una impulsión del árbol 16 por tres a diez minutos.
En el paso S3 tiene lugar a continuación un denominado conchado en seco bajo continuación de la rotación de árbol. Al mismo tiempo se insufla adicionalmente aire caliente mediante las entradas de aire 72 de la figura 4, de modo que ese llega a la masa de producto por debajo del nivel de producto P. Esto promueve la homogeneización y la descarga de sustancias de amargor. Debido al suministro esencialmente tangencial del aire que además está precalentado a una temperatura predeterminada se mejora también la distribución del aire dentro de la masa de producto. Dependiendo de la calidad de producto deseada y las propiedades de la masa de producto, este paso puede durar un tiempo significativamente más prolongado que el premezclado según el paso S2.
El suministro de aire puede tener lugar en el marco del paso S3 en intervalos predeterminados. En paralelo a ello tiene lugar la descarga de aire y humedad, que está contenida ahí dentro, mediante una salida de aire 32 del depósito 22 (ver la figura 1). Esto causa una pérdida progresiva de peso de la masa de producto, que puede registrarse mediante la celda de pesaje 78 de la figura 1. El registro de esa reducción de peso (respectivamente del grado de deshumidificación resultante de ello) se muestra en la figura 3 como paso S4 separado. Sin embargo, este paso también puede solaparse temporalmente con el paso S3 o llevarse a cabo en forma totalmente paralela. La operación de conchado del paso S3 puede adaptarse además continuadamente a la reducción de peso registrada. Una pérdida de peso típica que está presente después de un conchado en seco completado puede comprender, por ejemplo, aprox. 1% del peso de la masa de producto original.
Durante el conchado en seco en el paso S3, la masa de producto puede comprender un porcentaje de grasa de máximo 23% y en particular de 12% a 15%. Sin embargo, esto puede variar en función de la masa de producto y del producto final a fabricar. Al fabricar chocolate amargo puede prescindirse, por ejemplo, de la adición de leche en polvo, de modo que el porcentaje de grasa aumenta.
Hasta inclusive los pasos S3 y S4 no tiene lugar primeramente ninguna otra adición de líquido o grasa, de modo que la masa de producto se procesa únicamente bajo el suministro de aire caliente descrito. En el paso S5 tiene lugar, en cambio, el suministro de un aditivo que contiene grasa, lo cual bajo una rotación continuada del árbol16 en el primer sentido de rotación R1 causa una licuación de la masa de producto. Como se describe, este aditivo que contiene grasa puede suministrarse mediante las entradas de aire 72 tangenciales debajo del nivel de producto P. Además, en el caso de un suministro mediante las entradas de aire 72 pueden desprenderse también adherencias de producto existentes ahí dentro y, por consiguiente, limpiarse las entradas de aire 72.
Cuando el conchado está completado puede comenzarse en el paso S6 con la operación de transporte hacia fuera del dispositivo de conchado 10. Como se menciona precedentemente, el árbol 16 se impulsa con esto en el segundo sentido de rotación R2 opuesto, de modo que los raspadores 62 transportan la masa de producto en dirección de la salida de producto 34 axialmente céntrica. Con esto se abre la disposición de válvula de la salida de producto 34. Además, un porcentaje predeterminado del aditivo que contiene grasa a suministrar en total recién puede suministrarse en este paso o poco antes para evitar la adhesión de restos de masa de producto en la pared interna de depósito y lograr un vaciado en lo posible completo del depósito 22. Mediante este método se logró, por ejemplo, que en el depósito 22 quede menos del 0,5% y en particular menos del 0,2% o menos del 0,1 de la masa total.
A continuación, puede comenzarse en el paso S7 con la operación de limpieza. Este puede comenzar automáticamente si el vaciado de producto descrito precedentemente tuvo lugar, lo cual puede comprobarse a su vez mediante un registro de una disminución de peso de la masa de producto en el depósito 22. Una limpieza del depósito 22 puede realizarse con agua, grasa u otros agentes de limpieza apropiados. Al mismo tiempo puede generarse en el paso S8 una presión negativa dentro del depósito 22. De este modo se disminuye un punto de ebullición del agua y además de ello se promueve la descarga de masa de producto remanente y/o de agente de limpieza hacia fuera del depósito 22. El suministro de agente de limpieza puede tener lugar a su vez mediante las entradas de aire 72 tangenciales y/o mediante los cabezales de limpieza que están dispuestos cerca de los rodillos 33 en la figura 1.
En el paso S8 tiene lugar finalmente el secado del espacio de alojamiento 24 del depósito 22. Esto puede tener lugar a su vez por medio de generación de una presión negativa, una rotación del árbol 16, un suministro de aire caliente y/o un calentamiento de las paredes de depósito. Para concluir debe señalarse que en particular los pasos S2 y S4 son meramente opcionales.

Claims (21)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de conchado (10) con:
- un depósito (22), que forma un espacio de alojamiento (24) para una masa de producto,
- un árbol (16) que está alojado al menos por secciones en el depósito (22) y que está diseñado para rotar alrededor de su eje longitudinal (L), y
- al menos una herramienta de conchado (38) que está acoplada al árbol (16) para la rotación conjunta, de modo que en una operación de conchado del dispositivo de conchado (10) la herramienta de conchado (38) se mueve en un primer sentido de circulación (U1) a lo largo de la órbita (58), comprendiendo la herramienta de conchado (38) una superficie activa (52) que mira hacia la pared interna del depósito (22),
estando la superficie activa (52) diseñada de tal manera que un intersticio (S) radial entre la pared interna de depósito y la superficie activa (52) se reduce al menos por secciones, visto en sentido opuesto al sentido de circulación (U1),
caracterizado por que
- el espacio de alojamiento (24) presenta una sección transversal (28) máxima en una zona vista en dirección del eje longitudinal (L),
- una extensión (E) radial del espacio de alojamiento (24) aumenta de en cada caso un extremo (26, 30) axial del espacio de alojamiento (24) a la zona de la sección transversal (28) máxima del espacio de alojamiento (24) y estando dispuestas en o cerca de la zona de la sección transversal (28) máxima una salida de producto (34) y/o una salida de aire (32).
2. Dispositivo de conchado según la reivindicación 1, en el que la zona (28) de la sección transversal máxima del espacio de alojamiento (24) forma un plano de simetría ortogonal al eje longitudinal (L).
3. Dispositivo de conchado según las reivindicaciones 1 o 2, en el que el espacio de alojamiento (24) está diseñado en forma elipsoidal y el eje menor de elipse se corresponde con la extensión (E) radial.
4. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la salida de producto (34) está dispuesta en un lado inferior del depósito (22) y/o la salida de aire (32) lo está en un lado superior del depósito (22).
5. Dispositivo de conchado según la reivindicación 1, en el que la superficie activa (52) presenta una depresión (53) que se extiende a lo largo de la órbita (58).
6. Dispositivo de conchado según la reivindicación 5, en el que una anchura (B), que corre esencialmente transversal a la órbita (58), de la depresión (53) aumenta, visto a lo largo del primer sentido de circulación (U1).
7. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la herramienta de conchado (38) comprende un raspador (62) que está distanciado al menos parcialmente de la superficie activa (52), visto a lo largo de la órbita (58).
8. Dispositivo de conchado según la reivindicación 7, en el que el raspador (62) está dispuesto en la superficie activa (52) mediante un distanciador (64), estando el distanciador (64) diseñado en particular de tal manera que posibilita un pasaje radial de masa de producto.
9. Dispositivo de conchado según las reivindicaciones 7 u 8, en el que el raspador (62) y la superficie activa (52) se extienden a lo largo de una sección (A1) en común del eje longitudinal de árbol (L).
10. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el raspador (62) está orientado de tal manera que al menos en una rotación de la herramienta de conchado (38) en un segundo sentido de circulación (U2), que es opuesto al primer sentido de circulación (U1), produce un flujo de masa de producto en dirección de una descarga de producto (34) del depósito (22).
11. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de conchado (10) comprende además al menos una herramienta redireccionadora (40) que está acoplada al árbol (16) para la rotación conjunta, estando la herramienta redireccionadora (40), en particular bajo una interacción opcional con una pared interna de depósito adyacente, diseñada para generar un flujo de masa de producto en dirección de un centro de depósito.
12. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la longitud (A) del espacio de alojamiento (24) a lo largo del eje longitudinal de árbol (L) es más grande que una extensión (E) radial del espacio de alojamiento (24).
13. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el depósito (22) comprende una entrada de aire (72) que está posicionada de tal manera que en la operación de conchado puede disponerse debajo de un nivel de llenado (P) de la masa de producto, y/o en el que la entrada de aire (72) está posicionada debajo del eje longitudinal de árbol (L).
14. Dispositivo de conchado según la reivindicación 13, comprendiendo el dispositivo de conchado una unidad de aire comprimido (74) que está diseñada para suministrarle al depósito (22) aire comprimido por medio de la entrada de aire (72), en particular de tal manera que el suministro de aire comprimido tenga lugar esencialmente en el primer sentido de circulación (U1).
15. Dispositivo de conchado según las reivindicaciones 13 o 14, comprendiendo el dispositivo de conchado (10) además una unidad de calentamiento (75) que está diseñada para calentar el aire a suministrar mediante la entrada de aire (72).
16. Dispositivo de conchado según una de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el dispositivo de conchado (10) una unidad de registro de peso (78) que está diseñada para registrar en la operación del dispositivo de conchado (10) un peso del depósito (22), incluyendo la masa de producto contenida ahí dentro.
17. Procedimiento para el conchado de una masa de producto, en particular mediante un dispositivo de conchado (10) según una de las reivindicaciones precedentes, que comprende los pasos:
- cargar una masa de producto en un espacio de alojamiento (24) que está formado por un depósito (22) y que presenta en una zona vista en dirección del eje longitudinal (L) una sección transversal (28) máxima, aumentando una extensión (E) radial del espacio de alojamiento (24) de en cada caso un extremo (26, 30) axial del espacio de alojamiento (24) a la zona de la sección transversal (28) máxima del espacio de alojamiento (24) y estando dispuestas en o cerca de la zona de la sección transversal (28) máxima una salida de producto (34) y/o una salida de aire (32),
- girar un árbol (16) alojado al menos por secciones en el depósito (22) alrededor de su eje longitudinal (L), y
- mover una herramienta de conchado (38), que está acoplada al árbol (16) para la rotación conjunta, en un primer sentido de circulación (U1) a lo largo de una órbita (58),
comprendiendo la herramienta de conchado una superficie activa (52) que mira hacia la pared interna del depósito (22), y
estando la superficie activa (52) diseñada de tal manera que un intersticio (S) radial entre la pared interna de depósito y la superficie activa (52) se reduce al menos por secciones, visto en sentido opuesto al primer sentido de circulación (U1).
18. Procedimiento según la reivindicación 17, que además comprende el paso:
- suministrar aire y/o un aditivo que contiene grasa debajo del nivel de llenado (P) de la masa de producto.
19. Procedimiento según las reivindicaciones 17 o 18, que además comprende el paso:
- registrar un peso de la masa de producto contenida en el depósito (22).
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 19, que además comprende el paso:
- invertir el sentido de circulación (U1, U2) de la herramienta de conchado (38) para transportar la masa de producto hacia fuera del depósito (22).
21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 20, que además comprende el paso:
- suministrar un porcentaje predeterminado de una cantidad a suministrar en total de un aditivo que contiene grasa recién durante el transporte de salida de la masa de producto hacia fuera del depósito (22).
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