JP3394573B2 - 粉砕を調整する方法およびこの方法を実施する装置 - Google Patents

粉砕を調整する方法およびこの方法を実施する装置

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    • A23G1/00—Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
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    • A23G1/10—Mixing apparatus; Roller mills for preparing chocolate
    • A23G1/12—Chocolate-refining mills, i.e. roll refiners
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも３つのロ
ーラを有する後置ローラミル上の材料の層厚を増減する
ため、前置ローラミルの出口ローラの間隙を可変し、少
なくとも後置ローラミルが複数のローラを備えた粉砕ロ
ーラミルであり、少なくとも一つの前置ローラミルと一
つの後置ローラミルを備えたローラミルラインで、チョ
コレート材料のような生のペースト状材料中の分散固形
粒の粉砕を調整する方法およびこの方法を実施する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法はドイツ特許第 37 07 745
号明細書により周知である。ここでは、前置ローラミル
の各々が粗粒を処理しているので、制御は粗い範囲で比
較的良好に行われることが分かる。しかし、前置ローラ
ミルから後置ローラミルへの間に距離があるため、制御
時定数がかなり大きいことも判る。実際には、一種のＰ
Ｉ制御特性 (比例・積分調整動作) が生じる。この比較
的長い制御時定数のため、粒径の目標値からのずれが、
状況によって、かなり長く制御されないままになる。
【０００３】ドイツ特許第 31 53 304号明細書には、ロ
ーラミル、一般には後置ローラミルの粉砕間隙が制御状
況および間隙調整の均一性ないしはそれによるローラの
軸方向に対する層厚に関して、例えばＰＤ特性により比
較的問題なく制御できる方法が記載されている。この制
御は、測定した層厚に応じて初段ローラ軸の回転数を調
整して行われる。もっとも、その場合、初段ローラも粉
砕能力を提供することを配慮する必要がある。それ故、
材料に導入するエネルギが変化すれば、流動特性も変わ
り、特に流動限界が変わる。このことは、チョコレート
の場合、結局精練 (コンチェによる作業) の時間にも影
響する。文献には、見かけ上完全に同じように加工さ
れ、同じ組成を有するように見えるチョコレート材料が
精練の後に、状況によっては、異なる品質を示す現象が
既に記載されている。この理由から、圧延速度の調整に
よる材料、特にカカオ材料やチョコレートの規則正しい
流動特性は、材料に導入されるエネルギが異なるため、
異なった結果となる。これは品質を一定に維持する点で
好ましくない。このドイツ特許第 31 53 304号明細書の
内容はこの関連により開示に含まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、品
質ができる限り均一な製品を作製できる、粉砕を調整す
る方法およびこの方法を実施する装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の方法にあって、前置ローラ
ミルの出口ローラの間隙を可変するのに加えて、後置ロ
ーラミルの層厚の調整を比例・積分・微分制御法で行う
ことによって解決されている。
【０００６】更に、上記の課題は、この発明により、冒
頭に述べた種類の装置にあって、前記層厚センサｓの出
力信号と所定の層厚に対応する信号に対する比較器２
７，１２７を設け、この比較器の出力信号が切換回路３
５を介して、少なくとも間接的に、後置ローラミル４の
初段ローラＷ２の回転数を制御するため、初段ローラＷ
２の駆動モータ１９のモータ制御回路２４に導入されお
よび／または前置ローラミル（１）の少なくとも２つの
ローラ（２，３）の間隙調整用のサーボモータ（３２）
を制御するために使用されるとともに、比較器２７，１
２７の出力信号が２つの切換しきい値を有するしきい値
スイッチ２６，特に一つのウインドウ弁別器にも導入さ
れ、しきい値スイッチ２６，１２６，２２６，３２６，
４２６の出力信号が前記切換回路３５を制御するために
使用されることによって解決されている。
【０００７】
【作用】この発明の他の構成には、後置ローラミルの層
厚を所定の上限と下限内に調整し、これ等の限界を超え
た場合、実測した層厚と目標とする層厚の差により前置
ローラミルを調整することに切り換えることを提唱して
いる。この方法により、材料の流動特性の変化は、後置
ローラミルに導入する粉砕エネルギを変えるため、極め
て狭い限界内に維持されることが有利に達成される。
【０００８】更に、この発明によれば、好ましくは、後
置ローラミルの層厚を調整するため、後置ローラミルの
少なくとも一つの初段ローラの回転速度を可変すること
が提唱されている。この方式は最も簡単に層厚を最適に
調整するのに寄与する。
【０００９】この発明の他の有利な実施態様によれば、
少なくとも４個のローラを備えた前置ローラミルで、第
二の初段ローラの回転速度を可変し、回転速度の可変に
伴う層厚の調整に対する可変範囲が 1：3 の比率、好ま
しくは 1：2.5 〜 1：2.75の比率に選定することが提唱
されている。この処置も、同じようにできるだけ均一な
品質の製品の製造に寄与する。
【００１０】この発明による上記装置でこの発明の方法
を実施すれば、例えばカカオ材料のような傷みやすい材
料の均一な加工が保証されるので、後続の風味を付ける
工程の適当な精錬条件で調合の再現性が著しく改善され
る。
【００１１】処理すべき材料に対する有効で経済的な合
わせは、この発明の他の実施例により、ウインドウ弁別
器の二つの切換しきい値を後置ローラミルの制御範囲の
限界値と機能的に関連させて用いることにより達成され
る。
【００１２】この発明の他の実施態様によれば、比較器
の出力信号を微分回路を介して導入される制御回路がサ
ーボモータの前に接続されている。これにより、制御時
定数を簡単に短縮できる。
【００１３】この発明の他の有利な実施態様により、後
置ローラミルの初段ローラに回転計が付属し、この回転
計の出力信号が計算装置、好ましくはプログラム可能な
計算装置を介して、後置ローラミルの制御範囲を決める
ために比較器の出力信号と結合されれば、特に正確な制
御が達成される。
【００１４】限界値ないしは制御範囲を合わせるため、
この発明の装置の他の構成によれば、一つまたはそれ以
上の初段ローラの回転数を少なくとも変更する出力信号
を出力する温度センサが後置ローラミルに付属すること
を提唱している。
【００１５】或る種の材料では、後置ローラミルの入口
側と出口側にそれぞれ一つの温度センサを設け、これ等
の温度センサの出力信号を差動増幅器に導入し、この差
動増幅１の出力信号を少なくとも間接的に駆動モータ、
サーボモータ用の制御信号の決定に使用すれば有利であ
る。この構成により、所望の温度を予め設定し、測定温
度がずれた時、後置ローラミルの制御範囲を狭めたりま
たは広げたりすることができる。
【００１６】技術的要請に応じて電子回路や関連する回
路をアナログおよび／またはデジタルで構成できる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を模式的に示す図面に基づき
より詳しく説明する。図１はドイツ特許第 37 07 745号
明細書の図１にほぼ一致し、その内容は公開されたもの
である。従って、この周知の制御の詳細をここでは省略
する。この発明の理解に重要なことは、前置ローラミル
１と後置ローラミル４を備え、粉砕ローラミル４がフロ
ーティング軸受により支持され加圧ユニット１０，１２
により互いに押圧された少なくとも４つのローラ (ロー
ラＷ１が固定ローラＷ２に対して、またローラＷ３〜Ｗ
５も同様に固定位置の初段ローラＷ２に対して押圧され
ている) を有する場合、初段ローラの軸ＥＷの回転数は
測定した層の厚に応じてローラミルの出口に対して調節
できる。
【００１８】付言すれば、初段ローラの軸ＥＷはローラ
Ｗ２と必ずしも結合する必要はなく、ローラＷ１に接続
してもよい、また両方のローラＷ１，Ｗ２を歯車で連結
することも同様に可能である。更に、終段ローラＷ５に
対して増大するローラの回転数の割合で減少する層厚
は、ここでは、一つのセンサｓを４番目と５番目のロー
ラＷ４とＷ５の間に示してあるが、原則的にＷ１〜Ｗ５
のどのローラでも測定できる。
【００１９】このセンサｓの出力信号は、例えば差動増
幅器２７の形式の比較回路に導入され、この比較回路の
他方の入力端に目標値発生器２８が接続している。この
目標値発生器は、例えば１列の選択キー１３，１６，１
７を有するキーボードとして形成されている。選択キー
１３を操作すれば、他のキーにより入力された目標値が
比較器２７に導入される。これに対して、選択キー１６
と１７とは、後述するウインドウ弁別器の形のしきい値
スイッチ２６に対する切換しきい値を調整するために使
用される。
【００２０】比較器２７の出力は、２個の出力端Ａ１と
Ａ２および制御入力端Ｃを有する切換回路３５に導入さ
れる。制御入力端Ｃは、符号で示すように上部および下
部の切換しきい値を有する前述のしきい値スイッチ２６
に接続している。両方の切換しきい値は許容限界を形成
し、その範囲内で比較器２７の出力信号が初段ローラＷ
２の駆動モータ１９用のモータ制御回路２４に導入さ
れ、ローラミル４の主スイッチｍｓが閉じると、初段ロ
ーラＷ２が起動する。ここでは一つの導線しか示してい
ないが、少なくとも主スイッチｍｓは一般に三相交流用
の三相導線に接続していると解すべきである。
【００２１】しかし、比較器２７の出力信号がしきい値
スイッチ２６で設定された限界以上あるいは以下の場
合、つまり、このしきい値スイッチ２６の上部切換しき
い値よりも正、あるいは下部切換しきい値よりも負であ
れば、切換回路３５はその制御信号入力Ｃを介して出力
端Ａ２から出力端Ａ１に切り換えて、制御信号を例えば
アナログ・デジタル変換器２９を介して前置ローラミル
１の少なくとも２つのローラ２と３の間隙を調整するサ
ーボモータ３２のモータ制御回路３１に導入し、ドイツ
特許第 37 07 745号明細書により周知のように逆向きに
制御する。
【００２２】この発明の範囲内で、出力Ａ１が接続した
場合でも、更にしきい値回路２６で許容される最大信号
または最小信号、あるいはこれらの値の間の信号を回路
２４に導入するように、切換回路３５を配電装置として
構成するすることも簡単にできる。更に、制御時定数を
短縮するために, 出力端Ａ１に微分回路１５を接続する
と効果的である。ここで、前置ローラミルおよび後置ロ
ーラミルと呼んでいるが、両方のローラミルは直接前後
に並んでいる必要はなく、むしろこの発明の調整のため
に、ラインの一列に連続配置されたローラミルの中から
２つのローラミルを選び出してもよい。しかし、２つの
ローラミルが直接並んでいる場合が好ましい。
【００２３】既に述べたように、しきい値スイッチ２６
の切換しきい値は、例えば種々の材料あるいは品質に対
して、上部しきい値用の選択キー１６と下部しきい値を
調整する選択キーを押して、目標値発生器２８により調
整できる。
【００２４】図２の実施例では、便宜上図１のローラミ
ル４から始めて、前置ローラミルは図示していないが、
その他の点では図１のように構成されている。図１と同
じ機能の部品は、図２でも図３でも同じ数字または符号
で示したが、類似の機能の部品には同じ数字に 100位の
数字を追加した。
【００２５】図２によれば、センサｓの出力信号はここ
でも比較器２７に導入され、この比較器の他方の入力端
は目標値発生器１２８に接続している。その場合、目標
値は必ずしも一定である必要はなく、場合によっては、
適応制御の意味で、例えばプログラムに応じて、望まし
ければ変更してもよい。
【００２６】しかし、目標値発生器１２８の出力信号は
各演算増幅器１２６，２２６の正の入力端にも導入され
る。これらの演算増幅器１２６，２２６の他方の入力端
は許容限界の値を定める調整装置１１６に接続してい
る。この値は、モータ１９の制御範囲の上限界値を形成
するため、演算増幅器１２６を用いて目標値発生器１２
８からの目標値に加算される。これに反して、他方の演
算増幅器２２６を用いてモータ１９を制御する下限界値
を作るため、前記目標値から減算される。
【００２７】こうして得られた両方の限界値は、次に両
極リミタ３２６に導入され、このリミタの出力信号は一
方で初段ローラＷ１の実測回転数と比較される。この初
段ローラＷ１はここでは歯車変速機により初段ローラＷ
２と一定の回転比の関係にある。回転数を測定するた
め、任意のセンサ、例えば歯車１８の歯の間を通過する
光を受けるフォトカプラ１９９を使用することができ
る。周波数が初段ローラの実測回転数の目安となるフォ
トカプラ１９９の出力信号は、対応する制御信号を出力
する計算装置２０に導入される。同時に、調整信号を前
述のようにローラミル１またはローラミル４あるいはそ
の両方を調整するために使用する切換分配回路３５を設
けてもよい。その代わりに、計算装置またはプロセッサ
２０自体が相当に信号の分配を行ってもよい。
【００２８】図３の場合にも、ローラミル４だけを純デ
ジタル信号処理で示してある。その場合、センサｓは出
力信号を先ずアナログ・デジタル変換器１２９に送り、
そこからデジタル化した信号を先ず中間記憶器２１に導
入する。この中間記憶器２１は、センサｓの測定した実
測値、場合によっては、各初段ローラの回転数のような
他のパラメータも、一方で回路４２６に導入するために
選択的に利用される。この回路４２６は実際に図２の回
路１２６と２２６の役目を有し、それに応じた信号を加
算回路、減算回路或いはリミタ回路５２６に送り、この
回路は図２の回路３２６と機能的には大体一致する。
【００２９】他方、中間記憶器２１は、予備検査の時、
そのような実測値を読み取り、これ等の実測値が特定の
ペーストに対して最適と格付けされるため、目標値記憶
器２２８にも接続していてもよい。この切換は制御装置
３２８を介して行われる。この制御装置は入力装置２８
(図１参照) と接続し、記憶器２２８に記憶された値の
読込みを読出しに切り換える。その場合、実測値として
読み込まれた値はキーボート２８により、場合によって
は、更に修正できる。
【００３０】基準値記憶器２２８を読出動作に切り換え
れば、センサｓで測定され、次にデジタル化された実測
値は、前述の実施例で既に説明したが、ここではデジタ
ルに構成された比較器１２７に往く。比較器の出力端は
出力端Ａ１とＡ２を有する切換回路３５に接続してい
る。この切換回路３５は、値を回路２８，３２８で調整
できるしきい値スイッチ或いは限界値発生器４２６を介
して制御される。そのため、制御回路５２６は図示して
いない適当な選択スイッチを有する。場合によっては、
切換回路３５は導線２２，１２２を介して直接制御装置
２８，３２８によって切り換えることもできる。この回
路３５には、図示していないが他の回路と同じように、
更にクロック発生器２３が接続している。
【００３１】図３によれば上記と関連して有利な他の制
御装置が示してある。ローラミル４の出口の剥取ナイフ
３７のところに、材料の出口温度を測定する温度センサ
３３が設けてある。場合によっては、第二の温度センサ
１３３をローラミル４の入口側に設けてもよい。そうす
れば差動増幅器２５で確認された温度差をローラミルに
より導入する粉砕エネルギの目安と見なせる。既に述べ
たように、特に後続する精練プロセスと関連して、ある
いは粉砕プロセスの効率と関連して、材料の粘性特性が
問題になる場合には、状況によって、センサ３３だけで
充分である。但し、加えられた粉砕エネルギは当然ロー
ラミルのモータの電流消費量または他の電力パラメータ
で求めることができるので、このパラメータをセンサ３
３の回路の方式の回路での制御に加えて、あるいはその
代わりに使用できる。
【００３２】何れにせよ、各初段ローラの回転数 (およ
び／またはローラＷ１〜Ｗ５の間の間隙または加圧ユニ
ット１０，１２による圧力や、図示していない冷却制御
部に影響を与えるローラー温度を変更するためのなんら
かの他のパラメータ) の変更を決める限界値、およびそ
れに係わる制御範囲は、センサ３３の出力信号により直
接的に、あるいは、比較器２５を介して間接的に可変で
きる。例えば、所望温度を予め設定でき、実測温度が高
くずれた場合、後置ローラミルの制御範囲を狭くし、逆
の場合には広くできる。
【００３３】一般に、層厚の可変範囲は 1：3 の比率以
下であるべきである。これは、特にローラの回転数に当
てはまる。 1：2.75〜 1：2.5 の比率、場合によって
は、更に小さい比率が好ましい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の粉砕を
調整する方法およびこの方法を実施する装置により、品
質ができる限り均一な製品を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による装置の模式配置図と結線図で
ある。
【図２】 他の実施例の配置図と結線図である。
【図３】 更に、別な実施例の配置図と結線図である。
【符号の説明】
１ 前置ローラミル ２，３ ローラ ４ 後置ローラミル １５ 微分回路 １９ 駆動モータ ２０ 計算装置 ２４ モータ制御回路 ２５ 差動増幅器 ２６，１２６，２２６，３２６，４２６ しいき値ス
イッチ ２７，１２７ 比較器 ２８，２２８ 設定値記憶装置 ２９ アナログ・デジタル変換器 ３１ 制御回路 ３２ サーボーモータ ３３，１３３ 温度センサ ３５ 切換回路 １９９ 回転計 ｓ 層厚センサ ｍｓ 主スイッチ Ｗ２ 初段ローラ

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つの前置ローラミルと一つ
    の後置ローラミルを備えたローラミルラインで、少なく
    とも後置ローラミルが複数のローラを備えた粉砕ローラ
    ミルであり、少なくとも３つのローラを有する後置ロー
    ラミル上の材料の層厚を増減するために前置ローラミル
    の出口ローラの間隙を可変し、チョコレート材料のよう
    な生のペースト状材料中の分散固形粒の粉砕を調整する
    方法において、 前記の前置ローラミルの出口ローラの間隙を可変するの
    に加えて、後置ローラミルの層厚の調整を比例・積分・
    微分制御法により行うことと、 後置ローラミルの層厚を調整するため、後置ローラミル
    の少なくとも一つの初段ローラの回転速度を可変するこ
    とと、 後置ローラミルの層厚の調整を、目標の厚さに対する実
    測した厚さの差が所定の限界内となるように後置ローラ
    ミルの調整により行うが、この限界を越えた場合、前置
    ローラミルの調整に切り換えて行うことと、 を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 後置ローラミルが少なくとも４つのロー
    ラを有する場合、第二の初段ローラの回転速度を、場合
    によっては第一の初段ローラの回転速度と共に可変する
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 回転速度を可変して行う層厚の調整に対
    する可変範囲を 1：3 の比率以下に選定することを特徴
    とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 後置ローラミルに層厚センサが付属し、
    少なくとも後置ローラミルが数個のローラを有する粉砕
    ローラミルで形成され、前記ローラの内の少なくとも一
    つのローラ、特に初段ローラが回転数制御可能な駆動装
    置に連結する、少なくとも一つの前置ローラミルと一つ
    の後置ローラミルとを備えたローラミルラインを用い、
    請求項１〜３の何れか１項の方法を実施する装置におい
    て、 前記層厚センサ（ｓ）の出力信号と所定の層厚に対応す
    る信号に対する比較器（２７，１２７）を設け、この比
    較器の出力信号が切換回路（３５）を介して、少なくと
    も間接的に、後置ローラミル（４）の初段ローラ（Ｗ
    ２）の回転数を制御するため、初段ローラ（Ｗ２）の駆
    動モータ（１９）のモータ制御回路（２４）に導入さ
    れ、および／または前置ローラミル（１）の少なくとも
    ２つのローラ（２，３）の間隙調整用のサーボモータ
    （３２）を制御するために使用されることと、 比較器（２７，１２７）の出力信号が２つの切換しきい
    値を有するしきい値スイッチ（２６），特に一つのウイ
    ンドウ弁別器にも導入され、しきい値スイッチ（２６，
    １２６，２２６，３２６，４２６）の出力信号が前記切
    換回路（３５）を制御するために使用されることと、 を特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 ウインドウ弁別器（２６，１２６，２２
    ６，３２６，４２６）の切換しきい値は後置ローラミル
    （４）の制御範囲の限界値と機能的に関連して用いられ
    ることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 サーボモータ（３２）には、比較器（２
    ７）の出力信号を微分回路（１５）を介して導入する制
    御回路（３１）が前置接続されていることを特徴とする
    請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記後置ローラミル（４）の初段ローラ
    （Ｗ２）には、回転計（１９９）が付属し、この回転計
    の出力信号が計算装置（２０）を介して後置ローラミル
    （４）の制御範囲を決めるために比較器（２７）の出力
    信号と結合されることを特徴とする請求項４〜６の何れ
    か１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 後置ローラミル（４）には、導入された
    粉砕エネルギ用の少なくとも一つのセンサ、例えば少な
    くとも一つの温度センサ（３３，１３３）が付属し、こ
    のセンサの出力信号が一つまたはそれ以上の初段ローラ
    （Ｗ２）の回転数を少なくとも可変するために使用され
    ることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の
    装置。
  9. 【請求項９】 後置ローラミル（４）の入口側と出口側
    にそれぞれ一つの温度センサ（３３，１３３）を設け、
    この温度センサ（３３，１３３）の出力信号が駆動モー
    タ（１９），サーボモータ（３２）の制御信号を少なく
    とも間接的に求めるために、出力信号を使用する差動増
    幅器（２５）に導入されることを特徴とする請求項８に
    記載の装置。
JP29698693A 1992-12-19 1993-11-26 粉砕を調整する方法およびこの方法を実施する装置 Expired - Lifetime JP3394573B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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