DE4433039B4

DE4433039B4 - Vorrichtungen zum Bearbeiten von Dispersionen

Info

Publication number: DE4433039B4
Application number: DE4433039A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Müntener (HTL)
Original assignee: Richard Frisse GmbH
Current assignee: Richard Frisse GmbH
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2014-09-17
Also published as: US6227698B1; US5823673A; ITMI951746A0; ITMI951746A1; IT1277449B1; US6280076B1; DE4433039A1

Abstract

Vorrichtung zum Bearbeiten von Dispersionen von Feststoffen in einer fettigen Phase, mit mindestens zwei zueinander mit Hilfe wenigstens eines Antriebes zu einer Relativdrehung antreibbaren, zwischeneinander einen Bearbeitungspalt (6, g1, g2, g1', g2') bildenden und relativ zueinander mittels mindestens eines Drehlagers (2, 3) gelagerten Teilen (1, 4), wovon der eine als Bearbeitungsbehälter (1) mit mindestens einer Zulauföffnung (9) und wenigstens einer Auslauföffnung (11) ausgebildet ist und der andere (4) im wesentlichen konzentrisch zum ersten Teil (1) und zur Drehachse (A) angeordnet ist und wenigstens einer der beiden Teile (1, 4) an den einander zugekehrten Flächen (12, 16) mit Scherwerkzeugen (7, 8, 8') versehen ist, wobei der Bearbeitungsbehälter (1) im wesentlichen konisch ausgebildet ist, wobei der Konus an der Seite der Zulauföffnung (9) seine kleinere Stirnfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwerkzeuge (8a) – bezogen auf die Drehrichtung – nach vorne divergierende Versalbungsflächen (30a) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 22, 23 und 25.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 279255 A1 bekannt geworden und dienen oder Herabsetzung der Viskosität von Schokoladenmassen durch Schwerkräfte zwischen den beiden relativ zueinander drehbaren Teilen, wovon der äussere normalerweise ein einen Behälter bildender Stator, der innere der die Scherkräfte ausübende Rotor ist. Wie aber bei anderen, mit Scherkraft wirkenden Vorrichtungen bekannt ist, wie etwa bei Rührwerksmühlen, kann die Funktion der beiden Teile auch umgekehrt werden, indem der äussere Teil gedreht und der innere Teil ortsfest ist, oder es können auch beide zu einer Drehung angetrieben werden. Für gewöhnlich weisen beide Teile an den einander gegenüberliegenden Innenflächen Scherwerkzeuge auf, die einerseits zwischen ihrem radialen Ende und der gegenüberliegenden Umfangswand und anderseits auch zwischeneinander Scherspalte bilden.

Die DE 309448 U1 beschreibt eine Prallmühle zum Vermahlen ölhaltiger Samenkerne, wie z.B. Kakaobohnen. In dieser Prallmühle werden Kakaobohnen bzw. deren Bruchstücke geschert und zerschlagen, wobei bereits bei der Zerkleinerung durch die anwesende Mahlluft ein Stoffaustausch stattfindet.

Die DE 4008472 A1 beschreibt einen Strukturwandler für die Scherbehandlung von Dispersionen, die aus einer fetthaltigen Phase und dispersen Feststoffen bestehen. An einem Rotor sind Flügel mit variierbaren Anstellwinkeln α angeordnet. Die Flügel sind bzgl. der Vertikalen um einen Anstellwinkel α geneigt. Die durch die Flügel definierte Ebene steht jedoch stets senkrecht zur Innenwand eines Zylinders.

Die DE 1226406 B beschreibt eine zweistufige Vorrichtung zum Zerkleinern von Kakaobohnen. Die erste Stufe besteht aus einem sich entlang der Förderrichtung konisch aufweitenden Mantel, in welchem eine Förderschnecke gelagert ist. Die zweite Stufe ist eine klassische Rührwerksmühle. Die erste Stufe dient der Grobzerkleinerung der Kakaobohnen, während die zweite Stufe für deren Feinzerkleinerung verwendet wird.

Die US 2074673 beschreibt einen Mischer zum Vermischen zerkleinerter trockener Feststoffe mit Fluiden.

Die DE 815600 L beschreibt eine Misch- und Vorzerkleinerungsmaschine für die Schokoladenherstellung. Sie weist ein kegelförmiges Gehäuse auf, in welchem eine Mahl- und Förderschnecke gelagert ist. Diese Mahl- und Förderschnecke trägt Mahl- und Förderflügel, deren Kanten an der Innenfläche des kegelförmigen Gehäuses schleifen.

Lediglich die in der DE 3918813 A1 beschriebene Conche enthält sowohl Kratzwerkzeuge als auch Versalbungswerkzeuge. Allerdings ist die Gehäusegeometrie hier eine völlig andere als bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung.

Wenn man sich die Aufgabe, die Viskosität von Schokolade zu verringern, vor Augen hält, so muss man auf das dem Fachmanne zur Verfügung stehende Wissen zurückgreifen, wonach die Schokolade im Zuge der Verflüssigung aus einem Trockenzustand in einen teigig-pastösen Zustand übergeht, bevor sie dann endgültig einen flüssigen Zustand erreicht. Entsprechend diesen verschiedenen Zuständen ist der Energieaufwand pro Zeiteinheit zur Bearbeitung einer solchen Masse (und dies gilt in ähnlicher Weise für alle Massen mit Feststoffen in einer fettigen Phase) sehr unterschiedlich, nämlich generell abnehmend.

Der Erfindung liegt in einem ersten Gedankenschritte die fol gende Erkenntnis zugrunde: Würde man durch die bekannte Vorrichtung tatsächlich Schokolade hindurchlassen, so ergäbe sich die höchste Leistungsaufnahme im Bereiche der Zulauföffnung, wogegen gegen die Auslaufseite hin die Schokolade dünnflüssiger geworden ist und daher weniger Leistung durch Scherung aufgewendet werden muss. Dies bedeutet einerseits eine ungleichmässige Belastung der Vorrichtung und anderseits, dass der Wirkungsgrad der Vorrichtung gegen den Auslauf hin abnimmt.

Wenn dann die Erfindung in einem weiteren Gedankenschritt der Ursache dieser Eigenschaft der Vorrichtung nachgeht, so ist diese Erscheinung vordergründig auf die zylindrische Ausgestaltung der beiden relativ zueinander gedrehten Teile zurückzuführen, die mit ihrem gleichmässigen Durchmesser eben nur eine gleichmässige Bearbeitungsgeschwindigkeit (bei abnehmender Viskosität) zulässt. Denn die Schubspannung τ ergibt sich aus der Beziehung τ = D·eta, worin D die Schergeschwindigkeit (Geschwindigkeit der sich bewegenden Fläche gebrochen durch die Spaltbreite) und eta die Viskosität des Materials ist.

In einem weiteren Gedankenschritt liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, dass es doch eigentlich gelingen müsste, die Schergeschwindigkeit zu erhöhen. Da die Scherwirkung aber vornehmlich an den Scherwerkzeugen auftritt, gelingt dies erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 22, 23 und 25.

Wenn in diesem Zusammenhange von einem Konus die Rede ist, so sei daran erinnert, dass nach Lueger "Lexikon der Technik", Rowohlt Taschenbuch Verlag, 1972, S. 704, ein Konus nicht nur durch gerade Erzeugende begrenzt sein kann, wie dies bei einem echten Konus der Fall ist, sondern auch durch gekrümmte Erzeugende, in welchem Falle man von einem unechten Konus spricht. Dies ist im vorliegenden Falle deshalb von Bedeutung, weil sich aus der oben erwähnten mathematischen Beziehung an sich eine von einer Geraden abweichende Beziehung ergibt. Allerdings lässt sie sich mit einer Geraden recht gut annähern, so dass der Konus ohne weiteres auch ein "echter Konus" sein kann.

Durch die Zunahme des Durchmessers des Bearbeitungsbehälters gegen den Auslauf hin, ergibt sich in dem Scherspalt zwischen dem jeweiligen Scherwerkzeug und der radial gegenüberliegenden Umfangswand einerseits und axial zwischen den ineinandergreifenden Scherwerkzeugen anderseits eine höhere Geschwindigkeit, die zu einer Erhöhung der Schergeschwindigkeit und damit zu einem wenigstens teilweisen Ausgleich der sich durch die Verringerung der Viskosität ergebenden Schubspannung führt.

Obwohl unter diesen Umständen der innere der beiden Teile an sich beliebig, beispielsweise auch zylindrisch ausgebildet sein kann, ist die Ausbildung nach Anspruch 2 bevorzugt, insbesondere wenn sich dabei eine Konfiguration im Sinne des Anspruches 4 ergibt. Denn damit wird die Vergrösserung des Volumens wenigstens teilweise ausgeglichen, die sich durch die konische Aufweitung des Bearbeitungsbehälters ergibt, so dass die Verweilzeit der Masse in den einzelnen Zonen über die axiale Länge der Vorrichtung vergleichmässigt wird.

Die Tatsache, dass erfindungsgemäss der Bearbeitungsbehälter konisch und sich in Richtung des Massenflusses der Dispersion verbreiternd ausgebildet ist, stellt auch die Frage der Anordnung der Scherwerkzeuge unter neuen Gesichtspunkten zur Diskussion. Denn einerseits wird dies, besonders auch bei konischer Ausbildung des zweiten, inneren Teiles, zusätzliche Flächen ergeben, an denen solche Scherwerkzeuge angebracht werden können, anderseits soll ja gerade die Scherwirkung gegen den Auslauf hin erhöht werden. Deshalb ist eine Ausbildung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8 und/oder nach Anspruch 9 besonders zweckmässig.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 ein erstes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel in einem vereinfachten Axialschnitt;
2 eine alternative Ausführungsform;
3 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel; die
4A und 4B zwei Schnitte entlang den Linien A-A und B-B der 1, jedoch gemäss einer leicht variierten Ausführungsform des Rotors und seiner Werkzeuge;
5 einen Querschnitt durch einen Conchenbehälter mit einer erfindungsgemässen Ausbildung der Werkzeuge;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
7 die Einzelheit C aus 6.
Gemäss 1 ist ein einen ersten, äusseren Teil der Vorrichtung bildender Bearbeitungsbehälter 1 und ein darin konzentrisch an schematisch angedeuteten Lagern 2, 3 gelagerter Rotorteil 4 mit einer Welle 5 vorgesehen. Allerdings könnte es auch erwünscht sein, den Rotor 4 nur einseitig zu lagern. Der Rotor 4 ist über eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung und die Welle 5 zu einer Drehung relativ zum Behälter 1 in Richtung des Pfeiles P1 antreibbar. Es versteht sich aus der folgenden Beschreibung jedoch, dass diese Drehung lediglich eine Relativdrehung zu sein braucht, d.h. es könnte wenigstens ein Teil des Behälters 1 relativ zu einem stillstehenden (oder ebenfalls angetriebenen) zweiten, inneren Teil 4 rotieren, wie dies für Rührwerksmühlen bereits vorgeschlagen worden ist.
Wie durch die doppelten Begrenzungslinien für den Behälter 1 angedeutet ist, kann dieser mit einem äusseren Mantel zur Bildung eines Zwischenraumes 1' ausgebildet sein, um den Behälter 1, je nach den Erfordernissen, erwärmen oder kühlen zu können.
Dieser Zwischenraum 1' kann in an sich bekannter Weise unterteilt sein, und zwar entweder indem er durch mindestens eine schraubenlinienförmig hindurchgezogene Zwischenwand in schraubenlinienförmige Temperierkanäle unterteilt ist und so eine Zwangsführung für das Kühlmittel (meist Wasser) bildet, oder indem in Axialrichtung (bezogen auf eine Behälterachse A) hintereinander durch quer zur Achse verlaufende Trennwände 13 in mehrere Zonen unterteilt ist, die unterschiedlich temperiert werden können. Beispielsweise wird der Zulaufbereich erwärmt, um die Schokolademasse leichter zu verflüssigen, wogegen der auslaufseitige, in 1 oben gelegene Bereich ein Kühlmittel erhält, wodurch dort die Scherbearbeitung intensiviert werden kann. Der mittlere Bereich (es können auch zwei oder mehr als drei Temperierbereiche vorgesehen sein) kann ein Trägermedium mit einer dazwischenliegenden Temperatur führen. Dementsprechend ist jeder Bereich mit einem gesonderten Einlassrohr 14 und einem Auslassrohr 15 ausgestattet.
Aus der obigen Erläuterung ist ersichtlich, dass auch diese Unterteilung eine Massnahme darstellt, um die Scherbearbeitung in Richtung des Massenflusses (bei an sich abnehmender Viskosität der Dispersion) zu vergleichmässigen, so dass diese Massnahme auch getrennt von der konusförmigen Ausbildung des Mahlbehälters 1 von erfinderischer Bedeutung ist.
Die beiden Teile 1, 4 begrenzen zwischeneinander einen Bearbeitungsspalt 6. Wenigstens einer der beiden Teile 1, 4, bevorzugt aber beide Teile, weisen in diesem Spalt zur Bearbeitung einer hindurchströmenden Fettdispersion, wie Schokolade, Scherwerkzeuge 7, 8 auf. Die Scherwerkzeuge können eine in der einschlägigen Technik bekannt Form haben, beispielsweise stiftartig, messerartig oder zur Unterstützung des Massenflusses flügelartig mit einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Schrägstellung ausgebildet sein. Auch mag die Anzahl der Werkzeuge über den jeweiligen Umfang der Teile verschieden sein. Es wurde schon gesagt, dass die Viskosität der Dispersion in Richtung des Masseflusses durch die Vorrichtung abnehmen wird, was ja auch der Zweck dieser Vorrichtung ist. so besitzt der Rotor 4 in seinem oberen beiden Kränzen von Scherwerkzeugen beispielsweise acht solcher über den Umfang verteilter Scherwerkzeuge 8' (drei davon liegen an der Rückseite des Rotors 4 und sind daher nicht sichtbar), wogegen er an der unteren Seite nur Werkzeugkränze mit jeweils vier Scherwerkzeugen 8 aufweist. Selbstverständlich sind diese Zahlen lediglich beispielhaft und können den Erfordernissen entsprechend beliebig abgeändert werden. Auch versteht es sich, dass die Erhöhung der Scherwerkzeuge gegen den Auslauf hin an sich unabhängig von der Konusform des Bearbeitungsbehälters zweckmässig wäre und deshalb auch für sich genommen eine Erfindung darstellt, obwohl ersichtlich ist, dass die Konusform dazu auch besonders günstige Möglichkeiten liefert. Überdies ist ersichtlich, dass die Erhöhung der Anzahl der Scherwerkzeuge gegen den Auslauf 11 zu nicht nur am Rotor 4, sondern alternativ oder kumulativ auch am Behälter 1 (und an diesem bevorzugt) verwirklicht werden kann.
Wenn in diesem Zusammenhange von einem Massenfluss gesprochen wird, so ergibt sich dieser von einem Einlassstutzen 9, der zweckmässig mit einer Zwangsfördereinrichtung, wie einer Pumpe oder (wie hier angedeutet) mit einer Schnecke 10 versehen sein kann, zu einem Auslaufstutzen 11 an der Oberseite des Behälters 1. Die Lagerung und Ausbildung der Schnecke 10 und des das Schneckengehäuse bildenden Stutzens 9 kann in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise so, wie dies für Rührwerksmühlen aus den DE 1 226 406 B oder DE 1 227 767 B bekannt geworden ist, so dass eine ins einzelne gehende Darstellung und Beschreibung entfallen kann. Es genügt, festzustellen, dass dadurch die zu bearbeitende Dispersion unter Druck in den Behälter 1 eingebracht wird und deshalb im Scherspalt 6 bis zum Auslauf 11 hin hochströmt. Es versteht sich jedoch, dass dies nur ein Beispiel für eine Temperiereinrichtung ist und diese beispielsweise durch Heizzonen mit einer elektrischen Flächenheizung oder Kühlzonen mit einem flüchtigen, wärmeabsorbierenden Kühlmittel auch in anderer, an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann, woferne nur die oben erläuterte Unterteilung in mindestens zwei Zonen vorgenommen wird.
Eine weitere Massnahme zur Intensivierung der Scherbearbeitung in Richtung des Massenflusses, liegt darin, dass der Radialspalt g1 bzw. g2 zwischen den radial äusseren Kanten der Scherwerkzeuge 8 des Rotors 4 und der Innenwand 12 des Behälters 1 in Richtung des Massenflusses enger werden, d.h. g2 < g1. Zwar gilt dasselbe analog für die Scherwerkzeuge 7 des Behälters 1 (die Statorwerkzeuge) relativ zu der ihnen radial gegenüberliegenden Aussenwand 16 des Rotors 4, doch versteht es sich, dass natürlich die Drehgeschwindigkeit auf Grund der konischen Ausbildung des Behälters 1 an der radialen Aussenseite grösser sein wird, womit der Hauptanteil der Scherbearbeitung dort geleistet wird, insbesondere, wenn (wie im oberen Bereich der 1 gezeigt ist), die Scherwerkzeuge 8 relativ lang ausgebildet sind. Die Tatsache, dass also die Scherarbeit vorwiegend radial aussen geleistet wird, ermöglicht es, in der in 1 gezeigten Weise, die Statorwerkzeuge 7 relativ kurz auszubilden, obwohl es auch denkbar wäre, ihre Länge auf die Aussenfläche 16 des Rotors 4 zu derart zu bemessen, dass auch dort ein relativ enger Scherspalt ergibt, der sich dann in ähnlicher Weise wie die Spalte g1 und g2 gegen den Auslauf 11 hin verkleinern kann.
Wie sich aus der obigen Erläuterung ergibt, findet also die Scherwirkung vorwiegend an der radialen Aussenseite statt, und dort sind ja auch die mit den Rotorwerkzeugen 8 zusammenwirkenden Statorwerkzeuge 7 vorgesehen. Die letzteren bilden daher zusammen mit ersteren axiale Scherspalte g1' bis g2', und auch hier kann die Bearbeitung gegen den Auslauf 11 hin durch Verringerung der axialen Spaltbreite intensiviert werden, d.h. dass g1' > g2'. Es versteht sich auch, dass an sich dieerfindungsgemässe Bemessung der Spaltbreite eine Massnahme ist, die auch ohne die Konusform des Behälters 1 zu der erwünschten Intensivierung der Scherbearbeitung in Richtung des Massenflusses führt und daher von selbständiger erfinderischer Bedeutung ist.
Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung ist die Konizität des Behälters 1 stärker ausgeprägt als die des Rotors 4, d.h. der Anstellwinkel der Fläche 12 des Behälters 1 relativ zur Längsachse A ist grösser als der der Fläche 16 zur Achse A.
Mit anderen Worten nähert sich die Umfangswand 16 der Innenumfangswand 12 gegen den Zulauf hin und erweitert so den dazwischen liegenden Bearbeitungsspalt zwischen diesen Wänden 12, 16 gegen den Auslauf 11 hin. Damit – und durch die Konizität des Behälters 1 – vergrössert sich das Spaltvolumen in den einzelnen aufeinanderfolgenden axialen Bereichen des Vorrichtung. Dies ergibt zunehmende Verweilzeiten der Dispersion gegen des Auslauf 11 hin, d.h. die von unten her nachströmende Masse vermischt sich mit der weiter oben (noch) befindlichen Masse. Bei einigen Dispersionen und Rezepturen wird dieser Mischeffekt sogar erwünscht sein, wobei der Mischeffekt noch dadurch verbessert wird, dass in den oberen axialen Bereichen der Vorrichtung die Schokolade flüssiger sein wird und sich daher leichter mischen lässt.
Da aber der vorwiegende Zweck der erfindungsgemässen Vorrichtung in der Scherbearbeitung liegt und diese Bearbeitung durch unterschiedliche Verweilzeiten in unterschiedlichem Masse erfolgen würde, ist es bevorzugt, wenn sich auch der Spalt 6 zwischen den Flächen 12 und 16 gegen den Auslauf 11 hin verengt, Um eine völlige Vergleichmässigung der Volumina in den einzelnen axialen Abschnitten zu erhalten, kann der Spalt 6 in entsprechender Weise verengt werden, so dass das Volumen im Bereiche der Scherwerkzeuge 8' gleich gross wie das in einem unteren Abschnitte im Bereiche zweier Scherkränze 8 ist. Allerdings kann es zur Intensivierung der Bearbeitung erwünscht sein, den Spalt 6 nach oben hin noch stärker zu verringern, so dass das Volumen im Bereiche jeweils eines Kranzes 7, 8' sogar kleiner als im Bereiche jeweils eines Kranzes 7, 8 ist. In jedem Falle ist eine – bezogen auf den gezeigten Längsschnitt durch die Vorrichtung – Verengung des Spaltes 6 mindestens zur Konstanthaltung der Teilvolumina in den einzelnen axialen Bereichen bevorzugt.
Es sei erwähnt, dass zwar ein einziger Zulauf 9 gezeigt ist, dass es aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, mehrere Zuläufe – sei es über den Umfang verteilt und/oder in Axialrichtung verteilt – vorzusehen. Ein solcher weiterer Zulauf mag als Einlass zum Einführen eines Behandlungsstoffes in den konischen Behandlungsbehälter 1 dienen. Ein solcher Einlass 17 ist an der Unterseite des Behälters 1 gezeigt und kann zum Einführen von Luft, von Zuckerlösung, Kakaofett oder anderen Ingredienzen vorgesehen sein. Es versteht sich aber aus der obigen Erläuterung, dass mehrere solcher Einlässe an mehreren Stellen angeordnet werden können.
Eine Ausbildung mit sich gegen den Auslauf 11 hin verengenden Spalt 6 ist an Hand der 2 ersichtlich, in der Teile gleicher Funktion dieselben Bezugszahlen wie in 1 besitzen, Teile ähnlicher Funktion aber dieselben Bezugszahlen, jedoch mit einer zusätzlichen Hunderterziffer.
Bei dieser Ausführung liegt der Zulauf 9 an der Oberseite, wogegen der Auslauf 111 an der Unterseite vorgesehen ist. Dazwischen liegt der Auslauf 11 des eigentlichen Verflüssigungsbehälters 1, der in einen darunterliegenden weiteren Bearbeitungsbehälter 101 mündet. In diesem unteren Behälter erfolgt eine Conchierung mit Hilfe von Scher- und/oder Versalbungswerkzeugen 21, die in für Conchen an sich bekannter Weise mit der Innenfläche 19 des Behälters 101 zusammenwirken. Da bei der dargestellten Anordnung mit dem dem Behälter 101 vorgeschalteten Verflüssiger 1, 104 die meist für die Trockenconchierung vorgesehenen Scherwerkzeuge entbehrlich sind (die Scherarbeit wird ja bereits im Behälter 1 geleistet) kann die Conche 101 ausschliesslich mit den Scher- bzw. Versalbungswerkzeugen 21 bestückt werden (der Unterschied zu Schabe- oder Kratzwerkzeugen wird später an Hand der 5 besprochen), was zu einer Vereinfachung der Conchenarbeit und – wie sich herausgestellt hat – sogar zur einer Verkürzung des Conchiervorganges führt. Insofern ist also die Hintereinanderschaltung eines Verflüssigers, wie er oben beschrieben wurde, mit einem anschliessenden Conchierungsraum 20 von besonderem Vorteil, ganz gleich, wie der Behälter 1 ausgebildet sein mag, so dass diese Hintereinanderschaltung auch eine gesonderte Erfindung darstellt.
Dies gilt auch für den denkbaren Fall, in dem der Conchenraum 20 dem Verflüssiger vorgeschaltet wäre, wobei sich dann aller dings die Funktionsweise etwas ändert. In diesem Falle müsste nämlich die Schokolade entweder vorbehandelt oder noch trocken in den Conchenraum eintreten, um in einen pastösen Zustand gebracht zu werden, worauf im Behälter 1 die Verflüssigung erfolgte. Gerade für einen solchen Fall eignet sich die Ausbildung nach der später besprochenen 5 in besonderem Masse, obgleich die dort behandelte Ausführungsform ganz allgemein für Conchen von besonderem Interesse ist.
Da aber sich aus den obigen Erläuterungen ergibt, dass der Behälter 1 für die Scherarbeit ganz besonders ausgerüstet und geeignet ist, ist es besser, ihm die Scherarbeit von Anbeginn zu überlassen und den Conchenraum 20 in der gezeigten Weise nachzureihen.
Für die Conchierarbeit ist der Zutritt von Luft nicht unwichtig, weshalb auch hier wiederum mindestens ein Lufteinlass 17 vorgesehen ist. Es empfiehlt sich aber, besonders dem Conchenraume 20 Frischluft zuzuführen, was beispielsweise im Bereiche einer Behälterverengung 22 geschehen kann. Diese Behälterverengung 22 weist Schrägflächen auf, die das aus dem Scherspalt 6 austretende Gut auffangen und über die Wände des darunterliegenden Conchenbehälters 101 gleichmässig verteilen.
Da die Vorrichtung nun praktisch dreiteilig ist, d.h. ausser dem Bearbeitungsbehälter 1 bzw. 101 und dem Rotor 104 auch noch den Conchenrotor mit einer Welle 23 und dan davon radial abstehenden Versalbungswerkzeugen 21 aufweist, ist es erforderlich gesonderte Antriebseinrichtungen für die Rotoren 104 und 21, 23 vorzusehen. Das bedeutet, dass die Welle 105 nun als Hohlwelle ausgebildet ist und entweder durch einen von der Welle 23 gesonderten Motor oder über ein Getriebe angetrieben wird. Der Rotor 104 selbst weist dann eine Durchgangsbohrung für die Welle 23 auf und kann selbst beispielsweise aus Hartmetall oder Keramikmaterial, wie Siliziumcarbid oder -nitrid, ausgebaut sein. Ein solcher Aufbau empfiehlt sich insbesondere wegen der Abrasivität von Kakao enthaltenden Massen und der auftretenden Scherbeanspruchungen.
Es ist ersichtlich, dass die Behälterkombination 1, 101 eine relativ beträchtliche Länge erreichen kann. An Hand der 3 wird nun eine besonders günstige und kompakte Vorrichtung gezeigt. Dabei ist wiederum ein konischer Bearbeitungsbehälter 1 mit Werkzeugen 7 vorgesehen, in dem koaxial ein über die Welle 105 antreibbarer Rotor 204 mit Scherwerkzeugen 8 an Lagern 2, 103 gelagert ist. Zwischen der Aussenfläche 16 des Rotors 204 und den inneren Enden der Statorwerkzeuge 7 ist hier in Richtung des vom Zulauf 9 zum Auslauf 11 unter Umlenkung über die Oberkante des Rotors 204 strömenden Masseflusses der kleiner werdende axiale Scherspalt g1'' bzw. g2'' eingezeichnet. Die genannte Umlenkung erfolgt dabei vorzugsweise im Sinne eines Überlaufes, d.h. die bevorzugte Ausrichtung der Achse A ist – wie dargestellt – vertikal, obwohl eine waagrechte oder schräge Anordnung ebenso möglich wäre.
Um aber die erwähnte Umlenkung zu erzielen, ist der Rotor 204 hier als Hohlrotor ausgebildet, so dass seine Innenwandfläche gleichzeitig die mit Werkzeugen 221 eines weiteren Rotors 221, 23, 28 zusammenarbeitende Begrenzungsfläche eines Verfeinerungsraumes 120 bildet. Somit wird das Volumen des Rotors 204 zur Unterbringung des Raumes 120 genutzt und so eine grössere Kompaktheit erreicht. Es ist dabei sinnvoll, wenn die beiden über die Wellen 105 und 23 angetriebenen Teile unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten besitzen, damit sich eine Relativbewegung zwischen ihnen ergibt. Unterschiedliche Drehgeschwindigkeit bedeutet aber nicht nur den Fall gleicher Drehrichtung und unterschiedlichem Wert der Geschwindigkeit, sondern auch (und insbesondere) eine einander entgegengesetzte Drehung, wie dies durch Pfeile P2 und P3 in 3 angedeutet ist. Damit hat gewissermassen die eine Geschwindigkeit positives Vorzeichen, die andere ein negatives. Dabei können die beiden Geschwindigkeitswerte gleich gross (aber entgegengerichtet) sein, müssen es aber nicht.
Obwohl es bevorzugt ist, wenn die Werkzeuge 221 als Scher- und/oder Versalbungswerkzeuge einer Conche ausgebildet sind, wie später an Hand der 5 besprochen wird, ist es ohne weiteres auch möglich, den Raum 120 samt dem zugehörigen Rotor 221, 23 nach Art eines Dünnschichtverdampfers auszubilden. Die Werkzeuge bzw. Wischer eines solchen Dünnschichtverdampfers können entsprechend der einschlägigen Technik ausgebildet sein.
Für einen Dünnschichtverdampfer könnte die Hohlwelle 105 mit einer (nicht dargestellten) Dreheinführung für einen Wärmeträger ausgebildet und zwischen den Flächen 16 und 19 ein entsprechender Hohlraum für diesen Wärmeträger vorgesehen sein. In diesem Falle (obzwar auch im Falle einer Conche) ist es besonders vorteilhaft, wenn der Raum 120 mit einer Absaugung für etwaige Brüden verbunden ist.
Zu diesem Zwecke kann an einem Abschlussdeckel 24 für den Behälter 1 ein Sauggebläse 25 angeschlossen sein. Ferner wird es günstig sein, beispielsweise den an Hand der 1 besprochenen Lufteinlass 17 vorzusehen, doch ist im vorliegenden Ausführungsbeispiele eine noch zweckmässigere Ausführungsform gewählt, wie nachstehend erläutert wird.
Ein Problem bei derartigen teigig pastösen Massen ist die Abdichtung der Lager gegen Verschmutzung. Wie bereits erwähnt, sind ja kakaohaltige Massen relativ abrasiv, wobei das Problem eines hygienischen Betriebes und der Verhinderung von Bakterienbefall hinzukommt. Um daher den Zutritt von zu bearbeitender Masse zu den Lagern, und insbesondere zum unteren Lager 103, zu verhindern, ist in dessen Bereich vorzugsweise eine Abweiseinrichtung 26 vorgesehen, die eine Gegenbewegung gegen allenfalls eindringendes Behandlungsgut erzeugt.
Eine solche Abweiseinrichtung 26 kann wahlweise eine mit dem Rotor 104 verbundene bzw. an ihm starr befestigte Schnecke 27 aufweisen, deren Schraubenwindungen derart ausgebildet sind, dass sie bei Drehung des Rotors 204 aufwärts, also entgegen der Eindringrichtung für Behandlungsgut, fördert. Zusätzlich oder alternativ mag die erwähnte Luftzufuhr zum Raume 120 über einen Einlass 117 erfolgen, der Luft unter Druck durch den Nachbarbereich des Lagers 103 bläst und damit eine doppelte Funktion erfüllt, indem einerseits die zur Verfeinerung benö tigte Luft zugeführt wird, anderseits etwaig eindringendes Behandlungsgut ausgeblasen wird. Dementsprechend ist der Leitungsstutzen an eine (nicht dargestellte) Quelle für unter Druck stehende Luft angeschlossen. Ist in der gezeigten Weise sowohl die Schnecke 27 als auch der Einlass 117 vorgesehen, so bildet die Schnecke 27 selbstverständlich kein Hindernis für das Einblasen der Luft, vielmahr wird die schraubenlinienförmig entlang der Gänge der Schnecke geführt und verhindert auch deren Verschmutzen.
Es wurde oben bereits erwähnt, dass die Einlässe 17 auch zur Zufuhr anderer Zusätze, wie etwa einer Zuckerlösung, von Milch etc. dienen können. Dies gilt natürlich auch für den Einlass 117, denn es kommt dabei ja nur darauf an, ein Reinigungsfluid durch den Lagerbereich zu führen, wobei das Reinigungsfluid auch als Behandlungsmedium brauchbar sein kann. Es ist auch klar, dass die gezeigte Lageranordnung 103 mit der Abweiseinrichtung 26 nicht nur beim Ausführungsbeispiel nach 3 günstig ist, sondern auch bei den anderen Ausführungsformen angewendet werden kann.
Es versteht sich, dass es prinzipiell möglich wäre, die Anordnung umzukehren, d.h. an der Innenseite des hohlen Rotors 104 die Scherwerkzeuge 7 und einen entsprechenden Scherrotor vorzusehen und an der Aussenseite die Verfeinerung durchzuführen, doch wird mit der dargestellten Ausbildung der gegebene Raum besser genützt.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Werkzeuge des Rotors 4 (und analog des Rotors 104) ist aus den 4A und 4B ersichtlich, die jeweils Schnitte nach den Linien A-A bzw. B-B der 1 darstellen. In Anlehnung an die Funktionen der Werkzeuge einer Conche sind Werkzeuge 8a mit Scher- und Versalbungswirkung und Werkzeuge 8b mit Abscher- bzw. Kratzwirkung vorgesehen. Davon besitzen die Kratzwerkzeuge gemäss 4B eine in Drehrichtung (siehe Pfeil) vorlaufende Scherkante 29a, die durch zwei Facettenschliffe, nämlich einer seitlichen Schlifffläche 31, die zu einer nach vorne gerichteten Scherkante 32 führt, und zwar bevorzugt von zwei Seiten her sym metrisch zu einer Mittelebene des Werkzeuges 8b (zweckmässig ist die Hinterkante ebenso ausgebildet), und einer stirnseitigen Facette 33, die eine radial äussere Scherkante 34 ergibt. Damit die Scherkante 29a nicht nur einen dünnen Schnitt durch die zu behandelnde Masse zieht, ist es vorteilhaft, wenn mindestens die Werkzeuge 8b, gegebenenfalls auch die Scherwerkzeuge 8a, schraubenlinienartig verwunden sind.
Dagegen besitzen die Werkzeuge 8a gemäss 4A eine in Drehrichtung zur Behälterwand 12 divergierende Fläche 30a, die gewünschtenfalls schuhartig verbreitert sein könnte. Diese Versalbungsfläche 30a erfasst also das vor ihr liegende Behandlungsgut und zwängt es unter Scherung der einzelnen rheologischen Schichten in den immer enger werdenden Spalt g1 (4B) bzw. g2 (4A). Es auch hier ersichtlich, dass g1 > g2. Darüberhinaus kann es aber auch günstig sein, die Scherung im oberen, ablaufseitigen Bereich des Behälters 1 dadurch zu erhöhen, dass die Scher- und Versalbungsflächen 30a an der Oberseite unter einem geringeren Winkel α2 zur Tangente an ihre Umlaufbahn liegen als im unteren Bereich des Rotors 4, wo ein grösserer Winkel α1 vorliegt.
Es versteht sich, dass eine solche Massnahme auch bei den bekannten zylindrischen Behältern zur gewünschten Erhöhung der Scherwirkung führt und deshalb eine von der Konizität des Behälters 1 an sich unabhängige, mit ihm aber besonders wirkungsvolle Massnahme ist. Ferner ist klar, dass die Anzahl der Kratzwerkzeuge 8b auch grösser sein kann, doch ist ein solches Werkzeug 8b pro Werkzeugkranz vorteilhaft.
Es wurde oben immer wieder auf die zum Conchieren verwendeten Scher- und/oder Versalbungswerkzeuge hingewiesen, so dass nun an Hand der 5 näher darauf eingegangen werden soll. Diese 5 zeigt einen Querschnitt durch die Welle 23 entweder der Ausführungsform nach 2 und/oder der der 3. Allerdings wird die Anordnung nach 5 bevorzugt dann verwendet, wenn etwa einer Vorrichtung nach einer der zuvor besprochenen Figuren eine Conche mit der in 5 gezeigten Ausgestaltung vorgeschaltet ist, wie oben bereits als eine Möglichkeit er wähnt wurde.
Die 5 veranschaulicht aber auch zwei an sich im wesentlichen gleich ausgebildete Werkzeuge 21 bzw. 121 an radial von der Welle 23 abstehenden Armen 28 wobei aber die beiden Werkzeuge einander entgegengerichtet sind. Das bedeutet, dass bei einer Drehung der Welle 23 im Uhrzeigersinn das Werkzeug 121 mit einer relativ scharfen Abscher- oder Kratzkante entlang der Oberfläche 19 des Raumes 20 streicht, wobei diese Kratzkante 29 von der Oberfläche 19 in einem relativ engen Abstande g3 liegt. Das dadurch von der Trogwand 19 abgeschabte Behandlungsgut wird bei Drehung des Werkzeuges 121 der Luft im Raume 20 ausgesetzt und fällt dann abwärts, wogegen Behandlungsgut, das am Trog gegen eine der Oberfläche 19 zugekehrte Versalbungsfläche 30 gerät in dem zur Trogwand 19 hin konvergierenden Spalt g4 gegen die Wand 19 gedrückt und an ihr unter Scherwirkung zwischen den einzelnen rheologischen Schichten versalbt wird. Das als nächstes vorbeikommende Scherwerkzeug 121 trägt das Behandlungsgut dann wieder von der Trogwand 19 ab, um es erneut der Luft auszusetzen.
Es ist ersichtlich, dass damit eine sehr intensive Conchierbehandlung möglich ist, wobei zweckmässig der kleinste Spalt g4 zwischen der zur Trogwand 19 (bezogen auf die Drehrichtung der Welle 23) konvergierenden Versalbungsfläche 30 grösser als der Spalt g3 ist. Der Unterschied kann etwa 2:1 betragen, wobei für den Spalt g3 beispielsweise eine Grössenordnung von 1 bis 2 mm, für den Spalt g4 eine Grössenordnung von 2 bis 6 mm denkbar ist.
Es versteht sich, dass eine solche Anordnung von einander abwechselnden bzw. einander gegenüberliegenden Kratz- (121) und Versalbungswerkzeugen 21 ganz allgemein für Conchen von besonderem Vorteil ist und deshalb nicht an die Verwendung eines vor- oder nachgeschalteten Verflüssigers oder an dessen konischen Behälter gebunden ist. Auch versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf Behälter mit vertikaler Achse A beschränkt ist, sondern auch auf solche mit horizontaler Achse A anwendbar ist. Eine vertikale Achse A wird sich jedoch überall dort empfehlen, wo es auf eine gleichmässige Verteilung des Behandlungsgutes über die Trogwand ankommen wird, wie dies zweckmässig auch im allgemeinen bei einer Ausgestaltung nach 3 der Fall ist.
Es versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen möglich sind; beispielsweise wäre es bei einer Ausführungsform nach 3 möglich, auch im Raume 20 ähnliche Kränze von Scherwerkzeugen 7, 8 vorzusehen wie im Spalte 6. Das würde allerdings bedeuten, dass dann eine der oben angegebenen Massnahmen zur Erhöhung der Scherung gegen den Auslauf 11 hin durchgeführt werden müssten, wie Verringerung des radial äusseren und/oder des axialen Spaltes g1 bzw. g2 und/oder Erhöhung der Anzahl der Werkzeuge gegen den Auslauf hin (was auf Grund der abnehmenden Konizität schon deutlich schwieriger wäre) und/oder Verringerung des an Hand der 4 gezeigten Winkels α. Obwohl also diese Möglichkeit prinzipiell besteht, ist sie doch wegen der dabei möglicherweise auftretenden konstruktiven Schwierigkeiten nicht bevorzugt.
Die 6 zeigt eine Vorrichtung zur Bewegung des Rotorteiles 4 in Richtung D₃ der Drehachse. Am Antriebsende der Welle ist ein Gewinde 302 vorgesehen, in das eine mit passendem Innengewinde versehene Kupplung 303 eingreift. Mittels einer Kontermutter 301 kann der Abstand g₁ bzw. g₂ eingestellt werden, wobei die Abstände in Richtung der Doppelpfeile D₁ und D₂ variabel sind.
In 7 ist die Einzelheit c der 6 dargestellt. Zur Veränderung der Abstände g₁' und g₂' sind die Scherwerkzeuge 304 drehbar einstellbar. Die Scherwerkzeuge sind an einen Nocken 306 in Drehrichtung D₅ drehbar und fixierbar mittels einer Halterung 305 gelagert, wobei der Nocken 306 selbst in Drehrichtung D₄ drehbar und fixierbar gelagert ist.

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten von Dispersionen von Feststoffen in einer fettigen Phase, mit mindestens zwei zueinander mit Hilfe wenigstens eines Antriebes zu einer Relativdrehung antreibbaren, zwischeneinander einen Bearbeitungspalt (6, g1, g2, g1', g2') bildenden und relativ zueinander mittels mindestens eines Drehlagers (2, 3) gelagerten Teilen (1, 4), wovon der eine als Bearbeitungsbehälter (1) mit mindestens einer Zulauföffnung (9) und wenigstens einer Auslauföffnung (11) ausgebildet ist und der andere (4) im wesentlichen konzentrisch zum ersten Teil (1) und zur Drehachse (A) angeordnet ist und wenigstens einer der beiden Teile (1, 4) an den einander zugekehrten Flächen (12, 16) mit Scherwerkzeugen (7, 8, 8') versehen ist, wobei der Bearbeitungsbehälter (1) im wesentlichen konisch ausgebildet ist, wobei der Konus an der Seite der Zulauföffnung (9) seine kleinere Stirnfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwerkzeuge (8a) – bezogen auf die Drehrichtung – nach vorne divergierende Versalbungsflächen (30a) aufweisen.
Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der im konischen Bearbeitungsbehälter (1) angeordnete, relativ dazu verdrehbare zweite Teil (4) ebenfalls konisch ausgebildet ist und der Konus an der Seite der Zulauföffnung (9) seine kleinere Stirnfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – gesehen in einem Axialschnitt – die Breite des Bearbeitungsspaltes (6, g1, g2, g1', g2') wenigstens über einen Teilbereich zulaufseitig grösser als ablaufseitig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Teil- bereich des Bearbeitungsspaltes (6) zwischen dem ersten, den Bearbeitungsbehälter (1) bildenden Teil und dem darin befindlichen zweiten Teil (4) dadurch in Richtung auf den Auslauf (11) hin verengt, indem der zweite, ebenfalls konische Teil (4) eine sich gegen den Auslauf (11) hin an die Innenwand (12) des Bearbeitungsbehälters (1) annähernde äussere Umfangswand (16) besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Teilbereich des Bearbeitungsspaltes (g1, g2) zwischen dem ersten, den Bearbeitungsbehälter (1) bildenden Teil und dem darin befindlichen zweiten Teil (4) dadurch in Richtung auf den Auslauf (11) hin verengt, indem die Grösse des Spaltes (g1, g2) zwischen den Scherwerkzeugen (7, 8) und der radial gegenüberliegenden Umfangswand (12, 16) gegen den Auslauf (11) hin abnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Bearbeitungsbehälter (1) als auch der konzentrisch dazu angeordnete zweite Teil (4) an ihren einander zugekehrten Umfangsflächen (12, 16) mit Scherwerkzeugen (7, 8) versehen sind, die derart ineinander greifen, dass sich dazwischen ein axialer Scherspalt (g1', g2') ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Teilbereich des Bearbeitungsspaltes (g1', g2') zwischen dem ersten, den Bearbeitungsbehälter (1) bildenden Teil und dem darin befindlichen zweiten Teil (4) dadurch in Richtung auf den Auslauf (11) hin verengt, indem die Grösse des axialen Scherspaltes (g1', g2') zwischen den ineinandergreifenden Scherwerkzeugen (7, 8, 8') des Bearbeitungsbehälters (1) und des darin gelagerten zweiten Teiles (4) gegen den Auslauf (11) hin abnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Scherwerkzeuge (8, 8') in einem axialen Abschnitt der beiden relativ zueinander drehbaren Teile gegen den Auslauf (11) des Bearbeitungsbehälters (1) hin grösser als gegen den Zulauf (9) hin ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Divergenzwinkel (α1, α2) im Bereiche grösseren Durchmessers des Bearbeitungsbehälters (1) kleiner als in einem Bereiche kleineren Durchmessers ist (4)
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwerkzeuge (8b) – bezogen auf die Drehrichtung – eine radial äussere Scherkante aufweisen und vorzugsweise schraubenlinienartig verwunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Arten von Werkzeugen (8a, 8b) am zweiten Teil (4) vorgesehen sind, vorzugsweise die die Scherkante aufweisenden Werkzeuge in geringerer Anzahl.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche wenigstens eines Drehlagers (103) eine Abweisanordnung (26) für das dispergierte, zu bearbeitende Material vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweisanordnung (26) eine das dispergierte, zu bearbeitende Material vom Lager wegfördernde Schnecke (27) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Einlass (17, 117) zum Einführen eines Behandlungsstoffes in den konischen Behandlungsbehälter (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweisanordnung (26) einen Einlass (117) für ein das dispergierte, zu bearbeitende Material vom Lager (103) wegförderndes Fluid aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (117) mit einer Quelle für unter Druck einzublasende Luft verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein dritter konzentrischer Teil (21, 23; 121; 221) im Inneren des zweiten Teiles (104) vorgesehen ist und zwischen dem zweiten und dem dritten Teil ein weiterer Bearbeitungsspalt (g3, g4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (204) als Hohlkonus ausgebildet ist, in dem der dritte Teil (221, 23) mit radial von einer an der Drehachse (A) liegenden Welle (23) abstehenden Bearbeitungswerkzeugen (221) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zweiter und dritter Teil (104 bzw. 204; 121 bzw. 221, 23) jeweils mit einer Antriebseinrichtung (105, 23) versehen ist und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Geschwindigkeiten dadurch unterschiedlich sind, indem sie sich durch ihre Drehrichtung voneinander unterscheiden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsbehälter mit einer Absaugeinrichtung verbunden ist.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Dispersionen von Feststoffen in einer fettigen Phase, mit mindestens zwei zueinander mit Hilfe wenigstens eines Antriebes zu einer Relativdrehung antreibbaren, zwischen einander einen Bearbeitungspalt (6) bildenden und relativ zueinander mittels mindestens eines Drehlagers (2, 3) gelagerten Teilen (1, 4), wovon der eine als Bearbeitungsbehälter als über eine Temperiereinrichtung (1', 13, 14, 15) temperierbarer Behälter (1) mit mindestens einer Zulauföffnung (9) und wenigstens einer Auslauföffnung (11) zum Ausbilden eines Massenflusses der Dispersion zu letzterer hin ausgebildet ist und der andere (4) im wesentlichen konzentrisch zum ersten Teil (1) und zur Drehachse (A) angeordnet ist und wenigstens einer der beiden Teile (1, 4) an den einander zugekehrten Flächen (12, 16) mit Scherwerkzeugen (7, 8) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (1', 13, 14, 15) für einen in Axialrichtung unterschiedlichen Wärmeein- bzw. -austrag in mindestens zwei axial hintereinanderliegende Zonen unterteilt ist (1).
Vorrichtung zum Bearbeiten von Dispersionen von Feststoffen in einer fettigen Phase, mit mindestens zwei zueinander mit Hilfe wenigstens eines Antriebes zu einer Relativdrehung antreibbaren, zwischen einander einen Bearbeitungspalt (6) bildenden und relativ zueinander mittels mindestens eines Drehlagers (2, 3) gelagerten Teilen (1, 4), wovon der eine als Bearbeitungsbehälter (1) mit mindestens einer Zulauföffnung (9) und wenigstens einer Auslauföffnung (11) zum Ausbilden eines Massenflusses der Dispersion zu letzterer hin ausgebildet ist und der andere (4) im wesentlichen konzentrisch zum ersten Teil (1) und zur Drehachse (A) angeordnet ist und wenigstens einer der beiden Teile (1, 4) an den einander zugekehrten Flächen (12, 16) mit Scherwerkzeugen (7, 8) versehen ist, wobei an wenigstens eine der genannten Öffnungen (9, 11) ein weiterer Bearbeitungsraum (20; 120) mit darin angeordneten und zu einer Relativdrehung antreibbaren, von einer mittleren Welle (23) radial gegen die den weiteren Bearbeitungsraum (20) begrenzenden Innenwände (19) vorragenden, sich mindestens zum Teil entlang der dieser Innenwände (19) erstreckenden Werkzeugen (21) eines Verfeinerungsrotors (21, 23) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfeinerungsrotor (21, 23) als Conchierrotor Scher- und/oder Versalbungswerkzeuge (21), insbesondere die letzteren, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Bearbeitungsraum (20; 120) in Richtung des Massenflusses nach dem die Scherwerkzeuge (7, 8) beinhaltenden Bearbeitungsbehälter (1) angeordnet ist.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Dispersionen von Feststoffen in einer fettigen Phase, mit mindestens zwei zueinander mit Hilfe wenigstens eines Antriebes zu einer Relativdrehung antreibbaren, zwischen einander einen Bearbeitungspalt bildenden und relativ zueinander mittels mindestens eines Drehlagers (2, 3) gelagerten Teilen (101), wovon der eine als Conchentrograum (20) und der andere (21, 23) im wesentlichen konzentrisch zum ersten Teil (101) und zur Drehachse (A) angeordnet ist und von einer mittleren Welle (23) aus radial gegen die den Conchenraum (20) begrenzenden Innenwände (19) vorragende Scher- und/oder Versalbungswerkzeuge (21, 121) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – bezogen auf eine vorbestimmte Drehrichtung der Welle (23) – ein Teil der Werkzeuge als Kratzwerkzeuge (8b; 121) mit gegen die Innenwand (19) geneigter Scherkante (29; 29a), dagegen ein anderer Teil (8a; 21) als Versalbungswerkzeuge mit in Drehrichtung schräg zur Innenwand (19) divergierenden Versalbungsflächen (30; 30a) vorgesehen ist, wobei pro Umfang bzw. Werkzeugkranz ein Werkzeug (8b) mit Scherkante (29a) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (121) mit Scherkante (29) und diejenigen (21) mit Versalbungsflächen (30) einander abwechseln.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (121) mit Scherkante (29) und diejenigen (21) mit Versalbungsflächen (30) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsspalt (g3) zwischen der Innenwand (19) und der Scherkante (29) kleiner als der kleinste Bearbeitungsspalt (g4) zwischen der Innenwand (19) und den Versalbungsflächen (30) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorteil (4, 104, 204) bzw. der Behälter (1) zur Veränderung der Spaltbreite g₁ und g₂ in Achsrichtung A gegenüber dem Behälter (1) bzw. Rotor (4, 104, 204) bewegbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Behälter 1 angebrachten Scherwerkzeuge zur Veränderung der Spaltbreite g₁' und g₂' drehbar angeordnet sind.