DE9104038U1 - Control arrangement for speed adjustment of conches - Google Patents

Control arrangement for speed adjustment of conches

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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung zur Drehzahlanpassung von Conchen zum Verpasten und Versalben von Schokolademassen.The invention relates to a control arrangement for adjusting the speed of conches for pasting and salving chocolate masses.

Das Verpasten und Versalben von Schokolademassen nennt man im Fachjargon conchieren.The pasting and salving of chocolate masses is called conching in technical jargon.

Der Conchiervorgang besteht meist aus zwei Hauptprozeßstufen, nämlich dem Trockenconchieren und dem Flüssigconchleren.The conching process usually consists of two main process stages, namely dry conching and liquid conching.

Wesentliche Kriterien, die an eine Conche gestellt werden,Essential criteria for a conche are

-Starke Produktscherung während aller Prozeßphasen zum schnellen Aufschluß von Milch- und Zuckeragglomeraten, um das eingeschlossene Fett freizusetzen.-Strong product shear during all process phases to quickly break down milk and sugar agglomerates, in order to release the trapped fat.

-Gute Mischeigenschaften während aller Prozeßphasen, um Temperatur- und Konzentrationsgradienten zu vermeiden.-Good mixing properties during all process phases to avoid temperature and concentration gradients.

-Präzise Temperaturführung der Masse, um bei den möglichst idealen Temperaturen die Masse behandeln zu können und eine gute Reproduzierbarkeit der Qualität von Charge zu Charge zu gewährleisten.-Precise temperature control of the mass in order to be able to treat the mass at the most ideal temperatures possible and to ensure good reproducibility of the quality from batch to batch.

-Gute Wärmetransportverhältnisse zwischen beheizter oder gekühlter Behälterwand, um die durch die Scherung der Masse eingeleitete Wärme sicher abführen zu können und um möglichst kurze Aufheiz- und Abkühlzyklen zu haben.-Good heat transport conditions between heated or cooled container walls in order to be able to safely dissipate the heat introduced by the shearing of the mass and to have the shortest possible heating and cooling cycles.

-Guter Stoff austausch zwischen der durch die Conche geleiteten Luft und der Masse, um Feuchte und flüchtige organische Bestandteile wie z.B. Essigsäure im notwendigen Maße entfernen zu können.-Good exchange of substances between the air passed through the conche and the mass in order to be able to remove moisture and volatile organic components such as acetic acid to the necessary extent.

Es hat sich gezeigt, daß horizontale Intensivmischer mit konzentrischen, in einem zylindrischen Mischbehälter angeordneten Rotor, der mit Mischwerkzeugen zur axsialen und radialen Durchmischung versehen ist, grundsätzlich zum conchieren aller Schokoladenmassen geeignet ist, vorausgesetzt, der Rotor kann durch Drehzahl veränderung der während des Co.nchierens sich ständig ändernden Massekonsistenz angepaßt werden, um einen möglichst konstanten Energieeintrag während des gesamten Conchiervorganges zu erreichen.It has been shown that horizontal intensive mixers with a concentric rotor arranged in a cylindrical mixing container, which is equipped with mixing tools for axial and radial mixing, are basically suitable for conching all chocolate masses, provided that the rotor can be adapted to the mass consistency, which constantly changes during conching, by changing the speed in order to achieve the most constant energy input possible during the entire conching process.

Bisher genutzte Conchen erreichen eine Drehzahlanpassung durch die Verwendung von mehreren Antriebsmotoren oder durch Regelung der Drehzahl eines Drehstrommotors mittels Frequenzsteuerung oder eines Gleichstrommotors über Thyristorsteuerung.Conches used to date achieve speed adjustment by using several drive motors or by regulating the speed of a three-phase motor using frequency control or a DC motor using thyristor control.

Die Verwendung mehrerer Antriebsmotoren ist jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden. So können aus Kostengründen nur zwei Drehzahlen gewählt werden und jeder Motor muß über eine Schaltkupplung abgesichert werden. Ferner nehmen diese Antriebe sehr viel Platz in Anspruch.However, the use of multiple drive motors has significant disadvantages. For cost reasons, only two speeds can be selected and each motor must be protected by a clutch. Furthermore, these drives take up a lot of space.

Bei elektrischen Regeleinrichtungen, wie Frequenz- oder Thyristorsteuerungen, müssen unverhältnismäßig große Antriebsmotoren verwendet werden, da der Motor schon bei der niedrigen Drehzahl die hohe Leistung bringen muß. Diese Regeleinrichtungen arbeiten aber mit konstanten Drehmoment, so daß die Motorleistung auf die hohe Drehzahl abgestuft sein muß.With electrical control devices, such as frequency or thyristor controls, disproportionately large drive motors must be used, since the motor must deliver high power even at low speeds. However, these control devices work with constant torque, so the motor power must be graduated to the high speed.

Dies führt zu hohen Preisen für die Antriebssysteme und wenig effizienter Nutzung des Motor.This leads to high prices for the drive systems and inefficient use of the engine.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Conchiereinrichtungen derart zu verbessern, daß jeweils diejenige Drehzahl des Rotors einstellbar ist, die zur höchstmöglichsten Antriebsleistung des Antriebsmotor führt.The present invention is therefore based on the object of improving the conching devices mentioned at the outset in such a way that the speed of the rotor can be set which leads to the highest possible drive power of the drive motor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerungsanordnung laut des vorgeschlagenen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a control arrangement according to the proposed claim 1.

Besondere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Particular developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die gattungsgemäße Steuerungsanordnung sieht dabei vor, daß der, die Mischwerkzeuge tragenden Rotorwelle des Mischers, zur automatischen Drehzahleinstellung ein Schaltgetriebe mit mindestens zwei Drehzahlen, sowie Kraft bzw. Leistungserfassungsmittel nebst Steuerbefehlseinrichtungen zugeordnet sind, wobei als Erfassungsmittel beispielsweise ein Leistungsmeßgerät oder ein Kraftmeßgerät eingesetzt ist, welches dem Schaltgetriebe zuordenbar ist.The control arrangement of this type provides that the rotor shaft of the mixer, which carries the mixing tools, is assigned a gearbox with at least two speeds for automatic speed adjustment, as well as force or performance detection means together with control command devices, whereby a performance measuring device or a force measuring device, which can be assigned to the gearbox, is used as the detection means.

Bevorzugterweise ist der Rotorwelle eine Schaltkupplung zugeordnet, die beispielsweise zwischen Antriebsmotor und Getriebe angeordnet ist. Somit kann der Motor kontinuierlich durchlaufen, wodurch die beim Einschalten eines Drehstrommotors bekannten extrem hohen Anlaufströme vermieden werden. Als Steuerbefehlseinrichtung kann eine speicherprogrammierbare Steuerung angewendet. Der Steuervorgang läuft wie folgt ab:Preferably, the rotor shaft is assigned a clutch, which is arranged, for example, between the drive motor and the gearbox. This allows the motor to run continuously, which avoids the extremely high starting currents that occur when a three-phase motor is switched on. A programmable logic controller can be used as the control command device. The control process runs as follows:

Wird eine vorgegebene niedrige Leistung oder Kraft erreicht, öffnet die pneumatisch betätigte Schaltkupplung. Bei Stillstand der Rotorwelle, überwacht durch einen Drehzahlwächter, wird ein Signal ausgelöst, das auf den Hydraulikantrieb der Getriebeschaltvorrichtung geht und die nächst höhere Drehzahl im Getriebe einstellt. Über einen Endschalter wird die Ausführung des Schaltvorgangs bestätigt und die Kupplung zwischen Getriebe und Motor wieder geschlossen, so daß der Rotor dann in der vorgewählten höheren Drehzahl arbeitet.If a predefined low power or force is reached, the pneumatically operated clutch opens. When the rotor shaft is at a standstill, monitored by a speed monitor, a signal is triggered that goes to the hydraulic drive of the gear shift device and sets the next higher speed in the gearbox. A limit switch confirms that the gear shift has been carried out and the clutch between the gearbox and motor is closed again so that the rotor then operates at the preselected higher speed.

Anhand der beigefügten Zeichnung, die ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wird diese nun näher beschrieben.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a particularly preferred embodiment of the invention.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Steuerungsanordnung.Figure 1 shows the control arrangement according to the invention.

Eine sogenannte Conche 1 weist eine Rotorwelle 2, mit Mischwerkzeugen 3 auf. Dieser Rotorwelle 2 ist ein Schaltgetriebe 4 mit mindestens zwei Drehzahlen, eine Schaltkupplung 5, sowie ein Erfassungsmittel, hier eine Kraftmeßdose 6b nebst einer speicherprogrammierbaren Steuerung 7 zugeordnet. Als Antriebseinheit ist ein Antriebsmotor 8 eingesetzt.A so-called conche 1 has a rotor shaft 2 with mixing tools 3. This rotor shaft 2 is assigned a gearbox 4 with at least two speeds, a clutch 5, and a detection device, here a load cell 6b together with a programmable logic controller 7. A drive motor 8 is used as the drive unit.

Die Schaltkupplung 5 ist zwischen Antriebsmotor 8 und zwischen Getriebe 4 angeordnet, über die Kraftmeßdose 6b, am Schaltgetriebe 4, wird das jeweilige Kraftverhältnis als Meßgröße erfaßt, welche als Steuergröße an die speicherprogrammierbare Steuerung 7 weitergeleitet bzw. in dieser verarbeitet wird. Die Rückmeldung erfolgt über hydraulische- 10 oder pneumatische Leitungen 11.The clutch 5 is arranged between the drive motor 8 and the gearbox 4. The respective force ratio is recorded as a measured variable via the load cell 6b on the gearbox 4, which is passed on as a control variable to the programmable logic controller 7 or processed in it. The feedback is provided via hydraulic 10 or pneumatic lines 11.

iO4 035iO4 035

Selbstverständlich wird die Steuerung exakter, wenn eine Vielzahl von Meßgrößen erfaßt und verarbeitet werden, so daß beispielsweise auch eine Drehmomentmeßwelle 9 einsetzbar ist.Of course, the control becomes more precise if a number of measured variables are recorded and processed, so that, for example, a torque measuring shaft 9 can also be used.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsanordnung für Mischer zum conchieren von Schokolademassen geschaffen, mit der ein neues Mischverfahren durch individuelle Drehzahlanpassung durchgeführt werden kann.The present invention provides a control arrangement for mixers for conching chocolate masses, with which a new mixing process can be carried out by individually adjusting the speed.

D±i)4D±i)4

Bezugszeichenli steList of reference symbols

1 Mischer/Conche1 mixer/conche

2 Rotorwelle2 Rotor shaft

3 Mischwerkzeug3 Mixing tool

4 Schaltgetriebe4 manual transmission

5 Schaltkupplung5 Clutch

6 Leistungs-ZKrafterfassungsmittel6 Power-ZForce detection devices

7 Steuerbefehlseinrichtung7 Control command device

8 Antriebsmotor8 Drive motor

9 Drehmomentmeßwelle9 Torque measuring shaft

10 Hydraulikleitung10 Hydraulic line

11 Pneumatikleitung11 Pneumatic line

Claims (8)

AnsprücheExpectations 1. Steuerungsanordnung zur Drehzahlanpassung von Conchen zum Verpasten und Versalben von Schokolademassen mit einer horizontalen Mischtrommel, in der ein Rotor mit gegebenenfalls umkehrbarer Drehrichtung angeordnet ist und auf dem Mischwerkzeuge zur axialen und radialen Produktbewegung radial, also auch axial verteilt sind, welche durch Scherung des Produktes zur Verpastung und Versalbung führen,
dadurch gekennzeichnet,1. Control arrangement for adjusting the speed of conches for pasting and salving chocolate masses with a horizontal mixing drum in which a rotor with a reversible direction of rotation is arranged and on which mixing tools for axial and radial product movement are distributed radially, i.e. also axially, which lead to pasting and salving by shearing the product,
characterized, daß der die Mischwerkzeuge (3) tragenden Rotorwelle (2) des Mischers (1) zur automatischen Drehzahleinstellung ein Schaltgetriebe (4) mit mindestens zwei Drehzahlen sowie Leistungs- und/oder Krafterfassungsmittel (6) nebst Steuerbefehlseinrichtungen (7) zugeordnet sind.that the rotor shaft (2) of the mixer (1) carrying the mixing tools (3) is assigned a gearbox (4) with at least two speeds and power and/or force detection means (6) as well as control command devices (7) for automatic speed adjustment. 2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Control arrangement according to claim 1, characterized in daß als Leistungserfassungsmittel ein KW-Meßgerät (6a) eingesetzt ist.that a KW measuring device (6a) is used as the power recording device. 3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,3. Control arrangement according to claim 1, characterized in daß als Erfassungsmittel ein Kraftmeßgerät eingesetzt ist.that a force measuring device is used as the recording device. 4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftmeßgerät eine Druckmeßdose (6b) verwendet wird4. Control arrangement according to claim 3, characterized in that a pressure cell (6b) is used as the force measuring device 5. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßgerät (6) dem Schaltgetriebe (4) zugeordnet ist.5. Control arrangement according to claim 3 and 4, characterized in that the force measuring device (6) is assigned to the gearbox (4). 6. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 und mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorwelle (2) eine Schaltkupplung (5) zugeordnet ist.6. Control arrangement according to claim 1 and at least one of the preceding claims, characterized in that a clutch (5) is assigned to the rotor shaft (2). 7. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 und mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (5) zwischen Antriebsmotor (8) und Getriebe (4) angeordnet ist.7. Control arrangement according to claim 1 and at least one of the preceding claims, characterized in that the clutch (5) is arranged between the drive motor (8) and the transmission (4). 8. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 und mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerbefehlseinrichtung (7) eine speicherprogrammierbare Steuerung eingesetzt ist.8. Control arrangement according to claim 1 and at least one of the preceding claims, characterized in that a programmable logic controller is used as the control command device (7).
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