KELLER, Marco (Dorfstrasse 6, Bissegg, CH-8514, CH)
BRAUN, Peter (Zeppelinring 10d, 8280 Kreuzlingen, DE)
KELLER, Marco (Dorfstrasse 6, Bissegg, CH-8514, CH)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Verfeinerung einer Fettmasse (m) , dadurch gekennzeichnet, dass die Fettmasse (m) in mindestens einem Zentrifugalmischer (1; 21; 41) mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkatmosphäre einen zur Umgebungsatmosphäre unterschiedli¬ chen Druck, eine zur Umgebungsatmosphäre unterschiedliche Temperatur und/oder eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweist . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas in die Fettmasse (m) eingebracht oder ausge¬ tauscht wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fettmasse (m) Inhaltsstoffe, insbesondere in Form von Gasen oder Feuchtigkeit entzogen werden. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckunterschied der Wirkatmosphä¬ re zur Umgebungsatmosphäre durch Einleiten eines Gases oder einer Gasmischung in den Zentrifugalmischer (1; 21; 41) und/oder durch Anlegen eines Unterdrucks an den Zentrifu¬ galmischer (1; 21; 41) erzeugt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fettmasse (m) vorhandene Partikel und/oder Gase im Zentrifugalmischer (1; 21; 41) zusätzlich dispergiert werden. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Fettmasse (m) auf einen vorbestimmte Wert reduziert wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Kakaomasse Flüssigkeit, insbe¬ sondere Wasser zugesetzt wird. 9. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) zur Ver¬ feinerung einer Fettmasse (m) , wobei die Fettmasse (m) im Zentrifugalmischer (1; 21; 41) mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt wird. 10. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) nach An¬ spruch 9, wobei die Wirkatmosphäre einen zur Umgebungsatmo¬ sphäre unterschiedlichen Druck, eine zur Umgebungsatmosphä¬ re unterschiedliche Temperatur und/oder eine unterschiedli¬ che Zusammensetzung aufweist. 11. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) nach An¬ spruch 9 oder 10, wobei ein Gas in die Fettmasse (m) einge¬ bracht und/oder ausgetauscht wird. 12. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Fettmasse (m) Inhalts¬ stoffe, in Form von Gas und/oder Feuchtigkeit entzogen werden . 13. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei in der Fettmasse (m) vorhan¬ dene Partikel, Flüssigkeiten und/oder Gase im Zentrifugal¬ mischer (1; 21; 41) fein dispergiert werden. 14. Verwendung eines Zentrifugalmischers (1; 21; 41) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Druckunterschied der Wirkatmosphäre zur Umgebungsatmosphäre durch Einleiten ei¬ nes Gases oder einer Gasmischung und/oder durch Anlegen eines Unterdrucks erzeugt wird. 15. Verwendung eines Zentrifugalmischers nach einem der Ansprü¬ che 9 bis 14, wobei die Fettmasse (m) eine Schokoladen¬ oder Kakaomasse ist. 16. Produktionsstrecke zur Verfeinerung einer Fettmasse (m) , dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsstrecke mindes¬ tens einen Zentrifugalmischer (1; 21; 41) mit einer Vorrichtung zur Einstellung einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre im Zentrifugalmischer (1; 21; 41) umfasst. 17. Produktionsstrecke nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsstrecke mindestens eine Vorrich¬ tung zum Conchieren (8) umfasst. 18. Produktionsstrecke nach einem der Ansprüche 16 oder 17, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Produktionsstrecke mindesten ein Walzwerk (9) und/oder eine Zerkleinerungsvorrichtung umfasst . 19. Produktionsstrecke nach einem der Ansprüche 16 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Zentrifugalmischer (1; 21; 41) derart in der Strecke angeordnet ist, dass der Zentri¬ fugalmischer (1; 21; 41) mindestens zweimal von der Fettmasse (m) oder zumindest Teilen davon durchlaufen wird. 20. Zentrifugalmischer, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäss Ansprüchen 1-8 und/oder in einer Produktionsstrecke gemäss Ansprüchen 16-19, mit einer bevorzugt im Wesentlichen horizontal angeordneten Trommel und eine Welle (2; 22; 42), dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrifugal¬ mischer (1; 21; 41) einen freien Austrag erlaubt und dass die Welle (2; 22; 42) zweiseitig gelagert ist. 21. Zentrifugalmischer, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäss Ansprüchen 1-8 und/oder in einer Produktionsstrecke gemäss Ansprüchen 16-19 und/oder gemäss Anspruch 20 , mit einer bevorzugt im Wesentlichen horizontal ange¬ ordneten Trommel und einer Welle (2; 22; 42), dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung der Trommel struktu¬ riert ist, insbesondere derart, dass dadurch die Haftung einer zu fördernden Masse an der Innenwandung begünstigt wird . 22. Zentrifugalmischer gemäss Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung aufgeraut und/oder gewellt und/oder gezahnt und/oder mit Stiften versehen ist. 23. Zentrifugalmischer gemäss einem der Ansprüche 20-22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrifugalmischer temperierbar ist, insbesondere einen Doppelwandaufbau aufweist. |
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Zentrifugalmischers zur Verfeinerung einer Fettmasse, ein Verfahren zur Verfeinerung einer Fettmasse, eine Produktionsstrecke sowie einen Zentrifu ¬ galmischer .
Die Bearbeitung von festen und/oder flüssigen Fettmassen, insbesondere in der Nahrungsmittelproduktion, ist ein Prozess mit mehreren Bearbeitungsschritten. Meist werden in einem ersten Schritt die Komponenten der Fettmasse zusammengemischt. Eine Komponente im Sinne dieser Anmeldung ist als Substanz oder Ingredienz zu verstehen, die in der Fettmasse entweder als Feststoff suspendiert oder auch in gelöster Form vorkommt oder die ¬ ser zugegeben wird. Beispielsweise kann eine Schokoladenmasse aus den Komponenten Kakaobutter, Zucker, Milchpulver sowie Kakaopulver bestehen.
Bei der herkömmlich bekannten Produktion von Schokoladenmasse werden die Komponenten zunächst in einem Rührkessel vermischt. In einem weiteren Schritt wird die Fettmasse in der Regel durch ein oder mehrere Walzwerke gewalzt, wobei die in der Masse sus ¬ pendierten Feststoffe weiter zerkleinert werden. Beispielsweise kann die Masse vor dem Walzen in einem 2-, 3- oder 5-Walzwerk zunächst in einem 2-Walzwerk vorgewalzt werden. Dabei wird die Fettmasse weitgehend homogenisiert. Nach dem Walzen kann die Fettmasse weiteren Schritten unterzogen werden, wie beispielsweise Conchieren, wobei je nach Rezeptur weitere Komponenten der Masse beigegeben werden können.
Bei der Produktion einfacherer Produkte, wie Füllungen oder Compounds, werden die Komponenten in einer Vorrichtung zur Nasszerkleinerung vorgängig vermischt und in der Mühle zerkleinert. Bei der Nasszerkleinerung auch Verfahren bekannt, in denen die Mischung und Zerkleinerung im gleichen Prozessraum erfolgen.
Die Nasszerkleinerung kann in einer Rührwerkskugelmühle oder in einer Trommelmühle mit Schlagleisten oder Schlagmessern geschehen .
Durch das Conchieren wird die Schokoladenmasse in eine fliessfä- hige Suspension von Zucker-, Kakao- und gegebenenfalls Milchpul ¬ verteilchen in der Kakaobutter umgewandelt, wobei die Teilchen von der Kakaobutter umhüllt werden. In der Conche wird durch mechanischen Energieeintrag vorwiegend über Scherkräfte eine Des- agglomerierung bewirkt. Ausserdem wird durch den mechanischen Energieeintrag in die Schokoladenmasse und die damit bewirkte ständige Neubildung von Oberflächen in den nur teilweise gefüllten Conche sowie durch den Temperaturanstieg das Entweichen un ¬ gewollter, meist flüchtiger Aromastoffe begünstigt.
Je nach Verwendung kann die Fettmasse zusätzlich verfeinert werden. Beispielsweise beschreibt die US 3 985 607 den Einsatz ei ¬ nes Dünnschichtverdampfers. Bei diesem Verfahren erfolgt der E- nergieeintrag über einen Rotor, der die Masse von der Wand eines Stators abschabt und diese gleich wieder an die Wand schleudert. Neben dieser mechanischen Behandlung der Masse erfolgt zeitgleich eine Entgasung. Nachteilig an diesem Verfahren ist die relativ diskontinuierliche und ineffiziente Energieübertragung vom Rotor auf die Masse.
Die EP 1 365 658 beschreibt ein Veredlungsverfahren für Kakaooder Schokolademassen. Bei diesem Verfahren wird die Masse mittels Gasdruck durch einen statischen Mischer gepresst, wobei ungewollte flüchtige Aromastoffe aus der Masse entweichen und mit dem Gas, welches nach dem statischen Mischer wieder von der Mas- se abgetrennt wird, mitgerissen werden. Danach kann die Masse in einer weiteren Stufe in einer Dispergiervorrichtung, beispielsweise eine Stift- oder Rührwerkskugelmühle, wiederum unter Zu ¬ leitung eines Gases weiter veredelt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist die mehrstufige Veredelung der Masse, die eine aufwändige Apparatur benötigt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Verfahren bereit zu stellen, welches die Nachteile des Bekannten verhindert und mit welchem eine effiziente und kontinuierliche Verfeinerung ei ¬ ner Fettmasse möglich ist. Diese Aufgabe wird mit einem Verfah ¬ ren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es wurde festgestellt, dass eine Fettmasse besonders effizient verfeinert werden kann, wenn diese in mindestens einem Zentrifu ¬ galmischer mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt wird.
Als Fettmasse im Sinne der Anmeldung werden feste und/oder flüssige Produkte, die im Zentrifugalmischer entstehen, verstanden, die zu mehr als 15 Gew.-% aus Fett und/oder Öl bestehen. Bevorzugt beträgt der Fettanteil der Masse mehr als 25 Gew.-%, beson ¬ ders bevorzugt mehr als 30 Gew.-%. Bevorzugt handelt es sich da ¬ bei um pastöse oder pulverförmige Massen.
Bevorzugt sind noch weitere Komponenten in der Fettmasse vorhan ¬ den. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Schokoladen- oder Kakaomasse verfeinert. Bei ¬ spielsweise können bei einer Schokoladenmasse als weitere Kompo ¬ nenten Kakaomasse, Zucker, Milchpulver sowie weitere Ingredienzien vorhanden sein. Zentrifugalmischer sind an sich bekannt. Beispielsweise be ¬ schreibt die WO 2007/066362 einen solchen Mischer. Dabei wird die zu bearbeitende Substanz in eine bevorzugt im Wesentlichen horizontale Trommel geführt. In der Trommel befindet sich eine rotierende Welle, die mindestens teilweise mit Stiften versehen ist. Zur Erzeugung eines Vorschubs können die Stifte spiralförmig angeordnet sein. Durch die hohe Drehzahl der Stifte wird das eingetragene Material durch die Wirkung der Zentrifugalkraft ge ¬ gen die Innenwände der Trommel geschleudert. Die eingebrachte Substanz wird dabei ständig durch die Stifte durchmischt.
Die Dichte der Stifte kann entlang der Welle variieren. Bei spi ¬ ralförmig angeordneten Stiften kann sich die Steigung der Spirale ändern, im Extremfall soweit, dass eine Rückforderung ermög ¬ licht wird. Die Stifte können gleichartig sein, beispielsweise eine runde Querschnittsfläche von demselben Durchmesser aufwei ¬ sen. Alternativ können unterschiedliche Arten von Stiften an der Welle angeordnet sein, beispielsweise mit unterschiedlichen Querschnittsflächen (polygonal, elliptisch, rund) oder mit unterschiedlichen Durchmessern. Bevorzugt sind die Stifte zylinderförmig, sie können aber auch keulenförmig oder schaufelartig sein .
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines offenen Zentrifu ¬ galmischers. Dieser bietet einen freien Austrag der Massen, so ¬ dass es zu keinem Rückstau der Masse kommt.
Dazu ist das Ende der Trommel bevorzugt offen und nicht oder nur geringfügig verjüngt. Der Austrieb der Masse kann auch durch ei ¬ ne Austrageinrichtung, beispielsweise einen Schneckenförderer, geschehen. Bei einer zweiseitig gelagerten Mischerwelle kann der freie Austrag beispielsweise durch eine konzentrische Öffnung gewährleistet sein. Weil die Fettmasse nicht zurück gestaut wird, bildet sich durch die Zentrifugalkraft an der inneren Wand des Zentrifugalmischers eine dünne Schicht der Masse. Durch die Rotation der Stifte er ¬ folgt ein konstanter Energieeintrag in die Masse. Dieser Ener ¬ gieeintrag erfolgt durch die hohe Drehzahl der Welle und die dünne Schichtdicke relativ gleichmässig über das ganze Volumen der bearbeiteten Masse.
Unter Umgebungsatmosphäre wird die Atmosphäre in unmittelbarer Nachbarschaft des Zentrifugalmischers verstanden. Diese defi ¬ niert sich durch Parameter wie Druck, Temperatur und Zusammensetzung des Umgebungsgases. Typischerweise wird die Umgebungsat ¬ mosphäre Luft unter Normaldruck und bei Zimmertemperatur sein, also hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff und Spurengasen bestehen. Unter den Begriff Zusammensetzung, wie er hier verwendet wird, fällt auch die in der Atmosphäre vorhandene Feuchtig ¬ keit.
Bevorzugt weist die Wirkatmosphäre einen zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Druck und/oder eine unterschiedliche Temperatur und/oder eine unterschiedliche Zusammensetzung auf. Der Druckunterschied wird bevorzugt durch Einleiten eines Gases in den Zentrifugalmischer und/oder durch Anlegen eines Unterdrucks an den Zentrifugalmischer erzeugt. Die Zusammensetzung der Wirkatmosphäre wird bevorzugterweise durch Einleiten eines Wirkmedi ¬ ums, insbesondere von einem Gas, einer Gasmischung, einem Dampf, einem Aerosol und/oder einer Flüssigkeit verändert.
Die Temperatur kann durch eine Temperierung des zugesetzten Wirkmediums gewählt werden. Bevorzugt wird jedoch der Mantel der Trommel temperiert, beispielsweise mittels eines Doppelwandauf- baus . Durch das Beaufschlagen der Fettmasse mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre kann bevorzugt ein Gas in die Fettmasse eingebracht werden. Bevorzugt wird dazu ein inertes Trägergas eingeleitet.
Bevorzugterweise können durch das Beaufschlagen der Fettmasse mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmo ¬ sphäre der Fettmasse Inhaltsstoffe wie beispielsweise Aromen, flüchtige Stoffe, Essigsäure aber auch Gase oder Feuchtigkeit entzogen werden. Beispielsweise werden in einer bevorzugten Ausführungsform durch Anlegen eines Unterdrucks an den Zentrifugalmischer der Fettmasse vorher eingebrachte und/oder vorhandene flüchtige Aromastoffe entzogen. Dies kann die Qualität einer zum Verzehr bestimmten Fettmasse erheblich steigern, da störende A- romen selektiv entfernt werden können. Eine andere bevorzugte Ausführungsform ermöglicht es, der Fettmasse Feuchtigkeit durch Einleiten eines trockenen Gases oder Gasgemisches zu entziehen.
Flüchtige Bestandteile können sich auch in Flüssigkeit oder Dampf lösen und damit abtransportiert werden.
Die im Zentrifugalmischer bearbeitete Fettmasse wird durch die Zentrifugalkraft an die Innenwand des Mischers geschleudert. Da ¬ durch entsteht eine dünne Materialschicht an der Wand, wobei sich die Diffusionsstrecke der flüchtigen Stoffe reduziert. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf Gasaustausch, Gasentzug so ¬ wie Einbringen eines Gases aus. Der Entzug von Feuchtigkeit aus der Fettmasse wird ebenfalls erheblich positiv beeinflusst.
Es hat sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren zusätzlich eine besonders vorteilhafte Dispergierung der in der Fettmasse vorhandenen Flüssigkeiten und/oder Gase erfolgt. Dadurch wird die Masse homogenisiert. Durch die Dispergierung wer- den die in der Fettmasse suspendierten Teilchen, wie beispielsweise Zuckerpartikel, desagglomeriert , oder in der Masse be ¬ findliche Gas- und/oder Flüssigkeitströpfchen feinst verteilt, wodurch die Masse eine glatte Oberfläche erhält, die insbesonde ¬ re die Weiterverarbeitung oder Herrichtung für zum Verzehr bestimmte Fettmassen, z.B. einer Schokoladenmasse, besonders vor ¬ teilhaft ist.
Bevorzugt kann durch das erfindungsgemässe Verfahren die Dichte einer Fettmasse auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden.
Dies erfolgt bevorzugt durch die so genannte Microaeration .
Durch Einbringen von Gasen im geschlossenen Zentrifugalmischer in eine Fettmasse kann deren Dichte verringert werden ohne die Sensorik zu beeinflussen. Dies ist besonders bei der Herstellung von kalorienreduzierten Produkten, wie Diätschokolade und dergleichen erwünscht.
Durch Entzug von Gasen kann entsprechend die Dichte einer Fett ¬ masse erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere, insbesondere zwei oder drei Zentrifugalmischer hintereinander angeordnet. Dadurch lässt sich eine Fettmasse kontinuierlich über mehrere Stufen verfeinern. Beispielsweise kann die Masse durch verschie ¬ dene Wellendrehgeschwindigkeiten und/oder verschiedenen Durchsätzen und/oder verschiedenen Temperaturen in den Zentrifugalmischern mehrstufig bearbeitet werden.
Es ist jedoch auch möglich, in einem ersten Zentrifugalmischer ein bestimmtes Trägergas in die Masse einzubringen und dieses Gas dann mitsamt darin gelöster, ungewünschter Aromastoffen in einem weiteren Mischer wieder zu entfernen. Für die Bearbeitung grösserer Mengen einer Fettmasse lassen sich beispielsweise auch mehrere Zentrifugalmischer parallel, d.h. nebeneinander anordnen .
Es hat sich gezeigt, dass beim erfindungsgemässen Verfahren bei der Verfeinerung von kakaohaltigen Produkten, wie Schokoladen, und besonders bei Kakaomassen und einfacher Schokolademassen, wie Compounds oder Füllungen, auf das weitere Veredeln der Masse verzichtet werden kann oder die Veredelungszeit erheblich redu ¬ ziert werden kann, ohne dass die Qualität des Produktes beein ¬ trächtigt wird.
Eine weitere Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe ist, durch Verwendung eines Zentrifugalmischers eine effiziente und konti ¬ nuierliche Bearbeitung einer Fettmasse zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Zentrifugalmischers mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Durch Verwendung eines Zentrifugalmischers bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedli ¬ chen Wirkatmosphäre lässt sich eine Fettmasse effizient und kon ¬ tinuierlich verfeinern.
Die Wirkatmosphäre, die einen zur Umgebungsatmosphäre unter ¬ schiedlichen Druck und/oder eine unterschiedliche Temperatur und/oder eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweist, lässt sich beispielsweise durch Einleiten eines Wirkmediums, wie eines Gases, Gasgemisches, Dampfes, Aerosols oder einer Flüssigkeit in den Zentrifugalmischer, oder aber durch das Temperieren des Mantels und/oder durch Anlegen eines Unterdrucks an den Zentrifu ¬ galmischer erreichen. Bevorzugt werden der Fettmasse dabei Inhaltstoffe zugesetzt, ausgetauscht oder entzogen, indem beispielsweise ein Gas in die Fettmasse eingebracht oder ausgetauscht wird. Besonders bevor ¬ zugt können der Fettmasse auch Gase und/oder Feuchtigkeit entzo ¬ gen werden.
Ganz besonders bevorzugt werden im Zentrifugalmischer Kakaooder Schokoladenmassen sowie Füllungs- und Brotaufstrichmassen durch Beaufschlagen mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre verfeinert.
Beispielsweise kann eine Kakaomasse durch Wasserzugabe verfei ¬ nert werden. Dazu wird der Mantel des Zentrifugalmischers auf eine Temperatur im Bereich zwischen 20°C-200°C, besonders auf eine Temperatur im Bereich zwischen 80°C und 180 °C, weiter bevorzugt auf eine Temperatur im Bereich zwischen 90°C und 150°C gebracht .
Es kann auch in der Fettmasse befindliche Kakaobutter durch eine Dampfinj ektion desodoriert werden.
Wird eine Fettmasse durch einen Zentrifugalmischer geleitet, in dem eine höhere Temperatur als in der Umgebungsatmosphäre vor ¬ liegt, so kann dies zur Entfeuchtung der Masse führen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Fettmasse vorhandene Partikel und/oder Gase im Zentrifugal ¬ mischer zusätzlich dispergiert.
Eine weitere Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe ist es demnach, eine Produktionsstrecke zur Verfeinerung einer Fettmasse bereit zu stellen, welches die Nachteile des Bekannten verhin ¬ dert und mit welcher eine effiziente und kontinuierliche Verfei- nerung einer Fettmasse möglich ist. Diese Aufgabe wird mit einer Produktionsstrecke mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Besonders vorteilhaft wird eine Fettmasse in einer Produktions ¬ strecke bearbeitet, welche mindestens einen Zentrifugalmischer mit einer Vorrichtung zur Einstellung einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre im Zentrifugalmischer umfasst .
Bevorzugt wird ein Wirkmedium, wie ein Gas, Gasgemisch, Dampf, Aerosol und/oder eine Flüssigkeit über den Materialeinlass oder eine Zuführung in der Nähe des Materialeinlasses zugeführt.
Prinzipiell kann das Wirkmedium aber über Zuführungen, die beliebig über die gesamte Trommel verteilt sind, zugeführt werden, da die gleichmässige Verteilung eine Gases und/oder einer Flüs ¬ sigkeit von sich aus erfolgt.
Wird die Fettmasse über ein Austragungsorgan abgeführt, so kann ein Absperrorgan, insbesondere eine Absperrschnecke, für das Wirkmedium vorgesehen sein. Mit der Absperrschnecke kann im Zentrifugalmischer ein Druck eingestellt werden.
Zusätzlich kann der Zentrifugalmischer mit einer Vorrichtung zum Kontrollieren und/oder Regeln der Wirkatmosphäre ausgestattet sein .
Durch den Zentrifugalmischer mit der zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre können einer Fettmasse kontinu ¬ ierlich Inhaltsstoffe in Form von Gas und/oder Feuchtigkeit ent ¬ zogen werden. Bevorzugt kann auch ein Gas, Gasgemisch und/oder eine Flüssigkeit in die Fettmasse eingebracht werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Produktionsstrecke eine Vorrichtung zum Conchieren. Dabei kann es sich um eine Batch-Conche handeln. Besonders be ¬ vorzugt umfasst die erfindungsgemässe Produktionsstrecke eine kontinuierliche Conche .
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Produktionsstrecke umfasst zudem ein Walzwerk. Dabei kann es sich um ein Walzwerk mit einer beliebigen Anzahl an Walzen handeln. Besonders bevorzugt umfasst die erfindungsgemässe Produk ¬ tionsstrecke jedoch ein 2-, 3- oder 5-Walzwerk.
Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass die Produktionsstrecke in Bearbeitungsrichtung zwei nacheinander angeordnete Zentrifugalmischer umfasst. Im ersten Mischer kann ein Gas, zum Beispiel mittels einer Absperrschnecke, angestaut werden und so bei einem Überdruck ein Gas in die Fettmasse eingebracht werden. Im zweiten Mischer kann ein Unterdruck vorliegen, sodass mit dem Gas gezielt Inhaltsstoffe aus der Fettmasse entfernt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Zentrifugalmischer derart in der Produktionsstrecke anzuordnen, dass der Zentrifugalmischer mindestens zweimal von der Fettmasse oder Teilen davon durchlaufen wird. Die Masse kann dazu in mindestens einem Kreislauf durch die Produktionsstrecke oder einen Teil da ¬ von geführt werden.
Die Komponenten der Fettmasse können beispielsweise in einem Zentrifugalmischer zunächst gerührt und/oder zerkleinert werden, anschliessend entweder gewalzt, conchiert und/oder in einer Vor ¬ richtung zur Nasszerkleinerung behandelt werden und anschliessend alle oder einen Teil der Produktionsschritte wiederholt werden. Bei einem erneuten Durchlauf des Zentrifugalmischers können die Komponenten erneut gerührt und/oder zerkleinert werden und/oder veredelt werden. Dazu können sie in dem Zentrifugalmischer mit einer zur der Umgebungsatmosphäre unterschiedli ¬ chen Wirkatmosphäre beaufschlagt werden. Diese weist bevorzugt eine zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Druck und/oder unterschiedliche Temperatur und/oder unterschiedliche Zusammen ¬ setzung auf, so dass der Fettmasse Inhaltsstoffe zugesetzt und/oder entzogen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin ge ¬ löst durch einen Zentrifugalmischer, insbesondere zur Verwendung in einem wie oben beschriebenen Verfahren oder in einer wie oben beschriebenen Produktionsstrecke, mit den Merkmalen des Anspruchs 19.
Der Zentrifugalmischer umfasst dabei eine bevorzugt im Wesentli ¬ chen horizontal angeordneten Trommel und eine, in der Trommel koaxial angeordnete, Welle, wobei der Zentrifugalmischer einen freien Austrag erlaubt und die Welle zweiseitig gelagert ist.
Die Trommel des Zentrifugalmischers kann bei bestimmungsgemässem Aufbau zur Horizontalen geneigten oder vertikal ausgerichtet sein. Bevorzugt ist die Trommel so ausgerichtet, dass die Aus ¬ lassöffnung unterhalb der Einlassöffnung angeordnet ist, sodass der Austrieb der Masse durch die Schwerkraft begünstig wird.
Die Welle ist, wie weiter oben beschrieben, bevorzugt mindes ¬ tens auf einem Abschnitt mit Stiften versehen, die bevorzugt entlang der Welle spiralförmig angeordnet sind.
Eine Halterung für das erste Lager der Welle befindet sich in der Regel an der Seite der Trommel, an welcher auch der Einlass angeordnet ist. Die Lagerung für das zweite Lager ist am anderen Ende der Welle vorgesehen. Die Halterung für das zweite Lager kann mit der Trommel verbunden sein, beispielsweise über Halte ¬ stege. Alternativ kann die Halterung auch an einer Bodenplatte befestigt sein, sodass die beiden Lager entkoppelt sind.
Ein freier Austrag der Masse kann durch eine konzentrische oder quasikonzentrische Austrittsöffnung gewährleistet werden. Die Öffnung kann, wie bei einer Trommel mit offenem Ende, in Richtung der Wellenachse weisen. Der Austrag kann auch radial, also senkrecht zur Wellenachse erfolgen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin ge ¬ löst durch einen Zentrifugalmischer, insbesondere zur Verwendung in einem wie oben beschriebenen Verfahren oder in einer wie oben beschriebenen Produktionsstrecke, mit den Merkmalen des Anspruchs 20.
Der Zentrifugalmischer weist eine bevorzugt im Wesentlichen horizontal angeordneten Trommel und eine Welle auf, wobei die In ¬ nenwandung der Trommel strukturiert ist, insbesondere derart, dass dadurch die Haftung einer zu fördernden Masse an der Innenwandung beeinflusst wird, insbesondere im Vergleich zu einer glatten Wand erhöht wird.
Insbesondere für die gleichmässige gezielte Bearbeitung von Fettmassen ist es wichtig, dass die Masse nicht zu kurz und nicht zu lange im Mischer verbleibt, sondern den Stiften nur eine bestimmte definierte Zeit ausgesetzt ist. Dazu soll die Masse gleichmässig durch den Mischer getrieben werden. Einerseits ist zu vermeiden, dass die Masse oder Teile davon an der Wand haften bleiben, andererseits, dass die Masse oder Teile davon unbear ¬ beitet durch die Trommel durchrutschen. Die Wandhaftung kann durch Strukturen an der Innenwand der Trommel beeinflusst werden. Dazu kann die Innenwandung aufgeraut und/oder gewellt und/oder gezahnt und/oder mit Stiften versehen sein .
Vorteilhafterweise ist der Zentrifugalmischer, zum Beispiel mit ¬ tels eines Doppelwandaufbaus , temperierbar. Er kann also gekühlt oder erwärmt werden, so dass die Wand der Trommel und/oder die Masse in dem Zentrifugalmischer auf einer vorwählbaren Temperatur gehalten werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1: Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Produktionsvorrichtung
Fig. 2: Schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Produktionsvorrichtung
Fig. 3: Schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Zentrifugalmischers mit zweiseitig gelagerter Welle
Fig. 4: Schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Zentrifugalmischers
In Figur 1 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Produktionsvorrichtung dargestellt. Ein Zent- rifugalmischer 1 dient der Verfeinerung einer Fettmasse m. Besonders bevorzugt ist in Produktionsrichtung 10 vor dem Zentrifugalmischer 1 eine Conche angeordnet. Dabei kann es sich wie in der Figur gezeigt bevorzugt um eine kontinuierliche Conche han ¬ deln oder aber auch um eine Batch-Conche . Die Fettmasse m wird nach dem Conchieren in den Zentrifugalmischer 1 überführt. Der Zentrifugalmischer 1 verfügt über einen Einlass 5 und einen Aus- lass 4. Besonders bevorzugt verjüngt sich der Durchmesser der Trommel des Zentrifugalmischers 1 zum Auslass 4 hin nicht oder nur geringfügig, um ein Aufstauen der bearbeiteten Masse zu verhindern. Im Zentrifugalmischer 1 ist mittig eine drehbar gelagerte Welle 2 angebracht. Die Welle 2 verfügt über eine Vielzahl von Stiften 3. Durch die hohe Drehzahl der Welle 2 wird die bearbeitete Masse immer wieder an die innere Wand der Trommel des Zentrifugalmischers 1 geschleudert, wo sie kontinuierlich von den Stiften 3 bearbeitet wird. Die Stifte 3 sind bevorzugt spi ¬ ralförmig angeordnet, um für einen Vorschub der Masse m zu sorgen. Zentrifugalmischer 1 verfügt bevorzugt zudem über mindestens einen Gaseinlass 6 und/oder mindestens einen Gasauslass 7. Durch den mindestens einen Gaseinlass 6 kann die Masse im innern des Zentrifugalmischers 1 mit einer zur Umgebungsatmosphäre un ¬ terschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt werden. An den mindestens einen Gasauslass 7 kann beispielsweise eine Pumpe ange ¬ bracht werden, um im Innern des Zentrifugalmischers 1 einen Un ¬ terdruck zu erzeugen. In Produktionsrichtung 10 können bevorzugt noch weitere Vorrichtungen angeordnet sein, um eine weitere Ver ¬ feinerung der Fettmasse zu erzielen. Bevorzugt wird nach dem Zentrifugalmischer 1 mindestens noch ein weiterer Zentrifugalmischer angeordnet.
In Figur 2 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Produktionsstrecke schematisch dargestellt. Dabei wir die Fettmasse m zunächst durch ein Walzwerk 9 gelei- tet. Durch das Walzen wird die Grösse von in der Fettmasse sus ¬ pendierter Partikel reduziert. Bevorzugt handelt es sich bei Walze 9 um ein 2-, 3-, oder 5-Walzwerk. In Produktionsrichtung 10 hinter dem Walzwerk ist eine Conche 8 angeordnet. Dabei han ¬ delt es sich bevorzugt um eine kontinuierliche Conche. In eini ¬ gen Fällen kann Conche 8 auch eine Batch-Conche sein. Nach dem Conchieren wird die Fettmasse m durch den Einlass 5 in den Zent ¬ rifugalmischer 1 überführt. Der Zentrifugalmischer 1 verfügt ü- ber einen Einlass 5 und einen Auslass 4. Besonders bevorzugt verjüngt sich der Durchmesser der Trommel des Zentrifugalmischers 1 zum Auslass 4 hin nicht oder nur geringfügig, um ein Aufstauen der bearbeiteten Masse zu verhindern. Im Zentrifugalmischer 1 ist mittig eine drehbar gelagerte Welle 2 angebracht. Die Welle 2 verfügt über eine Vielzahl von Stiften 3. Durch die hohe Drehzahl der Welle 2 wird die bearbeitete Masse immer wie ¬ der an die innere Wand der Trommel des Zentrifugalmischers 1 ge ¬ schleudert, wo sie kontinuierlich von den Stiften 3 bearbeitet wird. Die Stifte 3 sind bevorzugt spiralförmig angeordnet, um für einen Vorschub der Masse m zu sorgen. Zentrifugalmischer 1 verfügt bevorzugt zudem über mindestens einen Gaseinlass 6 und/oder mindestens einen Gasauslass 7. Durch den mindestens ei ¬ nen Gaseinlass 6 kann die Masse im innern des Zentrifugalmischers 1 mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt werden. An den mindestens einen Ga ¬ sauslass 7 kann beispielsweise eine Pumpe angebracht werden, um im Innern des Zentrifugalmischers 1 einen Unterdruck zu erzeu ¬ gen .
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Zentrifugalmischers 21 mit zweiseitig gelagerter Welle 22. Ein erstes Lager 30 befindet sich in der Nähe des Ein ¬ lasses 25, ein zweites Lager 31 in der Nähe des Auslasses 24. Insbesondere bei grösseren Trommelvolumina und/oder Trommellän- gen ist die Welle 22 bei zweiseitiger Lagerung stabiler gelagert .
Die Lagerhalterung für das zweite Lager 31 ist nicht direkt mit der Trommel verbunden, sondern bevorzugt an der Bodenplatte 36 befestigt. Dadurch sind die beiden Drehlager 30, 31 voneinander entkoppelt .
Der freie Austrag wird durch einen konzentrischen Auslass 24 gewährleistet .
Die Welle 22 kann über die Länge L der Trommel hinausgeführt sein. Bevorzugt sind im hinausragenden Bereich der Welle 22 noch Stifte 33 angeordnet, die den konzentrischen Austrag begünsti ¬ gen. Die Stifte 33 können in diesem Bereich länger sein als Stifte 23 auf der übrigen Welle.
Der Zentrifugalmischer verfügt über einen Gaseinlass 26 sowie einen Gasauslass 27. Dadurch kann die Masse mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt werden .
Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Zentrifugalmischers 41 mit zweiseitig gelagerter Welle 42. Ein erstes Lager 50 befindet sich in der Nähe des Ein ¬ lasses 45, ein zweites Lager 51 in der Nähe des Auslasses.
Der Zentrifugalmischer verfügt über einen Einlass 45, durch den die Masse m in die Trommel eingeführt werden kann. Die Welle 42 ist mit Stiften 43 versehen, welche vorzugsweise spiralförmig auf angebracht sind. In diesem Beispiel ist die Lagerhalterung für das zweite Lager 51 direkt mit der Trommel verbunden. Die Befestigung erfolgt über Verbindungsstege 55, zwischen denen genügend grosse Aus ¬ trittsfenster frei bleiben, sodass eine quasi konzentrische Aus ¬ lassöffnung vorliegt und ein rückstaufreier Austritt der Masse möglich ist.
Der Zentrifugalmischer verfügt über einen Gaseinlass 46 sowie einen Gasauslass 47. Dadurch kann die Masse mit einer zur Umgebungsatmosphäre unterschiedlichen Wirkatmosphäre beaufschlagt werden .
Die Innenwandung der Trommel kann für eine verbesserte Wandhaf ¬ tung strukturiert sein.
