NL2012088C2 - Werkwijze voor het bedrijven van een kogelmolen en een maalsysteem voor het uitvoeren van de werkwijze. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het bedrijven van een kogelmolen en een maalsysteem voor het uitvoeren van de werkwijze

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze volgens de aanhef van conclusie 1. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een maalsysteem voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 7.

Een dergelijke werkwijze is in de techniek bekend. Bijvoorbeeld wordt momenteel bij de bereiding van vaste deeltjes bevattende vethoudende massa's en aanverwante producten (zoals chocolade en cacaomassa; waarbij de vethoudende massa ten minste een van de volgende componenten omvat: suiker, melkpoeder, weipoeder, le-cithine, aroma en cacaopoeder), hierna algemeen aangeduid met de term "vethoudende massa", een hoeveelheid te malen massa in een menger gebracht waarna de massa via een toevoerleiding middels een verplaatsingsinrichting naar een maalinrichting wordt verplaatst.

De verplaatsingsinrichting is doorgaans een pomp. Bij de verwerking van een vethoudende massa zoals chocolade en dergelijke, dient de pomp geschikt te zijn voor het leveren van een relatief grote opvoerhoogte vanwege het hoog viskeuze karakter van de massa. De te behandelen massa wordt verscheidene keren rondgepompt, waardoor deze de maalinrichting verscheidene keren doorloopt. Hierbij wordt de deeltjesafmeting van de vaste delen in de maalinrichting verkleind. De maalinrichting kan op voordelige wijze een kogelmolen zijn, zoals die door de firma Caotech B.V. te Wormer-veer/NL in de handel wordt gebracht, bijvoorbeeld onder de handelsaanduidingen CAO1000, CA02000, CA03000 en CA04000, welke alle zogenoemde "attrition ball mills" zijn. Wanneer een gewenste deel-tjesgrootteverdeling is verkregen wordt de maalbewerking gestopt en wordt de gemalen massa uit het systeem verwijderd. Dit geschiedt door de gemalen massa via een aftakking in de toevoerleiding middels de pomp uit het systeem te verwijderen. De aftakking bevindt zich doorgaans op een positie voor of na de kogelmolen, bijvoorbeeld als aftakking in een leiding tussen de pomp en de kogelmolen of als aftakking in een leiding tussen de kogelmolen en de menger. Het deel van de gemalen massa dat zich in de maalinrichting bevindt zal echter vrijwel niet uit het systeem kunnen worden verwijderd, aangezien een groot deel van de massa aan de maalvoorzieningen kleven. Vooral bij kogelmolens komt dit in zeer sterke mate voor. De achterblijvende hoeveelheid kan tot wel 40% van de gehele in het systeem aanwezige hoeveelheid massa bedragen.

De bekende werkwijze heeft derhalve als nadeel dat een groot deel van de gemalen massa in het systeem achterblijft.

In de techniek is feitelijk geen praktisch of economisch alternatief voor een kogelmolen beschikbaar, voor zover het de bewerking van cacao, chocolade en chocolade-achtige producten betreft. De in de verwerking van chocolade en chocolade-achtige producten toegepaste 5-walsen kunnen economisch niet concurreren met een kogelmolen.

De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen.

In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarbij een grotere opbrengst aan product wordt verkregen dan met de huidige werkwijze het geval is.

Tevens heeft de uitvinding tot doel een verbeterde werkwijze te verschaffen waarmee een verbeterd product wordt verkregen.

Ter verkrijging van ten minste een van de hiervoor genoemde voordelen, verschaft de uitvinding volgens een eerste uitvoeringsvorm een werkwijze die de maatregelen van conclusie 1 bevat. Deze werkwijze heeft het voordeel dat een snellere productie en een grotere opbrengst per batch wordt verkregen.

Er wordt gewezen op het artikel "Improving partiele size distribution and flow properties of milk chocolate produced by ball mill and blending" van S. Bolenz et al in European Food Research and Technology, deel 238, nr. 1, 17 september 2013, waarin een werkwijze wordt beschreven voor het malen en mengen van een derge-lijke massa. Echter, er is in die publicatie geen indicatie dat de behandelde massa via de terugvoerleiding kan worden verwijderd uit het systeem waardoor het voordeel volgens de onderhavige uitvinding met die bekende methode niet kan worden verkregen.

Voorts wordt gewezen op de Europese octrooiaanvraag EP 0 442 544 ten name van Wiener & Co Apparatenbouw B.V., waarin een maalinrichting volgens de stand der techniek wordt beschreven. Ook met de in die publicatie beschreven werkwijze wordt het voordeel volgens de onderhavige uitvinding niet verkregen.

Tevens is gebleken dat in de werkwijze volgens de uitvinding een aanzienlijk smallere deeltjesgrootteverdeling wordt verkregen dan het geval is bij de in de stand der techniek bekende werkwijze. Waarschijnlijk is dit het gevolg van het feit dat in de bekende werkwijze de volgende batch met een grote hoeveelheid aan reeds gemalen massa wordt vermengd en opnieuw aan een maalbehandeling wordt onderworpen. Dit heeft tot gevolg dat een deel van de massa te fijn wordt vermalen. Dit leidt tot een nog hogere viscositeit, vooral bij vermaling van vethoudende massa's. Een hogere viscositeit leidt op zijn beurt tot een grotere hoeveelheid massa die in de maalinrichting, vooral een kogelmolen, achterblijft. De uitvinding verschaft derhalve een groot voordeel ten opzichte van de bekende werkwijze doordat de deeltjesgrootteverdeling aanzienlijk smaller is. Een dergelijke synergetische werking is volkomen onverwacht .

Ook is gebleken dat de temperatuurbeheersing veel beter is met de onderhavige nieuwe werkwijze. De temperatuur van de te behandelen massa neemt tijdens het malen toe. Bij de bekende werkwijze is de aanvangstemperatuur wegens de grote hoeveelheid rest-massa in het maalsysteem groter dan bij de onderhavige werkwijze. De lagere aanvangstemperatuur leidt tot een geringere eindtempera-tuur van de te behandelen massa, óók wanneer de massa tussentijds wordt gekoeld. Ook deze synergetische werking is volkomen onverwachts .

Zoals hierboven reeds genoemd heeft het in het bijzonder de voorkeur dat de maalinrichting een kogelmolen is. Hiermee kan een nauwkeurige maling worden verkregen, terwijl bovendien een relatief nauwkeurige verplaatsing van de te behandelen massa door het maalsysteem wordt verkregen, wat leidt tot een nauwkeurige maling van de massa.

Zoals hiervoor genoemd, wordt er de voorkeur aan gegeven dat de viskeuze vethoudende massa een vaste deeltjes bevattende vethoudende massa is die ten minste een van de volgende componenten omvat: suiker, melkpoeder, weipoeder, lecithine, aroma en cacaopoeder als vaste deeltjes. Een voorbeeld is een massa welke cacaoboter omvat. De vethoudende massa kan bijvoorbeeld worden gemengd met suiker, melkpoeder en aroma's en in de maalinrichting worden gemalen totdat een gewenste deeltjesverdeling is verkregen. Voor de productie van chocolade of chocolade-achtige producten kan cacaomassa respectievelijk cacaopoeder worden toegevoegd. Overige stoffen kunnen naar wens aan de receptuur worden toegevoegd.

In het bijzonder wordt de voorkeur gegeven aan een werkwijze waarbij het volume van de nieuwe te behandelen massa groter is dan het volume van de menger. Hierdoor kan tijdens het vervangen van de behandelde massa door de nieuwe te behandelen massa, de menger en een resterend deel van het maalsysteem worden gevuld met de nieuwe te behandelen massa. In tegenstelling tot de stand der techniek, waarbij slechts de menger kon worden gevuld met de nieuwe te behandelen massa.

Hierbij heeft het derhalve de voorkeur dat het systeem een voorraadvat omvat waarbij het volume van het voorraadvat groter is dan het volume van de menger. In het voorraadvat kan een voorraad te behandelen massa worden samengesteld die aan de menger kan worden toegevoerd wanneer een behandelde massa uit het maalsysteem wordt verwijderd.

In het bijzonder heeft het de voorkeur dat het volume van de nieuwe te behandelen massa kleiner is dan het gecombineerde volume van de menger en de maalinrichting. Wegens het volume van de menger zal de hoeveelheid nieuwe te behandelen massa in stappen aan de menger worden toegevoegd. Tijdens het verwijderen van de behandelde massa uit het systeem zal geen ideale plugflow in de maalinrichting worden verkregen. Derhalve zal een deel van de nieuwe te behandelen massa reeds de aftakking in de terugvoerleiding bereiken terwijl een gering deel van de behandelde massa nog in het systeem achterblijft. Hoewel volgens de werkwijze volgens de uitvinding een gering deel van de behandelde massa achterblijft in het systeem, is deze hoeveelheid zeer weinig, maximaal 10% en bij voorkeur zelfs minder dan 5%.

Volgens een verder aspect heeft de uitvinding betrekking op een maalsysteem voor het uitvoeren van de hiervoor beschreven werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het maalsysteem een menger en een maalinrichting omvat, waarbij de menger enerzijds middels een toevoerleiding met de maalinrichting is verbonden en een verplaatsingsinrichting is voorzien voor het verplaatsen van massa uit de menger naar de maalinrichting, en anderzijds de maalinrichting middels een terugvoerleiding met de menger is verbonden, welk systeem wordt gekenmerkt doordat in de terugvoerleiding een aftakking is voorzien voor het uit het systeem afvoeren van behandelde massa. De verschillende aspecten van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen hiermee eenvoudig worden geïmplementeerd waardoor de hiervoor beschreven voordelen worden verkregen.

In het bijzonder heeft het de voorkeur dat in het maalsysteem volgens de uitvinding, het voorraadvat een groter volume heeft dan de menger.

Hoewel de uitvinding er niet toe beperkt is, heeft het met name de voorkeur dat de maalinrichting een kogelmolen omvat.

Om de massa door het systeem te kunnen verplaatsen wordt er de voorkeur aan gegeven dat de verplaatsingsinrichting een pomp omvat.

Volgens de uitvinding wordt een gemalen massa verkregen waarvan de deeltjesgrootteverdeling beduidend smaller is dan die van een volgens de stand der techniek verkregen massa.

In het bijzonder kan met de uitvinding een gemalen vaste deeltjes bevattende vethoudende massa worden verkregen waarvan de deeltjesgrootteverdeling beduidend smaller is dan die van een volgens de stand der techniek verkregen massa.

De uitvinding zal hierna aan de hand van een tekening nader worden uitgelegd. De tekening toont hierbij in Fig. 1 een schematische weergave van een maalsysteem volgens de uitvinding.

De voor een praktische uitvoering van de uitvinding noodzakelijke onderdelen zijn niet alle getoond, vanwege de eenvoud van de weergave.

Fig. 1 toont een schematisch aanzicht van een maalsysteem 1 volgens de uitvinding. Het maalsysteem 1 omvat een voorraadvat 2, dat via een verbindingsleiding 3 is verbonden met een menger 4. De menger 4 is middels een toevoerleiding 5 verbonden met een kogelmolen 6. Een te behandelen massa (niet zichtbaar) wordt middels een pomp 7 vanuit de menger 4 via de toevoerleiding 5 aan de onderzijde 8 in de kogelmolen 6 gevoerd. De te behandelen massa doorloopt de kogelmolen 6 in de weergegeven uitvoeringsvorm van beneden naar boven. Aan de bovenzijde 9 van de kogelmolen 6 verlaat de behandelde massa de kogelmolen 6 en wordt via een terug-voerleiding 10 naar de menger 4 gevoerd. Daar wordt de behandelde massa gemengd met overig materiaal. Vervolgens wordt de massa vanuit de menger 4 via de toevoerleiding 5 opnieuw naar de kogelmolen 6 gevoerd. Deze behandeling vindt gedurende een vooraf te bepalen tijdsperiode plaats of zolang tot een gewenste deeltjesgroottever-deling van de in de te behandelen massa aanwezige deeltjes is verkregen .

Bij beëindiging van de behandeling wordt via de pomp 7 behandelde massa uit de menger 4 door de kogelmolen 6 gevoerd, en via de aftakking 11 afgevoerd door afvoerleiding 12. Nadat de menger leeg is, wordt nieuw te behandelen massa vanuit voorraadvat 2 in de menger 4 gevoerd en, synchroon met het verpompen van behandelde massa, via toevoerleiding 5 in kogelmolen 6 gepompt. De hoeveelheid nieuwe te behandelen massa die aan de menger wordt toegevoerd is zodanig dat er geen nieuwe te behandelen, dat is onvermalen, massa in de afvoerleiding 12 terecht komt. Op dat moment wordt aftakking 11 gesloten en wordt de maalbewerking volgens de werkwijze in overeenstemming met de uitvinding voortgezet. Wegens het feit dat het volume van de menger kleiner is dan het toe te voeren volume aan nieuw te behandelen materiaal, zal het nieuwe toe te voeren materiaal niet in eens aan de menger kunnen worden toegevoerd. Derhalve kan na het sluiten van de aftakking 11 het restant aan nieuwe massa in de menger worden gebracht en kan de behandelings-cyclus worden uitgevoerd op de nieuwe te behandelen massa.

De werkwijze volgens de uitvinding is zeer geschikt toepasbaar bij het vermalen van vethoudende massa's zoals hiervoor genoemd. Een praktische toepassing van een vethoudende massa volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld voor de vervaardiging van chocoladeproducten voor vullingen en dergelijke worden gebruikt.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren getoonde uitvoeringsvormen. De uitvinding wordt slechts beperkt door de bijgevoegde conclusies.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het behandelen van een viskeuze massa met vaste bestanddelen in een maalsysteem, in het bijzonder een vethoudende massa met vaste bestanddelen, welk maalsysteem een menger en een maalinrichting omvat, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: - het in een menger brengen van de te behandelen massa, - het herhaaldelijk met een verplaatsingsinrichting circuleren van de te behandelen massa via een toevoerleiding vanuit de menger naar de maalinrichting en via een terugvoerleiding terug naar de menger voor het in de maalinrichting verkleinen van de afmeting van de vaste bestanddelen, met het kenmerk, dat de werkwijze voorts de volgende stap omvat: - het, na het bereiken van een vooraf te bepalen maalgraad, via een in de terugvoerleiding voorziene aftakking uit het systeem afvoeren van ten minste een deel van behandelde massa en - het in de menger brengen van een nieuwe te behandelen massa en het middels de verplaatsingsinrichting ten minste gedeeltelijk verplaatsen van de nieuwe te behandelen massa in de maalinrichting en het hierbij uit het systeem afvoeren van ten minste een ander deel van de behandelde massa.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de maalinrichting een kogelmolen is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de vethoudende massa een massa is die ten minste een van de volgende componenten omvat: cacaomassa, melkpoeder, weipoeder, lecithine, aroma en suiker .

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het volume van de nieuwe te behandelen massa groter is dan het volume van de menger .

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij het volume van de nieuwe te behandelen massa kleiner is dan het gecombineerde volume van de menger en de maalinrichting.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het systeem een voorraadvat omvat waarbij het volume van het voorraadvat groter is dan het volume van de menger.

7. Maalsysteem voor het uitvoeren van een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het maalsysteem een menger en een maalinrichting omvat, waarbij de menger enerzijds middels een toevoerleiding met de maalinrichting is verbonden en een verplaat-singsinrichting is voorzien voor het verplaatsen van massa uit de menger naar de maalinrichting, en anderzijds de maalinrichting middels een terugvoerleiding met de menger is verbonden, met het kenmerk, dat in de terugvoerleiding een aftakking is voorzien voor het uit het systeem afvoeren van behandelde massa.

8. Maalsysteem volgens conclusie 7, waarbij de maalinrichting een kogelmolen omvat.

9. Maalsysteem volgens een der conclusies 7-8, waarbij de ver-plaatsingsinrichting een pomp omvat.

10. Maalsysteem volgens een der conclusies 7-9, waarbij het voorraadvat een groter volume heeft dan de menger.