JP2014512958A - 流動性の材料内の粒子を粉砕する装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する装置（１）に関する。この装置（１）は、少なくとも１つのロール対（２，３）を有しており、このロール対（２，３）に対して少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロール（２，３）のロール押付け圧および／または回転速度が調整可能である。さらに、装置（１）は、ロールギャップ内のまたはロールに前置されたロールトラフ（４）内の流動性の材料の充填レベル高さ（５）を測定するための充填レベルメータ（１１）を有している。装置（１）が、ロールギャップまたはロールトラフ（４）内の流動性の材料の測定された充填レベル高さ（５）に関連して、少なくとも１つのプロセスパラメータを調整ユニット（１０）が変更する。さらに、本発明は、流動性の材料内の粒子を粉砕する方法ならびに調整ユニット（１０）を校正する方法に関する。

Description

本発明は、独立請求項の上位概念部に記載した、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置および方法ならびに流動性の材料内の粒子を粉砕する装置に設けられた調整ユニットに対する校正法に関する。

ロールミルの運転時には、不変の製粉品質を保証するために、種々異なるプロセスパラメータが個々に調整されなければならない。製粉物の機械的な特性は装入毎に異なっているかまたは、特に同じロールミルによる複数回の処理時には、１回の製粉工程の範囲内でも変化するので、プロセスパラメータが製粉物のその都度の機械的な特性に適合されることが確保されなければならない。

プロセスパラメータとして、ロールギャップ、ロール押付け圧、ロール温度、製粉物温度ならびにロール回転速度またはロール回転数が調整可能である。

欧州特許出願公開第０４９２０８０号明細書に基づき、ロールミルの供給ホッパの内部の規定された充填レベル高さへの到達時に、１つのプロセスパラメータ、特にロール押付け圧を規定の値だけ変更することが公知である。このことは、目標値を設定することなしに、充填レベルが安定した値に達するまで行われる。これによって、製粉物の機械的な特性が変化した場合でさえ、プロセスパラメータの安定した調整を伴ってロールミルを運転することができる。

この方法には、押付け圧の変更および供給ホッパ内の充填レベルの変化によって、押付け圧および充填レベルに応じてロールの後方で製粉物内の粒子の粉砕度が変化してしまうという欠点がある。これによって、一定の粒径を有する製品を製造することができなくなってしまう。

欧州特許出願公開第２１０３２２３号明細書には、材料、特にチョコレートマス内の粒径を縮径するための方法ならびに装置が開示されている。同明細書では、２つのロールの間のギャップが、ロールの駆動モータにより消費される電力に関連して変更される。

さらに、欧州特許出願公開第０９５３２９１号明細書には、チョコレートを製造するための方法が記載されている。同明細書では、２つのロールの間のロールギャップが測定され、基準値と比較される。検知された差に基づき、両ロールのうちの一方のロールの回転速度が変更される。

本発明の課題は、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置を改良して、公知の装置の欠点が阻止されていて、特に製粉物の特性が変化した場合でさえ、一定の粉砕度が可能となるようにすることである。この課題は、請求項１に記載の装置によって解決される。

流動性の材料内の粒子を粉砕する本発明に係る装置は、少なくとも１つのロール対を有しており、このロール対に対して少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に複数のロールのロール押付け圧および／または少なくとも１つのロールの回転速度が調整可能である。

ロール対の個数は、ロールの間のロールギャップの個数によって規定されている。１つのロール対は、通常、２つのロールから成っている。本発明に係る装置が、１つよりも多くのロール対を有している場合には、同一のロールが、それぞれ異なるロール対に含まれていてよい。すなわち、必ずしもロール対の二倍の個数のロールが存在している必要はない。極端な場合、つまり、１つのロールと１つの壁との間にロールギャップが形成される場合には、ロール対がただ１つのロールしか有していなくてよい。

さらに、本発明に係る装置は、ロールギャップ内のまたはロールに前置された、つまり、ロールの入口側に配置されたロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さを測定するための充填レベルメータを有している。

この充填レベルメータは、１つのプロセスパラメータが調整可能であるロール対のロールギャップ内の充填レベル高さまたは前置されたかまたは後置された、つまり、出口側に配置された別のロールギャップ内の充填レベル高さを測定することができる。択一的には、前置されたロールトラフ内の充填レベルを測定することができる。

さらに、本発明に係る装置は、流動性の材料の測定された充填レベル高さに関連して、少なくとも１つのプロセスパラメータを変更する調整ユニットを有している。

本願の範囲内での「流動性」の材料とは、材料の自発的な潮解を可能にするのに十分に少ない粘度を有する材料を意味している。本願の範囲内での「流動性の材料」とは、特に液体および半液状体ならびに易流動性の材料、たとえば粉末が該当する。本発明に係る装置は、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕するために適している。

本発明に係る装置は、有利にはロールミルである。有利には、本発明に係る装置は、少なくとも２つのロールを有している。これらのロールはロール対として配置されていて、所定の押付け圧によって互いに押し合わされる。さらに、本発明に係る装置内には、さらに別のロールが配置されていてよい。特に本発明に係る装置は、４つまたは５つのロールを有していてよい。

粉砕プロセスの間にアクティブに使用されるロールの個数は可変であってよい。作動させられるロールの個数は、所望の膜厚および／または粉砕すべきマスに関連するようになっている。たとえば、１回の粉砕プロセスの開始時には、２つまたは３つのロールしか使用されず、その後、たとえば本発明に係る装置による流動性のマスの再度の処理時に、さらにロールが追補的に作動させられるようになっている。

通常、２つよりも多くのロールの使用時に必要となるような膜移送は、むしろ、材料にある程度の粉末度がすでに付与されている場合に可能となる。

作動可能であるべきでないロールは離反可能に形成されていて、離反させられた状態で流動性のマスに接触しないようになっている。

１つのロール対には、有利には１つのロールトラフが前置されている。すなわち、このロールトラフは、流動性の材料の処理方向で見て、ロールの手前に配置されている。流動性の材料は供給装置、たとえばストックホッパまたは装入ベルトを介して、まず、ロールギャップまたはロールトラフ内に搬送される。

特に有利には、製粉物の供給は一定のマス流下で行われる。すなわち、本発明に係る装置の運転の間、単位時間あたりの製粉物の供給量が常に同じである。有利には、供給量は、相応の供給装置によって正確に調整することができる。

ロールの回転によって、流動性の材料は、ロールの間に位置するロールギャップを通して搬送される。ロールの押付け圧と、回転運動により発生させられる剪断力とによって、流動性の材料内に存在する粒子の粉砕が行われる。この粒子は、たとえば砂糖の結晶、カカオニブ、粉乳またはこれに類するものである。

ロール対の少なくとも１つのロールは、押圧装置を介して第２のロールに向かって押圧される。有利には、両ロールが押圧装置を有している。両ロールは相互に押し合わされる。押圧装置は、たとえばハイドロリックピストンまたはこれに類するものである。択一的には、ロール対の一方のロールが不動に配置されていて、第２のロールが不動のロールに押し付けられてもよい。さらに、ロールは、その両端に互いに異なる押付け圧を発生させることができるように配置されていてもよい。

さらに有利には、ロール対の各ロールに対して、回転速度を個々に調整することができる。これは、たとえばロールの駆動モータの個別の回転数制御を介して行われてもよいし、択一的には、１つの共通の駆動モータと個々のロールとの間の調節可能な変速機を介して行われてもよい。

本発明に係る装置は、有利には、ロールギャップおよび／またはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さを測定する少なくとも１つのセンサを有している。測定精度を改善するために、本発明に係る装置は、充填レベル高さを測定する複数のセンサを有していてもよい。有利には、センサは、非接触式のセンサである。

本願の範囲内での「ロールギャップ内の充填レベル高さの測定」とは、ロールギャップの上方の集積製粉物の充填レベル高さの測定を意味している。ロールギャップの手前に集められた製粉物が、この集積製粉物を成している。

調整ユニットは、ロールギャップまたはロールトラフ内の流動性の材料の測定された充填レベル高さに関連して、少なくとも１つのプロセスパラメータを変更する。調整ユニットは、有利にはマイクロコントローラユニットである。調整ユニットは、有利には、たとえば入力装置を介して、維持すべき充填レベル高さに対する目標値に調整することができる。調整ユニットは、有利には、充填レベル高さの目標値の偏差が、たとえば５ｃｍに設定されている場合に、少なくとも１つのプロセス量を規定の値だけ変更するように形成されている。たとえば、ロールの回転数が５０ｒ．ｐ．ｍだけ低下させられる。特に有利には、調整ユニットが付加的な記憶ユニットを有している。この記憶ユニットには、たとえば種々異なる製粉物に対する充填レベル目標値および／または粒子の、それぞれ異なる達成すべき粉砕度に対する充填レベル目標値が記憶されている。さらに有利には、種々異なる製粉物および／またはそれぞれ異なる達成すべき粉砕度に対して、プロセスパラメータの固有の変更値が記憶されていてよい。

有利には、調整ユニットは、複数のロールの押付け圧および／または少なくとも１つのロールの回転速度を変更する。択一的かつ／または付加的には、調整ユニットによって、さらに別のプロセスパラメータ、たとえばロールギャップが変更されてもよいし、ロールギャップまたはロールトラフ内への流動性の材料の供給速度が変更されてもよい。この供給速度は、たとえば流動性の材料を搬送するための圧送出力を介して調整することができる。

流動性の材料の機械的、物理−化学的または構造的な特性の変化は、ロールの間の材料の処理量に影響を与える。ロールギャップまたはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さの測定によって、材料の処理量を常時算出することができる。その際には、時間あたりの充填高さの変化が算出されるか、もしくはロールギャップまたはロールトラフ内への流動性の材料の一定の供給時に充填レベルが同じ高さに保たれているかどうか、すなわち、供給された材料の量が、同じ単位時間においてロールの間に引き込まれる量に相当しているかどうかが検査される。

１つのロールギャップを通る処理量は、それぞれ、たとえばフローメータによって検知される流入量と流出量との比較によって検知されてもよい。

有利には、供給装置によって、製粉物が一定のマス流量でロールトラフもしくはロールギャップ内に供給される。このロールトラフもしくはロールギャップ内の一定の充填レベル高さが、複数のロールの押付け圧の変更および／または少なくとも１つのロールの回転速度の変更によって維持される場合に、処理量ひいては粉砕度を一定に保つことができる。

処理量は、供給装置、導出装置または本発明に係る装置内での直接的な測定によって測定することができる。さらに、供給装置は、ロールギャップまたはロールトラフ内に送入される製粉物の量を調整することができるように形成することができる。

ロール対に供給される流動性の材料の特性が変化する場合でさえ、本発明に係る装置によって、流動性の材料内の粒子の粉砕が、一定の処理量ならびに粒子の不変の粉砕度で可能となる。

充填レベルメータは、有利には光学式のまたは音響式のセンサを有している。このセンサは、たとえばレーザビーム、赤外線ビームまたは超音波によってロールギャップまたはロールトラフ内の充填レベル高さを測定することができる。このようなセンサの使用によって、ロールギャップまたはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さの非接触式の測定が可能となる。この測定は、規定されたポイントで行うことができ、一次元式にまたは多次元式に行うことができる。一次元式の測定とは、ただ１つの空間方向での検知を意味している。すなわち、この場合には、充填レベル高さ測定が１つの空間方向に沿って行われる。多次元式の測定は、たとえば充填レベル体積または別の幾何学的な量を算定するために利用することができる。本発明に係る装置によって、ポイントで測定された一次元のかつ多次元の充填レベル高さを短時間ないし実時間で検知することができる。

有利には、充填レベルメータが、ロールギャップに向けられたカメラと、カメラ画像に基づき充填レベル高さを算出するために適した画像評価ユニットとを有している。このような装置によって、ロールギャップまたはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さをロールギャップの全幅および／または全長にわたって連続的に測定することができる。画像評価ユニットは、有利には、ロールギャップまたはロールトラフの内部のそれぞれ異なるポイントにおける充填レベル高さの同時の算定を可能にする相応の評価ソフトウェアを有している。有利には、評価ユニットが、さらに、カメラにより検出された画像を実時間で表示する表示器を有しており、これによって、充填レベルを視覚的にもコントロールすることがオペレータに可能となる。

調整ユニットは、有利には、ロールギャップまたはロールトラフ内への一定の体積流量での流動性の材料の供給時に、ロールギャップまたはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さが、少なくとも１つのロールの押付け圧および／または回転速度の変更によって、予め規定された値または予め規定可能な値に保たれるように形成されている。これによって、特に流動性の材料が返送によって同じロールミルを複数回通過する場合に、流動性の材料の特性が変化するにもかかわらず、一定の処理量が保証されることを確保することができる。この処理量は、時間的に規定された周期の間だけ、所定の値もしくは所定の値範囲に一定に保たれてもよい。時間的な周期は、たとえば経験値に基づき調整することができるかまたは充填レベル高さにおける変化に基づき規定される。

本願の範囲内での「一定の体積流量」とは、単位時間あたりに等しい体積の流動性の材料が供給されかつ／または搬送されることを意味している。

さらに有利には、材料流れ方向で見て、ロールの手前に、流動性の材料をロールギャップまたはロールトラフ内に供給するための供給装置が配置されている。これによって、特に有利には調整可能なかつ／または一定の体積流量でロールギャップまたはロールトラフ内への流動性の材料の供給が可能となる。

本発明に係る装置は、すでにロールを通して案内された材料の少なくとも一部を再び少なくとも１つのロール対を通して案内する返送装置を備えていてよい。

ロールギャップは、所望の膜厚が達成されるまで、頻繁にマスによって通過されてよい。ロールに対する複数回の通過により、たとえば２段ロール掛け機構または３段ロール掛け機構によって、５段ロール掛け機構と同じ結果を達成することができる。

有利には、本発明に係る装置が、さらに、製粉物内の粒厚を検知するための測定装置、特に粉末度測定機器または膜厚メータを有している。この測定装置は、電磁式、光電式、音響式または機械式の測定装置であってよい。有利には、この測定装置が製粉ロールの近くに取り付けられていて、この製粉ロール上における粉末度または膜厚が測定される。択一的には、測定装置が別個の送出ロールに取り付けられていて、この送出ロール上における粉末度もしくは層厚が測定されてもよい。

特に粉末度測定のためには、粉末度測定機器が近赤外線範囲内の光の利用下で使用される。波長が、測定すべき材料に調和され、これによって、吸収された放射線から、規定された製品含有物質、たとえば砂糖および脂肪の量を算定することができる。この製品含有物質は製品の粉末度と相関関係にある。この相関関係は製品固有であり、予め校正によって求められなければならない。機器は、赤外線光を１つのロール上の製品層に出射し、反射された光量を測定し、製品の粉末度をマイクロメートル（μｍ）で算出する。掃気空気ユニットが測定機器窓の汚染を防護している。

さらに有利には、本発明に係る装置が調整ユニットを有している。この調整ユニットは、粉末度もしくは膜厚がまだ目標マスに達していない場合に、材料の少なくとも一部を返送装置に案内するために働く。

特に調整ユニットは、目標マスが顧客の要望に応じて調整可能となるように形成されている。

たとえばアジアの市場でしばしば要求されるような特に良質のチョコレートは、１２μｍ〜１８μｍの膜厚を要求している。しかし、一般的には、１８μｍ〜３０μｍの膜厚を有するチョコレートがすでに良質のチョコレートと認められる。なぜならば、より小さな組織は、大抵、舌の受容体によって分解することができないからである。

しかし、多くの使用例では、３０μｍ〜４０μｍの膜厚でも十分である。

チョコレートに用いられる充填マスは、通常、３５μｍ〜５０μｍの膜厚を有している。

本発明は、さらに、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する、特に上述したような装置に関する。この装置は、少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロールのロール押付け圧、温度および／または回転速度が調整可能である少なくとも１つのロール対と、ロールギャップを通る流動性の材料の処理量を検出するための装置とを有している。本発明に係る装置は、さらに、ロールギャップ内の流動性の材料の測定された処理量に関連してまたは処理量の変化に関連して、特に少なくとも１つのロールのロール押付け圧、ロールギャップおよびロール回転速度ならびにこれらの組合せから選択された少なくとも１つのプロセスパラメータを変更する調整ユニットを有している。

たとえば、調整可能なプロセスパラメータを有するロール対のロールギャップ内の処理量が検知可能である。

処理量を検出するための装置は、有利には、処理量を規定することができるパラメータに対する少なくとも１つの測定装置を有している。この測定装置は、上述したように、充填レベルメータであってよい。しかし、処理量は、フローメータによって測定されてもよいし、体積測定または重量測定を介して検知することができる流出量と流入量との量差から算定されてもよい。

調整ユニットは、有利には、規定された一定の処理量が得られるように設計されている。

本発明は、さらに、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する設備に関する。この設備では、上述したような複数の粉砕する装置が、材料流れ方向において相前後して配置されている。各装置は、有利には材料流内に進入可能であってよく、これによって、粉砕プロセスに関与する装置の個数が選択可能となる。

本発明の別の態様は、流動性の材料内の粒子を粉砕する方法に関する。

流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する本発明に係る方法では、粒子が少なくとも１つのロール対の間で粉砕される。

有利には、少なくとも１つのロール対のプロセスパラメータが調整可能である。

本発明に係る方法では、ロールギャップを通る流動性の材料の処理量が検出されるかもしくはロールギャップ内のまたは１つのロール対に前置されたロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さが測定される。

たとえば、１つのロールギャップを通る処理量が測定されるかまたは調整可能なプロセスパラメータを有するロール対のロールギャップ内の充填レベル高さが測定される。

流動性の材料の検出された処理量および／または測定された充填レベル高さに関連して、少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に１つのロール対の１つのプロセスパラメータ、さらに特に少なくとも１つのロールのロール押付け圧および／またはロール回転速度が変更される。

付加的または択一的には、少なくとも１つのロールの温度が変更されてもよい。

これによって、流動性の材料内に含まれている粒子の粉砕が、一定の処理量でかつ／または所望の、特に不変の粉砕度で可能となる。

有利には、ロールギャップまたはロールトラフに連続的に流動性の材料が、たとえば供給ベルトを介して供給される。

特に有利には、充填レベル高さが連続的に測定される。これによって、ロールギャップまたはロールトラフ内の充填レベル高さの変化を極めて迅速に検出することができ、少なくとも１つのプロセスパラメータの相応の変更を遅れなしに行うことができる。

ロールギャップおよび／またはロールトラフ内の流動性の材料の充填レベル高さは、有利には非接触式に、特に音響式のまたは光学式のセンサによって測定される。非接触式のセンサは、測定データが粘着したままの材料によって悪化させられないという利点を有している。さらに、非接触式のセンサの場合、１つのレンズが洗浄されさえすればよい。ここのことは、保守手間を減少させる。

処理量は充填レベル測定を介して検知することができる。また、処理量は流量測定を介して検知されてもよいし、流出量と流入量との差形成を介して検知されてもよい。すなわち、処理量は、たとえば流入量および／または流出量の体積測定または重量測定を介して検知されてもよい。

有利には、処理量および／または充填レベル高さに対する目標値または目標値範囲が規定され、処理量および／または測定された充填レベル高さが、設定された目標値に相当しているかまたは目標値範囲内に存在しているように、少なくとも１つのプロセスパラメータが自動的に変更される。

本願の範囲内での「目標値範囲」とは、調整干渉が行われることなく、処理量または充填レベル高さが存在することができる範囲である。すなわち、たとえば、充填レベル高さの小さな変動では、プロセスパラメータの変更はまだ生じず、測定された充填レベル高さが目標値範囲から逸脱した場合に初めて生じる。

有利には、製粉物は、付加的には、定常の状態が生じるまで、予め調整されたプロセスパラメータのまま少なくとも１つのロール対によって粉砕される。ロールギャップまたはロールトラフ内の、定常の状態で生じる充填レベル高さが、目標値として規定されるか、もしくはこの目標値に基づき目標値範囲が定義される。

プロセスパラメータは、有利には、調整ユニットによって自動的に変更される。この調整ユニットは、有利には、充填レベル高さが規定の値だけ変化したことによって、少なくとも１つのプロセスパラメータが規定の値だけ変更されるように調整されているかまたは調整可能である。

有利には、本発明に係る装置では、運転中、少なくとも装置の始動の間に下回られ得ない最小のギャップ幅を調整することができる。この最小のギャップ幅は、有利には、相応の機構を介して調整することができる。最小のギャップ幅の設定によって、ロールミルの始動が簡単になる。なぜならば、製粉物が、ロール相互の十分な押付け時よりも良好に引き込まれるからである。

択一的には、ロールミルの始動時に、ある程度の期間、材料の相応の処理量が達成されるまで、押付け圧が減少させられてもよい。

有利には、本発明に係る方法では、まず、粉砕度と少なくとも１つのプロセスパラメータとの間の関係を検知する校正ステップが行われてよい。たとえば、所定の押付け圧が付与されていて、所定の処理量が意図されている場合、ロールギャップまたはロールトラフ内に製粉物の一定の充填レベル高さが生じるまで、少なくとも１つのロールの回転速度を変更することができる。その後、これに随伴した粉砕度が検知され、プロセス量特性マップを作成することができる。このプロセス量特性マップは、調整ユニットまたは制御装置に相応に格納することができ、調整のために使用することができる。

有利には、充填レベル高さの目標値または目標値範囲を規定する校正ステップが行われる。

有利には、校正ステップにおいて、プロセスパラメータと、充填レベル高さと、処理量と、粒子の粉砕度との間の関係を規定することができる。特にこれらの値のうちの２つを一定に保ち、第３の値を変更することによって、この変更の、第４の値に与えられる影響を規定することができる。

有利には、更なる方法ステップでは、少なくとも１つのロール上における膜厚が、特に膜厚を検出するためのセンサを有する膜厚メータによって測定される。

さらに有利には、本発明に係る方法が繰り返される。すなわち、マスが少なくとも１つのロール対によって再度粉砕される。特に本発明に係る方法は、検査量、特に測定された粉末度または膜厚が目標値に達したかどうか、かつ／または上回ったかどうかもしくは下回ったかどうかを規定する検査ステップを有している。

さらに特に本発明に係る方法は、検査量、特に測定された粉末度または膜厚が目標値にまだ達していない限り、前述した方法ステップを繰り返す制御ステップを有している。

さらに特に本発明に係る方法は、検査量が目標値に達した限り、１つのロールまたは複数の別の付加的なロールを作動させる制御ステップを有している。

さらに特に本発明に係る方法は、少なくとも１つの目標量、特に所望の粉末度または膜厚もしくは一連の目標量を設定する調整ステップを有している。

本発明の更なる態様は、特に上述したような装置に対して処理量の著しい向上を可能にする、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する装置に関する。この課題は、請求項１５に記載の装置によって解決される。

本発明に係る装置は、少なくとも１つのロール対を有している。有利には、本発明に係る装置は、さらに、ロール対に押し付けられる少なくとも１つの別のロールを有している。さらに有利には、本発明に係る装置は、さらに別の複数のロールを有していてよい。これらのロールは、順次連続して配置されていて、互いに押し付けられる。少なくとも１つのロール対または少なくとも１つの付加的なロールの少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロールの押付け圧および／またはロール回転速度を変更することができる。さらに、有利には、ロール対の少なくとも１つのロールおよび／または少なくとも１つの別のロールが、クラウンなしのロールとして形成されている。

クラウンなしのロールと、少なくとも１つのロールの可変の押付け圧ならびに可変の回転速度との組合せによって、製粉された物の粉砕度および／または品質が低下することなしに、ロールミルの処理量の著しい向上が可能となることが判った。

有利には、クラウンなしのロールは、有利には鋼から成る剛性的なコア周壁と、肉薄の壁とを有している。コア周壁と壁との間には、さらに、弾性的な層が配置されている。コア周壁は、剛性的なロール周壁を備えた中空ロールとして形成されていてよい。

このようなロールは、たとえば欧州特許出願公開第０７１２４６９号明細書に記載されていて、ロールギャップ内の圧力の変化時でさえ、ロール全長にわたって一定の粉砕度を可能にする。通常使用されるクラウン加工されていないロールに対する利点は、ロールギャップ内の各圧力において、このロールギャップが全長にわたって常に一定の幅を有していることにある。

有利には、少なくとも１つのプロセスパラメータが、測定された値、特にロールギャップ内のまたは少なくとも１つのロール対に前置されたロールトラフ内の製粉物の充填レベルに基づき変更される。

本発明に係る装置によって、粒子の規定の粉砕度を生じさせひいては良好な製品品質を保証するロール掛け動作の良好にコントロール可能なかつスムーズな実行が可能となる。

本発明の更なる詳細および実施の形態は、以下の図面および例の説明から知ることができる。

本発明に係る装置に対する第１の実施の形態の概略図である。 本発明に係る装置に対する第２の実施の形態の概略図である。 本発明に係る装置に対する第３の実施の形態の概略図である。 本発明に係る装置に対する第４の実施の形態の概略図である。 本発明に係る装置に対する第５の実施の形態の概略図である。

図１には、本発明に係る装置１の概略図が示してある。この装置１は、ロール対として配置された少なくとも２つのロール２，３を有している。両ロール２，３の間には、ロールギャップ１４が存在している。ロール対の２つのロール２，３の各々は、回転数制御される別個のモータ６，７によって駆動される。両ロール２，３の間の押付け圧は、圧力調整器８を介して調整される。ロール２，３の前方、つまり、入口側には、ロールトラフ４が配置されている。このロールトラフ４には、供給装置９によって流動性の材料１３が供給される。ロールトラフ４内の流動性の材料１３の充填レベル５は、充填レベルメータ１１によって測定される。この充填レベルメータ１１の測定方向は、ロールトラフ４内の流動性の材料１３の充填レベル高さ５を測定することができるように設定されている。測定された充填レベル高さ５は調整ユニット１０に伝送される。測定された充填レベル高さ５に基づき、調整ユニット１０によって少なくとも１つのプロセスパラメータが変更される。特に対応したモータ６，７の回転数を介して、少なくとも１つのロール２，３の回転速度が変更される。択一的には、圧力調整器８を介して、ロール２，３の押付け圧を変更することができる。

例１：
ロールの押付け圧が一定の２８ｂａｒであり、処理量が一定の１２００ｋｇ／ｈであると、本例の材料の場合、８０μｍの粒径が得られる。プロセスの経過中に流動性の材料の特性が変化すると、両ロールの間への材料の製品引込みひいては処理量も変化してしまう。ロールギャップまたはロールトラフ内への材料の供給が一定である場合、本例では、充填レベル高さが、減少するように変化してしまう。この変化は、充填レベルメータによって記録され、引き続き、調整ユニットによって、押付け圧の相応の変更、たとえば０．５ｂａｒ幅での圧力の増加が行われる。この変更は、ロールギャップまたはロールトラフ内の充填レベル高さの目標値が再度達成されるまで行われる。処理量の変化がより大きい場合には、付加的にロールの回転数が、たとえば３０〜１００ｒ．ｐ．ｍだけ変更される。

例２：
たとえば４０μｍの小さな粒子を形成するために、弾性的な周壁中間材料を備えたクラウン加工されていないロールを使用する場合には、たとえば３５ｂａｒの高い押付け圧が必要になる。このことは、流動性の材料の相応に少ない処理量を招いてしまう。したがって、圧力の高さを一定にしたままロール回転数を増加させることによって、処理量を増加させることができる。

例３：
製粉物が、ロールギャップにおける２８ｂａｒの調整された開始圧および第１のロールに対しては５０ｒ．ｐ．ｍのロール回転数ならびに第２のロールに対しては１００ｒ．ｐ．ｍのロール回転数で挽かれる。その結果、処理量は８００ｋｇ／ｈとなり、製粉物内に存在する粒子の粉砕度は３０μｍとなる。

ロールギャップにおける圧力が３５ｂａｒに増加させられると、処理量が６００ｋｇ／ｈに減少する。その際、粒子の粉砕度は２０μｍに下降する。

第１のロールに対しては７５ｒ．ｐ．ｍおよび第２のロールに対しては１５０ｒ．ｐ．ｍへのロール回転数の増加は、処理量を１０００ｋｇ／ｈに増加させる。その際には、粒子の粉砕度が再び３０μｍに上昇する。

さらに、４５ｂａｒへの圧力の更なる増加と、第１のロールに対しては７５ｒ．ｐ．ｍならびに第２のロールに対しては１５０ｒ．ｐ．ｍへのロール回転数の増加とによって、２０μｍの粒子の粉砕度で処理量を当初の８００ｋｇ／ｈに調整することができる。

連続的なプロセスは、ロールギャップ内のまたは少なくとも１つのロール対に前置された、つまり、入口側に配置されたロールトラフ内の製粉物の充填レベル高さが一定のままである場合に達成される。この状態では、製粉物の供給量が導出量に相当している、すなわち、予め選択された処理量が達成されているように、プロセスパラメータが調整されている。

図２には、本発明に係る装置１０１に対する第２の実施の形態の概略図が示してある。

１つのロール１０２が、不動の壁１１５と共にロールギャップ１１４を形成している。このロールギャップ１１４内の流動性の材料の充填レベル１０５に関連して、ロール１０２のプロセスパラメータ、たとえばロール押付け圧または回転速度、すなわち、回転数を調整することができる。

図３には、本発明に係る装置２０１に対する第３の実施の形態の概略図が示してある。

２つの同じ大きさのロール２０２，２０３が、第１のロール対２２０を形成している。この第１のロール対２２０に対して、両ロール２０２，２０３のうちの少なくとも一方のロールのプロセスパラメータ、たとえばロール押付け圧または回転速度、すなわち、回転数が調整可能となる。

両ロール２０２，２０３には、より小さな直径を備えた別のロール２１６が前置されている。このロール２１６は加圧ロールとして働き、一方のロール２０２と共に別のロール対を形成している。このロール対は、流動性の材料への最初の荷重が生じるロールギャップ２１７を形成している。

したがって、２つのロール対を備えた３段ロール掛け機構が提供される。

加圧ロール２１６はトラフ壁２１８と共にロールトラフ２０４を形成している。

このロールトラフ２０４内の流動性の材料の充填レベル２０５に関連して、ロール対２２０のプロセスパラメータ、たとえば少なくとも１つのロール２０２，２０３のロール押付け圧または回転速度を調整することができる。

図４には、３段ロール掛け機構に対する別の形態としての本発明に係る装置３０１に対する第４の実施の形態の概略図が示してある。

より小さな直径を備えたロール３１６が、より大きな２つのロール３０２，３０３を備えたロール対３２０に後置、つまり、出口側に配置されている。

第１のロール対３２０のロールギャップ３１４内の流動性の材料３１３の充填レベル３０５に関連して、ロール対３２０のプロセスパラメータ、たとえば少なくとも１つのロール３０２，３０３のロール押付け圧または回転速度もしくは第２のロール対３２１のプロセスパラメータ、たとえば少なくとも１つのロール３０３，３１６のロール押付け圧または回転速度を調整することができる。

図５には、３段ロール掛け機構に対する別の形態としての本発明に係る装置４０１に対する第５の実施の形態の概略図が示してある。

３段ロール掛け機構は同じく２つのロール対４２０，４２１を有している。

第１のロール対４２０のロールギャップ４１４内の流動性の材料４１３の充填レベル４０５に関連して、ロール対４２０のプロセスパラメータ、たとえば少なくとも１つのロール４０２，４０３のロール押付け圧または回転速度もしくは第２のロール対４２１のプロセスパラメータ、たとえば少なくとも１つのロール４０３，４１６のロール押付け圧または回転速度を調整することができる。

付加的には、送出ロール４１６上に位置する製品の粉末度を検知する粉末度測定機器（図示せず）を設けることができる。粉末度が、規定された目標値にまだ達していない場合には、製品を第１のロールギャップ４１４に再度供給することができる。

Claims (16)

1. 流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する装置であって、
   該装置が、少なくとも１つのロール対（２２０；３２０，３２１；４２０，４２１）を有しており、該ロール対（２２０；３２０，３２１；４２０，４２１）に対して少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧および／または回転速度が調整可能であり、
   前記装置が、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）内のまたは１つのロール対（２２０；３２０，３２１；４２０，４２１）に前置されたロールトラフ（４；２０４）内の流動性の材料の充填レベル高さ（５）を測定するための充填レベルメータ（１１）を有している、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置において、
   該装置（１）が、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４）内の流動性の材料の測定された充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）に関連して、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）およびロール回転速度ならびにこれらの組合せから選択された少なくとも１つのプロセスパラメータを変更する調整ユニット（１０）を有していることを特徴とする、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置。
2. 充填レベルメータ（１１）が、光学式のまたは音響式のセンサを有している、請求項１記載の装置。
3. 充填レベルメータ（１１）が、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）に向けられたカメラと、カメラ画像に基づき充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）を検知する、特に算出するために適した画像評価ユニットとを有している、請求項１または２記載の装置。
4. ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４；２０４）内に流動性の材料を一定の体積流量で供給した場合に、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４；２０４）内の流動性の材料の充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）が、少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）の押付け圧および／または回転速度の変更によって、予め規定された値または予め規定可能な値に保たれるように、調整ユニット（１０）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 材料流れ方向で見て、ロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）の手前に、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４；２０４）内に流動性の材料を供給するための供給装置（９）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する、特に請求項１から５までのいずれか１項記載の装置であって、
   該装置が、少なくとも１つのロール対（２２０；３２０，３２１；４２０，４２１）を有しており、該ロール対（２２０；３２０，３２１；４２０，４２１）に対して少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧および／または回転速度が調整可能であり、
   前記装置が、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）を通る流動性の材料の処理量を検出するための装置を有している、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置において、
   該装置（１）が、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）を通る流動性の材料の測定された処理量に関連してまたは処理量の変化に関連して、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧、ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）およびロール回転速度ならびにこれらの組合せから選択された少なくとも１つのプロセスパラメータを変更する調整ユニット（１０）を有していることを特徴とする、流動性の材料内の粒子を粉砕する装置。
7. 特に少なくとも１つのプロセスパラメータ、さらに特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧および／または回転速度が調整可能である少なくとも１つのロール対（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）の間で粒子を粉砕し、
   ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）内のまたは１つのロール対（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）に前置されたロールトラフ（４；２０４）内の流動性の材料の充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）を測定して、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する方法において、
   流動性の材料の測定された充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）に関連して、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧、ロールギャップおよびロール回転速度ならびにこれらの組合せから選択された少なくとも１つのプロセスパラメータを変更することを特徴とする、流動性の材料内の粒子を粉砕する方法。
8. ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４；２０４）に流動性の材料を連続的に供給する、請求項７記載の方法。
9. 充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）を連続的に測定する、請求項７または８記載の方法。
10. ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）またはロールトラフ（４；２０４）内の流動性の材料の充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）を非接触式に、特に音響式のまたは光学式のセンサによって測定する、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
11. まず、充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）に対する目標値を設定し、測定された充填レベル高さ（５；１０５；２０５；３０５；４０５）が、設定された目標値に相当するように、少なくとも１つのプロセスパラメータを自動的に変更する、請求項７から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. プロセスパラメータを調整ユニット（１０）によって自動的に変更する、請求項１１記載の方法。
13. まず、少なくとも１つのプロセスパラメータの値を設定し、製粉物内の粒子の規定の粉砕度を達成し、かつ／または充填レベル高さに対する目標値または目標値範囲を検知する校正ステップを行う、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 特に少なくとも１つのプロセスパラメータ、さらに特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧および／または回転速度が調整可能である少なくとも１つのロール対（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）の間で粒子を粉砕し、
    ロールギャップ（１４；１１４；２１４，２１７；３１４；４１４）内の流動性の材料の処理量を検出して、流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を粉砕する、特に請求項７から１３までのいずれか１項記載の方法において、
    検出された処理量に関連してまたは処理量の変化に関連して、特に少なくとも１つのロール（２，３；１０２；２０２，２０３，２１６；３０２，３０３，３１６；４０２，４０３，４１６）のロール押付け圧、ロールギャップおよびロール回転速度ならびにこれらの組合せから選択された少なくとも１つのプロセスパラメータを変更することを特徴とする、流動性の材料内の粒子を粉砕する方法。
15. 流動性の材料、特にチョコレートマスを製造するための粉末または半液状体内の粒子を少なくとも１つのロール対によって粉砕する、特に請求項１から５までのいずれか１項記載の装置において、
    少なくとも１つのプロセスパラメータ、特に少なくとも１つのロールの押付け圧および／または回転速度が、測定された調整量、特にロールギャップ内のまたはロールギャップに前置されたロールトラフ内の製粉物の充填レベル高さに基づき変更可能であり、少なくとも１つのロールが、クラウンなしのロールとして形成されていることを特徴とする、流動性の材料内の粒子を少なくとも１つのロール対によって粉砕する装置。
16. クラウンなしのロールが、有利には鋼から成る剛性的なコア周壁と、肉薄の壁とを有しており、コア周壁と壁との間に弾性的な層が配置されている、請求項１５記載の装置。

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