DD241008A1

DD241008A1 - METHOD FOR MEASURING THE PARTIAL CRYSTALLINE CONDITION OF CHOCOLATE MASSES

Info

Publication number: DD241008A1
Application number: DD85280660A
Authority: DD
Inventors: Georg-Wilhelm Werner; Reiner-Rudolf Hochapfel; Dieter Runge
Original assignee: Schokoladenverarbeitungsmaschi
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1986-11-26
Also published as: IT8648440A1; DE3624392C2; IT8648440A0; IT1196616B; DE3624392A1; DK346986D0; DK346986A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustandes von Schokoladenmassen, welche in kontinuierlich arbeitenden Temperiermaschinen behandelt werden. Derartige Schokoladenmassen muessen temperiert den nachfolgenden Schokoladenverarbeitungsmaschinen, wie Ueberziehanlagen, Giessmaschinen, Hohlkoerperanlagen u. ae. zur Verfuegung gestellt werden. Ziel der Erfindung ist es, ein Messverfahren zu entwickeln, durch das unabhaengig von Erfahrungswerten ein optimaler Verlauf des Temperierverfahrens erreichbar ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands waehrend des Temperiervorganges zu entwickeln, das in Bruchteilen von Sekunden an den fuer das Temperierverfahren relevanten Stellen einen Wert mit ausreichender Genauigkeit liefert. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Messung des teilkristallinen Zustands dort erfolgt, wo die Kristallbildung einsetzt und ein Endzustand der Kristallbildung erreicht ist, mindestens eine elektrische Zustandsgroesse der Schokoladenmasse als Mess- und Regelgroesse verwendet wird, indem durch Messung der elektrischen Zustandsgroesse als Differenzmessung zum Ausgangszustand auf den teilkristallinen Zustand der Schokoladenmasse geschlossen wird. Fig. 1The invention relates to a method for metrological detection of the partially crystalline state of chocolate masses, which are treated in continuously operating tempering. Such chocolate masses must be tempered the following chocolate processing machines, such as Ueberziehanlagen, casting machines, Hohlkoerperanlagen u. ae. to provide. The aim of the invention is to develop a measuring method by which, independent of empirical values, an optimum course of the temperature control method can be achieved. The object of the invention is to develop a method for metrological detection of the semi-crystalline state during the tempering, which delivers a value with sufficient accuracy in fractions of seconds at the relevant for the temperature control points. The object is achieved in that the measurement of the semi-crystalline state takes place where the crystal formation begins and a final state of crystal formation is achieved, at least one electrical state quantity of the chocolate mass is used as the measured and controlled variable by measuring the electrical state quantity as the difference measurement Initial state is closed to the semi-crystalline state of the chocolate mass. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands von Schokoladenmassen, welche in kontinuierlich arbeitenden Temperiermaschinen behandelt werden. Derartige Schokoladenmassen müssen temperiert den nachfolgenden Schokoladenverarbeitungsmaschinen, wie Überziehanlagen, Gießmaschinen, Hohlkörperanlagen u.a. zur Verfugung gestellt werden. Der teilkristalline Zustand bestimmt solche Eigenschaften, wie Fließfähigkeit, Verarbeitbarkeit oder Fettreifbildung nach dem Erstarren.The invention relates to a method for metrological detection of the semi-crystalline state of chocolate masses, which are treated in continuous tempering. Such chocolate masses must be tempered the following chocolate processing machines, such as coating systems, casting machines, hollow body plants u.a. to provide. The semi-crystalline state determines such properties as flowability, processability or fatigue after solidification.

Characteristic of the known technical solutions

Bei allen bisher bekanntgewordenen Temperierverfahren wird der Temperierprozeß über ein Temperatur-Zeit-Regime gesteuert. Beispielgebend soll hier die DD-PS 136570 genannt werden. Bei dieser Lösung wird die erwärmte Masse von einer über ihrer höchsten Schmelztemperatur liegenden Temperatur mittels Kühlwasser in einer Vorkühlzone bis zum Erreichen der Kristallbildungstemperatur gekühlt, auf dieser Temperatur gehalten und danach auf Verarbeitungstemperatur gebracht. Das erfolgt, indem die Masseteilchen durch einen kombinierten Förder- und Mischvorgang zwangsweise und kontinuierlich durch die einzelnen Temperaturstufen hindurchgeführt werden. Im Temperaturbereich, wo ein Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Fettphase erreicht ist, muß die Schokoladenmasse 1 bis 3 Minuten verharren. Das wird durch die Verlangsamung des Förderstromes und/oder der Verlängerung der Förderstrecke erreicht. Ausschlaggebend für die Durchführung des Verfahrens ist immer der teilkristalline Zustand, d. h. die Anzahl der Kristalle pro Masseeinheit. Eine direkte Messung ist nicht möglich, so daß das oben beschriebene Temperatur-Zeit-Regime auf Erfahrungswerten beruht. Die Ergebnisse sind ungenau, da bereits geringe Temperaturunterschiede großen Einfluß auf die Kristallbildung haben. Besonders in dem für die Verfahrensführung relevanten Übergangsbereich zwischen flüssiger Phase und Kristallisation kann der teilkristalline Zustand nur sehr unvollkommen erfaßt werden. Weiterhin können Änderungen der Stoffparameter und der Zusammensetzung, die ebenfalls Einfluß auf das teilkristalline Verhältnis haben, nicht berücksichtigt werden.In all previously known tempering the tempering process is controlled by a temperature-time regime. Exemplary here is the DD-PS 136570 be called. In this solution, the heated mass is cooled from a temperature above its highest melting temperature by means of cooling water in a pre-cooling zone until reaching the crystal formation temperature, maintained at this temperature and then brought to processing temperature. This is done by the mass particles are forcibly and continuously passed through a combined conveying and mixing process through the individual temperature stages. In the temperature range, where an equilibrium state between crystalline and liquid fatty phase is reached, the chocolate mass must remain for 1 to 3 minutes. This is achieved by slowing the flow rate and / or the extension of the conveyor line. Decisive for the implementation of the method is always the semi-crystalline state, d. H. the number of crystals per unit mass. A direct measurement is not possible, so that the temperature-time regime described above based on experience. The results are inaccurate, since even small differences in temperature have a major influence on crystal formation. Especially in the transition region between the liquid phase and crystallization, which is relevant for the process control, the partially crystalline state can only be detected very imperfectly. Furthermore, changes in the substance parameters and the composition, which also influence the semi-crystalline ratio, can not be taken into account.

Die Ursache besteht darin, daß die Temperaturmessung infolge des schlechten Wärmeüberganges zwischen Schokoladenmasse und Temperaturmeßfühler um mehrere Sekunden verzögert ist. Der teilkristalline Zustand ist über die Temperatur nicht zu erfassen, weil zwischen beiden Größen kein physikalischer Zusammenhang existiert.The cause is that the temperature measurement is delayed by several seconds due to the poor heat transfer between chocolate mass and temperature. The semi-crystalline state can not be detected by temperature, because there is no physical relationship between the two quantities.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Meßverfahren zu entwickeln, durch das unabhängig von Erfahrungswerten ein optimaler Verlauf des Temperierverfahrens erreichbar ist.The aim of the invention is to develop a measuring method by which an optimal course of the tempering process can be achieved independently of empirical values.

Object of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur meßtechnischen Erfassung des teilkristallinen Zustands während des Temperiervorganges zu entwickeln, das in Bruchteilen von Sekunden an den für das Temperierverfahren relevanten Stellen einen Wert mit ausreichender Genauigkeit liefert.The object of the invention is to develop a method for metrological detection of the semicrystalline state during the tempering process, which provides a value with sufficient accuracy in fractions of seconds at the relevant locations for the tempering process.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Messung des teilkristallinen Zustands dort erfolgt, wo die Kristallbildung einsetzt und ein Endzustand der Kristallbildung erreicht ist, mindestens eine elektrische Zustandsgröße der Schokoladenmasse als Meß- und Regelgröße verwendet wird, indem durch Messung der elektrischen Zustandsgröße als Differenzmessung zum Ausgangszustand auf den teilkristallinen Zustand der Schokoladenmasse geschlossen wird. Die elektrische Zustandsgröße wird an einen Regler gegeben, der die Differenz zum Ausgangszustand ermittelt und den ermittelten teilkristallinen Zustand mit dem rezeDturbedinaten Sollwert veraleicht und eine Korrekturaröße ausaibt. Als elektrische Zustandsaröße wird dieThe object is achieved in that the measurement of the semi-crystalline state takes place where the crystal formation begins and a final state of crystal formation is achieved, at least one electrical state variable of the chocolate mass is used as a measured and controlled variable by measuring the electrical state variable as a difference measurement Initial state is closed to the semi-crystalline state of the chocolate mass. The electrical state quantity is passed to a controller which determines the difference to the initial state and adjusts the determined semicrystalline state with the desired temperature target value and outputs a correction variable. As electrical state quantity is the

-2- ΖΑΛ ÜUÖ-2- ΖΑΛ ÜUÖ

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß der Gleichgewichtszustand zwischen kristalliner und flüssiger Phase genauer einzustellen ist. Damit kann gleichbleibendes teilkristallines Verhältnis erhalten werden. Die Verarbeitbarkeit der Schokoladenmasse und deren Qualität verbessert sich. Die Temperiermaschine kann insgesamt wirtschaftlicher betrieben werden. Der Energieaufwand reduziert sich.The device according to the invention has the advantage that the equilibrium state between crystalline and liquid phase is to be set more accurately. Thus, a consistent semi-crystalline ratio can be obtained. The processability of the chocolate mass and its quality improves. The tempering machine can be operated more economically overall. The energy consumption is reduced.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The corresponding drawings have the following meaning:

Figur 1: Schematische Darstellung eines dreistufigen Wärmetauschers Figur 2: Schnittdarstellung des Gebers Figur 3: Seitenansicht zu Figur 2.Figure 1: Schematic representation of a three-stage heat exchanger Figure 2: sectional view of the encoder Figure 3: side view of Figure 2.

Aus einem in Figur 1 nur angedeuteten Vorrats- und Mischbehälter 1 gelangt die erwärmte und flüssige Schokoladenmasse in den Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist hier dreistufig aufgebaut. Er besteht aus einer Kühlstufe (erste Stufe), einer Haltestufe (zweite Stufe) und einer Anwärmstufe (dritte Stufe). Der Wärmetauscher ist mit einem Doppelmantel 2 umgeben, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Als Kühlmittel findet in der Regel Wasser Anwendung. Jede Stufe weist einen separaten Kühlmittelkreislauf auf. In der Kühlstufe und in der Haltestufe besteht dieser aus einem Leitungssystem 3, in das eine Kühlmittelpumpe 4, ein Regler 5 und eine mit dem Regler 5 verbundene, aber hier nicht näher dargestellte, Kühlung eingebunden ist. In der Anwärmestufe ist dem Leitungssystem 3.3 zusätzlich ein Temperaturmeßgeber 6 zugeordnet, der mit einer Temperaturanzeige ausgestattet ist. Zwischen Kühlstufe und Haltestufe, zwischen Haltestufe und Anwärmestufe und am Ausgang des Wärmetauschers sind elektrische Meßwertgeber? angeordnet. Den Aufbau der elektrischen Meßwertgeber zeigen die Figuren 2 und 3. Daraus ist ersichtlich, daß im Doppelmantel 2 des Wärmetauschers ein rohrförmiger Durchbruch angeordnet ist. Die Wandung 8 des Durchbruchs weist einen Flansch 9 auf, der mit einem Deckel 10 versehen ist. Durch den Deckel 10 führen zwei elektrische Leitungen 11, an denen je eine plattenförmige Meßsonde 12 befestigt ist. Die Meßsonden 12 befinden sich innerhalb des Druchbruches und liegen sich flächig gegenüber. Der elektrische Meßwertgeber? nutzt den Effekt aus, daß durch die Veränderung des teilkristallinen Verhältnisses elektrische Zustandsgrößen der Schokoladenmasse verändert werden. Als elektrische Zustandsgröße sind insbesondere die Dialektrizitätskonstante oder der elektrische Widerstand gut geeignet. Der durch den elektrischen Meßwertgeber? gewonnene Wert wird auf den Regler 5 gegeben. Dieser führt einen Vergleich der elektrischen Meßgröße des Ausgangszustandes, d.h. also der Meßgrößen der untemperierten Masse, die unter definierten konstanten Bedingungen ermittelt werden, mit dem durch den elektrischen Meßwertgeber ermittelten Wert durch. Die elektrische Meßgröße ist rezepturbedingt und wird dem Regler 5 als Festwert vor Beginn des Temperierens eingegeben. Diese Differenzmessung wird der weiteren Steuerung zugrunde gelegt. Der Regler 5 führt nun einen Sollwert-Istwert-Vergleich durch. Der Sollwert ist rezepturabhängig. Die ermittelte Korrekturgröße wird der Kühlung übermittelt, so daß der Kühlmittelkreislauf auf geeignete Art und Weise geändert wird. In der Anwärmestufe erfolgt die Regelung des Kühlmittelstromes auf konventionelle Weise, d. h. ein Temperaturmeßgeber 6 gewinnt den Wert für den Sollwert-Istwert-Vergleich im Regler 5.3. Der elektrische Meßwertgeber 7.3 ist am Ausgang des Wärmetauschers angeordnet, so daß hier eine nochmalige Kontrolle der temperierten Schokoladenmasse erfolgen kann.From a supply and mixing container 1 only indicated in FIG. 1, the heated and liquid chocolate mass passes into the heat exchanger. The heat exchanger is constructed in three stages. It consists of a cooling stage (first stage), a holding stage (second stage) and a warming up stage (third stage). The heat exchanger is surrounded by a double jacket 2, in which a coolant circulates. As a coolant is usually water application. Each stage has a separate coolant circuit. In the cooling stage and in the holding stage, this consists of a line system 3, in which a coolant pump 4, a controller 5 and connected to the controller 5, but not shown here, cooling is integrated. In the Anwärmestufe the management system 3.3 is additionally associated with a Temperaturmeßgeber 6, which is equipped with a temperature display. Between cooling stage and holding stage, between holding stage and warming stage and at the output of the heat exchanger are electrical transducers? arranged. The construction of the electrical transmitter show the figures 2 and 3. It can be seen that in the double jacket 2 of the heat exchanger, a tubular breakthrough is arranged. The wall 8 of the opening has a flange 9 which is provided with a cover 10. Through the lid 10 lead two electrical lines 11, to each of which a plate-shaped probe 12 is attached. The probes 12 are within the Druchbruches and lie flat against. The electrical transmitter? exploits the effect that are changed by the change in the semi-crystalline ratio electrical state quantities of the chocolate mass. As electrical state variable, in particular the dielectric constant or the electrical resistance are well suited. The through the electrical transmitter? obtained value is given to the controller 5. This results in a comparison of the electrical measurement of the initial state, i. So the measured variables of the untempered mass, which are determined under defined constant conditions, with the value determined by the electrical transmitter value. The electrical variable is based on the recipe and is the controller 5 entered as a fixed value before the start of tempering. This differential measurement is used as the basis for further control. The controller 5 now performs a setpoint-actual value comparison. The setpoint is recipe-dependent. The determined correction quantity is transmitted to the cooling, so that the coolant circuit is changed in a suitable manner. In the Anwärmestufe the control of the coolant flow is carried out in a conventional manner, d. H. a Temperaturmeßgeber 6 gains the value for the reference value-actual value comparison in the controller 5.3. The electrical transmitter 7.3 is arranged at the outlet of the heat exchanger, so that a repeated check of the tempered chocolate mass can take place here.

Claims

Invention claim:

1. A method for metrological detection of the semi-crystalline state of chocolate masses in the tempering, wherein

- The tempering machine is operated in a continuous mode, characterized in that

- The measurement of the semi-crystalline state takes place where

• uses crystal formation and

A final state of crystal formation is reached,

- At least one electrical state variable of the chocolate mass is used as measured and controlled variable by

• is concluded by measuring the electrical state variable as a difference measurement to the initial state on the 'semi-crystalline state of the chocolate mass.

2. A method for metrological detection of the semi-crystalline state of chocolate masses in the tempering according to item 1, characterized in that the electrical state variable is given to a controller (5) which determines the difference to the initial state.

3. A method for metrological detection of the semi-crystalline state of chocolate masses in the tempering according to item 1 and 2, characterized in that the controller (5) compares the determined semi-crystalline state with the recipe-related setpoint and outputs a correction variable.

4. A method for metrological detection of the semi-crystalline state of chocolate masses in the tempering according to item!, Characterized in that the dielectric constant and / or the electrical resistance of the chocolate mass is applied as electrical state variable.

For this 2 pages drawings