阅读说明：本技术 混合和揉搅方法 (Mixing and kneading method ) 是由 伯恩哈德.胡克尔曼 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种通过混合和/或揉搅初始成分来制备物料的方法,所述物料具有均相或由均相形成,所述均相可选地包含分散在均相中的碎块和/或气泡。均相优选在物料中是连贯的或者说连续的,可选地带有分散在均相中的碎块和/或气泡。物料的均相优选具有初始成分的至少一种聚合物和其他组分或由至少一种聚合物和初始成分的其他组分组成。(The invention relates to a method for producing a material by mixing and/or kneading starting components, said material having a homogeneous phase or being formed from a homogeneous phase, optionally containing fragments and/or gas bubbles dispersed in the homogeneous phase. The homogeneous phase is preferably coherent or continuous in the material, optionally with fragments and/or gas bubbles dispersed in the homogeneous phase. The homogeneous phase of the mass preferably has or consists of at least one polymer of the starting components and further components of the starting components.)

混合和揉搅方法

技术领域

本发明涉及一种通过混合和/或揉搅初始成分来制备物料的方法，所述物料具有均相或由其组成，均相可选地包含分散在其中的碎块和/或气泡。所述方法可以分批次地或连续地进行，其分别可选地具有连续的、优选分批次的初始成分输入。均相优选在物料中是连贯的或者说连续的，可选地带有分散在均相中的碎块和/或气泡。优选所述物料由连贯的或者说连续的均相组成，带有可选地分散在均相中的碎块和/或气泡，或者所述物料由所述均相组成。物料的均相具有优选至少一种聚合物和初始成分的其他组分，或者由至少一种聚合物和初始成分的其他组分组成，它们在初始成分中可选地至少一种是粉末状的并且至少一种是液态的，或者所有都是液态的。均相优选是可交联的或者可固化的和/或热固化的。

所述方法具有的优点在于，能够在短时间内混匀成均相。在固化的物料、例如自固化的塑料混合物(其例如包含可聚合的单体和聚合反应起始剂)中，因较短的用于物料制备的时间从而获得较长的可供使用的适用期或者说可加工时间。

总体上优选地，所述物料是基于淀粉、可选地蛋白质、可选地脂肪和水组成的面团，从而构成均匀的连续的相，所述相包含被水溶胀的淀粉和/或被水变性的蛋白质、可选地脂肪、盐、膨化剂、香精和色素或由上述成分组成，例如是由面粉组成的面团。在均相中可以包含有碎块和/或气泡。

对于是食品的聚合物来说，所述碎块是碎块状的食品、例如谷物、巧克力、植物碎块、例如坚果、水果、水果成分、葡萄干等。

可选地，初始成分包含添加的气体、例如CO₂、氮气、氮氧化物(尤其NO或N₂O)，其在压力下为气态，或是固态或液态。

优选地，所述方法在混合初始成分之后或由初始成分制备物料之后具有物料成型和物料固化或者说交联的步骤，该步骤例如通过加热实现。在面团基于作为聚合物的面粉形成的情况下，所述加热也可以被称为烘焙。

现有技术

已知的是，通过初始组分的成分在容器中的混合和揉搅制作均匀的物料，在所述容器中布置有电机驱动的搅拌器，或者所述制作借助挤出装置或通过泵压经过一个管路进行，在所述管路中安置有静态的混合器。

文献WO 2015/114118 A1描述了在容器中将生肉打散、粘接和/或加盐和腌料的处理，其中一个壁或整个容器被驱动进行往复运动，优选整个容器沿两个轴线分别以不同的频率被驱动。

技术问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可选的或改进的用于混合或揉搅(或揉捏)的方法，利用所述方法能够制备物料，所述物料具有均相(homogene Phase)，所述均相优选在整个物料中是连续的。

本发明通过权利要求的技术特征、尤其通过用于由初始成分制备物料的方法解决所述技术问题，所述物料具有连贯的均相，所述方法包括以下步骤或由以下步骤组成：

-在容器中配量地加入(或者说配制)物料的初始成分(或者说初始组合物)的组分，

-其中，由初始成分的组分形成均相，所述组分包括或由此组成：

至少一种聚合物和其他(或另外的)组分，所述聚合物优选是天然的聚合物、例如淀粉和/或蛋白质，其中，聚合物和其他组分中至少一种是液态的，

或单体或低聚物，低聚物可选地是可聚合的和/或可交联的，例如是可交联的低聚物和/或可交联的聚合物，可选地带有交联剂和/或聚合反应起始剂，

-为制备物料，在平面中使容器沿两个运动轴线(在此也称作轴线)以至少1Hz的频率运动、例如往复运动，沿每个轴线分别以不同的频率并且在沿每个轴线至少1cm、优选至少10cm的行程上运动，其中可选地，所述运动沿轴线相互间的相位是可改变的、尤其所述相位随着运动的持续时间被改变，所述物料具有均相，所述均相可选地具有在均相中分散的碎块(或碎片)和/或气泡，

-可选地将物料从容器中取出，

-可选地使物料成型，

-可选地、尤其通过加热使物料固化。

可选地，均相包含分散在该均相中的气泡，从而例如使得物料由至少70体积％的均相、至少80体积％、至少90体积％或至少95体积％或至少99体积％的均相组成，其中，物料的剩余体积含量是气泡，其中，可以在容器内部具备所述体积含量和/或优选地在物料从容器中取出后即具备所述体积含量。当初始成分包含发泡剂、例如膨化剂、尤其酵母时，气体含量可以在从容器中取出后进一步升高，例如在物料的成型过程中和/或固化过程中，所述成型过程和/或固化过程通过加热实现。进一步可选地，可以在所述物料中添加碎块，所述碎块例如以最多10体积％、最多5体积％、最多2体积％不均匀地与均相结合，或者所述物料不具有添加的碎块。

可选地分散在均相中的碎块可以被加入初始成分中，或者可以在制备物料(所述物料通过使容器运动由均相形成时)添加，并且例如通过使容器沿两个运动轴线重新运动被混匀至均相中。气泡可以通过初始成分中的发泡剂或气体形成。

在所述方法中，初始成分的组分包括优选至少一种聚合物和其他组分，所述聚合物优选是天然的聚合物、例如淀粉和/或蛋白质，其中，聚合物和其他组分的至少一种是液态的，或者所述初始成分的组分由上述组分组成，并且以至少1Hz的频率使容器沿两个轴线分别以不同的频率在沿每个轴线至少1cm、优选至少10cm的行程上往复运动，该运动制备物料，所述物料具有均相，所述均相通过或由至少一种聚合物和至少一个其他组分构成，在均相中可选地具有分散的碎块和/或气泡。均相贯穿整个物料，并且连同封闭在该均相中的碎块和/或气泡构成物料的结构。均相优选是高粘性的，例如糖混合物、焦糖或巧克力或面粉基底的面团，所述面团可以是具有发泡剂的面团、例如酵母面团或面头，或者是不含发泡剂的面团、例如面条面团或馅饼面团。

作为备选，初始成分的组分可以包括可聚合的单体或低聚物和/或至少一种可交联的低聚物和/或可交联的聚合物，可选地带有交联剂和/或聚合反应起始剂，其中，所述组分可以混入均相中。在此，聚合物通过可聚合的前体化合物构成。总体上针对本发明的目的，当在均相中尚且局部地包含由初始成分的各组分形成的颗粒时，由初始成分制备的混合物也可以构成均相，所述颗粒优选通过聚合反应或交联结合。局部的颗粒可能例如是未胶凝的淀粉颗粒或未碎解的聚合物。优选地，均相包括最多5重量％、优选最多4重量％、最多3重量％、最多2重量％或最多1重量％的由初始成分的各组分形成的颗粒，其中，所述颗粒优选通过聚合反应或交联结合在均相中。

根据本发明，初始成分的混合或揉搅通过容器以至少1Hz的频率沿两个轴线以分别不同的频率在沿每个轴线优选至少1cm、至少2cm或至少3cm或至少10cm、例如高达50cm、高达30cm、高达20cm或在距离较短的情况下不高于10cm的行程上的往复运动实现。

总体上，沿两个轴线的运动可以实施为容器沿两个运动轴线的往复运动，所述运动轴线分别围成角度、例如围成90°。在此优选的是，往复运动沿每个运动轴线以至少1Hz或至少2Hz或至少3Hz、优选至少4Hz或至少5Hz、至少6Hz、至少7Hz、至少8Hz或至少9Hz、至少10Hz或至少15Hz、例如高达50Hz或高达20Hz的频率完成。在沿两个轴线的平面中、进而在沿两个运动轴线的往复运动中，容器优选沿利萨如图形(Lissajousfigur)运动。在此优选的是，沿两个轴线的平面或沿两个或三个运动轴线的往复运动分别在不同的频率下进行，例如频率与较高频率相差1％或5％至50％。在两个例如相互成45°、优选90°的运动轴线的情况下，可以沿第一运动轴线例如在5Hz的频率下并且沿第二运动轴线在0.1至4.9Hz、尤其4.1至4.8Hz的频率下进行往复运动。

容器的往复运动可以例如在至少1cm、优选至少2cm或至少5cm、至少10cm或至少15cm、例如高达50cm、高达30cm或高达20cm的距离上延伸。进一步优选地，容器的往复运动是谐振的。容器的往复运动是非线性的并且可以是正弦形的、三角形的或弧形的，优选沿利萨如图形走向，所述利萨如图形优选位于平面中或者说是二维的。因为通常非线性的运动轴线、优选沿利萨如图形的往复运动导致均匀且剧烈的混合，即使所述成分的组分具有相近的或相同的比重。每个运动轴线本身可以使线性延伸的，从而通过沿两个运动轴线的运动的叠加形成容器的非线性运动。

优选地，容器具有底盖，所述底盖应打开或者说从内部容腔移除，以便能够在往复运动之后为使物料被取出或掉落而将内部容腔打开。进一步优选地，容器具有顶盖，所述顶盖应从内部容腔移除，以便能够为填充初始成分的组分而将内部容腔打开。针对分批次的方法而言，通过该方式可以使容器在顶盖打开之后被填充，随后借助顶盖将内部容腔封闭，并且在往复运动之后打开底盖以便使物料掉落。当容器从第一位置运动至第二位置并且容器的相互对置的横截面开口被一确定的盖件封闭时，这种待打开的底盖和底盖可以通过仅一个盖件构成，在第一位置中所述一个盖件布置在内部容腔上方，并且在第二位置中该盖件布置在内部容腔下方。

可选地对容器温度调节，尤其冷却。所述容器可以由此冷却，即，将容器布置在冷却的壳体中，或容器具有双外罩，冷却剂可以穿流所述双外罩。

总体上，容器可以具有三角形或四角形、可选地多角形的横截面，所述横截面在一个端部上能够通过第一盖件和布置在相对置端部上的第二盖件被封闭。容器可以被布置为，其中一个盖件布置在另一个盖件上方，优选所述容器利用其横截面与水平面平行地布置。优选地，容器具有椭圆形或圆形的横截面，所述横截面的终端开口被盖件覆盖，所述盖件可以是拱曲的或平面的。所述容器优选包括筒状的内部容腔。

沿两个轴线的运动或者说往复运动可以通过驱动电机被驱动，其中，运动沿轴线的不同频率例如借助滑槽导引、偏心驱动器和/或借助变速器实现。作为备选，往复运动可以通过受控的驱动电机驱动。驱动电机可以是线性驱动器，例如电动或液压或气动的线性作用的驱动器或旋转电机。

总体上，容器的运动分别沿一个轴线、优选沿每个轴线以3.5至350m/s²、例如至少60m/s²、优选至少100m/s²或150m/s²或至少160m/s²或至少200m/s²、例如高达260m/s²或高达250m/s²、例如在从160至260m/s²或从200至250m/s²的范围的加速度进行，并且总体上优选地，所述加速度与分别沿一个轴线、优选沿每个轴线至少为0.5m/s、优选至少2m/s、优选至少3.5m/s、例如高达10m/s或高达6m/s、例如3至4m/s的平均速度相结合。在此，运动沿至少一个轴线、优选沿每个轴线的距离例如为12至24cm。

为实现滚动运动，所述容器例如具有至少三角形或四角形、优选五角形至八角形的对称或非对称的横截面，优选具有椭圆形或圆形的横截面，并且沿运动轴线的往复运动在平面内进行，所述平面例如与横截面大体平行地直至以小角度、例如最多20°的角度相对于所述横截面延伸。优选所述平面平行于水平面延伸。在此，往复运动由此可以调整为滚动运动，从而使运动的相位沿轴线改变。相应可选地，运动沿每个轴线的频率可以在往复运动的持续时长内改变，和/或运动沿轴线的相位可以改变。

在封闭的容器中，通过初始成分对容器容积的底部填充(例如填充度达50至90％、例如达80至90％)可以形成圆形的产品，其方式在于，往复运动沿低频率的利萨如图形进行。因此往复运动可以可选地具有时间比例，在所述时间比例中往复运动沿低频率的利萨如图形进行、例如沿每个轴线以最多15Hz的频率进行。

可选地，物料不从容器中排空，而是容器本身构成用于固化物料的模具，尤其在容器中形成的物料在该容器中通过加热或烘焙固化。在该实施方式中，所述方法例如适用于由具备较高糖和/或糖醇和例如可可或巧克力含量的初始成分来烘焙造型。

均匀的物料可以是食材、例如是糖混合物，其可选地被融化和/或带有溶解水、焦糖或巧克力的含量，或者例如是基于淀粉和/或蛋白质的面团，其优选分别具有水和/或脂肪的含量。

总体上，沿一个或两个轴线的往复运动优选在往复运动即将结束时包含按照时间的份额(或部分)，其中，所述运动沿一个或两个轴线以有利于容器中的物料滚动运动的频率进行，并且优选形成低频率的利萨如图形。这种沿低频率的利萨如图形的运动可以分别具有沿运动的每个轴线相同的频率，并且相互间的相位为80至100°、优选为90°，以便例如形成椭圆或圆形的运动。

优选地，容器在其第一端部上具有至少一个入口管线，通过所述入口管线使初始成分的至少一种组分、可选地初始成分的所有组分被填充至容器中，并且在相对置的第二端部上具有出口管线，通过所述出口管线能够在往复运动之后将物料从容器中取出，例如通过重力从容器中掉落。取代出口管线，还可以通过保持间距地布置在容器下方的捕集装置实现物料的取出，所述捕集装置例如是碗或输送带。

入口管线和/或出口管线可以分别相互独立地由弹性软管或者由管件制成，所述管件具有至少两个关节和在至少两个关节之间发生长度变化的区段。所述管件的关节可以例如由两个相互滑移和/或可扭转地布置的、对中的空心球区段形成，其中每个空心球区段都各连接在一个管区段上。所述管件的发生长度变化的区段可以通过两个相互套插地可纵向滑移地布置的管区段构成。

在此，在入口管线与容器之间和/或在容器与出口或者说出口管线之间分别布置有盖件，在将初始成分配量至容器中之后所述盖件将容器封闭，其中，在往复运动之后将布置在出口或出口管线上的盖件打开，以便取出物料，随后将该盖件重新关闭，并且将布置在入口管线上的盖件打开并且将新的初始成分配量地加入容器中。通过该方式可以分配次地实施所述方法。

作为备选，例如也可以在往复运动期间或者在往复运动中断期间将初始成分连续地或者分批次地配量地加入容器中，并且通过出口或者说出口管线将物料连续地或分批次地取出。总体上并且在该实施方式中优选地，借助第一输送装置将初始成分连续地或者分批次地配量地加入容器中，并且借助第二输送装置将物料连续地或者分批次地通过出口或出口管线取出。输送装置可以分别独立地是挤压泵或流体泵，例如齿轮泵，螺旋输送蜗杆、离心泵或旋转活塞泵。第一输送装置例如连接在与容器相连的入口管线上。

已经表明的是，面粉基底的面团作为通过所述制备的物料至少在黏度像酵母面团或面包面团所具有的黏度一样的情况下构成连结的物料，所述物料不粘连在容器上，而是能够基本上完整地作为面团块从容器中取出或者从容器中掉落。在此，至少容器的内壁由食品用塑料、由铝、优选由不锈钢制成。

初始成分的构成物料中均相或者说连续相的组分包括优选至少一种聚合物以及至少一种其他的组分，所述聚合物优选是天然的聚合物、例如淀粉、尤其面粉，例如由谷物或玉米制成，优选带有蛋白质，所述蛋白质尤其是植物蛋白，例如麸质，其中，聚合物和其他的组分中的至少一种是液态的。所述其他的组分可以例如是水和/或在实施所述方法的温度条件下呈液态的脂肪，例如在温度5至90℃或以上。

所述聚合物可选地可以呈天然或合成的单体或低聚物的形式，所述单体或低聚物可选地是可聚合的，优选与添加的聚合反应起始剂和/或交联剂一起包含在混合物中或由所述混合物形成，或者所述聚合物可以是天然的或合成的聚合物，所述聚合物可选地是可交联的和/或是热塑性的，例如是合成材料聚合物。带有可合成的天然单体和低聚物的初始成分可以例如是由糖和/或糖醇、蛋白质和/或淀粉与水和/或脂肪组成的混合物，所述混合物通过加热可被固化。聚合物作为热塑性聚合物优选具有高于其软化温度的温度并且是液态的。优选地，与合成的单体(其可选地是可聚合的单体和/或可交联的聚合物)相组合的初始成分还包含各自可选地呈粉末形态或液态的惰性填料、加工辅助剂、色素、聚合反应起始剂和加速剂和/或第二可流动的合成或天然的聚合物，或由上述组分形成。由此制备的物料可以是可固化或自固化的合成材料混合物，例如固化成环氧树脂或聚氨酯的初始成分。

天然的聚合物优选是淀粉，例如由谷物、玉米、豆类或根部制成的面粉，所述面粉包含植物蛋白(例如面粉中蛋白质的天然成分或添加的蛋白质、例如面筋、例如自豆类中分离的蛋白质)、动物蛋白(例如乳清蛋白)，或者所述天然的聚合物是不含蛋白或不含麸质的面粉，向其中添加自豆类分离的蛋白质和/或动物蛋白，或者所述天然的聚合物由至少两种上述组分的混合物或由上述组分形成。

物料的均匀的连续的相优选具有至少10Pas、优选至少50Pas或至少100Pas或至少300Pas或至少1000Pas的黏度，例如最高为10000Pas的黏度，黏度在20℃时剪切速率为1/s的条件下在旋转黏度计或转盘黏度计中测定。

根据显示，利用所述方法由可呈粉末形态的天然的聚合物和液态的初始组分(例如水或由两种液体组成的初始组分)在短时间内制备均匀的连续相，所述连续相完全贯穿和/或构成物料，所述物料可选地包含分散在连续相中的碎块和/或气泡。在此，均相优选具有较之初始成分的单独各组分更高的黏度。

可选地，容器可以在配量加入初始成分之后封闭并且被加压气体加载，例如借助用于加压气体的入口管线加载，所述入口管线连接在容器上并且与加压气体源相连。加压气体源可以直接安置在容器上，例如利用阀安置在入口管线中，以便避免加压气体的入口管线的运动。

实施例1：酵母面团或发酵面团的制备

作为初始组分，将2kg用于酵母面团的烘焙混合物(97重量％小麦面粉、干酵母、盐)作为聚合物和0.2kg水作为第二组分以及0.1kg植物油分别在室温下配量地加入由不锈钢制成的内部容腔为5L的筒状的容器中。所述容器沿第一轴线在12cm的距离上以6.8Hz的频率并且沿与第一轴线垂直的第二轴线在同样12cm的距离上以6.15Hz的频率以往复运动形式运动30s。筒状的容器的横截面平行于水平面，终端的横截面是封闭的。在往复运动的时间届满后，均匀的面团作为物料制备完成，所述物料可以容易地从容器中取出。在容器壁上基本上观察不到粘附的面团残余，例如最多10％或最多5％至最多2％的面团残留。面团具有比初始成分约高8℃的温度。在酵母构成气泡的发酵阶段和之后对面团进行烘焙。

实施例2：利用反应性的树脂组分制备自固化的物料

作为固化成环氧树脂的物料的初始成分将100重量份的由双酚A/F反应稀释的环氧树脂、100重量份的石英砂、1重量份的色素、21重量份的由二胺、环氧树脂和壬基酚组成的固化剂组合物配量地加入密封封闭的筒状塑料杯中，塑料杯被抽真空、密封并且转移至适配的由不锈钢制成的容器中并且卡止在该容器中。所述容器沿第一轴线在12cm的距离上以6Hz的频率并且沿与第一轴线垂直的第二轴线在5cm的距离上以5Hz的频率以往复运动形式运动20s。筒状的容器的横截面平行于水平面。在往复运动的时间届满之后，物料是均匀的并且初始成分的反应性组分聚合成均匀的连续相，在连续相中包含有石英砂。