(57)【要約】  提案するのは、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム（１）及びその方法である。システムは、少なくとも、投与手段（２）と、１つ又はそれよりも多くのミキサ（３）と、１つ又はそれよりも多くのレファイナ（４）と、１つ又はそれよりも多くのコンチェ（５）と、液化及びテンパリング手段（６）とを備える、チョコレート塊加工ライン（１１）を含む。様々なデバイス（２／３／４／５／６）の適切な相互依存動作パラメータが、リアルタイム測定デバイスによって測定されて、コントローラデバイス（１２）に送信される。測定される相互依存動作パラメータは相互に最適化され且つ動的に調整されて、少なくとも、最終チョコレート塊７の特徴及び／又はチョコレート生産ライン（１１）のスループット及び／又はエネルギ消費量のような他の動作条件に関して、最適な動作を提供する。
2020517291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、投与手段と、１つ又はそれよりも多くのミキサと、１つ又はそれよりも多くのレファイナ４と、１つ又はそれよりも多くのコンチェ又は１つ又はそれよりも多くの液化装置と、テンパリング手段とを備える、チョコレート塊加工ラインを含み、固体及び／又は液体供給物質が、前記投与手段によって精密に投与され、搬送され、前記１つ又はそれよりも多くのミキサに排出され、前記供給物質は、前記１つ又はそれよりも多くのミキサによって、確定した可塑性及び均質性を備える基本チョコレート塊に混合及び／又は混錬され、事前レファイナとファイナとを含む前記１つ又はそれよりも多くのレファイナに移され、前記基本チョコレート塊は、制御されたローラ圧力及び／又はローラ間隙／距離及び速度及び／又はローラ温度を有する事前レファイナの少なくとも２ローラによって、所定の可塑性と細かさとを備えるチョコレート塊に事前加工され、制御されたローラ圧力及び／又はローラ温度及び／又はローラ間隙／距離及び速度を有する複数のファイナローラによって、所定の粉末細かさを備えるレファイナチョコレート塊に加工され、前記１つ又はそれよりも多くのコンチェに移され、前記レファイナチョコレート塊は、前記１つ又はそれよりも多くのコンチェによって、所与の水分と、粘度と、質感と、脂肪含有量とを備える、コンチングチョコレート塊に加工され、前記テンパリング手段に移され、前記コンチェの各コンチェは、少なくとも、内面を有するコンテナ又はコンチェ容器と、該コンチェ容器の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータとを含み、剪断要素が、前記シャフトから前記内面に向かって延びて、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素の間で前記コンチングチョコレート塊を前記容器の表面に押し付け、前記コンチングチョコレート塊は、前記液化装置によってカカオ脂及び／又は他の脂肪を添加することによって、所定の水分と、結晶化の程度と、脂肪含有量とに処理され、最終的なコンチングチョコレート塊としての前記チョコレート塊は、少なくとも、調温計によって測定される前記所定の結晶化の程度を達成するために温度を変更する前記テンパリング手段によって、前記最終製品に加工され、前記事前レファイナは、前記事前微細化チョコレート塊の前記可塑性の変化を測定するインラインのリアルタイム測定システムを含み、
前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、当該適応性の機械対機械制御システムによって自動的に調整されて、所与の可塑性パラメータ値で自律的な可塑性制御をもたらすことを特徴とする、
自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２】
当該適応性の制御システムは、前記レファイナの測定パラメータに基づいて或いは当該適応性の制御システムへの手動入力によって、前記所与の可塑性パラメータ値を系統的に調整する、請求項１に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項３】
前記事前レファイナは、前記間隙設定パラメータを補正した後に前記ロールの間の間隙を変更する前記２ロールの自動的に調整可能な間隙設定を備える、２ロールレファイナとして実現される、請求項１又は２に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項４】
前記インラインのリアルタイム測定システムは、少なくとも、光源及び／又は光学的画像取込みデバイス及び／又は前記チョコレート塊搬送デバイスの電力消費量を測定する測定デバイス及び／又は前記スループットを測定する測定デバイスを含み、前記事前微細化チョコレート塊のスループットは、前記光源及び前記光学的画像取込みデバイスのライン三角測量によって測定され、前記事前微細化チョコレート塊の可塑性は、前記チョコレート塊搬送デバイスの前記測定される電力消費量との組み合わせにおいて、一定のスループットに基づいて動的に制御される、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項５】
前記チョコレート塊の形態学が、中央に投影されるレーザ又は光源ラインの扇形状に基づいて前記ライン三角測量によって前記事前レファイナの前記ロールの入口ゾーン内で評価され、前記チョコレート塊の前記スループットは、前記検出される形態学ラインに基づいて動的に測定され、前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、前記搬送デバイスの前記測定される電力消費量との組み合わせにおいて前記チョコレート塊の一定のスループットを維持することによって所定の値の可塑性を提供するよう、当該適応性の制御システムによって自動的に調整される、請求項４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項６】
前記光源は、レーザ又はマルチラインレーザ又はＬＥＤプロジェクタとして実現され、且つ／或いは前記光学的画像取込みデバイスは、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項７】
前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出される垂直パターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及び前記ファイナの動的に最適化されたスループットを提供する、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項８】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記ファイナの第５ロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、請求項７に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項９】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの表面を撮像するための並びに対応する表面画像を生成するための光学的画像取込みデバイスを含み、該光学的画像取込みデバイスは、撮像される領域が前記少なくとも１つのロールの作業幅全体をカバーするように構成され、前記表面画像を処理するための画像処理手段を更に含む、請求項７又は８に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１０】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記表面画像及び前記検出される垂直パターンに基づいて制御信号を生成するように、並びに、前記ファイナ又はチョコレート生産プロセスラインデバイスの動作パラメータを調整し且つ動的に適応させる調整手段に前記制御信号を提供して、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすように、構成される、請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１１】
前記光学的画像取込みデバイスは、ライン走査カメラであり、前記表面画像は、１つ又はそれよりも多くのライン内に配置される複数の画素からなり、該複数の画素の各画素は、撮像される前記表面の領域を表し、該領域の物理的な特徴に対応する画素値を有する、請求項７乃至１０のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１２】
特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び／又は前記供給物質の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変化は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、前記ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらす、請求項７乃至１１のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１３】
前記ファイナは、前記ファイナチョコレート塊の粒径を検出する光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、前記ファイナチョコレート塊の前記検出される粒径は、確定した標的粒径と比較され、該標的粒径からの偏差を引き起こす場合、前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１４】
前記ファイナチョコレート塊の粒径は、前記測定システムの近赤外センサデバイスによって測定される、請求項１３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１５】
前記ファイナチョコレート塊の前記粒径は、前記近赤外センサデバイスによって測定される前記ファイナチョコレート塊の脂肪含有量に基づいて測定される、請求項１４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１６】
ファイナの前記第２ロールの駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる、請求項１３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１７】
前記ファイナは、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含んで、前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールに沿う粒径及び塊分布を測定し、前記標的粒径及び／又は前記標的塊分布からの偏差を引き起こす場合、前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの前記ローラ圧力又は前記駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差及び／又は前記測定される塊分布と前記標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられ、前記測定される塊分布は、前記リアルタイム測定及び制御システムによって測定される前記ロールの前記ロール圧力に依存する、請求項１３又は１４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１８】
前記ファイナは、制御サイクルを提供する手段を更に含んで、前記ファイナの前記第５ロールに沿う粒径及び塊分布を測定する、請求項１７に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１９】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ、前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整、並びに前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって相互に最適化され且つ調整される、請求項１乃至１８のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２０】
前記可塑性を制御する前記ローラ速度との組み合わせにおける前記事前レファイナの前記ローラ圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整は、前記ファイナの前記スループット及び前記粒径を制御する前記第２ロールの前記測定される駆動速度に更に基づき、前記ファイナの前記５ロールのうちの少なくとも１つのロールの前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって制御される、請求項１９に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２１】
前記ファイナは、前記最後の第５ロールに除去ナイフを含む５ロールレファイナとして実現され、前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記第５ロールのロール被覆率のパターンを検出する光学的なインラインのリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出されるパターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、前記インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、前記ロールの前記除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる、請求項１乃至２０のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２２】
前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率のパターンを検出するインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出されるパターンは、前記パターンデータベースの格納されたサンプルパターンと比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に制御されて、ファイナ塊の前記粒径分布の連続的な制御及び前記ファイナの動的に最適化されたスループットをもたらし、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、前記インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、前記第５ロールの前記除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる、請求項７乃至２１のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２３】
前記コンチェは、位置決めエンコーダ又はセンサを備えるインラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムを更に含み、作業領域の測定ラインに沿う前記コンチングチョコレート塊の高さプロファイルが生成されて、前記測定ラインに沿う前記位置決めエンコーダ又はセンサによる位置測定を行い、該測定される高さプロファイルに基づいて、コンチングチョコレート塊のパラメータ値が測定され、標的パラメータ値の測定されるパラメータ値の偏差を引き起こす場合、前記コンチェの前記動作パラメータのうちの少なくとも１つの動作パラメータが、前記制御及びモニタリングシステムによって動的に適応させられて、前記測定されるパラメータ値を前記標的パラメータ値と位置合わせする、請求項１乃至２２のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２４】
前記位置決めエンコーダ又はセンサは、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサである、請求項２２３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２５】
コンチングチョコレート塊の前記測定されるパラメータ値は、前記コンチェ塊の粘稠度の尺度をもたらす、請求項２３又は２４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２６】
前記コンチングチョコレート塊の前記高さプロファイルの前記測定ラインは、前記コンチェ容器の長さ及び／又は前記コンチェ容器の前記内面の長さに沿い、前記コンチェ容器の前記内面は、前記作業領域を提供する、請求項２３乃至２５のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２７】
前記コンチェの前記制御及びモニタリングシステムは、コンチェ塊の脂肪含有量を提供する前記供給物質の添加される脂肪を測定する脂肪投与測定デバイスを更に含み、前記基本チョコレート塊の初期脂肪含有量は、コンチェ塊の標的脂肪含有量に対するコンチェ塊の前記測定される脂肪含有量の偏差を引き起こす場合、前記投与手段によって動的に適応させられ、且つ／或いはコンチェ塊の前記脂肪含有量は、前記レファイナの前記ローラ特徴を補正することによって動的に適応させられる、請求項１乃至２６のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２８】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ、前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整、並びに前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整され、前記動作パラメータを最適に調整した場合及び最適に調整された前記動作パラメータの下で前記チョコレート塊の予測されるスループットに対する測定されるスループットの偏差を引き起こす場合、前記ファイナのロール又は前記事前レファイナの前記ロールの摩耗が測定され且つモニタリングされ、前記適切ななロールの交換及び／又は交換の最適なときを示す或いは開始する出力信号が生成される、請求項１乃至２７のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２９】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムの前記測定される高さプロファイル及び／又は前記コンチェの前記脂肪投与測定デバイスの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）及び／又はローラ速度の前記動的調整、及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力の前記動的調整、及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整、及び／又は前記投与手段による前記基本チョコレート塊の前記初期脂肪含有量の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整される、請求項１乃至２８のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項３０】
前記測定データは、前記測定される高さプロファイルであり、前記脂肪含有量測定デバイスは、前記インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムであり、前記脂肪含有量は、前記測定される高さプロファイルに基づいて測定される、請求項１乃至２９のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム(self-optimizing,  adaptive  industrial  chocolate  production  system)に関する。特に、本発明は、少なくとも、投与手段(dosing  means)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサ(mixers)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナ(refiners)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェ(conches)と、液化テンパリング手段(liquefying  and  tempering  means)とを備える、チョコレート塊加工ライン(chocolate  mass  processing  line)の適応性プロセス最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの工業プロセスは、様々な動作条件の下で機能し、動作パラメータ、動作条件、様々な入力材料、中間生成物及び最終生成物の固有の機械間依存性を示す。これは、一般的に、工業プロセス制御システムとも呼ばれる、適切な制御システム、監視システム、及び相互作用する操縦デバイス(ステアリングデバイス)の設計の問題を提示する。関連する又は関連しない動作条件の変化は、多くのプロセスにおいて複雑であり、パラメータ値パターン及び／又は測定制御パラメータパターンの複雑な進化を示す。効果的には、現在産業で動作している従来の制御システム及び先進的な制御システムの両方が、固定パラメータを組み込んで設計されている。これらのパラメータは、特定の動作条件を満たすように調整されることができるが、これらの条件が変化すると、プロセスダイナミクスが変化し、制御システムの性能が劣化し、振動及び不安定性をもたらすことがある。従って、コントローラが、リアルタイムプロセスダイナミクス識別を実行する適応メカニズムと、動作条件又はプロセスダイナミクスが変化するときに制御性能の劣化を回避するコントローラパラメータ自己同調する調整とを含むことが望ましい。それは、プロセス変数の進化を所望の方法で予測し、誘導し、安定化させ、そして、動作の様々なプロセスドメインのためにコントローラ構成をカスタマイズして、時には最適化された適応性制御性能と呼ばれるものを得る。最適化された制御システムは、適切に境界付けられた制御信号を使用することによって、プロセス変数を所望の軌道に沿って駆動し、プロセスダイナミクス及び動作状況の変化、並びにノイズ及び摂動の存在にも拘わらず、それらの最適動作点においてリアルタイムのプロセス安定性を達成し且つ維持することができなければならない。
【０００３】
産業において、チョコレート塊は、脂肪(fat)又は脂肪含有材料(fat  containing  ingredients)（通常はカカオ脂(cocoa  butter)及びリカー(liquor)、ときに乳脂肪及び粒子、通常は砂糖、カカオ固形物、ときには乾燥乳製品）から作られる。乳化剤は、しばしば連続脂肪相内の吸湿性粒子の流れを改善するために使用される。生産中、幾つかの事象、即ち、（ｉ）粉砕による大きな粒子サイズの減少、（ｉｉ）流動中の粒子相互作用を減少させるために脂肪／乳化剤によって個々の粒子を覆うこと、（ｉｉｉ）水が吸湿性粒子上に望ましくない粘着性層を形成する故の、原料に含まれる水の除去、（ｉｖ）カカオ粒子に主として含まれ且つカカオ発酵中に発生する望ましくない揮発性のオフ風味(off-flavors)の除去、及び（ｖ）風味(flavor)の発生が起こる。ステップ（ｉｖ）及び（ｖ）は組み合わせられることができるので、それらは全ての生産ラインで区別可能でない。
【０００４】
より古いレファイナコンチェにおいて、全てのこれらのステップは、通常は同時に行われ、制御が難しかったが、より最近の技術の大部分は、磨砕(grinding)ステップを別々に行う。しかしながら、最終製品の特性に影響を与える異なる生産ステップにおける動作パラメータの相互依存性の故に、より最近の技術では、異なる生産装置で実施される区別されたステップは、最適化された最終製品及び生産サイクルを達成するために、取扱いが困難である。更に、チョコレート調製物を取り扱うことができるミルの種類はごく僅かである。なぜならば、それは最初は非常に粘着性の塊であり、それは、粒子の比表面積が増加するときに、粉砕中に粘着性の粉末に変質し得るからである。最も頻繁に使用される装置は、プレーンローラミル（レファイナ）及び撹拌ボールミルである。粉砕とは別に、コンチェ(conching)と呼ばれる長期の混連(kneading)プロセス内で、他の操作が行われることができる。非常に長いコンチェ時間が依然として推奨され、良好な品質と関連付けられるが、これらの装置は高い設備投資を必要とする。過去３０年間に確立された主な進歩の１つは、カカオ風味処理(treatment)をコンチェから上流のカカオ加工(processing)に移したことである。薄膜蒸発器は、望ましくない揮発性物質及び水を除去するために開発された。これが他の場所で行われないならば、それらの装置は、カカオ液(カカオリカー)(cocoa  liquor)を除菌する(debacterize)こともできる。現代のチョコレート加工において、チョコレート生産者は、彼らが高風味品質の前処理カカオ液を使用することを主張するならば、コンチング時間(conching  times)を大幅に減少させることができる。未処理のカカオも依然として使用されるが、以前と同じように、それは余分の混連を必要とする。粉ミルクの前処理手順を開発することによって、乳チョコレートについても同様の原理に従う。例えば、脱脂粉乳を１％より下の水に乾燥させ、それを脂肪で被覆することができ、それは古典的な混連の代わりに非常に短い液化プロセスを行うことを可能にする。別の成分はクラムであり、クラムは、基本的には、砂糖、カカオ及びミルクの混合物であり、しばしば産業用チョコレートを作るために使われる。クラムは、ミルクを砂糖及びカカオ液と一緒に乾燥させることによって作られる。当初、これは牛乳の保存のために開発されたが、今日では、それは一部の国で好まれる特定のカラメル風味を作るために実施されている。下流の塊生産のために、他のチョコレートの種類と同じ技術を用いることができる。カカオ脂を別の脂肪に置き換えるならば、生産物は、チョコレートではなく、コンパウンド(compound)と呼ばれるのが普通である。技術的には、殆どのコンパウンドは、チョコレート塊に近く、それを作るために類似の機器及び生産ラインを用いることができる。最も大きな違いは、生産的なものというよりむしろ経済的なものである。なぜならば、非常に高価なカカオ脂は、比較的安価な代替脂肪に置き換えられるからである。
【０００５】
本発明について、チョコレート生産サイクルは長く、複雑であり、多くの異なる加工ステップを含み、各加工ステップは、大部分は最終製品の特性に関して互いに複雑な相互依存性を伴う様々な動作及び処理パラメータに影響されることを理解することは重要である。上述の複雑さは、チョコレート生産の一番最初に既に最初の原因を見出している。カカオは、湿度の高い熱帯地方に生育する樹木で、樹幹や枝に継続的に果実を生む。カカオの莢は、典型的には、手で収穫され、花芽や未成熟な莢を傷つけることなく、注意深く木から切り取られる。従って、チョコレート生産及び特性は、カカオ豆、それらがどのような生育するか、収穫されるか、抽出されるか、発酵されるか、乾燥されるかで既に始まっており、どのように包装されるかでさえ既に始まっている。発酵について、それらの周囲の果肉を含む豆は、莢から取り除かれ、積み重ね又はビン内に配置されて、微生物へのアクセスを可能にするので、ペクチン含有物質の発酵が開始することができる。酵母はエタノールを生成し、乳酸菌は乳酸を生成し、酢酸菌は酢酸を生成する。最大７日を要し得る発酵プロセスは、幾つかの風味前駆体を生成し、最終的には馴染みのチョコレートの味をもたらす。風味は発酵プロセスに強く依存するので、しばしば、幾つかの農家からのカカオ豆は、それらがチョコレート製造工場に到達するまで、地元の買い手、貿易業者、地元の購買ステーション、及び輸出業者によって収集され、混合される。しかしながら、異なる製品を混合すること(mixing)及び調合すること(blending)によってさえも、チョコレートの幾つかの特性は、サプライチェーンの一番最初に行われるプロセスに依然として強く依存する。ポリフェノールのようなフレーバー化合物や遊離アミノ酸及び還元糖のような風味前駆体は、カカオ生産者がカカオ莢を収穫した直後に行う発酵の間に形成される。チョコレート生産中に行われる焙炒(roasting)プロセス中に起こるマイラード反応(Maillard  reaction)に基づいて、風味前駆体は、アルデヒドやピラジンのような風味化合物に変換される。これらの風味化合物は、完成したチョコレートの風味プロファイルに共同で責任を負う（例えば、de  Brito,  E.S.,  Garcia,  N.H.P.,  Gallao,  M.I.,  Cortelazzo,  A.L.,  Fevereiro,  P.S.,  &  Barga,  M.R.;  Structural  and  chemical  changes  in  cocoa  (Theobroma  cacao  L)  during  fermentation,  drying  and  roasting.  Journal  of  the  Science  of  Food  and  Agriculture,  2001を参照）。カカオ豆の栽培、発酵、乾燥に関する農業慣行には有意な違いがあることはよく知られており、カカオ豆の質的特性の多くを規定している。例えば、農家、地域、国に依存して、カカオ豆を発酵させるために、異なる発酵方法が用いられることが知られており、カカオ豆の特性に強く影響を与えている。その結果、チョコレート製造業者は、しばしば、様々な農業慣行の故に、カカオ豆の非常に不均一なバッチを受け取る。これらの理由から、チョコレート製造業者は、主に原産国で証明されているカカオ豆の定性的パラメータについての大まかな以前の知識しか持っていない。次に、国又は供給者特有の依存を避けるために、チョコレートを生産するための加工パラメータは、殆どの場合にカカオの原産地のような単純な指標のみに基づいて、豆の調合の期待される���性に基づいて調整される。
【０００６】
チョコレートの生産と製品の品質には、特徴的な風味と製品の一貫性が鍵となる。しかしながら、プレミアムクラスのチョコレートは、良好な一貫性のある原料だけでなく、トータルなプロセス制御を必要とする。なぜならば、品質パラメータ及びチョコレート特性の多くは、最終製品のチョコレートに終わるカカオ豆の加工及び処理によっても決定されるからである。同じ完璧な品質を毎回再現するために、生産チェーンは、理想的なレシピシステムから、材料、レシピ、可塑性、原料、段間及び中間材料情報のような、重要なパラメータを提供し且つ制御することを可能にするシステムに基づいていなければならない。生産チェーンにおいて達成されるべき重要な目標は、とりわけ、正確で再現性のある品質、不良バッチに起因する最小の廃棄物、迅速且つ正確な操作、加工中の製品パラメータの完全な追跡可能性、例えば、成分の修正及び／又は加工ステップの適応(adaption)等を通じた、損失の防止である。従来技術において、生産チェーンのプロセスステップは、例えば、以下のステップを含む。（ｉ）供給(feeding)及び洗浄(cleaning)：トラック、大きなバッグ、ジュートバッグ、又は他の輸送手段からチョコレート加工システムにカカオ豆を自動又は半自動供給することを含む。例えば、特別な動作要件、建築条件、及び／又はライン容量要求に適するように仕立てられて実現されることができる、様々な供給ホッパー技術、輸送システム及び貯蔵サイロが存在する。供給の後に、カカオ豆を洗浄して異物を除去することが続く。このステップは、例えば、下流プロセスの損傷を防止する。洗浄プロセスについては、木粒子、クラスタ、ストリング、砂、及びカカオ豆からの塵のような、あらゆる異物を除去する、様々な多かれ少なかれ効率的な洗浄機が従来技術において存在する。例えば、洗浄は、ガラス、石及び他の重い材料の分離を含んでよく、それは、例えば、特殊なネッティングを備えた空気流動振動ふるいを使用して達成されることができる。出力される製品は、その比重量に従って分類されてよい。このために、カカオ豆は、バッチ計量システムを通じて供給されてよく、バッチ計量システムは、カカオ豆の量を測定し、完全なプロセスの容量を測定する。他の測定システムとのこれらの測定値の組み合わせは、リカー、粉末及び／又はバターについて、例えば、チョコレート加工システムのライン効率の均衡させ且つ最適化することを可能にする。（ｉｉ）除菌(debacterization)及び焙炒(roasting)：カカオ豆の除菌は、風味に影響を与えずに、細菌数を減少させることを可能にする。カカオ豆を焙炒することは、風味や色を引き出す。水分の温度、時間、程度は、豆の種類及び意図される製品に合わせて調整されなければならない。良質のチョコレートを得るために、典型的には、カカオ豆全体が焙炒され、カカオ殻が適切に分離され、磨砕されて(grinded)、リカーになる。従来技術のロースターにおいて、豆は、重力によってロースターを通過させられて、指定された層に保持されてよく、各サイクルの間に、１つの小さなバッチが次のレベルにダンプされる(dumped)。熱風が各層を下から上に通過する。このようにして、各豆は、所定の量の熱風を受けることができ、更に、あらゆる豆が均等に焙炒されることを可能��する。適切な豆焙炒は、風味がニブ(nib)に保持されることを保証する。このプロセスにおいて、殻(shell)はニブを過剰焙炒から保護するのに役立ち、その後に除去されてよい。豆焙炒プロセスは、バターがニブから殻に移動するのを防止しなければならない。チョコレート加工において、豆焙炒は、典型的には、カカオの加工における重要な又は鍵となる部分の１つと考えらる。焙炒及び事前焙炒プロセスのための重要なパラメータは、任意の種類の豆タイプ及び原産地、自動化のレベル、エネルギ消費量、豆特性及び豆水分に対する調整性、過剰焙炒制御及び防止、エネルギ源（蒸気、油又はガス）の選択性、及び労働コスト／強度に対して調整可能である。（ｉｉｉ）選別(winnowing)：典型的には、選別は、焙炒後に行われる。上記で議論したように、選別する前に、豆は、例えば、蒸気によって、除菌及び／又は滅菌されてよい。このために、カカオ豆は、ロースターからカカオ豆滅菌器に移されてよい。除菌及び／又は滅菌プロセスの重要な動作パラメータは、とりわけ、可能な圧力容器温度の程度、水分の摂取量及びエネルギ消費、殻の緩みの程度、例えば、グラム当たり５００ｃｆｕ未満等のバクテリア数、清浄なニブの汚染のリスクの程度、下流の選別における最適な殻分離のための殻の解放の程度、殻のみでの水分摂取のための低圧蒸気処理の能力及び適応性、並びに空化及び充填手順の速度等である。然る後、選別は、豆から殻を除去して、カカオニブのみを残すことを可能にする。選別プロセスの重要なパラメータは、とりわけ、（下流の磨砕機及び微粒化機の摩耗がより少ない）カカオの品質、豆処理の異なる段階における破壊のための周波数制御、例えば、＜０．１の、殻内のニブ含有量の適応性、例えば、＜１．０の、ニブ内の殻含有量の適応性、豆品質の適応性及び制御、並びにニブの細かさ(fineness)／サイズ制御(sizing)等である。ニブロースターユニットを使用するシステムのために、殻は、典型的には、先ず、選別機(winnower)によって除去されなければならず、選別機は、一般的には、カーネル(kernel)から殻を優しく緩める。選別後、アルカリ化が起こり得る。過去３０年間に亘って、ニブアルカリ化は、最も一般的な方法であった。それは、風味、色、及びｐＨの影響に関して、依然として最も柔軟なシステムの１つである。しかしながら、特殊なアルカリ化システムは、非常に高い含水率を有するニブを処理することも可能である。重要なパラメータは、とりわけ、例えば、現在の最新のシステムでは３５％までの、システムが依然としてニブを取り扱うことができる水分のレベル、例えば、８以上までの、達成可能なｐＨ値、均一な風味開発(development)のためのニブの処理の均一性及びエネルギ消費等である。それらのシステムでは、アルカリ化システムにおける乾燥後、事前乾燥されたニブはロースターに供給されて、所望の色及び風味開発を行う。アルカリ化の後に、水分は蒸発させられて、排出されなければならない。この乾燥プロセスを高速化するために、真空システムを使用することができる。連続ニブ焙炒技術は、幾つかの利点を有する。ターニング層(turning  layers)を使用するとき、全てのニブは均等に処理され、均一な風味開発が達成される。方法は、カカオとチョコレートの両方の生産において用いられることができる。低エネルギ消費の故に、それは柔軟な風味開発のための良好な焙炒方法である。典型的には、それは優れた最終製品の色を生成することも可能にする。高酸性及び非発酵性の豆は、より低い酸度の製品、及びカカオの風味が多い製品にアップグレードすることができる。追加的な利点は、あらゆる種類の豆タイプ及び原産地を加工するようにシステムを調整することができ、それが連続的な長期の生産に適していることである。排気は、低い焙炒温度の故に、より低い臭気濃度を有する。連続的なニブロースターは、ニブをリカー磨砕のための理想的な温度まで冷却する冷却区画を有する。（ｉｖ）磨砕(grinding)：ニブは、２段階で、最適な流動特性を有するカカオ液（カカオ脂中に懸濁されたカカオ粒子）に磨砕されることがある。ビーズミル内で均一に分散されたエネルギ密度を達成しようとすると、非常に狭い粒径分布(particle  size  distribution)を有する塊(masses)を生成することができる。事前磨砕及び磨砕のための異なる方法及び技術が最新技術において知られている。磨砕のために、カカオニブは、例えば、供給スクリュー又は他の手段によって磨砕チャンバに供給されることができ、磨砕チャンバで、ナイフが、直ちに磨砕プロセスを開始する。これらのナイフは、典型的には、摩耗を減少させるのに役立つことがある特別に硬化された鋼で作られる。磨砕の基本原理は、当技術分野においてよく知られている。即ち、事前磨砕されたリカーは、１以上の段階で、ボールミルの磨砕容器を通じてポンプ送りされる。微粒化作用は、垂直な被覆された磨砕タンク内で回転する、撹拌器アーム(agitator  arms)及びダイバータ(diverters)を備える特殊なシャフトにより達成され、磨砕タンクは、硬化された鋼ボールで満たされる。磨砕要素の様々な層は同じ方向に動くが、異なる速度で動く。ボールミルの設計は、最小のエネルギを必要としながら、可能な限り最大の容量を達成するよう、最適化されるべきである。磨砕プロセスの重要なパラメータは、とりわけ、ボールミルの容量と効率、篩の大きさの適格性、細かさ等である。（ｖ）混合(mixing)及び混連(kneading)：チョコレート加工システムの重要な部分は、チョコレートレシピを生産することによって形成される。材料(ingredients)−カカオ液、カカオ脂、砂糖、ミルク、乳化剤−は、高剪断及び混連作用で慎重に混合され、更なる可能のための均一な塊を生成する。（ｖｉ）微粒化(refining)：次のステップで、チョコレート混合物は微粒化され、その質感(texture)のみならず風味も、一連のローラを通過することによって向上させられる。最新技術において知られているのは、例えば、品質及び効率の点で様々な特性に影響を与える柔軟性のある２本のロール及び／又は５本のロールを用いる２段階微粒化プロセスである。（ｖｉｉ）コンチング(精錬)(conching)：このプロセスは、チョコレートの風味及びレオロジーを発達させて、固有の苦味の一部を放出し、最終的に、結果として得られるチョコレートに滑らかな口中溶融品質を与える。コンチングの間に、チョコレートは、製造業者が望む風味及び質感に依存して、数時間の期間に亘って連続的に混連され、剪断される。（ｖｉｉｉ）事前結晶化(precrystallization)：適切なシード事前結晶化技術が、光沢��向上させられ、結晶マトリックスがより密で、強度がより高い、チョコレート製品を生産することがあ。それはファットブルーム(fat  bloom)を防止するのをサポートすることもあり、貯蔵安定性を大幅に向上させることがある。
【０００７】
チョコレートの塊特性(mass  properties)に関しては、粘度が重要な尺度である。チョコレート塊は、液体脂肪の連続相中の粒子の懸濁液である。最終製品を生産するときの下流で、脂肪結晶化(fat  crystallization)が開始され、塊は所望の形状にされて、固化する。最終製品の様々な特性は、静止した液体チョコレート塊の測定可能な特性に関する。従って、流動特性(flow  properties)は、通常、チョコレートが口の中で溶ける温度に近い４０℃の温度で測定される。滑らかな溶解又は粘着性の挙動のような質感の感覚は、通常、流動特性と相関する。チョコレート塊は、非ニュートン流体であるので、その剪断応力は、異なる剪断速度で測定されなければならず、それは流動曲線(flow  curve)をもたらす。剪断速度で除算された剪断応力は、みかけの粘性(apparent  viscosity)をもたらす。この剪断速度に対する粘度は、粘度曲線をもたらす。チョコレート塊は、ずり減粘流体(shear  thinning  fluid)であり、よって、塊が流れ始めるときに、最大の粘度が見出される。粒子間の相互作用がこの挙動に関与していると考えられ、それは水のようなニュートン流体とは極めて異なる。従って、流動曲線の１つの重要な部分は、極めて低い剪断である。降伏値は、塊が移動し始めるときに、剪断応力を定義する。測定には最小の剪断速度が必要であるので、通常、降伏値は、モデリング予測に従って流動曲線から外挿しなければならない。低剪断応力での降伏値又は測定値は、極めて実用的な重要性も有する。何故ならば、多くの工業的な操作が、ゆっくりと流れる塊、例えば、型内で静止した液体塊の均等な分布で実行されるからである。しかしながら、幾つかの加工は、高剪断の下で、例えば、塊をポンピング又は噴霧するときに行われる。これは、流動曲線の他端によって最良に記載される。よって、通常、それは無限剪断(infinite  shear)に外挿され、その場合、その結果は、キャソン(Casson)又はウインドハブ無限粘度(Windhab  infinite  viscosity)と呼ばれる。当然、脂肪含有量、乳化剤及び材料特性が、年度に対して最大の影響を有する。それらの後には、粒径分布及び粒子パッケージ密度も重要である。均等の又は単一モードの粒径は、脂肪で満たされた大きな空隙を作る。二モード分布又はマルチモード分布を用いるならば、この捕捉された脂肪を適切なサイズの固体粒子と置換することが可能であり、それは、懸濁液が移動させられるときに、大きな粒子が互いに通過し合うのを助ける。既に議論したように、磨砕プロセスは、粒径分布及び結果として得られる流動特性に大いに影響を及ぼす。ローラーレファイナは−最適な設定で操作されるならば−より広い、二モード又はマルチモード分布、より高いパッケージ密度、及び高い剪断速度でのより低い粘度を生成する傾向を有する。対照的に、ボールミルは、より狭い分布、より少ない比表面、及びより低い収量値(yield  value)をもたらす。流動特性又は硬度のような、チョコレート塊の物理的に測定可能な特性は、スナップ、硬度、溶解等のような感覚知覚と相関させられる。よって、質感に関しては、測定によって品質を予測することができる。これは、風味に関して遙かに困難である。理想的には同じ機器で作られるべき、ホワイト塊、ミルク塊、ダーク塊は、味が異なることは明らかである。しかしなが���、個々のチョコレート製造業者が目指す製造業者特異な味覚まで、各カテゴリにもっと多くの種類がある。一般的に、高品質についての風味を定義し、それを達成するための機器を比較して識別することは、不可能である。加工の代替を検討するならば、望ましい結果を得るために、レシピ及び技術を互いに適応させることが常に必要である。
【０００８】
生産プロセスの適切な自動化によって主に保証される高品質再現性が、チョコレート生産プロセスのための中心である。よって、高品質製品を作るためには、生産プロセスを通じて問題のないプロセス及び完全なトレーサビリティ(追跡性)が必要とされ、適切な生産ラインを提供することが業界における強い要求である。更に、チョコレート生産プロセスシステムによって、操作の容易さ、品質データ管理、分析機能性を組み合わせるのが可能であることが望ましい。システムは、動的に測定され且つ追跡される測定パラメータ及び動的に適応される加工手段並びにプロンプトによる原材料の特性に対する精密なフィードバック及び可能な適応又は充填材料への閉ループ制御によって、充填直後の液体、ペストリー、粉末又は固体製品についての充填量の精密な調整を更に可能にしなければならない。最後に、システムは、不必要な物的損失を最適化すること及び／又は回避すること並びに合法的な充填量及び平均重量規制を満足することを可能にしなければならない。システムによる生産プロセスは、収益性及び品質を監視し、分析し、且つ制御するために、特に適切な測定及び統計データを提供することによって、ＩＳＯ及びＧＭＰのような内外の基準に適合し(conform)なければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つの目的は、操作中の産業用チョコレート生産ラインの捕捉された操作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムで動的に反応する、自己最適化する適応性の機械間制御システムを提供することである。具体的には、本発明の目的は、可能な最高の効率で動作する適応性の機械対機械制御システムを提供すること、例えば、チョコレート生産及び製造操作の効率を総合設備効率(Overall  Equipment  Effectiveness)（ＯＥＥ：参照番号１３は、ＯＥＥ測定デバイスを用いたチョコレート生産のＯＥＥの測定値を示す）の割合として測定することである。ＯＥＥは、典型的には、絶対的な尺度でないが、ＯＥＥは、プロセス性能改良のために生産ライン特異な範囲を特定するのに非常に適している。この意味において、ＯＥＥ測定は、生産ラインの実施及び実施改良の指標を提供するために、リーン製造パラメータと共に、主要業績評価指標（ＫＰＩ）として一般的に使用される。従って、本発明の更なる目的は、エネルギ消費、労力又は生産時間のような、操作コスト及び使用されるリソースを最小限に抑えることを可能にする、自己最適化された適応性の機械間又は機械対機械制御システムを提供することである。本発明の別の目的は、原料又は供給材料の特性が変化する場合に、操作者の決定又は機械の磨耗の可能性が望ましくない驚きを引き起こす場合があることを回避することである。更に、本発明の目的は、チョコレート生産ライン操作の可能な限り高い加工信頼度で所望の生産目標を最適化する、電子的に操縦可能な自己最適化する適応性の制御システム及び外部電子又はデジタル制御サービスを提供することでもある。本発明の別の目的は、チョコレート塊タイプの生成をもたらす全てのプロセス、即ち、投与、混合、微粒化、コンチング、タンクへの輸送及びテンパリングの、統一された、機械間制御、操縦及び最適化を提供することである。システムは、それらの実施を行う全ての技術機械、即ち、ミキサ、事前レファイナ、レファイナ又は複数のレファイナの選択の可能性、並びにチョコレート塊の受取り及びコンチングのための指定されたコンチェのためのパラメータを用いて、様々なレシピを作成して最適化することができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、これらの目的は、特に独立項の構成で達成される。加えて、更なる有利な実施形態を従属項及び関連する記述から導き出すことができる。
【００１１】
本発明によれば、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システムについての上述の目的は、特に、システムが、少なくとも、投与手段と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサと、１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナ４と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェ又は１以上(１つ又はそれよりも多く)の液化装置と、テンパリング手段とを備える、チョコレート塊加工ラインを含み、固体及び／又は液体供給物質が、投与手段によって精密に投与され、搬送され、１つ又はそれよりも多くのミキサに排出され、供給物質は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサによって、確定した(明確な)(defined)可塑性及び均質性を備える基本チョコレート塊に混合及び／又は混錬され、事前レファイナとファイナとを含む１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナに移され、基本チョコレート塊は、制御されたローラ圧力及び／又はローラ間隙／距離及び速度及び／又はローラ温度を有する事前レファイナの少なくとも２ローラによって、所定の可塑性と細かさとを備えるチョコレート塊に事前加工され、制御されたローラ圧力及び／又はローラ温度及び／又はローラ間隙／距離及び速度を有する複数のファイナローラによって、所定の粉末細かさを備えるレファイナチョコレート塊に加工され、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェに移され、レファイナチョコレート塊は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェによって、所与の水分と、粘度と、質感と、脂肪含有量とを備える、コンチングチョコレート塊に加工され、テンパリング手段に移され、コンチェの各コンチェは、少なくとも、内面を有するコンテナ又はコンチェ容器と、コンチェ容器の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータとを含み、剪断要素が、シャフトから内面に向かって延びて、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素の間でコンチングチョコレート塊を容器の表面に押し付け、コンチングチョコレート塊は、液化装置によってカカオ脂及び／又は他の脂肪を添加することによって、所定の水分と、結晶化の程度と、脂肪含有量とに処理され、最終的なコンチングチョコレート塊としてのチョコレート塊は、少なくとも、調温計によって測定される所定の結晶化の程度を達成するために温度を変更するテンパリング手段によって、最終製品に加工され、事前レファイナは、事前微細化チョコレート塊の可塑性の変化を測定するインラインのリアルタイム測定システムを含み、２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、適応性の機械対機械制御システムによって自動的に調整されて、所与の可塑性パラメータ値で自律的な可塑性制御をもたらす点において達成される。適応性の制御システムは、例えば、レファイナの測定パラメータに基づいて或いは適応性の制御システムへの手動入力によって、所与の可塑性パラメータ値を系統的に調整することができる。事前レファイナは、例えば、間隙設定パラメータを補正した後にロールの間の間隙を変更する２ロールの自動的に調整可能な間隙設定を備える、２ロールレファイナとして実現されることができる。インラインのリアルタイム測定システムは、例えば、少なくとも、光源及び／又は光学的画像取込みデバイス及び／又はチョコレート塊搬送デバイスの電力消費量を測定する測定デバイスを含み、事前微細化チョコレート塊のスループットは、光源及び光学的画像取込みデバイスのライン三角測量によって測定され、事前微細化チョコレート塊の可塑性は、チョコレート塊搬送デバイスの測定される電力消費量との組み合わせにおいて、一定のスループットに基づいて動的に制御されることができる。チョコレート塊の形態学(トポロジー)が、例えば、中央に投影されるレーザ又は光源ラインの扇形状に基づいてライン三角測量によって事前レファイナのロールの入口ゾーン内で評価され、チョコレート塊のスループットは、検出される形態学ライン(トポロジーライン)に基づいて動的に測定され、２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、搬送デバイスの測定される電力消費量との組み合わせにおいてチョコレート塊の一定のスループットを維持することによって所定の値の可塑性を提供するよう、適応性の制御システムによって自動的に調整されることができる。光源は、例えば、レーザ又はマルチラインレーザ又はＬＥＤプロジェクタとして実現され、且つ／或いは光学的画像取込みデバイスは、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現されることができる。本発明は、とりわけ、システムが、事前レファイナチョコレート塊の完全に自動化された自律的な可塑性制御を提供するという利点を有する。このシステムは、議論するリアルタイムの非侵襲的なインライン測定及び制御システムを提供し、事前微粒化される(pre-refined)塊の粘稠度の変化を検出することができ、２ロールレファイナの圧力又は間隙設定を自動的に調整する。それは、モータ電力の評価及び相関との組み合わせにおいてレーザ／カメラで構成される。レーザは、２ロール事前レファイナの入口ゾーンにおける塊の形態学を評価することを可能にする。カメラは、これらの形態学ラインを検出することができ、故に、スループットの一定な測定を可能にする。この一定なスループットは、搬送スクリュのモータ電力の測定との組み合わせにおいて、自動化された正確な可塑性制御及び適応を可能にする。これとは対照的に、従来技術のシステムにおいて、操作者は、塊可塑性、故に、ラインの性能を定期的に確認して保証しなければならなかった。システムによる自動化された能動的な制御は、事前レファイナの後に一定な標的可塑性を達成することを可能にし、それによって、５ロールレファイナの生産性を（より迅速なコンチェ充填を可能にする３％の容量まで）向上させる。更に、システムは、過充填に起因する手作業の適応及び洗浄努力に関して必要とされる労力を削減することを可能にする。
【００１２】
ある実施形態の変形において、ファイナは、更に、ファイナチョコレート塊を備えるファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出される垂直パターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくともロール温度及び／又はロール圧力は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及びファイナの動的に最適化されたスループットを提供する。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、ファイナの第５ロールのロール被覆率の垂直パターンを検出することができる。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールの表面を撮像するための並びに対応する表面画像を生成するための光学的画像取込みデバイスを含み、光学的画像取込みデバイスは、撮像される領域が少なくとも１つのロールの作業幅全体をカバーするように構成されることができる。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、表面画像及び検出される垂直パターンに基づいて制御信号を生成するように、並びに、ファイナ又はチョコレート生産プロセスラインデバイスの動作パラメータを調整し且つ動的に適応させる調整手段に制御信号を提供して、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすように、構成されることができる。光学的画像取込みデバイスは、例えば、ライン走査カメラであることができ、表面画像は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のライン内に配置される複数の画素からなり、複数の画素の各画素は、撮像される表面の領域を表し、領域の物理的な特徴に対応する画素値を有することができる。例えば、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、ロール温度及び／又はロール圧力及び／又は供給物質の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変化は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすことができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、レファイナチョコレート塊の粒径の連続的な制御を可能にし、それにより、５ロールファイナの生産性を（１５％まで）向上させるという利点を有する。更に、従来技術のシステムよりも少ない労働スキル（手作業による適応）が必要とされ、よって、より一貫した性能及び品質がシステムによって達成される。加えて、ロールのより長い寿命は、一定の均一な摩耗の故に達成される。リアルタイムで非侵襲的な制御システムは、５ロールファイナの第５ロールでの不完全なロール被覆率(coverage)の垂直パターンを検出することを可能にする。これらのパターンは、エラーパターンのデータベースと比較され、ロール温度又は圧力の正しい適応が実行される。よって、操作者はこの責任を負う必要がなく、この時間を他のプロセス関連タスクのために使用することができる。５ロールファイナは、チョコレート塊ラインのスループット障害(ボトルネック)の１つである。５ロールのレファイナを理想的な状態において最大可能なスループットで運転するため���、操作者は、正しい設定を見出すためのノウハウ及び経験を必要とする。本システムは、入って来る塊粘稠度、標的径粒に依存するが、異なる原料、冷却水温度変動、周囲温度変化等のような、システム環境内の変化にも依存する、第５ロールのロール被覆率を測定する。ロール上の異なるパターンの検出、パターンデータベースとの比較を通じて、システムは、対応する機械パラメータを相応して修正する。第５ロール上のロール被覆率は、５ロールレファイナのスループットに対して直接的な影響を有する。被覆率が良ければ良いほど、スループットはより高い。
【００１３】
別の実施形態の変形において、ファイナは、更に、ファイナチョコレート塊の粒径を検出する光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、ファイナチョコレート塊の検出される粒径は、確定した標的粒径と比較され、標的粒径からの偏差を引き起こす場合、ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、検出される粒径と標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。ファイナチョコレート塊の粒径は、例えば、測定システムの近赤外センサデバイスによって測定されることができる。ファイナチョコレート塊の粒径は、例えば、近赤外センサデバイスによって測定される前記ファイナチョコレート塊の脂肪含有量に基づいて測定されることができる。ファイナの第２ロールの駆動速度は、例えば、検出される粒径と標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで或いは検出される粒径と標的粒径との間の標的偏差が測定されるまで、動的に適応させられることができる。ファイナは、例えば、非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含むことができ、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールに沿う粒径及び塊分布を測定し、標的粒径及び／又は標的塊分布からの偏差を引き起こす場合、ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、検出される粒径と標的粒径との間の偏差及び／又は測定される塊分布と標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。ファイナは、例えば、非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含んで、ファイナの第５ロールに沿う粒径及び塊分布を測定することができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、レファイナチョコレート塊の粒径の連続的な制御を可能にし、よって、（粒径制御との組み合わせにおいて）常に第５ロール全体に沿って粒径及び粒径分布に関して最高の信頼性を提供するという追加的な利点を有する。加えて、それは再作業及び廃棄物（原料節約）を削減することを可能にし、それは先行技術システムが要求するように高度な熟練者を必要とせずに操作されることを可能にする。議論する洗練された光学的なリアルタイムの非侵襲的なインライン測定システムは、５ロールレファイナに設置される。このシステムは、適切な制御アルゴリズムとの組み合わせにおいて、粒径を決定し、それを標的粒径と比較することを可能にする。偏差が検出されるならば、第２ロールの速度を自動的に調整して、粒径の即座の達成を保証することができる。上記実施形態の変形によって保証される第５ロールの均一な被覆率との組み合わせにおいて、それは生産ラインの下流プロセスも最適化する５ロールレファイナの端での一定の品質を提供し得ることを意味する。均一な被覆率は、粒径測定を正確に行い得ること及び粒径分布が一定であることを可能にし、故に、細粒(fines)の生成はより少なく、コンチング条件はより良好である。最後の２つの実施形態の変形の組み合わせは、実施形態の変形のうちの１つだけと比較して、粒径のより全体論的な品質制御をもたらすことが留意されるべきである。非連続的な制御サイクルは、例えば、センサ−アクタ−制御システムのような、システムに引き継がれることができる。よって、本システムは、第５ロールに沿う��径及び塊分布を能動的かつ正確に制御することができる。
【００１４】
更なる実施形態の変形において、自己最適化する適応性の機械間制御システムは、コントローラデバイスを含み、自己最適化する適応性の機械間制御システムのコントローラデバイスは、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ、ファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）の動的調整、並びにファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整は、コントローラデバイスによって相互に最適化され且つ調整される。可塑性を制御する事前レファイナのロール温度及び／又はローラ圧力の動的調整は、例えば、ファイナのスループット及び粒径を制御する第２ロールの測定される駆動速度に更に基づくことができ、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール温度及び／又はロール圧力は、コントローラデバイスによって粒径分布を制御する第２ロールの測定される駆動速度に更に基づく。この実施形態の変形は、とりわけ、微粒化プロセス（事前微粒化及び５ロール微粒化）が、人間の介入なしに自己最適化を実行するという利点を有する。実施形態の変形は、前述の実施形態の変形の利益、即ち、垂直パターン検出、ファイナの第５ロールに沿う総粒径及び粒径分布制御、及び測定される形態学を事前レファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールの測定されるモータ電力消費量と相関させる可塑性制御を用いる、粒径の連続的な制御による容量ブーストを併合することを可能にする。発明的なシステムは、更に、原材料の品質変動、故に、可塑性の問題に起因する、予期しない休止時間(ダウンタイム)を回避することを可能にする。加えて、システムは、完全な微粒化プロセスのために、プロセス及びプロセス制御の全体的な最適化を可能にする。２ロール事前レファイナ及び５ロールレファイナ上のインラインのリアルタイム測定及び制御システムの設置は、単一プロセスステップの新しい最適化の方法を可能にする。例えば、可塑性が２ロール事前レファイナから理想的に得られないならば、システムは、５ロールレファイナの動作パラメータをある程度まで自動的に調整することができる。しかしながら、可塑性が強く範囲外にあるならば、５ロールレファイナのパラメータもそれを補償することができない。その場合、システムは、投与手段の動作パラメータを補正することによって、添加される材料及び／又は事前レファイナ及び／又はミキサの動作パラメータを排他的に又はレファイナのパラメータとの組み合わせにおいて補正することによって、可塑性を自動的に調整する。コントローラデバイスを用いて、５ロールレファイナと２ロール事前レファイナとの間の機械間通信を通じて、コントローラデバイスによって、５ロールレファイナの必要性に従って可塑性を自己調整し且つ自己適応させることによって、手動調整ステップを防止することができ、ダウンタイムさえも防止することができる。効果的に���、５ロールレファイナは、コントローラデバイスを通じて第２ロールの速度パラメータを２ロール事前レファイナに送るので、２ロール事前レファイナ又はコントローラデバイスは、それらが、正しい粒径に到達するために速度を変更しなければならないことを知り、可塑性を調整することによってそれに反応することができる。
【００１５】
更に別の実施形態の変形において、ファイナは、ロールに、特にレファイナの最後の第５ロールに除去ナイフを含む、５ロールレファイナとして実現され、ファイナは、ファイナチョコレート塊を備えるファイナの第５ロールのロール被覆率のパターンを検出する光学的なインラインのリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出されるパターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、ロールの除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる。ファイナは、例えば、ファイナチョコレート塊を備えるファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率のパターンを検出するインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出されるパターンは、パターンデータベースの格納されたサンプルパターンと比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、ロール温度及び／又はロール圧力は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に制御されて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及びファイナの動的に最適化されたスループットをもたらし、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、第５ロールの除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられることができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システム１が、第５ロールで測定される光学データに基づいて交換されるべきナイフ摩耗を自動的かつ自律的に検出するという利点を有する。レファイナの動作パラメータが正しく調整されるならば、測定される光学データの表現は、理想的な膜(フィルム)を示す。その結果は、完全な被覆率である。しかしながら、ロールが冷たすぎるレファイナの機械加工状態は、例えば、ロールの全長に亘って、ストライプ状パターン(縞状パターン)をもたらす。これらのストライプは、光学的に測定されるデータに対応し、それらは膜表面でエラーとして解釈された。そのようなパターンは、例えば、ロールが過剰に押圧される場合に生じ得る。対照的に、摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンは、ロールの側面にあるエラー部分とストライプとの組み合わせによって特徴付けられる。ロール上の表面の画像は、塊が除去ナイフによってロールから除去される前に撮られるが、摩耗した除去ナイフは、不完全な取外しをもたらす。即ち、材料は、ロール上に残り、それは、ひいては、特徴的なパターンをもたらすことが留意されなければならない。測定される光学データ又はライン画像は、例えば、ＣＤＤラインカメラで撮られることができ、パターン認識部分を含む画像処理手段に入力されることができる。パターン認識部分は、それぞれのパターンを認識し或いは識別し、制御信号は、認識されるパターンに基づいて出力される。
【００１６】
ある実施形態の変形において、コンチェは、位置決めエンコーダ又はセンサを備えるインラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムを更に含み、作業領域の測定ラインに沿うコンチングチョコレート塊の高さプロファイルが生成されて、測定ラインに沿う位置決めエンコーダ又はセンサによる位置測定を行い、測定される高さプロファイルに基づいて、コンチングチョコレート塊のパラメータ値が測定され、標的パラメータ値の測定されるパラメータ値の偏差を引き起こす場合、コンチェの動作パラメータのうちの少なくとも１つの動作パラメータが、制御及びモニタリングシステムによって動的に適応させられて、測定されるパラメータ値を標的パラメータ値と位置合わせする。位置決めエンコーダ又はセンサは、例えば、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサであることができる。コンチングチョコレート塊の測定されるパラメータ値は、例えば、コンチェ塊の粘稠度の尺度をもたらすことができる。コンチングチョコレート塊の高さプロファイルの測定ラインは、例えば、コンチェ容器の長さ及び／又はコンチェ容器の内面の長さに沿い、コンチェ容器の内面は、作業領域を提供することができる。実施形態の変形は、とりわけ、それが、コンチェ及びコンチングプロセスの適応的な自己最適化する操作を可能にするという利点を有する。更に、それは、使用される時間及びエネルギに関して、典型的には時間及びエネルギを消費するコンチングプロセスを削減することを可能にする。動作パラメータの動的調整と適応は、人間の操作者又は手作業の相互作用によっては可能でない、新しいレベルの効率で完全に自動化されたコンチングプロセスを提供することを可能にする。
【００１７】
別の実施形態の変形において、コンチェの制御及びモニタリングシステムは、コンチェ塊の脂肪含有量を提供する供給物質の脂肪重量を測定する脂肪投与測定デバイスを更に含み、基本チョコレート塊の初期脂肪含有量は、コンチェ塊の標的脂肪含有量に対するコンチェ塊の測定される脂肪含有量の偏差を引き起こす場合、投与手段によって動的に適応させられ、且つ／或いはコンチェ塊の脂肪含有量は、レファイナのローラ特徴を補正することによって動的に適応させられる。実施形態の変形は、とりわけ、それが、最終製品チョコレート塊の所望の標的脂肪含有量を達成するために、チョコレート生産ラインの動作パラメータの手動調整の欠陥を克服することを可能にするという利点を有する。従来技術では、これは、操作者の経験的ノウハウ及び操作経験に基づいて操作者によって行われなければならない。加えて、脂肪含有材料の脂肪寄与は、典型的には、コンチングデバイスにおいて行われるのではなく、投与手段及びミキサによって行われる。よって、例えば、誤った投与量（具体的には、コンチングプロセスのために典型的には最大６つのミキサバッチがある）、又は好ましい可塑性を達成するための操作者による動作又は投与パラメータの手動適応のように、受領(receipt)の標的脂肪含有量からの最終製品の有効脂肪含有量の偏差(逸脱)について、多くの理由がある。発明的なシステムは、適応性システムのコントローラ及び操縦デバイスを用いたコンチェとミキサ−投与手段との間の動作パラメータのその適応性の自己最適化する機械間最適化に基づいて、チョコレート生産ラインの動作パラメータの手動調整の欠陥を克服することを可能にする。
【００１８】
別の実施形態の変形では、自己最適化する適応性の機械間制御システムのコントローラデバイスが、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はコンチェの脂肪含有量測定デバイスの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）の動的調整、並びにファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整及び投与手段による基本チョコレート塊の初期脂肪含有量の動的調整は、コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整され、動作パラメータを最適に調整した場合及び最適に調整された動作パラメータの下でチョコレート塊の予測されるスループットに対する測定されるスループットの偏差を引き起こす場合、ファイナのロール又は事前レファイナのロールの摩耗が測定され且つモニタリングされ、適切なロールの交換及び／又は交換の最適なときを示す或いは開始する出力信号が生成される。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、交換されるべきロールの磨耗を自動的かつ自律的に検出するという利点を有する。
【００１９】
最後に、別の実施形態の変形において、自己最適化及び適応は、自己最適化する適応性の機械間制御システムによって、生産ライン全体をカバーしており、自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はコンチェの脂肪含有量測定デバイスの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定の動的調整、及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力の動的調整、及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整、及び／又は投与手段による基本チョコレート塊の初期脂肪含有量の動的調整は、コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整される。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、リアルタイム測定デバイスによってリアルタイムで様々なデバイスの適切な相互依存動作パラメータを測定することが可能にされ、それらを中央の機械対機械コントローラデバイスに送信することが可能にされるという利点を有する。測定される相互依存動作パラメータは、相互に最適化され且つ動的に調整されて、少なくとも、最終チョコレート塊の特徴及び／又はチョコレート生産ラインのスループット及び／又はエネルギ消費量のような他の動作条件に関して、最適な動作を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図面を参照して、一例として、本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
【図１】図１は、少なくとも、投与手段２(dosing  means)と、１以上のミキサ３(mixers)と、１以上のレファイナ４(refiners)と、１以上のコンチェ５(conches)と、液化及びテンパリング手段６(liquefying  and  tempering  means)とを備える、チョコレート塊加工ライン１１(chocolate  mass  processing  line)を概略的に例示するブロック図を示している。固体及び／又は液体供給材料２４が、供給手段２によって精密に投与され、運搬され、１以上のミキサ３に排出される。供給材料２４は、１以上のミキサ３によって、確定した(明確な)(defined)可塑性３５１(plasticity)及び同質性３５２(homogeneity)を有する基本チョコレート塊３５(basic  chocolate  mass)に混合され且つ／或いは混錬され、事前レファイナ４１(pre-refiners)及びファイナ４２(finers)を含む１以上のレファイナ４(refiners)に移される。基本チョコレート塊３５は、制御されたローラ圧力４１２１及び／又はローラ間隙／距離４１２６並びに速度４１２２を有する少なくとも２つの事前レファイナローラ４１２によって所定の可塑性４１１２及び細かさ４１１３を有するチョコレート塊４１１に予処理され、制御されたローラ圧力４２２１及び／又はローラ距離４２２６及び速度４２２２を有する複数のファイナローラ４２２によって乾燥粉末の所定の細かさ４２１２を有するチョコレート塊４２１に処理され、１以上コンチェ５又は１以上の液化装置５ａ(liquefyor)に移される。レファイナチョコレート塊４２１(refiner  chocolate  mass)は、１以上のコンチング５によって、所定の水分５１１、粘度５１２、質感５１４及び脂肪量５１６を有するコンチングチョコレート塊５１に処理され、テンパリング手段６に移され、コンチェ５の各々は、少なくとも、内面５４２を有するコンテナ又はコンチェ容器５４と、コンチェ容器５４の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータ５５５とを含み、剪断要素５５４が、前記シャフト５５から前記内面５４に向かって延び、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素５５４の間で、コンチングチョコレート塊５１を前記容器表面５４２に押し付ける。チョコレート塊５１は、調温計６４１(temper  meter)によって測定される所定の結晶度６１２を達成するために、液化手段６２によってカカオ脂６２１１及び／又は他の脂肪６２１２を添加することによって並びにテンパリング手段６４によって温度を変化させることによって、所定の水分６１、結晶度６１２、及び脂肪量６１７を有するチョコレート塊６１に処理され、最終製品７として出力される。
【００２２】
【図２】図２は、制御測定６２、成形６３、テンパリング６４(tempering)、堆積６５、殻形成６６(shell  forming)及びエンロービング６７(enrobing)を含む、チョコレート塊加工ライン１１のテンパリング６を例示的に示している。
【００２３】
【図３】図３は、操作中に産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムで動的に反応する、自己最適化する適応性の機械間制御システム１(self-optimizing,  adaptive  inter-machine  control  system)の例示を概略的に示している。自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１のコントローラデバイス１２は、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３（可塑性制御８３）及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６（容量ブースト８５）及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３（総粒径制御８４）及び／又はコンチェ５の脂肪含有量測定デバイス５２９の測定データ５２９１（りーんコンチング８６）を捕捉し且つ監視する。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はロール距離（間隙）設定４１３４の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２のロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整、及び／又は投与手段３による基本チョコレート塊３５の初期脂肪量３５５の動的調整は、相互に最適化され、コントローラデバイス１２の機械間接続性制御及び操縦８によって（ロール摩耗８１／自走微粒化８２／可塑性制御８３／総粒径制御８４／容量ブースト８５／リーンコンチング８５を予測する）動作パラメータとして調整される。
【００２４】
【図４】図４は、動作中の産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムに動的に反応する、例示的な別の自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１を概略的に示している。適応性の機械対機械制御システム１は、例えば、チョコレート生産及び製造操作の効率を総合設備効率（ＯＥＥ）の割合として測定することによって、可能な限り最高の効率で作動することを可能にする。ＯＥＥは、典型的には、絶対的な尺度でないが、ＯＥＥは、プロセス性能改良のための生産ライン特異な範囲を特定するのに非常に適している（機械相互作用範囲コラムモニタリングを参照）。よって、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１は、エネルギ消費、労力又は生産時間のような、操作コスト及び使用される資源を最小限に抑えることを可能にする。
【００２５】
【図５】図５は、操作中の産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムに動的に反応する、例示的な別の自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１を概略的に示している。特に、機械対機械の相互作用は、センサ−アクタシステム１(sensor-actor  system)のコントローラデバイス１２のインテリジェントな最適化された操縦によって、即ち、投与手段２、ミキサ３、事前レファイナ４１、レファイナ４２及びコンチング５上で、そして、必要とされるならば液化手段６上で最適化されて全体的に作用する、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、自己最適化する産業用チョコレート生産システム１及びプロセスの基礎となる、ＤｅＭｉＲｅＣｏプロセス（投与(Dosing)、混合(Mixing)、微粒化(Refining)、コンチング(精錬)(Conching)）のある実施形態の可能な実施のためのアーキテクチャを概略的に例示している。図２は、チョコレート塊７から最終製品９までのチョコレート塊生産ライン１１のテンパリング６(tempering)を示している。図３は、自己最適化する産業用チョコレート生産システム及びプロセス１のある実施形態の可能な実施のためのアーキテクチャを概略的に例示している。本発明について、「自己最適化する」は、適応性の技術システムにおける重要な制御技術としての、自己最適化手段の開発を意味する。自律的な目標再定義を含む古典的な制御技術及び原理の技術的拡張は、技術システムにおけるインテリジェンスの確立を可能にする。リアルタイム測定情報、複雑な感知環境及びセンサ、接続性及びデータ分析のような他の出現技術の利用可能性と併せて、これは、非常に動的な業界環境においてさえも、堅牢である同時に柔軟な生産システムの創出への道を開く。本システム１は、チョコレート生産において今日最も広く用いられている、少なくとも（ＤｏＭｉＲｅＣｏプロセスとも呼ばれる）投与２、混合３、微粒化４、及びコンチング５を含む、産業用チョコレート製造ライン１１に基づく。微粒化システム４は、例えば、最終製品としてチョコレート塊７を加工するためのＤｏＭｉＲｅＣｏプロセスの中心部を構成する、事前レファイナ４１と、５ロールレファイナ４２とからなる、２段階微粒化プロセスを含むことができる。一般的に、本システム１及びプロセスラインは、配分(proportioning)及び混合３から微粒化４及びコンチング５までの加工チェーン(processing  chain)を最適にカバーすることができなければならない。５ロールレファイナ４２が使用されるならば、好ましくは完全自動デバイスとして実現される、５ロールレファイナは、多種多様な製品レシピが、所要の可塑性及び細かさにおいて生産されることを可能にしなければならない。微粒化されたチョコレート、充填及びコーティング塊(refined  chocolate,  filling  and  coating  masses)は、好ましくは、極めて狭い粒径分布を示さなければならないが、同時に、粒径減少の間に均質化及び風味付けされてよい。最終的な微粒化としてのコンチング５は、様々なコンチェタイプを用いて実施されることができる。質感、熔解特性、風味、及び最終水分に関する最適値が達成可能であること。最適な操作において、少なくとも投与−混合−微粒化−コンチングプロセスに基づく産業用チョコレート生産システム１及びプロセスは、顕著に微細で完全に複合的なチョコレート製品７をもたらすはずである。
【００２７】
チョコレート生産ライン１１は、投与手段２とは別に、１以上のミキサ３と、１以上の２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２と、１以上のコンチェ５で構成される。ミキサ３内では、レシピの最大の部分が調合されるが(blended)、多少の脂肪は残される。何故ならば、さもなければ、混合物は、レファイナ４にとって流動的であり過ぎるからである。２ロールレファイナ４１は、砂糖結晶を、例えば、１００μｍ未満のサイズに粉砕する。代替的に、以前のシステムにおいて一般的な慣行であった砂糖ミルによって、砂糖を別個に磨砕することもできる。時折、この構成を依然として見出し得るが、殆どの生産ラインは、好ましくは、砂糖ミル内の粉塵爆発の危険性の故に、２ロールレファイナ４１を有する。以下の５ロールレファイナ４２は、精巧な機械であり、通常、操作が困難であるが、最終製品７の品質には必須である。供給塊２４は、初期脂肪含有量２４１２、粒子特性２４１、及び上流プロセスパラメータ２４２によって決定される、一定の粘稠度(コンシステンシー)(consistency)を有さなければならない。このプロセスステップにおいて、粒子は、最終製品７の口中の砂状質感を避けるために、それらの最終サイズ、通常、３０μｍ未満に磨砕される。別の頻繁に起こる困難は、この文脈において、連続レファイナ４を下流のバッチコンチェ５と組み合わせることである。両方の機械４／５の生産性は、１つだけのレファイナ４が１つのコンチェ５に接続されるならば、強く減少する。従って、通常、多数のレファイナ４が、多数のコンチェ５に接続され、それは、典型的には、１時間当たり約数トンの比較的大きい生産ラインをもたらす。上述のように、コンチェ５は、レファイナ４からの粉末状の薄片が、通常、数時間に亘って、大量の機械的エネルギ入力で処理される、大型の混錬機(kneader)である。これは上述の変換の殆どが行われる場所である。プロセス中に、残余の脂肪及び乳化剤が添加される。コンチェ５は、様々な形態において構築され、１本、２本又は３本の混合シャフトを備え得る。例えば、３００〜６００ｋｇ／ｈの容量を有するラインのような、より小さい生産ライン１１のニーズを満足するために、２＋５ロールレファイナを、２つの３ローラ又は他の適切な組み合わせと置換することもできる。
【００２８】
よって、上述のように、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム１は、少なくとも、投与手段２と、１以上のミキサ３と、１以上のレファイナ４と、１以上のコンチェ５又は１以上の液化装置５ａと、テンパリング手段６を備える、チョコレート塊加工ライン１１を含む。固体及び／又は液体供給材料２４は、投与手段２によって供給され、搬送され、精密に１以上のミキサ３に排出される。次に、供給材料２４は、１以上のミキサ３によって、明確な可塑性３５１及び同質性３５２を備える、基本チョコレート塊３５に混合及び／又は混錬され、事前レファイナ４１及びファイナ４２を含む１以上のレファイナ４に移される。基本チョコレート塊３５は、制御されたローラ圧力４１２１、速度４１２２及び距離４１２６を有する、少なくとも２つの事前レファイナローラ４１２によって、所定の粘度４１１１、可塑性４１１２、及び細かさ４１１３を備えるチョコレート塊４１１に事前加工され、次に、制御されたローラ圧力４２２１、速度４２２２及び距離４２２６を有する、複数のファイナローラ４２２によって、所定の粘度４１３１、可塑性４２１１、及び細かさ４２１２を備えるチョコレート塊４２１に加工される。チョコレート塊４２１は、１以上のコンチェ５に移される。レファイナチョコレート塊４２１は、１以上のコンチェ５によって、所定の水分５１１、粘度５１２、質感５１４及び脂肪含有量５１６を備える、コンチングチョコレート塊５１に加工され、液化及びテンパリング手段６に移される。コンチェ５の各々は、少なくとも、内面５４２を有するコンテナ又はコンチェ容器５４と、前記コンチェ容器５４の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータ５５５とを含み、前記シャフト５５５から前記内面５４２に向かって延び、操作中にチョコレート塊５１を容器５４の表面５４２に押し付ける。最後に、チョコレート塊５１は、液状手段６２によってカカオ脂６２１１及び／又は他の脂肪６２１２を添加することによって、並びに調温計６４１によって測定される所定の結晶化度６１２を達成するために、テンパリング手段６４によって温度６１５を変化させることによって、所定の水分６１、結晶化度６１２、及び脂肪含有量６１７を備える、チョコレート塊６１に加工される。
【００２９】
粘度は、本明細書において使用されるときにも、液体、半固体、気体及び更には固体のような、流体の流量測定の測定パラメータである。粘度は、流動する傾向に抗させる分子引力によって引き起こされる。流体の内部摩擦として定義されることができる。粘度測定は、製品の品質及び効率と併せて行われることができる。典型的には、品質制御又は流体移送は、必然的に何らかのタイプの粘度測定を必要とする。先行技術には、様々なタイプの粘度計が存在し、従って、粘度を測定する様々な技術が知られており、各技術は、特定の環境及び材料に適している。チョコレート生産において、レオロジー特性(rheological  properties)の測定についての１つの理由は、品質制御であり、その場合、材料、特に原料２４は、好ましくは、バッチとバッチとの間で一貫している。この目的のために、流動挙動は、加工チョコレート塊の製品粘稠度及び品質の間接的な尺度であり得る。流動挙動測定を行う別の理由は、加工可能性の直接的な評価を得ることができることある。例えば、高粘度液体は、加工するために低粘度液体よりも多くの又は少ない電力を必要とし得る。従って、そのレオロジー挙動を知ることは、生産ラインデバイスを設計し且つ制御するときに有用である。チョコレート塊生産において、レオロジーは、材料特性化のための最も感度の高い方法の１つである。何故ならば、流動挙動は、分子量及び分子量分布のような特性に応答するからである。本システム１において、粘度測定値は、とりわけ、生産ライン１１内のプロセスを監視及び／又は制御するために、生産中の品質チェックとして利用される。既述のように、粘度は、ここでは、流体としてのチョコレート塊の内部摩擦の尺度である。流体中では、流体の層が別の層に対して移動させられるときに、摩擦は明らかになる。摩擦が大きければ大きいほど、この移動を引き起こすために必要とされる力はより大きく、それは剪断と呼ばれる。剪断は、注ぐとき、広げるとき、噴霧するとき、混合するとき等のように、流体が物理的に移動させられ或いは分配されるときにはいつでも起こる。従って、高粘性流体は、低粘性材料よりも、移動するためにより多くの力を必要とする。可塑性は、本明細書で使用されるとき、生産ライン１１内でのチョコレート塊の加工中のチョコレート塊の別の尺度である。チョコレート塊のような半固体の食品脂肪は、液体脂肪チョコレート塊のかなりの割合に埋め込まれた別個の結晶粒子からなる。結晶間にはある程度の緩いの接着があり、それは、脂肪が作用に曝され、剪断応力が加えられるときに、急速に分解する。本明細書では、これを可塑性と呼ぶ。可塑性を測定する脈絡において重要な要素は、（ｉ）固体の含有量、（ｉｉ）結晶のサイズ及び形状、（ｉｉｉ）変化する温度の下での結晶核の持続性、（ｉｖ）脂肪の機械的作用等である。更に、チョコレート塊の質感は、測定される可塑性によって支配される。チョコレート生産では「柔らかさ(tenderness)」とも呼ばれる品質は、本質的に測定される可塑性に依存する。最大の到達可能な程度の柔らかさは、しばしば、最高のチョコレート品質のための重要な属性である。水分の損失は、可塑性を減少させる。よって、特に大規模なチョコレート生産ライン１１において、品��の制御のために、可塑性の定量的測定を使用することができる。異なる方法において可塑性を測定することができる。例えば、異なる温度での脂肪の粘稠度は、例えば、フンボルト針入度計(Humboldt  penetrometer)のような針入度計を用いて、測定されることができる。感応性の針入度計を用いた測定に基づいて、固体チョコレート塊におけるテンパリングの有効性を制御するために可塑性測定を使用することもできる。その表面硬度等を測定するために、他の測定値を使用することもできる。液体チョコレート塊の特性及び品質は、粘度に極めて依存する一方で、固化したチョコレート塊の質感は、可塑性によっても支配される。しかしながら、２つの特性は関連している。生産サイクル１１の制御中のチョコレート塊の異なるグレードについての仕様は、例えば、粘度計によって、その融点より幾分高い温度で決定される液体チョコレート塊の粘度を含み得る。
【００３０】
適切な排出、搬送及び貯蔵が、チョコレート塊生産にとって重要である。効率的で正確な投与２は、高いスループットと再現性のある品質を保証する。チョコレート加工システム１の中核は、チョコレートレシピの生成である。材料２４は、更なる加工のために均質で３５２及び可塑性の３５１の塊３５をもたらす高い剪断及び混連作用で、ミキサ３によって注意深く混合される。投与プロセス２のために、システム１は、振動排出装置２２１のような、適切な排出手段２１（排出装置）、及び／又は、例えば、適切な振動プロセスフィーダ２２１、振動投与フィーダ２２２、及びスクリューコンベヤ２３１又は管状スクリューコンベヤ２３２のような搬送手段２３（コンベヤ）を含み得る。振動フィーダ２２１及び振動投与フィーダ２２２は、サイロ又はビンから必要とされるバルクの供給製品２４を抽出するために、又は粉砕装置(crushers)、コンベヤベルト等を供給するために使用される。しかしながら、上述の供給及び搬送システム２２／２３は、ボックス抽出装置(box  extractors)、掻取りベルト(scraping  belts)、スクリューフィーダ(screw  feeders)等のような、他の抽出システム２２／２３に容易に取って代わることができ、代替的な利益をもたらす。何故ならば、それらは、例えば、容易に装着されることができ、最小限の保守を必要とするからである。システム１のための可能な振動フィーダ２２１は、典型的には、動作原理に基づいて、以下の３つの主要なカテゴリに分類される。即ち、（ｉ）電気機械振動フィーダ２２１１：これらのフィーダは、電気機械振動フィーダの交差ビームに取り付けられる、逆回転する電気バイブレータによって駆動される。不均衡なモータは、線形振動を生成して、取り扱われる材料の運動及び輸送を誘起する。電気機械振動フィーダは、機械の運転に伴う流量変動が必要とされないか或いは抽出される製品の流動の即時停止が必要とされないときにのみ使用されなければならない。この作動条件は、インバータ（周波数インバータ）を介して電気バイブレータを制御することによって達成されることができる。（ｉｉ）電磁振動フィーダ２２１２：これらのフィーダは、振動構造の交差ビームに取り付けられる電磁バイブレータによって駆動される。電磁駆動は、線形振動を生成し、取り扱われる材料への運動及び輸送方向を誘起する。電磁振動フィーダは、機械が運転している間に流量を変更することが必要であるとき及び／又は機械が停止するや否や製品流動を停止することが必要であるときに使用されなければならない。電磁振動フィーダは、工場及びプロセスの両方の要求に基づいて流れを変化させるそれらの多様性の故に、振動投与フィーダとも呼ばれる。（ｉｉｉ）機械的振動フィーダ２２１３：これらのフィーダは、振動構造の交差ビームに取り付けられる指向性励起装置(directional  exciter)を移動させるカルダンシャフト(cardan  shaft)を通じる直接的な伝動装置を備える電気モータによって駆動される。指向性励起装置は、線形振動を生成して、取り扱われる材料の運動及び輸送方向を誘起する。機械振動フィーダは、例えば、大きな重量及びサイズを備える機械のために使用されることができる。選択される溶液は、例えば、１日当たりの動作時間数、加工されるべき材料２４の��度２４１３、及び加工されるべき材料のサイズ２４１４のような、他の要因にも依存し得る。機械振動フィーダの電気モータは、上記で既述の利益を達成するために周波数コンバータに接続されることもできる。全ての振動プロセス振動フィーダ２２１は、典型的には、加工されるべき製品に従って、即ち、本発明においては、チョコレート加工システム１への入力材料又は供給材料２４のために設計されてよい。投与機械２のサイズ２４２２は、抽出されるべき材料２４の量２４２１のような幾つかの必須プロセスパラメータ２４２を考慮に入れて評価及び最適化されることができるが、他の設計の詳細は、供給材料２４の温度、重量及び粒径のような要因に関連する。振動プロセス振動フィーダ２２１は、例えば、少なくとも、以下に関して最適化されることができ。即ち、（ｉ）例えば、鋼又は抗摩耗鋼ライナ、ゴムシートライニング、溶接ライニングを備えるシートのような、使用される抗摩耗ライナ。（ｉｉ）振動フィーダ懸架の方法である、使用される懸架及び隔離方法であり、振動スクリーンを、例えば、懸架された実行(suspended  execution)、自己懸架された実行(self-suspended  execution)、支持された実行(supported  execution)のような、機械の静止構造に固着させることができる、様々な方法を指す。（ｉｉｉ）使用される隔離方法：振動フィーダー２２１の振動は、２つの異なるタイプのバネによって隔離される。バネのタイプは、例えば、電気機械振動フィーダ、即ち、コイル鋼バネ、又は機械振動フィーダ、即ち、ゴムダンパ、又は電磁振動スクリーン、即ち、ゴムダンパのような、駆動装置のタイプに基づいて選択されてよい。（ｉｖ）必要とされる材料２４の排出(discharge)：材料の除荷(unloading)は、最も多様な顧客の要求に適応させられる(adapted)ことができ、場合毎に場当たり的に研究されることができる。使用される２つの最も一般的な方法は、前方排出(front  discharge)及び直交放出(orthogonal  discharge)である。
【００３１】
更に、チョコレート産業の生産ライン１１において高品質製品７を作るための基本的な必要条件である正確な混合及び調合のために、例えば、スクリューコンベヤ２３１、特に管状スクリューコンベヤ２３２のような、コンベヤ手段２３を使用することができる。一般的に、スクリューコンベヤ２３１は、通常、チューブ内で、回転する螺旋状スクリューブレードを使用して、液体２４１１１又は粒状２４１１２材料２４１１を移動させるデバイスである。食品廃棄物、木材チップ、骨材、穀物、動物飼料等を含む、半固体材料を効率的に移動させる方法として、水平方向に又は僅かな傾斜で、スクリューコンベヤ２３１を使用することができる。管状スクリューコンベヤ２３２は、個々の成分２４をミキサ３又は可能な計量ホッパに正確に供給するための好ましい解決策であることがある。管状スクリューコンベヤ２３２は、典型的には、チョコレート（食品）生産がそうであるように、高い衛生要件を満たさなければならない用途において材料の搬送するのに並外れて適している。例えば、特別に衛生に焦点を当てた設計を用いることができる。例えば、完全に密閉されたハウジングは、たとえ要求される要件が満たされなければないとしても、柔軟な適用を可能にすることができる。一般的に、投与手段２は、それらの実施を実行する全ての技術機械、即ち、ミキサ３、事前レファイナ４１、レファイナ４２、及び塊の受入れ及びコンチングのための指定されたコンチェ５のためのパラメータを用いて、様々なレシピの作成及び修正を可能にしなければならない。よって、投与手段２は、好ましくは、乾燥２４１１２及び／又は液体２４１１１成分２４の高速かつ正確な投与を用いた、供給材料２４の適切な投与２に基づいて、少なくとも、指定されたレシピを選択し、立ち上げ、実行することを可能にしなければならない。
【００３２】
脂肪塊としてのチョコレートの生産及び加工の間に、塊７の成分２４は、先ず、互いに混合され、基本チョコレート塊３５は、混合の間に、そして、任意的に混錬の間に、基本チョコレート塊３５は、均質３５２及び可塑性３５１になる。塊３５の成分は、固体２４１１２及び／又は液体２４１１１成分２４、即ち、カカオ粉末、粒状結晶砂糖又は乳粉末、液体２４１１１及び／又はペースト状塊(糊状塊)のような、乾燥成分２４１１２である。前記混合プロセスのために、システム１は、例えば、適切な混合デバイス３を含み、混合デバイス３は、例えば、平均から高粘度３５３のチョコレート及びコーティング塊３５を混合及び剪断することにより、成分２４を均質３５２塊に混合するように特別に設計されることができる。混合デバイス３は、例えば、被駆動シャフトを備えるケトルを含むことができ、ツール、特に、混合、均質化、剪断、擦過及び／又は搬送ツールが、シャフト上に配置される。より具体的には、混合デバイス３は、少なくとも部分的に回転体の外面を模倣する内壁を備えるケトルを含むことができる。これは、例えば、シリンダジャケットとして実現されることができる。しかしながら、内壁は、コーンのような円錐体に対応してもよい。次に、回転ツールは、ケトルの内壁の大部分に沿ってブラッシングすることができる。混合及び／又は混錬は、軸方向に平行に回転する２つのシャフトを備える二重シリンダトラフ内で実行されることができる。ケトル又は回転体の軸、及びシャフトは、水平に配置されることができる。しかしながら、ケトルは、塊が、重力によって助けられて、ケトル軸に沿って駆動させられるように、傾斜して或いは垂直に配置されることもできる。実質的に水平に配置されたシャフトを有するミキサ３は、水平ミキサと呼ばれる。ケトルは、例えば、塊に供給するために上部領域に供給開口を有することができる一方で、排出は、ケトルの最下点に配置されることができる。そのようなミキサ３において、塊は、ツールによって、シャフトについてを駆動させられる。水平ミキサ３において、塊は、ツールによって、上昇方向に上昇させられ、頂部に到達した後に、ツールから分離され、重力の故に、ツールとシャフトとの間の中間空間を通じて、ケトルの内壁の下部に落下し、そこから、塊は、ツールによって、再び取り上げられる。このプロセスにおいて、塊の成分は混合され、塊は均質化される。最後に、ミキサ３の他の重要な特性は、（ｉ）時間、速度等のような、レシピパラメータにあらかじめ設定されたパラメータによるミキサ３内の成分の自動混合、（ｉｉ）ミキサ３から（複数の）事前レファイナ４１への自動塊移送を含むことができる。
【００３３】
適当な実施形態の変形として、本発明に従った混合、混錬及び剪断のために、混合デバイス３１、特に螺旋状撹拌ユニット３１１（混合）、混錬装置３２及び剪断機３３を使用することができる。ミキサ３が可変速度駆動装置３６を備えるならば、高速モードで操作されるときに、ミキサ３を混錬装置３２として使用して、チョコレート塊３５２の効率的な均質化をもたらすことができる。よって、ミキサ３１及び混錬装置３２は、１つのデバイス３に組み合わせられることがある。混合３１及び剪断３３作用が適切に最適化されるならば、それは混合時間を短縮し、スループット率を最大化する。高い剪断作用３３は、典型的には、固定化された脂肪の最大放出をもたらす。混合３１及び／又は剪断デバイス３３は、例えば、ギアを備える可変駆動装置と混合トラフへの成分の供給及びアクセスのための一致した空間条件とを提供することがある。高精度のロードセルは、例えば、精密な計量を可能にし得る。エネルギ効率が良く精密な温度制御装置３１２が、例えば、基本チョコレート塊３５の温度３５４を動的に測定する温水システムと共に、開水回路又は閉水回路を備えたサーモスタット制御装置によって提供されてよい。大容量での自己排出及び良好な残留物排出は、例えば、プロセスチャンバ内の生産残留物を最小限に抑えることができる。チョコレート、コンパウンド及び脂肪充填塊、ナッツペースト、並びに再加工のために、ミキサ３は、例えば、菓子業界で一般的であるように、広範囲の塊を加工するのに適している。更に、独立した混合槽３１３が、例えば、小バッチの生産における頻繁なレシピ変更を可能にし、選択される解決策をチョコレート加工に適して柔軟にさせることができる。ミキサ３は、例えば、混合及びサイズ縮小のための撹拌ユニット３１及びカッタユニット３３、及び／又は均質化及び液化のための分散ディスク３４の両方を備えることができる。例えば、フレキシブルな側面及び底面スクレーパ(scrapers)を備える、撹拌ユニット３１の速度は、例えば、可変速度駆動装置を通じて連続的に適応させられることができる。より短い加工時間のために全ての塊の加工を最適化することは、ミキサ３の重要な利点であり得る。更に、ミキサ３は、製品が完全かつ最適に相互混合されることを保証することを可能にしなければならない。チョコレート生産では、特製品を備える小さいバッチを大規模なチョコレート生産プロセスと容易に組み合わせることができることが好ましいことがある。そのためには、自動計器計量又は手動計量に続いて、成分２４を別個のユニット内で調合し得ることが好ましくあり得る。
【００３４】
微粒化プロセスのために、システム１は、適切な微粒化デバイス４及び技術を含む。例えば、微粒化プロセスは、ＤｏＭｉＲｅＣｏ（投与、混合、微粒化、コンチング）プロセス内の微粒化４を提供し、加工チェーン１１内のチョコレート塊を配分２及び混合３から微粒化４及びコンチング５（図１／図２を参照）まで加工する、２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２で構成される、２段階微粒化プロセス４１／４２に基づくことができる。例えば、前記（５ロール）レファイナ４２を完全に自動化して、多種多様な製品レシピが所要の可塑性４２１１及び細かさ４２１２において生産されることを可能にすることができる。レファイナデバイス４は、好ましくは、極めて狭い粒径４２１４分布を示すが、同時に、サイズ縮小中にチョコレートが均質化されて風味付けられることを可能にする、微粒化されたチョコレート及び充填／コーティング塊４１１／４２１を提供することが可能にされる。異なるコンチェタイプ５を用いて最終的な微粒化を行うことができ、よって、質感、溶解特性、風味、及び最終水分に関して、最適な値を達成することができる。
【００３５】
事前レファイナ４１は、例えば、小型、中型、大型生産ライン１１のための半自動又は全自動の２ロール４１２事前レファイナ４１として実現されることができる。事前レファイナデバイス４１は、低レベルから高レベルの自動化を可能にして、広範囲のチョコレート塊、充填及びコーティング塊４１１が、特定の粘度４１１１を有しなければならない塊で、事前加工されることを可能にする。事前レファイナ４１の出力製品４１１は、再現可能な可塑性４１１２と、狭い粒径分布４１１５を備える、例えば、７０〜２５０ミクロンの範囲の、明確な細かさ４１１３とを達成しなければならない。事前レファイナ４１は、例えば、９００、１３００、及び１８００ｍｍのような、異なるロール長さ４１２５で実現されることができる。事前レファイナ４１は、例えば、操作中の最適な製品の細かさ４１１３のために、制御された間隙設定４１３４を更に可能にすることができる。よって、製品の細かさ４１１３及び可塑性４１１２は、進行中の操作中に選択可能である。ローラ圧力制御システム４１３１が、例えば、原料製品２４変動が均衡されるのを可能にして、結果として得られる最終製品７の粘稠度を制御することができる。従って、ローラ圧力制御システム４１３１は、下流の５ロールレファイナ４２から排出される製品の性能を制御及び改良することもでき、製品７の細かさ及び最大変動を最適化する。事前レファイナ４１は、例えば、可能な限り広い、可能な圧力設定の範囲を備える、フレキシブルなローラ圧力４１２１を提供することができ、それは、多種多様な製品が加工されることを可能にすることがある。設定は、フレキシブルなローラ間隙４１２６を含むこともできるので、ローラ間隙４１２６は、適切な調整モータによって、動作中に、特にオンラインで、調整されることができる。事前レファイナ４１のプロセスゾーンは、例えば、特定の製品レシピに適合する(match)ように最適化されることができる。例えば、ローラ速度４１２２、ローラ速度差４１２３、及びローラクラウン４１２４のカスタマイズされた仕様は、（例えば、ｔ／ｈで測定される）最大スループットが、所要の製品の細かさ４１１３で達成されることを可能にするように実現されることができる。機械のタイプに依存して、容量４１４は、例えば、以下の５ロールレファイナ４２の性能に可変に調整可能であることができる。高い剪断能力４１４は、例えば、結合させられた脂肪の最大量を放出すると同時に、結晶化された砂糖を較正するように実現されることができ、その結果、均質な製品及び効率的なプロセスをもたらす。事前レファイナ４１の重要な追加的な特性は、（ｉ）モータ４１３２の制御、（ｉｉ）２ローラの温度４１２７の制御４１３５、（ｉｉｉ）ローラ４１３４間の距離の制御、（ｉｖ）レシピ実行に含められるレファイナ４への自動的な等しい電力供給を含み得る。
【００３６】
事前レファイナ４１は、事前微細化チョコレート塊４１１(事前ファイニングチョコレート塊)(pre-fining  chocolate  mass)の粘稠度４１１６の変化を測定する、インラインリアルタイム測定システム４１５(inline,  real-time  measuring  system)を含むことができる。事前ファイナ４１は、例えば、２ロール４１２で実現されることができる。しかしながら、１以上又は３以上のロール４１２を含む事前レファイナ４１が実現されることもできる。２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４は、適応性の機械間制御システム１によって自動的に調整されて、所定の可塑性パラメータ値を有する自律的な可塑性制御を提供する。事前レファイナ４１は、例えば、間隙設定パラメータ４１３４を修正した後にロール４１２間の間隙を変化させる２ロール４１２の自動調整可能な間隙設定４１３４を有する、２ロールレファイナ４１として実現されることができる。インラインリアルタイム測定システム４１５は、例えば、少なくとも、光源４１５１と、光学的画像取込みデバイス４１５２と、チョコレートマス３５搬送デバイス３７の電力消費３７１を測定する測定デバイス３７２とを含むことができる。事前微細化チョコレート塊４１１のスループットは、例えば、光源４１５１及び光学的画像取込みデバイス４１５２のライン三角測量によって測定されることができる。しかしながら、スループット測定は、例えば、単純なポイントツーポイント距離センサ又は超音波距離センサ又は上流の容器／コンテナの計量カウンタ又はスケーラ又は事前レファイナ４１のコンベヤモータ及び／又はロール４１２のロータでの電力消費量を測定する測定デバイスによっても達成されることもできる。事前微細化チョコレート塊４１１の可塑性４１１２は、例えば、チョコレート塊３５搬送デバイス３７の測定される電力消費３７１と組み合わせにおいて一定のスループットに基づいて動的に制御されることができる。チョコレート塊４１１の形態学(トポロジー)は、例えば、中央に投影されるレーザ又は光源４１５１ラインの扇形状(fan  shape)に基づくライン三角測量によって、事前レファイナ４１のロール４１２の入口ゾーン内で評価されることができる。チョコレート質量４１１のスループットは、検出される形態学ライン(トポロジーライン)に基づいて動的に測定される。２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４は、例えば、搬送デバイス３７の測定される電力消費との組み合わせにおいてチョコレート塊４１１の一定のスループットを維持することによって可塑性の所定の値を提供するために、適応性の機械間又は機械対機械制御システム１によって自動的に調整されることができる。光源４１５１は、例えば、レーザ又はマルチラインレーザ又はＥＤプロジェクタとして実現されることができ、且つ／或いは光学的画像取込みデバイス４１５２は、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現されることができる。システム１は、事前レファイナチョコレート塊４１２の完全に自動化された自律的な可塑性制御を提供する。リアルタイムの非侵襲的なインライン測定及び制御システム４１５は、事前微粒化された塊４２１の粘稠度の���化を検出することができ、２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又は間隙設定４１２６及び／又はローラ速度４１２２を自動的に調整する。リアルタイムの非侵襲なインライン測定及び制御システム４１５は、例えば、モータ電力の評価及び相関との組み合わせにおいて、レーザ４１５１／カメラ４１５２から構成されることができる。レーザ４１５１は、２ロール事前レファイナ４１の入口ゾーン内の塊の形態学を評価することを可能にする。カメラ４１５１は、これらの形態学ラインを検出することができ、故に、スループットの一定な測定を可能にする。しかしながら、例えば、コンベヤデバイスのモータでのエネルギ消費、又はロール４１２のモータの電力消費のような、スループットの任意の他の測定を使用することができる。この一定スループットは、搬送スクリューのモータ電力の測定と組み合わせにおいて、自動化された正確な可塑性４１１２制御及び適応を可能にする。これとは対照的に、従来技術のシステムにおいて、操作者は、塊の可塑性、故に、ラインの性能を定期的に確認して保証しなければならなかった。システム１による自動化された能動的な制御は、事前レファイナ４１の後に一定の標的可塑性４１１２を達成することを可能にすることにより、レファイナ４２の生産性を（例えば、より速いコンチェ充填を可能にする３％まで）向上させる。更に、システム１は、過充填に起因する手動の適応及び洗浄努力に関して必要とされる労力を削減することを可能にする。
【００３７】
ファイナ４２は、例えば、異なる可塑性４２１１及び細かさ４２１２の特性を有する多様な製品レシピを処理するために提供されることができる。ファイナ４２は、例えば、１２〜６０ミクロンの、例えば、広範囲（即ち、粒径分布４２１５）のチョコレート、充填、及びコーティング塊４２１を微粒化することが可能にされることができる。安定した吸気システム及び適切な浮動ロール４２２と組み合わせられて、レファイナ４２は、例えば、非常に狭い粒度分布４２１５及び製品の同時の均質化４２１６及び風味付けを伴う、サイズ４２１４減少を可能にすることができる。レファイナ４２は、例えば、５ロールレファイナ４２として、即ち、５ロール４２２を含む５ロールレファイナとして実現されることができる。しかしながら、別の適切な数のロール４２２を含むファイナ４２が実現されることもできる。例えば、レファイナ４２は、例えば、１３００、１８００、又は２５００ｍｍのような、異なるロール長さ４２２５で実現されることができる。第２ロールの可変速度４２２２設定４２３２は、例えば、レファイナ４２が、広く変化する可塑性値を有する塊４２１１を加工するのを可能にすることができる。例えば、常に平行であり、結果的に、ロール長さ４２２５全体に亘って均一な細かさ４２１２分布をもたらす、吸気間隙４２２６１を選択することができる。適切な細かさ測定デバイス４２３３、特にオンライン測定デバイスの適用は、例えば、チョコレート塊４２１の最終の細かさの恒久的なモニタリングを提供し、例えば、第２ロールの駆動速度４２２２へのフィードバックによってその値を一定に維持することを可能にする。これは、例えば、入って来る製品４１１／３５の変動が存在する場合でさえも、狭い限度内で均一な最終の細かさ４２１２を保証することができる。例えば、特定の生産プロセス及び塊に適合させられることができる、ローラ速度４２２２及び差動ローラ速度４２２３、及び有用な利用可能なロール長さ４２２５は、例えば、レファイナ４２が、フレキシブルな小生産運転並びに高いスループット容量４２４を必要とする大規模生産に適用されることを可能にする。制御されたロール冷却４２５は、例えば、温度感受性製品の加工を可能にするように実現されることができる。更に、例えば、高い耐摩耗性を保証する十分に硬い表面を有する遠心鋳造ロールが適用されることができる。均一に分布した硬度は、例えば、そのようなロールが数回再磨砕されることを可能にする。好ましくは永久的な性能モニタリングが、例えば、高い動作信頼性を保証するのを助けることができる。レファイナ４２の重要な追加的な特性は、（ｉ）受入れタンクの出力弁の制御、（ｉｉ）５ローラの温度４２３５の制御、（ｉｉｉ）ローラ圧力４２２１の制御、（ｉｖ）１〜２ローラ間の距離（間隙）の制御、（ｖ）回転するローラ４２３２のためのモータの制御、及び（ｖｉ）チョコレート層の厚さのレーザ制御４２３６を含んでよい。更に、レファイナ４からコンチェ５への、例えば、ベルト輸送等による、自動輸送が、好ましくあり得る。そのような輸送は、例えば、（金属）輸送ベルトの自動制御、及び／又はそれぞれのコンチェ５のための分配装置(distributor)の自動制御を含むことができ��。
【００３８】
ファイナ４２は、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロール被覆率４２６４(coverage)の垂直パターン４２６３を検出する、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６を含む。パターン認識を用いて、検出される垂直パターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較される。特定のエラーパターン４２６２２を引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１は、塊４２１の粒径分布４２１５及びファイナ４２の動的に最適化されたスループットを連続的な制御を提供する、自己最適化する適応性の機械間制御システム１によって動的に適応させられる。インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６は、例えば、ファイナ４２の第５ロール４２２のロール被覆率４２６４の垂直パターンを検出することができる。インライン非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６は、例えば、ファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロール上の表面を撮像して、対応する表面画像４２６１１を生成するための、光学的画像取込みデバイス４２６１を含むことができ、前記光学的画像取込みデバイス４２６１は、撮像される領域が前記少なくとも１つのロール４２２の全作動幅を覆うように構成され、前記表面画像４２６１１を処理するための画像処理手段４２６５を更に含む。光学デバイス４２６１は、例えば、ラインカメラ／検出器又は任意の他の種類の適切な光学モニタリングシステムを含むことができる。インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２５は、前記表面画像４２６１１及び検出される垂直パターン４２６３に基づいて制御信号を生成し、前記ファイナ４２又はチョコレート生産プロセスライン１１デバイス２，３，４，５，６の動作パラメータを調整し且つ動的に適応させるための調整手段に前記制御信号を提供して、塊４２１の粒径４２１４の連続的な制御を提供するように構成される。光学的画像取込みデバイス４２６１は、例えば、ライン走査カメラ４２６１２であることができ、その場合、前記表面画像４２６１１は、１以上のライン内に配置される複数のピクセルで構成されることができ、前記複数のピクセルの各ピクセルは、撮像される表面の領域を表し、前記領域の物理的特性に対応するピクセル値を有する。例えば、特定のエラーパターン４２６２２を引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１及び／又は供給材料２４の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変動は、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって動的に適応させられて、ファイナ塊４２１(finer  mass)の粒径４２１４の連続的な制御を提供する。システム１は、レファイナチョコレート塊４２１(refiner  chocolate  mass)の粒径４２１１の連続的な制御を可能にすることにより、５ロールファイナ４２の生産性を（例えば、最大１５％）増加させる。更に、従来技術のシステムでは、より少ない労働スキル（手動適応）が要求される、よって、より一貫した性能及び品質がシステム１によって達成される。加えて、ロール４２２のより長い寿命が、一定且つ均一なロール摩耗の故に達��される。リアルタイムのインラインの非侵襲的な制御システム４２６は、５ロールフィナ４２の第５ロール４２２での不完全ロール被覆率の垂直パターン４２６３を検出することを可能にする。測定されたパターン４２６３は、エラーパターン４２６２２のデータベース４２６２と比較され、ロール温度４２２７又は圧力４２２１の正しい適応が実行される。よって、操作者は、この責任を負う必要はなく、この時間を他のプロセス関連タスクに使用することができる。５ロールファイナ４２は、チョコレート塊ライン１１のスループットボトルネックの１つである。理想的な状態で可能な限り最大のスループットで５ロールレファイナ４２を運転するために、操作者は、正しい設定を見出すためのノウハウ及び経験を必要とする。本システム１は、入って来る塊の粘稠度４１１６、標的粒径４２１４に依存するが、異なる原料、冷却水温度変動、周囲温度変化等のような、システム環境の変化にも依存する、第５ロール４２２のロール被覆率を測定する。ロール４２２上の異なるパターン４２６３の検出及びパターンデータベース４２６２との比較を通じて、システム１は、対応する機械パラメータを相応して訂正する。第５ロール４２２上のロール被覆率は、５ロールレファイナ４２のスループットに対して直接的な影響を有する。被覆率が良ければ良いほど、スループットはより高い。
【００３９】
ファイナ４２は、例えば、ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４を検出する、光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２７を更に備含むことができる。ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、例えば、測定システム４２７の近赤外センサデバイス４２７４によって、或いは機械的に視覚／光学モニタリングによって、或いは別の適切な光学システム又はベルトスケール／計量器によって、測定されることができる（その場合、粒径は、チョコレート塊の密度及び時間に亘るスループットに基づいて測定される）。ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、例えば、近赤外センサデバイス４２７４によって測定されるファイナチョコレート塊４２１の脂肪含有量に基づいて測定されることができる。近赤外センサ又は分光（ＮＩＲＳ）センサは、それらの測定のために電磁スペクトルの近赤外領域（約７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）を使用する。近赤外センサ測定は、分子倍音及び結合振動に基づく。そのような移行は、量子力学の選択規則によって禁止される。その結果、近赤外領域内のモル吸収率は、典型的には、非常に小さい。ＮＩＲセンサの利点の１つは、ＮＩＲが、通常、中赤外放射よりも遙かにサンプル中に浸透し得ることである。従って、近赤外分光法は特に感度の高い技術でないが、それはサンプル調製を殆ど伴わずに或いは全く伴わずにバルク材料を探査する際に非常に有用である。次に、ＮＩＲセンサによって測定された脂肪含有量は、システム１によって粒径４２１４に割り当てられるので、ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、それから測定されることができる。ファイナチョコレート塊４２１の検出される粒径４２１４は、明確な標的粒径４２７１と比較され、標的粒径４２７１からの逸脱を引き起こす場合、ロール４２２のうちの少なくとも１つのロールの駆動速度４２２２は、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の偏差(deviation)が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。第２ロール４２２の駆動速度４２２２は、例えば、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の偏差が測定されくなるまで、動的に適応させられることができる。ファイナ４２は、例えば、ファイナ４２のロール４２２の少なくとも１つに沿って粒径４２１４及び塊分布４２１７を測定する、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含み、標的粒径４２７１及び／又は標的塊分布４２７２からの偏差を引き起こす場合には、ロール４２２のうちの少なくとも１つのロール４２２のローラ圧力４２２１及び／又は駆動速度４２２２が、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の及び／又は測定される塊分布４２１７と標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。塊分布４２１７は、特にリアルタイム測定及び制御システム４２６によって測定されるロール４２２２のローラ圧力４２２１に依存する。更に、ファイナ４２は、例えば、ファイナ４２の第５ロール４２２に沿う粒径４２１４及び塊分布４２１７を測定する、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含むことができる。よって、システム１は、レファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４の連続���な制御を提供し、よって、（粒径制御との組み合わせにおいて）、常時、第５ロール４２２全体に沿って、粒径４２１４及び粒径分布４２１５に関して、最高の信頼性を提供する。議論した光学的なリアルタイムの非侵襲的なインライン測定システム４２７は、５ロールレファイナ４２に装着される。このシステム１は、適切な制御アルゴリズムとの組み合わせにおいて、粒径４２１４を決定して、それを標的粒径と比較することを可能にする。偏差が検出されるならば、第２ロールの速度は、粒径４２１４の迅速な達成を保証するために、自動的に調整されることができる。上記の実施形態の変形による保証された第５ロール４２２の均一な被覆率との組み合わせにおいて、それは生産ライン１１の下流プロセスも最適化する５ロールレファイナ４２の終わりに一定の品質を提供し得ることを意味する。均一な被覆率は、粒径４２１４測定を正確に行い得ることを可能にし、且つ粒径分布４２１５が一定であることを可能にし、故に、細粒(fines)のより少ない生成及びより良好なコンチング条件を可能にする。最後の２つの実施形態の変形の組み合わせは、実施形態の変形のうちの１つのみと比較して、粒径４２１４のより全体論的な品質制御をもたらすことが、留意されるべきである。非連続な制御サイクルは、例えば、センサ−アクタ−制御システムとして、システムによって引き継がれることができる。よって、システムは、第５ロール４２２に沿って粒径４２１４及び塊分布４２１７を能動的に正確に制御することができる。
【００４０】
自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム１は、例えば、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６、及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３を取込み且つモニタリングする、コントローラデバイス１２を含むことができる。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４及び／又はローラ速度４１２２の動的な調整と、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１並びにファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７３の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整は、コントローラデバイス１２によって相互に最適化且つ調整される。可塑性４１１２を制御する事前レファイナ４１のロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整は、例えば、ファイナ４２のスループット及び粒径４２１４を制御する、第２ロール４２２の測定された駆動速度４２２２に基づくことができる。ファイナ４２のロール４２２の少なくとも１つ又は全部のロールのロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整は、コントローラデバイス１２によって粒径分布４２１５を制御する第２ロール４１２の駆動速度４１２２との組み合わせにおいて、ローラ圧力４１２２又はローラ間隙４１２６に更に基づくことができる。中央コントローラデバイス１２は、前の実施形態の変形の利益、即ち、垂直パターン検出、ファイナ４２のロール４２２に沿う総粒径及び粒子分布制御及び可塑性４１１２制御を用いた、粒径の連続的な制御による、容量ブーストの利益を併合する。測定される形態学をコンベヤデバイスのモータの測定されるモータ電力消費又は事前レファイナ４１のロール４１２のうちの少なくとも１つのロールの電力消費と相関させること。よって、原料品質変動に起因する予期しないダウンタイム(休止時間)、故に、可塑性問題を回避することができる。加えて、システム１は、完全な微粒化プロセス４のためのプロセス及びプロセス制御の全体的な最適化を提供する。２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２上のインラインのリアルタイム測定制御システム４１５／４２６／４２７の設置は、単一プロセスステップの新しい最適化方法を可能にする。例えば、可塑性４１１２が２ロール事前レファイナ４１から理想的に得られないんらば、システムは、５ロールレファイナ４２の動作パラメータをある程度まで自動的に調整することができる。しかしながら、可塑性４１１２が強く範囲外であるならば、５ロールレファイナ４２のパラメータもそれを補償することができない。その場合、システム１は、可塑性４１１２を自動的に調整して、専ら又はレファイナ４２のパラメータとの組み合わせにおいて事前レファイナ４２及び／又はミキサ３の動作パラメータを補正し、且つ／或いは投与手段２の動作パラメータを補正することによって添加される成分を補正する。コントローラ���バイス１２を用いて、５ロールレファイナ４２と２ロール事前レファイナ４との間の機械間通信を通じて、コントローラデバイス１２によって、５ロールレファイナ４２の必要性に従って可塑性４１１２を自己調整及び自己適応することによって、手動調整ステップ又は更にはダウンタウンを防止することができる。効果的には、５ロールレファイナ４２は、２ロール事前レファイナ４１の動作パラメータを、コントローラデバイス１２を通じて、２ロール事前レファイナ４１に送るので、２ロール事前レファイナ４１又はコントローラデバイス１２は、正しい粒径４１１４に到達するためにローラ圧力４１２１又はローラ間隙４１２６を変更しなければならないことを知り、可塑性４１１２を調整することによってそれに対して反応することができる。
【００４１】
ファイナ４２は、最終的な第５ロール４２２に除去ナイフを含む５ロールレファイナ４２として実現されることができる。ファイナ４２は、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２の第５ロール４２２のロール被覆率４２６４のパターン４２６３を検出する、光学的なインラインのリアルタイム測定システム４２６を更に含むことができる。パターン認識によって、検出されるパターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較され、ここで、劣化検出手段４２６７のパターン認識によって磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３を引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システム４２６は、第５ロール５２２の除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように構成される。ファイナ４２は、例えば、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率４２６４のパターン４２６３を検出する、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６を含むことができる。パターン認識によって、検出されるパターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１は、ファイナ塊４２１の粒径分布４２１５の連続的な制御及びファイナ４２の動的に最適化されたスループットを提供する、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって動的に適応させられ、劣化検出手段４２６７のパターン認識によって磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３を引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システム４２６は、第５ロール５２２の除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように構成される。
【００４２】
システム１は、第５ロール４２２で測定される光学データに基づいて、交換されるべきナイフ摩耗を自動的かつ自律的に検出する。レファイナ４の動作パラメータが正しく調整されるならば、測定される光学データの表現は、理想的な膜(フィルム)を示す。その結果、完全な被覆率である。しかしながら、ロールが冷たすぎるレファイナ４の機械加工状態は、例えば、ロール４１２／４２２の全長に亘って、ストライプ(縞)パターンをもたらす。これらのストライプは、光学的に測定されたデータに対応し、それらは膜表面のエラーとして解釈された。そのようなパターンは、例えば、ロールが過剰に押されるならば起こり得る。対照的に、磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３は、ロール４１２／４２２の側面におけるストライプ及びエラー部分の組み合わせによって特徴付けられる。ロール４２２上の表面の画像は、塊が除去ナイフによってロールから除去される前に撮られるが、摩耗した除去ナイフは、不完全な除去をもたらす、即ち、材料はロール上に残り、それは、ひいては、特徴的なパターン４２６２３をもたらすことが留意されなければならない。測定される光学データ及びライン画像は、例えば、ＣＤＤラインカメラで撮られ、パターン認識部分を含む画像処理手段に入力されることができる。パターン認識部分は、それぞれのパターン４２６２３を認識又は識別し、制御信号は、前記認識されるパターン４２６２３に基づいて出力される。変形として、判定信号が必要な除去ナイフ４２２８の交換に特徴的な前記パターン４２６２３を示す場合、劣化検出手段は、ディスプレイ手段が除去ナイフ４２２８の劣化又は交換を示すように、適切な自動警報デバイスのディスプレイ手段に警告信号を出力することができる。パターンが、ナイフ４２２８の交換を示し、適切な信号が、ロール及び／又はナイフが交換されなければならないことを操作者に示すならば、前記劣化検出手段は、前記ディスプレイ手段に信号を出力するように更に構成されることができる。除去ナイフ４２２８の劣化又は交換を示さないパターン認識部分においてエラーパターン４２６２２が認識される場合、例えば、圧力調整手段が、ロール４及びロール５が所定の量だけ互いに押し付け合う圧力を変化させるよう、画像処理手段は、対応する制御信号を圧力調整手段に出力することができる。
【００４３】
本発明のために、液体脂肪成分とのチョコレートの固体粒子の適当な混合を提供して、結果として得られるチョコレート塊の所望のレベルの滑らかさ及び流動する流動性をもたらすよう、１以上のコンチェ５が使用される。コンチングプロセス５は、混合５７１、乾燥５７２、混錬／剪断５７３、風味生成５７４、及び液化５７５を含む。典型的には、液化プロセスは、コンチングプロセス５の一部であることが留意されるべきである。しかしながら、生産ライン１１においてコンチング５が実現されないならば、液化プロセスは、液化装置５ａによる別個のステップとして実現されることもできる。コンチングプロセス５において、固体粒子を脱凝集され、脂肪相で個々に被覆される。コンチング５中の水５２６の蒸発は、チョコレート５１の水分５１１を所望の低レベル、例えば、約１％未満に減少させる。チョコレートの所望の質感５１４を発達させることに加えて、コンチングは、また、チョコレートの最終的な風味を向上させることも可能にする。これは、コンチング５中に望ましくない揮発性の風味成分が失われるためである。換言すれば、コンチェ５は、チョコレート内でカカオ脂を均一に分配する表面掻取りミキサ及び撹拌機を示す。コンチング５は、摩擦熱、揮発性物質及び酸の放出、及び酸化を通じて、風味発達を促進する。その原理において、コンチェは、磨砕機として作用する金属ビーズで充填されたコンテナである。例えば、回転コンケ又は長いコンケのような、コンチェ５は、少なくとも、チョコレートを容器５４側面に押し付ける径方向アーム又はブレード５５４を備える長いミキサ又はコンチングシャフト５５を含む、１以上の冷却された被覆されたコンチェ容器５４を含むことができる。チョコレートの小さなバッチについては、磨砕、混合、及びコンチングの全てのステップを実行するような方法において、単一の機械を実現することができる。微粒化されて調合されたチョコレート塊５１は、摩擦熱によって液体状態に維持される。コンチング５前のチョコレートは、典型的には、不均一で粗い質感を有する。コンチングプロセス５は、舌が検出し得るよりも小さいココア及び砂糖粒子を生成する。コンチングプロセス５の長さ５２２は、チョコレート７の最終的な滑らかさ及び品質を決定する。典型的には、高品質のチョコレートは、約７２時間に亘って精錬され(conched)、それよりも低いグレードは、約４〜６時間に亘って精錬される。プロセス５が完了した後に、チョコレート塊７は、例えば、最終加工まで約４５〜５０℃に加熱されたタンク内に貯蔵されることができる。コンチェ５の様々な技術的設計が可能である。既述のように、コンチングプロセス５中に材料が混合されるとき、このプロセスは、生産されるべきチョコレートの品質に依存して、数時間〜７２時間以上かかることがある。プロセスが長ければ長いほど、よりまろやかでより豊かな味わいを生成し得るのが典型的である。よって、より低い品質のチョコレートは、例えば、６時間以下の少ない時間に亘って精錬される。コンチングプロセス５は、風味を作り出す乾燥カカオからの物質を脂肪相に再分配する。コンチェ５を通じて流れる空気５２４は、チョコレートから望まれない酢酸、プロピオン酸、及び酪酸を除去し、水分５１１を減少させる。少量の水分５１１は、仕上げられたチョコレート塊７の粘度５１２を大幅に増加させるので、機械類は、典型的には、水の代わりにカカオ脂で洗浄されるべきである。カカオ豆の焙炒中に生成される物質の一部は、コンチェ５内で酸化され、製品の風味を和らげる。コンチェ５の温度５３は、例えば、適切なセンサ５３１によって連続的に測定され、モニタリングされ、自動的に制御される。それはチョコレートのタイプによって異なる。一般的に、より高い温度５３は、より短い所要加工時間をもたらす。温度５１３は、例えば、ミルクチョコレートについての約４９℃からダークチョコレートについての８２℃まで変化し得る。高温５１３は、部分的にカラメル化された風味をもたらし、ミルクチョコレート中ではメイラード反応を促進し得る。
【００４４】
コンチングプロセス５は、例えば、幾つかの異なる段階、典型的には３つの段階を含むことができる。何故ならば、チョコレートは、通常、３つの相５３を通過するからである。いわゆる乾相５３１(dry  phase)において、物質は、粉末状形態にあり、混合は、粒子を脂肪で被覆する。コンチェ５を通じる空気移動５２４は、ある程度の水分及び揮発性物質を除去し、それは風味に酸性の香気(note)を与えることがある。水分５１１バランスは、最終製品７の風味及び質感７１に影響を及ぼす。何故ならば、粒子が脂肪で被覆された後に、水分７２及び揮発性化学物質が漏れ出す可能性はより少ないからである。換言すると、レファイナ４内で加工されたコンチング開始材料４２１／５１は、最終チョコレート組成中に存在する脂肪５１６の実質的な量を含むが、塊は、固体粒子の凝集の故に、そして、非脂肪固体の表面の大部分は新たに破壊され、脂肪によって被覆されないために、固形の、砕けやすい、ペースト又は粉末状の質感５１４を有する。これはコンチングの初期段階が乾相５３１と呼ばれる理由である。コンチェ５が作動すると、固体粒子の凝集体は分解され、温度上昇５１３と組み合わされた物質の移動との組み合わせは、脂肪による粒子のコーティングを促進する。この段階で、コンチェ５が適切に換気されるならば、水分５１１は混合物から容易に失われる。特定の望ましくない風味は、温度の上昇に応じて揮発性物質の形態のチョコレート５１から除去されることもある。第２段階としてのペースト状相５４２(pasty  phase)では、粒子のより多くが、カカオからの脂肪５１６で被覆される。コンチェシャフト５５を回転させるのに必要とされる電力は、このステップで増加する。ペースト状相５３２において、ペースト状チョコレート５１の粘度はより少なくなり、剪断及び熱効果によって風味が発達させられる。粘度５１２は、最終的な定常状態又はプラトー値(plateau  value)に近づく。最終粘度５１２は、チョコレートに投入される剪断又は作業の量に関連する。最終的な液相５３３(liquid  phase)は、仕上げられた製品７の粘度７４に対する小さな調整を可能にし、それはチョコレート７の意図される用途に依存して測定及び調整されてよい。脂肪５２８３及び乳化剤５２８４を添加して粘度５１２を調整し、完全に混合する。よって、液相５３３では、液体脂肪及び乳化剤を、例えば、コンチェ５に添加することができる。この液相コンチング段階５３３は、比較的短く、最終材料中に混ざり、粘度５１２が安定するのを可能にする。コンチングプロセス５は、コンチェ５の混合及び剪断要素を駆動させる機械的エネルギの形態におけるエネルギ５２５の入力を必要とする。この機械的エネルギ５２５は、チョコレート５１内の摩擦及び剪断の故に、熱エネルギに変換され、それにより、チョコレートを加熱する。追加的な加熱及び／又は冷却は、適切な加熱５２１３及び／又は冷却５２１４要素、例えば、コンチェ５の壁内の熱交換器によって提供されてよい。殆どのコンチェデバイス５は、バッチプロセス機械であるが、連続フローコンチェ５は、製品５１が機械５の別個の部分を通じて移動する堰(weirs)で段階を分離する。連続的なコンチング５は、ミルクチョコレートのためのコンチング時間５２２を４時間以��に減少させることができる。
【００４５】
コンチングプロセス５のために、システム１は、適切な微粒化デバイス及び手段を含み、それらは、例えば、複数のシャフト５５、例えば、３つのシャフト５５を備える、単一５５１、二重５５２、又は複数５５３の越流コンチェ５を含むことができる。それらの特定の幾何学的形状に基づいて、典型的には、コンチェデバイス５の撹拌器は、例えば、回転方向５２７に依存して、チョコレート塊を剪断又は潤滑することができる。チョコレートの特定のレオロジー特性をカバーするために、異なるコンチェ５設計が適切なことがある。コンチェ５の設計を採用することは、質感、感覚特性、及び風味に関して、並びに最終的な水分含有量、粘度、及び収量値(yield  value)に関して、最適な値が達成されることを可能にする。最も適切なコンチェ５の設計は、理想的なコンチングプロセスを保証するのに役立つことがある。例えば、二重オーバースローコンチェ５５２(double-overthrow  conche)の原理は、非常に高い電力の適用の故に、短いコンチング時間(conching  times)を可能にする。単一シャフトコンチェ５５１は、典型的には、多機能プラウ剪断による柔軟なコンチングを可能にする。更に、二重オーバースローコンチェ５５２の原理は、非常に高い電力の適用の故に、短いコンチング時間を可能にする。それは、質感、溶解特性、風味に関して、高い製品品質が達成されることを可能にすることがあり、これが最適化された時間で達成されることを可能にすることがある。コンチェ５の特別に適応させられた混錬及び剪断特性は、乾燥可塑性製品から液体最終製品への効率的な質感修正を保証することができる。特定の用途に依存して、コンチングプロセスは、二重オーバースローコンチェ５５２において異なる方法で実行されることができる。これは、プロセス制御、エアレーション(aeration)、正確な温度制御、エネルギ入力、及びコンチングシャフト５５の回転方向の適切な組み合わせによって更に最適化されることができる。単一シャフトコンチェ５５１が使用されるならば、コンチェツールの幾何学的形状は、典型的には、非常に重要である。コンチングプロセス５の間に、製品は、以下の技術的プロセス、即ち、（ｉ）混合、（ｉｉ）乾燥、（ｉｉｉ）混錬及び剪断、（ｉｖ）風味発達、（ｖ）液化に曝される。本発明に従ったコンチングデバイス５は、好ましい実施形態の変形において、これらのプロセスの全てを提供し、それらを最適な方法で組み合わせることが可能にされる。即ち、コンチェ５を多機能ツールとみなすことができる。単一シャフトコンチェ５５１のブレード５５４は、例えば、容器壁に対する楔形状の平行な隙間を備える、三次元の不規則に湾曲した表面を有することができる。ブレード５５４は、典型的には、コンチングプロセス５にとって決定的である。
【００４６】
その容量５４１に依存して、コンチェ５は、例えば、レファイナ製品から流動塊まで−可能な限り短い時間内に、その所望のコンチング性能に最適化されることができる。コンチングデバイス５は、通常、自動又は手動モードで作動することができ、後者の場合には、チョコレート工場のプロセス自動化システムに統合されることができる。複数のロータ５５、例えば、３ロータの特定の構成を使用して、チョコレートの二重５５２又は多重５５３オーバースローを生成することができる。ブレード５５５は、例えば、ロータと容器壁５４との間に存在するものに加えて、剪断ゾーンが生成されるように、同期的に反対方向に移動することができ、よって、効率的なコンチングプロセス５のための改良された条件をもたらすことができる。コンチングシャフト５５又はブレード５５４のプロセス制御装置５２、エアレーション５２４、温度制御装置５２１、エネルギ入力５２５、及び回転方向５２７の間の、特別に適応された、洗練された、個別に構成可能な相互作用は、例えば、広範囲のチョコレートコンチング変形のためにコンチングデバイス５を可能にして、多様な塊が、特定の要件に従って多種多様な最終製品を製造するために加工されることを可能にする。上述のオーバースロー作用５５１／５５２／５５３は、コンチェ５の一方の側面に空気５２４を吸い込み、空気を塊に通じさせ、空気を再び他方の側面で排出する。これは、製品塊５からの一貫した水分５１１抽出を向上させることができ、最終製品７の風味及び質感７１を向上させることができる。更に、コンチェ５は、例えば、高スループット容量５４１を可能にし、コンチェ時間５２２を減少させることを可能にする、周波数コンバータ制御された駆動装置５２３を備えることができる。一例として、連続的なコンチングプロセス５を以下のように実現することができる。即ち、レファイナ４２の薄片(フレーク)が供給ホッパに移送され、その充填レベルが供給スクリューの速度を制御し、供給変動を補償する。多少のカカオ脂が添加される間に、スクリューがペーストコラム(pasting  columns)に供給する。それは調整可能なバッフル及び剪断翼を備える。薄片は、強烈な機械的応力に曝される。このプロセスの間に、塊はその乾燥状態（乾燥コンチング）から強靱な可塑性状態に変化する。清浄化された空調された空気がファンによって供給される。レシチン５２８２を最後に添加した後に、それは流動可能な粘稠度でペーストコラムから出る。塊は中間タンクに送られ、その撹拌機及び壁スクレーパがチョコレートを動かし続けて、レシチン添加後の構造変化のプロセスを安定させる。揮発性の及び望ましくない風味で充填されたプロセス空気が分離される。計量ステーションにおいて、レシピは液体成分によって完成される。容器の壁スクレーパは、既に事前混合物を調製する。正確に組成されたチョコレート塊５１は、収集タンク内にバッチで排出される。収集タンクで、それは更に混合され、冷却される。そこから、それは強力な均質化のために使用される動的流動ミキサを通じて連続的にポンプ送り出される。振動スクリーンを通過した後に、チョコレート塊５２は、更なる加工のための準備が出来ている。１以上のコンチェ５の重要な追加的な特徴は���例えば、（ｉ）コンチェ５内の余分なバター５２８１又は材料５２８２、．．．、５２８４等を自動投与５２８、例えば、時間５２２、モータ電力５２５等のような、異なる基準による開始、（ｉｉ）コンチェプロセス５の異なる相５３の自動制御、（ｉｉｉ）システム１によって添加される可能な手動コンポーネントの間の可能な操作者取扱いの自動情報取込み、及び（ｉｖ）システム１によって操作されるコンチェ５の詳細なモニタリング及び報告を含む。
【００４７】
コンチェ５は、例えば、位置決めエンコーダ又はセンサ５６１を備える、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システム５６を更に含むことができる。作業領域５６７の測定ライン５６６に沿うコンチングチョコレート塊５１の高さプロファイル５６４は、前記測定ライン５６６に沿って位置決めエンコーダ又はセンサ５６１によって位置測定５６５を行うことによって生成される。測定される高さプロファイル５６４に基づいて、コンチングチョコレート塊５１のパラメータ値５１１，．．．，５１７が測定される。しかしながら、パラメータ及び高さプロファイルは、それぞれ、例えば、電磁、光学又は音響／音波測定デバイスによって、測定されることもできる。標的パラメータ値５１１、．．．、５１７の測定されるパラメータ値５１１、．．．、５１７の偏差を引き起こす場合には、コンチェ５の動作パラメータ５２１〜５２８のうちの少なくとも１つが、測定されるパラメータ値５１１、．．．、５１７を標的パラメータ値５１１、．．、５１７と整列させる、制御及びモニタリングシステム５２によって動的に適応される。位置決めエンコーダ又はセンサ５６１は、例えば、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサ５６１であり得る。コンチングチョコレート塊５１の測定されるパラメータ値は、例えば、コンチェ塊５１の粘稠度の尺度を提供することができる。コンチングチョコレート塊５１の高さプロフィール５６４の測定ライン５６６は、例えば、コンチェ容器５４の長さ及び／又はコンチェ容器５４２の内面の長さに沿うことができ、その場合、コンチェ容器５４２の内面は、作業領域５６７を提供する。この変形は、コンチェ５及びコンチングプロセスの適用性の自己最適化する動作を提供し、更に、使用されるコンチング時間５２２及びエネルギ５２５に関して、典型的に時間及びエネルギを消費するコンチングプロセス５を低減する。動作パラメータの動的調整及び適応は、新しいレベルの効率で完全に自動化されたコンチングプロセスを提供することを可能にし、それは人間の操作者又は手動の相互作用(manual  interaction)によっては可能でない。
【００４８】
コンチェ５の制御及びモニタリングシステム５２は、例えば、コンチェ塊５１の脂肪含有量５１６を測定する脂肪含有量測定デバイス５２９を更に含むことができる（リーンコンチング８６）。基本チョコレート塊３５の初期脂肪含有量２４１２は、コンチェ塊５１の標的脂肪含有量５１６へのコンチェ塊５１の測定される脂肪含有量５１６の偏差を引き起こす場合に、投与手段２によって動的に適応される。システム１は、完全な自動化を可能にし、最終製品チョコレート塊７の所望の標的脂肪含有量７３を達成するために、チョコレート生産ライン１１の動作パラメータの手動調整を必要としない。高度に専門化した経験的ノウハウと操作経験を持つ操作者は必要でない。加えて、材料２４を含む脂肪２４１２の脂肪寄与は、典型的には、投与手段２及びミキサ３によって行われ、コンチングデバイス５において行われない。よって、例えば、（特にコンチングプロセスについて典型的には最大６つのミキサバッチが存在する）不良な投与、又は好ましい可塑性を達成するための操作者による動作又は投与パラメータの手動適応のような、レシピの標的脂肪含有量からの最終製品７の有効脂肪含有量７３の偏差についての多くの理由がある。システム１は、適応性システム１のコントローラ及び操縦デバイス１２を用いてコンチェ５とミキサ−投与手段２／３との間の運転パラメータの適応性の自己最適化する機械間最適化の故に、チョコレート生産ライン１１の動作パラメータの手動調整を必要としない。
【００４９】
自己最適化する適応性の機械間制御システム１のコントローラデバイス１２は、例えば、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６、及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３を取り込み、モニタリングすることができる。よって、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４及び／又はローラ速度４１２２の動的調整、並びにファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整は、コントローラデバイス１２を用いて、動作パラメータとして、相互に最適化され、調整されることができる。前記動作パラメータを最適に調整した場合、及び前記動作パラメータの最適な調整の下でのチョコレート塊の予測されるスループットへの測定されたスループットの偏差を引き起こした場合、ファイナ４２のロール４２２又は事前レファイナ４１のロール４１２の磨耗が測定され、モニタリングされ、適切なロールの交換及び／又は交換の最適時間を示す或いは開始する出力信号が生成される。この変形は、システム１が、交換されるべき或いはさもなければ調整されるべきロールの磨耗が自動的かつ自律的に検出されることを可能にする。
【００５０】
最も洗練され加工されたチョコレート塊７でさえ、それが形成される前に最終生産のレベルに達しないであろう。結晶化、例えば、シード事前結晶化、最適堆積プロセス、及び適切な殻形成技術は、典型的には、最終ステップを形成する。しかしながら、チョコレートプロセス１１の最後の２つの主要なステップについて、精錬グされたチョコレート塊５１は、最終製品９に、例えば、バルクバーに成形６３及び／又はテンパリング６４することによっｙｒ、チョコレート塊６１として加工され、或いは精錬されたチョコレート塊５１は、コーティングされたキャンディセンター及び成形された品目のような、特殊な小売製品を生産するために、別の生産サイクルに入ることができる。即ち、コンチングプロセス５の後に、チョコレート塊６１は、適切に成形され６３、テンパリング(調温)され６４、堆積され６５、形成され６６、エンローブされる６７。異なるステップ６２〜６７は、統合されたプロセスによって部分的に形成されることができる。例えば、殻形成は、冷却されたダイを用いた短時間の高速なスタンピングを通じて達成されることができる。このプロセスは、非常に迅速に起こり得るので、成形された形状に結晶化された塊は、十分な安定性をかろうじて有するに過ぎず、温度及び時間に関連する機構が、完全な殻品質及び経済的生産を保証することができる。
【００５１】
品質制御測定は、チョコレート及びカカオ脂の品質を測定することによって、生産チェーン１１全体を通じて実現されることができるが、特に、最終製品９を達成するために最終加工ステップ６において最終チョコレート塊７に入る前に実現されることができる。例えば、カカオ脂の冷却曲線は、温度計によって測定されることができる。カカオ脂の品質に関する情報は、例えば、適切な結晶化指数（ＣＩ）を用いて提供されることができる。指標値（例えば、１〜６）は、例えば、チョコレート塊が更なる加工に適しているかどうか、あるいは潜在的な問題又は品質欠陥が生産において予期され得るかどうかを示すことができる。品質制御測定デバイス６２は、更に、加工前の未調理のカカオ脂の品質に関する情報を提供するように実現されることができ、それは、最終加工ステップとして成形される前、間、及び後の不快な驚きから守るのに役立つ。品質制御測定デバイス６２は、例えば、様々な温度でチョコレートの凝固曲線を測定することによって、カカオ脂分析を提供するように実現されることができる。
【００５２】
チョコレート塊６１は、成形手段６３によって最終製品９、例えば、固体チョコレート物品及びワンショット充填物品に更に加工されることができる。成形ライン６３は、例えば、連続的に移動する型にスポット、リボン及びワンショット堆積を提供することができる。しかしながら、それは充填される物品（殻、充填物、裏面）の生産にも適用されることができる。可能な型サイズは、例えば、６２０ｍｍ〜１２００ｍｍの範囲、又は、例えば、毎分最大３５個の型のような、機械的ライン容量を有する他の範囲であることができる。成形ライン６３について、型からの物品の容易な取外し並びにチョコレートの均一な結晶化を達成するための重要な要因は、穏やかな冷却技術の適切な統合である。例えば、振動区画及び冷却区画は、隔離されたパネルを通じて注意深く分離されることができる。型全体の均一なテンパリングの故に、最適な離型品質(demoulding  quality)で最適な製品光沢(gloss)を得ることができる。高精度の堆積プロセス及び最適な振動(shaking)は、例えば、各々の個々のキャビティ内で一定の物品重量及び品質を保証することができる。これは、型から型への物品連続性をもたらすことができる。成形チェーン６３は、信頼性のあるモータ、例えば、サーボモータによって更に駆動させられることができ、その数は個別に特定される。それらは、ライン全体内の円滑な型動作を保証することができ、よって、均一で平行なチョコレートバーを保証することができる。成形ライン６３上の完全な型搬送のための搬送チェーンの張力は、必要とされるならば、機械間接続性制御及び操縦８を用いて、中央制御可能であることができ、調整可能であることができる。堆積装置(depositor)についての適切な迅速交換システムは、塊ホッパ及びピストンシステム又は堆積ツール、即ち、ノズルプレート又はシャッタナイフが、短時間に交換されることを可能にする。これは、例えば、滑らかな塊から全介在物を含む塊への或いはワンショット堆積のためのシステム又は通気された塊のためのシステムへの、より迅速な物品変更を可能にする。加えて、従来的な湿式殻成形プロセス６６に、緩い成形ライン、回転スピン成形ライン、連続成形ライン等を使用することによって、殻は、例えば、コールドスタンピングプロセス６６を使用して生産されることもできる。
【００５３】
カカオ脂の制御されない結晶化６１２は、典型的には、様々なサイズの結晶をもたらすので、テンパリングプロセス６４は必要である。これは、チョコレートの表面をまだらで光沢がないように見えさせ、チョコレートが割られるときに、チョコレートがポキッと折られるのでなく粉々に砕けさせる。適切に加工されたチョコレートの均一な光沢(sheen)及びクリスプな咬み(バイト)(bite)は、テンパリングプロセス６４によって生産される一貫した小さなカカオ脂結晶６１２の結果である。更に、適切にテンパリングされたチョコレートは、キャンディーを成形することも可能にする。何故ならば、キャンディーは型からより容易に放れ、光沢のある仕上げを以前して保持するからである。加えて、テンパリングは、カカオ脂がカカオ固形物から分離して表面に現れるようになり、チョコレートを白っぽい色又は灰色がかった色に変える、ブルームを防止する。１日かそこらでは消費されないであろうチョコレート塊７又は最終製品９が生産されなけらればならないならば、典型的に、本物のカカオ脂を含む全てのチョコレートについて、テンパリングは絶対に必須であると想定される。カカオ脂中の脂肪は、６つの異なる形態で結晶化することができる６１３（多形結晶化(polymorphous  crystallization)）。テンパリング６４の主な目的は、所望の形態のみが存在することを保証することである。何故ならば、Ｉ−ＶＩに示される６つの異なる結晶形態６１３は、異なる特性を有するからである。一般的に、チョコレートは、結晶６１３の全ての６つの形態を溶かすために、最初に４５℃まで加熱される。次に、チョコレートは約２７℃まで冷却され、それは結晶タイプＩＶ及びＶが形成するのを可能にする。この温度で、チョコレートは撹拌されて、チョコレート中に小さな結晶を作り出す核として機能する多くの小さな結晶「シード(seed)」を作り出す。次に、チョコレートを約３１℃まで加熱して、あらゆるタイプＩＶの結晶を排除して、タイプＶのみを残す。この時点の後に、チョコレートのあらゆる過剰な加熱は、硬度(temper)を破壊し、このプロセスは、繰り返されなければならない。しかしながら、チョコレートテンパリングの他の方法を使用することができる。最も一般的な変形は、既にテンパリングされた固形「シード」チョコレートを導入することである。チョコレートの結晶化６１２は、正確性及び粘稠度を保証するよう、チョコレート温度計６４１を用いて測定されることができる。テンパリング手段６の重要な追加的な特徴は、（ｉ）コンチェ５から貯蔵及びテンパリング６用のタンクへのチョコレート塊の自動的な移送、並びに（ｉｉ）システム１によってタンクに移送される塊の詳細なモニタリング及び報告を含むことがある。チョコレート生産における事前結晶化プロセスは、例えば、従来的なテンパリング機械の代わりに、シード結晶化に依存することもできる。シード結晶化は、カカオ脂結晶懸濁液（ＣＢＣＳ）を生産することを可能にすることができ、それは、次に、チョコレート、充填物、又はヌガー塊に連続的な速度で添加されることができる。β−Ｖ及びβ−ＶＩ結晶は、例えば、粘度制御された混合ユニット内に分散させることができ、それらはそこでシード結晶化する。最適化された結晶化プロセ��は、スクラップ速度及びダウンタイムを有意に減少させることができる。即ち、（ｉ）所与のテンパリングの程度について、テンパリングデバイスは、より低い粘度を達成することができ、塊は、堆積中に型全体に最適に広がることができる。（ｉｉ）型からの除去及びチョコレート塊の収縮を向上させることで、最終製品をより容易に離型することができる。
【００５４】
テンパリングは、本発明によれば、テンパリング手段６４によって行われるときに、少なくとも、適切なコーティング、浸漬又は成形を達成するために、チョコレート塊６１の制御された加熱及び冷却を提供する。チョコレート塊６１のカカオ脂は元々カカオ又はカカオ豆から抽出されるので、本物のチョコレート、即ち、カカオ脂を含むチョコレートは、カカオ脂の性質に基づいたテンパリング手順を経ることを必要とし、それはカカオ脂結晶を再構築して、冷却されて仕上げられたチョコレートに適切な光沢、ポキッとした音(snap)及び味を与える。テンパリング手段６４のチョコレート調温計６４１は、適応性の機械対機械制御システム１が、適切なカカオ脂結晶を達成するためにチョコレート塊６１が正しくテンパリングされているかどうかを測定することを可能にする。これは、例えば、熱電冷却された井戸が、閉ループ回路を利用して、チョコレート塊６１のサンプルの冷却が＋／０．１度以内に留まることを保証する点において、達成されることができる。典型的には、調温計６４１による測定が一貫していることを保証するために、小さい温度範囲が重要である。例えば、加熱されるサーミスタプローブを用いるならば、チョコレートが冷却されるときに、（例えば、５秒毎に）周期的な温度読取値を取ることができる。十分に長い運転の完了時に、時間対温度曲線の勾配が、調温計６４１によって提供されることができる。傾斜読取値は、システム１が、チョコレート塊６１が過度に又は不十分に調温される程度を知ることを可能にする。測定値に基づいて、制御システム１は、可能な最良のテンパリングを達成するためにテンパリング機械６４の動作パラメータを適応させることができ、よって、最適にテンパリングされたチョコレート塊７を提供することができる。最後に、テンパリング６４は、例えば、追加的な先行する液化を含むことができ、液化の間に、塊は、例えば、カカオ脂又は他の脂肪を添加することによって、追加的に液化されることができる。加えて、塊は、例えば、水平ボールミルのようなミルを通じた循環によって磨砕されることができる。典型的には、液化プロセスは、コンチングプロセス５の一部である。しかしながら、コンチング５が適用されないならば、それは液化装置５ａによる別個のステップとして実現されることもできる。
【００５５】
堆積装置６５は、好ましくは、例えば、適当な容量６５１を有し且つ材料を具備する或いは具備しない様々な粘度のチョコレート及び充填塊を堆積する、多機能の精密な堆積装置６５として実現されることができる。堆積装置６５の動作は、典型的には、その精度に極めて依存する。よって、堆積装置６５は、例えば、スポット及びリボン堆積、リボン堆積、又はワンショット堆積モードの組み合わせにおいて、大容量動作及び系統的な自動的に適応可能なフレキシビリティ提供のために設計されることができる。異なるピストン及び堆積型の適切に広い選択は、多種多様な製品が加工されることを更に可能にすることができる。堆積機械６５に直接的に取り付けられるコントローラ６５２は、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１による容易で便利な制御を可能にすることができる。あらゆる物品について最適化された設定６５３は、例えば、レシピメモリに保存されて、絶対的な再現性を保証することができる。既述のように、堆積機械６５は、チョコレート塊及び充填物の堆積において高精度に同義であることが好ましい。堆積装置６５が加工し得る製品９は、例えば、裏打ち、蓋、又は殻チョコレート及び装飾のための滑らかな塊から、液体及び半液体充填物の全範囲まで及ぶことができる。そのような堆積装置６５は、例えば、スポット堆積又はワンショット堆積等によって、例えば、トリュフ及びヌガーの脂肪充填物と同じくらい正確に、堆積液、マーマレード又はカラメルを堆積させることができる。堆積装置６５が単一ピストン堆積システムとして実現されるならば、これは、小さい容積の高精度の堆積を可能にすることができる。堆積装置６５がフロースルーシステムを含むならば、非常に小さなチョコレート容積を正確に堆積することも可能である。即ち、例えば、固定型及び／又は移動型内のスポット堆積を提供する堆積装置６５が、実現されることができる。
【００５６】
殻形成６６は、例えば、コールドスタンピングシステム６６１、又は湿式殻形成システム６６２、又は別の殻形成技術として実現されることができる。殻形成システム６６がコールドスタンピングシステムとして実現されるならば、それは従来的な遠心プロセス（湿式殻形成）の代替としてチョコレート殻の生産における他の可能性を提供することができ、特により正確な重量、規則的な幾何学的形状、及び均一な壁厚を提供することができる。特別に冷却されたダイを用いる高速スタンピングは、例えば、殻が高精度に形成されることを可能にすることができる。重量、幾何学的形状、壁厚は、より正確であり、高級なチョコレート製品９を保証する。更に、そのようなプロセスは、製品９の視覚的な外観に均一な壁厚をもたらすことによって向上する。何故ならば、脂肪ブルームが阻止されるからである。その上、この場合６６１、均一な殻は、従来的なプロセス６６２によっては生成されたもので達成されるものよりも良好な「咬み」を消費者にもたらすことができる。
【００５７】
記載の全ての測定パラメータを接続することによって、システム１は、チョコレート生産ライン１１及び生産プロセス全体を包含する全体的なプロセス最適化及び自動化を提供する。よって、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１のコントローラデバイス１２は、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３及び／又はコンチェ５の脂肪含有量測定デバイス５２９の測定データ５２９１の測定データ４２７３を取り込み、モニタリングすることができる。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整、及び／又は投与手段３による基本チョコレート塊３５の初期脂肪含有量３５５の動的調整は、コントローラデバイス１２によって、動作パラメータとして相互に最適化され、調整されることができる。従って、システム１は、リアルタイム測定デバイス４１５／４２６／４２７／５２８／５２９によって、様々なデバイス２／３／４／５／６の適切な相互依存動作パラメータをリアルタイムで測定し、それらを中央機械対機械コントローラデバイス１２に送信することが可能にされる。測定される相互依存動作パラメータは、相互に最適化され、動的に調整されて、少なくとも、最終チョコレート塊７の特徴、及び／又はチョコレート生産ライン１１のスループット、及び／又は総エネルギ消費量、生産時間等のような、他の動作条件に関して、最適な動作を提供することができる。
【００５８】
機械間制御、最適化、通信の全体が、機械間制御システム１によって提供される、自己最適化する適応性の機械間制御システム１の一例として、チョコレート生産ライン１１における様々な加工ステップは、相互に影響し合っている。本システム１によって提供されるような技術目標は、チョコレート生産ラインが、とりわけ、可能な限り最大のスループット並びにチョコレート塊の一定の特徴及び品質を伴う、理想的な動作状態に、自らを持ち込むことが可能にされることである。この実施形態の変形において、コンチングチョコレート塊５１の構造は、（例えば、コンチングチョコレート塊５１の粘度を測定することによって、上述のように）測定される。構造は、砂糖の粒径５１８によって影響され得る。構造が許容範囲を超えて動作しているならば、並びにコンチングプロセス自体においてパラメータを補正し得ないならば、所要の粒径は、ファイナ４２内で変更される。しかしながら、別の粒径は、上述のセンサ／アクタシステム（光学的な、インラインの、非侵襲性の、リアルタイム測定システム４２７）によって制御され、且つロール４２２のうちの少なくとも１つ、例えば、ロール４２２の第２ロールの駆動速度４２２２を調整することによって補正される、ファイナ４２の他の動作パラメータを必要とする。理想的な動作状態に達するために、例えば、５ロールファイナ４２として実現されるファイナ４２は、事前ファイナ４１から修正された可塑性４１１２を今や要求する。何故ならば、可塑性４１１２は、磨砕に大きく影響を与えるからである。しかしながら、事前レファイナ４１が事前ファイナ４１の可能な動作パラメータ範囲内で要求される可塑性４１１２に到達し得ないならば、事前ファイナ４１は、ミキサ３及び／又は投与手段２からの供給物質２４の化合物質のそれぞれの基本チョコレート塊３５の化合物質の修正された組成（供給材料２４の適応させられる脂肪含有量２４１２）を要求する。しかしながら、最終チョコレート塊７の全体的な脂肪含有量７３は一定でなければならないので、コンチェ５における脂肪寄与の異なる投与が必要とされる。即ち、コンチングプロセス５中のミキサ５７１の脂肪寄与は、システム１によって適切に適応させられなければならない。よって、ミキサ３からコンチェ５への制御システム１を介した機械対機械又は機械間の通信及び／又は制御及び／又は操縦も存在する。基本的な実施形態の変形において、自己最適化する適応性の機械間制御システム１は、マスタデバイス２／３／４／５／６とスレーブデバイス２／３／４／５／６との間のマスタ−スレーブ制御上で実現され、上述のようなパラメータの１つが、その動作パラメータを適応させる或いは調整することによって、デバイス、即ち、投与手段２、ミキサ３、レファイナ４（事前ファイナ４１及びファイナ４２）、コンチェ５及びテンパリング手段６内で、修正され得ないならば、このデバイスは、マスタデバイスとして働いて、適切なスレーブデバイス（上述を参照）からチョコレート塊の特定の特徴の対応する調整を要求する。そのような調整は、更なるデバイスの更なる動作パラメータの更なる調整を必要とすることがあり、そのような場合、スレーブデバイスは、更なる調整においてマスタデバイスになる等である。よって、動作パラメータは、チョコレート生産ライン１１の理想的な加工状態が再び達成されるまで、既述の一連のマスタ−スレーブ適応によって適応させられる。例えば、生産ライン１１の全体的な理想的な動作を測定するための測定パラメータとして、チョコレート生産１１の総合設備効率(Overall  Equipment  Effectiveness)（ＯＥＥ）１３をＯＥＥ測定デバイスによって測定することができる。
【００５９】
この最適化プロセスは、殆どの用途で上手く機能するが、全てのデバイス２／３／４／５／６に対する多次元動作パラメータ最適化によって更なる最適化を達成することができる。例えば、システム１は、多面体メッシュワーク構造(多面体網構造)(polyhedral  meshwork  structure)から離散化されたボクセル構造を含むことができ、チョコレート生産ライン１１の測定される物質属性及び／又は関連する動作パラメータの組み合わせが、多面体メッシュワーク構造の離散化されたボクセル上にマッピングされる。多面体メッシュワーク構造は、適応可能な数の次元において定義され、各次元は、メッシュワーク多面体の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときに、個々の物質又はチョコレート塊状態２４／３５／４１１／４２１／５１／６１／７／９を表す。前記個々の物質又はチョコレート塊状態２４／３５／４１１／４２１／５１／６１／７／９は、例えば、メッシュワーク多面体の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときの材料属性機能係数によって、例えば、浮動小数点物質属性機能係数によって表わされることができる。前記個々の物質は、例えば、メッシュワーク多面体１８の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときの、整数機能係数(integer  functional  coefficients)又はショートワード機能係数(short  word  functional  coefficients)によって、或いはメッシュワーク多面体の各面又はエッジもしくは頂点上にマッピングされたときの、バイト型の機能係数(bite  type  functional  coefficients)によって表されることもできる。前記組み合わせのために、チョコレート塊のシミュレートされる加工からの全ての物質属性は、例えば、上述のボクセルによって格納されることができ、システム１は、この多次元パラメータ空間の構造格子内のボクセルによって表される全ての動作値又は物質値を変化させることによって最適化している。しかしながら、プロセス最適化及び自動化された意思決定構造の他のアプローチが、対応する制約に違反することなく、上記指定されたパラメータのセットを最適化するよう、チョコレート生産プロセスを調整するのに適しているならば、それらを同様に使用することができる。ＯＥＥを最適化することで、例えば、コストを最小限に抑えること、スループット及び／又は効率を最大化することのような、最も重要な目標を達成することができる。例えば、本プロセスを最適化するときには、プロセス／動作パラメータ仕様の１以上を最大化する一方で、他の全てをそれらの制約内に維持することによって、目標を達成することができる。よって、機械間制御システム１は、プロセスマイニングデバイスとして働いて、重要な活動及び障害を発見し、それらにのみ作用することができる。制御システム１は、例えば、適切な制御ループを含むことができる。各制御ループは、プロセス又はデバイス２／３／４／５／６の温度、レベル、又は流れを維持することのような、プロセス２／３／４／５／６の１つの部分を制御することについて責任を負う。制御ループが適切に設計され、同調されるならば、プロセスは、その最適１３１で動き、さもなければその下方又は上方１３２／１３３で動く。チョコレート生産ライン１１の理想的な運転の外側では、プロセスが作動するのは、より高価であり、機器は、早期に摩耗するか、或いは最終チョコレート塊製品７／９の所要の品質又は特徴は達成されない。各制御ループが最適に動作するためには、本明細書に記載するセンサ、弁、及び同調の問題の特定が不可欠である。本機械間制御システム１は、チョコレート生産ライン１１全体を連続的にモニタリングし且つ最適化するプロセス、特に自動化された性能監視を提供することを可能にする。
【符号の説明】
【００６０】
１  自己最適化する適合性の機械間制御システム
１１  チョコレート生産プロセスライン
１２  コントローラデバイス
１３  チョコレート生産の総合設備効率（ＯＥＥ）
１３１  緑色範囲内ＯＥＥ、即ち、最適な動作
１３２  上方赤色範囲内のＯＥＥ、即ち、最適化された動作が可能でない
１３３  下方赤色範囲内のＯＥＥ、即ち、最適化された動作が可能でない
２  投与手段
２１  振動排出装置
２１１  振動放電器
２２  フィーダ
２２１  振動プロセス振動フィーダ
２２１１  電気機械振動フィーダ
２２１２  電磁振動フィーダ
２２１３  機械振動フィーダ
２２２  振動投与フィーダ
２３  コンベヤ
２３１  スクリューコンベヤ
２３２  管状スクリューコンベヤ
２４  チョコレート生産ラインの供給物質：カカオ、砂糖及び・・・
２４１  初期粒子特性
２４１１  凝集の状態
２４１１１  液体
２４１１２  乾燥／粒状／固体
２４１２  初期脂肪含量
２４１３  温度
２４１４  粒径
２４２  初期上流プロセスパラメータ
２４２１  抽出物２４３の量
２４２２  投与機械のサイズ
３  ミキサ及び混合
３１  混合デバイス／攪拌ユニット（混合）
３１１  螺旋状攪拌ユニット
３１２  温度制御
３１３  独立的な混合槽
３２  混錬装置
３３  剪断デバイス／カッタユニット（サイズ減少）
３４  ディスペンサディスク（均質化及び液化）
３５  基本チョコレート塊
３５１  基本チョコレート塊３５の可塑性パラメータ
３５２  基本チョコレート塊３５の均質性パラメータ
３５３  基本チョコレート塊３５の粘度
３５４  基本チョコレート塊３５の温度
３５５  初期脂肪含量
３６  可変速度駆動装置
３７  レファイナ４への搬送デバイス
３７１  搬送デバイスの測定される電力消費
３７２  電力消費計測デバイス
４  レファイナ及び微粒化
４１  事前微細化デバイス
４１１  事前微細化チョコレート塊
４１１１  事前レファイナ塊の粘度
４１１２  事前レファイナ塊の可塑性
４１１３  事前レファイナ塊の細かさ
４１１４  事前レファイナ塊の粒径
４１１５  事前レファイナ塊の粒径分布
４１１６  事前レファイナ塊の粘稠度
４１２  事前レファイナのロール
４１２１  ローラ圧力
４１２２  ローラ速度
４１２３  差動ローラ速度
４１２４  ローラクラウン
４１２５  ロール長さ
４１２６  ローラ間隙
４１２７  ローラ温度
４１３  制御及びモニタリングシステム
４１３１  ローラ圧力制御システム
４１３２  ローラ速度（モータ）制御システム
４１３３  細かさ測定装置
４１３４  ローラ距離及び設定制御システム
４１３５  温度制御システム
４１４  事前レファイナの容量
４１５  インラインのリアルタイム測定及び制御システム
４１５１  光源（レーザ）
４１５２  光学的画像取込みデバイス（カメラ）
４１５３  測定データ
４２  ファイナ及び微細化
４２１  レファイナチョコレート塊
４２１１  レファイナチョコレート塊４２１の可塑性
４２１２  レファイナチョコレート塊４２１の細かさ
４２１３  レファイナ塊４２１の粘度
４２１４  レファイナ塊４２１の粒径
４２１５  レファイナ塊４２１の粒径分布
４２１６  レファイナ塊４２１の均質性
４２１７  塊分布
４２２  レファイナのロール
４２２１  ローラ圧力
４２２２  駆動装置（ローラ）速度
４２２３  差動ローラ速度
４２２４  ローラクラウン
４２２５  ロール長さ
４２２６  ローラ間隙
４２２６１  吸気ローラ間隙（ローラ１及び２）
４２２７  ローラ温度
４２２８  除去ナイフ
４２３  制御及びモニタリングシステム
４２３１  ローラ圧力制御システム
４２３２  ローラ速度制御システム
４２３３  細かさ測定デバイス
４２３４  間隙制御及び間隙設定制御システム
４２３５  温度制御システム
４２３６  チョコレート層厚測定システム（レーザ）
４２４  レファイナの容量
４２５  ローラ冷却
４２６  リアルタイム測定及び制御システム（パターン）
４２６１  光学的画像取込みデバイス
４２６１１  ロール４２２の表面画像
４２６１２  ライン走査カメラ
４２６２  パターンデータベース
４２６２１  パターンデータベースのサンプルパターン
４２６２２  エラーパターン
４２６２３  摩耗した除去ナイフのパターン特徴
４２６３  垂直パターン
４２６４  ファイナチョコレート塊４２１を有するロール被覆率
４２６５  画像処理手段
４２６６  測定データ
４２６７  劣化検出手段
４２７  光学式リアルタイム測定制御及びシステム（粒径）
４２７１  標的粒径
４２７２  標的塊分布（即ち、左−中−右で等しい粒径を備えるのが好ましいロール被覆率）
４２７３  測定データ
４２７４  近赤外センサデバイス
５  コンチェ及びコンチング
５１  コンチングチョコレート塊
５１１  コンチング塊５１の水分（含水量）
５１２  コンチング塊５１の粘度
５１３  コンチング塊５１の温度
５１４  コンチング塊５１の質感
５１５  酸化
５１６  コンチング塊５１の脂肪含有量
５１７  コンチング塊５１の粘稠度
５１８  砂糖の粒径
５２  制御＆モニタリングシステム
５２１  温度制御
５２１１  温度センサ
５２１２  コンチェの温度
５２１３  加熱要素
５２１４  冷却要素
５２２  コンチング時間
５２３  周波数−コンバータ−制御駆動装置
５２４  通気
５２５  エネルギ入力
５２６  含水量の蒸発／減少
５２７  コンチングシャフト又はブレードの回転方向
５２８  追加的な材料の自動投与
５２８１  カカオ脂
５２８２  レシチン
５２８３  脂肪
５２８４  乳化剤
５２９  脂肪含有量測定デバイス
５２９１  脂肪含有量測定パラメータ
５３  コンチングの３相
５３１  乾相
５３２  ペースト相
５３３  液相
５４  コンチェ容器
５４１  コンチェ５の容量
５４２  コンチェ容器の内面
５５  コンチングシャフト／ロータ
５５１  単一オーバースローコンチェ
５５２  二重オーバースローコンチェ
５５３  多重オーバースローコンチェ
５５４  径方向アーム又はブレード又は剪断要素
５６  インラインの非侵襲なリアルタイム測定及び制御システム
５６１  光学式、電磁式又は音響式位置決めエンコーダ又はセンサ
５６２  光学式画像取込みデバイス（カメラ）
５６３  光源（レーザ）
５６４  高さプロファイル
５６５  位置測定
５６６  測定ライン
５６７  作業領域
５７  コンチングプロセス
５７１  混合
５７２  乾燥
５７３  混錬及び剪断
５７４  風味発達
５７５  液化
５７５１  液化装置
５７５２  追加的な材料６２１
５７５２１  カカオ脂６２１１
５７５２２  追加的な脂肪
５７５３  追加的な磨砕手段
５７５３１  ミル
５７５３２  ボールミル
５ａ  （コンチェのない生産ライン１１における）液化手段
５ａ１  追加的な材料
５ａ１１  カカオ脂
５ａ１２  脂肪
５ａ２  磨砕手段
５ａ２１  ミル
５ａ２２  ボールミル
６  テンパリング／成形／エンロービング手段
６１  チョコレート塊
６１１  塊６１の水分（含水量）
６１２  結晶化又はカカオ脂／脂肪結晶の程度
６１３  カカオ脂の結晶化形態（Ｉ−ＶＩ）
６１４  塊６１の粘度
６１５  塊６１の温度
６１６  塊６１の質感
６１７  塊６１の脂肪含有量
６２  チョコレート塊制御測定（品質特徴）
６２１  温度
６３  成形ライン
６４  テンパリング手段
６４１  チョコレート温度
６５  堆積／堆積装置
６５１  容量
６５２  コントローラ
６５３  製品設定
６６  殻形成
６６１  コールドスタンピングシステム
６６２  湿式殻形成システム
６７  エンロービング
７  最終チョコレート塊
７１  最終チョコレート塊の質感
７２  最終チョコレート塊７の水分（含水量）
７３  最終チョコレート塊７の総脂肪含有量
７４  最終チョコレート塊７の粘度
８  機械間接続性制御及び操縦
８１  予測ロール摩耗
８２  自走微粒化
８３  可塑性制御
８４  総粒径制御
８５  容量ブースト
８６  リーンコンチング
９  最終製品：タブレット、バー、チョコレート物品・・・
９１  最終製品の質感
９２  最終製品９の水分（含水量）
９３  最終製品９の脂肪含有量
９４  最終製品９の粘度
【図１】
2020517291.tif 000003
【図２】
2020517291.tif 000004
【図３】
2020517291.tif 000005
【図４】
2020517291.tif 000006
【図５】
2020517291.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月18日(2018.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、投与手段と、１つ又はそれよりも多くのミキサと、１つ又はそれよりも多くのレファイナ４と、１つ又はそれよりも多くのコンチェ又は１つ又はそれよりも多くの液化装置と、テンパリング手段とを備える、チョコレート塊加工ラインを含み、固体及び／又は液体供給物質が、前記投与手段によって精密に投与され、搬送され、前記１つ又はそれよりも多くのミキサに排出され、前記供給物質は、前記１つ又はそれよりも多くのミキサによって、確定した可塑性及び均質性を備える基本チョコレート塊に混合及び／又は混錬され、事前レファイナとファイナとを含む前記１つ又はそれよりも多くのレファイナに移され、前記基本チョコレート塊は、制御されたローラ圧力及び／又はローラ間隙／距離及び速度及び／又はローラ温度を有する事前レファイナの少なくとも２ローラによって、所定の可塑性と細かさとを備えるチョコレート塊に事前加工され、制御されたローラ圧力及び／又はローラ温度及び／又はローラ間隙／距離及び速度を有する複数のファイナローラによって、所定の粉末細かさを備えるレファイナチョコレート塊に加工され、前記１つ又はそれよりも多くのコンチェに移され、前記レファイナチョコレート塊は、前記１つ又はそれよりも多くのコンチェによって、所与の水分と、粘度と、質感と、脂肪含有量とを備える、コンチングチョコレート塊に加工され、前記テンパリング手段に移され、前記コンチェの各コンチェは、少なくとも、内面を有するコンテナ又はコンチェ容器と、該コンチェ容器の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータとを含み、剪断要素が、前記シャフトから前記内面に向かって延びて、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素の間で前記コンチングチョコレート塊を前記容器の表面に押し付け、前記コンチングチョコレート塊は、前記液化装置によってカカオ脂及び／又は他の脂肪を添加することによって、所定の水分と、結晶化の程度と、脂肪含有量とに処理され、最終的なコンチングチョコレート塊としての前記チョコレート塊は、少なくとも、調温計によって測定される前記所定の結晶化の程度を達成するために温度を変更する前記テンパリング手段によって、前記最終製品に加工され、前記事前レファイナは、前記事前微細化チョコレート塊の前記可塑性の変化を測定するインラインのリアルタイム測定システムを含み、
前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、当該適応性の機械対機械制御システムによって自動的に調整されて、所与の可塑性パラメータ値で自律的な可塑性制御をもたらすことを特徴とする、
自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２】
当該適応性の制御システムは、前記レファイナの測定パラメータに基づいて或いは当該適応性の制御システムへの手動入力によって、前記所与の可塑性パラメータ値を系統的に調整する、請求項１に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項３】
前記事前レファイナは、前記間隙設定パラメータを補正した後に前記ロールの間の間隙を変更する前記２ロールの自動的に調整可能な間隙設定を備える、２ロールレファイナとして実現される、請求項１又は２に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項４】
前記インラインのリアルタイム測定システムは、少なくとも、光源及び／又は光学的画像取込みデバイス及び／又は前記チョコレート塊搬送デバイスの電力消費量を測定する測定デバイス及び／又は前記スループットを測定する測定デバイスを含み、前記事前微細化チョコレート塊のスループットは、前記光源及び前記光学的画像取込みデバイスのライン三角測量によって測定され、前記事前微細化チョコレート塊の可塑性は、前記チョコレート塊搬送デバイスの前記測定される電力消費量との組み合わせにおいて、一定のスループットに基づいて動的に制御される、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項５】
前記チョコレート塊の形態学が、中央に投影されるレーザ又は光源ラインの扇形状に基づいて前記ライン三角測量によって前記事前レファイナの前記ロールの入口ゾーン内で評価され、前記チョコレート塊の前記スループットは、前記検出される形態学ラインに基づいて動的に測定され、前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、前記搬送デバイスの前記測定される電力消費量との組み合わせにおいて前記チョコレート塊の一定のスループットを維持することによって所定の値の可塑性を提供するよう、当該適応性の制御システムによって自動的に調整される、請求項４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項６】
前記光源は、レーザ又はマルチラインレーザ又はＬＥＤプロジェクタとして実現され、且つ／或いは前記光学的画像取込みデバイスは、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項７】
前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出される垂直パターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及び前記ファイナの動的に最適化されたスループットを提供する、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項８】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記ファイナの第５ロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、請求項７に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項９】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの表面を撮像するための並びに対応する表面画像を生成するための光学的画像取込みデバイスを含み、該光学的画像取込みデバイスは、撮像される領域が前記少なくとも１つのロールの作業幅全体をカバーするように構成され、前記表面画像を処理するための画像処理手段を更に含む、請求項７又は８に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１０】
前記非侵襲的なリアルタイム測定システムは、前記表面画像及び前記検出される垂直パターンに基づいて制御信号を生成するように、並びに、前記ファイナ又はチョコレート生産プロセスラインデバイスの動作パラメータを調整し且つ動的に適応させる調整手段に前記制御信号を提供して、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすように、構成される、請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１１】
前記光学的画像取込みデバイスは、ライン走査カメラであり、前記表面画像は、１つ又はそれよりも多くのライン内に配置される複数の画素からなり、該複数の画素の各画素は、撮像される前記表面の領域を表し、該領域の物理的な特徴に対応する画素値を有する、請求項７乃至１０のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１２】
特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び／又は前記供給物質の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変化は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、前記ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらす、請求項７乃至１１のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１３】
前記ファイナは、前記ファイナチョコレート塊の粒径を検出する光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、前記ファイナチョコレート塊の前記検出される粒径は、確定した標的粒径と比較され、該標的粒径からの偏差を引き起こす場合、前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１４】
前記ファイナチョコレート塊の粒径は、前記測定システムの近赤外センサデバイスによって測定される、請求項１３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１５】
前記ファイナチョコレート塊の前記粒径は、前記近赤外センサデバイスによって測定される前記ファイナチョコレート塊の脂肪含有量に基づいて測定される、請求項１４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１６】
ファイナの前記第２ロールの駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる、請求項１３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１７】
前記ファイナは、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含んで、前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールに沿う粒径及び塊分布を測定し、前記標的粒径及び／又は前記標的塊分布からの偏差を引き起こす場合、前記ロールのうちの少なくとも１つのロールの前記ローラ圧力又は前記駆動速度は、前記検出される粒径と前記標的粒径との間の偏差及び／又は前記測定される塊分布と前記標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられ、前記測定される塊分布は、前記リアルタイム測定及び制御システムによって測定される前記ロールの前記ロール圧力に依存する、請求項１３又は１４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１８】
前記ファイナは、制御サイクルを提供する手段を更に含んで、前記ファイナの前記第５ロールに沿う粒径及び塊分布を測定する、請求項１７に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項１９】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ、前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整、並びに前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって相互に最適化され且つ調整される、請求項１乃至１８のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２０】
前記可塑性を制御する前記ローラ速度との組み合わせにおける前記事前レファイナの前記ローラ圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整は、前記ファイナの前記スループット及び前記粒径を制御する前記第２ロールの前記測定される駆動速度に更に基づき、前記ファイナの前記５ロールのうちの少なくとも１つのロールの前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって制御される、請求項１９に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２１】
前記ファイナは、前記最後の第５ロールに除去ナイフを含む５ロールレファイナとして実現され、前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記第５ロールのロール被覆率のパターンを検出する光学的なインラインのリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出されるパターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、前記インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、前記ロールの前記除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる、請求項１乃至２０のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２２】
前記ファイナは、ファイナチョコレート塊を備える前記ファイナの前記ロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率のパターンを検出するインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、前記検出されるパターンは、前記パターンデータベースの格納されたサンプルパターンと比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力は、当該自己最適化する適応性の制御システムによって動的に制御されて、ファイナ塊の前記粒径分布の連続的な制御及び前記ファイナの動的に最適化されたスループットをもたらし、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、前記インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、前記第５ロールの前記除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる、請求項７乃至２１のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２３】
前記コンチェは、位置決めエンコーダ又はセンサを備えるインラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムを更に含み、作業領域の測定ラインに沿う前記コンチングチョコレート塊の高さプロファイルが生成されて、前記測定ラインに沿う前記位置決めエンコーダ又はセンサによる位置測定を行い、該測定される高さプロファイルに基づいて、コンチングチョコレート塊のパラメータ値が測定され、標的パラメータ値の測定されるパラメータ値の偏差を引き起こす場合、前記コンチェの前記動作パラメータのうちの少なくとも１つの動作パラメータが、前記制御及びモニタリングシステムによって動的に適応させられて、前記測定されるパラメータ値を前記標的パラメータ値と位置合わせする、請求項１乃至２２のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２４】
前記位置決めエンコーダ又はセンサは、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサである、請求項２３に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２５】
コンチングチョコレート塊の前記測定されるパラメータ値は、前記コンチェ塊の粘稠度の尺度をもたらす、請求項２３又は２４に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２６】
前記コンチングチョコレート塊の前記高さプロファイルの前記測定ラインは、前記コンチェ容器の長さ及び／又は前記コンチェ容器の前記内面の長さに沿い、前記コンチェ容器の前記内面は、前記作業領域を提供する、請求項２３乃至２５のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２７】
前記コンチェの前記制御及びモニタリングシステムは、コンチェ塊の脂肪含有量を提供する前記供給物質の添加される脂肪を測定する脂肪投与測定デバイスを更に含み、前記基本チョコレート塊の初期脂肪含有量は、コンチェ塊の標的脂肪含有量に対するコンチェ塊の前記測定される脂肪含有量の偏差を引き起こす場合、前記投与手段によって動的に適応させられ、且つ／或いはコンチェ塊の前記脂肪含有量は、前記レファイナの前記ローラ特徴を補正することによって動的に適応させられる、請求項１乃至２６のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２８】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ、前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）の前記動的調整、並びに前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力及び前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整され、前記動作パラメータを最適に調整した場合及び最適に調整された前記動作パラメータの下で前記チョコレート塊の予測されるスループットに対する測定されるスループットの偏差を引き起こす場合、前記ファイナのロール又は前記事前レファイナの前記ロールの摩耗が測定され且つモニタリングされ、前記適切ななロールの交換及び／又は交換の最適なときを示す或いは開始する出力信号が生成される、請求項１乃至２７のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項２９】
当該自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データ及び／又は前記インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムの前記測定される高さプロファイル及び／又は前記コンチェの前記脂肪投与測定デバイスの前記測定データを取り込み且つモニタリングし、前記事前レファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記２ロール事前レファイナの前記圧力及び／又はローラ距離（間隙）及び／又はローラ速度の前記動的調整、及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記ロール温度及び／又は前記ロール圧力の前記動的調整、及び／又は前記ファイナの前記リアルタイム測定システムの前記測定データに基づく前記第２ロールの前記駆動速度の前記動的調整、及び／又は前記投与手段による前記基本チョコレート塊の前記初期脂肪含有量の前記動的調整は、前記コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整される、請求項１乃至２８のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【請求項３０】
前記測定データは、前記測定される高さプロファイルであり、前記脂肪含有量測定デバイスは、前記インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムであり、前記脂肪含有量は、前記測定される高さプロファイルに基づいて測定される、請求項１乃至２９のうちのいずれか１項に記載の自己最適化する適用性の産業用チョコレート生産システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム(self-optimizing,  adaptive  industrial  chocolate  production  system)に関する。特に、本発明は、少なくとも、投与手段(dosing  means)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサ(mixers)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナ(refiners)と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェ(conches)と、液化テンパリング手段(liquefying  and  tempering  means)とを備える、チョコレート塊加工ライン(chocolate  mass  processing  line)の適応性プロセス最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの工業プロセスは、様々な動作条件の下で機能し、動作パラメータ、動作条件、様々な入力材料、中間生成物及び最終生成物の固有の機械間依存性を示す。これは、一般的に、工業プロセス制御システムとも呼ばれる、適切な制御システム、監視システム、及び相互作用する操縦デバイス(ステアリングデバイス)の設計の問題を提示する。関連する又は関連しない動作条件の変化は、多くのプロセスにおいて複雑であり、パラメータ値パターン及び／又は測定制御パラメータパターンの複雑な進化を示す。効果的には、現在産業で動作している従来の制御システム及び先進的な制御システムの両方が、固定パラメータを組み込んで設計されている。これらのパラメータは、特定の動作条件を満たすように調整されることができるが、これらの条件が変化すると、プロセスダイナミクスが変化し、制御システムの性能が劣化し、振動及び不安定性をもたらすことがある。従って、コントローラが、リアルタイムプロセスダイナミクス識別を実行する適応メカニズムと、動作条件又はプロセスダイナミクスが変化するときに制御性能の劣化を回避するコントローラパラメータ自己同調する調整とを含むことが望ましい。それは、プロセス変数の進化を所望の方法で予測し、誘導し、安定化させ、そして、動作の様々なプロセスドメインのためにコントローラ構成をカスタマイズして、時には最適化された適応性制御性能と呼ばれるものを得る。最適化された制御システムは、適切に境界付けられた制御信号を使用することによって、プロセス変数を所望の軌道に沿って駆動し、プロセスダイナミクス及び動作状況の変化、並びにノイズ及び摂動の存在にも拘わらず、それらの最適動作点においてリアルタイムのプロセス安定性を達成し且つ維持することができなければならない。
【０００３】
産業において、チョコレート塊は、脂肪(fat)又は脂肪含有材料(fat  containing  ingredients)（通常はカカオ脂(cocoa  butter)及びリカー(liquor)、ときに乳脂肪及び粒子、通常は砂糖、カカオ固形物、ときには乾燥乳製品）から作られる。乳化剤は、しばしば連続脂肪相内の吸湿性粒子の流れを改善するために使用される。生産中、幾つかの事象、即ち、（ｉ）粉砕による大きな粒子サイズの減少、（ｉｉ）流動中の粒子相互作用を減少させるために脂肪／乳化剤によって個々の粒子を覆うこと、（ｉｉｉ）水が吸湿性粒子上に望ましくない粘着性層を形成する故の、原料に含まれる水の除去、（ｉｖ）カカオ粒子に主として含まれ且つカカオ発酵中に発生する望ましくない揮発性のオフ風味(off-flavors)の除去、及び（ｖ）風味(flavor)の発生が起こる。ステップ（ｉｖ）及び（ｖ）は組み合わせられることができるので、それらは全ての生産ラインで区別可能でない。
【０００４】
より古いレファイナコンチェにおいて、全てのこれらのステップは、通常は同時に行われ、制御が難しかったが、より最近の技術の大部分は、磨砕(grinding)ステップを別々に行う。しかしながら、最終製品の特性に影響を与える異なる生産ステップにおける動作パラメータの相互依存性の故に、より最近の技術では、異なる生産装置で実施される区別されたステップは、最適化された最終製品及び生産サイクルを達成するために、取扱いが困難である。更に、チョコレート調製物を取り扱うことができるミルの種類はごく僅かである。なぜならば、それは最初は非常に粘着性の塊であり、それは、粒子の比表面積が増加するときに、粉砕中に粘着性の粉末に変質し得るからである。最も頻繁に使用される装置は、プレーンローラミル（レファイナ）及び撹拌ボールミルである。粉砕とは別に、コンチェ(conching)と呼ばれる長期の混連(kneading)プロセス内で、他の操作が行われることができる。非常に長いコンチェ時間が依然として推奨され、良好な品質と関連付けられるが、これらの装置は高い設備投資を必要とする。過去３０年間に確立された主な進歩の１つは、カカオ風味処理(treatment)をコンチェから上流のカカオ加工(processing)に移したことである。薄膜蒸発器は、望ましくない揮発性物質及び水を除去するために開発された。これが他の場所で行われないならば、それらの装置は、カカオ液(カカオリカー)(cocoa  liquor)を除菌する(debacterize)こともできる。現代のチョコレート加工において、チョコレート生産者は、彼らが高風味品質の前処理カカオ液を使用することを主張するならば、コンチング時間(conching  times)を大幅に減少させることができる。未処理のカカオも依然として使用されるが、以前と同じように、それは余分の混連を必要とする。粉ミルクの前処理手順を開発することによって、乳チョコレートについても同様の原理に従う。例えば、脱脂粉乳を１％より下の水に乾燥させ、それを脂肪で被覆することができ、それは古典的な混連の代わりに非常に短い液化プロセスを行うことを可能にする。別の成分はクラムであり、クラムは、基本的には、砂糖、カカオ及びミルクの混合物であり、しばしば産業用チョコレートを作るために使われる。クラムは、ミルクを砂糖及びカカオ液と一緒に乾燥させることによって作られる。当初、これは牛乳の保存のために開発されたが、今日では、それは一部の国で好まれる特定のカラメル風味を作るために実施されている。下流の塊生産のために、他のチョコレートの種類と同じ技術を用いることができる。カカオ脂を別の脂肪に置き換えるならば、生産物は、チョコレートではなく、コンパウンド(compound)と呼ばれるのが普通である。技術的には、殆どのコンパウンドは、チョコレート塊に近く、それを作るために類似の機器及び生産ラインを用いることができる。最も大きな違いは、生産的なものというよりむしろ経済的なものである。なぜならば、非常に高価なカカオ脂は、比較的安価な代替脂肪に置き換えられるからである。
【０００５】
本発明について、チョコレート生産サイクルは長く、複雑であり、多くの異なる加工ステップを含み、各加工ステップは、大部分は最終製品の特性に関して互いに複雑な相互依存性を伴う様々な動作及び処理パラメータに影響されることを理解することは重要である。上述の複雑さは、チョコレート生産の一番最初に既に最初の原因を見出している。カカオは、湿度の高い熱帯地方に生育する樹木で、樹幹や枝に継続的に果実を生む。カカオの莢は、典型的には、手で収穫され、花芽や未成熟な莢を傷つけることなく、注意深く木から切り取られる。従って、チョコレート生産及び特性は、カカオ豆、それらがどのような生育するか、収穫されるか、抽出されるか、発酵されるか、乾燥されるかで既に始まっており、どのように包装されるかでさえ既に始まっている。発酵について、それらの周囲の果肉を含む豆は、莢から取り除かれ、積み重ね又はビン内に配置されて、微生物へのアクセスを可能にするので、ペクチン含有物質の発酵が開始することができる。酵母はエタノールを生成し、乳酸菌は乳酸を生成し、酢酸菌は酢酸を生成する。最大７日を要し得る発酵プロセスは、幾つかの風味前駆体を生成し、最終的には馴染みのチョコレートの味をもたらす。風味は発酵プロセスに強く依存するので、しばしば、幾つかの農家からのカカオ豆は、それらがチョコレート製造工場に到達するまで、地元の買い手、貿易業者、地元の購買ステーション、及び輸出業者によって収集され、混合される。しかしながら、異なる製品を混合すること(mixing)及び調合すること(blending)によってさえも、チョコレートの幾つかの特性は、サプライチェーンの一番最初に行われるプロセスに依然として強く依存する。ポリフェノールのようなフレーバー化合物や遊離アミノ酸及び還元糖のような風味前駆体は、カカオ生産者がカカオ莢を収穫した直後に行う発酵の間に形成される。チョコレート生産中に行われる焙炒(roasting)プロセス中に起こるマイラード反応(Maillard  reaction)に基づいて、風味前駆体は、アルデヒドやピラジンのような風味化合物に変換される。これらの風味化合物は、完成したチョコレートの風味プロファイルに共同で責任を負う（例えば、de  Brito,  E.S.,  Garcia,  N.H.P.,  Gallao,  M.I.,  Cortelazzo,  A.L.,  Fevereiro,  P.S.,  &  Barga,  M.R.;  Structural  and  chemical  changes  in  cocoa  (Theobroma  cacao  L)  during  fermentation,  drying  and  roasting.  Journal  of  the  Science  of  Food  and  Agriculture,  2001を参照）。カカオ豆の栽培、発酵、乾燥に関する農業慣行には有意な違いがあることはよく知られており、カカオ豆の質的特性の多くを規定している。例えば、農家、地域、国に依存して、カカオ豆を発酵させるために、異なる発酵方法が用いられることが知られており、カカオ豆の特性に強く影響を与えている。その結果、チョコレート製造業者は、しばしば、様々な農業慣行の故に、カカオ豆の非常に不均一なバッチを受け取る。これらの理由から、チョコレート製造業者は、主に原産国で証明されているカカオ豆の定性的パラメータについての大まかな以前の知識しか持っていない。次に、国又は供給者特有の依存を避けるために、チョコレートを生産するための加工パラメータは、殆どの場合にカカオの原産地のような単純な指標のみに基づいて、豆の調合の期待される���性に基づいて調整される。
【０００６】
チョコレートの生産と製品の品質には、特徴的な風味と製品の一貫性が鍵となる。しかしながら、プレミアムクラスのチョコレートは、良好な一貫性のある原料だけでなく、トータルなプロセス制御を必要とする。なぜならば、品質パラメータ及びチョコレート特性の多くは、最終製品のチョコレートに終わるカカオ豆の加工及び処理によっても決定されるからである。同じ完璧な品質を毎回再現するために、生産チェーンは、理想的なレシピシステムから、材料、レシピ、可塑性、原料、段間及び中間材料情報のような、重要なパラメータを提供し且つ制御することを可能にするシステムに基づいていなければならない。生産チェーンにおいて達成されるべき重要な目標は、とりわけ、正確で再現性のある品質、不良バッチに起因する最小の廃棄物、迅速且つ正確な操作、加工中の製品パラメータの完全な追跡可能性、例えば、成分の修正及び／又は加工ステップの適応(adaption)等を通じた、損失の防止である。従来技術において、生産チェーンのプロセスステップは、例えば、以下のステップを含む。（ｉ）供給(feeding)及び洗浄(cleaning)：トラック、大きなバッグ、ジュートバッグ、又は他の輸送手段からチョコレート加工システムにカカオ豆を自動又は半自動供給することを含む。例えば、特別な動作要件、建築条件、及び／又はライン容量要求に適するように仕立てられて実現されることができる、様々な供給ホッパー技術、輸送システム及び貯蔵サイロが存在する。供給の後に、カカオ豆を洗浄して異物を除去することが続く。このステップは、例えば、下流プロセスの損傷を防止する。洗浄プロセスについては、木粒子、クラスタ、ストリング、砂、及びカカオ豆からの塵のような、あらゆる異物を除去する、様々な多かれ少なかれ効率的な洗浄機が従来技術において存在する。例えば、洗浄は、ガラス、石及び他の重い材料の分離を含んでよく、それは、例えば、特殊なネッティングを備えた空気流動振動ふるいを使用して達成されることができる。出力される製品は、その比重量に従って分類されてよい。このために、カカオ豆は、バッチ計量システムを通じて供給されてよく、バッチ計量システムは、カカオ豆の量を測定し、完全なプロセスの容量を測定する。他の測定システムとのこれらの測定値の組み合わせは、リカー、粉末及び／又はバターについて、例えば、チョコレート加工システムのライン効率の均衡させ且つ最適化することを可能にする。（ｉｉ）除菌(debacterization)及び焙炒(roasting)：カカオ豆の除菌は、風味に影響を与えずに、細菌数を減少させることを可能にする。カカオ豆を焙炒することは、風味や色を引き出す。水分の温度、時間、程度は、豆の種類及び意図される製品に合わせて調整されなければならない。良質のチョコレートを得るために、典型的には、カカオ豆全体が焙炒され、カカオ殻が適切に分離され、磨砕されて(grinded)、リカーになる。従来技術のロースターにおいて、豆は、重力によってロースターを通過させられて、指定された層に保持されてよく、各サイクルの間に、１つの小さなバッチが次のレベルにダンプされる(dumped)。熱風が各層を下から上に通過する。このようにして、各豆は、所定の量の熱風を受けることができ、更に、あらゆる豆が均等に焙炒されることを可能��する。適切な豆焙炒は、風味がニブ(nib)に保持されることを保証する。このプロセスにおいて、殻(shell)はニブを過剰焙炒から保護するのに役立ち、その後に除去されてよい。豆焙炒プロセスは、バターがニブから殻に移動するのを防止しなければならない。チョコレート加工において、豆焙炒は、典型的には、カカオの加工における重要な又は鍵となる部分の１つと考えらる。焙炒及び事前焙炒プロセスのための重要なパラメータは、任意の種類の豆タイプ及び原産地、自動化のレベル、エネルギ消費量、豆特性及び豆水分に対する調整性、過剰焙炒制御及び防止、エネルギ源（蒸気、油又はガス）の選択性、及び労働コスト／強度に対して調整可能である。（ｉｉｉ）選別(winnowing)：典型的には、選別は、焙炒後に行われる。上記で議論したように、選別する前に、豆は、例えば、蒸気によって、除菌及び／又は滅菌されてよい。このために、カカオ豆は、ロースターからカカオ豆滅菌器に移されてよい。除菌及び／又は滅菌プロセスの重要な動作パラメータは、とりわけ、可能な圧力容器温度の程度、水分の摂取量及びエネルギ消費、殻の緩みの程度、例えば、グラム当たり５００ｃｆｕ未満等のバクテリア数、清浄なニブの汚染のリスクの程度、下流の選別における最適な殻分離のための殻の解放の程度、殻のみでの水分摂取のための低圧蒸気処理の能力及び適応性、並びに空化及び充填手順の速度等である。然る後、選別は、豆から殻を除去して、カカオニブのみを残すことを可能にする。選別プロセスの重要なパラメータは、とりわけ、（下流の磨砕機及び微粒化機の摩耗がより少ない）カカオの品質、豆処理の異なる段階における破壊のための周波数制御、例えば、＜０．１の、殻内のニブ含有量の適応性、例えば、＜１．０の、ニブ内の殻含有量の適応性、豆品質の適応性及び制御、並びにニブの細かさ(fineness)／サイズ制御(sizing)等である。ニブロースターユニットを使用するシステムのために、殻は、典型的には、先ず、選別機(winnower)によって除去されなければならず、選別機は、一般的には、カーネル(kernel)から殻を優しく緩める。選別後、アルカリ化が起こり得る。過去３０年間に亘って、ニブアルカリ化は、最も一般的な方法であった。それは、風味、色、及びｐＨの影響に関して、依然として最も柔軟なシステムの１つである。しかしながら、特殊なアルカリ化システムは、非常に高い含水率を有するニブを処理することも可能である。重要なパラメータは、とりわけ、例えば、現在の最新のシステムでは３５％までの、システムが依然としてニブを取り扱うことができる水分のレベル、例えば、８以上までの、達成可能なｐＨ値、均一な風味開発(development)のためのニブの処理の均一性及びエネルギ消費等である。それらのシステムでは、アルカリ化システムにおける乾燥後、事前乾燥されたニブはロースターに供給されて、所望の色及び風味開発を行う。アルカリ化の後に、水分は蒸発させられて、排出されなければならない。この乾燥プロセスを高速化するために、真空システムを使用することができる。連続ニブ焙炒技術は、幾つかの利点を有する。ターニング層(turning  layers)を使用するとき、全てのニブは均等に処理され、均一な風味開発が達成される。方法は、カカオとチョコレートの両方の生産において用いられることができる。低エネルギ消費の故に、それは柔軟な風味開発のための良好な焙炒方法である。典型的には、それは優れた最終製品の色を生成することも可能にする。高酸性及び非発酵性の豆は、より低い酸度の製品、及びカカオの風味が多い製品にアップグレードすることができる。追加的な利点は、あらゆる種類の豆タイプ及び原産地を加工するようにシステムを調整することができ、それが連続的な長期の生産に適していることである。排気は、低い焙炒温度の故に、より低い臭気濃度を有する。連続的なニブロースターは、ニブをリカー磨砕のための理想的な温度まで冷却する冷却区画を有する。（ｉｖ）磨砕(grinding)：ニブは、２段階で、最適な流動特性を有するカカオ液（カカオ脂中に懸濁されたカカオ粒子）に磨砕されることがある。ビーズミル内で均一に分散されたエネルギ密度を達成しようとすると、非常に狭い粒径分布(particle  size  distribution)を有する塊(masses)を生成することができる。事前磨砕及び磨砕のための異なる方法及び技術が最新技術において知られている。磨砕のために、カカオニブは、例えば、供給スクリュー又は他の手段によって磨砕チャンバに供給されることができ、磨砕チャンバで、ナイフが、直ちに磨砕プロセスを開始する。これらのナイフは、典型的には、摩耗を減少させるのに役立つことがある特別に硬化された鋼で作られる。磨砕の基本原理は、当技術分野においてよく知られている。即ち、事前磨砕されたリカーは、１以上の段階で、ボールミルの磨砕容器を通じてポンプ送りされる。微粒化作用は、垂直な被覆された磨砕タンク内で回転する、撹拌器アーム(agitator  arms)及びダイバータ(diverters)を備える特殊なシャフトにより達成され、磨砕タンクは、硬化された鋼ボールで満たされる。磨砕要素の様々な層は同じ方向に動くが、異なる速度で動く。ボールミルの設計は、最小のエネルギを必要としながら、可能な限り最大の容量を達成するよう、最適化されるべきである。磨砕プロセスの重要なパラメータは、とりわけ、ボールミルの容量と効率、篩の大きさの適格性、細かさ等である。（ｖ）混合(mixing)及び混連(kneading)：チョコレート加工システムの重要な部分は、チョコレートレシピを生産することによって形成される。材料(ingredients)−カカオ液、カカオ脂、砂糖、ミルク、乳化剤−は、高剪断及び混連作用で慎重に混合され、更なる可能のための均一な塊を生成する。（ｖｉ）微粒化(refining)：次のステップで、チョコレート混合物は微粒化され、その質感(texture)のみならず風味も、一連のローラを通過することによって向上させられる。最新技術において知られているのは、例えば、品質及び効率の点で様々な特性に影響を与える柔軟性のある２本のロール及び／又は５本のロールを用いる２段階微粒化プロセスである。（ｖｉｉ）コンチング(精錬)(conching)：このプロセスは、チョコレートの風味及びレオロジーを発達させて、固有の苦味の一部を放出し、最終的に、結果として得られるチョコレートに滑らかな口中溶融品質を与える。コンチングの間に、チョコレートは、製造業者が望む風味及び質感に依存して、数時間の期間に亘って連続的に混連され、剪断される。（ｖｉｉｉ）事前結晶化(precrystallization)：適切なシード事前結晶化技術が、光沢��向上させられ、結晶マトリックスがより密で、強度がより高い、チョコレート製品を生産することがあ。それはファットブルーム(fat  bloom)を防止するのをサポートすることもあり、貯蔵安定性を大幅に向上させることがある。
【０００７】
チョコレートの塊特性(mass  properties)に関しては、粘度が重要な尺度である。チョコレート塊は、液体脂肪の連続相中の粒子の懸濁液である。最終製品を生産するときの下流で、脂肪結晶化(fat  crystallization)が開始され、塊は所望の形状にされて、固化する。最終製品の様々な特性は、静止した液体チョコレート塊の測定可能な特性に関する。従って、流動特性(flow  properties)は、通常、チョコレートが口の中で溶ける温度に近い４０℃の温度で測定される。滑らかな溶解又は粘着性の挙動のような質感の感覚は、通常、流動特性と相関する。チョコレート塊は、非ニュートン流体であるので、その剪断応力は、異なる剪断速度で測定されなければならず、それは流動曲線(flow  curve)をもたらす。剪断速度で除算された剪断応力は、みかけの粘性(apparent  viscosity)をもたらす。この剪断速度に対する粘度は、粘度曲線をもたらす。チョコレート塊は、ずり減粘流体(shear  thinning  fluid)であり、よって、塊が流れ始めるときに、最大の粘度が見出される。粒子間の相互作用がこの挙動に関与していると考えられ、それは水のようなニュートン流体とは極めて異なる。従って、流動曲線の１つの重要な部分は、極めて低い剪断である。降伏値は、塊が移動し始めるときに、剪断応力を定義する。測定には最小の剪断速度が必要であるので、通常、降伏値は、モデリング予測に従って流動曲線から外挿しなければならない。低剪断応力での降伏値又は測定値は、極めて実用的な重要性も有する。何故ならば、多くの工業的な操作が、ゆっくりと流れる塊、例えば、型内で静止した液体塊の均等な分布で実行されるからである。しかしながら、幾つかの加工は、高剪断の下で、例えば、塊をポンピング又は噴霧するときに行われる。これは、流動曲線の他端によって最良に記載される。よって、通常、それは無限剪断(infinite  shear)に外挿され、その場合、その結果は、キャソン(Casson)又はウインドハブ無限粘度(Windhab  infinite  viscosity)と呼ばれる。当然、脂肪含有量、乳化剤及び材料特性が、年度に対して最大の影響を有する。それらの後には、粒径分布及び粒子パッケージ密度も重要である。均等の又は単一モードの粒径は、脂肪で満たされた大きな空隙を作る。二モード分布又はマルチモード分布を用いるならば、この捕捉された脂肪を適切なサイズの固体粒子と置換することが可能であり、それは、懸濁液が移動させられるときに、大きな粒子が互いに通過し合うのを助ける。既に議論したように、磨砕プロセスは、粒径分布及び結果として得られる流動特性に大いに影響を及ぼす。ローラーレファイナは−最適な設定で操作されるならば−より広い、二モード又はマルチモード分布、より高いパッケージ密度、及び高い剪断速度でのより低い粘度を生成する傾向を有する。対照的に、ボールミルは、より狭い分布、より少ない比表面、及びより低い収量値(yield  value)をもたらす。流動特性又は硬度のような、チョコレート塊の物理的に測定可能な特性は、スナップ、硬度、溶解等のような感覚知覚と相関させられる。よって、質感に関しては、測定によって品質を予測することができる。これは、風味に関して遙かに困難である。理想的には同じ機器で作られるべき、ホワイト塊、ミルク塊、ダーク塊は、味が異なることは明らかである。しかしなが���、個々のチョコレート製造業者が目指す製造業者特異な味覚まで、各カテゴリにもっと多くの種類がある。一般的に、高品質についての風味を定義し、それを達成するための機器を比較して識別することは、不可能である。加工の代替を検討するならば、望ましい結果を得るために、レシピ及び技術を互いに適応させることが常に必要である。
【０００８】
生産プロセスの適切な自動化によって主に保証される高品質再現性が、チョコレート生産プロセスのための中心である。よって、高品質製品を作るためには、生産プロセスを通じて問題のないプロセス及び完全なトレーサビリティ(追跡性)が必要とされ、適切な生産ラインを提供することが業界における強い要求である。更に、チョコレート生産プロセスシステムによって、操作の容易さ、品質データ管理、分析機能性を組み合わせるのが可能であることが望ましい。システムは、動的に測定され且つ追跡される測定パラメータ及び動的に適応される加工手段並びにプロンプトによる原材料の特性に対する精密なフィードバック及び可能な適応又は充填材料への閉ループ制御によって、充填直後の液体、ペストリー、粉末又は固体製品についての充填量の精密な調整を更に可能にしなければならない。最後に、システムは、不必要な物的損失を最適化すること及び／又は回避すること並びに合法的な充填量及び平均重量規制を満足することを可能にしなければならない。システムによる生産プロセスは、収益性及び品質を監視し、分析し、且つ制御するために、特に適切な測定及び統計データを提供することによって、ＩＳＯ及びＧＭＰのような内外の基準に適合し(conform)なければならない。
【０００９】
特許文献１は、微粒化チョコレート塊の可塑性（粘稠度）の変化をリアルタイムに測定するインライン測定システムを含む、チョコレート事前レファイナシステムを開示している。２ロール事前レファイナのローラ間隙距離は、自動的に調整されて、所与の可塑性パラメータ値を備えるシステム制御された可塑性制御を提供する。非特許文献１は、当該技術分野で知られているような、投与デバイス、ミキサ、レファイナ、コンチェ及びテンパリングデバイスの別個の使用を示している。特許文献２は、とりわけ、ローラ間の圧力がレファイナを出るチョコレート塊の特定のパターンに基づいて調整される、自己調整レファイナを開示している。特許文献３は、チョコレートペーストの特定値の可塑性に基づいて微粒化ロールベアリングに対する圧力が適応させられる、自己調整レファイナシステムを開示している。最後に、特許文献４は、ロール間の間隙が、データ処理デバイスとの組み合わせにおいて、センサによって測定される粒径分布に基づいて適応させられ、センサが、プロセッサと共に、周波数のスペクトル、特に赤外線サブスペクトルの近傍を測定して分析する、自己適応レファイナシステムを開示している。上述の特許文献１、非特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４の全ては、チョコレート生産システムの特定部分の自動化のみに関し、完全なチョコレート加工ラインへの統合を取り扱っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／２３８９２８Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０４３０７０Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，６２０，４７７Ａ号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１６／１９３６０９Ａ１号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ｗｗｗ．ｂｕｈｌｅｒｇｒｏｕｐ．ｃｏｍ／ｇｏｂａｌ／ｅｎ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／Ｄｉａｇｒａｍ＿１６７＿ＥＮ．ｐｄｆから検索される「Ｂｕｈｌｅｒ  Ｍａｇａｚｉｎｅ  Ｃｈｏｃｏｌａｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｔｏ  ｓｕｉｔ  ａｌｌ  ｔａｓｔｅ」（２０１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の１つの目的は、操作中の産業用チョコレート生産ラインの捕捉された操作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムで動的に反応する、自己最適化する適応性の機械間制御システムを提供することである。具体的には、本発明の目的は、可能な最高の効率で動作する適応性の機械対機械制御システムを提供すること、例えば、チョコレート生産及び製造操作の効率を総合設備効率(Overall  Equipment  Effectiveness)（ＯＥＥ：参照番号１３は、ＯＥＥ測定デバイスを用いたチョコレート生産のＯＥＥの測定値を示す）の割合として測定することである。ＯＥＥは、典型的には、絶対的な尺度でないが、ＯＥＥは、プロセス性能改良のために生産ライン特異な範囲を特定するのに非常に適している。この意味において、ＯＥＥ測定は、生産ラインの実施及び実施改良の指標を提供するために、リーン製造パラメータと共に、主要業績評価指標（ＫＰＩ）として一般的に使用される。従って、本発明の更なる目的は、エネルギ消費、労力又は生産時間のような、操作コスト及び使用されるリソースを最小限に抑えることを可能にする、自己最適化された適応性の機械間又は機械対機械制御システムを提供することである。本発明の別の目的は、原料又は供給材料の特性が変化する場合に、操作者の決定又は機械の磨耗の可能性が望ましくない驚きを引き起こす場合があることを回避することである。更に、本発明の目的は、チョコレート生産ライン操作の可能な限り高い加工信頼度で所望の生産目標を最適化する、電子的に操縦可能な自己最適化する適応性の制御システム及び外部電子又はデジタル制御サービスを提供することでもある。本発明の別の目的は、チョコレート塊タイプの生成をもたらす全てのプロセス、即ち、投与、混合、微粒化、コンチング、タンクへの輸送及びテンパリングの、統一された、機械間制御、操縦及び最適化を提供することである。システムは、それらの実施を行う全ての技術機械、即ち、ミキサ、事前レファイナ、レファイナ又は複数のレファイナの選択の可能性、並びにチョコレート塊の受取り及びコンチングのための指定されたコンチェのためのパラメータを用いて、様々なレシピを作成して最適化することができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、これらの目的は、特に独立項の構成で達成される。加えて、更なる有利な実施形態を従属項及び関連する記述から導き出すことができる。
【００１４】
本発明によれば、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システムについての上述の目的は、特に、システムが、少なくとも、投与手段と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサと、１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナ４と、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェ又は１以上(１つ又はそれよりも多く)の液化装置と、テンパリング手段とを備える、チョコレート塊加工ラインを含み、固体及び／又は液体供給物質が、投与手段によって精密に投与され、搬送され、１つ又はそれよりも多くのミキサに排出され、供給物質は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のミキサによって、確定した(明確な)(defined)可塑性及び均質性を備える基本チョコレート塊に混合及び／又は混錬され、事前レファイナとファイナとを含む１以上(１つ又はそれよりも多く)のレファイナに移され、基本チョコレート塊は、制御されたローラ圧力及び／又はローラ間隙／距離及び速度及び／又はローラ温度を有する事前レファイナの少なくとも２ローラによって、所定の可塑性と細かさとを備えるチョコレート塊に事前加工され、制御されたローラ圧力及び／又はローラ温度及び／又はローラ間隙／距離及び速度を有する複数のファイナローラによって、所定の粉末細かさを備えるレファイナチョコレート塊に加工され、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェに移され、レファイナチョコレート塊は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のコンチェによって、所与の水分と、粘度と、質感と、脂肪含有量とを備える、コンチングチョコレート塊に加工され、テンパリング手段に移され、コンチェの各コンチェは、少なくとも、内面を有するコンテナ又はコンチェ容器と、コンチェ容器の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータとを含み、剪断要素が、シャフトから内面に向かって延びて、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素の間でコンチングチョコレート塊を容器の表面に押し付け、コンチングチョコレート塊は、液化装置によってカカオ脂及び／又は他の脂肪を添加することによって、所定の水分と、結晶化の程度と、脂肪含有量とに処理され、最終的なコンチングチョコレート塊としてのチョコレート塊は、少なくとも、調温計によって測定される所定の結晶化の程度を達成するために温度を変更するテンパリング手段によって、最終製品に加工され、事前レファイナは、事前微細化チョコレート塊の可塑性の変化を測定するインラインのリアルタイム測定システムを含み、２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、適応性の機械対機械制御システムによって自動的に調整されて、所与の可塑性パラメータ値で自律的な可塑性制御をもたらす点において達成される。適応性の制御システムは、例えば、レファイナの測定パラメータに基づいて或いは適応性の制御システムへの手動入力によって、所与の可塑性パラメータ値を系統的に調整することができる。事前レファイナは、例えば、間隙設定パラメータを補正した後にロールの間の間隙を変更する２ロールの自動的に調整可能な間隙設定を備える、２ロールレファイナとして実現されることができる。インラインのリアルタイム測定システムは、例えば、少なくとも、光源及び／又は光学的画像取込みデバイス及び／又はチョコレート塊搬送デバイスの電力消費量を測定する測定デバイスを含み、事前微細化チョコレート塊のスループットは、光源及び光学的画像取込みデバイスのライン三角測量によって測定され、事前微細化チョコレート塊の可塑性は、チョコレート塊搬送デバイスの測定される電力消費量との組み合わせにおいて、一定のスループットに基づいて動的に制御されることができる。チョコレート塊の形態学(トポロジー)が、例えば、中央に投影されるレーザ又は光源ラインの扇形状に基づいてライン三角測量によって事前レファイナのロールの入口ゾーン内で評価され、チョコレート塊のスループットは、検出される形態学ライン(トポロジーライン)に基づいて動的に測定され、２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定は、搬送デバイスの測定される電力消費量との組み合わせにおいてチョコレート塊の一定のスループットを維持することによって所定の値の可塑性を提供するよう、適応性の制御システムによって自動的に調整されることができる。光源は、例えば、レーザ又はマルチラインレーザ又はＬＥＤプロジェクタとして実現され、且つ／或いは光学的画像取込みデバイスは、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現されることができる。本発明は、とりわけ、システムが、事前レファイナチョコレート塊の完全に自動化された自律的な可塑性制御を提供するという利点を有する。このシステムは、議論するリアルタイムの非侵襲的なインライン測定及び制御システムを提供し、事前微粒化される(pre-refined)塊の粘稠度の変化を検出することができ、２ロールレファイナの圧力又は間隙設定を自動的に調整する。それは、モータ電力の評価及び相関との組み合わせにおいてレーザ／カメラで構成される。レーザは、２ロール事前レファイナの入口ゾーンにおける塊の形態学を評価することを可能にする。カメラは、これらの形態学ラインを検出することができ、故に、スループットの一定な測定を可能にする。この一定なスループットは、搬送スクリュのモータ電力の測定との組み合わせにおいて、自動化された正確な可塑性制御及び適応を可能にする。これとは対照的に、従来技術のシステムにおいて、操作者は、塊可塑性、故に、ラインの性能を定期的に確認して保証しなければならなかった。システムによる自動化された能動的な制御は、事前レファイナの後に一定な標的可塑性を達成することを可能にし、それによって、５ロールレファイナの生産性を（より迅速なコンチェ充填を可能にする３％の容量まで）向上させる。更に、システムは、過充填に起因する手作業の適応及び洗浄努力に関して必要とされる労力を削減することを可能にする。
【００１５】
ある実施形態の変形において、ファイナは、更に、ファイナチョコレート塊を備えるファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率の垂直パターンを検出する、非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出される垂直パターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくともロール温度及び／又はロール圧力は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及びファイナの動的に最適化されたスループットを提供する。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、ファイナの第５ロールのロール被覆率の垂直パターンを検出することができる。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールの表面を撮像するための並びに対応する表面画像を生成するための光学的画像取込みデバイスを含み、光学的画像取込みデバイスは、撮像される領域が少なくとも１つのロールの作業幅全体をカバーするように構成されることができる。非侵襲的なリアルタイム測定システムは、例えば、表面画像及び検出される垂直パターンに基づいて制御信号を生成するように、並びに、ファイナ又はチョコレート生産プロセスラインデバイスの動作パラメータを調整し且つ動的に適応させる調整手段に制御信号を提供して、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすように、構成されることができる。光学的画像取込みデバイスは、例えば、ライン走査カメラであることができ、表面画像は、１以上(１つ又はそれよりも多く)のライン内に配置される複数の画素からなり、複数の画素の各画素は、撮像される表面の領域を表し、領域の物理的な特徴に対応する画素値を有することができる。例えば、特定のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、ロール温度及び／又はロール圧力及び／又は供給物質の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変化は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に適応させられて、ファイナ塊の粒径の連続的な制御をもたらすことができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、レファイナチョコレート塊の粒径の連続的な制御を可能にし、それにより、５ロールファイナの生産性を（１５％まで）向上させるという利点を有する。更に、従来技術のシステムよりも少ない労働スキル（手作業による適応）が必要とされ、よって、より一貫した性能及び品質がシステムによって達成される。加えて、ロールのより長い寿命は、一定の均一な摩耗の故に達成される。リアルタイムで非侵襲的な制御システムは、５ロールファイナの第５ロールでの不完全なロール被覆率(coverage)の垂直パターンを検出することを可能にする。これらのパターンは、エラーパターンのデータベースと比較され、ロール温度又は圧力の正しい適応が実行される。よって、操作者はこの責任を負う必要がなく、この時間を他のプロセス関連タスクのために使用することができる。５ロールファイナは、チョコレート塊ラインのスループット障害(ボトルネック)の１つである。５ロールのレファイナを理想的な状態において最大可能なスループットで運転するため���、操作者は、正しい設定を見出すためのノウハウ及び経験を必要とする。本システムは、入って来る塊粘稠度、標的径粒に依存するが、異なる原料、冷却水温度変動、周囲温度変化等のような、システム環境内の変化にも依存する、第５ロールのロール被覆率を測定する。ロール上の異なるパターンの検出、パターンデータベースとの比較を通じて、システムは、対応する機械パラメータを相応して修正する。第５ロール上のロール被覆率は、５ロールレファイナのスループットに対して直接的な影響を有する。被覆率が良ければ良いほど、スループットはより高い。
【００１６】
別の実施形態の変形において、ファイナは、更に、ファイナチョコレート塊の粒径を検出する光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、ファイナチョコレート塊の検出される粒径は、確定した標的粒径と比較され、標的粒径からの偏差を引き起こす場合、ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、検出される粒径と標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。ファイナチョコレート塊の粒径は、例えば、測定システムの近赤外センサデバイスによって測定されることができる。ファイナチョコレート塊の粒径は、例えば、近赤外センサデバイスによって測定される前記ファイナチョコレート塊の脂肪含有量に基づいて測定されることができる。ファイナの第２ロールの駆動速度は、例えば、検出される粒径と標的粒径との間の偏差が測定されなくなるまで或いは検出される粒径と標的粒径との間の標的偏差が測定されるまで、動的に適応させられることができる。ファイナは、例えば、非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含むことができ、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールに沿う粒径及び塊分布を測定し、標的粒径及び／又は標的塊分布からの偏差を引き起こす場合、ロールのうちの少なくとも１つのロールの駆動速度は、検出される粒径と標的粒径との間の偏差及び／又は測定される塊分布と標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。ファイナは、例えば、非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含んで、ファイナの第５ロールに沿う粒径及び塊分布を測定することができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、レファイナチョコレート塊の粒径の連続的な制御を可能にし、よって、（粒径制御との組み合わせにおいて）常に第５ロール全体に沿って粒径及び粒径分布に関して最高の信頼性を提供するという追加的な利点を有する。加えて、それは再作業及び廃棄物（原料節約）を削減することを可能にし、それは先行技術システムが要求するように高度な熟練者を必要とせずに操作されることを可能にする。議論する洗練された光学的なリアルタイムの非侵襲的なインライン測定システムは、５ロールレファイナに設置される。このシステムは、適切な制御アルゴリズムとの組み合わせにおいて、粒径を決定し、それを標的粒径と比較することを可能にする。偏差が検出されるならば、第２ロールの速度を自動的に調整して、粒径の即座の達成を保証することができる。上記実施形態の変形によって保証される第５ロールの均一な被覆率との組み合わせにおいて、それは生産ラインの下流プロセスも最適化する５ロールレファイナの端での一定の品質を提供し得ることを意味する。均一な被覆率は、粒径測定を正確に行い得ること及び粒径分布が一定であることを可能にし、故に、細粒(fines)の生成はより少なく、コンチング条件はより良好である。最後の２つの実施形態の変形の組み合わせは、実施形態の変形のうちの１つだけと比較して、粒径のより全体論的な品質制御をもたらすことが留意されるべきである。非連続的な制御サイクルは、例えば、センサ−アクタ−制御システムのような、システムに引き継がれることができる。よって、本システムは、第５ロールに沿う��径及び塊分布を能動的かつ正確に制御することができる。
【００１７】
更なる実施形態の変形において、自己最適化する適応性の機械間制御システムは、コントローラデバイスを含み、自己最適化する適応性の機械間制御システムのコントローラデバイスは、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ、ファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）の動的調整、並びにファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整は、コントローラデバイスによって相互に最適化され且つ調整される。可塑性を制御する事前レファイナのロール温度及び／又はローラ圧力の動的調整は、例えば、ファイナのスループット及び粒径を制御する第２ロールの測定される駆動速度に更に基づくことができ、ファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール温度及び／又はロール圧力は、コントローラデバイスによって粒径分布を制御する第２ロールの測定される駆動速度に更に基づく。この実施形態の変形は、とりわけ、微粒化プロセス（事前微粒化及び５ロール微粒化）が、人間の介入なしに自己最適化を実行するという利点を有する。実施形態の変形は、前述の実施形態の変形の利益、即ち、垂直パターン検出、ファイナの第５ロールに沿う総粒径及び粒径分布制御、及び測定される形態学を事前レファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールの測定されるモータ電力消費量と相関させる可塑性制御を用いる、粒径の連続的な制御による容量ブーストを併合することを可能にする。発明的なシステムは、更に、原材料の品質変動、故に、可塑性の問題に起因する、予期しない休止時間(ダウンタイム)を回避することを可能にする。加えて、システムは、完全な微粒化プロセスのために、プロセス及びプロセス制御の全体的な最適化を可能にする。２ロール事前レファイナ及び５ロールレファイナ上のインラインのリアルタイム測定及び制御システムの設置は、単一プロセスステップの新しい最適化の方法を可能にする。例えば、可塑性が２ロール事前レファイナから理想的に得られないならば、システムは、５ロールレファイナの動作パラメータをある程度まで自動的に調整することができる。しかしながら、可塑性が強く範囲外にあるならば、５ロールレファイナのパラメータもそれを補償することができない。その場合、システムは、投与手段の動作パラメータを補正することによって、添加される材料及び／又は事前レファイナ及び／又はミキサの動作パラメータを排他的に又はレファイナのパラメータとの組み合わせにおいて補正することによって、可塑性を自動的に調整する。コントローラデバイスを用いて、５ロールレファイナと２ロール事前レファイナとの間の機械間通信を通じて、コントローラデバイスによって、５ロールレファイナの必要性に従って可塑性を自己調整し且つ自己適応させることによって、手動調整ステップを防止することができ、ダウンタイムさえも防止することができる。効果的に���、５ロールレファイナは、コントローラデバイスを通じて第２ロールの速度パラメータを２ロール事前レファイナに送るので、２ロール事前レファイナ又はコントローラデバイスは、それらが、正しい粒径に到達するために速度を変更しなければならないことを知り、可塑性を調整することによってそれに反応することができる。
【００１８】
更に別の実施形態の変形において、ファイナは、ロールに、特にレファイナの最後の第５ロールに除去ナイフを含む、５ロールレファイナとして実現され、ファイナは、ファイナチョコレート塊を備えるファイナの第５ロールのロール被覆率のパターンを検出する光学的なインラインのリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出されるパターンは、パターンデータベースの格納サンプルパターンと比較され、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、ロールの除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられる。ファイナは、例えば、ファイナチョコレート塊を備えるファイナのロールのうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率のパターンを検出するインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システムを含み、パターン認識によって、検出されるパターンは、パターンデータベースの格納されたサンプルパターンと比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくとも、ロール温度及び／又はロール圧力は、自己最適化する適応性の制御システムによって動的に制御されて、ファイナ塊の粒径分布の連続的な制御及びファイナの動的に最適化されたスループットをもたらし、劣化検出手段のパターン認識によって摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンを引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システムは、第５ロールの除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように適応させられることができる。この実施形態の変形は、とりわけ、システム１が、第５ロールで測定される光学データに基づいて交換されるべきナイフ摩耗を自動的かつ自律的に検出するという利点を有する。レファイナの動作パラメータが正しく調整されるならば、測定される光学データの表現は、理想的な膜(フィルム)を示す。その結果は、完全な被覆率である。しかしながら、ロールが冷たすぎるレファイナの機械加工状態は、例えば、ロールの全長に亘って、ストライプ状パターン(縞状パターン)をもたらす。これらのストライプは、光学的に測定されるデータに対応し、それらは膜表面でエラーとして解釈された。そのようなパターンは、例えば、ロールが過剰に押圧される場合に生じ得る。対照的に、摩耗した除去ナイフを示すエラーパターンは、ロールの側面にあるエラー部分とストライプとの組み合わせによって特徴付けられる。ロール上の表面の画像は、塊が除去ナイフによってロールから除去される前に撮られるが、摩耗した除去ナイフは、不完全な取外しをもたらす。即ち、材料は、ロール上に残り、それは、ひいては、特徴的なパターンをもたらすことが留意されなければならない。測定される光学データ又はライン画像は、例えば、ＣＤＤラインカメラで撮られることができ、パターン認識部分を含む画像処理手段に入力されることができる。パターン認識部分は、それぞれのパターンを認識し或いは識別し、制御信号は、認識されるパターンに基づいて出力される。
【００１９】
ある実施形態の変形において、コンチェは、位置決めエンコーダ又はセンサを備えるインラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システムを更に含み、作業領域の測定ラインに沿うコンチングチョコレート塊の高さプロファイルが生成されて、測定ラインに沿う位置決めエンコーダ又はセンサによる位置測定を行い、測定される高さプロファイルに基づいて、コンチングチョコレート塊のパラメータ値が測定され、標的パラメータ値の測定されるパラメータ値の偏差を引き起こす場合、コンチェの動作パラメータのうちの少なくとも１つの動作パラメータが、制御及びモニタリングシステムによって動的に適応させられて、測定されるパラメータ値を標的パラメータ値と位置合わせする。位置決めエンコーダ又はセンサは、例えば、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサであることができる。コンチングチョコレート塊の測定されるパラメータ値は、例えば、コンチェ塊の粘稠度の尺度をもたらすことができる。コンチングチョコレート塊の高さプロファイルの測定ラインは、例えば、コンチェ容器の長さ及び／又はコンチェ容器の内面の長さに沿い、コンチェ容器の内面は、作業領域を提供することができる。実施形態の変形は、とりわけ、それが、コンチェ及びコンチングプロセスの適応的な自己最適化する操作を可能にするという利点を有する。更に、それは、使用される時間及びエネルギに関して、典型的には時間及びエネルギを消費するコンチングプロセスを削減することを可能にする。動作パラメータの動的調整と適応は、人間の操作者又は手作業の相互作用によっては可能でない、新しいレベルの効率で完全に自動化されたコンチングプロセスを提供することを可能にする。
【００２０】
別の実施形態の変形において、コンチェの制御及びモニタリングシステムは、コンチェ塊の脂肪含有量を提供する供給物質の脂肪重量を測定する脂肪投与測定デバイスを更に含み、基本チョコレート塊の初期脂肪含有量は、コンチェ塊の標的脂肪含有量に対するコンチェ塊の測定される脂肪含有量の偏差を引き起こす場合、投与手段によって動的に適応させられ、且つ／或いはコンチェ塊の脂肪含有量は、レファイナのローラ特徴を補正することによって動的に適応させられる。実施形態の変形は、とりわけ、それが、最終製品チョコレート塊の所望の標的脂肪含有量を達成するために、チョコレート生産ラインの動作パラメータの手動調整の欠陥を克服することを可能にするという利点を有する。従来技術では、これは、操作者の経験的ノウハウ及び操作経験に基づいて操作者によって行われなければならない。加えて、脂肪含有材料の脂肪寄与は、典型的には、コンチングデバイスにおいて行われるのではなく、投与手段及びミキサによって行われる。よって、例えば、誤った投与量（具体的には、コンチングプロセスのために典型的には最大６つのミキサバッチがある）、又は好ましい可塑性を達成するための操作者による動作又は投与パラメータの手動適応のように、受領(receipt)の標的脂肪含有量からの最終製品の有効脂肪含有量の偏差(逸脱)について、多くの理由がある。発明的なシステムは、適応性システムのコントローラ及び操縦デバイスを用いたコンチェとミキサ−投与手段との間の動作パラメータのその適応性の自己最適化する機械間最適化に基づいて、チョコレート生産ラインの動作パラメータの手動調整の欠陥を克服することを可能にする。
【００２１】
別の実施形態の変形では、自己最適化する適応性の機械間制御システムのコントローラデバイスが、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はコンチェの脂肪含有量測定デバイスの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）の動的調整、並びにファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力及びファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整及び投与手段による基本チョコレート塊の初期脂肪含有量の動的調整は、コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整され、動作パラメータを最適に調整した場合及び最適に調整された動作パラメータの下でチョコレート塊の予測されるスループットに対する測定されるスループットの偏差を引き起こす場合、ファイナのロール又は事前レファイナのロールの摩耗が測定され且つモニタリングされ、適切なロールの交換及び／又は交換の最適なときを示す或いは開始する出力信号が生成される。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、交換されるべきロールの磨耗を自動的かつ自律的に検出するという利点を有する。
【００２２】
最後に、別の実施形態の変形において、自己最適化及び適応は、自己最適化する適応性の機械間制御システムによって、生産ライン全体をカバーしており、自己最適化する適応性の制御システムのコントローラデバイスが、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データ及び／又はコンチェの脂肪含有量測定デバイスの測定データを取り込み且つモニタリングし、事前レファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく２ロール事前レファイナの圧力及び／又はローラ距離（間隙）設定の動的調整、及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づくロール温度及び／又はロール圧力の動的調整、及び／又はファイナのリアルタイム測定システムの測定データに基づく第２ロールの駆動速度の動的調整、及び／又は投与手段による基本チョコレート塊の初期脂肪含有量の動的調整は、コントローラデバイスによって動作パラメータとして相互に最適化され且つ調整される。この実施形態の変形は、とりわけ、システムが、リアルタイム測定デバイスによってリアルタイムで様々なデバイスの適切な相互依存動作パラメータを測定することが可能にされ、それらを中央の機械対機械コントローラデバイスに送信することが可能にされるという利点を有する。測定される相互依存動作パラメータは、相互に最適化され且つ動的に調整されて、少なくとも、最終チョコレート塊の特徴及び／又はチョコレート生産ラインのスループット及び／又はエネルギ消費量のような他の動作条件に関して、最適な動作を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
図面を参照して、一例として、本発明をより詳細に説明する。
【００２４】
【図１】図１は、少なくとも、投与手段２(dosing  means)と、１以上のミキサ３(mixers)と、１以上のレファイナ４(refiners)と、１以上のコンチェ５(conches)と、液化及びテンパリング手段６(liquefying  and  tempering  means)とを備える、チョコレート塊加工ライン１１(chocolate  mass  processing  line)を概略的に例示するブロック図を示している。固体及び／又は液体供給材料２４が、供給手段２によって精密に投与され、運搬され、１以上のミキサ３に排出される。供給材料２４は、１以上のミキサ３によって、確定した(明確な)(defined)可塑性３５１(plasticity)及び同質性３５２(homogeneity)を有する基本チョコレート塊３５(basic  chocolate  mass)に混合され且つ／或いは混錬され、事前レファイナ４１(pre-refiners)及びファイナ４２(finers)を含む１以上のレファイナ４(refiners)に移される。基本チョコレート塊３５は、制御されたローラ圧力４１２１及び／又はローラ間隙／距離４１２６並びに速度４１２２を有する少なくとも２つの事前レファイナローラ４１２によって所定の可塑性４１１２及び細かさ４１１３を有するチョコレート塊４１１に予処理され、制御されたローラ圧力４２２１及び／又はローラ距離４２２６及び速度４２２２を有する複数のファイナローラ４２２によって乾燥粉末の所定の細かさ４２１２を有するチョコレート塊４２１に処理され、１以上コンチェ５又は１以上の液化装置５ａ(liquefyor)に移される。レファイナチョコレート塊４２１(refiner  chocolate  mass)は、１以上のコンチング５によって、所定の水分５１１、粘度５１２、質感５１４及び脂肪量５１６を有するコンチングチョコレート塊５１に処理され、テンパリング手段６に移され、コンチェ５の各々は、少なくとも、内面５４２を有するコンテナ又はコンチェ容器５４と、コンチェ容器５４の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータ５５５とを含み、剪断要素５５４が、前記シャフト５５から前記内面５４に向かって延び、動作中に及び／又は重なり合う剪断要素５５４の間で、コンチングチョコレート塊５１を前記容器表面５４２に押し付ける。チョコレート塊５１は、調温計６４１(temper  meter)によって測定される所定の結晶度６１２を達成するために、液化手段６２によってカカオ脂６２１１及び／又は他の脂肪６２１２を添加することによって並びにテンパリング手段６４によって温度を変化させることによって、所定の水分６１、結晶度６１２、及び脂肪量６１７を有するチョコレート塊６１に処理され、最終製品７として出力される。
【００２５】
【図２】図２は、制御測定６２、成形６３、テンパリング６４(tempering)、堆積６５、殻形成６６(shell  forming)及びエンロービング６７(enrobing)を含む、チョコレート塊加工ライン１１のテンパリング６を例示的に示している。
【００２６】
【図３】図３は、操作中に産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムで動的に反応する、自己最適化する適応性の機械間制御システム１(self-optimizing,  adaptive  inter-machine  control  system)の例示を概略的に示している。自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１のコントローラデバイス１２は、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３（可塑性制御８３）及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６（容量ブースト８５）及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３（総粒径制御８４）及び／又はコンチェ５の脂肪含有量測定デバイス５２９の測定データ５２９１（りーんコンチング８６）を捕捉し且つ監視する。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はロール距離（間隙）設定４１３４の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２のロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整、及び／又は投与手段３による基本チョコレート塊３５の初期脂肪量３５５の動的調整は、相互に最適化され、コントローラデバイス１２の機械間接続性制御及び操縦８によって（ロール摩耗８１／自走微粒化８２／可塑性制御８３／総粒径制御８４／容量ブースト８５／リーンコンチング８５を予測する）動作パラメータとして調整される。
【００２７】
【図４】図４は、動作中の産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムに動的に反応する、例示的な別の自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１を概略的に示している。適応性の機械対機械制御システム１は、例えば、チョコレート生産及び製造操作の効率を総合設備効率（ＯＥＥ）の割合として測定することによって、可能な限り最高の効率で作動することを可能にする。ＯＥＥは、典型的には、絶対的な尺度でないが、ＯＥＥは、プロセス性能改良のための生産ライン特異な範囲を特定するのに非常に適している（機械相互作用範囲コラムモニタリングを参照）。よって、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１は、エネルギ消費、労力又は生産時間のような、操作コスト及び使用される資源を最小限に抑えることを可能にする。
【００２８】
【図５】図５は、操作中の産業用チョコレート生産ライン１１の捕捉された動作的、環境的又は初期供給製品パラメータに対してリアルタイムに動的に反応する、例示的な別の自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１を概略的に示している。特に、機械対機械の相互作用は、センサ−アクタシステム１(sensor-actor  system)のコントローラデバイス１２のインテリジェントな最適化された操縦によって、即ち、投与手段２、ミキサ３、事前レファイナ４１、レファイナ４２及びコンチング５上で、そして、必要とされるならば液化手段６上で最適化されて全体的に作用する、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、自己最適化する産業用チョコレート生産システム１及びプロセスの基礎となる、ＤｅＭｉＲｅＣｏプロセス（投与(Dosing)、混合(Mixing)、微粒化(Refining)、コンチング(精錬)(Conching)）のある実施形態の可能な実施のためのアーキテクチャを概略的に例示している。図２は、チョコレート塊７から最終製品９までのチョコレート塊生産ライン１１のテンパリング６(tempering)を示している。図３は、自己最適化する産業用チョコレート生産システム及びプロセス１のある実施形態の可能な実施のためのアーキテクチャを概略的に例示している。本発明について、「自己最適化する」は、適応性の技術システムにおける重要な制御技術としての、自己最適化手段の開発を意味する。自律的な目標再定義を含む古典的な制御技術及び原理の技術的拡張は、技術システムにおけるインテリジェンスの確立を可能にする。リアルタイム測定情報、複雑な感知環境及びセンサ、接続性及びデータ分析のような他の出現技術の利用可能性と併せて、これは、非常に動的な業界環境においてさえも、堅牢である同時に柔軟な生産システムの創出への道を開く。本システム１は、チョコレート生産において今日最も広く用いられている、少なくとも（ＤｏＭｉＲｅＣｏプロセスとも呼ばれる）投与２、混合３、微粒化４、及びコンチング５を含む、産業用チョコレート製造ライン１１に基づく。微粒化システム４は、例えば、最終製品としてチョコレート塊７を加工するためのＤｏＭｉＲｅＣｏプロセスの中心部を構成する、事前レファイナ４１と、５ロールレファイナ４２とからなる、２段階微粒化プロセスを含むことができる。一般的に、本システム１及びプロセスラインは、配分(proportioning)及び混合３から微粒化４及びコンチング５までの加工チェーン(processing  chain)を最適にカバーすることができなければならない。５ロールレファイナ４２が使用されるならば、好ましくは完全自動デバイスとして実現される、５ロールレファイナは、多種多様な製品レシピが、所要の可塑性及び細かさにおいて生産されることを可能にしなければならない。微粒化されたチョコレート、充填及びコーティング塊(refined  chocolate,  filling  and  coating  masses)は、好ましくは、極めて狭い粒径分布を示さなければならないが、同時に、粒径減少の間に均質化及び風味付けされてよい。最終的な微粒化としてのコンチング５は、様々なコンチェタイプを用いて実施されることができる。質感、熔解特性、風味、及び最終水分に関する最適値が達成可能であること。最適な操作において、少なくとも投与−混合−微粒化−コンチングプロセスに基づく産業用チョコレート生産システム１及びプロセスは、顕著に微細で完全に複合的なチョコレート製品７をもたらすはずである。
【００３０】
チョコレート生産ライン１１は、投与手段２とは別に、１以上のミキサ３と、１以上の２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２と、１以上のコンチェ５で構成される。ミキサ３内では、レシピの最大の部分が調合されるが(blended)、多少の脂肪は残される。何故ならば、さもなければ、混合物は、レファイナ４にとって流動的であり過ぎるからである。２ロールレファイナ４１は、砂糖結晶を、例えば、１００μｍ未満のサイズに粉砕する。代替的に、以前のシステムにおいて一般的な慣行であった砂糖ミルによって、砂糖を別個に磨砕することもできる。時折、この構成を依然として見出し得るが、殆どの生産ラインは、好ましくは、砂糖ミル内の粉塵爆発の危険性の故に、２ロールレファイナ４１を有する。以下の５ロールレファイナ４２は、精巧な機械であり、通常、操作が困難であるが、最終製品７の品質には必須である。供給塊２４は、初期脂肪含有量２４１２、粒子特性２４１、及び上流プロセスパラメータ２４２によって決定される、一定の粘稠度(コンシステンシー)(consistency)を有さなければならない。このプロセスステップにおいて、粒子は、最終製品７の口中の砂状質感を避けるために、それらの最終サイズ、通常、３０μｍ未満に磨砕される。別の頻繁に起こる困難は、この文脈において、連続レファイナ４を下流のバッチコンチェ５と組み合わせることである。両方の機械４／５の生産性は、１つだけのレファイナ４が１つのコンチェ５に接続されるならば、強く減少する。従って、通常、多数のレファイナ４が、多数のコンチェ５に接続され、それは、典型的には、１時間当たり約数トンの比較的大きい生産ラインをもたらす。上述のように、コンチェ５は、レファイナ４からの粉末状の薄片が、通常、数時間に亘って、大量の機械的エネルギ入力で処理される、大型の混錬機(kneader)である。これは上述の変換の殆どが行われる場所である。プロセス中に、残余の脂肪及び乳化剤が添加される。コンチェ５は、様々な形態において構築され、１本、２本又は３本の混合シャフトを備え得る。例えば、３００〜６００ｋｇ／ｈの容量を有するラインのような、より小さい生産ライン１１のニーズを満足するために、２＋５ロールレファイナを、２つの３ローラ又は他の適切な組み合わせと置換することもできる。
【００３１】
よって、上述のように、自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム１は、少なくとも、投与手段２と、１以上のミキサ３と、１以上のレファイナ４と、１以上のコンチェ５又は１以上の液化装置５ａと、テンパリング手段６を備える、チョコレート塊加工ライン１１を含む。固体及び／又は液体供給材料２４は、投与手段２によって供給され、搬送され、精密に１以上のミキサ３に排出される。次に、供給材料２４は、１以上のミキサ３によって、明確な可塑性３５１及び同質性３５２を備える、基本チョコレート塊３５に混合及び／又は混錬され、事前レファイナ４１及びファイナ４２を含む１以上のレファイナ４に移される。基本チョコレート塊３５は、制御されたローラ圧力４１２１、速度４１２２及び距離４１２６を有する、少なくとも２つの事前レファイナローラ４１２によって、所定の粘度４１１１、可塑性４１１２、及び細かさ４１１３を備えるチョコレート塊４１１に事前加工され、次に、制御されたローラ圧力４２２１、速度４２２２及び距離４２２６を有する、複数のファイナローラ４２２によって、所定の粘度４１３１、可塑性４２１１、及び細かさ４２１２を備えるチョコレート塊４２１に加工される。チョコレート塊４２１は、１以上のコンチェ５に移される。レファイナチョコレート塊４２１は、１以上のコンチェ５によって、所定の水分５１１、粘度５１２、質感５１４及び脂肪含有量５１６を備える、コンチングチョコレート塊５１に加工され、液化及びテンパリング手段６に移される。コンチェ５の各々は、少なくとも、内面５４２を有するコンテナ又はコンチェ容器５４と、前記コンチェ容器５４の内側に位置する少なくとも１つの移動可能なシャフト又は回転可能なロータ５５５とを含み、前記シャフト５５５から前記内面５４２に向かって延び、操作中にチョコレート塊５１を容器５４の表面５４２に押し付ける。最後に、チョコレート塊５１は、液状手段６２によってカカオ脂６２１１及び／又は他の脂肪６２１２を添加することによって、並びに調温計６４１によって測定される所定の結晶化度６１２を達成するために、テンパリング手段６４によって温度６１５を変化させることによって、所定の水分６１、結晶化度６１２、及び脂肪含有量６１７を備える、チョコレート塊６１に加工される。
【００３２】
粘度は、本明細書において使用されるときにも、液体、半固体、気体及び更には固体のような、流体の流量測定の測定パラメータである。粘度は、流動する傾向に抗させる分子引力によって引き起こされる。流体の内部摩擦として定義されることができる。粘度測定は、製品の品質及び効率と併せて行われることができる。典型的には、品質制御又は流体移送は、必然的に何らかのタイプの粘度測定を必要とする。先行技術には、様々なタイプの粘度計が存在し、従って、粘度を測定する様々な技術が知られており、各技術は、特定の環境及び材料に適している。チョコレート生産において、レオロジー特性(rheological  properties)の測定についての１つの理由は、品質制御であり、その場合、材料、特に原料２４は、好ましくは、バッチとバッチとの間で一貫している。この目的のために、流動挙動は、加工チョコレート塊の製品粘稠度及び品質の間接的な尺度であり得る。流動挙動測定を行う別の理由は、加工可能性の直接的な評価を得ることができることある。例えば、高粘度液体は、加工するために低粘度液体よりも多くの又は少ない電力を必要とし得る。従って、そのレオロジー挙動を知ることは、生産ラインデバイスを設計し且つ制御するときに有用である。チョコレート塊生産において、レオロジーは、材料特性化のための最も感度の高い方法の１つである。何故ならば、流動挙動は、分子量及び分子量分布のような特性に応答するからである。本システム１において、粘度測定値は、とりわけ、生産ライン１１内のプロセスを監視及び／又は制御するために、生産中の品質チェックとして利用される。既述のように、粘度は、ここでは、流体としてのチョコレート塊の内部摩擦の尺度である。流体中では、流体の層が別の層に対して移動させられるときに、摩擦は明らかになる。摩擦が大きければ大きいほど、この移動を引き起こすために必要とされる力はより大きく、それは剪断と呼ばれる。剪断は、注ぐとき、広げるとき、噴霧するとき、混合するとき等のように、流体が物理的に移動させられ或いは分配されるときにはいつでも起こる。従って、高粘性流体は、低粘性材料よりも、移動するためにより多くの力を必要とする。可塑性は、本明細書で使用されるとき、生産ライン１１内でのチョコレート塊の加工中のチョコレート塊の別の尺度である。チョコレート塊のような半固体の食品脂肪は、液体脂肪チョコレート塊のかなりの割合に埋め込まれた別個の結晶粒子からなる。結晶間にはある程度の緩いの接着があり、それは、脂肪が作用に曝され、剪断応力が加えられるときに、急速に分解する。本明細書では、これを可塑性と呼ぶ。可塑性を測定する脈絡において重要な要素は、（ｉ）固体の含有量、（ｉｉ）結晶のサイズ及び形状、（ｉｉｉ）変化する温度の下での結晶核の持続性、（ｉｖ）脂肪の機械的作用等である。更に、チョコレート塊の質感は、測定される可塑性によって支配される。チョコレート生産では「柔らかさ(tenderness)」とも呼ばれる品質は、本質的に測定される可塑性に依存する。最大の到達可能な程度の柔らかさは、しばしば、最高のチョコレート品質のための重要な属性である。水分の損失は、可塑性を減少させる。よって、特に大規模なチョコレート生産ライン１１において、品��の制御のために、可塑性の定量的測定を使用することができる。異なる方法において可塑性を測定することができる。例えば、異なる温度での脂肪の粘稠度は、例えば、フンボルト針入度計(Humboldt  penetrometer)のような針入度計を用いて、測定されることができる。感応性の針入度計を用いた測定に基づいて、固体チョコレート塊におけるテンパリングの有効性を制御するために可塑性測定を使用することもできる。その表面硬度等を測定するために、他の測定値を使用することもできる。液体チョコレート塊の特性及び品質は、粘度に極めて依存する一方で、固化したチョコレート塊の質感は、可塑性によっても支配される。しかしながら、２つの特性は関連している。生産サイクル１１の制御中のチョコレート塊の異なるグレードについての仕様は、例えば、粘度計によって、その融点より幾分高い温度で決定される液体チョコレート塊の粘度を含み得る。
【００３３】
適切な排出、搬送及び貯蔵が、チョコレート塊生産にとって重要である。効率的で正確な投与２は、高いスループットと再現性のある品質を保証する。チョコレート加工システム１の中核は、チョコレートレシピの生成である。材料２４は、更なる加工のために均質で３５２及び可塑性の３５１の塊３５をもたらす高い剪断及び混連作用で、ミキサ３によって注意深く混合される。投与プロセス２のために、システム１は、振動排出装置２２１のような、適切な排出手段２１（排出装置）、及び／又は、例えば、適切な振動プロセスフィーダ２２１、振動投与フィーダ２２２、及びスクリューコンベヤ２３１又は管状スクリューコンベヤ２３２のような搬送手段２３（コンベヤ）を含み得る。振動フィーダ２２１及び振動投与フィーダ２２２は、サイロ又はビンから必要とされるバルクの供給製品２４を抽出するために、又は粉砕装置(crushers)、コンベヤベルト等を供給するために使用される。しかしながら、上述の供給及び搬送システム２２／２３は、ボックス抽出装置(box  extractors)、掻取りベルト(scraping  belts)、スクリューフィーダ(screw  feeders)等のような、他の抽出システム２２／２３に容易に取って代わることができ、代替的な利益をもたらす。何故ならば、それらは、例えば、容易に装着されることができ、最小限の保守を必要とするからである。システム１のための可能な振動フィーダ２２１は、典型的には、動作原理に基づいて、以下の３つの主要なカテゴリに分類される。即ち、（ｉ）電気機械振動フィーダ２２１１：これらのフィーダは、電気機械振動フィーダの交差ビームに取り付けられる、逆回転する電気バイブレータによって駆動される。不均衡なモータは、線形振動を生成して、取り扱われる材料の運動及び輸送を誘起する。電気機械振動フィーダは、機械の運転に伴う流量変動が必要とされないか或いは抽出される製品の流動の即時停止が必要とされないときにのみ使用されなければならない。この作動条件は、インバータ（周波数インバータ）を介して電気バイブレータを制御することによって達成されることができる。（ｉｉ）電磁振動フィーダ２２１２：これらのフィーダは、振動構造の交差ビームに取り付けられる電磁バイブレータによって駆動される。電磁駆動は、線形振動を生成し、取り扱われる材料への運動及び輸送方向を誘起する。電磁振動フィーダは、機械が運転している間に流量を変更することが必要であるとき及び／又は機械が停止するや否や製品流動を停止することが必要であるときに使用されなければならない。電磁振動フィーダは、工場及びプロセスの両方の要求に基づいて流れを変化させるそれらの多様性の故に、振動投与フィーダとも呼ばれる。（ｉｉｉ）機械的振動フィーダ２２１３：これらのフィーダは、振動構造の交差ビームに取り付けられる指向性励起装置(directional  exciter)を移動させるカルダンシャフト(cardan  shaft)を通じる直接的な伝動装置を備える電気モータによって駆動される。指向性励起装置は、線形振動を生成して、取り扱われる材料の運動及び輸送方向を誘起する。機械振動フィーダは、例えば、大きな重量及びサイズを備える機械のために使用されることができる。選択される溶液は、例えば、１日当たりの動作時間数、加工されるべき材料２４の��度２４１３、及び加工されるべき材料のサイズ２４１４のような、他の要因にも依存し得る。機械振動フィーダの電気モータは、上記で既述の利益を達成するために周波数コンバータに接続されることもできる。全ての振動プロセス振動フィーダ２２１は、典型的には、加工されるべき製品に従って、即ち、本発明においては、チョコレート加工システム１への入力材料又は供給材料２４のために設計されてよい。投与機械２のサイズ２４２２は、抽出されるべき材料２４の量２４２１のような幾つかの必須プロセスパラメータ２４２を考慮に入れて評価及び最適化されることができるが、他の設計の詳細は、供給材料２４の温度、重量及び粒径のような要因に関連する。振動プロセス振動フィーダ２２１は、例えば、少なくとも、以下に関して最適化されることができ。即ち、（ｉ）例えば、鋼又は抗摩耗鋼ライナ、ゴムシートライニング、溶接ライニングを備えるシートのような、使用される抗摩耗ライナ。（ｉｉ）振動フィーダ懸架の方法である、使用される懸架及び隔離方法であり、振動スクリーンを、例えば、懸架された実行(suspended  execution)、自己懸架された実行(self-suspended  execution)、支持された実行(supported  execution)のような、機械の静止構造に固着させることができる、様々な方法を指す。（ｉｉｉ）使用される隔離方法：振動フィーダー２２１の振動は、２つの異なるタイプのバネによって隔離される。バネのタイプは、例えば、電気機械振動フィーダ、即ち、コイル鋼バネ、又は機械振動フィーダ、即ち、ゴムダンパ、又は電磁振動スクリーン、即ち、ゴムダンパのような、駆動装置のタイプに基づいて選択されてよい。（ｉｖ）必要とされる材料２４の排出(discharge)：材料の除荷(unloading)は、最も多様な顧客の要求に適応させられる(adapted)ことができ、場合毎に場当たり的に研究されることができる。使用される２つの最も一般的な方法は、前方排出(front  discharge)及び直交放出(orthogonal  discharge)である。
【００３４】
更に、チョコレート産業の生産ライン１１において高品質製品７を作るための基本的な必要条件である正確な混合及び調合のために、例えば、スクリューコンベヤ２３１、特に管状スクリューコンベヤ２３２のような、コンベヤ手段２３を使用することができる。一般的に、スクリューコンベヤ２３１は、通常、チューブ内で、回転する螺旋状スクリューブレードを使用して、液体２４１１１又は粒状２４１１２材料２４１１を移動させるデバイスである。食品廃棄物、木材チップ、骨材、穀物、動物飼料等を含む、半固体材料を効率的に移動させる方法として、水平方向に又は僅かな傾斜で、スクリューコンベヤ２３１を使用することができる。管状スクリューコンベヤ２３２は、個々の成分２４をミキサ３又は可能な計量ホッパに正確に供給するための好ましい解決策であることがある。管状スクリューコンベヤ２３２は、典型的には、チョコレート（食品）生産がそうであるように、高い衛生要件を満たさなければならない用途において材料の搬送するのに並外れて適している。例えば、特別に衛生に焦点を当てた設計を用いることができる。例えば、完全に密閉されたハウジングは、たとえ要求される要件が満たされなければないとしても、柔軟な適用を可能にすることができる。一般的に、投与手段２は、それらの実施を実行する全ての技術機械、即ち、ミキサ３、事前レファイナ４１、レファイナ４２、及び塊の受入れ及びコンチングのための指定されたコンチェ５のためのパラメータを用いて、様々なレシピの作成及び修正を可能にしなければならない。よって、投与手段２は、好ましくは、乾燥２４１１２及び／又は液体２４１１１成分２４の高速かつ正確な投与を用いた、供給材料２４の適切な投与２に基づいて、少なくとも、指定されたレシピを選択し、立ち上げ、実行することを可能にしなければならない。
【００３５】
脂肪塊としてのチョコレートの生産及び加工の間に、塊７の成分２４は、先ず、互いに混合され、基本チョコレート塊３５は、混合の間に、そして、任意的に混錬の間に、基本チョコレート塊３５は、均質３５２及び可塑性３５１になる。塊３５の成分は、固体２４１１２及び／又は液体２４１１１成分２４、即ち、カカオ粉末、粒状結晶砂糖又は乳粉末、液体２４１１１及び／又はペースト状塊(糊状塊)のような、乾燥成分２４１１２である。前記混合プロセスのために、システム１は、例えば、適切な混合デバイス３を含み、混合デバイス３は、例えば、平均から高粘度３５３のチョコレート及びコーティング塊３５を混合及び剪断することにより、成分２４を均質３５２塊に混合するように特別に設計されることができる。混合デバイス３は、例えば、被駆動シャフトを備えるケトルを含むことができ、ツール、特に、混合、均質化、剪断、擦過及び／又は搬送ツールが、シャフト上に配置される。より具体的には、混合デバイス３は、少なくとも部分的に回転体の外面を模倣する内壁を備えるケトルを含むことができる。これは、例えば、シリンダジャケットとして実現されることができる。しかしながら、内壁は、コーンのような円錐体に対応してもよい。次に、回転ツールは、ケトルの内壁の大部分に沿ってブラッシングすることができる。混合及び／又は混錬は、軸方向に平行に回転する２つのシャフトを備える二重シリンダトラフ内で実行されることができる。ケトル又は回転体の軸、及びシャフトは、水平に配置されることができる。しかしながら、ケトルは、塊が、重力によって助けられて、ケトル軸に沿って駆動させられるように、傾斜して或いは垂直に配置されることもできる。実質的に水平に配置されたシャフトを有するミキサ３は、水平ミキサと呼ばれる。ケトルは、例えば、塊に供給するために上部領域に供給開口を有することができる一方で、排出は、ケトルの最下点に配置されることができる。そのようなミキサ３において、塊は、ツールによって、シャフトについてを駆動させられる。水平ミキサ３において、塊は、ツールによって、上昇方向に上昇させられ、頂部に到達した後に、ツールから分離され、重力の故に、ツールとシャフトとの間の中間空間を通じて、ケトルの内壁の下部に落下し、そこから、塊は、ツールによって、再び取り上げられる。このプロセスにおいて、塊の成分は混合され、塊は均質化される。最後に、ミキサ３の他の重要な特性は、（ｉ）時間、速度等のような、レシピパラメータにあらかじめ設定されたパラメータによるミキサ３内の成分の自動混合、（ｉｉ）ミキサ３から（複数の）事前レファイナ４１への自動塊移送を含むことができる。
【００３６】
適当な実施形態の変形として、本発明に従った混合、混錬及び剪断のために、混合デバイス３１、特に螺旋状撹拌ユニット３１１（混合）、混錬装置３２及び剪断機３３を使用することができる。ミキサ３が可変速度駆動装置３６を備えるならば、高速モードで操作されるときに、ミキサ３を混錬装置３２として使用して、チョコレート塊３５２の効率的な均質化をもたらすことができる。よって、ミキサ３１及び混錬装置３２は、１つのデバイス３に組み合わせられることがある。混合３１及び剪断３３作用が適切に最適化されるならば、それは混合時間を短縮し、スループット率を最大化する。高い剪断作用３３は、典型的には、固定化された脂肪の最大放出をもたらす。混合３１及び／又は剪断デバイス３３は、例えば、ギアを備える可変駆動装置と混合トラフへの成分の供給及びアクセスのための一致した空間条件とを提供することがある。高精度のロードセルは、例えば、精密な計量を可能にし得る。エネルギ効率が良く精密な温度制御装置３１２が、例えば、基本チョコレート塊３５の温度３５４を動的に測定する温水システムと共に、開水回路又は閉水回路を備えたサーモスタット制御装置によって提供されてよい。大容量での自己排出及び良好な残留物排出は、例えば、プロセスチャンバ内の生産残留物を最小限に抑えることができる。チョコレート、コンパウンド及び脂肪充填塊、ナッツペースト、並びに再加工のために、ミキサ３は、例えば、菓子業界で一般的であるように、広範囲の塊を加工するのに適している。更に、独立した混合槽３１３が、例えば、小バッチの生産における頻繁なレシピ変更を可能にし、選択される解決策をチョコレート加工に適して柔軟にさせることができる。ミキサ３は、例えば、混合及びサイズ縮小のための撹拌ユニット３１及びカッタユニット３３、及び／又は均質化及び液化のための分散ディスク３４の両方を備えることができる。例えば、フレキシブルな側面及び底面スクレーパ(scrapers)を備える、撹拌ユニット３１の速度は、例えば、可変速度駆動装置を通じて連続的に適応させられることができる。より短い加工時間のために全ての塊の加工を最適化することは、ミキサ３の重要な利点であり得る。更に、ミキサ３は、製品が完全かつ最適に相互混合されることを保証することを可能にしなければならない。チョコレート生産では、特製品を備える小さいバッチを大規模なチョコレート生産プロセスと容易に組み合わせることができることが好ましいことがある。そのためには、自動計器計量又は手動計量に続いて、成分２４を別個のユニット内で調合し得ることが好ましくあり得る。
【００３７】
微粒化プロセスのために、システム１は、適切な微粒化デバイス４及び技術を含む。例えば、微粒化プロセスは、ＤｏＭｉＲｅＣｏ（投与、混合、微粒化、コンチング）プロセス内の微粒化４を提供し、加工チェーン１１内のチョコレート塊を配分２及び混合３から微粒化４及びコンチング５（図１／図２を参照）まで加工する、２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２で構成される、２段階微粒化プロセス４１／４２に基づくことができる。例えば、前記（５ロール）レファイナ４２を完全に自動化して、多種多様な製品レシピが所要の可塑性４２１１及び細かさ４２１２において生産されることを可能にすることができる。レファイナデバイス４は、好ましくは、極めて狭い粒径４２１４分布を示すが、同時に、サイズ縮小中にチョコレートが均質化されて風味付けられることを可能にする、微粒化されたチョコレート及び充填／コーティング塊４１１／４２１を提供することが可能にされる。異なるコンチェタイプ５を用いて最終的な微粒化を行うことができ、よって、質感、溶解特性、風味、及び最終水分に関して、最適な値を達成することができる。
【００３８】
事前レファイナ４１は、例えば、小型、中型、大型生産ライン１１のための半自動又は全自動の２ロール４１２事前レファイナ４１として実現されることができる。事前レファイナデバイス４１は、低レベルから高レベルの自動化を可能にして、広範囲のチョコレート塊、充填及びコーティング塊４１１が、特定の粘度４１１１を有しなければならない塊で、事前加工されることを可能にする。事前レファイナ４１の出力製品４１１は、再現可能な可塑性４１１２と、狭い粒径分布４１１５を備える、例えば、７０〜２５０ミクロンの範囲の、明確な細かさ４１１３とを達成しなければならない。事前レファイナ４１は、例えば、９００、１３００、及び１８００ｍｍのような、異なるロール長さ４１２５で実現されることができる。事前レファイナ４１は、例えば、操作中の最適な製品の細かさ４１１３のために、制御された間隙設定４１３４を更に可能にすることができる。よって、製品の細かさ４１１３及び可塑性４１１２は、進行中の操作中に選択可能である。ローラ圧力制御システム４１３１が、例えば、原料製品２４変動が均衡されるのを可能にして、結果として得られる最終製品７の粘稠度を制御することができる。従って、ローラ圧力制御システム４１３１は、下流の５ロールレファイナ４２から排出される製品の性能を制御及び改良することもでき、製品７の細かさ及び最大変動を最適化する。事前レファイナ４１は、例えば、可能な限り広い、可能な圧力設定の範囲を備える、フレキシブルなローラ圧力４１２１を提供することができ、それは、多種多様な製品が加工されることを可能にすることがある。設定は、フレキシブルなローラ間隙４１２６を含むこともできるので、ローラ間隙４１２６は、適切な調整モータによって、動作中に、特にオンラインで、調整されることができる。事前レファイナ４１のプロセスゾーンは、例えば、特定の製品レシピに適合する(match)ように最適化されることができる。例えば、ローラ速度４１２２、ローラ速度差４１２３、及びローラクラウン４１２４のカスタマイズされた仕様は、（例えば、ｔ／ｈで測定される）最大スループットが、所要の製品の細かさ４１１３で達成されることを可能にするように実現されることができる。機械のタイプに依存して、容量４１４は、例えば、以下の５ロールレファイナ４２の性能に可変に調整可能であることができる。高い剪断能力４１４は、例えば、結合させられた脂肪の最大量を放出すると同時に、結晶化された砂糖を較正するように実現されることができ、その結果、均質な製品及び効率的なプロセスをもたらす。事前レファイナ４１の重要な追加的な特性は、（ｉ）モータ４１３２の制御、（ｉｉ）２ローラの温度４１２７の制御４１３５、（ｉｉｉ）ローラ４１３４間の距離の制御、（ｉｖ）レシピ実行に含められるレファイナ４への自動的な等しい電力供給を含み得る。
【００３９】
事前レファイナ４１は、事前微細化チョコレート塊４１１(事前ファイニングチョコレート塊)(pre-fining  chocolate  mass)の粘稠度４１１６の変化を測定する、インラインリアルタイム測定システム４１５(inline,  real-time  measuring  system)を含むことができる。事前ファイナ４１は、例えば、２ロール４１２で実現されることができる。しかしながら、１以上又は３以上のロール４１２を含む事前レファイナ４１が実現されることもできる。２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４は、適応性の機械間制御システム１によって自動的に調整されて、所定の可塑性パラメータ値を有する自律的な可塑性制御を提供する。事前レファイナ４１は、例えば、間隙設定パラメータ４１３４を修正した後にロール４１２間の間隙を変化させる２ロール４１２の自動調整可能な間隙設定４１３４を有する、２ロールレファイナ４１として実現されることができる。インラインリアルタイム測定システム４１５は、例えば、少なくとも、光源４１５１と、光学的画像取込みデバイス４１５２と、チョコレートマス３５搬送デバイス３７の電力消費３７１を測定する測定デバイス３７２とを含むことができる。事前微細化チョコレート塊４１１のスループットは、例えば、光源４１５１及び光学的画像取込みデバイス４１５２のライン三角測量によって測定されることができる。しかしながら、スループット測定は、例えば、単純なポイントツーポイント距離センサ又は超音波距離センサ又は上流の容器／コンテナの計量カウンタ又はスケーラ又は事前レファイナ４１のコンベヤモータ及び／又はロール４１２のロータでの電力消費量を測定する測定デバイスによっても達成されることもできる。事前微細化チョコレート塊４１１の可塑性４１１２は、例えば、チョコレート塊３５搬送デバイス３７の測定される電力消費３７１と組み合わせにおいて一定のスループットに基づいて動的に制御されることができる。チョコレート塊４１１の形態学(トポロジー)は、例えば、中央に投影されるレーザ又は光源４１５１ラインの扇形状(fan  shape)に基づくライン三角測量によって、事前レファイナ４１のロール４１２の入口ゾーン内で評価されることができる。チョコレート質量４１１のスループットは、検出される形態学ライン(トポロジーライン)に基づいて動的に測定される。２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４は、例えば、搬送デバイス３７の測定される電力消費との組み合わせにおいてチョコレート塊４１１の一定のスループットを維持することによって可塑性の所定の値を提供するために、適応性の機械間又は機械対機械制御システム１によって自動的に調整されることができる。光源４１５１は、例えば、レーザ又はマルチラインレーザ又はＥＤプロジェクタとして実現されることができ、且つ／或いは光学的画像取込みデバイス４１５２は、カメラ又はマルチラインレーザ測定センサ又は三角測量センサとして実現されることができる。システム１は、事前レファイナチョコレート塊４１２の完全に自動化された自律的な可塑性制御を提供する。リアルタイムの非侵襲的なインライン測定及び制御システム４１５は、事前微粒化された塊４２１の粘稠度の���化を検出することができ、２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又は間隙設定４１２６及び／又はローラ速度４１２２を自動的に調整する。リアルタイムの非侵襲なインライン測定及び制御システム４１５は、例えば、モータ電力の評価及び相関との組み合わせにおいて、レーザ４１５１／カメラ４１５２から構成されることができる。レーザ４１５１は、２ロール事前レファイナ４１の入口ゾーン内の塊の形態学を評価することを可能にする。カメラ４１５１は、これらの形態学ラインを検出することができ、故に、スループットの一定な測定を可能にする。しかしながら、例えば、コンベヤデバイスのモータでのエネルギ消費、又はロール４１２のモータの電力消費のような、スループットの任意の他の測定を使用することができる。この一定スループットは、搬送スクリューのモータ電力の測定と組み合わせにおいて、自動化された正確な可塑性４１１２制御及び適応を可能にする。これとは対照的に、従来技術のシステムにおいて、操作者は、塊の可塑性、故に、ラインの性能を定期的に確認して保証しなければならなかった。システム１による自動化された能動的な制御は、事前レファイナ４１の後に一定の標的可塑性４１１２を達成することを可能にすることにより、レファイナ４２の生産性を（例えば、より速いコンチェ充填を可能にする３％まで）向上させる。更に、システム１は、過充填に起因する手動の適応及び洗浄努力に関して必要とされる労力を削減することを可能にする。
【００４０】
ファイナ４２は、例えば、異なる可塑性４２１１及び細かさ４２１２の特性を有する多様な製品レシピを処理するために提供されることができる。ファイナ４２は、例えば、１２〜６０ミクロンの、例えば、広範囲（即ち、粒径分布４２１５）のチョコレート、充填、及びコーティング塊４２１を微粒化することが可能にされることができる。安定した吸気システム及び適切な浮動ロール４２２と組み合わせられて、レファイナ４２は、例えば、非常に狭い粒度分布４２１５及び製品の同時の均質化４２１６及び風味付けを伴う、サイズ４２１４減少を可能にすることができる。レファイナ４２は、例えば、５ロールレファイナ４２として、即ち、５ロール４２２を含む５ロールレファイナとして実現されることができる。しかしながら、別の適切な数のロール４２２を含むファイナ４２が実現されることもできる。例えば、レファイナ４２は、例えば、１３００、１８００、又は２５００ｍｍのような、異なるロール長さ４２２５で実現されることができる。第２ロールの可変速度４２２２設定４２３２は、例えば、レファイナ４２が、広く変化する可塑性値を有する塊４２１１を加工するのを可能にすることができる。例えば、常に平行であり、結果的に、ロール長さ４２２５全体に亘って均一な細かさ４２１２分布をもたらす、吸気間隙４２２６１を選択することができる。適切な細かさ測定デバイス４２３３、特にオンライン測定デバイスの適用は、例えば、チョコレート塊４２１の最終の細かさの恒久的なモニタリングを提供し、例えば、第２ロールの駆動速度４２２２へのフィードバックによってその値を一定に維持することを可能にする。これは、例えば、入って来る製品４１１／３５の変動が存在する場合でさえも、狭い限度内で均一な最終の細かさ４２１２を保証することができる。例えば、特定の生産プロセス及び塊に適合させられることができる、ローラ速度４２２２及び差動ローラ速度４２２３、及び有用な利用可能なロール長さ４２２５は、例えば、レファイナ４２が、フレキシブルな小生産運転並びに高いスループット容量４２４を必要とする大規模生産に適用されることを可能にする。制御されたロール冷却４２５は、例えば、温度感受性製品の加工を可能にするように実現されることができる。更に、例えば、高い耐摩耗性を保証する十分に硬い表面を有する遠心鋳造ロールが適用されることができる。均一に分布した硬度は、例えば、そのようなロールが数回再磨砕されることを可能にする。好ましくは永久的な性能モニタリングが、例えば、高い動作信頼性を保証するのを助けることができる。レファイナ４２の重要な追加的な特性は、（ｉ）受入れタンクの出力弁の制御、（ｉｉ）５ローラの温度４２３５の制御、（ｉｉｉ）ローラ圧力４２２１の制御、（ｉｖ）１〜２ローラ間の距離（間隙）の制御、（ｖ）回転するローラ４２３２のためのモータの制御、及び（ｖｉ）チョコレート層の厚さのレーザ制御４２３６を含んでよい。更に、レファイナ４からコンチェ５への、例えば、ベルト輸送等による、自動輸送が、好ましくあり得る。そのような輸送は、例えば、（金属）輸送ベルトの自動制御、及び／又はそれぞれのコンチェ５のための分配装置(distributor)の自動制御を含むことができ��。
【００４１】
ファイナ４２は、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロール被覆率４２６４(coverage)の垂直パターン４２６３を検出する、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６を含む。パターン認識を用いて、検出される垂直パターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較される。特定のエラーパターン４２６２２を引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１は、塊４２１の粒径分布４２１５及びファイナ４２の動的に最適化されたスループットを連続的な制御を提供する、自己最適化する適応性の機械間制御システム１によって動的に適応させられる。インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６は、例えば、ファイナ４２の第５ロール４２２のロール被覆率４２６４の垂直パターンを検出することができる。インライン非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６は、例えば、ファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロール上の表面を撮像して、対応する表面画像４２６１１を生成するための、光学的画像取込みデバイス４２６１を含むことができ、前記光学的画像取込みデバイス４２６１は、撮像される領域が前記少なくとも１つのロール４２２の全作動幅を覆うように構成され、前記表面画像４２６１１を処理するための画像処理手段４２６５を更に含む。光学デバイス４２６１は、例えば、ラインカメラ／検出器又は任意の他の種類の適切な光学モニタリングシステムを含むことができる。インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２５は、前記表面画像４２６１１及び検出される垂直パターン４２６３に基づいて制御信号を生成し、前記ファイナ４２又はチョコレート生産プロセスライン１１デバイス２，３，４，５，６の動作パラメータを調整し且つ動的に適応させるための調整手段に前記制御信号を提供して、塊４２１の粒径４２１４の連続的な制御を提供するように構成される。光学的画像取込みデバイス４２６１は、例えば、ライン走査カメラ４２６１２であることができ、その場合、前記表面画像４２６１１は、１以上のライン内に配置される複数のピクセルで構成されることができ、前記複数のピクセルの各ピクセルは、撮像される表面の領域を表し、前記領域の物理的特性に対応するピクセル値を有する。例えば、特定のエラーパターン４２６２２を引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１及び／又は供給材料２４の組成及び／又は冷却水温度の変動及び／又は周囲温度の変動は、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって動的に適応させられて、ファイナ塊４２１(finer  mass)の粒径４２１４の連続的な制御を提供する。システム１は、レファイナチョコレート塊４２１(refiner  chocolate  mass)の粒径４２１１の連続的な制御を可能にすることにより、５ロールファイナ４２の生産性を（例えば、最大１５％）増加させる。更に、従来技術のシステムでは、より少ない労働スキル（手動適応）が要求される、よって、より一貫した性能及び品質がシステム１によって達成される。加えて、ロール４２２のより長い寿命が、一定且つ均一なロール摩耗の故に達��される。リアルタイムのインラインの非侵襲的な制御システム４２６は、５ロールフィナ４２の第５ロール４２２での不完全ロール被覆率の垂直パターン４２６３を検出することを可能にする。測定されたパターン４２６３は、エラーパターン４２６２２のデータベース４２６２と比較され、ロール温度４２２７又は圧力４２２１の正しい適応が実行される。よって、操作者は、この責任を負う必要はなく、この時間を他のプロセス関連タスクに使用することができる。５ロールファイナ４２は、チョコレート塊ライン１１のスループットボトルネックの１つである。理想的な状態で可能な限り最大のスループットで５ロールレファイナ４２を運転するために、操作者は、正しい設定を見出すためのノウハウ及び経験を必要とする。本システム１は、入って来る塊の粘稠度４１１６、標的粒径４２１４に依存するが、異なる原料、冷却水温度変動、周囲温度変化等のような、システム環境の変化にも依存する、第５ロール４２２のロール被覆率を測定する。ロール４２２上の異なるパターン４２６３の検出及びパターンデータベース４２６２との比較を通じて、システム１は、対応する機械パラメータを相応して訂正する。第５ロール４２２上のロール被覆率は、５ロールレファイナ４２のスループットに対して直接的な影響を有する。被覆率が良ければ良いほど、スループットはより高い。
【００４２】
ファイナ４２は、例えば、ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４を検出する、光学的なインラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２７を更に備含むことができる。ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、例えば、測定システム４２７の近赤外センサデバイス４２７４によって、或いは機械的に視覚／光学モニタリングによって、或いは別の適切な光学システム又はベルトスケール／計量器によって、測定されることができる（その場合、粒径は、チョコレート塊の密度及び時間に亘るスループットに基づいて測定される）。ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、例えば、近赤外センサデバイス４２７４によって測定されるファイナチョコレート塊４２１の脂肪含有量に基づいて測定されることができる。近赤外センサ又は分光（ＮＩＲＳ）センサは、それらの測定のために電磁スペクトルの近赤外領域（約７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）を使用する。近赤外センサ測定は、分子倍音及び結合振動に基づく。そのような移行は、量子力学の選択規則によって禁止される。その結果、近赤外領域内のモル吸収率は、典型的には、非常に小さい。ＮＩＲセンサの利点の１つは、ＮＩＲが、通常、中赤外放射よりも遙かにサンプル中に浸透し得ることである。従って、近赤外分光法は特に感度の高い技術でないが、それはサンプル調製を殆ど伴わずに或いは全く伴わずにバルク材料を探査する際に非常に有用である。次に、ＮＩＲセンサによって測定された脂肪含有量は、システム１によって粒径４２１４に割り当てられるので、ファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４は、それから測定されることができる。ファイナチョコレート塊４２１の検出される粒径４２１４は、明確な標的粒径４２７１と比較され、標的粒径４２７１からの逸脱を引き起こす場合、ロール４２２のうちの少なくとも１つのロールの駆動速度４２２２は、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の偏差(deviation)が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。第２ロール４２２の駆動速度４２２２は、例えば、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の偏差が測定されくなるまで、動的に適応させられることができる。ファイナ４２は、例えば、ファイナ４２のロール４２２の少なくとも１つに沿って粒径４２１４及び塊分布４２１７を測定する、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含み、標的粒径４２７１及び／又は標的塊分布４２７２からの偏差を引き起こす場合には、ロール４２２のうちの少なくとも１つのロール４２２のローラ圧力４２２１及び／又は駆動速度４２２２が、検出される粒径４２１４と標的粒径４２７１との間の及び／又は測定される塊分布４２１７と標的塊分布との間の偏差が測定されなくなるまで、動的に適応させられる。塊分布４２１７は、特にリアルタイム測定及び制御システム４２６によって測定されるロール４２２２のローラ圧力４２２１に依存する。更に、ファイナ４２は、例えば、ファイナ４２の第５ロール４２２に沿う粒径４２１４及び塊分布４２１７を測定する、連続的な又は非連続的な制御サイクルを提供する手段を更に含むことができる。よって、システム１は、レファイナチョコレート塊４２１の粒径４２１４の連続���な制御を提供し、よって、（粒径制御との組み合わせにおいて）、常時、第５ロール４２２全体に沿って、粒径４２１４及び粒径分布４２１５に関して、最高の信頼性を提供する。議論した光学的なリアルタイムの非侵襲的なインライン測定システム４２７は、５ロールレファイナ４２に装着される。このシステム１は、適切な制御アルゴリズムとの組み合わせにおいて、粒径４２１４を決定して、それを標的粒径と比較することを可能にする。偏差が検出されるならば、第２ロールの速度は、粒径４２１４の迅速な達成を保証するために、自動的に調整されることができる。上記の実施形態の変形による保証された第５ロール４２２の均一な被覆率との組み合わせにおいて、それは生産ライン１１の下流プロセスも最適化する５ロールレファイナ４２の終わりに一定の品質を提供し得ることを意味する。均一な被覆率は、粒径４２１４測定を正確に行い得ることを可能にし、且つ粒径分布４２１５が一定であることを可能にし、故に、細粒(fines)のより少ない生成及びより良好なコンチング条件を可能にする。最後の２つの実施形態の変形の組み合わせは、実施形態の変形のうちの１つのみと比較して、粒径４２１４のより全体論的な品質制御をもたらすことが、留意されるべきである。非連続な制御サイクルは、例えば、センサ−アクタ−制御システムとして、システムによって引き継がれることができる。よって、システムは、第５ロール４２２に沿って粒径４２１４及び塊分布４２１７を能動的に正確に制御することができる。
【００４３】
自己最適化する適応性の産業用チョコレート生産システム１は、例えば、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６、及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３を取込み且つモニタリングする、コントローラデバイス１２を含むことができる。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４及び／又はローラ速度４１２２の動的な調整と、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１並びにファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７３の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整は、コントローラデバイス１２によって相互に最適化且つ調整される。可塑性４１１２を制御する事前レファイナ４１のロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整は、例えば、ファイナ４２のスループット及び粒径４２１４を制御する、第２ロール４２２の測定された駆動速度４２２２に基づくことができる。ファイナ４２のロール４２２の少なくとも１つ又は全部のロールのロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整は、コントローラデバイス１２によって粒径分布４２１５を制御する第２ロール４１２の駆動速度４１２２との組み合わせにおいて、ローラ圧力４１２２又はローラ間隙４１２６に更に基づくことができる。中央コントローラデバイス１２は、前の実施形態の変形の利益、即ち、垂直パターン検出、ファイナ４２のロール４２２に沿う総粒径及び粒子分布制御及び可塑性４１１２制御を用いた、粒径の連続的な制御による、容量ブーストの利益を併合する。測定される形態学をコンベヤデバイスのモータの測定されるモータ電力消費又は事前レファイナ４１のロール４１２のうちの少なくとも１つのロールの電力消費と相関させること。よって、原料品質変動に起因する予期しないダウンタイム(休止時間)、故に、可塑性問題を回避することができる。加えて、システム１は、完全な微粒化プロセス４のためのプロセス及びプロセス制御の全体的な最適化を提供する。２ロール事前レファイナ４１及び５ロールレファイナ４２上のインラインのリアルタイム測定制御システム４１５／４２６／４２７の設置は、単一プロセスステップの新しい最適化方法を可能にする。例えば、可塑性４１１２が２ロール事前レファイナ４１から理想的に得られないんらば、システムは、５ロールレファイナ４２の動作パラメータをある程度まで自動的に調整することができる。しかしながら、可塑性４１１２が強く範囲外であるならば、５ロールレファイナ４２のパラメータもそれを補償することができない。その場合、システム１は、可塑性４１１２を自動的に調整して、専ら又はレファイナ４２のパラメータとの組み合わせにおいて事前レファイナ４２及び／又はミキサ３の動作パラメータを補正し、且つ／或いは投与手段２の動作パラメータを補正することによって添加される成分を補正する。コントローラ���バイス１２を用いて、５ロールレファイナ４２と２ロール事前レファイナ４との間の機械間通信を通じて、コントローラデバイス１２によって、５ロールレファイナ４２の必要性に従って可塑性４１１２を自己調整及び自己適応することによって、手動調整ステップ又は更にはダウンタウンを防止することができる。効果的には、５ロールレファイナ４２は、２ロール事前レファイナ４１の動作パラメータを、コントローラデバイス１２を通じて、２ロール事前レファイナ４１に送るので、２ロール事前レファイナ４１又はコントローラデバイス１２は、正しい粒径４１１４に到達するためにローラ圧力４１２１又はローラ間隙４１２６を変更しなければならないことを知り、可塑性４１１２を調整することによってそれに対して反応することができる。
【００４４】
ファイナ４２は、最終的な第５ロール４２２に除去ナイフを含む５ロールレファイナ４２として実現されることができる。ファイナ４２は、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２の第５ロール４２２のロール被覆率４２６４のパターン４２６３を検出する、光学的なインラインのリアルタイム測定システム４２６を更に含むことができる。パターン認識によって、検出されるパターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較され、ここで、劣化検出手段４２６７のパターン認識によって磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３を引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システム４２６は、第５ロール５２２の除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように構成される。ファイナ４２は、例えば、ファイナチョコレート塊４２１を備えるファイナ４２のロール４２２のうちの少なくとも１つのロールのロール被覆率４２６４のパターン４２６３を検出する、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定システム４２６を含むことができる。パターン認識によって、検出されるパターン４２６３は、パターンデータベース４２６２の格納されたサンプルパターン４２６２１と比較され、特定の第１のエラーパターンを引き起こす場合、少なくともロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１は、ファイナ塊４２１の粒径分布４２１５の連続的な制御及びファイナ４２の動的に最適化されたスループットを提供する、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１によって動的に適応させられ、劣化検出手段４２６７のパターン認識によって磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３を引き起こす場合、インラインのリアルタイム測定及び制御システム４２６は、第５ロール５２２の除去ナイフの交換を示す或いは開始する出力信号を生成するように構成される。
【００４５】
システム１は、第５ロール４２２で測定される光学データに基づいて、交換されるべきナイフ摩耗を自動的かつ自律的に検出する。レファイナ４の動作パラメータが正しく調整されるならば、測定される光学データの表現は、理想的な膜(フィルム)を示す。その結果、完全な被覆率である。しかしながら、ロールが冷たすぎるレファイナ４の機械加工状態は、例えば、ロール４１２／４２２の全長に亘って、ストライプ(縞)パターンをもたらす。これらのストライプは、光学的に測定されたデータに対応し、それらは膜表面のエラーとして解釈された。そのようなパターンは、例えば、ロールが過剰に押されるならば起こり得る。対照的に、磨耗した除去ナイフを示すエラーパターン４２６２３は、ロール４１２／４２２の側面におけるストライプ及びエラー部分の組み合わせによって特徴付けられる。ロール４２２上の表面の画像は、塊が除去ナイフによってロールから除去される前に撮られるが、摩耗した除去ナイフは、不完全な除去をもたらす、即ち、材料はロール上に残り、それは、ひいては、特徴的なパターン４２６２３をもたらすことが留意されなければならない。測定される光学データ及びライン画像は、例えば、ＣＤＤラインカメラで撮られ、パターン認識部分を含む画像処理手段に入力されることができる。パターン認識部分は、それぞれのパターン４２６２３を認識又は識別し、制御信号は、前記認識されるパターン４２６２３に基づいて出力される。変形として、判定信号が必要な除去ナイフ４２２８の交換に特徴的な前記パターン４２６２３を示す場合、劣化検出手段は、ディスプレイ手段が除去ナイフ４２２８の劣化又は交換を示すように、適切な自動警報デバイスのディスプレイ手段に警告信号を出力することができる。パターンが、ナイフ４２２８の交換を示し、適切な信号が、ロール及び／又はナイフが交換されなければならないことを操作者に示すならば、前記劣化検出手段は、前記ディスプレイ手段に信号を出力するように更に構成されることができる。除去ナイフ４２２８の劣化又は交換を示さないパターン認識部分においてエラーパターン４２６２２が認識される場合、例えば、圧力調整手段が、ロール４及びロール５が所定の量だけ互いに押し付け合う圧力を変化させるよう、画像処理手段は、対応する制御信号を圧力調整手段に出力することができる。
【００４６】
本発明のために、液体脂肪成分とのチョコレートの固体粒子の適当な混合を提供して、結果として得られるチョコレート塊の所望のレベルの滑らかさ及び流動する流動性をもたらすよう、１以上のコンチェ５が使用される。コンチングプロセス５は、混合５７１、乾燥５７２、混錬／剪断５７３、風味生成５７４、及び液化５７５を含む。典型的には、液化プロセスは、コンチングプロセス５の一部であることが留意されるべきである。しかしながら、生産ライン１１においてコンチング５が実現されないならば、液化プロセスは、液化装置５ａによる別個のステップとして実現されることもできる。コンチングプロセス５において、固体粒子を脱凝集され、脂肪相で個々に被覆される。コンチング５中の水５２６の蒸発は、チョコレート５１の水分５１１を所望の低レベル、例えば、約１％未満に減少させる。チョコレートの所望の質感５１４を発達させることに加えて、コンチングは、また、チョコレートの最終的な風味を向上させることも可能にする。これは、コンチング５中に望ましくない揮発性の風味成分が失われるためである。換言すれば、コンチェ５は、チョコレート内でカカオ脂を均一に分配する表面掻取りミキサ及び撹拌機を示す。コンチング５は、摩擦熱、揮発性物質及び酸の放出、及び酸化を通じて、風味発達を促進する。その原理において、コンチェは、磨砕機として作用する金属ビーズで充填されたコンテナである。例えば、回転コンケ又は長いコンケのような、コンチェ５は、少なくとも、チョコレートを容器５４側面に押し付ける径方向アーム又はブレード５５４を備える長いミキサ又はコンチングシャフト５５を含む、１以上の冷却された被覆されたコンチェ容器５４を含むことができる。チョコレートの小さなバッチについては、磨砕、混合、及びコンチングの全てのステップを実行するような方法において、単一の機械を実現することができる。微粒化されて調合されたチョコレート塊５１は、摩擦熱によって液体状態に維持される。コンチング５前のチョコレートは、典型的には、不均一で粗い質感を有する。コンチングプロセス５は、舌が検出し得るよりも小さいココア及び砂糖粒子を生成する。コンチングプロセス５の長さ５２２は、チョコレート７の最終的な滑らかさ及び品質を決定する。典型的には、高品質のチョコレートは、約７２時間に亘って精錬され(conched)、それよりも低いグレードは、約４〜６時間に亘って精錬される。プロセス５が完了した後に、チョコレート塊７は、例えば、最終加工まで約４５〜５０℃に加熱されたタンク内に貯蔵されることができる。コンチェ５の様々な技術的設計が可能である。既述のように、コンチングプロセス５中に材料が混合されるとき、このプロセスは、生産されるべきチョコレートの品質に依存して、数時間〜７２時間以上かかることがある。プロセスが長ければ長いほど、よりまろやかでより豊かな味わいを生成し得るのが典型的である。よって、より低い品質のチョコレートは、例えば、６時間以下の少ない時間に亘って精錬される。コンチングプロセス５は、風味を作り出す乾燥カカオからの物質を脂肪相に再分配する。コンチェ５を通じて流れる空気５２４は、チョコレートから望まれない酢酸、プロピオン酸、及び酪酸を除去し、水分５１１を減少させる。少量の水分５１１は、仕上げられたチョコレート塊７の粘度５１２を大幅に増加させるので、機械類は、典型的には、水の代わりにカカオ脂で洗浄されるべきである。カカオ豆の焙炒中に生成される物質の一部は、コンチェ５内で酸化され、製品の風味を和らげる。コンチェ５の温度５３は、例えば、適切なセンサ５３１によって連続的に測定され、モニタリングされ、自動的に制御される。それはチョコレートのタイプによって異なる。一般的に、より高い温度５３は、より短い所要加工時間をもたらす。温度５１３は、例えば、ミルクチョコレートについての約４９℃からダークチョコレートについての８２℃まで変化し得る。高温５１３は、部分的にカラメル化された風味をもたらし、ミルクチョコレート中ではメイラード反応を促進し得る。
【００４７】
コンチングプロセス５は、例えば、幾つかの異なる段階、典型的には３つの段階を含むことができる。何故ならば、チョコレートは、通常、３つの相５３を通過するからである。いわゆる乾相５３１(dry  phase)において、物質は、粉末状形態にあり、混合は、粒子を脂肪で被覆する。コンチェ５を通じる空気移動５２４は、ある程度の水分及び揮発性物質を除去し、それは風味に酸性の香気(note)を与えることがある。水分５１１バランスは、最終製品７の風味及び質感７１に影響を及ぼす。何故ならば、粒子が脂肪で被覆された後に、水分７２及び揮発性化学物質が漏れ出す可能性はより少ないからである。換言すると、レファイナ４内で加工されたコンチング開始材料４２１／５１は、最終チョコレート組成中に存在する脂肪５１６の実質的な量を含むが、塊は、固体粒子の凝集の故に、そして、非脂肪固体の表面の大部分は新たに破壊され、脂肪によって被覆されないために、固形の、砕けやすい、ペースト又は粉末状の質感５１４を有する。これはコンチングの初期段階が乾相５３１と呼ばれる理由である。コンチェ５が作動すると、固体粒子の凝集体は分解され、温度上昇５１３と組み合わされた物質の移動との組み合わせは、脂肪による粒子のコーティングを促進する。この段階で、コンチェ５が適切に換気されるならば、水分５１１は混合物から容易に失われる。特定の望ましくない風味は、温度の上昇に応じて揮発性物質の形態のチョコレート５１から除去されることもある。第２段階としてのペースト状相５４２(pasty  phase)では、粒子のより多くが、カカオからの脂肪５１６で被覆される。コンチェシャフト５５を回転させるのに必要とされる電力は、このステップで増加する。ペースト状相５３２において、ペースト状チョコレート５１の粘度はより少なくなり、剪断及び熱効果によって風味が発達させられる。粘度５１２は、最終的な定常状態又はプラトー値(plateau  value)に近づく。最終粘度５１２は、チョコレートに投入される剪断又は作業の量に関連する。最終的な液相５３３(liquid  phase)は、仕上げられた製品７の粘度７４に対する小さな調整を可能にし、それはチョコレート７の意図される用途に依存して測定及び調整されてよい。脂肪５２８３及び乳化剤５２８４を添加して粘度５１２を調整し、完全に混合する。よって、液相５３３では、液体脂肪及び乳化剤を、例えば、コンチェ５に添加することができる。この液相コンチング段階５３３は、比較的短く、最終材料中に混ざり、粘度５１２が安定するのを可能にする。コンチングプロセス５は、コンチェ５の混合及び剪断要素を駆動させる機械的エネルギの形態におけるエネルギ５２５の入力を必要とする。この機械的エネルギ５２５は、チョコレート５１内の摩擦及び剪断の故に、熱エネルギに変換され、それにより、チョコレートを加熱する。追加的な加熱及び／又は冷却は、適切な加熱５２１３及び／又は冷却５２１４要素、例えば、コンチェ５の壁内の熱交換器によって提供されてよい。殆どのコンチェデバイス５は、バッチプロセス機械であるが、連続フローコンチェ５は、製品５１が機械５の別個の部分を通じて移動する堰(weirs)で段階を分離する。連続的なコンチング５は、ミルクチョコレートのためのコンチング時間５２２を４時間以��に減少させることができる。
【００４８】
コンチングプロセス５のために、システム１は、適切な微粒化デバイス及び手段を含み、それらは、例えば、複数のシャフト５５、例えば、３つのシャフト５５を備える、単一５５１、二重５５２、又は複数５５３の越流コンチェ５を含むことができる。それらの特定の幾何学的形状に基づいて、典型的には、コンチェデバイス５の撹拌器は、例えば、回転方向５２７に依存して、チョコレート塊を剪断又は潤滑することができる。チョコレートの特定のレオロジー特性をカバーするために、異なるコンチェ５設計が適切なことがある。コンチェ５の設計を採用することは、質感、感覚特性、及び風味に関して、並びに最終的な水分含有量、粘度、及び収量値(yield  value)に関して、最適な値が達成されることを可能にする。最も適切なコンチェ５の設計は、理想的なコンチングプロセスを保証するのに役立つことがある。例えば、二重オーバースローコンチェ５５２(double-overthrow  conche)の原理は、非常に高い電力の適用の故に、短いコンチング時間(conching  times)を可能にする。単一シャフトコンチェ５５１は、典型的には、多機能プラウ剪断による柔軟なコンチングを可能にする。更に、二重オーバースローコンチェ５５２の原理は、非常に高い電力の適用の故に、短いコンチング時間を可能にする。それは、質感、溶解特性、風味に関して、高い製品品質が達成されることを可能にすることがあり、これが最適化された時間で達成されることを可能にすることがある。コンチェ５の特別に適応させられた混錬及び剪断特性は、乾燥可塑性製品から液体最終製品への効率的な質感修正を保証することができる。特定の用途に依存して、コンチングプロセスは、二重オーバースローコンチェ５５２において異なる方法で実行されることができる。これは、プロセス制御、エアレーション(aeration)、正確な温度制御、エネルギ入力、及びコンチングシャフト５５の回転方向の適切な組み合わせによって更に最適化されることができる。単一シャフトコンチェ５５１が使用されるならば、コンチェツールの幾何学的形状は、典型的には、非常に重要である。コンチングプロセス５の間に、製品は、以下の技術的プロセス、即ち、（ｉ）混合、（ｉｉ）乾燥、（ｉｉｉ）混錬及び剪断、（ｉｖ）風味発達、（ｖ）液化に曝される。本発明に従ったコンチングデバイス５は、好ましい実施形態の変形において、これらのプロセスの全てを提供し、それらを最適な方法で組み合わせることが可能にされる。即ち、コンチェ５を多機能ツールとみなすことができる。単一シャフトコンチェ５５１のブレード５５４は、例えば、容器壁に対する楔形状の平行な隙間を備える、三次元の不規則に湾曲した表面を有することができる。ブレード５５４は、典型的には、コンチングプロセス５にとって決定的である。
【００４９】
その容量５４１に依存して、コンチェ５は、例えば、レファイナ製品から流動塊まで−可能な限り短い時間内に、その所望のコンチング性能に最適化されることができる。コンチングデバイス５は、通常、自動又は手動モードで作動することができ、後者の場合には、チョコレート工場のプロセス自動化システムに統合されることができる。複数のロータ５５、例えば、３ロータの特定の構成を使用して、チョコレートの二重５５２又は多重５５３オーバースローを生成することができる。ブレード５５５は、例えば、ロータと容器壁５４との間に存在するものに加えて、剪断ゾーンが生成されるように、同期的に反対方向に移動することができ、よって、効率的なコンチングプロセス５のための改良された条件をもたらすことができる。コンチングシャフト５５又はブレード５５４のプロセス制御装置５２、エアレーション５２４、温度制御装置５２１、エネルギ入力５２５、及び回転方向５２７の間の、特別に適応された、洗練された、個別に構成可能な相互作用は、例えば、広範囲のチョコレートコンチング変形のためにコンチングデバイス５を可能にして、多様な塊が、特定の要件に従って多種多様な最終製品を製造するために加工されることを可能にする。上述のオーバースロー作用５５１／５５２／５５３は、コンチェ５の一方の側面に空気５２４を吸い込み、空気を塊に通じさせ、空気を再び他方の側面で排出する。これは、製品塊５からの一貫した水分５１１抽出を向上させることができ、最終製品７の風味及び質感７１を向上させることができる。更に、コンチェ５は、例えば、高スループット容量５４１を可能にし、コンチェ時間５２２を減少させることを可能にする、周波数コンバータ制御された駆動装置５２３を備えることができる。一例として、連続的なコンチングプロセス５を以下のように実現することができる。即ち、レファイナ４２の薄片(フレーク)が供給ホッパに移送され、その充填レベルが供給スクリューの速度を制御し、供給変動を補償する。多少のカカオ脂が添加される間に、スクリューがペーストコラム(pasting  columns)に供給する。それは調整可能なバッフル及び剪断翼を備える。薄片は、強烈な機械的応力に曝される。このプロセスの間に、塊はその乾燥状態（乾燥コンチング）から強靱な可塑性状態に変化する。清浄化された空調された空気がファンによって供給される。レシチン５２８２を最後に添加した後に、それは流動可能な粘稠度でペーストコラムから出る。塊は中間タンクに送られ、その撹拌機及び壁スクレーパがチョコレートを動かし続けて、レシチン添加後の構造変化のプロセスを安定させる。揮発性の及び望ましくない風味で充填されたプロセス空気が分離される。計量ステーションにおいて、レシピは液体成分によって完成される。容器の壁スクレーパは、既に事前混合物を調製する。正確に組成されたチョコレート塊５１は、収集タンク内にバッチで排出される。収集タンクで、それは更に混合され、冷却される。そこから、それは強力な均質化のために使用される動的流動ミキサを通じて連続的にポンプ送り出される。振動スクリーンを通過した後に、チョコレート塊５２は、更なる加工のための準備が出来ている。１以上のコンチェ５の重要な追加的な特徴は���例えば、（ｉ）コンチェ５内の余分なバター５２８１又は材料５２８２、．．．、５２８４等を自動投与５２８、例えば、時間５２２、モータ電力５２５等のような、異なる基準による開始、（ｉｉ）コンチェプロセス５の異なる相５３の自動制御、（ｉｉｉ）システム１によって添加される可能な手動コンポーネントの間の可能な操作者取扱いの自動情報取込み、及び（ｉｖ）システム１によって操作されるコンチェ５の詳細なモニタリング及び報告を含む。
【００５０】
コンチェ５は、例えば、位置決めエンコーダ又はセンサ５６１を備える、インラインの非侵襲的なリアルタイム測定及び制御システム５６を更に含むことができる。作業領域５６７の測定ライン５６６に沿うコンチングチョコレート塊５１の高さプロファイル５６４は、前記測定ライン５６６に沿って位置決めエンコーダ又はセンサ５６１によって位置測定５６５を行うことによって生成される。測定される高さプロファイル５６４に基づいて、コンチングチョコレート塊５１のパラメータ値５１１，．．．，５１７が測定される。しかしながら、パラメータ及び高さプロファイルは、それぞれ、例えば、電磁、光学又は音響／音波測定デバイスによって、測定されることもできる。標的パラメータ値５１１、．．．、５１７の測定されるパラメータ値５１１、．．．、５１７の偏差を引き起こす場合には、コンチェ５の動作パラメータ５２１〜５２８のうちの少なくとも１つが、測定されるパラメータ値５１１、．．．、５１７を標的パラメータ値５１１、．．、５１７と整列させる、制御及びモニタリングシステム５２によって動的に適応される。位置決めエンコーダ又はセンサ５６１は、例えば、光学的又は電磁的又は音響的な位置決めエンコーダ又はセンサ５６１であり得る。コンチングチョコレート塊５１の測定されるパラメータ値は、例えば、コンチェ塊５１の粘稠度の尺度を提供することができる。コンチングチョコレート塊５１の高さプロフィール５６４の測定ライン５６６は、例えば、コンチェ容器５４の長さ及び／又はコンチェ容器５４２の内面の長さに沿うことができ、その場合、コンチェ容器５４２の内面は、作業領域５６７を提供する。この変形は、コンチェ５及びコンチングプロセスの適用性の自己最適化する動作を提供し、更に、使用されるコンチング時間５２２及びエネルギ５２５に関して、典型的に時間及びエネルギを消費するコンチングプロセス５を低減する。動作パラメータの動的調整及び適応は、新しいレベルの効率で完全に自動化されたコンチングプロセスを提供することを可能にし、それは人間の操作者又は手動の相互作用(manual  interaction)によっては可能でない。
【００５１】
コンチェ５の制御及びモニタリングシステム５２は、例えば、コンチェ塊５１の脂肪含有量５１６を測定する脂肪含有量測定デバイス５２９を更に含むことができる（リーンコンチング８６）。基本チョコレート塊３５の初期脂肪含有量２４１２は、コンチェ塊５１の標的脂肪含有量５１６へのコンチェ塊５１の測定される脂肪含有量５１６の偏差を引き起こす場合に、投与手段２によって動的に適応される。システム１は、完全な自動化を可能にし、最終製品チョコレート塊７の所望の標的脂肪含有量７３を達成するために、チョコレート生産ライン１１の動作パラメータの手動調整を必要としない。高度に専門化した経験的ノウハウと操作経験を持つ操作者は必要でない。加えて、材料２４を含む脂肪２４１２の脂肪寄与は、典型的には、投与手段２及びミキサ３によって行われ、コンチングデバイス５において行われない。よって、例えば、（特にコンチングプロセスについて典型的には最大６つのミキサバッチが存在する）不良な投与、又は好ましい可塑性を達成するための操作者による動作又は投与パラメータの手動適応のような、レシピの標的脂肪含有量からの最終製品７の有効脂肪含有量７３の偏差についての多くの理由がある。システム１は、適応性システム１のコントローラ及び操縦デバイス１２を用いてコンチェ５とミキサ−投与手段２／３との間の運転パラメータの適応性の自己最適化する機械間最適化の故に、チョコレート生産ライン１１の動作パラメータの手動調整を必要としない。
【００５２】
自己最適化する適応性の機械間制御システム１のコントローラデバイス１２は、例えば、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３、ファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６、及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３を取り込み、モニタリングすることができる。よって、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４及び／又はローラ速度４１２２の動的調整、並びにファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１及びファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整は、コントローラデバイス１２を用いて、動作パラメータとして、相互に最適化され、調整されることができる。前記動作パラメータを最適に調整した場合、及び前記動作パラメータの最適な調整の下でのチョコレート塊の予測されるスループットへの測定されたスループットの偏差を引き起こした場合、ファイナ４２のロール４２２又は事前レファイナ４１のロール４１２の磨耗が測定され、モニタリングされ、適切なロールの交換及び／又は交換の最適時間を示す或いは開始する出力信号が生成される。この変形は、システム１が、交換されるべき或いはさもなければ調整されるべきロールの磨耗が自動的かつ自律的に検出されることを可能にする。
【００５３】
最も洗練され加工されたチョコレート塊７でさえ、それが形成される前に最終生産のレベルに達しないであろう。結晶化、例えば、シード事前結晶化、最適堆積プロセス、及び適切な殻形成技術は、典型的には、最終ステップを形成する。しかしながら、チョコレートプロセス１１の最後の２つの主要なステップについて、精錬グされたチョコレート塊５１は、最終製品９に、例えば、バルクバーに成形６３及び／又はテンパリング６４することによっｙｒ、チョコレート塊６１として加工され、或いは精錬されたチョコレート塊５１は、コーティングされたキャンディセンター及び成形された品目のような、特殊な小売製品を生産するために、別の生産サイクルに入ることができる。即ち、コンチングプロセス５の後に、チョコレート塊６１は、適切に成形され６３、テンパリング(調温)され６４、堆積され６５、形成され６６、エンローブされる６７。異なるステップ６２〜６７は、統合されたプロセスによって部分的に形成されることができる。例えば、殻形成は、冷却されたダイを用いた短時間の高速なスタンピングを通じて達成されることができる。このプロセスは、非常に迅速に起こり得るので、成形された形状に結晶化された塊は、十分な安定性をかろうじて有するに過ぎず、温度及び時間に関連する機構が、完全な殻品質及び経済的生産を保証することができる。
【００５４】
品質制御測定は、チョコレート及びカカオ脂の品質を測定することによって、生産チェーン１１全体を通じて実現されることができるが、特に、最終製品９を達成するために最終加工ステップ６において最終チョコレート塊７に入る前に実現されることができる。例えば、カカオ脂の冷却曲線は、温度計によって測定されることができる。カカオ脂の品質に関する情報は、例えば、適切な結晶化指数（ＣＩ）を用いて提供されることができる。指標値（例えば、１〜６）は、例えば、チョコレート塊が更なる加工に適しているかどうか、あるいは潜在的な問題又は品質欠陥が生産において予期され得るかどうかを示すことができる。品質制御測定デバイス６２は、更に、加工前の未調理のカカオ脂の品質に関する情報を提供するように実現されることができ、それは、最終加工ステップとして成形される前、間、及び後の不快な驚きから守るのに役立つ。品質制御測定デバイス６２は、例えば、様々な温度でチョコレートの凝固曲線を測定することによって、カカオ脂分析を提供するように実現されることができる。
【００５５】
チョコレート塊６１は、成形手段６３によって最終製品９、例えば、固体チョコレート物品及びワンショット充填物品に更に加工されることができる。成形ライン６３は、例えば、連続的に移動する型にスポット、リボン及びワンショット堆積を提供することができる。しかしながら、それは充填される物品（殻、充填物、裏面）の生産にも適用されることができる。可能な型サイズは、例えば、６２０ｍｍ〜１２００ｍｍの範囲、又は、例えば、毎分最大３５個の型のような、機械的ライン容量を有する他の範囲であることができる。成形ライン６３について、型からの物品の容易な取外し並びにチョコレートの均一な結晶化を達成するための重要な要因は、穏やかな冷却技術の適切な統合である。例えば、振動区画及び冷却区画は、隔離されたパネルを通じて注意深く分離されることができる。型全体の均一なテンパリングの故に、最適な離型品質(demoulding  quality)で最適な製品光沢(gloss)を得ることができる。高精度の堆積プロセス及び最適な振動(shaking)は、例えば、各々の個々のキャビティ内で一定の物品重量及び品質を保証することができる。これは、型から型への物品連続性をもたらすことができる。成形チェーン６３は、信頼性のあるモータ、例えば、サーボモータによって更に駆動させられることができ、その数は個別に特定される。それらは、ライン全体内の円滑な型動作を保証することができ、よって、均一で平行なチョコレートバーを保証することができる。成形ライン６３上の完全な型搬送のための搬送チェーンの張力は、必要とされるならば、機械間接続性制御及び操縦８を用いて、中央制御可能であることができ、調整可能であることができる。堆積装置(depositor)についての適切な迅速交換システムは、塊ホッパ及びピストンシステム又は堆積ツール、即ち、ノズルプレート又はシャッタナイフが、短時間に交換されることを可能にする。これは、例えば、滑らかな塊から全介在物を含む塊への或いはワンショット堆積のためのシステム又は通気された塊のためのシステムへの、より迅速な物品変更を可能にする。加えて、従来的な湿式殻成形プロセス６６に、緩い成形ライン、回転スピン成形ライン、連続成形ライン等を使用することによって、殻は、例えば、コールドスタンピングプロセス６６を使用して生産されることもできる。
【００５６】
カカオ脂の制御されない結晶化６１２は、典型的には、様々なサイズの結晶をもたらすので、テンパリングプロセス６４は必要である。これは、チョコレートの表面をまだらで光沢がないように見えさせ、チョコレートが割られるときに、チョコレートがポキッと折られるのでなく粉々に砕けさせる。適切に加工されたチョコレートの均一な光沢(sheen)及びクリスプな咬み(バイト)(bite)は、テンパリングプロセス６４によって生産される一貫した小さなカカオ脂結晶６１２の結果である。更に、適切にテンパリングされたチョコレートは、キャンディーを成形することも可能にする。何故ならば、キャンディーは型からより容易に放れ、光沢のある仕上げを以前して保持するからである。加えて、テンパリングは、カカオ脂がカカオ固形物から分離して表面に現れるようになり、チョコレートを白っぽい色又は灰色がかった色に変える、ブルームを防止する。１日かそこらでは消費されないであろうチョコレート塊７又は最終製品９が生産されなけらればならないならば、典型的に、本物のカカオ脂を含む全てのチョコレートについて、テンパリングは絶対に必須であると想定される。カカオ脂中の脂肪は、６つの異なる形態で結晶化することができる６１３（多形結晶化(polymorphous  crystallization)）。テンパリング６４の主な目的は、所望の形態のみが存在することを保証することである。何故ならば、Ｉ−ＶＩに示される６つの異なる結晶形態６１３は、異なる特性を有するからである。一般的に、チョコレートは、結晶６１３の全ての６つの形態を溶かすために、最初に４５℃まで加熱される。次に、チョコレートは約２７℃まで冷却され、それは結晶タイプＩＶ及びＶが形成するのを可能にする。この温度で、チョコレートは撹拌されて、チョコレート中に小さな結晶を作り出す核として機能する多くの小さな結晶「シード(seed)」を作り出す。次に、チョコレートを約３１℃まで加熱して、あらゆるタイプＩＶの結晶を排除して、タイプＶのみを残す。この時点の後に、チョコレートのあらゆる過剰な加熱は、硬度(temper)を破壊し、このプロセスは、繰り返されなければならない。しかしながら、チョコレートテンパリングの他の方法を使用することができる。最も一般的な変形は、既にテンパリングされた固形「シード」チョコレートを導入することである。チョコレートの結晶化６１２は、正確性及び粘稠度を保証するよう、チョコレート温度計６４１を用いて測定されることができる。テンパリング手段６の重要な追加的な特徴は、（ｉ）コンチェ５から貯蔵及びテンパリング６用のタンクへのチョコレート塊の自動的な移送、並びに（ｉｉ）システム１によってタンクに移送される塊の詳細なモニタリング及び報告を含むことがある。チョコレート生産における事前結晶化プロセスは、例えば、従来的なテンパリング機械の代わりに、シード結晶化に依存することもできる。シード結晶化は、カカオ脂結晶懸濁液（ＣＢＣＳ）を生産することを可能にすることができ、それは、次に、チョコレート、充填物、又はヌガー塊に連続的な速度で添加されることができる。β−Ｖ及びβ−ＶＩ結晶は、例えば、粘度制御された混合ユニット内に分散させることができ、それらはそこでシード結晶化する。最適化された結晶化プロセ��は、スクラップ速度及びダウンタイムを有意に減少させることができる。即ち、（ｉ）所与のテンパリングの程度について、テンパリングデバイスは、より低い粘度を達成することができ、塊は、堆積中に型全体に最適に広がることができる。（ｉｉ）型からの除去及びチョコレート塊の収縮を向上させることで、最終製品をより容易に離型することができる。
【００５７】
テンパリングは、本発明によれば、テンパリング手段６４によって行われるときに、少なくとも、適切なコーティング、浸漬又は成形を達成するために、チョコレート塊６１の制御された加熱及び冷却を提供する。チョコレート塊６１のカカオ脂は元々カカオ又はカカオ豆から抽出されるので、本物のチョコレート、即ち、カカオ脂を含むチョコレートは、カカオ脂の性質に基づいたテンパリング手順を経ることを必要とし、それはカカオ脂結晶を再構築して、冷却されて仕上げられたチョコレートに適切な光沢、ポキッとした音(snap)及び味を与える。テンパリング手段６４のチョコレート調温計６４１は、適応性の機械対機械制御システム１が、適切なカカオ脂結晶を達成するためにチョコレート塊６１が正しくテンパリングされているかどうかを測定することを可能にする。これは、例えば、熱電冷却された井戸が、閉ループ回路を利用して、チョコレート塊６１のサンプルの冷却が＋／０．１度以内に留まることを保証する点において、達成されることができる。典型的には、調温計６４１による測定が一貫していることを保証するために、小さい温度範囲が重要である。例えば、加熱されるサーミスタプローブを用いるならば、チョコレートが冷却されるときに、（例えば、５秒毎に）周期的な温度読取値を取ることができる。十分に長い運転の完了時に、時間対温度曲線の勾配が、調温計６４１によって提供されることができる。傾斜読取値は、システム１が、チョコレート塊６１が過度に又は不十分に調温される程度を知ることを可能にする。測定値に基づいて、制御システム１は、可能な最良のテンパリングを達成するためにテンパリング機械６４の動作パラメータを適応させることができ、よって、最適にテンパリングされたチョコレート塊７を提供することができる。最後に、テンパリング６４は、例えば、追加的な先行する液化を含むことができ、液化の間に、塊は、例えば、カカオ脂又は他の脂肪を添加することによって、追加的に液化されることができる。加えて、塊は、例えば、水平ボールミルのようなミルを通じた循環によって磨砕されることができる。典型的には、液化プロセスは、コンチングプロセス５の一部である。しかしながら、コンチング５が適用されないならば、それは液化装置５ａによる別個のステップとして実現されることもできる。
【００５８】
堆積装置６５は、好ましくは、例えば、適当な容量６５１を有し且つ材料を具備する或いは具備しない様々な粘度のチョコレート及び充填塊を堆積する、多機能の精密な堆積装置６５として実現されることができる。堆積装置６５の動作は、典型的には、その精度に極めて依存する。よって、堆積装置６５は、例えば、スポット及びリボン堆積、リボン堆積、又はワンショット堆積モードの組み合わせにおいて、大容量動作及び系統的な自動的に適応可能なフレキシビリティ提供のために設計されることができる。異なるピストン及び堆積型の適切に広い選択は、多種多様な製品が加工されることを更に可能にすることができる。堆積機械６５に直接的に取り付けられるコントローラ６５２は、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１による容易で便利な制御を可能にすることができる。あらゆる物品について最適化された設定６５３は、例えば、レシピメモリに保存されて、絶対的な再現性を保証することができる。既述のように、堆積機械６５は、チョコレート塊及び充填物の堆積において高精度に同義であることが好ましい。堆積装置６５が加工し得る製品９は、例えば、裏打ち、蓋、又は殻チョコレート及び装飾のための滑らかな塊から、液体及び半液体充填物の全範囲まで及ぶことができる。そのような堆積装置６５は、例えば、スポット堆積又はワンショット堆積等によって、例えば、トリュフ及びヌガーの脂肪充填物と同じくらい正確に、堆積液、マーマレード又はカラメルを堆積させることができる。堆積装置６５が単一ピストン堆積システムとして実現されるならば、これは、小さい容積の高精度の堆積を可能にすることができる。堆積装置６５がフロースルーシステムを含むならば、非常に小さなチョコレート容積を正確に堆積することも可能である。即ち、例えば、固定型及び／又は移動型内のスポット堆積を提供する堆積装置６５が、実現されることができる。
【００５９】
殻形成６６は、例えば、コールドスタンピングシステム６６１、又は湿式殻形成システム６６２、又は別の殻形成技術として実現されることができる。殻形成システム６６がコールドスタンピングシステムとして実現されるならば、それは従来的な遠心プロセス（湿式殻形成）の代替としてチョコレート殻の生産における他の可能性を提供することができ、特により正確な重量、規則的な幾何学的形状、及び均一な壁厚を提供することができる。特別に冷却されたダイを用いる高速スタンピングは、例えば、殻が高精度に形成されることを可能にすることができる。重量、幾何学的形状、壁厚は、より正確であり、高級なチョコレート製品９を保証する。更に、そのようなプロセスは、製品９の視覚的な外観に均一な壁厚をもたらすことによって向上する。何故ならば、脂肪ブルームが阻止されるからである。その上、この場合６６１、均一な殻は、従来的なプロセス６６２によっては生成されたもので達成されるものよりも良好な「咬み」を消費者にもたらすことができる。
【００６０】
記載の全ての測定パラメータを接続することによって、システム１は、チョコレート生産ライン１１及び生産プロセス全体を包含する全体的なプロセス最適化及び自動化を提供する。よって、自己最適化する適応性の機械対機械制御システム１のコントローラデバイス１２は、事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３及び／又はコンチェ５の脂肪含有量測定デバイス５２９の測定データ５２９１の測定データ４２７３を取り込み、モニタリングすることができる。事前レファイナ４１のリアルタイム測定システム４１５の測定データ４１５３に基づく２ロール事前レファイナ４１の圧力４１２１及び／又はローラ距離（間隙）設定４１３４の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２６の測定データ４２６６に基づくロール温度４２２７及び／又はロール圧力４２２１の動的調整、及び／又はファイナ４２のリアルタイム測定システム４２７の測定データ４２７３に基づく第２ロール４２２の駆動速度４２２２の動的調整、及び／又は投与手段３による基本チョコレート塊３５の初期脂肪含有量３５５の動的調整は、コントローラデバイス１２によって、動作パラメータとして相互に最適化され、調整されることができる。従って、システム１は、リアルタイム測定デバイス４１５／４２６／４２７／５２８／５２９によって、様々なデバイス２／３／４／５／６の適切な相互依存動作パラメータをリアルタイムで測定し、それらを中央機械対機械コントローラデバイス１２に送信することが可能にされる。測定される相互依存動作パラメータは、相互に最適化され、動的に調整されて、少なくとも、最終チョコレート塊７の特徴、及び／又はチョコレート生産ライン１１のスループット、及び／又は総エネルギ消費量、生産時間等のような、他の動作条件に関して、最適な動作を提供することができる。
【００６１】
機械間制御、最適化、通信の全体が、機械間制御システム１によって提供される、自己最適化する適応性の機械間制御システム１の一例として、チョコレート生産ライン１１における様々な加工ステップは、相互に影響し合っている。本システム１によって提供されるような技術目標は、チョコレート生産ラインが、とりわけ、可能な限り最大のスループット並びにチョコレート塊の一定の特徴及び品質を伴う、理想的な動作状態に、自らを持ち込むことが可能にされることである。この実施形態の変形において、コンチングチョコレート塊５１の構造は、（例えば、コンチングチョコレート塊５１の粘度を測定することによって、上述のように）測定される。構造は、砂糖の粒径５１８によって影響され得る。構造が許容範囲を超えて動作しているならば、並びにコンチングプロセス自体においてパラメータを補正し得ないならば、所要の粒径は、ファイナ４２内で変更される。しかしながら、別の粒径は、上述のセンサ／アクタシステム（光学的な、インラインの、非侵襲性の、リアルタイム測定システム４２７）によって制御され、且つロール４２２のうちの少なくとも１つ、例えば、ロール４２２の第２ロールの駆動速度４２２２を調整することによって補正される、ファイナ４２の他の動作パラメータを必要とする。理想的な動作状態に達するために、例えば、５ロールファイナ４２として実現されるファイナ４２は、事前ファイナ４１から修正された可塑性４１１２を今や要求する。何故ならば、可塑性４１１２は、磨砕に大きく影響を与えるからである。しかしながら、事前レファイナ４１が事前ファイナ４１の可能な動作パラメータ範囲内で要求される可塑性４１１２に到達し得ないならば、事前ファイナ４１は、ミキサ３及び／又は投与手段２からの供給物質２４の化合物質のそれぞれの基本チョコレート塊３５の化合物質の修正された組成（供給材料２４の適応させられる脂肪含有量２４１２）を要求する。しかしながら、最終チョコレート塊７の全体的な脂肪含有量７３は一定でなければならないので、コンチェ５における脂肪寄与の異なる投与が必要とされる。即ち、コンチングプロセス５中のミキサ５７１の脂肪寄与は、システム１によって適切に適応させられなければならない。よって、ミキサ３からコンチェ５への制御システム１を介した機械対機械又は機械間の通信及び／又は制御及び／又は操縦も存在する。基本的な実施形態の変形において、自己最適化する適応性の機械間制御システム１は、マスタデバイス２／３／４／５／６とスレーブデバイス２／３／４／５／６との間のマスタ−スレーブ制御上で実現され、上述のようなパラメータの１つが、その動作パラメータを適応させる或いは調整することによって、デバイス、即ち、投与手段２、ミキサ３、レファイナ４（事前ファイナ４１及びファイナ４２）、コンチェ５及びテンパリング手段６内で、修正され得ないならば、このデバイスは、マスタデバイスとして働いて、適切なスレーブデバイス（上述を参照）からチョコレート塊の特定の特徴の対応する調整を要求する。そのような調整は、更なるデバイスの更なる動作パラメータの更なる調整を必要とすることがあり、そのような場合、スレーブデバイスは、更なる調整においてマスタデバイスになる等である。よって、動作パラメータは、チョコレート生産ライン１１の理想的な加工状態が再び達成されるまで、既述の一連のマスタ−スレーブ適応によって適応させられる。例えば、生産ライン１１の全体的な理想的な動作を測定するための測定パラメータとして、チョコレート生産１１の総合設備効率(Overall  Equipment  Effectiveness)（ＯＥＥ）１３をＯＥＥ測定デバイスによって測定することができる。
【００６２】
この最適化プロセスは、殆どの用途で上手く機能するが、全てのデバイス２／３／４／５／６に対する多次元動作パラメータ最適化によって更なる最適化を達成することができる。例えば、システム１は、多面体メッシュワーク構造(多面体網構造)(polyhedral  meshwork  structure)から離散化されたボクセル構造を含むことができ、チョコレート生産ライン１１の測定される物質属性及び／又は関連する動作パラメータの組み合わせが、多面体メッシュワーク構造の離散化されたボクセル上にマッピングされる。多面体メッシュワーク構造は、適応可能な数の次元において定義され、各次元は、メッシュワーク多面体の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときに、個々の物質又はチョコレート塊状態２４／３５／４１１／４２１／５１／６１／７／９を表す。前記個々の物質又はチョコレート塊状態２４／３５／４１１／４２１／５１／６１／７／９は、例えば、メッシュワーク多面体の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときの材料属性機能係数によって、例えば、浮動小数点物質属性機能係数によって表わされることができる。前記個々の物質は、例えば、メッシュワーク多面体１８の各面又はエッジ又は頂点上にマッピングされるときの、整数機能係数(integer  functional  coefficients)又はショートワード機能係数(short  word  functional  coefficients)によって、或いはメッシュワーク多面体の各面又はエッジもしくは頂点上にマッピングされたときの、バイト型の機能係数(bite  type  functional  coefficients)によって表されることもできる。前記組み合わせのために、チョコレート塊のシミュレートされる加工からの全ての物質属性は、例えば、上述のボクセルによって格納されることができ、システム１は、この多次元パラメータ空間の構造格子内のボクセルによって表される全ての動作値又は物質値を変化させることによって最適化している。しかしながら、プロセス最適化及び自動化された意思決定構造の他のアプローチが、対応する制約に違反することなく、上記指定されたパラメータのセットを最適化するよう、チョコレート生産プロセスを調整するのに適しているならば、それらを同様に使用することができる。ＯＥＥを最適化することで、例えば、コストを最小限に抑えること、スループット及び／又は効率を最大化することのような、最も重要な目標を達成することができる。例えば、本プロセスを最適化するときには、プロセス／動作パラメータ仕様の１以上を最大化する一方で、他の全てをそれらの制約内に維持することによって、目標を達成することができる。よって、機械間制御システム１は、プロセスマイニングデバイスとして働いて、重要な活動及び障害を発見し、それらにのみ作用することができる。制御システム１は、例えば、適切な制御ループを含むことができる。各制御ループは、プロセス又はデバイス２／３／４／５／６の温度、レベル、又は流れを維持することのような、プロセス２／３／４／５／６の１つの部分を制御することについて責任を負う。制御ループが適切に設計され、同調されるならば、プロセスは、その最適１３１で動き、さもなければその下方又は上方１３２／１３３で動く。チョコレート生産ライン１１の理想的な運転の外側では、プロセスが作動するのは、より高価であり、機器は、早期に摩耗するか、或いは最終チョコレート塊製品７／９の所要の品質又は特徴は達成されない。各制御ループが最適に動作するためには、本明細書に記載するセンサ、弁、及び同調の問題の特定が不可欠である。本機械間制御システム１は、チョコレート生産ライン１１全体を連続的にモニタリングし且つ最適化するプロセス、特に自動化された性能監視を提供することを可能にする。
【符号の説明】
【００６３】
１  自己最適化する適合性の機械間制御システム
１１  チョコレート生産プロセスライン
１２  コントローラデバイス
１３  チョコレート生産の総合設備効率（ＯＥＥ）
１３１  緑色範囲内ＯＥＥ、即ち、最適な動作
１３２  上方赤色範囲内のＯＥＥ、即ち、最適化された動作が可能でない
１３３  下方赤色範囲内のＯＥＥ、即ち、最適化された動作が可能でない
２  投与手段
２１  振動排出装置
２１１  振動放電器
２２  フィーダ
２２１  振動プロセス振動フィーダ
２２１１  電気機械振動フィーダ
２２１２  電磁振動フィーダ
２２１３  機械振動フィーダ
２２２  振動投与フィーダ
２３  コンベヤ
２３１  スクリューコンベヤ
２３２  管状スクリューコンベヤ
２４  チョコレート生産ラインの供給物質：カカオ、砂糖及び・・・
２４１  初期粒子特性
２４１１  凝集の状態
２４１１１  液体
２４１１２  乾燥／粒状／固体
２４１２  初期脂肪含量
２４１３  温度
２４１４  粒径
２４２  初期上流プロセスパラメータ
２４２１  抽出物２４３の量
２４２２  投与機械のサイズ
３  ミキサ及び混合
３１  混合デバイス／攪拌ユニット（混合）
３１１  螺旋状攪拌ユニット
３１２  温度制御
３１３  独立的な混合槽
３２  混錬装置
３３  剪断デバイス／カッタユニット（サイズ減少）
３４  ディスペンサディスク（均質化及び液化）
３５  基本チョコレート塊
３５１  基本チョコレート塊３５の可塑性パラメータ
３５２  基本チョコレート塊３５の均質性パラメータ
３５３  基本チョコレート塊３５の粘度
３５４  基本チョコレート塊３５の温度
３５５  初期脂肪含量
３６  可変速度駆動装置
３７  レファイナ４への搬送デバイス
３７１  搬送デバイスの測定される電力消費
３７２  電力消費計測デバイス
４  レファイナ及び微粒化
４１  事前微細化デバイス
４１１  事前微細化チョコレート塊
４１１１  事前レファイナ塊の粘度
４１１２  事前レファイナ塊の可塑性
４１１３  事前レファイナ塊の細かさ
４１１４  事前レファイナ塊の粒径
４１１５  事前レファイナ塊の粒径分布
４１１６  事前レファイナ塊の粘稠度
４１２  事前レファイナのロール
４１２１  ローラ圧力
４１２２  ローラ速度
４１２３  差動ローラ速度
４１２４  ローラクラウン
４１２５  ロール長さ
４１２６  ローラ間隙
４１２７  ローラ温度
４１３  制御及びモニタリングシステム
４１３１  ローラ圧力制御システム
４１３２  ローラ速度（モータ）制御システム
４１３３  細かさ測定装置
４１３４  ローラ距離及び設定制御システム
４１３５  温度制御システム
４１４  事前レファイナの容量
４１５  インラインのリアルタイム測定及び制御システム
４１５１  光源（レーザ）
４１５２  光学的画像取込みデバイス（カメラ）
４１５３  測定データ
４２  ファイナ及び微細化
４２１  レファイナチョコレート塊
４２１１  レファイナチョコレート塊４２１の可塑性
４２１２  レファイナチョコレート塊４２１の細かさ
４２１３  レファイナ塊４２１の粘度
４２１４  レファイナ塊４２１の粒径
４２１５  レファイナ塊４２１の粒径分布
４２１６  レファイナ塊４２１の均質性
４２１７  塊分布
４２２  レファイナのロール
４２２１  ローラ圧力
４２２２  駆動装置（ローラ）速度
４２２３  差動ローラ速度
４２２４  ローラクラウン
４２２５  ロール長さ
４２２６  ローラ間隙
４２２６１  吸気ローラ間隙（ローラ１及び２）
４２２７  ローラ温度
４２２８  除去ナイフ
４２３  制御及びモニタリングシステム
４２３１  ローラ圧力制御システム
４２３２  ローラ速度制御システム
４２３３  細かさ測定デバイス
４２３４  間隙制御及び間隙設定制御システム
４２３５  温度制御システム
４２３６  チョコレート層厚測定システム（レーザ）
４２４  レファイナの容量
４２５  ローラ冷却
４２６  リアルタイム測定及び制御システム（パターン）
４２６１  光学的画像取込みデバイス
４２６１１  ロール４２２の表面画像
４２６１２  ライン走査カメラ
４２６２  パターンデータベース
４２６２１  パターンデータベースのサンプルパターン
４２６２２  エラーパターン
４２６２３  摩耗した除去ナイフのパターン特徴
４２６３  垂直パターン
４２６４  ファイナチョコレート塊４２１を有するロール被覆率
４２６５  画像処理手段
４２６６  測定データ
４２６７  劣化検出手段
４２７  光学式リアルタイム測定制御及びシステム（粒径）
４２７１  標的粒径
４２７２  標的塊分布（即ち、左−中−右で等しい粒径を備えるのが好ましいロール被覆率）
４２７３  測定データ
４２７４  近赤外センサデバイス
５  コンチェ及びコンチング
５１  コンチングチョコレート塊
５１１  コンチング塊５１の水分（含水量）
５１２  コンチング塊５１の粘度
５１３  コンチング塊５１の温度
５１４  コンチング塊５１の質感
５１５  酸化
５１６  コンチング塊５１の脂肪含有量
５１７  コンチング塊５１の粘稠度
５１８  砂糖の粒径
５２  制御＆モニタリングシステム
５２１  温度制御
５２１１  温度センサ
５２１２  コンチェの温度
５２１３  加熱要素
５２１４  冷却要素
５２２  コンチング時間
５２３  周波数−コンバータ−制御駆動装置
５２４  通気
５２５  エネルギ入力
５２６  含水量の蒸発／減少
５２７  コンチングシャフト又はブレードの回転方向
５２８  追加的な材料の自動投与
５２８１  カカオ脂
５２８２  レシチン
５２８３  脂肪
５２８４  乳化剤
５２９  脂肪含有量測定デバイス
５２９１  脂肪含有量測定パラメータ
５３  コンチングの３相
５３１  乾相
５３２  ペースト相
５３３  液相
５４  コンチェ容器
５４１  コンチェ５の容量
５４２  コンチェ容器の内面
５５  コンチングシャフト／ロータ
５５１  単一オーバースローコンチェ
５５２  二重オーバースローコンチェ
５５３  多重オーバースローコンチェ
５５４  径方向アーム又はブレード又は剪断要素
５６  インラインの非侵襲なリアルタイム測定及び制御システム
５６１  光学式、電磁式又は音響式位置決めエンコーダ又はセンサ
５６２  光学式画像取込みデバイス（カメラ）
５６３  光源（レーザ）
５６４  高さプロファイル
５６５  位置測定
５６６  測定ライン
５６７  作業領域
５７  コンチングプロセス
５７１  混合
５７２  乾燥
５７３  混錬及び剪断
５７４  風味発達
５７５  液化
５７５１  液化装置
５７５２  追加的な材料６２１
５７５２１  カカオ脂６２１１
５７５２２  追加的な脂肪
５７５３  追加的な磨砕手段
５７５３１  ミル
５７５３２  ボールミル
５ａ  （コンチェのない生産ライン１１における）液化手段
５ａ１  追加的な材料
５ａ１１  カカオ脂
５ａ１２  脂肪
５ａ２  磨砕手段
５ａ２１  ミル
５ａ２２  ボールミル
６  テンパリング／成形／エンロービング手段
６１  チョコレート塊
６１１  塊６１の水分（含水量）
６１２  結晶化又はカカオ脂／脂肪結晶の程度
６１３  カカオ脂の結晶化形態（Ｉ−ＶＩ）
６１４  塊６１の粘度
６１５  塊６１の温度
６１６  塊６１の質感
６１７  塊６１の脂肪含有量
６２  チョコレート塊制御測定（品質特徴）
６２１  温度
６３  成形ライン
６４  テンパリング手段
６４１  チョコレート温度
６５  堆積／堆積装置
６５１  容量
６５２  コントローラ
６５３  製品設定
６６  殻形成
６６１  コールドスタンピングシステム
６６２  湿式殻形成システム
６７  エンロービング
７  最終チョコレート塊
７１  最終チョコレート塊の質感
７２  最終チョコレート塊７の水分（含水量）
７３  最終チョコレート塊７の総脂肪含有量
７４  最終チョコレート塊７の粘度
８  機械間接続性制御及び操縦
８１  予測ロール摩耗
８２  自走微粒化
８３  可塑性制御
８４  総粒径制御
８５  容量ブースト
８６  リーンコンチング
９  最終製品：タブレット、バー、チョコレート物品・・・
９１  最終製品の質感
９２  最終製品９の水分（含水量）
９３  最終製品９の脂肪含有量
９４  最終製品９の粘度
【国際調査報告】
2020517291.tif 000008
2020517291.tif 000009
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