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Die Schokoladen-Raffinierungswalze ist die zentrale Arbeitskomponente eines Schokoladen-Raffinierers. Es verfügt über eine glatte Walzenoberfläche und führt durch die präzise Steuerung des Walzenspalts ein ultrafeines Mahlen durch. Durch die gegenläufige Drehung mit hoher Geschwindigkeit gegen benachbarte Walzen werden starke Druck- und Scherkräfte auf die Schokoladenmasse ausgeübt, wodurch Partikel wie Kakaofeststoffe und Zuckerkristalle nach und nach bis auf eine Feinheit im Mikrometerbereich gemahlen werden.
Das endgültige Mundgefühl von Schokolade wird im Wesentlichen durch die Mahlgenauigkeit der Mahlwalze bestimmt. Bei Partikeln über 30 µm kann die Zunge deutlich eine sandige/kiesige Textur wahrnehmen; bei 20 µm und darunter wird ein seidiges, zartschmelzendes Gefühl im Mund erreicht; Hochwertige Schokolade muss auf unter 15 µm gemahlen werden. Dies erfordert eine Oberflächenrauheit von Ra 0,1–0,4 µm für die Schokoladenveredelungswalze, wobei einige Premium-Anforderungen sogar Ra ≤ 0,1 µm erreichen.
Die extrem geringe Rauheit sorgt für einen gleichmäßigen Mahlspalt: Je glatter die Walzenoberfläche, desto gleichmäßiger und stabiler ist der Walzenspalt; Die beim Durchlauf auf die Schokoladenmasse ausgeübte Scherkraft ist gleichmäßig, so dass die Partikel gleichmäßig fein gemahlen werden.
Eine Oberfläche mit geringer Rauheit hält die Schokoladenmasse nicht so leicht zurück, wodurch eine Kreuzkontamination vermieden wird.
Schokolade erzeugt beim Mahlen statische Elektrizität; Eine glatte Oberfläche verringert die Materialhaftung.
Die Oberflächenglätte wirkt sich auch auf die Laufstabilität bei hohen Geschwindigkeiten aus und reduziert Mikrovibrationen.
Die Schokoladenraffinierungswalze verfügt über eine Bimetall-Verbund-Schleudergussstruktur, die aus einer äußeren Arbeitsschicht und einer inneren Kernstützschicht besteht.
Die äußere Arbeitsschicht ist der Teil der Walzenoberfläche, der direkt am Schleifen beteiligt ist. Es besteht aus unbestimmtem Hartguss mit einer typischen Dicke von 8–10 mm und einer Oberflächenhärte von bis zu 60–65 HRC und bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Kratzfestigkeit. Nach dem hochpräzisen Schleifen und Polieren erreicht die Walzenoberfläche eine spiegelähnliche Oberfläche (Ra 0,1–0,4 µm, bei Premium-Versionen Ra ≤ 0,1 µm) und sorgt so für Gleichmäßigkeit und Konsistenz des Schleifspalts. Die äußere Schicht enthält feine, gleichmäßig verteilte Karbide (z. B. vom Typ Cr₇C₃), die eine starke Beständigkeit gegen langfristigen abrasiven Verschleiß bieten.
Die Kernstützschicht ist der Hauptkörper der Walze. Sie besteht aus Sphäroguss (Sphäroguss) mit einer Härte von 20–35 HRC und bietet eine gute Zähigkeit und Schlagfestigkeit. Sie hält wechselnden Belastungen durch Hochgeschwindigkeitsrotation und schwere Lasten stand und verhindert Brüche.
Dieses Strukturdesign „außen hart, innen robust“ ist eine typische Anwendung der Schleudergusstechnologie – die äußere Schicht sorgt für Verschleißfestigkeit und Präzisionsbeibehaltung, während der Kern für Tragfähigkeit und Schlagfestigkeit sorgt. Dies gewährleistet sowohl eine lange Lebensdauer der Walzenoberfläche als auch eine allgemeine strukturelle Zuverlässigkeit. Im Hinblick auf die strukturelle Präzision muss der Rundheitsfehler der Rollenwelle innerhalb von 0,001 mm kontrolliert werden, und geometrische Toleranzen wie Rundlauf und Koaxialität werden nach Ultrapräzisionsstandards kontrolliert.
Das Material für die Schokoladenverfeinerungswalze ist eine Hochleistungssorte aus der breiten Kategorie der Vanadium-Titan-Legierungen, wie z. B. ICDP-CE und ICDP-GG. Die spezifische Materialqualität variiert je nach Herstellungsstandards und Kundenanforderungen.
Nach dem russischen Standardsystem ist die typische Note ЛЛШХНМА-77И(Ц)МК. Die äußere Arbeitsschicht besteht aus Gusseisen mit einer Chrom-Nickel-Molybdän-Legierung mit unbegrenzter Abschreckung, und der Kern besteht aus Sphäroguss (ВЧ).
Was die wichtigsten Eigenschaften betrifft, sorgen die hochharten Karbide vom Typ Cr₇C₃ in der Legierung für eine hervorragende Verschleißfestigkeit der Walzenoberfläche. Die von Natur aus im Matrixmaterial enthaltenen feinen Graphitpartikel sorgen für gute Selbstschmiereigenschaften und Antihafteigenschaften und reduzieren effektiv das Anhaften der Schokoladenmasse an der Walze beim Hochgeschwindigkeitsscheren – das ist besonders vorteilhaft für die Lebensmittelverarbeitung. Die äußere Arbeitsschicht und der Sphärogusskern werden durch Schleuderguss metallurgisch fest miteinander verbunden, ohne dass die Gefahr einer Delaminierung besteht.
Die Schokoladenveredelungswalze wird ausschließlich in Schokoladenveredelungsbetrieben eingesetzt und ist die Kernmahlstufe in Schokoladenproduktionslinien. Sie führt die abschließende ultrafeine Vermahlung von Kakaobohnen oder vorzerkleinerter Schokoladenmasse durch.
Typische Anwendungsszenarien sind:
Verfeinerung von Schokoladenmasse (dunkle Schokolade, Vollmilchschokolade, weiße Schokolade)
Herstellung von Schokoladenmasse für Süßwaren und Überzüge
High-End-Schokoladenproduktionslinien
Darüber hinaus können Mahlwalzen, die auf dem gleichen Mahlprinzip basieren, auf die ultrafeine Mahlung anderer Lebensmittelpasten (z. B. Nussbutter, Sesampaste) ausgeweitet werden.
Die Schokoladenveredelungswalze wird im Schleudergussverfahren hergestellt, bei dem die durch Hochgeschwindigkeitsrotation erzeugte Zentrifugalkraft das geschmolzene Metall gleichmäßig gegen die Innenwand der Form drückt. Durch die Zentrifugalkraft werden innere Defekte wie Porosität, Schlackeneinschlüsse und Lunker vollständig beseitigt; die äußere Schicht kühlt schnell ab, was zu einer feinen, dichten Mikrostruktur und hoher Härte führt; der Kern behält seine Zähigkeit und Schlagfestigkeit ohne Bruch; Die beiden Materialien erreichen an der Grenzfläche eine starke metallurgische Verbindung, ohne dass die Gefahr einer Delaminierung besteht.
Gießen der äußeren Arbeitsschicht: Die ICDP-Schmelze wird in die schnell rotierende Schleuderform gegossen. Die Zentrifugalkraft bewirkt, dass das geschmolzene Metall während der Erstarrung nacheinander von außen nach innen erstarrt. Die äußere Schicht (dh die Arbeitsfläche der Walze) weist die schnellste Abkühlgeschwindigkeit, die feinste Mikrostruktur sowie die höchste Härte und Verschleißfestigkeit auf.
Kernfüllungsgießen: Nachdem die äußere Schicht erstarrt ist, wird die Kokille mit dem Bodenkasten und dem Speiserkopf zusammengebaut und das geschmolzene Kerneisen (z. B. Sphäroguss) wird gegossen. Nach dem Abkühlen wird die Form geöffnet und der Guss ausgezogen.
Nach der Wärmebehandlung wird der Walzenrohling einer mechanischen Bearbeitung unterzogen.
Stirnseite: Die Enden des Rohlings werden auf die angegebenen Abmessungen ausgerichtet.
Schruppdrehen: Der Außendurchmesser des Rollenkörpers, der Zapfen und anderer Hauptkonturen wird vorgedreht, wobei die Schlichtzugabe beibehalten wird (normalerweise etwa 2 mm auf jeder Seite).
Halbfertigdrehen und Fertigdrehen: Halbfertig- und Fertigdrehen des Rollenkörpers, der Zapfen, Stufen, Stirnflächen usw. werden auf CNC-Drehmaschinen durchgeführt, um die Passgenauigkeit zwischen Zapfen und Lagern sicherzustellen und geometrische Toleranzen wie Koaxialität und Zylindrizität zwischen den beiden Enden einzuhalten.
Ultrapräzisionsschleifen: Das Endschleifen der Walzenoberfläche erfolgt auf hochpräzisen CNC-Schleifmaschinen, wobei beim Präzisionsschleifen mittels Schleifscheiben die Oberflächenrauheit auf Ra 0,1–0,4 µm reduziert wird.
Halbfertigdrehen
Außenfläche drehen
Innenfläche drehen
Die Walzenoberfläche wird visuell und taktil geprüft, um sicherzustellen, dass sie keine Kratzer, Vertiefungen, Rost, Verformungen oder andere Mängel aufweist. Besonderes Augenmerk wird auf die Walzenoberfläche gelegt – als Arbeitsfläche, die direkt beim Schleifen beteiligt ist, muss sie frei von sichtbaren Kratzern, Schlagspuren, Nadellöchern oder Lunkern sein und einen gleichmäßigen Spiegelglanz aufweisen.
Messwerkzeuge (Messschieber, Mikrometer, Bohrungsmikrometer, Walzendurchmessermessgeräte usw.) werden zur Messung wichtiger Parameter verwendet: Gesamtlänge, Zapfendurchmesser an jedem Abschnitt, Walzenoberflächendurchmesser (Außendurchmesser des Arbeitsabschnitts), Stufenpositionsabmessungen zwischen Zapfen und Walzenoberfläche usw. Diese werden Stück für Stück mit den Zeichnungstoleranzen verglichen, um die Einhaltung zu ermitteln.
Rundheitsprüfer, Rundlaufprüfer, Koordinatenmessgeräte (KMG) und ähnliche Instrumente werden zur Prüfung geometrischer Kerntoleranzen verwendet:
Rundheit: Der Rundheitsfehler des Walzenoberflächenzylinders ist der Hauptindikator für die Gleichmäßigkeit des Mahlspalts. Ein übermäßiger Rundheitsfehler führt zu inkonsistenten Abständen zwischen den Walzen, was dazu führt, dass einige Materialien nicht ausreichend gemahlen werden und grobe Partikel entstehen.
Zylindrizität: Der Zylindrizitätsfehler über die gesamte Länge der Walzenoberfläche stellt sicher, dass die Erzeugende der Walzenoberfläche gerade ist, sodass der Spalt bei Kontakt der beiden Walzen über die gesamte Breite gleichmäßig ist.
Koaxialität: Die Übereinstimmung der beiden Endzapfen mit der Mittelachse des Rollenkörpers, wodurch eine Exzentrizität nach dem Zusammenbau vermieden wird, die während des Betriebs zu einem Rundlauf der Rollenoberfläche führen würde.
Radialschlag: Der Radialschlag der Rollenoberfläche relativ zur Zapfenachse; Ein übermäßiger Rundlauf führt bei hoher Geschwindigkeit zu Mikrovibrationen, die die Schleifgenauigkeit beeinträchtigen.
Rechtwinkligkeit: Bei Rollen mit Positionierungsstufen wird die Rechtwinkligkeit zwischen der Stirnfläche der Stufe und der Achse gemessen, um eine genaue axiale Positionierung nach der Installation sicherzustellen.
Mit einem hochpräzisen Rauheitsmessgerät wird die Walzenoberfläche an mehreren Punkten im gesamten Arbeitsabschnitt gemessen und bestätigt, dass die Oberflächenrauheit den Designanforderungen entspricht. Die Messrichtung sollte sowohl die Umfangs- als auch die Axialrichtung abdecken, um eine gleichmäßige Textur in beide Richtungen zu gewährleisten.
Härteprüfung: Mit einem Rockwell-Härteprüfer (HRC) werden mehrere Punkte auf dem Arbeitsabschnitt der Walzenoberfläche gemessen, um zu überprüfen, ob die Oberflächenhärte den Designanforderungen entspricht (typischerweise 60–65 HRC).
Überprüfung der Kernhärte: Die Kernhärte (20–35 HRC) wird anhand der Rollenendflächen oder Gusstestblöcke überprüft, um sicherzustellen, dass die Zähigkeit den Anforderungen an die Schlagfestigkeit entspricht.
Prüfung der Walzenkörperhärte
Prüfung der Walzenhülsenhärte
Prüfung der Achskopfhärte
Ultraschallprüfung (UT): Am Walzenkörper wird eine Ultraschallprüfung durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der Verbindungsqualität der Verbundschnittstelle zwischen der Arbeitsschicht und dem Kern liegt, um das Fehlen von Delamination, mangelnder Verschmelzung oder anderen Schnittstellenfehlern zu bestätigen. Gleichzeitig erkennt es interne metallurgische Defekte wie Porosität, Lunker und Schlackeneinschlüsse und stellt so sicher, dass die Rollenwelle bei hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung nicht aufgrund interner Defekte bricht.
Magnetpulverprüfung (MT): Die Magnetpulverprüfung wird an Spannungskonzentrationsbereichen wie Zapfenstufen und Stirnflächen durchgeführt, um Gussrisse, Schleifrisse oder Abschreckrisse an der Oberfläche und in oberflächennahen Bereichen zu prüfen und sicherzustellen, dass kritische Zonen frei von Mikrorissrisiken sind.
Die fertige Walzenwelle wird auf einer dynamischen Auswuchtmaschine montiert und die Unwucht bei einer simulierten Betriebsgeschwindigkeit gemessen. Die Korrektur erfolgt durch Materialentfernung (Bohren von Löchern an Stirnflächen oder nicht arbeitenden Flächen) oder durch Hinzufügen von Gewichten, bis die Unwucht innerhalb der zulässigen Toleranz liegt. Dadurch werden geringe Vibrationen und ein reibungsloser Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten gewährleistet, Lagerbelastungen und Gerätegeräusche werden reduziert und Mikrovibrationen verhindert, die die Mahlfeinheit beeinträchtigen würden.
Als hochwertiges Ultrapräzisionsbauteil erfordert die Schokoladenveredelungswalze eine Verpackung, die einen umfassenden Schutz für die hochglanzpolierte Walzenoberfläche, die Präzisionszapfen und die Bimetall-Verbundstruktur bietet. Wir verwenden eine mehrschichtige Exportverpackungslösung, um sicherzustellen, dass die Rollenwelle bei Langstreckentransporten und mehreren Handhabungsvorgängen vor Stößen, Korrosion oder Verformung geschützt ist.
Nach der Endkontrolle und Abnahme wird die Walzenoberfläche mit einem NSF-H1-zertifizierten Rostschutzmittel für den Lebensmittelkontakt beschichtet. Dieses Mittel verwendet Weißöl in Lebensmittelqualität als Grundträger und enthält keine Schwefel-, Chlor- oder Schwermetallzusätze, wodurch die Hygienestandards für den gelegentlichen Lebensmittelkontakt erfüllt werden. Nach dem Auftragen wird Rostschutzpapier über die beschichtete Oberfläche gelegt, um eine wirksame Isolierung der hochpräzisen Walzenoberfläche zu gewährleisten.
Verschiedene Teile des Walzenkörpers werden differenziert und sorgfältig geschützt. Die Walzenoberfläche ist als Kernarbeitsfläche eng mit mehreren Lagen weißer Luftpolsterfolie umwickelt und bildet eine zylindrische innere Polsterschicht, die Stöße und Vibrationen während des Transports effektiv absorbiert und sicherstellt, dass die Walzenoberfläche keinen Kontaktschaden erleidet. Präzisionssteckbereiche wie Zapfen und Endflächen sind zur staub- und feuchtigkeitsdichten Abdichtung mit einer transparenten Kunststofffolie abgedeckt.
Innenverpackung
Innenverpackung
Es wird eine verbesserte schlagfeste Struktur konstruiert. Die linke Seite des Rollenkörpers ist mit wasserfesten und stoßdämpfenden Materialien umwickelt und mit Seilen gesichert, um unter extremen Transportbedingungen vor Feuchtigkeit und Vibrationen zu schützen. Die rechte Seite ist mit gewebten Bändern in Kombination mit Holz- oder Metallschienen verstärkt, um einen robusten Schutzrahmen zu bilden, der eine Verformung der Walze verhindert. Die gesamte Rollenwelle ist außen umwickelt und mit schwarzem Schutzmaterial umwickelt, um sie vor äußeren Kratzern zu schützen. In der Mitte des Rollenkörpers sind zwei quer verlaufende Holzbretter angebracht, um das Gewicht gleichmäßig zu verteilen und ein Durchbiegen der Rolle aufgrund ungleichmäßiger Beanspruchung beim Transport über große Entfernungen zu verhindern.
Dieses Verpackungssystem vereint Schutzpräzision, Schlagfestigkeit und Umweltfreundlichkeit und stellt sicher, dass die Schokoladenveredelungswalze in einwandfreiem Zustand beim Kunden ankommt und sofort nach Erhalt installiert und verwendet werden kann.
