DE102010048697B4

DE102010048697B4 - Mischverfahren und Kühlmischer

Info

Publication number: DE102010048697B4
Application number: DE102010048697.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Honemeyer; Ulrich Schär; Burkhard Wulf; Thomas Tegtmeier; Klaus Reisner; Joachim Himler
Original assignee: MTI Mischtechnik International GmbH
Current assignee: Zeppelin Systems GmbH
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: EP2629883A1; WO2012055503A1; US20140102129A1; DE102010048697A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mischverfahren für Mischgüter. insbesondere Schüttgüter, mit gleichzeitiger Kühlung des Mischgutes in einem doppelwandigen Mischbehälter, bei dem im Zwischenraum zwischen den beiden Außenwänden ein Kühlmittel umgewälzt wird, wobei das Kühlmittel gebildet wird durch das Kältemittel einer Kältemaschine, das im Zwischenraum zwischen den Außenwänden von. hohem Druck entspannt wird und verdampft und dem Mischgut Temperatur entzieht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Kühlmischer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2. Sie bezieht sich auf ein Mischverfahren für Mischgüter, insbesondere Schüttgüter, mit gleichzeitiger Kühlung des Mischgutes, mit einem doppelwandigen Mischbehälter, bei dem im Zwischenraum zwischen den Außenwänden ein Kühlmittel umgewälzt wird.
Ein doppelwandiger Mischbehälter, der gleichzeitig zur Kühlung des Mischgutes vorgesehen ist, ist beispielsweise aus dem Lehrbuch ”Lebensmittel und Bioverfahrenstechnik – Molkereitechnologie” von H.-G. Kessler, Verlag H. Kessler, Freising 1988, Seite 427–434, bekannt.
Mischverfahren bei gleichzeitiger Kühlung des Mischguts sind in verschiedenen Formen bekannt. Insbesondere ist eine Kühlung des Mischgutes während des Mischvorganges erforderlich, wenn es auf bestimmte temperaturabhängige Reaktionen oder Eigenschaftsänderungen des Mischgutes besonders ankommt. Es gibt daher spezielle Kühlmischer,, die einen Mischbehälter aufweisen, der eine doppelwandige äußere Umhüllung aufweist. Zwischen den doppelten Wänden der äußeren Hülle wird ein Zwischenraum gebildet, in dem ein Kühlmedium oder auch Heizmedium, etwa in der Form von Öl, kaltem oder heißem Wasser, Dampf, Sole oder anderen Medien auf Wasserbasis umgewälzt wird.
Durch die Temperierung, d. h. eine Kühlung oder eine Erwärmung des Mischgutes können unter Umständen chemische Reaktionen oder physikalische Veränderungen herbeigeführt werden. Eine Kühlung ist in jedem Falle vorteilhaft, wenn das Mischgut eine bestimmte Temperatur für die Weiterbehandlung oder Ablieferung des Mischgutes benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer und ein Mischverfahren zu schaffen, die es ermöglichen, das Mischgut während der Mischung zu kühlen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Mischverfahrens nach Patentanspruch 1 und den Merkmalen des Kühlmischers nach Patentanspruch 2 gelöst. Hierbei ist beim erfindungsgemäßen Mischverfahren vorgesehen, dass im Zwischenraum zwischen den beiden Außenwänden das Kältemittel einer Kältemaschine verdampft wird. Das Kältemittel wird in dem Zwischenraum von hohem Druck entspannt und verdampft und entzieht dem Mischgut Temperatur als Verdampfungswärme.
Dieses Kühlmischverfahren ist sehr effektiv, da die von der Kältemaschine ermöglichte Kühlung direkt im Mischer wirksam wird, ohne dass, wie üblich, Wärmetauscher über einen Sekundärkreislauf zwischengeschaltet werden müssen. Durch das Zwischenschalten von Wärmetauschern ergeben sich unnötige Energieverluste und damit eine Reduzierung des Wirkungsgrades des Kühlsystems.
Der doppelwandige Kühlbehälter wird vorzugsweise gebildet unter Verwendung eines Außenmantels mit engem Zwischenraum zum Innenmantel,, der das Umwälzen eines Kühlmediums gestattet und auch als Verdampfer im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich ihrer Vorrichtungsmerkmale durch einen Kühlmischer mit einem doppelwandigen Mischbehälter gelöst, der dadurch gekennzeichnet, ist, dass der Mischbehälter in eine Kältemaschine integriert ist und dass der Zwischenraum zwischen den Außenwänden des Mischbehälters den Verdampfer der Kältemaschine bildet.
Der Mantel des doppelwandigen Behälters bildet Zwischenräume, die in ihrer Gesamtheit als Kammer für den Verdampfungsvorgang der Kältemaschine dienen.
Die Behälterwand einschließlichder Stirnflächen kann in mehrere Bereiche unterteilt sein, die gesondert gekühlt werden können oder auch mit unterschiedlicher Intensität gekühlt werden können. Dadurch ist es möglich, die Kühlwirkung in bestimmten Bereichen des Behälters zu erhöhen. in anderen dagegen zu senken.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Mischers mit liegend angeordnetem Mischbehälter und waagerechter Antriebswelle;
2 ist eine Stirnansicht zu 1 von links in I;
3 ist ein schematisches Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Kälteprozesses und des Zusammenwirkens mit dem erfindungsgemäßen Miseher.
In 1 ist ein liegender, zylindrischer Behälter] 0 gezeigt, der durch einen Elektromotor 12, der sich auf der rechten Seite der Zeichnung befindet, angetrieben wird. Der Elektromotor 12 ist über eine Anzahl von Keilriemen 14 mit einem Getriebe 16 verbunden, über das eine nicht dargestellte Welle 18 gedreht wird, die nur durch eine strichpunktierte Linie charakterisiert wird. Auf der Welle befindet sich ein ebenfalls nicht sichtbares Mischwerkzeug, mit dem das Mischgut umgewälzt wird. Es kann sich auch um mehrere Mischwerkzeuge auf der Welle handeln. Dabei handelt es sich um geläufige Technik, so dass Einzelheiten nicht erläutert werden müssen. Der Elektromotor und das Getriebe sitzen auf einer Konsole 20, die sich rechts von dem Mischbehälter 10 befindet, bezogen auf 1. Das Mischwerk kann in seiner Wirkung durch seitlich eingbrachte und mit hoher Drehzahl rotierenden Messerwellen unterstützt werden.
Der Mischbehälter 10 wird an beiden axialen Enden durch Lagerböcke 22, 24 abgestützt. Die Konsole 20 befindet sich an dem rechten Lagerbock 24.
Im oberen Bereich des Mischbehälters 10 befinden sich mehrere Material-Einlass-Stutzen 25 26, 28, 30. Im unteren Bereich ist ein seitlicher Auslass 32 vorgesehen.
Auf der Außenseite des produktberührten Innenmantels befindet sich ein Außenmantel, der mit definiertem engen Abstand aufgebracht ist. Leitbleche im Zwischenraum erzeugen eine gezielte Strömung des Kühlmediums. Jedes Segment des Doppelmantels bildet einen zusammenhängenden Hohlraum, der als Verdampfungskammer im Sinne des Verdampfers der Kältemaschine verwendet werden kann
Die Kühlmantel-Struktur, kann in einzelne Bereiche unterteilt sein. Aus diesem Grunde besteht die Möglichkeit, die Kühlung innerhalb des Mischbehälters in bestimmten Bereichen zu verstärken oder zu reduzieren.
Es handelt sich um eine Kältemaschine 36 mit einem Kompressor, einem Kondensator 40 und einem Verdampfer, der durch fünf einzelne Bereiche oder Kammern 42~44, 20 46, 48, 50 gebildet wird, wie zuvor erläutert wurde. Wie bei Kälteprozessen üblich, wird während des Entspannens des Kältemittels der Umgebung, d. h. hier dem Kühlmischer Wärme entzogen. Nach dem Verdampfungsvorgang liegt das Kältemittel in gasförmiger Konsistenz vor. In den einzelnen Kammern 42, 44, 46, 48, 50 kann der Entspannungsvorgang durch nicht bezeichnete Entspannungsventile gesteuert werden, so dass es möglich ist, die Kühlwirkung in den einzelnen Kammern gesondert zu regeln.
Die Unterteilung der einzelnen Kammern und deren Platzierung kann in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Unter anderem ist es möglich, die Bereiche der beiden Behälter-Stirnseiten an den axialen Enden des Behälters gesondert zu behandeln.
Auch die fünf im dargestellten Beispiel gezeigten Kammern bilden in ihrer Gesamtheit einen Verdampfer, der Teil des erfindungsgemäßen Kälteprozesses bildet.
Da der Verdampfungsvorgang des Kälteprozesses in dem Zwischenraum zwischen den doppelten Behälterwänden stattfindet, wird das Mischgut direkt gekühlt. Es ist keinerlei Wärmetauscher erforderlich, der die Konstruktion des Kühlmischers komplizierter machen würde und den baulichen Aufwand erhöhen würde.

Claims

Mischverfahren für Mischgüter, insbesondere Schüttgüter, mit gleichzeitiger Kühlung des Mischgutes in einem zylindrischen doppelwandigen Mischbehälter mit einer Innenwand und einer Außenwand, wobei in einen Zwischenraum zwischen der Innenwand und der Außenwand ein Kältemittel einer Kältemaschine eingeleitet und darin entspannt wird und verdampft und somit dem Mischgut Temperatur entzieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in mehrere Teilströme unterteilt wird, die in verschiedene Kammern des Zwischenraums verteilt werden, die entlang der Zylinderachse des Mischbehälters nebeneinander angeordnet sind, und dass der Entspannungsvorgang in den einzelnen Kammern durch Entspannungsventile gesteuert wird, derart, dass die Kühlwirkung der einzelnen Kammern gesondert geregelt wird.
Kühlmischer mit einem zylindrischen doppelwandigen Mischbehälter (10) mit einer Innenwand und einer Außenwand, zwischen denen ein Zwischenraum gebildet wird, in den ein Kältemittel eingeleitet und darin entspannt wird, und einem Mischwerk in dem Mischbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbehälter in eine Kältemaschine (36) integriert ist, die einen Kompressor, einen Kondensator (40) und einen Verdampfer umfasst, wobei der Verdampfer durch verschiedene Kammern (42, 44, 46, 48, 50) eines Zwischenraums zwischen der Innenwand und der Außenwand des Mischbehälters (10) gebildet wird, die entlang der Zylinderachse des Mischbehälters (10) nebeneinander angeordnet sind, und dass die Kältemaschine (36) ferner Entspannungsventile zur Steuerung des Entspannungsvorgangs des Kältemittels in den einzelnen Kammern (42, 44, 46, 48, 50) umfasst.