DE2818929A1

DE2818929A1 - Vorrichtung zum kuehlen oder erhitzen von fluessigen, halbfluessigen oder aeusserst zaehfluessigen stoffen oder plastischen stoffen

Info

Publication number: DE2818929A1
Application number: DE19782818929
Authority: DE
Inventors: Klas Zeuthen
Original assignee: GERIAS AS
Current assignee: GERIAS AS
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DK192177A; IT7822902A0; SE7804933L; JPS53146763A; NL7804647A

Description

Vorrichtung zum Kühlen oder Erhitzen von
flüssigen, halbflüssigen oder äußerst zähflüssigen Stoffen oder plastischen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen oder Erhitzen von flüssigen, halbflüssigen oder äußerst zähflüssigen Stoffen oder plastischen Stoffen1 bestehend aus einem Zylinder, durch den der zu erwärmende oder zu kühlende Stoff zwangsweise von einem zum anderen Ende hindurch bewegbar ist, einer Einrichtung zum Kühlen oder Erhitzen der Innenwand des Zylinders und einer in dem Zylinder drehbar gelagerten Welle, die wenigstens eine durchgehende oder in Längsrichtung.unterteilte Abstreifeinrichtung trägt, um den Stoff von der Innenwand des Zylinders abzustreifen.
Eine derartige Vorrichtung wird z. B. zum Kühlen oder Erhitzen von mehr oder weniger zähen, aber noch flüssigen Stoffen, Flüssigkeiten, Lösungn, Enulsionen, Suspensionen und Gelen benutzt, die eßbar oder nicht eßbar, organisch oder anorganisch sein können. Das Kühlen oder das Erhitzen kann ggf. dazu dienen, um die Kristallisation oder das Emulgieren oder einen anderen Prozeß zu fördern. Die in Rede stehende Vorrichtung kann aber ebenso gut ausschließlich zum Kühlen oder zum Erhitzen dienen, in welchem Fall die Abstreifwirkung lediglich dazu dient, die Wärmezufuhr oder die Wärmeableitung zu bzw. von dem Stoff zu steigern.
Es wurde gefunden, daß die herkömmlichen Vorrichtungen der in Rede stehenden Art in gewissen Fällen nicht verwendet werden können, weil eine sogen. Blockbildung oder Kanalbildung stattfindet, wodurch der Durchfluß des Produktes vollständig oder teilweise aufgehalten wird. Dies trifft z. B. beim Kühlen von Butter und vollständig kristallisierter Margarine zu. Entsprechende Probleme treten beispielsweise bei der Behandlung von bestinaaten plastischen Produkten oder bei der Rekristallisation oder einer ähnlichen Behandlung von flüssigen, fetten Produkten auf, bei denen zwischen der Schmelztemperatur und der Kristallisationstemperatur nur ein verhältnismäßig kleines Temperaturintervall liegt, wie z. B. bei Schokolade.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie für Zwecke verwendet werden kann, für die sie bislang nicht verwendet werden konnte, und daß sie gleichzeitig auf solchen Einsatzgebieten eine gesteigerte Wirksamkeit aufweist, auf denen eine solche Vorrichtung bisher eingesetzt wurde.
Ges§R der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstreifeinrichtung oder die Abstreifeinrichtungen als Streichblech einer Bauart ausgebildet ist bzw. sind, die im Betrieb zwangsweise gegen die Innenwand des Zylinders gepreßt wird, und daß die Abstreifeinrichtung oder die Abstreifeinrichtungen mit wenigstens einer Schnecke koibiniert ist bzw. sind1 die auf der Welle angeordnet ist und deren Außendurchiesser gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Innenwand des Zylinders.
Es wurde gefunden, daß die Schnecke oder die Schnekken, wenn sie in Verbindung mit Streichblechen der in Rede stehenden Art eine zusätzliche Misch- und/oder F6rderwirkung hervorrufen, so daß die Vorrichtung wirksamer wird und zur Lösung von Problemen verwendet werden kann1 für die die bislang bekannten Ausführungsformen solcher Vorrichtungen untauglich waren. Als ein wichtiges Beispiel kann z. B. Butter genannt werden, die eine Kneteinrichtung mit einer Temperatur von beispielsweise 150C verläßt und die auf unter 10°C abgekühlt werden soll, bevor sie von der Ntlkerei an den Verbraucher ausgeliefert wird. In der Praxis bestand die einzig bekannte Lösung dieses Problems darin, die Butter in einem kalten Lagerhaus zu speichern, was sowohl zzit- und platzraubend als auch energieverzihrend ist. Durch die Verwendung einer erfindungsgeiiäßen Vorrichtung wird es möglich, einen solchen Kühlvorgang als letzten Schritt im Laufe dendes Herstellungsvorgangs durchzuführen, so daß die Butter nach Verlassen der Herstellungsmaschinen unverzüglich versandfertig ist.
Einige Bauarten von Abstreifblechen, die is Betrieb zwangsweise gegen die Innenwand des Zylinders gedrückt werden, sind an sich bekannt, und sie können in Abhängigkeit von den Bedingungen und Erfordernissen des jeweiligen Einzelfalle3 bei der erfindungsgema3en Vorrichtung verwendet werden. Auf folgende Bauarten wird besonders hingewiesen: a) Schwimmend gelagerte Streichbleche: Diese sind auf von der Welle abstehenden Zapfen lose gelagert, und sie werden durch die Pflugscharwirkung gegen die Innenwand des Zylinders gedrückt ie austritt, wenn die Streichbleche durc den Stoff htndarch nach vorne bewegt werden. Derartige Streichbleche sind besonders brauchbar wenn die Drehgeschwindigkeit der Welle gering ist und wenn der durch den Stoff verursachte Bewegunggwiderstand groß ist.
b) Gewichtbelaztete Streichbleche, die durch die Fliehkraft gegen die Innenwand des Zylinders gedrückt werden, die auf an den Streichblechen befestigte Gewichte einwirkt. Ein Beispiel einer solchen Ausführungsform ist in der GB-PS 848.157 offenbart.
c) Federbelastete Streichbleche, bei denen Federkräfte benutzt werden, um die Streichbleche gegen die Innenwand des Zylinders zu drücken Ein Beispiel derartiger federbelasteter Abstreifbleche ist ebenfalls in der GB-PS 848.157 beschrieben, in diesen Fall in Verbindung mit einer Gewichtsbelastung, die Federbelastung kann aber auch allein benutzt werden und in einem speziellen Fall kann die Federbelastung auch ausschließlich durch die Elastizität der die Streichbleche bildenen Bleche erhalten werden.
Die drei Bauarten von Abstreifblechen können koiniert werden, so daß das Anpressen der Abstreifbleche gegen die Innenwand des Zylinders durch jede beliebige gombination der Pflugacharwirkung und/oder der Zentrifugalkraft und/ oder der Federkraft bewirkt werden kann, um die Innenwand des Zylinders sauber abzukratzen, was wesentlich ist, um den Kombinationseffekt des Abstreifblechs oder der Abstreifbleche und der Schnecke oder der Schnecken zu erzielen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schneiden sich die Schnecke bzw. die Schnecken und das Abstreifblech bzw. die Abstreifbleche in einem oder ntehreren Punkten, wobei entweder das Abstreifblech oder die Schnekke an jedem Schnittpunkt unterbrochen ist. Diese Ausbildung dient auch zur Steigerung der Zusammenarbeit des Abstreifblechs bzw. der Abstreifbleche und der Schnecke bzw. der Schnecken. weil die Schnecken den Stoff bzw. das Material an den Abatreifblechen vorbeidrücken, so daß neues Material kontinuierlich in die Arbeitszonen der Abstreifbleche hineinbewegt wird.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschrEebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die wesentlichen Teile der Vorrichtung gesäß einer AusfUhrungsform der Erfindung, Fig. 2 einen horizontalen Schnitt gemäß Fig. 1, und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsforn der Brfindtlag .
Bei beiden Ausführungsformen hat die Vorrichtung einen Zylinder 1, dessen Innenwand in geeigneter Weise gekühlt oder erhitzt wird, wie z. B. mit einem Mantei 2 (siehe Fig. 3), durch den ein Kühl- oder ein Heizmedium hindurchgeleitet wird. In dem Zylinder 1 ist eine Welle 3 angeordnet, die in dem Zylinder drehbar und erwünachtenfalis hin und herbeweglich gelagert ist und auf der bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 zwei Reihen von Streichblechen 4 in an sich bekannter Weise angeordnet sind. Die Lagerung der Streichbleche auf der Welle ist in Fig. 3 gezeigt, wo in der gleichen Weise, wie dies in der GB-PS 848.157 offenbart ist, jedes Strenchblech 4 auf Zapfen 5 gelagert ist, die von einer Stange 10 getragen sind, die in einer Nut 11 der Welle 3 radial verschiebbar gelagert ist, und die dazu dient, unter dem Einfluß der Fliehkraft, die Streichbleche 4 gegen die Innenwand des Zylinders 1 zu drücken. Zwischen jeder stange 10 und dem Boden der zugeovdneten Nut 11 können Federn 12 oder zusätzliche Gewichte 13 angeordnet sein, wie dies in der besagten GE-PS 848.157 baachrieben ist. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Zapfen 5 an der Welle 3 befestigt sein, und die Streichbieche 4 können auf den Zapfen 5 lose gelagert sein, so daß in bekannter Weise schwi=ende Streichbleche gebildet werden. Es kann eine beliebige-Anzahl von Reihen von Streichblechen oder nur eine einzige derartige Reihe verwendet werden, und die Streichbleche können auf jede geeignete Weise ausgebildet und gelagert sein. Bei beiden gezeigten Ausführungsformen sind die Streichbleche derart auf den Zapfen 5 angeordnet, daß ein Zwischenraum 6 zwischen den Streichblechen 4 und der Welle 3 gebildet wird, durch den das Material hindurchfließen kann. Die Welle 3 trägt ferner eine Schnecke 7, die sich bei der Ausführungsform nach den Figo 1 und 2 durch Spalt te 8 zwischen den einzelnen Streichblechen einer jeden Reihe hindurch erstreckt. Bei der gezeigten Ausführungsform1 bei der zwei Reihen von Streichblechen benutzt werden, sind diese einander diametral gegenüberliegend angeordnet, ganz allgemein kann aber eine Vielzahl von Streichblechen in Bezug auf die Welle an in Umfangsrichtung versetzten SteIlenangeordnet sein. wobei jedes Streichblech an den Schnittpuakten mit der bzw. den Schnecken unterbrochen ist, um Spalte ähnlich der in Rede stehenden Spalte 8 zu bilden.
Die Schnittpunkte und demzufolge die Spalte 8 sind in Axialrichtung der Welle 3 von einem Streichblech zum anderen gegeneinander versetzt, 8o daß trotz der Anwesenheit der Spalte 8 die gesamte Innenwand des Zylinders 1 bei jeder Umdrehung der Welle 3 überstrichen wird.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform tragt die Welle 3 ebenfalls Streichbleche 4 und eine Schnecke 7. Bei dieser Ausführungsform ist die Schnecke jedoch am Schnittpunkt mit den Streichblechen mit einem Spalt 9 versehen, so daß Streichbleche verwendet werden können, die sich über die gesamte Länge des Zylinders erstrecken, oder die aus Abschnitten zusammengesetzt sind, die ohne Spalt unmittelbar aneinanderstoßen.
Der zu kühlende oder zu erhitzende Stoff kann mit einer geeigneten Einrichtung, wie z. B. einer Pumpe durch den Zylinder hindurchbewegt werden.

Claims

Patentansprüche : 1. Vorrichtung zum Kühlen oder Erhitzen von flüssigen, halb ssigen oder äußerst zähflüssigen Stoffen oder plastischen Stoffen1 bestehend aus einem Zylinder, durch den der zu erwärmende oder zu kühlende Stoff zwangsweise von einem zum anderen Ende hindurchbewegbar ist, einer Einrichtung zum Kühlen oder Erhitzen der Innenwand des Zylinders und einer in dem Zylinder drehbar gelagerten Welle, die wenigstens eine durchgehende oder in längsrichtung unterteilte Abstreifeinrichtung trägt, um den Stoff von der Innenwand des Zylinders abzustreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abitreifeinrichtung oder die Abstreifeinrichtungen als Streichblech (4) einer Bauart ausgebildet ist bzw. sind, die im Betrieb zwangsweise gegen die Innenwand des Zylinders (1) gepreßt wird, und daß die Abstrelfeinrichtung oder die Abstreifeinrichtungen mit wenigstens einer Schnecke (7) kombiniert ist bzw. sind, die auf der Welle (3) angeordnet ist und deren Außendurchmesser gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Innenwand des Zylinders.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet1 daß die Abstreifbleche (4) frei schwiwFend gelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet1 daß die Abtrsifblche (4> gewichtsbelastet und/od.r federbelagtet gelagert sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch geXennzeichnet, daß das oder die Abstreifbleche (4) mit dem Gewicht einer Stange (10) belastet ist bzw. sind, die in einer Nut (11) der Welle (3) radial verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schnecke oder die Schnekken (7) und das Abstreifblech oder die Abstreifbleche (4) in einem oder mehreren Punkten schneiden, wobei entweder das Abstreifblech oder die Schnecke an jedem Schnittpunkt unterbrochen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) Abstreifbleche (4) an Stellen trägt, die in Bezug auf die Welle in Umfangsrichtung versetzt sind, wobei jedes Abstreifbleche an seinen Schnittpunkten (8) mit der Schnecke oder den Schnecken unterbrochen ist, wobei diese Schnittpunkte von einem Streichblech zum anderen in Axialrichtung der Welle gegeneinander versetzt sind.