DE4225905C2

DE4225905C2 - Wärmetauscher für Lebensmittel

Info

Publication number: DE4225905C2
Application number: DE19924225905
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Reichl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: DE4225905A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus einem äußeren Doppelrohr und einem zu einer Drehbewegung antreibbaren inneren Rohr, bei dem das innere Rohr und das äußere Doppelrohr von einem Wärmeaustauschmedium und der von dem inneren Rohr und dem äußeren Doppelrohr begrenzte Hohlraum von einem zu erwärmenden oder zu kühlenden Produkt durchströmt ist, wobei das innere Rohr als Schneckenrohr ausgebildet ist, dessen Verschraubungsachse mit der Achse des äußeren Doppelrohres zusammenfällt, und zwischen dem Schneckenrohr und dem äußeren Doppelrohr allseitig ein Spalt vorhanden ist.

Bei einem bekannten Wärmetauscher dieser Bauart (DE-GM 18 98 452) ist das innere Rohr in Form einer Schraubenlinie gekrümmt, wobei der Radius der Schraubenlinie ein Vielfaches des Durchmessers des inneren Rohres beträgt. Die Verschraubungsachse des inneren Rohres liegt somit außerhalb der Querschnitts fläche desselben. Dieser bekannte Wärmetauscher dient zum Kühlen pulveriger Güter, insbesondere von Kunststoffen. Zur Vergrößerung der Verweilzeit des zu kühlenden Pulvers wird vorgeschlagen, das von den Kühlmittel durchströmte innere Rohr in Form einer Schraubenlinie auszubilden, so daß es als Rührwerkzeug wirkt. Diese Ausbildung des inneren Rohres soll zur Folge haben, daß dem zu kühlenden Pulver keine definierte Bewegungsrichtung auferlegt wird, sondern ein Schlupf zwi schen dem Kühlwerkzeug und dem Pulver erzeugt und seine Verweilzeit in der Maschine vergrößert wird. Dieser bekannte Wärmetauscher ist für flüssige bis zäh flüssige Lebensmittel jedoch ungeeignet, weil das als Rührwerkzeug ausgebildete innere Rohr lediglich eine Durchmischung, aber keinen Vorschub des Lebensmittels bewirken würde.

Es ist auch bereits ein Wärmetauscher zur Herstellung von Speiseeis bekannt (US 2 758 823), bestehend aus einem äußeren Doppelrohr und einem zu einer Drehbewegung antreibbaren inneren Rohr, bei dem das innere Rohr und das äußere Doppelrohr von einem Wärmeaustauschmedium und der von dem inneren Rohr und dem äußeren Doppelrohr begrenzte Hohlraum von dem Speiseeis durchströmt wird. Auf der Außenseite des inneren Rohres ist ein als Förderschnecke dienendes schraubenflächenförmiges Abstreifblech befestigt. Wegen des rotierenden Abstreif bleches kommt es aber zwangsläufig zu einer Beeinträchtigung von empfindlichen festen Teilchen, wie z. B. Frucht- und Fleischstücke oder Cerealien, die in dem zu kühlenden Produkt enthalten sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wärme tauscher zu schaffen, der sich für feste Teilchen enthaltende flüssige bis zähflüssige Lebensmittel eignet und sich bei niedrigen Druckverlusten durch einen hohen Wir kungsgrad auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schnecken rohr ein eingängiges Rundgewinde mit großer Steigung ist, dessen Verschrau bungsachse innerhalb seiner Querschnittsfläche liegt.

Durch die erfindungsgemäße Raumform des inneren Rohres wird bei dessen Drehbewegung auf das Lebensmittel ein gewisser Vorschub ausgeübt, der mit seiner Zähigkeit zunimmt, wodurch Druckverluste abgebaut werden. Infolge der schonenden Bewegung des Lebensmittels wird eine Beeinträchtigung seiner festen Teilchen vermieden. Das rotierende Schneckenrohr bewirkt auch eine gute Durch mischung des Lebensmittels und damit eine Verbesserung des Wärmeübergangs von bzw. auf das Wärmeübertragungsmedium.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nach folgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in einer teilweise geschnittenen Sei tenansicht eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines Lebens mittels. Unter Wärmebehandlung ist dabei eine Erwärmung oder eine Abkühlung zu verstehen. Diese Vorrichtung besteht aus ei nem Gestell, auf dem ein Wärmetauscher angeordnet ist.

Der Wärmetauscher umfaßt ein horizontal angeordnetes zy lindrisches Rohr 12, das mit Anschlußstutzen 14, 14′ versehen ist. Dieses zylindrische Rohr 12 ist von einem äußeren Mantel rohr 16 umgeben, das ebenfalls mit Anschlußstutzen 18, 18′ ver sehen ist.

Im Inneren des zylindrischen Rohres 12 ist ein Schnecken rohr 20 drehbar angeordnet, wobei die Drehachse des drehbaren Schneckenrohres 20 mit der Achse des zylindrischen Rohres 12 und des Mantelrohres 16 zusammenfällt. Das Schneckenrohr 20 hat einen kreisrunden Querschnitt, und es ist so ausgebildet, daß sich die Drehachse in seinem Inneren befindet und daß zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche des zylindrischen Rohres 12 allseitig ein Spalt vorhanden ist. Genauer gesagt, das Schneckenrohr 20 ist ein eingängiges Rundgewinde mit großer Steigung.

Dem Schneckenrohr 20 ist ein Motor zugeordnet, um es zu einer Drehbewegung anzutreiben. Die beiden Enden des Schnecken rohres 20 sind mit Einführungen versehen. Eine dieser Einfüh rungen des Schneckenrohres 20 ist ebenso wie einer der An schlußstutzen 18, 18′ des Mantelrohres 16 mit einer Pumpe für ein flüssiges oder gasförmiges Beiz- oder Kühlmedium verbunden, und einer der beiden endseitigen Anschlußstutzen 14, 14′ des zylindrischen Rohres 12 ist mit einer Pumpe für ein flüssiges oder zähflüssiges Produkt verbunden. Dabei kann es sich um ein Lebensmittel handeln, das feste Teilchen enthält, wie z. B. Fruchtstückchen, deren Fruchtcharakter erhalten bleiben soll.

Die Wärmebehandlung dieses Lebensmittels kann in einer Er wärmung oder Abkühlung bestehen, was von der Temperaturdiffe renz gegenüber dem Wärmeaustauschmedium abhängt. Dabei kann der Wärmeaustausch im Gleich- oder Gegenstrom erfolgen.

Durch die Drehbewegung des Schneckenrohres 20 wird auf das Lebensmittel ein gewisser Vorschub ausgeübt, der mit seiner Zä higkeit zunimmt, wodurch Druckverluste abgebaut werden. Infolge der schonenden Bewegung des Lebensmittels wird eine Be einträchtigung seiner festen Teilchen vermieden. Das rotierende Schneckenrohr 20 bewirkt auch eine gute Durchmischung des Lebensmittels und damit eine Verbesserung des Wärmeübergangs von bzw. auf das Wärmeübertragungsmedium. Durch die Durchmi schung des Lebensmittels kann auch ein Festkleben oder Anhaften an der gekühlten oder beheizten Fläche des Schneckenrohres 20 und des zylindrischen Rohres 12 und damit eine Verschlechterung des Wärmeübergangs verhindert werden.

Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Wärmetauscher auch vertikal angeordnet sein, um die Wirkung der Schwerkraft für den Transport des zu behandelnden Produktes zu nutzen, oder um die Standfläche klein zu halten.

Wenn das zu behandelnde Produkt keine mechanisch empfind lichen Teilchen enthält, dann kann auch ein Schneckenrohr mit einem vieleckigen Querschnitt verwendet werden. Durch die Kan ten eines solchen Schneckenrohres werden in dem Produkt Turbu lenzen erzeugt, was den Wärmeübergang fördert.

Falls auf eine große Wärmeaustauschfläche kein Wert gelegt wird, dann kann das Mantelrohr 16 entfallen.

Claims

1. Wärmetauscher, bestehend aus einem äußeren Doppelrohr und einem zu einer Drehbewegung antreibbaren inneren Rohr, bei dem das innere Rohr und das äußere Doppelrohr von einem Wärme austauschmedium und der von dem inneren Rohr und dem äußeren Doppelrohr begrenzte Hohlraum von einem zu erwärmenden oder zu kühlenden Produkt durchströmt ist, wobei das innere Rohr als Schneckenrohr ausgebildet ist, dessen Verschraubungsachse mit der Achse des äußeren Doppelrohres zusammenfällt, und zwischen dem Schneckenrohr und dem äußeren Doppelrohr allseitig ein Spalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnecken rohr (20) ein eingängiges Rundgewinde mit großer Steigung ist, dessen Verschraubungsachse innerhalb seiner Querschnittsfläche liegt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrohr (20) einen kreisrunden Querschnitt hat.