DE538202C

DE538202C - Device for the continuous preparation of ice cream

Info

Publication number: DE538202C
Application number: DE1930538202D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-06-28
Filing date: 1930-04-30
Publication date: 1931-11-11
Also published as: GB345850A

Description

Die ErfindunThe invention

g betrifft Maschinen zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis und anderen festen oder halbfesten Substanzen aus flüssigen oder haibflüssigen Stoffen und insbesondere Mittel, um von der Arbeitsfläche das Gut kontinuierlich in dünner Schicht abzunehmen. Bei Herstellung von Speiseeis. Fetten, Fettersatzstoffen und anderen Massen durch Wärmeaustausch in einerg relates to machines for the continuous preparation of ice cream and other solid or semi-solid substances made of liquid or semi-liquid substances and in particular means to continuously thin the material from the work surface Take off the layer. When making ice cream. Fats, fat substitutes and others Masses through heat exchange in one

ίο zylindrischen Bearbeitungskammer wurde gefunden, daß der Wärmeaustausch am wirksamsten und das Produkt am gleichmäßigsten wird, wenn das Oberflächen-Volumenverhältnis, d. h. das Verhältnis der Wärmeaustaaschfläche zur Fläche des für den Durchgang des Materials offen stehenden Querschnittes so weit ais möglich vergrößert wird.ίο cylindrical processing chamber was found that the heat exchange is most efficient and the product most uniform when the surface-volume ratio, d. H. the ratio of the heat exchange area to the area of the for the passage of the Material open cross-section is enlarged as far as possible.

Hierzu wurde es bereits vorgeschlagen, in einen Hohlmantel, durch den ein KühlmittelFor this purpose, it has already been proposed, in a hollow jacket through which a coolant

ao hindurchgeschickt werden soll, noch einen zweiten, ebenfalls mit einem Kühlmantel beschickten Hohlkörper und in den Zwischenraum eine Schnecke zur Förderung der Gefriermassen einzubauen. Während in diesemao is to be sent through, a second one, also charged with a cooling jacket Hollow body and a screw in the space to convey the frozen masses to be built in. While in this

as Falle die Förderung der Gefriermassen ganz der Schnecke überlassen bleibt und im übrigen die Schnecke kaum in der Lage sein dürfte, von den Arbeite- oder Kühlflächen auch die dünnsten Schichten des Gefriergutes mit herunterzunehmen, handelt es sich mit vorliegender Erfindung um eine Maschine, bei der die Gefriermassen lediglich durch Druck gefördert und von den Kühl- oder Arbeitsflächen mit rotierenden Kratzen oder Messern abgehoben werden.The case of the conveyance of the frozen masses completely is left to the snail and the rest of the snail will hardly be able to the thinnest layers of frozen food on the work or cooling surfaces with taking down, it is with the present invention a machine at which only promotes the frozen masses by pressure and from the cooling or work surfaces be lifted off with rotating scrapers or knives.

Die Vergrößerung des ^! Oberflächen-Volumenverhältnisses geschieht bei derartigen Maschinen in der Weise, daß man den Durchmesser der Messerwelle bei einem gegebenen Durchmesser des Bearbeitungszylinders entsprechend vergrößert und so der zwischen Messerwelle und Wärmeaustauschfläche des Zylinders für den Durchgang des Materials zur Verfügung stehende Raum entsprechend reduziert wird. Die in diesem Raum vornandenen Messerklingen setzten bis jetzt der Vergrößerung des Oberflächen-Querschnittsverhältnisses jedoch gewisse Grenzen. Sofern der für den Durchgang des Materials zur Verfügung stehende Querschnitt so weit 5·) reduziert wird, daß die Messerklinge prozentual einen verhältnismäßig großen Teil jenes Raumes für sich in Anspruch nimmt, wird das Material, statt zwischen Klinge und Messerwelle durchzugehen, sich vor der Klinge zu stauen suchen, z. B. bei Speiseeis, das durch Gefrieren mehr oder weniger fest wird, verursacht die erwähnte Stauung der MassenThe enlargement of the ^! Surface-to-volume ratio occurs in such machines in such a way that the diameter of the knife shaft for a given diameter of the processing cylinder is increased accordingly and the space available between the knife shaft and the heat exchange surface of the cylinder for the passage of the material is correspondingly reduced. However, the knife blades in front of this room have set certain limits to the enlargement of the surface area ratio. If the cross section available for the passage of the material is reduced to such an extent that the knife blade takes up a relatively large percentage of that space, the material, instead of going through between the blade and the knife shaft, will be in front of the blade looking to stow, z. B. in ice cream, which is more or less solid by freezing, causes the aforementioned stagnation of the masses

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eine gewisse Drosselung im Durchgang des Materials durch den Bearbeitungsraum und gegebenenfalls ein Einfrieren der ganzen Maschine. Des weiteren verursacht die Stau-5 ung z. B. bei Speiseeis und Fettstoffen usw. und sofern Luft, Wasserstoff oder irgendein anderes Strömungsmittel mit in die Masse eingeschlagen wird, eine ungleichmäßige Verteilung des Strömungsmittels in der Gesamtlo masse, so daß für eine letzte gleichmäßige Durcharbeitung noch eine Extrakammer oder ein Extraschlagraum erforderlich wird. Bei gewissen Massen verursacht die Abdrosselung der Strömung, daß sich die Masse in ihre iS Bestandteile wieder zersetzt, also das Gegenteil von einer gleichmäßigen innigen Durchmischung erreicht wird.a certain restriction in the passage of the material through the processing area and possibly a freezing of the whole machine. Furthermore, the jam causes 5 ung z. B. in ice cream and fatty substances, etc. and provided air, hydrogen or any other fluid is hammered into the mass, an uneven distribution of the fluid in the Gesamtlo mass, so that for a last even Working through an extra chamber or an extra punching room is required. at Certain masses cause the throttling of the flow that the mass in their iS components decomposed again, so the opposite is achieved by a uniform, intimate mixing.

Der Hauptzweck der Erfindung ist, eine Messer- und Messerwellenkonstruktion zu schaffen, die, selbst wenn das Oberflächen-Querschnittsverhältnis weit über das bis jetzt mögliche Maß hinaus vergrößert wird, der Masse noch immer einen freien Durchgang., sichert.The main purpose of the invention is to provide a knife and knife shaft construction create that even if the surface aspect ratio is well above that until now possible dimension is increased, the mass still has a free passage., secures.

as Die Erfindung umfaßt Vorrichtungen zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis und anderen festen oder halbfesten Substanzen, und zwar Vorrichtungen mit einer Welle und einem auf dieser Welle sitzenden Körper, der, wie eingangs erwähnt, das Material von der Arbeitsfläche abnehmen soll. Die Erfindung selbst kennzeichnet sich dadurch, daß die Distanz zwischen der inneren Fläche des erwähnten Körpers und der genannten Welle wenigstens so groß ist, wie die Distanz zwischen der Arbeitsfläche und der Welle an derjenigen Stelle, an der sich Arbeitsfläche und Welle einander am nächsten kommen.The invention includes devices for continuous preparation of ice cream and other solid or semi-solid substances, namely devices with a shaft and a body seated on this shaft, which, As mentioned at the beginning, the material should be removed from the work surface. The invention itself is characterized by the fact that the distance between the inner surface of the mentioned Body and said wave is at least as large as the distance between the work surface and the shaft at the point where the work surface and Wave come closest to each other.

Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf eine Maschine zur Herstellung von Speiseeis oder zur Festigung von Fett und Schmalz durch Kühlung. Indes sollte es als selbstverständlich gelten, daß die Erfindung allein nur auf den Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung nicht beschränkt ist und ebensogut auch für Vorrichtungen verwendbar ist, mit denen ein gegebenes Gut während seiner Behandlung durch Erwärmung festgemacht wird. Die Erfindung kommt jedenfalls überall da zur Geltung, wo es gilt, mit einem großen Oberflächen-Querschnittsverhältnis zu arbeiten und das Gut von der Bearbeitungsfläche in dünner Schicht abzunehmen. Die Erfindung kann weiterhin verwendet werden auch da, wo mit einem Wärmeaustausch nicht gearbeitet werden sollte, z. B. wo es gilt, irgendwelche Dinge aus einer gegebenen Lösung auf der Oberfläche des Bearbeitungsraumes auszukristallisieren' oder für Verfahren, nach denen der physikalische oder chemische Zustand eines gegebenen Gutes durch den Kontakt mit einer katalytischen Oberfläche geändert wird.The following description is limited to a machine for the production of Ice cream or for strengthening fat and lard by cooling. However, it should be used as a It goes without saying that the invention applies solely to the subject matter of the following Description is not limited and can be used for devices as well is to which a given good is fixed by heating during its treatment will. In any case, the invention is used wherever it applies, with a large surface area ratio to work and remove the material from the working surface in a thin layer. The invention can also be used where there is no heat exchange should, e.g. B. where it applies, any things from a given solution on the surface of the processing room to crystallize 'or for processes according to which the physical or chemical state of a given good through contact with a catalytic surface is changed.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben werden. The invention is to be described below using an exemplary embodiment.

Auf der Zeichnung stellen dar Abb. ι eine Maschine zur kontinuierlichen Bereitung von Speiseeis,On the drawing represent Fig. Ι a machine for continuous Preparation of ice cream,

Abb. 2 den Bearbeitungsraum dieser Maschine im Längsmittelschnitt und vergrößerten Maßstabe,Fig. 2 the machining area of this machine in longitudinal center section and enlarged Scale,

Abb. 3 den Bearbeitungsraum im Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2. Die Abbildung zeigt, wie groß ungefähr das Verhältnis der betreffenden Teile sein soll für den Fall, daß Speiseeis gemischt mit Fruchtteilchen, z. B. gemischt mit Nußteilchen oder anderen festen Stoffen, hergestellt werden soll.Fig. 3 the machining area in cross section along line 3-3 of Fig. 2. The illustration shows how large the ratio of the parts in question should be for the Case that ice cream mixed with fruit particles, e.g. B. mixed with nut particles or other solid materials.

Abb. 4 stellt einen ebensolchen Schnitt wie Abb. 3 dar, jedoch speziell für den Fall der Verarbeitung von Fett u. dgl.Fig. 4 shows the same section as Fig. 3, but especially for the case of Processing of fat and the like

Gemäß Abb. 1 ruht die Bearbeitungskammer 11 auf einem Untergestell 10. 12 bezeichnet den Trichter für den Einlauf des gegebenen Gutes und 13 die Messerwelle. Dieselbe wird angetrieben durch einen Elektromotor 14, und· zwar über ein Reduktionsgetriebe 15. Motor und Getriebe sind mit einer Schutzhaube 16 abgedeckt. Eine Salzlösung oder irgendein anderes Kühlmittel wird der Bearbeitungskammer 11 zugeführt über eine Zuführungsleitung 17, ein Steuerventil 18 und· eine Rohrleitung 19. Der Abfluß des Kühlmittels vom Bearbeitungsraum erfolgt über eine Rohrleitung 20. Eine Nebenleitung 21 verbindet die Ableitung 20 mit dem Steuerventil 18. Die Strömung der Salzlösung oder des Kühlmittels wird gesteuert durch eine besondere im Gehäuse des Getriebes 15 mit untergebrachte Vorrichtung, die auf die jeweilige Größe des Drehmomentes der Maschine anspricht und mit einem Hebel 22 auf die Ventilspindel 23 wirkt.According to Fig. 1, the processing chamber is at rest 11 on an underframe 10. 12 designated the funnel for the infeed of the given material and 13 the knife shaft. Same is driven by an electric motor 14 via a reduction gear 15. The motor and gear are also included a protective hood 16 covered. A saline solution or some other coolant is fed to the processing chamber 11 via a feed line 17, a control valve 18 and · a pipeline 19. The outflow of coolant from the processing room takes place via a pipeline 20. A secondary line 21 connects the discharge line 20 with the Control valve 18. The flow of the saline solution or coolant is controlled by a special device housed in the housing of the gearbox 15, which responds to the respective size of the torque of the machine and with a lever 22 acts on the valve spindle 23.

Der Einlauftrichter 12 enthält das zur Verarbeitung kommende Gut und steht über einen Kanal 24 und über eine öffnung 25 mit einer in einem Kolben 26 vorhandenen. Kammer 28 in Verbindung. Der Kolben 26 ist in einem Gehäuse 27 hin und her beweglich, wobei noch erwähnt sei, daß dieses Gehäuse einen Teil des unteren Endes der Bearbeitungskammer bildet. Den Rückfluß des Gutes über öffnung 25 und Kanal 24 verhindern federbelastete Kugelventile 29, 29°. Nahe dem oberen Ende des Kolbens befindet sich eine Kammer 30, die über einen Kanal 31 mit der Atmosphäre oder irgendeiner Stelle in Verbindung steht, von der aus irgendein geeig- no netes Strömungsmittel zur Zuführung gelangt. Ein federbelastetes Kugelventil 33The inlet funnel 12 contains the goods to be processed and is above a Channel 24 and via an opening 25 with one in a piston 26. Chamber 28 in connection. The piston 26 is movable to and fro in a housing 27, wherein It should also be mentioned that this housing forms part of the lower end of the processing chamber. The return flow of the good over Opening 25 and channel 24 prevent spring-loaded ball valves 29, 29 °. Near the upper end of the piston is a chamber 30, which via a channel 31 with the Atmosphere or any place from which any suitable netes fluid reaches the supply. A spring loaded ball valve 33

steuert tlen Übergang des Strömungsmittels von Kammer 30 zur Kammer 28. Auf der Welle 13 ist ein Nocken 34 befestigt, der auf eine am unteren Ende des Kolbens 26 sitzende Rolle 35 wirken soll. Eine Feder 36 ist gegen eine am Kolben 26 gebildete Schulter gesetzt und hat die Aufgabe, die Rolle 35 für gewöhnlich immer mit dem Nocken 34 in Berührung zu halten. Die Kammer 28 kommuniziert mit dem unteren Ende 37 der Bearbeitungskammer. Bei Drehung der Welle 13 wird jedenfalls der Kolben 26 mit Hilfe des Nockens 34, der Rolle 35 und der Feder 36 in hin und her gehende Bewegung gesetzt. Diese hin und her gehende Bewegung des Kolbens bewirkt, daß das zur Behandlung gegebene Gut und ebenso die während der Behandlung" mit in das Gut einzuarbeitende Luft (oder irgendein anderes Strömungsao mittel) in die Bearbeitungskammer am unteren Ende derselben zur Einführung gelangt. Die Bearbeitungskammer besteht aus einem Außenmantel 38 und zwei Innenmänteln 39, 40, die durch* gegossene Stirndeckel^i, 42 in as zweckentsprechender Weise zusammengeschlossen sind. Zwischen dem Außenmantel 38 und dem Mantel 39 ist eine Packung 43 aus irgendeinem geeigneten Isoliermaterial vorgesehen. Zwischen dem Mantel 39 und dem Mantel 40 ist ein Raum 44 für den Durchgang des Kühlmittels gebildet. Dieser Raum 44 steht an dem einen Ende mit dem Kühlmitteleinlaß 19 und am anderen Ende mit einer Kammer 45 und weiter über diese Kammer mit dem Kühlmittelauslaß 20 in Verbindung. Am oberen Ende der, Bearbeitungskammer ist ein Auslaß 46 vorgesehen, über den das fertig bearbeitete Gut zuni Austrag gebracht wird. Aufgenommen wird dieses Gut von einem Gefäß 47, das auf einem am Untergestell 10 festsitzenden Träger 48 aufgestellt ist.controls the transition of the fluid from chamber 30 to chamber 28. On the shaft 13, a cam 34 is attached, which on a roller 35 seated at the lower end of the piston 26 is intended to act. A spring 36 is against a shoulder formed on the piston 26 set and has the task of the roller 35 usually always to keep the cam 34 in contact. The chamber 28 communicates with the lower end 37 of the processing chamber. When the shaft 13 rotates, the piston 26 is in any case with the aid of the cam 34, the roller 35 and the spring 36 set in reciprocating motion. This back and forth movement of the Piston has the effect that the goods given for treatment as well as those during the treatment " with air to be worked into the material (or some other flow agent) into the processing chamber at the bottom At the end of the same for introduction. The processing chamber consists of an outer jacket 38 and two inner jackets 39, 40, the through * cast end cover ^ i, 42 in as are appropriately grouped together. Between the outer jacket 38 and jacket 39 is a packing 43 of any suitable insulating material intended. Between the jacket 39 and the jacket 40 is a space 44 for the Passage of the coolant is formed. This space 44 is at one end with the Coolant inlet 19 and at the other end with a chamber 45 and further over this Chamber with the coolant outlet 20 in communication. At the top of the, processing chamber an outlet 46 is provided through which the finished material is discharged is brought. This material is picked up by a vessel 47 which is mounted on a support 48 fixed to the underframe 10 is set up.

Die Welle 13 zieht sich mitten durch den Innenmantel 40 hindurch, reicht also von dem einen Ende der Bearbeitungskammer bis zum anderen Ende. Innerhalb der Kammer besitzt die Welle einen bestimmten Durchmesser, d. h. einen Durchmesser, der das jeweils gewünschte Oberflächen-Volumenverhältnis schafft. Längs über die Welle 13 sind in gegebenen Abständen die Teile 49 angeordnet, auf denen die mit 50 bezeichneten Messerklingen montiert sind. Die Messerklingen 50 haben eine scharfe Kante 51 und sollen mit dieser das auf der Wärmeaustauschfläche sich in dünner Schicht festsetzende Gut abnehmen. Unter jeder der Messerklingen 50 ist in der Welle 13 eine Aussparung 52 vorgesehen. Die einwärts gerichtete Oberfläche der Messerklinge ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, gekrümmt. Die \ Oberfläche der Aussparung 52 ist im großen und ganzen der ebenerwähnten geimimmten Fläche der Messerklinge parallel gerichtet.The shaft 13 runs through the middle of the inner jacket 40, that is, it extends from one end of the processing chamber to the other end. Inside the chamber, the shaft has a certain diameter, ie a diameter which creates the respectively desired surface-volume ratio. The parts 49, on which the knife blades designated 50 are mounted, are arranged along the shaft 13 at given intervals. The knife blades 50 have a sharp edge 51 and are intended to use this to remove the material that is set in a thin layer on the heat exchange surface. A recess 52 is provided in the shaft 13 under each of the knife blades 50. As can be seen from the drawing, the inwardly directed surface of the knife blade is curved. The \ surface of the recess 52 is directed by and large parallel to the just mentioned identical surface of the knife blade.

Die Distanz A zwischen der inneren Fläche der Messerklinge und der in der Welle vorgesehenen Aussparung 52 genügt, um dem Gut einen freien Durchgang zu sichern. Gefunden wurde, daß die Distanz A wenigstens so groß sein muß wie die Distanz X, die zwi-_i sehen dem normalen Durchmesser der Welle und der Innenfläche des Mantels 40 gemessen wird. Bei Herstellung von Speiseeis werden die besten Resultate jedoch erzielt, wenn die Dimension A ungefähr das i¹/*- bis 1¹^fache der Dimension X beträgtThe distance A between the inner surface of the knife blade and the recess 52 provided in the shaft is sufficient to ensure a free passage for the material. Found was that the distance A must be at least as large as the distance X, see be- _i the normal diameter of the shaft and the inner surface of the shell is measured 40th In the production of ice cream, however, the best results are achieved when the dimension A is approximately i ¹ / * - to 1 ¹ ^ times the dimension X.

Die Schaffung des Durchganges unter der Messerklinge beseitigt die Gefahr, daß sich das Gut vor den Messerklingen staut, also wird jedenfalls verhindert, daß die Strömung des Gutes irgendwie gehemmt wird. Solche Hemmungen mußten früher, bei hohem Oberflächen-Volumenverhältnis und solange mit einer durchaus zylindrischen Welle gearbeitet wurde, immer in Erscheinung treten.The creation of the passage under the knife blade eliminates the risk that the material accumulates in front of the knife blades, so the flow is prevented in any case of the good is somehow inhibited. Such inhibitions had to be used in the past, with a high surface-to-volume ratio and as long as a perfectly cylindrical shaft was used, they always appear.

Früher war beim Arbeiten mit einer zylindrischen Messerwelle ein Oberflächen-Volumenverhältnis von ungefähr 1,2 cm² auf ι cm³ das Maximum, sofern befriedigende Resultate erzielt werden sollten. Die in Abb. 3 dargestellten Proportionen sind speziell für eine Herstellung von Speiseeis gemischt mit Nußteilchen oder anderen festen Stoffen gedacht. Das Oberflächen-Volumenverhältnis beträgt hier ungefähr 1,6 cm² auf ι cm³. Die Proportionen in Abb. 4 geben ein Oberflächen-Volumenverhältnis von 5,3 cm² auf ι cm³ und sind speziell für eine Verarbeitung von Fett u. dgl. gedacht. Beide Proportionen sind für die Bearbeitung dieser too und anderer Stoffe so weit geeignet, daß eine Extraschlagkammer zur Vervollständigung der Einmischung von Luft, Wasserstoff oder anderen Strömungsmitteln nicht erforderlich ist.In the past, when working with a cylindrical knife shaft, a surface / volume ratio of approximately 1.2 cm ² to ι cm ^{3 was} the maximum, provided that satisfactory results were to be achieved. The proportions shown in Fig. 3 are specially designed for the production of ice cream mixed with nut particles or other solid substances. The surface-to-volume ratio is here approximately 1.6 cm ² to ι cm ³ . The proportions in Fig. 4 give a surface-volume ratio of 5.3 cm ² to ι cm ³ and are specially intended for processing fat and the like. Both proportions are so suitable for processing these too and other materials that an extra impact chamber is not required to complete the mixing of air, hydrogen or other fluids.

Claims

Patent claims:

i. Device for the continuous preparation of ice cream and other solid or semi-solid substances, comprising essentially a cylindrical work surface, a shaft and a body seated on this shaft, which is to remove the goods under treatment from the work surface, characterized in that the distance ( A) between the inner surface of that body and the shaft is at least as great as the distance (X) between the working surface and the shaft at the point where the working surface and the shaft come closest to each other.

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2. Apparatus according to claim i, characterized in that the work surface is a heat exchange surface.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inner Area of the body that removes the goods from the work surface to the one facing them Surface portion of the shaft is guided essentially parallel.

4. Apparatus according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the ratio of the working area to the volume of the material under treatment is greater than 1.2 cm ³ to 1 cm ³ .

For this purpose ι sheet of drawings