СКРЕБКОВЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА В ТАКОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ Российский патент 2019 года по МПК F28F19/00 F28G3/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к категории теплообменников, оборудованных лопатками для смешивания содержимого внутри теплообменника; в настоящем документе такой теплообменник также именуется скребковым теплообменником.

Предпосылки создания изобретения

Скребковые теплообменники широко используются в пищевой промышленности, главным образом для непрерывного нагрева и охлаждения вязких пищевых продуктов. Стандартный теплообменник для данной области, как правило, содержит цилиндрическую камеру, окруженную рубашкой, поворотный вал, установленный в камере, и ряд скребковых элементов, шарнирно соединенных с вращающимся валом, приводя в действие лопатки для соскребания продукта с внутренней поверхности камеры теплообменника.

Охлаждающие или нагревающие среды, такие как аммиак, глицерин, горячая вода или пар циркулируют в рубашке цилиндрической камеры, обеспечивая процесс теплообмена путем обычного теплообмена. Продукт под давлением поступает в теплообменник через трубопровод, расположенный с одной стороны теплообменника, и выходит из теплообменника по трубопроводу с противоположной стороны. Во время движения продукта из впускного к выпускному трубопроводу через теплообменник (можно использовать для определения продольного направление движения продукта) продукт удаляется с внутренней поверхности цилиндрической камеры скребковыми лопатками, установленными на поворотном валу, обеспечивая таким образом нагрев или охлаждение продукта (в зависимости от того, что требуется).

В стандартных скребковых теплообменников скребковые лопатки соединены с поворотным валом шарнирным болтом так, чтобы скребковая лопатка свободно поворачивалась при угловом движении. Как правило скребки выполнены с отверстиями и/или имеют специальные прорези. Они крепятся к ротору с помощью соответствующих крепежных элементов, таких как заклепки, штифты и/или винты.

Кроме того, в стандартных скребковых теплообменниках скребковые лопатки находятся в непосредственном контакте с внутренней поверхностью теплообменника. Набегающие кромки стандартных скребковых лопаток находятся в постоянном контакте с внутренней поверхностью теплообменника и непрерывно удаляют продукт с внутренней поверхности теплообменника.

В заявке US 7 302 999 В2 описываются скребковые лопатки скребкового теплообменника, в котором скребковая лопатка может поворачиваться относительно приводного вала; кроме того, в описании скребковой лопатки скребкового теплообменник говорится, что скребок имеет также вторую кромку, соприкасающуюся с целевой поверхностью цилиндра в процессе эксплуатации теплообменника.

В заявке GB 2232 469 описывается скребковый теплообменник, скребковые лопатки в котором шарнирно соединены с ротором, при этом кромки скребковых лопаток соприкасаются с кромкой ножевого устройства, расположенного на статоре скребкового теплообменника.

В заявке US 3 385 354 приведено описание лопаток, которые соединены с главным приводным валом скребкового теплообменника шпильками; лопатки свободно поворачиваются в пространстве не занятом рубашкой цилиндра теплообменника и поворотным валом. Здесь также сказано, что набегающие кромки скребковых лопаток имеют принудительно прижимаются к поверхности внутренней стенки теплообменника, заостренные кромки скребковых лопаток непрерывно удаляют обрабатываемый материал с поверхности внутренней стенки теплообменника.

В стандартных скребковых теплообменниках, описанных выше, скребки свободно вращаются вокруг своей оси относительно вращающегося вала, при этом при каждом повороте вала скребки поворачиваются внутрь и наружу, обеспечивая эффективный теплообмен.

Существуют определенные недостатки в конструкции поворотных лопаточных скребков, описанных выше. Когда продукт скапливается внутри теплообменника, поворотные скребки стремятся двигаться в радиальном направлении и/или по касательной к валу, что нежелательно, так как это снижает эффективность удаления материала. В частности, это приводит к проблемам при обработке вязких продуктов, таких как шоколад.

Кроме того, в стандартных скребковых теплообменниках, как уже говорилось выше, скребки непрерывно удаляют продукт с внутренней поверхности теплообменника во время его прохождения через теплообменник, очищая поверхность теплообменника от пленкообразующего материала, – на место увлекаемого материала поступает новый, и операция заново повторяется. Это позволяет эффективно осуществлять теплообмен между внутренней поверхностью теплообменника и обрабатываемым материалом.

У скребков есть определенные недостатки, о которых говорилось ранее, а эффективность работы лопаточных скребков в значительной степени зависит от природы и плотности обрабатываемого материала. Например, вязкие материалы, такие как шоколад, образуют на внутренней поверхности теплообменника толстую статическую пленку.

Накопления вязких продуктов на внутренней цилиндрической поверхности теплообменника, также именуемое наросты, уводят лопатку скребка в сторону от внутренней поверхности, что приводит к неравномерности нагрева и охлаждения продукта и снижению общей эффективности процесса теплопередачи. Кроме того, накапливаясь на передней кромке лопаток скребка продукт уводит скребок внутрь, это приводит к абразивному повреждению поверхности цилиндрической камеры теплообменника, чрезмерному износу и повреждению лопаток скребка.

Накопления вязких продуктов на внутренней цилиндрической поверхности теплообменника, также именуемое наросты приводят к неравномерности нагрева и охлаждения продукта и снижению общей эффективности процесса теплопередачи.

Продукт накапливается на передней кромке лопаток скребка, это приводит к абразивному повреждению поверхности цилиндрической камеры теплообменника, чрезмерному износу и повреждению скребковых лопаток.

Наросты продукта приводят к проблемам, вызывающим необходимость периодически прерывать работу производственной линии, выполнять очистку теплообменника, удалять накопившийся продукт и/или производить замену или ремонт поврежденных скребковых лопаток и/или восстанавливать внутреннюю поверхность теплообменника. Это приводит к значительным финансовым расходам.

Поэтому существует необходимость в обеспечении скребкового теплообменника скребками с характеристиками, которые позволяют избежать нежелательного радиального и тангенциального отклонения скребков относительно поворотного вала и обеспечивают более эффективное удаление продукта, предотвращая таким образом образование наростов, обеспечивая необходимую производительность и продлевая срок службы скребков. Также существует необходимость в разработке усовершенствованной скребковой лопатки для скребкового теплообменника, которая предотвратит и/или уменьшит вероятность образования наростов продукта и/или повреждения поверхности скребкового теплообменника, исключая тем самым ненужные производственные простои.

В другом аспекте настоящего изобретения рассматривается еще одна проблематика. Благодаря конструкции стандартных скребковых теплообменников поворотные валы вращаются на определенных скоростях, как правило, на скорости от 300 до 350 оборотов в минуту, обеспечивая оптимальную эффективность работы теплообменников. Такие высокие скорости вращения увеличивают риск ухудшения свойств продукта и его подгорания из-за увеличения трения между лопатками, продуктом и внутренней поверхностью барабана теплообменника. Однако вращение валов с малой скоростью приводит к нежелательному накоплению продукта (поскольку продукт медленно удаляется с поверхности теплообменника) и снижению эффективности процесса теплообмена. Необходим теплообменник, предназначенный для работы на оптимальных скоростях, обеспечивающих эффективную теплопередачу при смешивании вязких материалов, при этом следует избегать и/или в значительной степени нивелировать проблемы, связанные с накоплением продукта на внутренней поверхности скребкового теплообменника.

Задача настоящего изобретения состоит в решении некоторых или всех проблем, описанных в настоящем документе.

Краткое описание изобретения

В соответствии с настоящим изобретением вашему вниманию предлагается скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и вала, совершающего периодические движения относительно указанной поверхности (это движение должно совершаться вокруг продольной оси вала), при этом вал должен быть оборудован не менее чем одним устройством крепления скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время периодически выполняемого валом движения (предпочтительно вращения) вдоль теплообменной поверхности он оставался неподвижным относительно подвижного (предпочтительно поворотного) вала. К тому же, вышеназванный скребковый элемент не должен соприкасаться с внутренней поверхностью теплообменника.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения скребковый элемент предпочтительно состоит из лопатки с набегающей кромкой, расположенной на расстоянии 0,05 мм до 10 мм, предпочтительнее от 0,1 мм до 8 мм и еще более предпочтительно на расстоянии от 0,2 до 5 мм от внутренней поверхности теплообменника.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения устройство крепления скребкового элемента, должно обеспечивать такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена скребок остается неподвижным относительно поворотного вала, при этом скребковый элемент не должен соприкасаться с внутренней поверхностью теплообменника.

Скребковые теплообменники, указанные во всех предшествующих заявлениях, отличаются тем, что их крепежный элемент содержит по меньшей мере одно средство зацепления с выступом, выходящим наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом так, чтобы обеспечивалось такое соединение со скребковым элементом, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообменника скребок оставался неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения вращающийся вал имеет оптимальную скорость вращения от 350 до 1000 оборотов в минуту, предпочтительнее – от 400 до 800 оборотов в минуту, еще более предпочтительно – от 500 до 700 оборотов в минуту и наиболее предпочтительно – от 550 до 650 оборотов в минуту.

Очередной аспект настоящего изобретения включает способ работы теплообменника согласно изобретению, описанному в настоящем документе, в соответствии с которым вал теплообменника является поворотным; причем указанный способ включает в себя аспект вращения вала со скоростью, указанной в настоящем документе. Установлено, что при вращении вала теплообменника с это скоростью, проблемы, описанные выше в настоящем документе, удалось частично или полностью устранить.

В очередном полезном варианте исполнения данного изобретения скребковый элемент прикреплен к поворотному валу с помощью не шарнирного соединения, при этом вышеназванный скребковый элемент не имеет контакта с внутренней поверхностью теплообменника.

В другом варианте реализации настоящего изобретения скребковый элемент включает лопатку, имеющую множество ответных элементов (предпочтительно отверстий, расположенных вдоль корпуса лопатки). Вышеназванные ответные элементы расположены вдоль продольной оси лопатки (определяет продольное направление лопатки) таким образом, что они могут входить в зацепление с крепежным элементом, удерживающим лопатку внутри теплообменника.

Преимущественно в одном из вариантов реализации настоящего изобретения скребковый элемент, состоящий из лопатки, имеющей рабочую кромку (предпочтительно вдоль продольной оси лопатки) для удаления материала с поверхности теплообменника. При этом на лопатке имеется по крайней мере одно отверстие для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Предпочтительно скребковый элемент, согласно настоящему изобретению, представляет собой скребок, включающий лопатку с многочисленными ответными Т-образными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки для зацепления с крепежными элементами

Предпочтительно скребковый элемент, согласно настоящему изобретению, в описании которого говорится, что Т-образные смежные отверстия расположены линейно на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительнее от 3 до 8 мм и еще более предпочтительно от 5 до 7 мм от задней кромки лопатки

Предпочтительно скребковый теплообменник по любому из предшествующих пунктов, согласно которым Т-образные элементы, выступающие наружу под прямым углом к вращающемуся валу, служат для зацепления со скребковым устройством, при этом указанный скребковый элемент содержит лопатку, имеющую множество Т-образных отверстий, расположенных вдоль корпуса лопатки таким образом, что лопатка соединяется с Т-образным элементом так, что во время вращения вала относительно поверхности теплообмена лопатка остается неподвижной относительно поворотного вала и не касается внутренней поверхности теплообменника.

Настоящее изобретение также касается скребкового элемента, использующегося в составе скребкового теплообменника. Вышеназванный скребковый элемент имеет не менее одного отверстия для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором, во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Настоящее изобретение также относится к способу приготовления кондитерских изделий путем нагревания и перемешивания кондитерской смеси на жировой основе (например, шоколадной смеси) в скребковых теплообменниках с теплообменной поверхностью, поворотным валом, имеющим не менее одного крепежного элемента и скребкового элемента с лопаткой, которая, в свою очередь, имеет не менее одного отверстия для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое соединение скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Было неожиданно обнаружено, что при другом варианте реализации настоящего изобретения, а именно при присоединении скребкового элемента к вращающемуся валу в соответствии с изобретением с помощью не шарнирного соединения, при котором указанный скребковый элемент не находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью теплообменника, на внутренней поверхности теплообменника наблюдается незначительное накопление продукта, благодаря чему удается добиться более последовательного и плавного изменения температуры (при нагреве или охлаждении) продукта и/или значительного повышения эффективности теплопередачи.

Было также неожиданно обнаружено, что при дальнейшей реализации настоящего изобретения, а именно, при присоединении скребкового элемента к вращающемуся валу в соответствии с изобретением с помощью не шарнирного соединения, при котором указанный скребковый элемент не находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью теплообменника, на набегающих кромках лопаток скребкового элемента не накапливается продукт, благодаря чему удается не допустить абразивного повреждения поверхности теплообменника и избежать чрезмерного износа или повреждения скребковых лопаток, что способствует увеличению их срока службы.

Еще одним преимуществом согласно изобретению является то, что предотвращается риск неправильного расположения лопаток в пространстве путем блокировки движения лопаток в радиальном и тангенциальном направлениях относительно вращающегося вала.

Дополнительным преимуществом согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения является наличие уменьшенного количества съемных крепежных деталей, необходимых для крепления лопатки к вращающемуся валу, что способствует снижению риска разбалтывания крепежных элементов и загрязнения пищевого материала.

Хорошо известно, что в данном варианте исполнения передние кромки скребковых лопастей находятся в постоянном контакте с внутренней поверхностью теплообменника, обеспечивая таким образом удаление обрабатываемого материала с внутренней поверхности теплообменника. Это способствует эффективной передаче тепла, так как материал полностью удаляется с поверхности теплообменника, при этом не допускается накопления продукта и/или его пригорания, а на место увлекаемого материала поступает новый, и операция теплообмена повторяется заново.

Также хорошо известно, что благодаря тому, что при вращении вала лопатка скребка может поворачиваться, ей (при каждым повороте лопатки внутрь и наружу) выполняет перемешивание материала. Благодаря этим действиям, создается не только высокая турбулентность материала в замкнутом пространстве теплообменника, но и удается добиться тщательного перемешивания продукта и хорошей теплопередачи.

В отличие от предшествующего варианта исполнения, при котором использовалась техника фиксированного (не шарнирного) крепления лопаток без прямого контакта их передних кромок с внутренней поверхность теплообменника, нынешний вариант исполнения имеет ряд следующие преимуществ; отмечалось обеспечение высокой турбулентности и тщательности перемешивания материала, способствующих достижению хорошей теплопередачи, также обусловленной отсутствием или незначительным скоплением продукта на теплообменной поверхности, также наблюдается отсутствие подгорания продукта.

Без учета теории, предполагается, что лопатки в соответствии с предпочтительным вариантом исполнения настоящего изобретения, который не допускает никакого прямого контакта лопаток и внутренней поверхности теплообменника, создается волна давления в точке контакта с материалом, обрабатываемым в замкнутом пространстве теплообменника, которое определяется вращающимся валом и внутренней поверхностью теплообменника. Эта волна создаваемого давления перемешивает смесь, осуществляя тем самым эффективный нагрев и/или охлаждение. Это дополнительные преимущества, поскольку благодаря этому исключается или снижается до минимума риск возникновения проблем характерных для обычных лопаток – накопление продукта на задней поверхности лопаток, приводящего к подгоранию продукта.

Первый аспект изобретения

Согласно первому аспекту изобретения вашему внимаю предлагается скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно поворотного вала. В рамках предпочтительной реализации первого аспекта изобретения речь идет о скребковом теплообменнике, в котором крепежный элемент содержит по меньшей мере одно средство зацепления с выступом, выходящим наружу под прямым углом к вращающемуся валу для крепления скребкового элемента, чтобы он соединялся с крепежным элементом так, чтобы обеспечивалось такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена скребок оставался неподвижным относительно поворотного вала.

В очередном варианте реализации первого аспекта данного изобретения скребковый теплообменник может дополнительно содержать один или несколько из следующих основных или опциональных элементов и их компонентов в одной и/или более комбинациях:

Выступ может содержать Т-образный элемент, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом.

Поворотный вал – это вал, который может вращаться (и/или согласно другим вариантам исполнения изобретению вращается) на скорости от 350 до 1000 оборотов в минуту, предпочтительнее – от 400 до 800 оборотов в минуту и еще более предпочтительно – от 500 до 700 оборотов в минуту и наиболее предпочтительно – от 550 до 650 оборотов в минуту.

Скребковый элемент включает лопатку с кромкой для соскребания материала с поверхности теплообменника, при этом на лопатке имеется по крайней мере одно отверстие для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала. Скребковый элемент может состоять из скребка, имеющего множество Т-образных отверстий, расположенных продольно всего корпуса лопатки для зацепления с крепежными элементами. Т-образные отверстия располагаются в линию на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительнее – от 3 и 8 мм, более предпочтительно – от 5 до 7 мм от задней кромки лопатки. Т-образные элементы, выступающие наружу под прямым углом к вращающемуся валу, служат для зацепления со скребком, при этом указанный скребковый элемент содержит лопатку, имеющую множество Т-образных отверстий, расположенных вдоль корпуса лопатки таким образом, что лопатка соединяется с Т-образным элементом так, что когда вал поворачивается относительно поверхности теплообмена, лопатка остается неподвижной относительно поворотного вала.

Скребковый элемент, использующийся в скребковых теплообменниках, сконструированных согласно первому аспекту реализации изобретения, имеется по крайней мере одно отверстие для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала.

Одним из вариантов реализации первого аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом этапа/этапов нагрева и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике (представленного в рамках первого аспекта реализации настоящего изобретения), состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента со скребковой лопаткой, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время нагрева и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно поворотного вала. Операция(и) по нагреву и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии с первым аспектом реализации настоящего изобретения).

Одним из вариантов реализации первого аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом охлаждения и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике (представленного в рамках первого аспекта реализации настоящего изобретения), состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время нагрева и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно поворотного вала. Операция(и) по охлаждению и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии с первым аспектом реализации настоящего изобретения).

Другие варианты осуществления первого аспекта настоящего изобретения включают в себя составные элементы или запасные части скребкового теплообменника, например, скребковые элементы.

Другие подробности первого аспекта настоящего изобретения описаны в заявке на патент EP14184086.8, являющейся базовым документом, устанавливающим приоритет настоящего заявления, которое включает текст вышеназванных заявок на патент путем ссылки на них.

Второй аспект изобретения

Согласно второму аспекту изобретения вашему вниманию предлагается скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

В очередном варианте реализации второго аспекта данного изобретения скребковый теплообменник может дополнительно содержать один или несколько следующих основных или опциональных элементов и их компонентов в одной и/или более комбинациях:

Скребковый элемент может опционально включать лопатку с набегающей кромкой, которая должна располагаться на расстоянии от 0,05 мм до 10 мм, предпочтительнее от 0,1 мм до 8 мм и еще предпочтительнее на расстоянии от 0,2 до 5 мм от внутренней поверхности теплообменника. Крепежный элемент может опционально содержать не менее одного средства зацепления с выступом, выходящим наружу под прямым углом к вращающемуся валу для крепления скребкового элемента, чтобы он соединялся с крепежным элементом так, чтобы обеспечивалось такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена скребок не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника. Выступ может опционально содержать Т-образный элемент, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом.

Поворотный вал – это вал, который может вращаться (и/или согласно другим вариантам исполнения изобретению вращается) на скорости от 350 до 1000 оборотов в минуту, предпочтительнее – от 400 до 800 оборотов в минуту и еще более предпочтительно – от 500 до 700 оборотов в минуту и наиболее предпочтительно – от 550 до 650 оборотов в минуту.

Скребковый элемент опционально включает лопатку с кромкой для удаления материала с поверхности теплообменника, при этом на лопатке имеется по крайней мере одно отверстие для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена скребок остается неподвижным относительно поворотного вала. Скребковый элемент может включать лопатку с многочисленными ответными Т-образными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки для зацепления с крепежными элементами. Т-образные смежные отверстия расположены линейно на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 8 мм и еще более предпочтительно от 5 до 7 мм от задней кромки лопатки.

Согласно очередному способу реализации второго аспекта настоящего изобретения скребковый теплообменник может включать Т-образные элементы, выступающие наружу под прямым углом к вращающемуся валу, которые служат для зацепления со скребковым устройством, при этом указанный скребковый элемент содержит лопатку, имеющую множество Т-образных отверстий, расположенных вдоль корпуса лопатки таким образом, что лопатка соединяется с Т-образным элементом так, что когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, лопатка не касается внутренней поверхности теплообменника.

Согласно очередному способу реализации второго аспекта настоящего изобретения скребковый элемент опционально включает лопатку с кромкой для удаления материала с поверхности теплообменника, при этом на скребковом элементе имеется не менее одного отверстия для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала.

Одним из вариантов реализации второго аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом нагреву и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике (представленном в рамках второго аспекта реализации настоящего изобретения), состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время нагрева и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно вала. Операция(и) по нагреву и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии со вторым аспектом реализации настоящего изобретения).

Еще одним вариантом реализации второго аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом шага/шагов охлаждения и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время нагрева и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он не касался внутренней поверхности теплообменника. Операция(и) по охлаждению и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии со вторым аспектом реализации настоящего изобретения).

Другие варианты осуществления второго аспекта настоящего изобретения включают в себя составные элементы или запасные части скребкового теплообменника, например, скребковые элементы.

Другие подробности второго аспекта настоящего изобретения описаны в заявке на патент EP14184089.2, являющейся базовым документом, устанавливающим приоритет настоящего заявления, включающего текст вышеназванной заявки на патент путем ссылки на нее.

Третий аспект изобретения

Третий аспект настоящего изобретения сочетает первый и второй аспекты настоящего изобретения.

Согласно третьему аспекту изобретения вашему вниманию предлагается скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и поворотного вала (вал оборудован не менее чем одним устройством крепления), скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

В очередном варианте реализации третьего аспекта данного изобретения скребковый теплообменник может дополнительно содержать один или несколько из следующих основных или опциональных элементов и их компонентов в одной и/или более комбинациях:

Скребковый элемент может опционально включать лопатку с набегающей кромкой, которая должна располагаться на расстоянии от 0,05 мм до 10 мм, предпочтительнее от 0,1 мм до 8 мм и еще предпочтительнее на расстоянии от 0,2 до 5 мм от внутренней поверхности теплообменника. Крепежный элемент содержит по меньшей мере одно средство зацепления с выступом, выходящим наружу под прямым углом к вращающемуся валу для крепления скребкового элемента, чтобы он соединялся с крепежным элементом так, чтобы обеспечивалось такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно теплообменной поверхности скребок оставался неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника. Выступ может содержать Т-образный элемент, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом.

Поворотный вал – это вал, который может вращаться (и/или согласно другим вариантам исполнения изобретению вращается) на скорости от 350 до 1000 оборотов в минуту, предпочтительнее – от 400 до 800 оборотов в минуту и еще более предпочтительно – от 500 до 700 оборотов в минуту и наиболее предпочтительно – от 550 до 650 оборотов в минуту.

Скребковый элемент опционально включает лопатку с кромкой для соскребания материала с поверхности теплообменника, при этом на лопатке имеется по крайней мере одно отверстие для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором, во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Скребковый элемент может включать лопатку с многочисленными ответными Т-образными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки для зацепления с крепежными элементами. Т-образные смежные отверстия могут опционально располагаться линейно на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительнее – от 3 до 8 мм и еще более предпочтительно – от 5 до 7 мм от задней кромки лопатки.

Согласно третьему аспекту изобретения вашему внимаю предлагается скребковый теплообменник (опционально согласно описанному третьему аспекту изобретения) с Т-образными элементами, выступающими наружу под прямым углом к вращающемуся валу, которые служат для зацепления со скребковым устройством, при этом указанный скребковый элемент содержит лопатку, имеющую множество Т-образных отверстий, расположенных вдоль корпуса скребкового элемента таким образом, что лопатка соединяется с Т-образным элементом так, что когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, лопатка остается неподвижной относительно вращающегося вала и не касается внутренней поверхности теплообменника.

В очередном варианте реализации третьего аспекта данного изобретения скребковый элемент, использующийся в составе скребкового теплообменника, имеет не менее одного отверстия для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором во время периодически выполняемого валом движения относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала и не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Еще одним вариантом реализации третьего аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом шага/шагов нагревания и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время нагревание и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не контактировал с внутренней поверхностью теплообменника. Операция(и) по нагреванию и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии с третьим аспектом реализации настоящего изобретения).

Еще одним вариантом реализации третьего аспекта в рамках настоящего изобретения предусматривается способ приготовления пищевого материала с учетом шага/шагов охлаждения и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом во время охлаждения и/или смешивания продукта скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника. Операция(и) по охлаждению и/или перемешиванию могут выполняться одновременно и/или последовательно в скребковом теплообменнике (сконструированном, например, в соответствии с третьим аспектом реализации настоящего изобретения).

Другие варианты осуществления третьего аспекта настоящего изобретения включают в себя составные элементы или запасные части скребкового теплообменника, например, скребковые элементы.

Другие подробности третьего аспекта настоящего изобретения описаны в заявке на патент EP14184092.6, являющейся базовым документом, устанавливающим приоритет настоящего заявления, включающего текст вышеназванной заявки на патент путем ссылки на нее.

Другие аспекты изобретения

Еще один аспект настоящего изобретения включает использование любого скребкового теплообменника, как описано или заявлено в настоящем документе для подготовки пищевого продукта, например, кондитерского материала на жировой основе (например, шоколада) или других продуктов на жировой основе или напитков, таких как кофе, чай или кондитерские изделий с использованием мороженого или молочные продукты или хлебобулочные изделия.

Еще одним дополнительным аспектом настоящего изобретения является способ получения пищевого продукта, описанный в настоящем документе, этот способ включает в себя стадию нагрева/охлаждения и/или перемешивания промежуточного состава, жирсодержащего промежуточного продукта (например, шоколадной массы), являющегося основой для пищевого продукта (кондитерских изделий на жировой основе), с помощью скребкового теплообменника согласно изобретению, как описано или заявлено в настоящем документе, для получения пищевого продукта (например, кондитерских изделий на жировой основе, таких как шоколад).

Еще одним аспектом настоящего изобретения является пищевой продукт и/или его промежуточный продукт (например, кондитерские изделия на жировой основе, такие как шоколад) или продукты на жировой основе или напитки, такие как кофе, чай или кондитерские изделия с использованием мороженого или молочные продукты или хлебобулочные изделия, полученные с помощью методов и/или технике согласно настоящему изобретению. Предпочтительные пищевые продукты шоколад и кофе.

Используемый в данном описании термин пищевой продукт включает в себя любой съедобный продукт для человека или животного (предпочтительно для человека), а также напитки или другие жидкие пищевые продукты в твердой или других формах (в стандартных условиях). Пищевой продукт обозначает любое вещество, которое может быть усвоено животным (предпочтительно человеком) для получения энергии и строительства тканей.

Используемый здесь термин «шоколад» означает любые продукты, которые включены в юридическое определение шоколада в любой юрисдикции, а также продукты, в которых все или часть какао-масла заменена эквивалентными продуктами какао-масла (CBE) и/или заменителями какао-масла (CBR). Шоколадная глазурь здесь также именуется шоколадной оболочкой. Термины «шоколадное соединение» или «соединение», используемый в данном описании, если из контекста явно не следует иное, обозначают аналоги шоколада, характеризуемые наличием твердых веществ какао, которые включают какао тертое/какао-массу, какао-масло и какао-порошок в любом количестве, несмотря на то, что в некоторых странах это соединение может законодательно определяться, исходя из наличия в нем минимального количества твердых веществ какао. Термин «шоколадные кондитерские изделия», используемый здесь, обозначает продукт питания, который содержит шоколад и/или соединение, как определено в настоящем документе, а также дополнительно другие ингредиенты.

Если в тексте данного документа явно не указано иное, термин шоколад, использующийся в настоящем документе, включает в себя любое из следующих веществ: темный шоколад, шоколад для выпечки, молочный шоколад, сладкий шоколад, полусладкий шоколад, шоколадная пахта, обезжирено-молочный шоколад, смешанный молочный шоколад, шоколад с низким содержанием жира, белый шоколад, шоколадная глазурь, шоколадные аналоги, их соединение и/или любые смеси.

Как правило, шоколад содержит непрерывную жировую фазу, предпочтительно не менее одного компонента какао и/или какаового компонент. Подходящие компоненты жировой фазы и другие компоненты, хорошо известны специалистам в данной области.

Жировая фаза шоколада по настоящему изобретению может включать в себя: какао-масло, молочный жир, другие жиры или масла и/или их смеси. Нестандартные типы шоколада, когда один или более из этих компонентов заменены, полностью или частично, эквивалентными компонентами для получения аналогичных органолептических и/или вкусовых свойств, при этом полученная композиция не соответствует правовому определению стандартного шоколада, хотя такой продукт не отличается по вкусовым качествам от шоколада.

Промежуточный продукт

Используемый в данном описании термины: промежуточный продукт и/или жирный промежуточный продукт и/или предшественник обозначают материал, образованный в процессе изготовления пищевого продукта, например, для изготовления кондитерских изделий на жировой основе. Такой продукт представляет собой промежуточное соединение, требующее дополнительной обработки, прежде чем оно приобретет товарный вид (например, ввиду эстетических, вкусовых, морфологических и/или других свойств, которые не желательны для потребителя и которые можно устранить только с помощью дополнительной обработки и/или такая обработка необходима для дальнейшей работы и/или приданию продукта приемлемой упаковочной формы).

Жир

Термин жир, используемый в описании, относится к триглицеридам, диглицеридам и/или моноглицеридам, пригодные для использования в пищевых продуктах, например, кондитерские изделия на жировой основе – шоколад. Такие жиры хорошо известны и свободно доступны из обычных коммерческих источников и, например, включают природные и/или синтетически модифицированные жиры и масла, такие как масло какао (включая обработанных прессованием, экстрагированные и/или рафинированные формы таких материалов, их эквиваленты и/или заменители), молочный жир (включая безводной и/или фракционированную формы и/или заменители молока), масло (в том числе фракционированные изомерные формы), растительные жиры (включая модифицированные и/или синтетически модифицированные формы). Жиры могут быть твердыми или жидкими, они совместимы друг с другом. Если используются жидкие жиры или масла, они могут включать в свой состав жиры или масла растительного происхождения; например, соевое, хлопковое, арахисовое, подсолнечное, рапсовое, оливковое, пальмовое, кокосовое, пальмоядровое масла и/или их смеси.

Содержание жира

Содержание жира в жировом промежуточном продукте, обрабатываемом с помощью настоящего изобретения, должно составлять 26%, предпочтительнее – 27%, а предпочтительнее всего – 28% массовой доли продукта.

Содержание жира в жировом промежуточном продукте используемого в изобретении, не должно составлять более 30%, а еще лучше 29% массовой доли продукта.

Предпочтительно, чтобы содержание жира в жировом промежуточном продукте, использующемся в настоящем изобретении, составляло от 27% до 29%, более предпочтительно от 28% до 29% и наиболее предпочтительно около 28,5%.

Дальнейшие аспекты настоящего изобретения описаны в формуле изобретения.

Следует понимать, что определенные характеристики изобретения, которые для ясности приведены в тексте описания отдельных вариантов реализации изобретения, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте и/или аспекте конструктивного исполнения настоящего изобретения. С другой стороны характеристики изобретения, которые для краткости описаны в тексте одного варианта реализации изобретения, также могут быть представлены отдельно или в любой приемлемой комбинации.

Задачей настоящего изобретения является решение некоторых или всех проблем или недостатков, описанных в настоящем документе с использованием известного уровня техники.

Если в тексте явно не указано иное, формы множественного числа терминов в настоящем документе следует понимать, как включающие в себя форму единственного числа и наоборот.

Использующийся здесь термин «содержащий» будет означать, что приведенный список не является исчерпывающим, может или не может включать в себя любые другие дополнительные подходящие элементы, например, один или более дополнительных свойств, компонентов, ингредиентов и/или заменителей в зависимости от обстоятельств.

В описании изобретения в рамках настоящего документа, если не сказано иное, приведение альтернативных значений для верхнего и нижнего предела допустимого диапазона того или иного параметра в сочетании с заявленным значением, является предпочтительнее других величин. Его следует понимать в том смысле, что каждое промежуточное значение указанного параметра, находящееся между более предпочтительным и менее предпочтительным из указанных альтернативных значений, относится больше к менее предпочтительному значению, а также к каждому менее предпочтительному значению и указанному промежуточному значению.

Для всех верхних и/или нижних границ каких-либо параметров, приведенных в настоящем документе, граничное значение включается в значение каждого параметра. Следует также иметь ввиду, что все комбинации предпочтительных и/или промежуточных минимальных и максимальных значений параметров, описанных в данном документе в различных вариантах исполнения настоящего изобретения, могут быть также использованы для определения альтернативных диапазонов каждого параметра в различных других вариантах исполнения и/или предпочтительных вариантах реализации, независимо от того была или не была такая комбинация представлена в настоящем документе.

Следует понимать, что суммарное количество, указанное в настоящем документе в виде процентов не может (с учетом ошибок округления) превышать 100%. Например, сумма всех компонентов, которые в рамках данного изобретения (или его часть (частей)) включаются в композицию, может в процентном выражении (или ином выражении) от массы состава (или его части (частей)), составлять 100% и округляться. Тем не менее, когда список компонентов не является исчерпывающим, суммарный процент по каждому из таких компонентов может быть меньше, 100% с учетом определенного процента для дополнительного количества/количеств дополнительного компонента/компонентов, которые не могут быть подробно описаны в настоящем документе.

Используемый здесь термин «по существу», может относиться к количеству или образованию, подразумевая их количество или пропорцию. Там, где это применимо в том контексте, в котором термин «по существу» используется, его можно понимать как количество (по отношению к любой величине или образованию, к которому оно относится в контексте описания), подразумевая пропорцию не менее 80 %, предпочтительнее не менее 85%, еще предпочтительнее не менее 90%, 95%, наиболее предпочтительно в объеме 98%, например, около 100% от соответствующего целого числа. По аналогии термин «по существу свободных от» может также означать, что количество или образование, к которому оно относится, содержит не более 20%, предпочтительно не более 15%, еще предпочтительнее не более 10%, еще предпочтительнее не более 5 % и наиболее предпочтительно не более 2%, например, около 0% от соответствующего целого числа.

Используемые в данном описании, если в тексте не указано иное, стандартные условия обозначают относительную влажность 50% (± 5%), температуру окружающего воздуха 23°С (± 2°) и скорость потока воздуха, меньше или равную 0,1м/с.

Дополнительные функции описаны в данном документе будут очевидны из следующего описания предпочтительных вариантов реализации изобретения и фигур без ограничения цели данного изобретения. Многие другие варианты реализации настоящего изобретения очевидны специалистам в данной области, и такие варианты рассматриваются в рамках назначения настоящего изобретения.

Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данном описании не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или составляет часть общеизвестных знаний в области.

Настоящее изобретение будет описано подробно со ссылкой на следующие чертежи и примеров, которые носят сугубо иллюстративный характер.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен скребковый теплообменник в общем виде в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлен скребковый теплообменник в разрезе в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения

На фиг. 3 представлен общий вид лопатки в соответствии одним из вариантов реализации настоящего изобретения.

Фиг. 4а представляет собой вертикальный вид Т-образного элемента относительно поворотного вала и лопатки с Т-образным отверстием согласно одному из вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4B – то же, что и фиг. 4a, только на этой фигуре показан вид устройства лопатки, зафиксированной на поверхности теплообменника в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

На фиг. 5 представлен скребковый теплообменник в общем виде в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.

На фиг. 6 иллюстрируется тип износа лопатки и отложения в виде подгоревшего материала.

Примеры и дополнительные варианты реализации

Как показано на фиг. 1, предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения обеспечивает скребковый теплообменник, содержащий цилиндрическую камеру, имеющую теплообменную поверхность (4), через которую проходит обрабатываемый материал. Эта камера окружена рубашкой (X), где циркулирует теплоноситель или хладагент, которые обеспечивают выполнение процесса стандартного теплообмена. С одной стороны камеры предусмотрено впускное отверстие (X), с другой стороны находится выпускное отверстие (Х), через которые выходит смесь. Внутри камеры располагается поворотный вал (2) и на вращающийся вал надежно насажены лопатки (3) для удаления обрабатываемого материала.

На фиг. 2 показан предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения, в котором лопатка (3), кромка которой (X) находится на некотором расстоянии от внутренней поверхности теплообмена (X). Вращающийся вал (2) и внутренняя поверхность теплообменника (X) определяют рабочее пространство (X).

На фиг. 2а показан предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения, в котором лопатка (3) с кромкой (X) находится на некотором расстоянии от внутренней поверхности теплообмена (X). Вращающийся вал (2) и внутренняя поверхность теплообменника (X) определяют рабочее пространство (X)

Фиг. 3 иллюстрируют геометрию предпочтительной реализации лопатки (3) в рамках данного изобретения. Лопатка с многочисленными ответными Т-образными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки (X) для зацепления с крепежными элементами (1).

Фиг. 4а и 4b иллюстрируют, как лопатка (3) прикреплена к поворотному валу (2). Лопатка (3) крепится таким образом (1), что крепежные элементы на валу входит в зацепление, пока лопатка опирается на широкую плоскую поверхность крепежного устройства. Затем лопатка движется в направлении, параллельном главной оси поворотного вала до тех пор, пока крепежное устройство не войдет с ней в зацепление. Крепежный болт вставляется и затягивается.

На фиг. 5 представлен теплообменник в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения

На фиг. 6 показано поврежденная лопатки скребка при ранее использовавшихся вариантах исполнения теплообменника, при котором лопатки расположены не так, как указанно в настоящем описании теплообменника, реализованного согласно с изобретением. Она царапает внутреннюю поверхность теплообменника и перемещается по касательной и радиально относительно вала.

В соответствии с настоящим изобретением термин «скребковый теплообменник» включает в себя любой теплообменник, содержащий теплообменную поверхность, поворотный вал и скребки. Одним из возможных вариантов реализации скребковых теплообменников может быть нецилиндрический теплообменник, например, теплообменник овальной формы. В предпочтительном варианте реализации изобретения скребковый теплообменника представляет собой цилиндрический теплообменник.

В соответствии с изобретением поворотный вал может быть установлен концентрически или эксцентрически по отношению к теплообменнику, предпочтительнее устанавливать поворотный вал концентрически относительно цилиндрического теплообменника.

Описанный в настоящем документе поворотный вал, определен в качестве вращающегося стержня, передающего вращательное движение. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения поворотный вал имеет не менее одного крепежного устройства для зацепления со скребковым элементом, предпочтительно от 3 до 15 крепежных элементов для зацепления со скребками, более предпочтительно от 5 до 10 крепежных элементов для зацепления со скребковыми элементами.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения вращающийся вал имеет оптимальную скорость вращения от 350 до 1000 оборотов в минуту, предпочтительнее – от 400 до 800 оборотов в минуту и еще предпочтительнее – от 500 до 700 оборотов в минуту и наиболее предпочтительно – от 550 до 650 оборотов в минуту, например от 575 до 625 оборотов в минуту, около 600 оборотов в минуту.

Очередной аспект настоящего изобретения включает способ работы теплообменника согласно изобретению, описанному в настоящем документе, в соответствии с которым вал теплообменника является поворотным; причем указанный способ включает в себя аспект вращения вала со скоростью, указанной в настоящем документе.

Согласно настоящему документу отсутствием движения лопаток является отсутствие их движения, предпочтительно с возможностью блокировки момента, в частности, что еще более предпочтительно, отсутствие радиального и тангенциального движения лопаток относительно вращающегося вала.

Согласно настоящему документу отсутствие контакта является отсутствием контакта или отсутствие касания во время выполнения скребкового действия или касания.

Используемый в данном описании скребковый элемент определяется как лопатка, предпочтительно как лопатка, имеющая набегающую кромку, которая не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника или, что еще предпочтительнее, лопатка с набегающей кромкой, расположенной на расстоянии от 0,05 мм до 10 мм, предпочтительнее от 0,1 мм до 8 мм, еще более предпочтительно от 0,2 до 5 мм от внутренней поверхности теплообменника.

В соответствии с настоящим изобретением, скребковый элемент содержит лопатки, которые от 95 до 99% времени, предпочтительнее 100% времени остаются неподвижными по отношению к вращающемуся валу, когда поворотный вал вращается относительно поверхность теплообменника.

В соответствии с настоящим изобретением, скребковый элемент содержит лопатки, которые от 95 до 99% времени, более предпочтительно 100% времени не касаются внутренней поверхности теплообменника, когда поворотный вал вращается относительно поверхность теплообменника.

Предпочтительно в одном из вариантов реализации настоящего изобретения скребковый элемент состоит из не менее чем одной лопатки с набегающей кромкой, которая должна располагаться на расстоянии 0,1 мм до 10 мм, предпочтительнее от 0,1 мм до 5 мм и еще предпочтительнее на расстоянии от 0,2 до 3 мм и еще более предпочтительно от 0.25 до 2 мм от внутренней поверхности теплообменника.6

В соответствии с изобретением, крепежный элемент должен иметь не менее одного средства зацепления скребкового элемента, предпочтительно от 3 до 15 средств зацеплений, более предпочтительно от 5 до 10 крюков.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения средство зацепления содержит выступ, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом.

В предпочтительном варианте реализации изобретения средство зацепления представляет собой выступ в виде Т-образного элемента.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения средство зацепления содержит Т-образный выступ, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу для зацепления со скребковым элементом.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения Т-образный элемент, выступающий наружу под прямым углом к поворотному валу, подходит для зацепления со скребковым элементом, где указанный элемент содержит лопатку, имеющую множество ответных Т-образных отверстий продольно расположенных на корпусе лопатки.

Согласно очередному способу реализации настоящего аспекта данный Т-образный элемент, выступающий наружу под прямым углом к вращающемуся валу, служит для зацепления со скребковым устройством, при этом указанный скребковый элемент содержит лопатку, имеющую множество Т-образных отверстий, расположенных вдоль корпуса лопатки таким образом, что лопатка соединяется с Т-образным элементом так, что когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, лопатка не касается внутренней поверхности теплообменника.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения Т-образный элемент, выступающий наружу под прямым углом к вращающемуся валу, входит в зацепление с лопаткой, имеющей множество Т-образных отверстий, когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, скребковый механизм блокируется относительно поворотного вала, при этом скребковый элемент не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения Т-образный элемент, выдающийся наружу под прямым углом к вращающемуся валу, входит в зацепление с лопаткой, имеющей множество Т-образных отверстий; когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, скребковый механизм блокируется относительно поворотного вала, при этом скребковый элемент не касается внутренней поверхности теплообменника.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, Т-образный элемент, выступающий наружу под прямым углом к вращающемуся валу входит в зацепление с лопаткой, имеющей множество Т-образных отверстий, когда поворотный вал вращается относительно поверхности теплообмена, скребковый механизм блокируется относительно поворотного вала, при этом скребковый элемент не касается внутренней поверхности теплообменника.

Предпочтительно скребковый элемент согласно настоящему изобретению представляет собой скребок, включающий лопатку с многочисленными ответными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки для зацепления с крепежными элементами.

Предпочтительнее, чтобы скребковый элемент, согласно настоящему изобретению, представлял собой скребок, включающий лопатку с многочисленными Т-образными ответными отверстиями, расположенными вдоль продольной оси лопатки для зацепления с крепежными элементами.

Желательно, чтобы отверстия располагались близко к задней кромке лопасти, указанные отверстия должны располагаться в линию вдоль задней кромки лопасти.

Предпочтительно, чтобы Т-образные отверстия располагались близко к задней кромке лопасти, указанные Т-образными отверстия должны располагаться линейно в линию вдоль задней кромки лопасти.

Еще предпочтительнее, чтобы Т-образные смежные отверстия располагались в линию на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 8 мм и еще более предпочтительно от 5 до 7 мм от задней кромки лопатки.

В предпочтительном варианте реализации изобретения часть имеющихся отверстий расположены продольно на участке длиной от 10 до 30 мм, предпочтительнее от 15 до 25 мм и наиболее предпочтительно 17 и 20 мм.

Т-образное отверстие состоит из вертикальной части шириной от 3 до 15 мм, предпочтительнее от 5 до 10 мм, наиболее предпочтительно от 6 до 8 мм.

Т-образное отверстие включает горизонтальную часть, расположенную перпендикулярно к вращающемуся валу и имеющую ширину 30 и 50 мм, предпочтительнее – от 20 до 40 мм и наиболее предпочтительно – от 15 до 20 мм.

В соответствии с изобретением, скребковый элемент содержит лопатку, предпочтительно удлиненного типа, предпочтительнее несколько удлиненных лопаток.

Подходящие материалы для изготовления лопаток включает металл, предпочтительно сталь или любой полимерный материал.

Согласно настоящему документу отсутствие контакта является отсутствием контакта или отсутствие касания во время выполнения скребкового действия

Согласно настоящему документу отсутствием движения лопаток является отсутствие их движения, предпочтительно с возможностью блокировки момента, в частности, что еще более предпочтительно, отсутствие радиального и тангенциального движения лопаток относительно вращающегося вала.

Упомянутые в данном описании не шарнирное соединения являются соединениями, исключающими тангенциальные или радиальные перемещения элемента относительно точки соединения.

В предпочтительном варианте исполнения в соответствии с изобретением исключается тангенциальное перемещение лопатки по отношению к вращающемуся валу.

В предпочтительном варианте исполнения в соответствии с изобретением исключается радиальное перемещение лопатки по отношению к вращающемуся валу.

Согласно данному документу под прямым углом понимается угол в 90 градусов.

Предпочтительная реализация настоящего изобретения также распространяется на скребковый элемент в составе скребкового теплообменника. Вышеназванный скребковый элемент имеет не менее одного отверстия для зацепления с крепежным элементом, обеспечивающим такое крепление скребкового элемента, при котором, во время периодического вращения вала относительно поверхности теплообмена, скребок остается неподвижным относительно поворотного вала, а вышеназванный скребковый элемент не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника.

Предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения также относится способ приготовления пищевого материала путем нагрева и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не контактировал с внутренней поверхностью теплообменника

К предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения также относится способ приготовления пищевого материала путем охлаждения и/или перемешивания продукта в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

Способ в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому указанный пищевой продукт, может включать в себя кондитерские изделия или продукты на основе жира или напитки, такие как кофе, чай или мороженое кондитерского назначения или молочные продукты или хлебобулочные изделия.

Более предпочтительный вариант приготовления кондитерского материала – нагревание и/или перемешивание шоколадной массы в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника.

Более предпочтительный вариант подготовки кондитерского материала – охлаждение и/или перемешивание шоколадной массы в скребковом теплообменнике, состоящем из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления, скребкового элемента, состоящего из скребковой лопатки, имеющей не менее одного отверстия под крепление, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника

.Многие отличительные характеристики и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания. Прилагаемая заявка имеет целью охватить все характеристики и преимущества, относящиеся к сути и предмету настоящего изобретения. Кроме того, поскольку многочисленные модификации и вариации реализации являются очевидными для специалистов из данной сферы, нежелательно ограничивать изобретение точностью конструкции и способом эксплуатации, приведенными и описанными в настоящем документе – все подходящие модификации и варианты исполнения устройства охватываются данным изобретением.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в скребковых теплообменниках. Представлен скребковый теплообменник, состоящий из теплообменной поверхности и поворотного вала, оборудованного не менее чем одним устройством крепления скребкового элемента, скребковый элемент соединен с крепежным средством посредством выступа, представляющего собой по существу Т-образный элемент, и содержит лопатку с множеством ответных по существу Т-образных отверстий, расположенных вдоль продольной оси корпуса лопатки, при этом скребок должен крепиться так, чтобы во время поворота вала относительно поверхности теплообмена он оставался неподвижным относительно движущегося вала и не соприкасался с внутренней поверхностью теплообменника. Технический результат – повышение эффективности работы теплообменника. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Скребковый теплообменник, содержащий теплообменную поверхность, поворотный вал, имеющий по меньшей мере одно крепежное средство, и скребковый элемент, содержащий лопатку, имеющую по меньшей мере одно отверстие для такого зацепления с крепежным средством, при котором скребковый элемент соединен с крепежным средством, отличающийся тем, что при вращении поворотного вала относительно поверхности теплообмена скребковый элемент остается по существу неподвижным относительно вращающегося вала и по существу не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника, при этом скребковый элемент содержит лопатку с входной кромкой, расположенной на расстоянии от 0,05 до 10 мм от внутренней поверхности теплообменника, причем крепежное средство содержит по меньшей мере одно средство зацепления, которое содержит выступ, выступающий наружу под по существу прямым углом к поворотному валу для такого зацепления со скребковым элементом, при котором скребковый элемент соединен с крепежным средством, при этом выступ представляет собой по существу Т-образный элемент, выступающий наружу под по существу прямым углом к поворотному валу для зацепления со скребковым элементом, причем скребковый элемент содержит лопатку с множеством по существу Т-образных отверстий, расположенных вдоль продольной оси корпуса лопатки для зацепления с крепежными средствами.

2. Скребковый теплообменник по п. 1, в котором скребковый элемент содержит лопатку с входной кромкой, расположенной на расстоянии от 0,1 до 8 мм, предпочтительно от 0,2 до 5 мм, от внутренней поверхности теплообменника.

3. Скребковый теплообменник по п. 1 или 2, в котором поворотный вал выполнен с возможностью вращения со скоростью от 350 до 1000 об/мин, предпочтительно от 400 до 800 об/мин, более предпочтительно от 500 до 700 об/мин, наиболее предпочтительно от 550 до 650 об/мин.

4. Скребковый теплообменник по любому из пп. 1–3, в котором указанные по существу Т-образные отверстия расположены линейно рядом с задней кромкой лопатки на расстоянии от 2 до 10 мм, предпочтительно от 3 до 8 мм, более предпочтительно от 5 до 7 мм, от нее.

5. Способ приготовления пищевого продукта путем нагревания или охлаждения и перемешивания смеси в скребковом теплообменнике, содержащем теплообменную поверхность, поворотный вал, имеющий по меньшей мере одно крепежное средство, и скребковый элемент, содержащий лопатку, имеющую по меньшей мере одно отверстие для такого зацепления с крепежным средством, при котором скребковый элемент соединен с крепежным средством, отличающийся тем, что при вращении поворотного вала относительно поверхности теплообмена скребковый элемент остается по существу неподвижным относительно вращающегося вала и по существу не соприкасается с внутренней поверхностью теплообменника, при этом скребковый элемент содержит лопатку с входной кромкой, расположенной на расстоянии от 0,05 до 10 мм от внутренней поверхности теплообменника, причем крепежное средство содержит по меньшей мере одно средство зацепления, которое содержит выступ, выступающий наружу под по существу прямым углом к поворотному валу для такого зацепления со скребковым элементом, при котором скребковый элемент соединен с крепежным средством, при этом выступ представляет собой по существу Т-образный элемент, выступающий наружу под по существу прямым углом к поворотному валу для зацепления со скребковым элементом, причем скребковый элемент содержит лопатку с множеством по существу Т-образных отверстий, расположенных вдоль продольной оси корпуса лопатки для зацепления с крепежными средствами.