Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Wärmetauscher, bei dem es sich um einen Schabewär- metauscher handelt, ist aus der EP 0 727 634 B1 bekannt. Bei diesem bekannten Wärmetauscher wird das zu behandelnde und zu temperie- rende Produkt durch einen Produktzylinder gepumpt. Wenn der Wär- metauscher zum Kühlen eingesetzt wird, wird als Wärmeübertragungsmedium für die abzuführende Wärmemenge auf der Sekundärseite Eiswasser, Glycol oder Sole eingesetzt oder direkt verdampfendes flüssiges Freon oder Ammoniak verwendet. Die Medien Freon oder Ammoniak sind nicht nur eine Gefahr für die Umwelt, sondern auch für die Personen, die die Vorrichtungen mit entsprechenden Wärmetauschern bedienen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Einsatz von um- weltgefährdenden oder für den Bediener gefährlichen Stoffen vermie- den wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- sprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.

Erfindungsgemäß wird die an sich bekannte Technik des Peltierelemen- tes eingesetzt, wobei bei entsprechend technischer Anwendung meh- rere Peltierelemente zum Einsatz kommen. Bei dem Wärmetauscher nach der Erfindung erfolgt die Ableitung der abzuführenden Wärme- menge nahezu ausschließlich durch das Peltierelement. Hierdurch ist es möglich, gewöhnliches Kühlwasser einzusetzen, dessen Austrittstempe- ratur über der Umgebungstemperatur liegt. Dieses Kühlwasser ist ein- fach in herkömmlichen Kühitürmen aufzubereiten.

Der Schabewärmetauscher gemäß der Erfindung ist zum kontinuierli- chen Erhitzen oder Kühlen von viskosen-oder hochviskosen Massen vorgesehen. Er weist einen Produktzylinder auf, der von einem Wärme- trägermedium umgeben ist und in dem eine drehangetriebene Welle angeordnet ist, die mit dem Produktzylinder einen im Querschnitt ring- förmigen Spaltraum zur Aufnahme der zur behandelnden Masse bildet.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, dass zwischen dem Wärmeübertragungsmedium und dem Produktzylinder auf der vom ringförmigen Spaltraum abgewandten Seite Peltierelemente angeord- net sind. Die Peltierelemente lassen sich praktisch vollflächig auf dem Produktzylinder anbringen, so dass für einen guten Wärmeübergang gesorgt ist.

Bevorzugt bilden die Peltierelemente eine Wärmepumpe, wenn der Wärmetauscher zur Kühlung eingesetzt wird. Sie können jedoch durch Umpolung der Spannungsversorgung ggf. auch zur Erhitzung der zu be- handelnden Masse eingesetzt werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Peltierelemente in einen von dem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Ringspalt angeordnet sind, der durch den Produktzylinder einerseits und einen diesen umgebenen äußeren Zylinder andererseits gebildet ist. Dabei sind die Peltierelemen- te vorteilhaft von einem Mantel aus wörmeleitfühigem Material, vorteil-

haft Kupfer, abgedeckt. Auf diese Weise sind die Peltierelemente ge- genüber dem Wärmeträgermedium geschützt, andererseits jedoch gut wärmeleitend mit diesem Verbunden. Auf einen wärmeleitfähigen schützenden Mantel kann verzichtet werden, wenn die Peltierelemente entsprechend korrosionsfest ausgebildet sind.

Vorteilhaft ist es, wenn der Produktzylinder 3 über seinen gesamten Um- fang als Peltierelement ausgeführt ist, da dann eine sehr gleichmäßige und zu gleich intensive Kühlwirkung bzw. Wärmeeinwirkung erzielt wer- den kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der gesamte Pro- duktzylinder oder Teile davon auf der den Peltierelementen zugewand- ten Seite ein oder mehrere Planeflächen aufweisen, die zur Aufnahme von planflächig ausgebildeten Peltierelementen ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung ist dann günstig, wenn die planen Peltierelemente wesentlich kostengünstiger verfügbar sind als die zum Aufbringen auf eine Zylinderfläche vorgesehenen. Alternativ können hier auch ent- sprechende gut wärmeleitende Adapterstücke vorgesehen sein, wel- che zu einer Seite die Zylinderwölbung und zur anderen eine Planfläche aufweisen.

Der ringförmige Spaltraum des Schabewärmetauscher in dem die zu- behandelnden Massen aufgenommen werden ist vorteilhaft mit Scha- bemessern versehen, welche an der drehangetriebenen Welle befes- tigt sind und die Oberfläche des Zylinders an seiner Innenseite berühren und beim Drehen der Welle ständig abschaben um auf diese Weise einen guten Wärmeübergang zwischen der im Spaltraum befindlichen zu behandelnden Masse und der Zylinderwandung zu ermöglichen.

Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn Stoffe verarbeitet wer- den, die aufgrund ihrer kristallisierenden oder hochviskosen Eigenschaft an der dem Medium zugewandten Oberfläche eine isolierende Schicht

bilden. In vorteilhafter Weise lässt sich also die Erfindung bei so genann- ten Schabewärmetauschern einsetzen, die mit Schabemessern ausge- rüstet sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung darge- stellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schabewärmeaustau- schers als eine Ausführungsform nach der Erfindung ; und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach der Er- findung, jedoch ohne drehangetriebene Welle und Scha- bemesser.

Die Wärmetauscher dienen dem Erhitzen oder Kühlen unterschiedlicher Stoffe, vorzugsweise aber von Nahrungsmitteln. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Margarine, Mayonnaise und Stärke. Auch Cremes und Salben werden behandelt.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden, insbesondere zur ther- moeiektrischen Kühlung, so genannte Peltierelemente 5 eingesetzt. Der Peltiereffekt beruht darauf, dass bei einem von Strom durchflossenen Zweileiterkreis eines Thermoelementes eine Lötstelle abgekühlt und die andere erwärmt wird. Der elektrische Strom erzeugt also bei ursprüng- lich einheitlicher Temperatur des Leiterkreises ein Temperaturgefälle zwi- schen den Lötstellen. Diesen Effekt macht sich die Erfindung zu Nutze, um auf der Sekundärseite des Produktzylinders 3, also auf der Seite, die dem ringförmigen Spaltraum 10 abliegt, die Wärme abzuführen.

Grundsätzlich ist die Erfindung zum Kühlen oder zum Erwärmen einsetz- bar. Im Folgenden wird als Beispiel der in der Zeichnung dargestellte

Schabewärmetauscher zum Kühlen einer zu behandelnden Masse be- schrieben.

Die zu behandelnde Masse wird durch einen ringförmigen Spaltraum 10 zwischen einer drehangetriebenen Welle 2 und einem Produktzylinder 3 gepumpt. Schabemesser 1, die an der Welle 2 befestigt sind, schaben das zu behandelnde Produkt von der Innenwand des Produktzylinders 3 ab und sorgen so für eine Umwälzung und für einen entsprechend ver- besserten Wärmeübergang.

Auf der Außenseite des Produktzylinders 3 ist eine Anzahl von Peltiere- lementen 5 angeordnet, die grundsätzlich in Reihe oder parallel ge- schaltet werden können. Die elektrischen Zuleitungen verlaufen durch Spalte 4 und bei 12 in Fig. 2 nach außen. Die Peltierelemente 5 sind durch einen äußeren Mantel 6 aus wärmeleitfähigem Material, bei- spielsweise Kupferblech abgedeckt und geschützt. Diese Einheit aus Peltierelementen 5 und äußerem Mantel 6 liegt in einem äußeren Zylin- der 8, der von dem Wärmeträgermedium durchspült wird. Dieses Wärmeträgermedium tritt bei 14 ein und bei 15 aus. Der Ringspalt, in dem die Einheit aus Peltierelementen 5 und wärmeleitfähigem Mantel 6 liegt, ist mit 7 bezeichnet. Dichtungen 9 dichten diesen Raum, in dem die Peltierelemente 5 liegen, an den Stirnseiten ab. Der Ringspalt 7 wird durch eine Dichtung 16 gegen den Produktzylinder 3 abgedichtet. Auf der anderen Seite befindet sich ein Flansch 13, der mit einer Dichtung 11 für eine Abdichtung gegen einen entsprechenden Flansch des äu- ßeren Zylinders 8 sorgt.

Im Betrieb wird die zu behandelnde Masse durch den ringförmigen Spaltraum 10 zwischen dem Produktzylinder 3 und der Welle 2 ge- pumpt. Die Peltierelemente 5 werden so von elektrischem Strom durch- flossen, dass die bekannte Kühlwirkung eintritt. Die dabei entstehende Wärme auf der gegenüberliegenden vom Spaltraum 10 abgewandten

Fläche des Peltierelementes 5 wird durch das Wärmeträgermedium in dem Ringspalt 7 abgeführt. Durch den Einsatz der Peltierelemente 5, die durch Steuerung des elektrischen Stromes reguliert werden können, ist eine Feinregulierung möglich.

Die Peltierelemente 5 können auch als vollflächige Beschichtung anstel- le einzelner Elemente eingesetzt werden. Hierdurch wird eine noch gleichmäßigere und lückenlosere Führung des Temperaturniveaus er- zielt.

Die Peltierelemente 5 können auch ohne wärmeleitende Kupferschutz- folie 6 eingesetzt werden sofern diese aus korrosionsfesten Materialien hergestellt sind bzw. mit solchen versehen sind.

Der Zylinder 10 kann auch vorteilhaft auf der den Peltierelementen zu- gewandten Seite axial verlaufenden planen Flächen anstelle zylindri- scher Form ausgestaltet sein. Dieses Merkmal verschafft den Vorteil, dass planflächige Elemente aufgebracht werden können.

Bezugszeichenliste 1-Schabemesser 2-Welle 3 - Produktzylinder 4-Spalte 5 - Peltierelemente 6-Mantel 7 - ringspalt 8 - Zylinder 9-Dichtungen 10-Spaltraum 12-Durchführung nach außen 13-Flansch <BR> <BR> <BR> <BR> 14-Wärmeträgermediumeintritt<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 15-Wärmeträgermediumaustritt 16-Dichtung