装置、方法和用途与流程

本发明涉及热交换器，诸如具有用于混合内容物的内部刀片的热交换器，本文中也称为刮面式热交换器。

背景技术：

刮面式热交换器广泛应用于食品工业，主要用于连续加热和冷却粘性食物产品。本领域中已知的常规热交换器通常包括被夹套围绕的圆柱形室，安装在该室中的旋转轴以及铰链连接到该旋转轴的一系列刀片刮刀，以便使刀片在操作期间刮除室的内表面。

冷却或加热介质诸如氨、甘油、热水或蒸汽循环通过带夹套的圆柱形室，并通过常见的热交换程序提供热交换。产品在压力下穿过位于热交换器一端的导管，并通过位于其相对端的导管离开热交换器。在产品移动通过这两个导管之间的热交换器(该运动还可用于限定纵向方向)的过程中，通过安装到可旋转轴上的刀片刮刀将产品从圆柱形室的内表面刮除，从而根据需要实现加热或冷却。

在常规的刮面式热交换器中，刀片刮刀通过铰接销连接件连接到可旋转轴，使得刀片刮刀从其连接处自由地以角运动枢转出来。通常，刀片刮刀设计有孔和/或狭缝，并且通过合适的定位装置诸如铆钉、销和/或螺钉固定到转子上。

此外，在常规的刮面式热交换器中，刀片刮刀与热交换器的内表面直接接触。常规刀片的前缘与热交换器的内表面连续接触，从内表面连续刮除材料。

us7302999b2公开了一种刮面式热交换器刮刀片，其中该刀片可相对于驱动轴枢转；其进一步描述了刮面式热交换器的刮刀片，其中该刀片具有第二端，该第二端带有抵靠刮除表面而刮除接触的边缘，使得其在使用时接触刮除表面。

gb2232469a公开了一种刮面式热交换器，其中刀片刮刀通过使用铰链装置枢转地连接到转子，并且刮刀片的刮刃在定子的热交换表面上具有刀刃。

us3385354公开了通过销连接到刮面式热交换器的中心驱动轴的刀片，然而这些刀片可自由地枢转通过由带夹套的热交换筒和旋转轴限定的环形空间。它进一步描述了刮刀片的前缘被强制向外与热交换表面的内壁连续接触，并且这些刀片锋利的边缘连续地将经处理的材料从热交换表面的内壁上刮除。

在上述常规的刮面式热交换器中，刀片相对于旋转轴自由地绕轴旋转，其中刀片随着旋转轴的每次旋转向内和向外枢转，使得实现有效的热交换。

但是所描述的现有枢转刀片刮刀存在某些缺点。当产品在热交换器内积聚时，枢转刮刀片容易相对于轴径向移动和/或切向移动，这会降低刮除效率，因此是不可取的。当处理粘性产品诸如巧克力时，这个问题尤其严重。

此外，在所述的常规刮面式热交换器中，刀片在产品通过热交换器期间连续地从内表面刮掉产品，以确保表面被刮除干净，没有任何静电膜材料，同时补充追加材料，同样处理。这使得能够在热交换器的内表面和被处理的材料之间进行有效的热传递交换。

所描述的现有刮刀片存在某些缺点，因为刮刀片的效率很大程度上取决于被处理材料的性质和厚度。例如，粘性材料诸如巧克力，在热交换器内表面上留有不期望的厚静电膜。

在热交换器内部圆柱形表面上的粘性产品的积聚也称为产品结垢，其推动刮刀片远离内表面，导致加热和冷却不均，总传热效率降低。另外，积聚在刮刀片前缘上的产品向内推动刀片，从而对圆柱形室的热交换表面造成磨擦损坏，并且对刮刀片造成过度磨损和损坏。

在热交换器内部圆柱形表面上的粘性产品的积聚也称为产品结垢，其导致加热和冷却不均，总传热效率降低。

产品易于在刮刀片的前缘上积累，从而对圆柱形室的热交换表面造成磨擦损坏，并且对刮刀片造成过度磨损和损坏。

产品结垢还导致另外的问题，因为在生产线中必须周期性地中断制造程序，其中热交换器被布置成清洁交换器、移除积聚的产品和/或替换刀片和/或热交换器，或修复对刀片和/或热交换器的内表面的损坏。这样将导致相当大的经济损失。

因此，需要提供一种刮面式热交换器刮刀片，其具有避免相对于轴的不期望的径向和切向运动的特征，并且还提供更有效的刮除动作以防止产品积聚，并且仍然保持所需的刮除性能并且延长刀片寿命。此外，需要开发出一种用于刮面式热交换器刮刀的改进的刀片，其防止和/或减少刮面式热交换器的产品结垢和/或损坏，从而防止生产过程中不必要的停机时间。

本发明的另一方面解决了另一个问题。在常规的刮面式热交换器中，由于交换器的设计，可旋转轴以某种速度旋转，通常为300rpm至350rpm，以实现这些交换器的最佳操作效率。这种高旋转速度因增加刀片、产品和交换器内表面(圆柱形料筒)之间的摩擦，会导致产品劣化和燃烧的较高风险。然而，可旋转轴如果以太低的旋转速度操作，将因为产品不能从表面快速移除而导致不期望的产品积聚，并且发生效率较低的热传递交换。因此，需要提供一种热交换器，该热交换器被设计成在混合粘性材料时以最佳的旋转速度操作来实现良好的热传递效率，并且基本上避免和/或减轻与产品积聚在刮面式热交换器内表面上相关联的问题。

本发明的目的是解决本文所描述的一些或所有问题。

技术实现要素：

广义地，根据本发明提供了一种刮面式热交换器，其包括热交换表面和能够相对于所述表面周期性运动的轴(优选地，这种运动围绕沿轴的轴线旋转)，所述轴具有至少一个用于接合清扫元件的安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，所述刀片具有用于与所述安装装置接合的至少一个孔，使得清扫元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面以周期性运动(优选地旋转)移动时，清扫元件相对于移动(优选地旋转)的轴基本上不运动。并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

优选地，在本发明的一个实施方案中，清扫元件包括刀片，该刀片的前缘与热交换器的内表面的距离为0.05mm至10mm，优选地为0.1mm至8mm，更优选地为0.2mm至5mm。

优选地，在本发明的一个实施方案中，安装装置包括至少一个接合装置，其接合清扫元件，使得清扫元件连接到安装装置，其中当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

根据前述权利要求中任一项所述的刮面式热交换器，其中所述安装装置包括至少一个接合装置，其中该接合装置包括以基本上与可旋转轴成直角地的角度向外延伸的、用于与清扫元件接合的凸起，以便接合清扫元件，使得清扫元件连接到安装装置，其中当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

根据本发明的另一个优选实施方案，可旋转轴的最佳旋转速度为350rpm至1000rpm，更优选400rpm至800rpm，甚至更优选介于500rpm至700rpm之间，最优选地550rpm至650rpm。

本发明的另一方面包括一种操作如本文所述的本发明的热交换器的方法，其中所述轴是可旋转轴；该方法包括以本文给出的旋转速度旋转轴的步骤。已经发现有利的是，当以此旋转速度操作时，能够克服本文中所指出的现有技术的一些或所有问题。

在根据本发明的另一个有用的实施方案中，清扫元件通过非枢转连接件附接到可旋转轴，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

通常在本发明的另一个实施方案中，清扫元件包括具有多个接收装置(优选地包括纵向布置成穿过刀片主体的孔)的刀片，所述接收装置位于沿刀片的最长轴线的不同位置(这样的轴线在纵向方向上限定刀片)并且定向成使得该接收装置能够与安装装置接合以将刀片保持在热交换器内。

优选地，在本发明的一个实施方案中，清扫元件包括具有用于从热交换表面清扫材料的边缘(优选地沿刀片的最长轴线)的刀片，其中该刀片包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得刀片连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

优选地，根据本发明的清扫元件，其中该清扫元件包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的孔，用于与安装装置接合。

优选地，根据本发明的清扫元件，其中所述基本上t形的孔被线性地布置成与刀片的后缘相邻2mm至10mm，优选地为3mm至8mm，更优选地为5mm至7mm。

优选地，根据前述权利要求中任一项所述的刮面式热交换器，其中与可旋转轴基本上成直角地向外延伸的大致t形的元件适于与清扫元件接合，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有纵向布置成穿过刀片主体的多个配合的大致t形的孔，使得刀片连接到大致t形的元件，其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刀片相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述刀片基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明还涉及一种用于刮面式热交换器中的清扫元件，其中所述清扫元件包括至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不移动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明还涉及一种制备糖果的方法，该方法在刮面式热交换器中加热和搅拌脂肪基糖果混合物(诸如，巧克力混合物)，该刮面式热交换器包括热交换表面和旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不移动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

发明人惊奇地发现，对于本发明的另一个实施方案，通过将清扫元件通过非枢转连接件附接到根据本发明的可旋转轴上，以及使所述清扫元件不与热交换器的内表面直接接触，在热交换器的内表面上观察到很少的产品结垢或没有观察到产品结垢，从而导致均匀且更平滑的温度变化(无论是加热还是冷却)和/或改善的优异的传热效率。

发明人还惊奇地发现，根据本发明的又一个实施方案，通过将清扫元件通过非枢转连接件附接到根据本发明的可旋转轴上，以及使所述清扫元件不与热交换器的内表面直接接触，有利地在刮除元件的前缘上观察到很少的产品结垢或没有观察到产品结垢，从而导致对热交换器的热交换表面造成很少的磨损或不造成磨损，以及很少或没有对刮刀造成过度磨损或损坏，进而延长刀片的寿命。

根据本发明的另一个优点是，通过锁定刀片的运动，使得刀片相对于可旋转轴的径向和切向运动被阻碍，进而避免刀片的错误取向的风险。

根据本发明的一个实施方案的另一个优点是，将刀片附接到可旋转轴上所需的可拆卸紧固件的数量减少，这导致紧固装置松脱和污染食品材料的风险降低。

在本领域中众所周知，刮刀片的前缘与热交换器的内表面连续接触，使得这些刀片连续地从热交换器的内表面刮掉经处理的材料。这样会导致有效的热传递，因为将材料从表面刮干净以便确保没有产品积聚和/或燃烧，并且被追加材料迅速替换，进一步经历热交换程序。

在本领域中还众所周知的是，随着轴旋转，刮刀片的枢转性质随着每个向内和向外的摆动施加捏合作用，并且这些动作的组合在环形空间内产生较高的湍流，而且还充分地混合材料以获得良好的热传递。

发明人还惊奇地发现，与现有技术的教导相反，通过使用根据本发明的固定的非枢转和非接触清扫刀片，使得刀片的前缘基本上不与热交换器的内表面直接接触，从而观察到以下优点：观察到高湍流和充分的混合作用，实现良好的热传递，由此观察到很少的产品积聚或燃烧或观察不到产品积聚或燃烧。

不受理论的约束，据信，根据本发明的优选实施方案的刀片(其中刀片与热交换器的内表面之间没有直接接触)在与由可旋转轴和热交换器内表面限定的环形空间内正被处理的材料的接触点处产生压力波。据信该压力波搅动混合物，从而实现有效的加热和/或冷却。本发明的另一个优点是，存在很少或不存在常规刀片具有的相关联的问题的风险，例如产品积聚在刀片的后面或后表面上从而导致产品燃烧。

发明的第一方面

在本发明的第一方面，提供了一种刮面式热交换器，其包括热交换表面、可旋转轴和刮除元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述刮除元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得刮除元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。在本发明第一方面的一个优选实施方案中，提供了一种刮面式热交换器，其中安装装置包括至少一个接合装置，其中该接合装置包括基本上与可旋转轴成直角地向外延伸的、用于与刮除元件接合的凸起，以便接合刮除元件，使得刮除元件连接到安装装置，其中当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。

在本发明的第一方面的另一有用实施方案中，刮面式热交换器可以可选地包括以下优选的或可选的特征、元件和其部件中的一个或多个，和/或其一种或多种组合，如下所述：

凸起可以包括大致t形的元件，其与可旋转轴基本成直角地向外延伸，用于与刮除元件接合。

可旋转轴可包括能够在350rpm至1000rpm，更优选地400rpm至800rpm，甚至更优选地500rpm至700rpm，最优选地550rpm至650rpm的旋转速度下(和/或在本发明的方法中)旋转的轴。

刮除元件可包括刀片，该刀片具有与热交换表面刮除接触的边缘，其中该刀片包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得该刀片连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。刮除元件可包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的孔，用于与安装装置接合，并且可选地，大致t形的孔可以线性地布置成与刀片的后缘相邻2mm至10mm，优选地为3mm至8mm，更优选地为5mm至7mm。大致t形的元件可与可旋转轴基本成直角地向外延伸并且适于与刮除元件接合，其中所述刮除元件包括刀片，该刀片具有纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的啮合孔，使得刀片连接到大致t形的元件，其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刀片相对于旋转轴基本上不发生运动。

用于本发明第一方面的刮面式热交换器的刮除元件，其中所述刮除元件包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得刮除元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。

本发明第一方面的一个实施方案提供了一种制备食物产品的方法，该方法包括在刮面式热交换器(例如本发明第一方面的刮面式热交换器)中加热和/或搅拌食物混合物的步骤，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转的轴和刮除元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述刮除元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得刮除元件连接到安装装置，并且其特征在于，在加热和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。加热和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第一方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明第一方面的另一个实施方案提供了一种通过在(例如本发明的第一方面所述的)刮面式热交换器中冷却和/或搅拌混合物来制备食物产品的方法，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转的轴和刮除元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述刮除元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得刮除元件连接到安装装置，并且其特征在于，在加热和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刮除元件相对于旋转轴基本上不发生运动。冷却和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第一方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明的第一方面的其他实施方案包括，刮面式热交换器的组成元件或备用部件，例如刮除元件。

本发明的第一方面的其他细节在申请人的专利申请ep14184086.8中有所描述，本申请要求其优先权，并且该申请的内容以引用方式并入本文。

本发明的第二方面

在本发明第二方面，提供了一种刮面式热交换器，其包括热交换表面、可旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的第二方面的另一实用实施方案中，刮面式热交换器可以可选地包括以下优选项或可选特征、元件和其部件中的一个或多个，和/或其一种或多种组合，如下所述：

清扫元件可以可选地包括刀片，该刀片具有与热交换器的内表面的距离为0.05mm至10mm，优选地为0.1mm至8mm，更优选地为0.2mm至5mm的前缘。安装装置可以可选地包括至少一个接合装置，其中该接合装置包括基本上与可旋转轴成直角地向外延伸的、用于与清扫元件接合的凸起，以便接合清扫元件，使得清扫元件连接到安装装置，其中当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。凸起可以任选地包括大致t形的元件，其与可旋转轴基本成直角地向外延伸，用于与清扫元件接合。

可旋转轴可包括能够在350ppm至1000ppm，更优选地400rpm至800rpm，甚至更优选地500rpm至700rpm，最优选地550rpm至650rpm的旋转速度下(和/或在本发明的方法中)旋转的轴。

清扫元件可以可选地包括刀片，该刀片具有与热交换表面扫掠接触的边缘，其中该刀片包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得刀片连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。清扫元件可以包括具有纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的孔的刀片，用于与安装装置接合。大致t形的孔可以线性布置成与刀片的后缘相邻2mm和10mm，优选地为3mm和8mm，更优选地为5mm至7mm。

在本发明的第二方面的另一个实施方案中，刮面式热交换器可包括大致t形的元件，该元件与可旋转轴基本上成直角地向外延伸，并且适于与清扫元件接合，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有纵向布置成穿过刀片主体的多个大致呈t形的啮合孔，使得刀片连接到大致t形的元件，其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的第二方面的另一个实施方案中，清扫元件包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得清扫元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明第二方面的另一个实施方案提供了一种通过在(例如本发明的第二方面所述的)刮面式热交换器中加热和搅拌混合物来制备食物产品的方法，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转的轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得刮除元件连接到安装装置，并且其特征在于，在加热和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。加热和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第二方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明第二方面的又一个实施方案提供了一种用于制备食物产品的方法，该方法包括在刮面式热交换器中冷却和/或搅拌混合物的步骤，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，在冷却和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。冷却和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第二方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明的第二方面的其他实施方案包括，刮面式热交换器的组成元件或备用部件，例如清扫元件。

本发明的第二方面的其他细节在申请人的专利申请ep14184089.2中有所描述，本申请要求其优先权，并且该申请的内容以引用方式并入本文。

本发明的第三方面

本发明的第三方面提供了本发明的第一方面和第二方面的组合。

在本发明第三方面的一个实施方案中，提供了一种刮面式热交换器，其包括热交换表面、可旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的第三方面的另一实用实施方案中，刮面式热交换器可以可选地包括以下优选的或可选的特征、元件和其部件中的一个或多个，和/或其一种或多种组合，如下所述：

清扫元件可以可选地包括刀片，该刀片具有与热交换器的内表面的距离为0.05mm至10mm，优选地为0.1mm至8mm，更优选地为0.2mm至5mm的前缘。安装装置可以可选地包括至少一个接合装置，其中该接合装置包括基本上与可旋转轴成直角地向外延伸的、用于与清扫元件接合的凸起，以便接合清扫元件，使得清扫元件连接到安装装置，其中当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。凸起可以包括大致t形的元件，其与可旋转轴基本成直角地向外延伸，用于与清扫元件接合。

可旋转轴可包括能够在350ppm至1000ppm，更优选地400rpm至800rpm，甚至更优选地500rpm至700rpm，最优选地550rpm至650rpm的旋转速度下(和/或在本发明的方法中)旋转的轴。

清扫元件可以可选地包括具有与热交换表面扫掠接触的边缘的刀片，其中该刀片包括用于与安装装置接合的至少一个孔，使得刀片连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

清扫元件可以包括具有纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的孔的刀片，用于与安装装置接合。大致t形的孔可以可选地线性布置成与刀片的后缘相邻2mm和10mm，优选地为3mm和8mm，更优选地为5mm至7mm。

在本发明的第三方面的一个实施方案中，提供了一种刮面式热交换器(任选地如本发明的第三方面所述)，其中与可旋转轴基本上成直角地向外延伸的大致t形元件适于与清扫元件接合，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有纵向布置成穿过刀片主体的多个大致呈t形的啮合孔，使得刀片连接到大致t形的元件，其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的第三方面的另一个实施方案中，提供了一种用于刮面式热交换器的清扫元件，其中所述清扫元件包括至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明第三方面的另一个实施方案提供了一种用于制备食物产品的方法，该方法包括在刮面式热交换器中加热和/或搅拌混合物的步骤，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，在加热和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。加热和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第三方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明第三方面的又一个实施方案提供了一种用于制备食物产品的方法，该方法包括在刮面式热交换器中冷却和/或搅拌混合物的步骤，该刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴和清扫元件，所述轴具有至少一个安装装置，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个孔，用于与安装装置接合，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，在冷却和/或搅拌步骤期间，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。冷却和/或搅拌步骤可以同时进行和/或顺次进行，并且优选地都在刮面式热交换器(例如本发明的第三方面的刮面式热交换器)中进行。

本发明的第三方面的其他实施方案包括，刮表面热交换器的组成元件或备用部件，例如清扫元件。

本发明的第三方面的其他细节在申请人的专利申请ep14184092.6中有所描述，本申请要求其优先权，并且该申请的内容以引用方式并入本文。

本发明的其他方面

本发明的另一方面包括，使用如本文所述或要求权利的本发明的任何刮面式热交换器，以制备食物产品，例如甜食，例如基于脂肪的甜食(例如巧克力)、或基于脂肪的产品或饮料(例如咖啡，茶)、或冰淇淋甜食，或乳制品或烘焙产品。

本发明的又一方面包括制备如本文所述的食物产品的程序，该程序包括使用如本文所述或要求权利的本发明的刮面式热交换器，来加热/冷却和/或搅拌中间组合物例如脂肪中间体(例如巧克力料团)，以获得食品产品(例如，基于脂肪的甜食，例如巧克力)的步骤，其中所述中间组合物是食物产品(例如基于脂肪的甜食)的前体。

本发明的又一方面包括通过和/或可通过本发明的方法和/或装置获得的食物产品和/或其中间体(例如基于脂肪的甜食(例如巧克力)、或基于脂肪的产品或饮料(例如咖啡，茶)、或冰淇淋甜食，或乳制品或烘焙产品)。优选的食物产品是巧克力和咖啡。

如本文所用，术语食物产品包括可由人或动物食用的任何产品(优选地可由人食用)，因此包括饮料或其他液体食物产品，以及固体或其他形式(在标准条件下)的产品。优选地，食物产品表示可以被动物(优选人类)代谢以产生能量并构建组织的任何物质。

如本文所用，术语“巧克力”表示符合任何司法范围中巧克力的法律定义的任何产品，并且还包括全部或部分可可脂被可可脂等同物(cbe)和/或可可脂替代物(cbr)所替代的产品。巧克力涂层在本文中也称为巧克力壳。本文使用的术语“巧克力化合物”或“化合物”表示巧克力类似物(上下文另有明确说明的情况除外)，其特征在于存在任何量的可可固体(其包括可可液/料团、可可脂和可可粉)，尽管在一些司法范围中，化合物可以通过存在最小量的可可固体来合法地定义。本文使用的术语“巧克力甜食”表示包含如本文所定义的巧克力和/或化合物，并且任选地包含其他成分的食品。

除非本文中的上下文另有清楚说明，否则本文所用的优选巧克力包含以下任一种：黑巧克力、烘焙巧克力、牛奶巧克力、甜巧克力、半甜巧克力、酪乳巧克力、脱脂牛奶巧克力、混合乳制品巧克力、低脂巧克力、白巧克力、巧克力层、巧克力类似物，化合物和/或它们的任何混合物。

通常，巧克力包含连续脂肪相，优选地包含至少一种可可和/或可可样组分。脂肪相的合适组分和其他组分是本领域技术人员所熟知的。

本发明的巧克力的脂肪相可以包含：可可脂、乳脂、其他脂肪或油，和/或其混合物。当用等效组分全部或部分地替代这些组分中的一种或多种以产生类似的感官和/或风味特性时，会得到非标准巧克力，这意味着该组合物尽管味道与标准巧克力很相似，但不再符合标准巧克力的法律定义。

中间体

如本文所用，术语中间体和/或脂肪中间体和/或前体表示，在制备食物产品(例如制备基于脂肪的甜食产品)的程序中形成的材料，此类中间体为未完成形式，其仍需要进行进一步的加工，才能适于作为产品而销售(例如，这是因为若没有进行进一步加工，其表现出的风味、外观、形态和/或其他性质对于最终消费者来说仍然是不期望的，并且/或者该材料需要进行进一步加工，才能受人们所操控和/或包装成合适的产品形式)。

脂肪

本文所用的术语脂肪优选地指，适用于可食用食品，如基于脂肪的甜食产品(如巧克力)的三甘油酯，二甘油酯和/或单甘油酯。这种脂肪是众所周知的，并且可从常见的商业来源广泛获得，并且例如包含天然存在和/或合成改性的脂肪和油：例如可可脂(包括压制可可脂、通过溶剂萃取排出的可可脂和/或精制的形式、等同物和/或替代物)、乳脂肪(包括其脱水和/或分馏形式和/或其替代物)、黄油(包括其分馏形式)、植物脂肪(包括其天然改性和/或合成改性形式)。脂肪可以是固体或液体，并且优选地彼此相容。如果使用液体脂肪或油，则它们可以包括源自植物的那些脂肪或油；例如大豆油、棉籽油、花生油、葵花籽油、菜籽油、橄榄油、棕榈油、椰子油，棕榈仁油和/或其合适的混合物。

脂肪含量

本发明中使用的脂肪中间体的脂肪含量有效地为至少26重量％，更有效地为至少27重量％，最有效地为至少28重量％。

用于本发明的脂肪中间体的脂肪含量通常不超过30重量％，更合宜地不超过29重量％。

优选地，用于本发明的脂肪中间体的脂肪含量为27％至29％，更优选地为28％至29％，最优选地为约28.5％。

本发明的其他方面在本文的权利要求中描述。

应当理解，本发明的某些特征为了清楚起见而在单独的实施方案的上下文中进行描述，但也可以在本发明的单个实施方案和/或(单个或多个)方面中组合起来提供。相反，为了简明起见而在单个实施方案的上下文中所描述的本发明的各种特征，也可以单独地或以任何合适的子组合提供。

本发明的目的是解决现有技术中的一些或所有问题或缺点(例如本文所指出的)。

除非上下文另有明确指示，否则如本文所使用的术语的复数形式将被解释为包括单数形式，反之亦然。

本文使用的术语“包括”将被理解为，意指其后所列项是非穷尽性的，并且可以包括或可以不包括任何其他另外的合适项目，例如酌情而定的一个或多个另外的特征、组分、成分，和/或取代基。

在本文对本发明的讨论中，除非有相反的说明，否则对于参数的允许范围的上限和下限备选值的公开，外加所述值中的一个比另一个更为优选这一指示，被解释为以下说明暗示：即所述参数处于更优选的和次优选的所述备选项之间的的每个中间值，本身优选于所述次优选值，并且还优选于每个次优选值和所述中间值。

对于本文给出的任何参数的所有上限和/或下限，边界值均包括在每个参数的值中。还将理解，在本发明的各种实施方案中，本文所述的参数的优选的、和/或中间的最小边界值和最大边界值的所有组合，也可用于定义本发明的各种其他实施方案和/或优选项的每个参数的替代范围，无论这些值的组合是否已经在本文中有具体公开。

应当理解，本文中以百分比表示的任何量的总和不能(允许舍入误差)超过100％。例如，当表示为组合物(或其相同部分)的重量(或其他)百分比时，本发明(或其部分)所包含的所有组分的总和可以总计为100％，允许舍入误差。然而，在组分列表是非穷举性的情况下，这些组分中的每个百分比的总和可以小于100％，以允许本文中未明确描述的任何额外组分的额外量的一定百分比。

如本文所用，术语“基本上”可以指表示大量或大部分的数量或实体。当在其使用的上下文中相关时，“基本上”可以被理解为定量地表示(关于在说明书的上下文中其涉及的任何数量或实体)，其包括相关整体的至少80％、优选至少85％、更优选至少90％、最优选至少95％、特别是至少98％、例如约100％的比例。类似地，术语“基本上不含”可以类似地表示其所涉及的数量或实体包含不超过相关整体的20％、优选不超过15％、更优选不超过10％、最优选不超过5％、特别是不超过2％、例如约0％。

如本文所用，除非上下文另外指明，标准条件表示相对湿度为50％(±5％)，环境温度为23℃(±2℃)，空气流量小于或等于0.1m/s。

附加特征在本文中进行了描述，并且通过以下优选实施方案和附图的描述将显而易见，这些描述并不旨在限制本发明的范围。本发明的许多其他变型实施方案对于本领域的技术人员将是显而易见的，并且这样的变化被设想在本发明的广泛范围内。

不能将本说明书中对现有技术文献中的任何参考视为承认此类现有技术为众所周知的技术或构成本领域普遍常识的一部分。

现在将参考以下仅作为示例的附图和非限制性实施例详细描述本发明。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施方案的刮面式热交换器的整体外观的透视图。

图2是根据本发明的一个实施方案的刮面式热交换器的更详细的部分截面图。

图3是根据本发明的一个实施方案的刀片的透视图。

图4a是根据本发明的一个实施方案的t形元件相对于可旋转轴和具有t形孔的刀片的正视图。

图4b与图4a一样，但示出了根据本发明的一个实施方案的在热交换器的表面上锁定到位的刀片的正视图。

图5是示出根据本发明的另一个实施方案的刮面式热交换器的整体外观的透视图。

图6是示出磨损和燃烧产物积累的刀片的视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个优选实施方案提供了一种刮面式热交换器，其包括具有热交换表面4的圆柱形室，使混合物通过该热交换表面行进。该室被夹套(x)围绕，加热或冷却装置可循环通过该夹套，从而通过常见的热交换程序提供热交换。在室的一端设置有入口(x)，在其相对端设置有混合物可以通过的出口(x)。在室内部可旋转地安装可旋转轴2，并且在可旋转轴上固定地安装用于清扫混合物的纵向刀片3。

图2示出了本发明的一个优选实施方案，其中具有非接触刀片边缘(x)的刀片3与热交换表面(x)的内表面相距一段距离。可旋转轴2和热交换表面(x)的内表面在其中限定了环形空间(x)。

图2a示出了本发明的一个优选实施方案，其中刀片3具有支承在热交换表面(x)的内表面上的刀片边缘(x)。可旋转轴2和热交换表面(x)的内表面在其中限定了环形空间(x)。

图3示出了根据本发明的刀片3的一个优选实施方案的几何形状。刀片包括纵向布置成穿过刀片主体的多个基本上t形的孔(x)，用于接合安装装置1。

图4a和图4b示出了刀片3如何附接到可旋转轴2。将刀片3提供给安装装置1，使得轴上的安装装置能够穿过刀片，直到刀片搁置在安装装置的最宽的平坦表面上。然后使刀片在平行于可旋转轴的主轴线的方向上滑动，直到刀片中的孔与突出的安装装置对准。插入固定螺栓并拧紧。

图5是根据本发明的另一个实施方案的热交换器的照片。

图6示出了来自现有技术热交换器的损坏的刮刀片，其中刀片不以本文所述的用于本发明热交换器的方式布置，从而刮除热交换器的内表面并相对于轴切向地和径向地运动。

根据本发明，“刮面式热交换器”包括任何具有热交换表面、可旋转轴和清扫元件的热交换器。在一个实施方案中，刮面式热交换器可以是非圆柱形热交换器，例如椭圆形。在一个优选实施方案中，刮面式热交换器是圆柱形热交换器。

优选地，根据本发明，可旋转轴可以与热交换器同心地或偏心地安装，更优选地，可旋转轴优选地相对于圆柱形热交换器同心地安装。

如本文所用，可旋转轴被定义为传递旋转运动的旋转杆。在本发明的一个优选实施方案中，可旋转轴承载至少一个用于与刮除元件接合的安装装置，优选3至15个用于与刮除元件接合的安装装置，更优选5至10个用于与刮除元件接合的安装装置。

根据本发明的另一个优选实施方案，可旋转轴的最佳旋转速度为350至1000rpm，更优选400至800rpm，甚至更优选介于500至700rpm之间，最优选550至650rpm，例如575至625rpm，例如约600rpm。

本发明的另一方面包括一种操作如本文所述的本发明热交换器的方法，其中轴是可旋转轴；该方法包括以如本文给出的旋转速度旋转轴的步骤。

如本文所用，基本上无运动被定义为不运动，优选地被定义为针对力矩被锁定，更优选地被定义为刀片没有相对于可旋转轴的径向运动和切向运动。

如本文所用，基本上无接触被定义为没有接触，或者没有刮除接触或非接触或没有接触。

如本文所用，清扫元件被定义为刀片，优选具有前缘的刀片(其中前缘不与热交换器的内表面直接接触)，或者甚至更优选前缘与热交换器的内表面的距离为0.05mm至10mm、优选地为0.1mm至8mm、更优选地为0.2至5mm的刀片。

优选地，根据本发明，清扫元件包括刀片，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刀片在更优选地95％至99％的时间、更优选地100％的时间内没有相对于可旋转轴的运动。

优选地，根据本发明，清扫元件包括刀片，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，刀片在更优选地95％至99％的时间、更优选地100％的时间内不与热交换器的内表面接触。

优选地，在本发明的一个实施方案中，清扫元件包括至少一个刀片，所述刀片的前缘与热交换器的内表面的距离为0.1mm至10mm，优选地为0.1mm至5mm，更优选地为0.2mm至3mm，最优选地为0.25mm至2mm。

优选地，根据本发明，安装装置包括至少一个接合装置，以便接合刮除元件，优选地，安装装置包括3至15个接合装置，更优选5至10个接合装置。

在本发明的一个优选实施方案中，接合装置包括与可旋转轴基本成直角地向外延伸的凸起，用于与清扫元件接合。

在一个优选实施方案中，接合装置为凸起，其中所述凸起为大致t形的元件。

在本发明的一个优选实施方案中，接合装置包括大致t形的元件，其与可旋转轴基本成直角地向外延伸，用于与清扫元件接合。

在本发明的一个实施方案中，与可旋转轴基本成直角地向外延伸的大致t形的元件适于与清扫元件接合，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的啮合孔。

在本发明的一个实施方案中，与可旋转轴基本成直角地向外延伸的大致t形的元件适于与清扫元件接合，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的啮合孔，使得刀片连接至大致t形的元件，其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面周期性运动(优选地旋转)时，清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的一个优选实施方案中，与可旋转轴基本成直角地向外延伸的大致t形的元件与具有多个大致t形的啮合孔的刀片接合，使得当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上被锁定而不能相对于可旋转轴运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

在本发明的一个优选实施方案中，与可旋转轴基本成直角地向外延伸的大致t形的元件与具有多个大致t形的啮合孔的刀片接合，使得当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上被锁定而不能相对于可旋转轴运动，并且所述清扫元件不接触热交换器的内表面。

在本发明的一个优选实施方案中，与可旋转轴基本成直角地向外延伸的大致t形的元件与具有多个大致t形的啮合孔的刀片接合，使得当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件基本上被锁定而不能相对于可旋转轴运动，并且所述清扫元件与热交换器的内表面脱离。

优选地，根据本发明，清扫元件包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个孔，用于与安装装置接合。

更优选地，根据本发明，清扫元件包括刀片，该刀片具有被纵向布置成穿过刀片主体的多个大致t形的孔，用于与安装装置接合。

优选地，孔靠近刀片的后缘，所述孔邻近刀片的后缘线性布置。

优选地，孔为大致t形且靠近刀片的后缘，所述大致t形的孔邻近刀片的后缘线性布置。

更优选地，大致t形的孔线性地布置在距刀片后缘2至10mm、优选3至8mm、更优选5至7mm处。

在一个优选实施方案中，孔包括长度介于10和30mm之间、优选地介于15和25mm之间、更优选地介于17和20mm之间的纵向部分。

优选地，t形孔包括宽度介于3和15mm之间、优选地介于5和10mm之间、最优选地介于6和8mm之间的竖直部分。

优选地，t形孔包括宽度为30至50mm、优选地为20至40mm、更优选地为15至20mm的垂直于可旋转轴的横向部分。

优选地，根据本发明，清扫元件包括刀片，优选细长刀片，更优选多个细长刀片。

用作刀片的合适材料包括金属，优选钢或任何聚合材料。

如本文所用，基本上无接触被定义为没有接触，或者没有刮除接触或非接触或没有接触或无刮除。

如本文所用，基本上无运动被定义为不运动，优选地被定义为针对力矩被锁定，更优选地被定义为刀片没有相对于可旋转轴的径向运动和切向运动。

如本文所用，非枢转连接被定义为相对于连接点没有切向或径向运动的连接。

优选地，根据本发明，不存在刀片相对于可旋转轴的切向运动。

优选地，根据本发明，不存在刀片相对于可旋转轴的径向运动。

如此处所用，基本成直角地被定义为90度。

本发明的一个优选实施方案还涉及一种用于刮面式热交换器中的清扫元件，其中所述清扫元件包括至少一个用于与安装装置接合的孔，使得清扫元件连接到安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明的一个优选实施方案还涉及一种通过在刮面式热交换器中加热和搅拌混合物来制备食品的方法，所述刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴，所述轴具有至少一个安装装置和清扫元件，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个用于与安装装置接合的孔，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明的一个优选实施方案还涉及一种通过在刮面式热交换器中冷却和搅拌混合物来制备食品的方法，所述刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴，所述轴具有至少一个安装装置和清扫元件，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个用于与安装装置接合的孔，使得刮除元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

根据本发明的方法，其中所述食品可包括甜食产品或基于脂肪的产品或饮料，例如咖啡、茶或冰淇淋甜食或乳制品或烘焙产品。

更优选的方法通过在刮面式热交换器中加热和搅拌巧克力混合物来制备甜食产品，所述刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴，所述轴具有至少一个安装装置和清扫元件，其中所述清扫元件包括刀片，该刀片具有至少一个用于与安装装置接合的孔，使得清扫元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

更优选的方法通过在刮面式热交换器中冷却和搅拌巧克力混合物来制备甜食产品，所述刮面式热交换器包括热交换表面、可旋转轴，所述轴具有至少一个安装装置和刮除元件，其中所述刮除元件包括刀片，该刀片具有至少一个用于与安装装置接合的孔，使得刮除元件连接到所述安装装置，并且其特征在于，当可旋转轴相对于热交换表面旋转时，清扫元件相对于旋转轴基本上不发生运动，并且所述清扫元件基本上不与热交换器的内表面接触。

本发明的许多特征和优点通过详细说明书将显而易见，并且所附权利要求书旨在覆盖落入本发明的实质和范围内的本发明的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员将容易地想到许多修改形式和变化形式，不期望将本发明限制为所示出和描述的确切构造和操作，因此可以采用落入本发明的范围内的所有合适的修改形式和等同物。