DE102009045145A1

DE102009045145A1 - Verfahren und Kühltunnel zum Kühlen von Gütern

Info

Publication number: DE102009045145A1
Application number: DE102009045145A
Authority: DE
Inventors: Uwe Oertel
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Kühltunnel zum Kühlen von Produkten, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Produkte auf Paletten (7) gestapelt werden und kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander einen Kühltunnel (1) durchlaufen und dabei mindestens einem Kühlmittelstrom (3a) ausgesetzt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für den Kühlmittelstrom (3a) Kälte aus Elektroenergie erzeugt wird, wofür an sich bekannte Peltierelemente (5) verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Produkten, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Produkte auf Paletten gestapelt werden und diese Produktpaletten kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander einen Kühltunnel durchlaufen und dabei mindestens einem Kühlmittelstrom ausgesetzt werden.
Die Erfindung betrifft auch einen Kühltunnel zum Kühlen von Produkten.
Verfahren und Kühltunnel zum Kühlen von Produkten sind beispielsweise aus der DE 100 17 408 , der EP 1 455 151 B1 oder der nachveröffentlichten DE 10 2008 040 353.5 bekannt.
Gegenwärtig erfolgt die Erzeugung der Kälte für die Kühlung der Produkte bzw. der auf Paletten gestapelten Güter mit einem so genannten Kälteregister. Als Kühlmedium dient entweder Kaltwasser oder das Kältemittel Ammoniak (NH3). Dies setzt immer eine entsprechende Kältemaschine, inklusive Verrohrung und im Falle von NH3 auch Sicherheitseinrichtungen voraus. Der Kältemitteltransport erfolgt zumeist über größere Entfernungen. Der apparatetechnische und auch der verfahrenstechnische Aufwand ist hoch.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Kühlen von Gütern, insbesondere von auf Paletten gestapelten Gütern, sowie einen Kühltunnel zum Kühlen bzw. Abkühlen dieser Güter anzugeben, das bzw. der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für den Kühlmittelstrom Kälte aus Elektroenergie erzeugt wird, wofür an sich bekannte Peltierelemente verwendet werden.
Peltierelemente sind thermoelektrische Bauelemente, die zwar deutlich teurer als herkömmliche Kompressor- oder Absorber-Kühlsysteme sind, aber den Vorteil haben, dass sie durch Regeln des Betriebsstromes sehr genau auf die erforderlichen Temperaturen eingestellt werden können. Diese Peltierelemente wurden bisher in der Elektronikindustrie, z. B. zur Kühlung von hochempfindlichen Funkempfängern, Leistungstransistoren, Laserdioden oder sonstigen elektrischen Geräten oder für die Medizin- und Labortechnik, z. B. für kosmetische oder medizinische Kühlcontainer und Kühltische verwendet.
Es ist das Verdienst des Erfinders erkannt zu haben, dass diese Peltierelemente sich auch für den Einsatz in Kühltunneln zum Kühlen von Produkten der Lebensmittelindustrie eignen.
Gegenüber herkömmlichen Kühlelementen besteht der Vorteil von Peltierelementen in der direkten Umwandlung von elektrischer Energie in Kälte.
Peltierelemente arbeiten vibrationsfrei und leise, so dass keine Schallemmisionen bei der Kälteerzeugung auftreten. Die Peltierelemente weisen nur geringe Abmaße auf und daher leicht und gut handhabbar sowie platzsparend. Sie können niedrige Temperaturen bis zu minus 70°C erzeugen. Ihre Wirkungsgrade und Wirtschaftlichkeit sind hoch.
Besonders vorteilhaft ist für die Verfahrensführung, dass die Erzeugung von Kälte direkt am Verwendungsort vorgenommen wird, so dass kein Kältemitteltransport wie bisher über größere Entfernungen notwendig ist. Auf den Einsatz von speziellen Kältemitteln kann daher verzichtet werden.
Eine zweckmäßige Variante des Verfahrens kann darin bestehen, dass vorzugsweise Luft in den Kühltunnel geblasen wird, die sehr schnell und einfach mit Hilfe der Peltierelemente abgekühlt wird und so ein preiswertes Kühlmedium darstellt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die an den Außenseiten eines im Kühltunnel vorhandenen Kühlkanals angeordneten Peltierelemente mit Wasser gekühlt werden.
Der Einsatz der an sich bekannten Peltierelemente bietet auf einfache Weise auch die Möglichkeit, die Stromrichtung der Peltierelemente umzupolen. Dadurch kann man anstelle Kälte bzw. einen Kühlmittelstrom zu erzeugen, Wärme erzeugen. Die Erfindung eignet sich daher auch zum Erwärmen von Gütern. Anstelle eines Kühlmittelstroms durch die Palettenstapel zu schicken, wird dann mittels eines Wärme- bzw. Heizstromes die gewünschte Erwärmung bzw. Aufheizung der Güter vorgenommen.
Ein Kühlen und Erwärmen kann dadurch in ein- und derselben Einrichtung erfolgen, was einen weiteren Vorteil des Verfahrens darstellt.
In einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass man die erzeugte Wärme gewünschtenfalls zum Abtauen des Kühltunnels verwendet. Man spart sich dadurch eine zusätzliche Abtauheizung.
Die Erfindung betrifft auch einen Kühltunnel gemäß Anspruch 6. Der Kühltunnel dient zum Kühlen von Produkten, insbesondere von auf Paletten gestapelten Lebensmitteln, wie Molkereiprodukte, wobei diese Produktpaletten kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander im Inneren des Kühltunnels der Stapel transportierbar sind und dabei mit wenigstens einem Kühlmittelstrom beaufschlagbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kühlmittelstrom bzw. Kälte aus Elektroenergie erzeugbar ist, wofür an sich bekannte Peltierelemente verwendbar sind.
Die Vorteile wurden schon beim erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben und sollen deshalb an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Zweckmäßigerweise ist eine Mehrzahl bzw. ein Verbund an Peltierelementen vorgesehen. Dadurch ist die Erzeugung von Kälte direkt aus Elektroenergie besonders effektiv. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die einzelnen Peltierelemente in mindestens einer Reihe nacheinander angeordnet sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwei parallele Reihen von Peltierelementen am Kühlkanal angeordnet sind. Diesen Reihen an Peltierelementen ist eine Gebläseanordnung vorgeschaltet, die Luft durch einen freibleibenden Kanal zwischen den Peltierelementen bläst. Die Peltierelemente kühlen dabei diese Luft, die als Kaltluft bzw. Kühlmittelstrom bezeichnet ist. Die Kaltluft wird danach im Kreislauf geführt und kühlt den Produktstapel bzw. die Güter ab. Als Gebläseanordnung dient ein an sich bekannter Ventilator.
An der Außenseite des Kühlkanals werden die Peltierelemente mit Wasser oder ebenfalls Luft gekühlt. Zur Abführung der bei der Kälteerzeugung entstehenden Abwärme ist im Übrigen eine vorzugsweise wasserführende Rohrleitung vorgesehen.
Die Erfindung ist besonders geeignet zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie. Vor allem Molkereierzeugnisse können nun effektiver schonend gekühlt werden und sind dadurch länger haltbar.
Obwohl die Erfindung hauptsächlich für das Kühlen von Produkten vorgesehen und beschrieben ist, lässt sie sich aber auch für das Erwärmen von Gütern einsetzen. Der beschriebene Kühlmittelstrom ist dann ein Wärme- bzw. Heizstrom an anstelle des besagten Kühlkanals und Kühltunnels ist ein Wärmekanal bzw. Wärmetunnel vorhanden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kühlung von Produkten.
Die Erzeugung von Kälte in einem Kühltunnel 1 wird direkt am Verwendungsort vorgenommen. Mit Hilfe einer Gebläseanordnung bzw. einem Ventilator 2 wird Luft 3 in der angegebenen Glasrichtung BR in einen Kühlkanal 4 des Kühltunnels geblasen.
Diese Luft wird mit Hilfe einer Mehrzahl von an sich bekannten Peltierelementen 5 abgekühlt. Die nun erzeugte Kaltluft 3a wird, wie die Pfeile in der Figur angeben, über eine vorgeordnete Düsenplatte 6 einer Produktpalette 7 mit den zu kühlenden Gütern zugeführt. Die zu kühlenden Güter sind beispielsweise Molkereierzeugnisse, wie Joghurt in Bechern, die nebeneinander und übereinander auf der Palette 7 gestapelt sind. Während ihres Aufenthaltes bzw. Behandlung im Kühltunnel 1, was kontinuierlich oder auch diskontinuierlich erfolgt, wird nur eine Seite der Produktpalette 7 mit Kaltluft 3a beaufschlagt. Der Kühlmittelstrom bzw. die Kaltluft 3a wird im Übrigen quer zur Förderrichtung F der durch den Kühltunnel 1 geförderten Produktpalette 7 zugeführt und durchdringt die Produktpalette 7 dabei. Die dabei erwärmte Luft 3b wird von der anderen Seite der Palette 7 aus im Kreislauf, bzw. Umluftsystem erneut zum Ventilator 2 geleitet.
In der Figur ist auch gezeigt, dass zur Erzeugung von Kaltluft, bzw. des Kühlmittelstromes 3a im gewählten Beispiel zwei parallele Reihen 8 und 9 von hintereinander angeordneten handelsüblichen Peltierelementen 5 vorhanden sind. Die Peltierelemente 5 werden mit Wasser gekühlt. Eine vorhandene wasserführende Rohrleitung 10 sorgt für den Abtransport der bei der Kälteerzeugung entstehenden Abwärme.
Möglich ist anstelle der Kühlung der Produkte bzw. Produktpalette auch ein Aufwärmen bzw. Aufheizen. Die Stromrichtung der Peltierelemente wird dabei einfach umgepolt.
Nachzutragen ist, dass die Düsenplatte 6 mit ihrer Vielzahl an nicht dargestellten Düsen für die Verteilung des Kühlmittelstroms bzw. der Kaltluft 3a und die gleichmäßige Umströmung der einzelnen Güter mit der Kaltluft sorgt. Die Düsen der Düsenplatte 6 sind entweder über deren ganze Fläche verteilt und partiell verschließbar oder sie sind bereichsweise angeordnet. Ihre Größe und/oder ihre Ausströmstärke kann verstellt werden, je nachdem wie breit, wie hoch und auch wie dicht die Güter auf der Palette gestapelt sind. Gewünschtenfalls ist eine automatisierte Düseneinstellung möglich.
Bezugszeichenliste

1: Kühltunnel
2: Gebläseanordnung bzw. Ventilator
3: Luft
3a: Kaltluft
3b: erwärmte Luft
4: Kühlkanal
5: Peltierelement
6: Düsenplatte
7: Produktpalette
8: Reihe an Peltierelementen
9: Reihe an Peltierelementen
10: Rohrleitung
BR: Glasrichtung
F: Förderrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10017408 [0003]
EP 1455151 B1 [0003]
DE 102008040353 [0003]

Claims

Verfahren zum Kühlen von Produkten, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Produkte auf Paletten (7) gestapelt werden und kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander einen Kühltunnel (1) durchlaufen und dabei mindestens einem Kühlmittelstrom (3a) ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kühlmittelstrom (3a) Kälte aus Elektroenergie erzeugt wird, wofür an sich bekannte Peltierelemente (5) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Kälte direkt am Verwendungsort vorgenommen wird, wobei als Kühlmittelstrom (3a) vorzugsweise Luft (3) in den Kühltunnel (1) geblasen wird, die mit Hilfe der Peltierelemente (5) abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltierelemente (5) mit Wasser gekühlt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichtung der Peltierelemente (5) umgepolt wird, so dass anstelle Kälte bzw. einen Kühlmittelstrom bzw. Kaltluft (3a) zu erzeugen, Wärme erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Wärme gewünschtenfalls zum Abtauen des Kühltunnels (1) verwendet wird.
Kühltunnel (1) zum Kühlen von Produkten, insbesondere von auf Paletten gestapelten Lebensmitteln, wie Molkereiprodukte, wobei diese Produktpalette (7) kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander im Inneren des Kühltunnels (1) transportierbar sind und dabei mit wenigstens einem Kühlmittelstrom (3a) beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelstrom (3a) bzw. Kälte aus Elektroenergie erzeugbar ist, wofür an sich bekannte Peltierelemente (5) vorgesehen sind.
Kühltunnel (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Peltierelementen (5) vorgesehen sind, die an den Außenseiten eines Kühlkanals (4) des Kühltunnels (1) angeordnet sind.
Kühltunnel (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Peltierelemente (5) neben- bzw. nacheinander in mindestens einer Reihe (8, 9) angeordnet sind.
Kühltunnel (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltierelemente (5) in zwei parallelen Reihen (8, 9) angeordnet sind.
Kühltunnel (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrleitung (10) vorgesehen ist zur Abkühlung der einzelnen Peltierelemente (5).
Kühltunnel (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Reihe (8, 9) an Peltierelementen (5) eine Gebläseanordnung (2) zur Abgabe von Luft (3) in Glasrichtung (BR) vorgeschaltet ist.