DE102010002057A1

DE102010002057A1 - Verfahren und Kühltunnel zum Kühlen von Gütern

Info

Publication number: DE102010002057A1
Application number: DE201010002057
Authority: DE
Inventors: Claus 91257 Lang
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Verfahren zum Kühlen von Gütern, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Güter auf Paletten gestapelt werden und diese Produktstapel (3) kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander einen Kühltunnel (1) durchlaufen und dabei mindestens einem Kühlmittelstrom (6) ausgesetzt werden, wobei der Kühlmittelstrom (6) quer zur Förderrichtung der Produktstapel (3) einer Seite der Produktstapel (3) zugeführt wird, die Produktstapel (3) durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel (3) abgesaugt wird,
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Temperatur des Kühlmittelstroms (6) vor der Zuführung in den Produktstapel (6), mit den zu kühlenden Gütern, und die Temperatur des aus dem Produktstapel (6) austretenden Kühlmittelstroms (6) gemessen wird und mittels der Temperaturdifferenz die Verweildauer des Produktstapels im Kühlmittelstrom geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Gütern, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Güter gestapelt werden und diese Produktstapel kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander und in parallelen Reihen nebeneinander durch einen Kühltunnel in einer Förderrichtung gefördert werden und dabei einem Kühlmittelstrom ausgesetzt werden, wobei der Kühlmittelstrom quer zur Förderrichtung der Produktstapel einer Seite der Produktstapel zugeführt wird, die Produktstapel durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel abgesaugt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Kühltunnel zum Kühlen von Gütern.
Verfahren und Kühltunnel zum Kühlen von Gütern sind beispielsweise aus der DE 100 17 408 oder der EP 1 455 151 B1 bekannt. Außerdem wird auf die DE 10 2007 059 654 A1 verwiesen. Diese Druckschrift offenbart eine Behandlungsvorrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen von Gegenständen, die eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von variierbaren Düsenöffnungen zur Abgabe eines gasförmigen Behandlungsmediums umfasst.
Bei Kühltunneln entsprechend dem Stand der Technik wird der Kühlmittelstrom, insbesondere Luft, von einer Seite aus quer zur Lauf- bzw. Förderrichtung in die zu kühlenden Produktstapel eingeblasen, so das bei kontinuierlich Betriebenen Kühltunneln die Produktstapel nur von einer Seite mit dem Kühlmittelstrom beblasen werden.
Bei diskontinuierliche Betriebenen Kühltunneln werden die Produkte in den Tunnel eingebracht und auf einem Stellplatz abgestellt, auf dem sie bleiben, bis der Kühlvorgang beendet ist. Anschließend werden sie aus dem Tunnel heraustransportiert.
Um eine gleichmäßigere Kühlung zu erreichen erfolgt bei diskontinuierlich betriebenen Kühltunneln meist eine Umsetzung der Produktstapel, um auch die andere Seite anblasen zu können. Mit diesen Maßnahmen erreicht man eine gleichmäßige Kühlung bzw. Abkühlung von heiß oder warm eingefüllten Gütern, wie z. B. in Becher eingefülltem Joghurt.
Die zu kühlenden Produktstapel werden in beiden Verfahren mit einem Kühlmittelstrom beblasen, der eine definierte Temperatur aufweißt und der eine vordefinierte Zeit auf den Produktstapel einwirkt. Bei diesen Verfahren wird allerdings nicht die Tatsache berücksichtigt, dass produktgleiche Paletten unterschiedliche Temperaturen haben können. So kann beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Produktlinien oder Produkttolleranzen die Produkttemperatur variieren. Unterschiedliche Produkttemperaturen können sich Beispielsweise beim Fermentierprozess vor der Kühlung ergeben, da durch die unterschiedliche Anzahl der Biokulturen unterschiedliche Wärmemengen entstehen.
Regeltechnisch betrachtet, handelt es sich bei solchen Temperaturunterschieden um Störgrößen, die in den bekannten Kühltunneln nicht kompensiert werden, da sie durch das Regel- bzw. Steuerkonzept nicht erfasst werden.
Zum Erreichen der richtigen Produkttemperatur werden die Produkte zeitgesteuert im Kühltunnel mit dem Kühlmittelstrom beblasen. Wobei die Zeit im Labor ermittelt wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist zum einem, dass man die erreichte Produkttemperatur nicht kennt und zum anderen, dass zur sicheren Kühlung die Zeitdauer länger gewählt werden muss, was einen unnötigen Energiebedarf bedeutet.
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 mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Temperatur des Kühlmittelstroms vor der Zuführung in den Produktstapel, mit den zu kühlenden Gütern, und die Temperatur des aus dem Produktstapel austretenden Kühlmittelstroms gemessen wird und mittels der Temperaturdifferenz die Verweildauer des Produktstapels im Kühlmittelstrom geregelt wird.
Durch die Berechnung der Temperaturdifferenz kann sehr leicht die von den Produkten abgegebene Wärme ermittelt und bei erreichen einer minimalen Temperaturdifferenz der Kühlprozess beendet werden. So wird in vorteilhafter Weise die Produktverweildauer im Kühltunnel verkürzt und die Produktqualität gesteigert.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen werden, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittelstroms vor und nach dem Produktstapel zu ermitteln und diese zusätzlich zur Regelung der Verweildauer des Produktstapels im Kühlmittelstrom zu verwenden.
Dies hat den Vorteil, dass die vom Kühlmittelstrom aufgenommene Energiemenge relativ genau berechnet werden kann und andere Störgrößen, wie z. B. ein hoher Durchströmwiderstand, berücksichtigt werden können.
Zu weiteren Verbesserung der Verweildauerreglung kann die Luftfeuchtigkeit des Kühlmittelstroms vor und nach dem Produktstapel ermittelt werden und die Luftfeuchtigkeitsdifferenz zusätzlich zur Regelung verwendet werden.
Die Temperaturdifferenz, die Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz und/oder die Luftfeuchtigkeitsdifferenz kann z. B. auch zur Berechnung der Produkttemperatur in einem Rechenmodel verwendet werden, so dass über die Produkttemperatur als Regelgröße die Verweildauer des Produktstapels im Kühlmittelstroms regelbar ist.
Die Verweildauer des Produktstapels kann z. B. proportional zur Temperaturdifferenz, Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz und/oder Luftfeuchtigkeitsdifferenz geregelt werden.
Die Erfindung betrifft auch einen Kühltunnel gemäß Anspruch 7. Der Kühltunnel dient zum Kühlen von Gütern, insbesondere von auf Paletten gestapelten Lebensmitteln, wie Molkereiprodukte, wobei diese Produktstapel kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander im Inneren, d. h. einem Kühlraum des Kühltunnels in Förderrichtung der Produktstapel transportierbar sind und dabei mit wenigstens einem Kühlmittelstrom beaufschlagbar sind.
Zur Abgabe des Kühlmittelstromes ist eine Gebläsevorrichtung und eine davor angeordnete Düsenplatte vorgesehen. Der Kühlmittelstrom durchdringt die Produktstapel mit den zu kühlenden Gütern in einer von außen nach innen weisenden Richtung.
Im Kühlmittelstrom sind erfindungsgemäß mindestens je eine Thermometer zur Messung der Temperatur t1, des Kühlmittelstroms vor der Zuführung in den Produktstapel, und zur Messung der Temperatur t2, des aus dem Produktstapel austretenden Kühlmittelstroms, vorhanden, so dass die gemessene Temperaturdifferenz als Regelgröße zu Regelung der Verweildauer im Kühlmittelstroms verwendet werden kann.
Vorteilhaft ist es auch, wenn zusätzlich Vorrichtungen zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittelstroms vor und nach dem Produktstapel vorhanden sind und die Messwerte zusätzlich als Regelgröße zu Regelung der Verweildauer im Kühlmittelstrom verwendet werden.
Zusätzlich können Vorrichtungen zur Messung der Luftfeuchtigkeit des Kühlmittelstroms vor und nach dem Produktstapel vorhanden sein und die Messwerte zusätzlich als Regelgröße zu Regelung der Verweildauer im Kühlmittelstrom verwendet werden.
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 für ein Kühlen von Produkten bzw. Gütern vorgesehen und beschrieben ist, so eignet sich das Verfahren prinzipiell auch für deren Erwärmung. Anstelle des beschriebenen Kühltunnels ist dann ein entsprechender Wärme- bzw. Brutraum vorhanden. Das Kühlmittel ist dann ein Wärme- bzw. Heizmittel.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung:
1: eine Schnittdarstellung eines Kühltunnels mit einem Produktstapel
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kühltunnels 1 mit einem Produktstapel 3 wie er aufgebaut sein kann, wobei die Anordnung der einzelnen Bauteile durchaus variieren kann.
Zur Kühlung der Produkte im Produktstapel 3 wird ein Kühlmittelstrom 6, in der Regel Luft, durch den Produktstapel 3 mit sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten geblasen. Zu Erzeugung einer gleichmäßigen Strömung wird die Luft durch eine Düsenplatte 8 geleitet.
Die Düsenplatte 8 sorgt mit ihrer Vielzahl an nicht im Einzelnen dargestellten Düsen für die Verteilung des Kühlmittelstroms 6 und die gleichmäßige Umströmung der einzelnen Güter mit dem Kühlmittelstrom. Die besagte Düsenplatte 8 weist wie gesagt, eine Vielzahl an Düsen, die entweder über die ganze Platte 8 verteilt und partiell verschließbar oder sind bereichsweise angeordnet sind. Ihre Größe und/oder ihre Ausströmstärke kann verstellt werden, je nachdem wie breit und wie hoch die Produktstapel und auch wie dicht sie gestapelt sind. Gewünschtenfalls ist eine automatisierte Düseneinstellung möglich.
Um die Verweildauer im Kühltunnel aber regeln zu können, sind vor und nach dem Produktstapel 3 zusätzlich Messgeräte 10, 11, 12 im Kühlmittelstrom 6 angeordnet. Diese Messgeräte können Thermometer 10, Strömungsmessvorrichtungen 11 und/oder Hygrometer 12 sein. Durch die Berechung der Differenzen der einzelnen Messwerte kann auf die Produkttemperatur geschlossen werden, ohne diese direkt zu messen.
Bezugszeichenliste

1: Kühltunnel
2: Außenwand
3: Produktstapel
4: Palette
5: Fördereinrichtung
6: Kühlmittelstrom
7: Gebläsevorrichtung
8: Düsenplatte
9: Düse
10: Thermometer
11: Strömungsmessvorrichtung
12: Hygrometer
13: Kühlvorrichtung
t1, t2: Temperatur

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 102007059654 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Kühlen von Gütern, insbesondere Lebensmittel, wie Molkereiprodukte, bei dem die zu kühlenden Güter auf Paletten gestapelt werden und diese Produktstapel (3) kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander einen Kühltunnel (1) durchlaufen und dabei mindestens einem Kühlmittelstrom (6) ausgesetzt werden, wobei der Kühlmittelstrom (6) quer zur Förderrichtung der Produktstapel (3) einer Seite der Produktstapel (3) zugeführt wird, die Produktstapel (3) durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel (3) abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (t1) des Kühlmittelstroms (6) vor der Zuführung in den Produktstapel (3) und die Temperatur (t2) des aus dem Produktstapel (3) austretenden Kühlmittelstroms (6) gemessen wird und mittels der Temperaturdifferenz die Verweildauer des Produktstapels (3) im Kühlmittelstrom (6) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittelstroms (6) vor und nach den Produktstapeln (3) ermittelt wird und die Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz zusätzlich zur Regelung der Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstrom (6) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfeuchtigkeit des Kühlmittelstroms (6) vor und nach den Stapeln (3) ermittelt wird und die Luftfeuchtigkeitsdifferenz zusätzlich zur Regelung der Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstrom (6) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz, die Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz und/oder die Luftfeuchtigkeitsdifferenz zur Berechnung der Produkttemperatur in einem Rechenmodel verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der berechneten Produkttemperatur die Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstroms (6) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Temperaturdifferenz, der Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz und/oder der Luftfeuchtigkeitsdifferenz die Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstroms (6) proportional regelt wird.
Kühltunnel (1) zum Kühlen von Gütern, insbesondere von auf Paletten gestapelten Lebensmitteln, wie Molkereiprodukte, wobei diese Produktstapel (3) kontinuierlich oder diskontinuierlich nacheinander im Inneren, d. h. einem Kühlraum (13) des Kühltunnels (1) in Förderrichtung der Produktstapel (1) transportierbar sind und dabei mit wenigstens einem Kühlmittelstrom (6) beaufschlagbar sind, wobei der Kühlmittelstrom (6) quer zur Förderrichtung der Produktstapel (3) einer Seite der Produktstapel (3) zugeführt wird, die Produktstapel (3) durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel (3) abgesaugt wird dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlmittelstrom (6) Thermometer (10) zur Messung der Temperatur (t1), des Kühlmittelstroms (6) vor der Zuführung in den Produktstapel (3), und der Temperatur (t2), des aus dem Produktstapel austretenden Kühlmittelstroms (6), vorhanden sind und aus der gemessenen Temperaturdifferenz als Regelgröße für die Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstrom (6) verwendet wird.
Kühltunnel (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit (11) des Kühlmittelstroms (6) vor und nach den Produktstapeln (3) vorhanden sind und die Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz zusätzlich als Regelgröße für die Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstrom (6) verwendet wird.
Kühltunnel (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen zur Messung der Luftfeuchtigkeit (12) des Kühlmittelstroms (6) vor und nach den Produktstapeln (3) vorhanden sind und die Luftfeuchtigkeitsdifferenz zusätzlich als Regelgröße für die Verweildauer der Produktstapel (3) im Kühlmittelstrom (6) verwendet wird.