DE2129715C3 - Kühlung von in warmem Zustand abgefüllten Produkten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kühlung von in warmem Zustand abgefüllten Produkten, vorzugsweise Gärungsprodukten auf der Basis von Milch, beispielsweise Joghurt, insbesondere Fruchtjoghurt in Bechern, unter Verwendung von Luft als Kühlmittel, die zum Teil in einem geschlossenen Umlauf geführt und maschinell gekühlt ist, mit der das zu kühlende Gut in mehreren, entlang der Förderstrecke aufeinanderfolgenden Kühlabschnitten, in denen die Kühlluft in Förderrichtung gesehen zunehmend vorgekühlt wird, quer zur Förderrichtung von der Seite her angeströmt wird; die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einer ganzen Reihe von Produkten, die in heißem Zustand in Gefäße gefüllt werden, in denen sie längere Zeit aufbewahrt werden sollen, ist die Abkühlung um eine bestimmte Temperaturdifferenz in einer vorgegebenen Höchstzeit von Bedeutung. Hier kommen insbesondere keimfrei abzupackende Lebensmittel in Betracht. Ein Beispiel bieten die Gärungsprodukte auf der Basis von Milch. Hier können verschiedene bzw. mehrere Gründe für die vorgenannten Kühlungsanforderungen gegeben sein. So werden beispielsweise Fruchtjoghurt und Quark bei etwa 6O⁰C in die dafür bekannterweise benutzten Kunststoffbecher abgefüllt. Diese Temperatur liegt oberhalb der Abtötungstemperatur für unerwünschte Bakterien, die während des Abfüllens aus der Umgebung, in Bechern oder von den Deckeln her mit dem abzufüllenden Produkt in Berührung kommen. Man hat herausgefunden, daß der bei 60°C abgefüllte Fruchtjoghurt oder Quark in etwa einer Stunde

Vif annähernd Raumtemperatur abgekühlt werden piß, um die gewünschte Qualität zu erreichen. Erstreckt sich die Abkühlung auf etwa Raumtemperatur über eine längere Zeit, so leidet der Geschmack des Produktes. Auch können sich Veränderungen im Gefüge und in der Farbe des Produktes einstellen, worunter zumindest dessen visuelle Appetit'ichkeit leidet Bei anderen Stoffen, wie beispielsweise Naturjoghurt, wird der Gärungsprozeß erst bei Temperaturerhöhung angeregt Hier muß nach Erreichen der gewünschten Gärungsstufe eine weitere Vergärung durch eine entsprechende lakühlung beeinflußt werden.

Eine Abkühlung durch Eintauchen in Kühlwasser kommt immer dann nicht in Frage, wenn die Dichtigkeit des verschlossenen Gefäßes nicht mit ausreichender Sicherheit gegeben ist Dies ist beispielsweise bei den mit Folien zu verschließenden Kunststoffbechern für Fruchtjoghurt der FaIL Durch das Einstempeln des Abfüll- bzw. Haltbarkeitsdatum wird beispielsweise leicht die FoHe verletzt Da aus Kostengründen nicht für jeden Becher frisches Kühlwasser zur Verfügung gestellt werden kann, besteht die große Gefahr, daß Krankheitserreger, die in das Kühlwasser Eingang gefunden haben, sich durch Eindringen in die Becher seuchenartig verbreiten. Es ist daher erforderlich, eine Kühlung mit Hilfe von Luft vorzusehen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, das zu kühlende Gut entlang einer bestimmten Förderstrecke mit maschinell vorgekühlter Luft zu umströmen. Die gesamte, dem zu kühlenden Gut zu entziehende Wärmemenge muß demnach durch eine entsprechende maschinell aufzubringende Kühlleistung kompensiert werden. Ein solches Verfahren ist unnötig aufwendig. Zudem kann es für manche der zu kühlenden Produkte nachteilig sein, daß die Kühlung auf Grund der abfallenden Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des zu kühlenden Gutes und der Temperatur der Kühlluft über die gesamte Kühlzeit hinweg gesehen stark degressiv und nicht etwa linear erfolgt Nach bekanntem Vorgehen wird die maschinell vorgekühlte Luft von oben nach unten auf das zu kühlende Gut geblasen. Die Gefäße, meistens zum Boden hin sich konisch verengende Becher, sind dabei während der Kühlung auf Paletten in dichten Stapeln über- und nebeneinander angeordnet. Die von oben her zuströmende Kühlluft findet an den im Verhältnis zum sonstigen Gefäßdi chmesser großflächigen Deckeln einen erheblichen Strömungswiderstand, der durch die Auflagefläche der Palette noch erhöht wird; ein intensives Entlangstreichen der Kühlluft an den in der Regel großflächigen Seitenwänden der Gefäße kann auf diese Weise kaum stattfinden. Damit verringert sich die Wärmeabfuhr von dem zu kühlenden Gut, so daß die Förderstrecke, entlang der auf diese Weise gekühlt werden muß, ausgehend von einer bestimmten Anlieferungsgeschwindigkeit des zu kühlenden Gutes unnötig lang wird. Die Verwendung von Axiallüfttrn als Gebläse für die Kühlluft führt ebenfalls zu einem unangenehm großen Platzbedarf des Kühltunnels, da auf Grund der relativ geringen, mit Axiallüftern zu erreichenden Strömungsgeschwindigkeit die pro Zeiteinheit dem zu kühlenden Gut zugeführte Kühlluftmenge relativ gering ist.

Im Rahmen mit Gefriergut zeigt die DT-OS 1 551 378 bereits das Kühlverfahren mit den eingangs genannten Merkmalen. Dabei wird die gesamte zur &5 Kühlung verwendete luft maschinell vorgekühlt. Für den hier in Frage stehenden Verwendungszweck ist diese Art der Kühlung aber zu aufwendig, insbesondere was die laufenden Energiekosten angeht

Demgegenüber l*egt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine wirtschaftlichere Kühlung zuläßt, insbesondere soll die für das Kühlen erforderliche Energiemenge herabgesetzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart verfahren, daß das zu kühlende Gut in einem ersten Kühlabschnitt mittels mechanisch ungekühlter Luft umströmt wird, worauf es in ainem folgenden Abschnitt einem mit einem Speicherkühlmittel vorgekühlten Luftstrom ausgesetzt wird und wonach es in einem letzten Abschnitt mit dem in einem geschlossenen Umlauf geführten, maschinell gekühlten Luftstrom umströmt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Vorgehen wird das im warmen Zustand abgefüllte Produkt zunächst durch maschinell nicht vorgekühlte Luft auf eine erste Zwischentemperatur abgekühlt In dieser in Förderrichtung gesehen ersten Kühlzone kann die nicht vorgekühlte Raumluft als Kühlluft dienea Sie wird nach Durchqueren der Förderstrecke in den Raum zurückgeblasen, es bedeutet keine Schwierigkeit, derartige Raumverhältnisse bzw. Luftaustauschverhältnisse vorzusehen, daß sich die Raumtemperatur dadurch nicht wesentlich erhöht. Die in dieser ersten Stufe verwendete Luft kann aber auch mit Hilfe eines Brunnenwasserkühlers vorgekühlt sein; die hier in Frage stehenden Betriebe verfügen in der Regel über einen eigenen Brunnen. Das Brunnenwasser steht mit einer entsprechend tiefen Temperatur ohne maschinelle Kühlung zur Verfügung und kann ohnehin für die Wärmeabfuhr der Kühlmaschine benötigt werden. Einer solchen Brunnenwasser-Kühlung kann allerdings auch einer der ersten, mit nicht vorgekühlter Raumluft arbeitenden Kühlstufe nachgeschalteten Kühlstufe zugeordnet sein. Die Temperatur des Brunnenwassers liegt in der Regel weit unterhalb der Raumtemperatur. Das Brunnenwasser wird sich nicht so weit aufheizen, daß es nicht für weitere Kühlzwecke Verwendung finden kann, beispielsweise zur Vorkühlung der Kühlluft der nächstfolgenden Stufe und/oder des Kondensators einer Kältemaschine. Die durch den Brunnenwasser-Kühler vorgekühlte Luft kann in den Raum zurückgeblasen, sie kann aber auch in einem geschlossenen Umlauf geführt sein. Mit Aufnahme der Ventilation bzw. der Pumpenleitung wird für die bisher geschilderte Kühlung keine Energie aufgewandt.

In einem mittleren Abschnitt wird das Gut einer Kühlluft ausgesetzt, die mit Hilfe eines Speicherkühlmittels vorgekühlt ist. Darunter ist ein sogenannter Eiswasser-Kühler zu verstehen. Dieses Eiswasser wird aus einem Behälter abgezogen, in welchem im Nachtspeicherbetrieb Kälte in Form von Eis gespeichert wird. Das Eiswasser führt also einen Kältevorrat, der mit Hilfe «on billigerem Nachtstrom gespeichert wird. Dieses Eiswasser ersetzt allerdings nach Durchgang durch den Kühler in den Behälter zurückgeleitet, so daß ein geschlossener Umlauf entsteht. Mit Rücksicht auf die tiefe Temperatur des Eiswassers wird man in einer solchen Kühlzone in der Regel mit einem geschlossenen Kühlluftumlauf arbeiten. Wie bereits erwähnt, läßt sich dieser Kühlstufe noch ein Brunnenwasser-Kühler zuordnen, so daß zwei Kühler, die unterschiedlich kaltes Kühlmedium führen, in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet sind.

Am Schluß der Kühlstrecke wird schließlich — wie vom Stand der Technik her bekannt — Kühlluft züge-

führt, die mit Hilfe einer Kältemaschine auf entsprechend niedrigere Temperaturen abgekühlt wird. Hierbei kann derart vorgegangen werden, daß die Kondensationswärme der Kühlmaschine mit Wasser abgeführt wird, das dem oder den Kühlern einer oder mehrerer vorhergehender Kühlzonen entströmt. Hier kommt insbesondere Brunnenwasser in Frage, das nicht in einem geschlossenen Umlauf geführt wird und daher unbedenklich weiter aufgeheizt werden kann. Grundsätzlich kann man auch Eiswasser verwenden, hierbei ist jedoch die Rückführung in den Kühlbehälter zu beachten, das Eiswasser darf nicht zu warm werden. Die Mehrfachverwendung ein und desselben Kühlmittels bzw. Kühlhilfsmittels ist nicht auf zwei Stufen beschränkt, so kann beispielsweise das den Kühler einer vorhergehenden Kühlzone durchströmende Brunnenwasser, das daran anschließend zur Abführung der Kondensationswärme einer Kältemaschine einer nachgeschalteten Kühlzone verwendet wird, wiederum daran anschließend durch einen weiteren Kühler geleitet werden, der — insbesondere bei ungünstig warmer Raumlufttemperatur — die angesaugte Raumluft der ersten oder einer der ersten Kühlzonen vorkühlt.

Es ist grundsätzlich möglich, daß das zu kühlende Gut die Förderstrecke, entlang der gekühlt wird, in kontinuierlicher Bewegung durchläuft. In bevorzugter Ausführung wird jedoch derart vorgegangen, daß das zu kühlende Gut, vor allem für die hier insbesondere in Frage stehenden Güter vorzugsweise auf Paletten gestapelt schrittweise von einer Kühlzone in die nächstfolgende bewegt wird. Soweit man mehrere Einheiten der zu kühlenden Güter auf einer Palette in hintereinander und/oder übereinander angeordneten Reihen stapelt ergeben sich bestimmte Bewegungszyklen der Paletten hinsichtlich ihrer Beschickung. Mit Rücksicht auf eine bessere Standfestigkeit, zur Schaffung einer handlicheren Verkaufseinheit od. dgl. Überlegungen können auch mehrere Gefäße, beispielsweise mit Fruchtjoghurt gefüllte Kunststoffbecher, in einer Art Traggestell zusammengefaßt werden, welches zumeist aus Karton besteht Natürlich muß in diesem Falle dafür gesorgt werden, daß die seitlich aufströmende Kühlluft einen möglichst ungehinderten Durchgang findet. Ob nun mit oder ohne Verwendung von besonderen Trageinheiten, vergeht für die Stapelung der zu kühlenden Becher auf einer Palette eine bestimmte Zeit, während der die Palette stillsteht oder doch allenfalls nur um die Größenordnung einer Becherbreite schrittweise fortbewegt wird. Je nach Stapelbildung ist es auch denkbar, die zu füllende Palette mehrmals vor- und zurückzubewegen. In jedem Falle erscheint es günstig, die Stapelzeit für eine Palette als Zeitmaß für eine intermittierend fortschreitende Förderbewegung zu vwenn. Geht man so vor, so werden die bereits gefüllten Paletten in einem Rhythmns fortbewegt, der sich »is einer StillstandszeH in der Größe der Stapelzeit and aus einer Förderbewegung um die Größe einer Pateiteniäuge aod eines Abstandes zwischen zwei auf· einanderfoigendea Paletten bestimmt Dabei ist es zweckmäßig, die Kühlzonen so anzuordnen und abzumessen, deß sich immer wenigstens eine Palette in ihrer ganze» Länge für die Dauer wenigstens einer Stillstandszeit ta einer Kühlzone befindet und mit einem Förderbewegungsschriu in ihrer ganzen Länge in die nde Käbtzone gelangt
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fan «weiterer Vorteil kaue — je nach Art des Produktes — darin gesehen werden, daß das erfindungsgemä- Be Vorgehen eine etwa zeitlineare Kühlung ermöglicht.

Dies erreicht man vorzugsweise dadurch, daß das zu kühlende Gut durch etwa gleiche Verweilzeiten in den einzelnen Kühlzonen und durch etwa gleich große zugeführte Kühlluftmengen in jeder Kühlzone bei etwa gleicher Abstufung der Kühllufttemperatur von Kühlzone zu Kühlzone mit annähernd linearem Temperaturabfall über die gesamte Kühlzeit gesehen gekühlt wird. Ganz allgemein läßt sich durch entsprechende Variation der vorgenannten Parameter fast

to jede gewünschte Abkühlungscharakteristik erreichen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kühltunnel zur Kühlung von im warmen Zustand abgefüllten Produkten, vorzugsweise Gährungsprodukten auf der Basis von Milch, beispielsweise Joghurt, insbesondere Frucht joghurt in Bechern, mit einer durch den Tunnel geführten Durchlaufstrecke für das zu kühlende Gut und mit einem Gehäuse für die Führung von Kühlluft, die mit Hilfe von Gebläsen das zu kühlende Gut quer zur Förderrichtung umströmt, und die aufeinanderfolgenden Abschnitten der Durchlaufstrecke zunehmend vorgekühlt ist, und mit einer Kältemaschine, in deren Kühlerbereich Kühlluft in einem geschlossenen Umlauf geführt ist, ausgegangen, der sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß der Kühler der Kältemaschine auf einen letzten Abschnitt beschränkt ist, dem ein Abschnitt mit einem mit Speicherkühlmittel gespeistem Kühler vorgeschaltet ist, daß ein weiterer Kühler vorgesehen ist, der mit einem unvorgekühltem Kühlmittel gespeist ist, und daß ein mit Kühlluft von Raumtemperatur arbeitender Abschnitt den Beginn der Durchlaufstrecke bildet.

Bevorzugt ist jedem Kühlabschnitt ein Gebläse zugeordnet, das sich vorzugsweise in dem oberen Gehäuseteil oberhalb der Durchlaufstrecke befindet. In wei terhin bevorzugter Ausführung ist das Gebläse als Radiallüfter ausgebildet weil solche Radiallüfter bei etwa gleicher Größenordnung erheblich höhere Transportleistung aufweisen, als dies bei Axiallüftern der Fall ist. Es darf darauf hingewiesen werden, daß der Energiebedarf der Gebläse, ob nun Axiallüfter oder höhere Antriebsleistungen verlangende Radiallüfter, und Förderpumpen für das Kühlwasser nur einen Bruchteil der Energie ausmacht, die für die maschinelle Kühlung der Kühlluft zur Verfügung gestellt werden muß. Die Einsparung maschinell gekühlter Kühlluft ist auch in Anbetracht auf die aufzuwendenden Pumpen- und Lüfterleistungen von überraschend hohem Vorteil.

In weiterhin bevorzugter Ausführung sind die einzelnen Kühlabschnitte in Förderrichtung gesehen gleich lang ausgebildet Weiterhin können zwischen benachbarten Kühlabschnitten und am Ende de·; letzten Kühlabschnittes Jalousien, Schiebetüren, Vorhänge od. dgl. vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Durchlaufsirecke zwischen den jeweiligen Kühlabschnitten and am Ende

SS des Kühltunnels wenigstens teilweise verschließbar ist. Beide Maßnahmen sind insbesondere dann vom Vorteil, wenn man mit intermittierender Förderbewegung arbeitet wenn also jeweils eine oder mehrere Paletten für eine bestimmte Zeit in einem KüMabschnitt verwei lea Jalousien, Schiebeniren u. dgl empfehlen sich insbesondere dann, wenn auch außerhalb des Querschnittes der Durchlaufstrecke, also im Bereich des Gehäuses. Übertrittsmöglichkeiten für c&e Luftströmungen benachbarter Kühlabschnitte gegeben sind. Schiebe tu-

*5 ren können nach einer Seite, nach beiden Sehen und/oder auch zum Teil nach oben ausgefarn werden. Nutzt man den Raum seitlich ond/oder oberhalb der Durchlauf strecke aus. der durch den Gehäusehohl-

raum gegeben ist, so wird man erreichen können, daß die Türenteile im geöffneten Zustand nicht oder kaum über die Abmaße des Tunnelgehäuses hinausragen. Dies ist bei den insoweit aufwendigeren Jalousien ohnehin vermieden. Vorhänge kommen insbesondere dann in Betracht, wenn das zu kühlende Gut von sich aus im Zuge der Förderbewegung in der Lage ist, die Vorhänge beiseite zu schieben, ohne sich in seiner Lage in mißliebiger Weise zu verändern oder gar der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt zu sein. ">

Eine besonders bevorzugte Ausführung des Kühltunnels besteht aus insgesamt drei Kühlabschnitten, wobei der mittlere Kühlabschnitt zwei in die Strömungsbahn der umlaufenden Kühlluft eingeschaltete Kühleinrichtungen aufweist, deren in Strömungsrichtung der Kühl- »5 luft gesehen erste ein mit Bunnenwasser beaufschlagter Kühler und deren zweite ein mit Eiswasser beaufschlagter Kühler ist

Weiterhin bevorzugt wird ein Kühler oder Verdampfer derart ausgestaltet, daß er jeweils die gesamte *> Übertrittsfläche der Kühlluft in der Strömungsrichtung von dem Gehäusehohlraum zu der Durchlaufstrecke einnimmt.

In weiterhin bevorzugter Ausführung kann das unvorgekühlte Kühlmittel eines Kühlabschnittes wenig- >s stens einem weiteren Kühlabschnitt zugeleitet sein.

In weiterhin bevorzugter Ausführung kann das unvorgekühlte Kühlmittel eines Kühlabschnittes wenigstens einem weiteren Kühlabschnitt zugeleitet sein.

Das erfindungsgemäße Arbeiten mit zonenweise abgestufter Kühllufttemperatur hat noch den weiteren Vorteil, daß insbesondere die ersten, mit angesaugter Raumluft ai behenden Kühlabschnitte praktisch keiner Wärmeisolierung bedürfen. Auch bei den Kühlabschnitten, die mit geschlossenem Kühlluftumlauf und mit Brunnenwasser betriebenen Kühlern arbeiten, wird kaum eine besondere Wärmeisolierung notwendig sein. So wirkt sich das erfindungsgemäße Vorgehen auch vorteilhaft auf die Gehäusekosten aus.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kühltunnel wobei die oberhalb der Durchlaufstrecke befindlichen Gehäuseteile weggelassen sind,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie H-II in Fig.l, So

F i g. 3 einen Vertikalschnitt nach der Linie IH-III in

Fig. 1, F i g. 4 einen Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV in

Fig.1.

Rechts und links der F i g. 1 zeigen Pfeile die Förderrichtung an, in der das in Bechern 1 abgefüihe zu fördernde Gut die DttrcMaufstrecke 2 des Kehltunnels durquert Es sei angenommen, daß das zu kohlende Gut aus mit einer Temperatar von 60^aC in Kunststoffbecher abgefaatem FrnchtjoghuTt besteht. Anf dem Bo- den der Durchkufstrecke 2 befinden sich in Förderrichtong verlaufende Schienen 3, anf denen in nicht dargestellter Weise mh Fahrgestell and Rädern ausgerüstete Paletten 4 verfahrbar sind. An einer hinsichtlich der Forderrichtung dem Kühltunnel vorgeschalteten Stelle «5 werfen anf die Paletten in nicht dargesterker Weise mit warmem Fruchtjoglnirt gefüllte Becher t aufgestapelt, wie dies m den F ig. land 4 angedeutet ist Wie bereits erwähnt, können mehrere der Becher jeweils in einer aus Pappe bestehenden Trageinrichtung zusammengefaßt und dann in diesen Trageinrichtungen gestapelt werden. Die Trageinrichtungen müssen so beschaffen sein, daß sie der quer zur Förderrichtung und etwa horizontal strömenden Kühlluft einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Dazu eignen sich beispielsweise Tragvorrichtungen, in denen die Becher im wesentlichen im Boden- und Deckelbereich an horizontal verlaufenden Pappschichten gehalten werden, wobei die Pappschichten untereinander mit quer zur Förderrichtung verlaufenden weiteren Pappwänden verbunden sind. Für sich konisch zum Bodenbereich hin verjüngende Becher eignen sich auch Trageinrichtungen, bei denen etwa in mittlerer Höhe eine horizontal verlaufende Pappschicht vorgesehen ist, die kreisrunde Löcher mit etwa dem mittleren Konusdurchmesser der Becher aufweist. Auf diese Weise lassen sich die Becher halten, ohne daß eine quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft verlaufende Seitenwand erforderlich ist Sollte eine solche Wandung dennoch vorhanden sein, so ist sie mit möglichst großen Aussparungen zu versehen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht der Kühltunnel aus drei in Förderrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Kühlabschnitten 5,6 und 7. Jedem Kühlabschnitt ist ein Gehäuse zugeordnet das im Falle der in Förderrichtung gesehen ersten Stufe aus einem seitlichen Gehäuseteil 8 und einem oberhalb der Durchlaufstrecke befindlichen Gehäuseteil 9 (Fig.2) besteht während die Abschnitte 6 und 7 neben den seitlichen Gehäuseteilen 10 und 11 und den oberhalb der Durchlauf strecke 2 angeordneten Gehäuseteilen 12 und 13 (F i g. 3 und 4) noch je ein weiteres, dem ersten gegenüberliegend angebrachtes, schalenförmiges Gehäuseteil 14 bzw. 15 aufweisen. Die Gehäuseteil eines jeden Kühlabschnittes sind an Rahmenteilen 16 bis 21 befestigt bzw. über diese verbunden. Die Verbindung der einzelnen Kühlabschnitte untereinander bzw. die Fixierung ihrer räumlichen Zuordnung zu der Durchlaufstrecke 2 bzw. den Schienen 3 ist hier nicht näher dargestellt Hierfür können beliebige, dem Fachmann bekannte Maßnahmen ergriffen werfen.

Das obere quer verlaufende Gehäuseteil 9 des Kühlabschnittes 5 ist an seiner dem Rahmen 17 zugewandten Stirnfläche 22 verschlossen ausgebildet während es an der gegenüberliegenden Stirnseite zu dem wannenförmig ausgebildeten seitlichen Gehäuseteil 8 hin geöffnet ist Da die Wannenöffnung des Gehäuseteiles 8 dem Rahmenteil 16 zugewandt ist bilden die Innenräume der Gehäuseteile 8 und 9 einen durchgehenden Hohlraum, der zu der einen Seite der Durchlaufstrecke hin, soweit diese sich im Bereich des Kühlabschnittes S befindet geöffnet ist In dem Gehäuseteil 9 befindet sich ein Radiallüfter 23, dessen Ausblasöffnung 24 sich in der oberen horizontalen Wandisng des Gehänseteüs 9 befindet Der Rahmenteil 16 kann fan Seiteabereich der Durchlanfstrecke insoweit als seitliche Innenwanduag des durch dk Gehäusetefle 8 und 9 gebadeten Hohlraums angesehen werden, die Gör den horizontalen Durchtritt der Kühlluft bis anf den Rahmenbereich aasgespart ist. Die Aussparung übergreift demnach annähernd den gesamten einen Seitenbereich der Durchlauf strecke in dem dein Kfihlabschnitt S zugeordneten Bereich. Der Rahmenteil 17 ist wie der RahmenteS f β aasgebadet, so daS der andere Seiteabereich der Durchlauf strecke im Bereich des Kühlabschnitts S dem Raum zn geöffnet ist Wem der Radiallüfter 23 in Betrieb gesetzt wird, ergibt sich eise Laftströmang, wie

sie durch die Pfeile in F i g. 2 angedeutet ist. Es wird also die Luft aus dem Raum, in dem sich der Kühltunnel und eventuell auch weitere Abschnitte der Förderstrek- ke befinden, durch die öffnung des Rahmenteiles 17 und die Durchlaufstrecke hindurch in den durch die Gehäuseteile 8 und 9 gebildeten Hohlraum gesogen und durch die Ausblasöffnung 24 in den Raum zurückgestoßen.

Der mittlere Kühlabschnitt 6 und der letzte Kühlabschnitt 7 sind hinsichtlich ihres Gehäuses gleich ausgebildet. Dabei weisen die seitlichen Gehäuseteile 10 und 11 die gleiche Form wie das seitliche Gehäuseteil 8 des Kühlabschnitts 5 auf und sind wie dieses mit ihrer öffnung der Durchlaufstrecke bzw den offenen Stirnseiten der oberen Gehäuseteile 12 bzw. 13 zugewandt an den Rahmenteil 18 bzw. 20 befestigt. Die oberen Ge häuseteile 12 und 13 sind im Gegensatz zu dem oberen Gehäuseteil 9 des ersten Kühlabschnitts auch an ihrer anderen Stirnseite offen ausgebildet. An diese offene Stirnseite schließt sich über die Rahmenteile 19 bzw. 21 nun ein weiteres seilliches Gehäuseteil 14 bzw. 15 an. das sich von den zuvor beschriebenen seitlichen Gehäuseteilen 8. 10 bzw. 11 nur dadurch unterscheidet, daß es hinsichtlich der Wannentiefe größer ausgebildet ist. Auch dieses Gehäuseteil 14 bzw. 15 übergreift demnach neben der ihm zugewandten Stirnseite des oberen Gehäuseteiles 12 bzw. 13 den gesamten anderen Seitenbereich der Durchlaufstrecke, soweit diese dem jeweiligen Abschnitt zugeordnet ist. Da die Rahmenteile 18. 19. 20 und 21 die gleiche Form aufweisen, wie die Rahmenteile 16 und 17, ist auch hier die Durchlaufstrecke über annähernd ihren gesamten Seitenbereich rechts und links hinweg zu den jeweiligen Innenräumen der seitlichen Gehäuseteile hin geöffnet Die Innenräume sämtlicher Gehäuseteile eines Kühlabschnittes, also die Gehäuseteile 10. 12 und 14 des Kühlabschnittes 6 und die Gehäuseteile 11,13 und 15 des Kühlabschnittes 7. bilden eine . U-förmigen Hohlraum, der in den beiden Seitenbereichen der Durchlaufstrecke, soweit diese dem jeweiligen Kühlabschnitt zugeordnet ist, geöffnet sind. Die Rahmenteile 19 bis 21 können auch hier wieder als ausgesparte Innenwände der Hohlräume angesehen werden. In dem oberen Gehäuseteil 12 bzw. 13 jeder der beiden Kühlabschnitte 6 und 7 ist ein Radiallüfter 25 bzw. 26 angeordnet dessen Ausblasöffnung 27 bzw. 28 etwa horizontal dem Innenraum des seitlichen Gehäuseteiles 14 bzw. 15 zugeordnet ist. Wird der Radiallüfter 25 bzw. 26 in Betrieb gesetzt, so ergibt sich ein »geschlossener Umlauf« der Kühlluft wie er mit Hilfe der Pfeile in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist.Wird der Radiallüfter 25 bzw. 26 in Betrieb gesetzt, so wird gleichzeitig Luft aus dem Innenraum des einen seitlichen Gehäuseteik-s 10 bzw. 11 abgesogen und gleich viel Luft in den Innenraum des anderen seitlichen Ge- häuseteiles 14 bzw. 15 eingeblasen. Der Kreislauf schließt sich durch eine Luftströmung, die die Durch laufstrecke quer zur Förderrichtung und dann etwa gletchiriä&ig verteilt und horizontal durchsetzt, wenn in der Durchlaufstrecke bzw. unmittelbar vor dieser ein Strömungswiderstand vorhanden ist Dies ist immer dann der FaH, wenn sich in der DurcMaufstrecke. also im Bereich der Luftströmung, das za kflfelende Gut befindet Maa darf daher mit einer etwa gleichmäßigen tjaftverteihmg innerhalb der Stföenfflgsfläche im Be-' ■ !überall

menteile 19 bzw. 21, also vor den Eintritt der Kühlluft in die Durchlaufstrecke, Kühler 29,30 und 31 angeordnet. Im Falle des Kühlabschnitts 6 handelt es sich dabei um zwei Kühler 29 und 30, von denen der in Strömungsrichtung gesehen erste mit Brunnenwasser und der in Strömungsrichtung nachgeschaltete Kühler 30 mit Eiswasser betrieben wird. Die zugehörigen Anschlußleitungen sind nicht dargestellt. Die Kühler selbst können jede für diese Zwecke geeignete Form aufweisen. Beispielsweise kann es sich um eine Vielzahl parallel angeordneter und an ihren Enden miteinander verbundener Rohrleitungen handeln, die zur Erhöhung der Wärmeübernahmefläche mit Lamellen versehen oder aber selbst weitgehend lamellenförmig ausgebildet sind. Die Lamellenflächen verlaufen dabei etwa parallel zur Strömungsrichtung.

Der Kühler 31 in dem Kühlabschnitt 7 ist der Verdampfer einer im übrigen nicht dargestellten Kühlmaschine. Die Kondensationswärme dieser Kühlmaschine wird im vorliegenden Beispiel in nicht dargestellter Weise mit Hilfe des aus dem Kühler 29 austretenden Brunnenwasser vorgenommen.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel läßt das erfindungsgemäße Vorgehen leicht erkennen. Es sei angenommen, daß die ganz rechts außerhalb des Kühltunnels dargestellte Palette einen Stapel von Kunststoffe ehern 1 trägt, die mit etwa 60" C warmem Fruchtjoghurt gefüllt sind. Es sei angenommen, daß die Palette während des Aufstapeins der Becher in Ruhe verbleibt und erst nach Beendigung des Stapeins forttc wegt wird, um einer weiteren Palette Platz zu machen. Die Fortbewegung muß also gerade so groß gewählt werden, wie die Palette in Förderrichtung gesehen lang ist plus dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Paletten. Der Kühlabschnitt 5 ist — wie auch die beiden anderen Kühlabschnitte 6 und 7 — in Förderrichtung gesehen genau so lang wie diese Förderstrekke aus der Länge der Palette plus dem Abstand zwischen zwei Paletten. Es sei nun der Weg der von rechts anfahrenden Palette durch den Kühltunnel verfolgt. Durch einen ersten Förderschritt gelangt die Palette in ihrer gesamten Längsausdehnung in den Bereich des ersten Kühlabschnittes 5. Die links vor der betrachteten Palette vorhandenen Paletten werden entsprechend weitergeschoben. Es erfolgt nun eine Stillstandszeit, während der die nächste oder gegebenenfalls die übernächst folgende Palette mit Bechern gefüllt wird. Während dieser Stillstandszeit wird nun die mit dem 60°C heißen Joghurt beladene Palette der Kühlluft des ersten Kühlabschnitts ausgesetzt Als Kühlluft wird im ersten Kühlabschnitt die Luft aus dem umgebenden Raum durch die Aussparung des Rahmenteils 17 — die natürlich durch ein Gitter od. dgl. abgedeckt sein kann — und durch die Reihen der gestapelten Becher angesogen. Dabei werden die Seitenwandungen der Becher intensiv von der normale Raumtemperatur aufweisenden Luft umströmt Die angesogene und durch die Kühlung der Becher entsprechend angewärmte Loft wird bei 24 in den Raum zurückgeblasen.

Zu Ende der Stillstandszeh, wenn also die nächste Palette mit Bechern gefüllt ist. wird die hier betrachtete Palette von dem Kühl abschnitt 5 r> den Kühlabschnitt 6 befördert, in dem sie wiederum aber toe gesamte Länge hinweg gesehen 4er bier herrschenden Küntstr ttning ausgesetzt wird. Zu gleicher Zeit wandert eine weitere, von rechts fccmtaesde Palette ί

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Kühlabschnitt wird die Luft in einem geschlossenen Umlauf geführt, d. h. es wird im wesentlichen immer die gleiche Luft fortlaufend in dem Strömungskreislauf bewegt. Dabei wird die Luft vor dem Eintritt in die Durchlaufstrecke durch die Kühler 29 und 30 abgekühlt, um dann bei Umströmen der Becher in der Durchlaufstrecke wieder Wärme aufzunehmen. Die so erwärmte Kühlluft wird durch die Kühler 29 und 30 wieder abgekühlt. Die Kühlluft transportiert demnach die den Bechern entnommene Wärme zu den Kühlern, von denen die Wärme mit Hilfe der Kühlflüssigkeiten abgeführt wird. Die Kühlluft wird in einem geschlossenem Umlauf geführt, weil sie auch nach Austritt aus der Durchlaufstrecke kalter ist als die Temperatur der Raumluft. Wenn dieser Temperaturunterschied eine bestimmte Größenordnung übersteigt, so ist es zweckmäßig, die Wandungen der Gehäuseteile in geeigneter Weise wärmeisolierend auszubilden.

Nach Ablauf der Stillstandszeit, während der wiederum eine weitere Palette mit Bechern gefüllt worden ist, erfolgt wiederum eine Förderbewegung in der vorbeschriebenen Größenordnung, d. h. die hier betrachtete Palette wandert von dem Kühlabschnitt 6 in den Kühlabschnitt 7. Dieser letzte Kühlabschnitt arbeitet, wie der zuvor betrachtete Kühlabschnitt 6, mit einem geschlossenen Strömungsumlauf, wobei die Kühlluft vor Eintritt in die Durchlaufstrecke 2 von dem Kühler 31 gekühlt wird. Beim Durchgang durch die Durchlaufstrecke nimmt die Kühlluft wiederum Wärme von den Bechern bzw. dem darin enthaltenen Joghurt auf und erwärmt sich dabei; diese Wärme wird bei Erreichen des Kühlers 31 an diesen abgegeben und von der dem Kühler 31 zugeordneten Kühlmaschine als Kondensationswärme abgegeben. Da der Kühler 31 tiefere Temperaturen erreicht als die Kühler des vorbehandelten Kühlabschnilts, ist die Kühlluft in dem Kühlabschnitt 7 wesentlich kühler als die in dem Kühlabschnitt 6, somit wird immer eine bestimmte, weitgehend frei wählbare Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Gut am Anfang der Stillstandszeit in dem betreffenden Kühlabschnitt aufrechterhalten. Auf Grund der höheren Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft in diesem letzten Kühlabschniu und der Raumluft ist hier eine isolierte Ausführung der Gehäusewandungen erfordei Hch. Am Ende der Stillstandszeit verläßt die betrachtete Palette 4 den letzten Kühlabschnitt 7 und hat damit die gewünschte Temperatur, hier beispielsweise etwa Raumtemperatur, erreicht.

Um den Strömungswiderstand bei dem geschlossenen Strömungsumlauf in den Kühlabschnitten 6 und 7 nicht zu vergrößern, sind die seitlichen Gehäuseteile 14 und 15 um so viel tiefer ausgebildet, als die Kühler 29, 30 und 31 in Strömungsrichtung gesehen breit sind. Will man in allen Kühlabschnitten eine gleiche Strömungsgeschwindigkeit der Luft und damit — bei gleichen Ab messungen in allen Kühlabschnitten wie hier — den jeweiligen Abschnitt der Durchlaufstrecke mit einer gleichen Kühlluftmenge pro Zeiteinheit durchsetzen, so wird man allerdings den zusätzlichen Strömungswiderstand durch die Kühler und entlang des die Kühler umschließenden seitlichen Gehäuseteiles 14 bzw. 15 in den KQhlabschnitten 6 und 7 berücksichtigen müssen, d. h. die Radiallüfter der Kühlabschnitte 6 und 7 werden mit etwas höherer Antriebsleistung betrieben werden müssen als der Radiallüfter des Kuhlabschnitts 5. Auf jeden FaIl läßt sich im Rahmen der gegebenen Möglichkeiten ohne weiteres eine derartige gleiche Kahlluftmenge pro Zeiteinheit erreichen. Ebenso läßt sich bewerkstelligen, daß die Temperaturdifferenz zwischen der Kühlluft von Stufe zu Stufe in Förderrichtung gesehen um einen gleichbleibenden Betrag abnimmt Auf diese Weise erreicht man, daß am Ende der Stillstandszeit in jedem Kühlabschnitt das zu kühlende Gut etwa 33% der Wärmemenge verloren hat, die ihm insgesamt durch die Kühlung entzogen werden soll. Legt man diese Voraussetzung zugrunde, so werden 33% der durch Kühlung abzuziehenden Wärmemenge in dem ersten

ίο Kühlabschnitt 5 an die Raumluft abgegeben. Die an die Raumluft abgeführte Wärme verteilt sich in dieser so fein bzw. wird im Wärmeaustausch an die Außenluft so weit abgeführt, daß die Raumluft an der Ansaugstelle etwa mit gleichbleibender Temperatur zur Verfügung steht. Für die Abführung der ersten 33% Wärmemenge wird daher keine Energie benötigt, wenn man einmal — wie auch bei den folgenden Kühlabschnitten — die Antriebsleistung für die Gebläse außer Acht läßt. In dem darauf folgenden Kühlabschnitt 6 gibt das zu fördernde Gut wiederum 33% der insgesamt abzuführenden Wärmemenge an die Kühlluft bzw. an die Kühler und damit an das Brunnenwasser und das Eiswasser ab. Dabei kann man damit rechnen, daß das Brunnenwasser mit etwa 15% und das Eiswasser etwa 18% der in

as diesem Kühlabschnitt abzuführenden Wärmemenge aufnimmt. Da das Brunnenwasser insoweit kostenlos zur Verfügung steht, müssen also 18% der gesamten Wärmemenge durch maschinelle Energie abgeführt werden, die allerdings Kosten zum Nachttarif verursacht In dem letzten Kühlabschnitt schließlich werden die restlichen 33% der insgesamt abzuführenden Wärmemenge von dem Kühler 31 aufgenommen, der ausschließlich durch Aufwand von Energie arbeitet. Damit ergibt sich, daß 18% + 33% = 51% der insgesamt abzuführenden Wärmemenge durch maschinell aufzubringende Energie abgeführt wird, während der Rest — also annähernd die Hälfte — der insgesamt abzuführenden Wärmemenge durch Kühlmittel abgeführt wird, die insoweit kostenlos zur Verfugung stehen. Wie dieses Ausführungsbeispiel zeigt, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen eine ganz erhebliche Einsparung der Kosten und damit eine sehr wirtschaftliche Kühlung erreichen.
Insbesondere bei dem hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ergeben sich noch weitere Vorteile. Durch die Wahl von drei Kühlabschnitten und die horizontale Führung der Kühlluft durch die Durchlaufstrekke wird der Tunnel nach der Erfindung insgesamt kürzer und weitaus niedriger als vorgeschlagene Kühltunnelausführungen gleicher Kühlleistung nach dem Stand der Technik. Die sich durch die Unterteilung in Kühlabschnitte anbietende Unterteilung der Bauelemente ergibt eine handliche Größe, die Bauteile sind daher im vormontierten Zustand anlieferbar und können leicht und schnell am Aufbauort des Kühltunnels zusammengesetzt werden. Auf Grund der verringerten Abmessungen und der nur teilweise isolierten Ausführung verringern sich auch die Anschaffungskosten. Falls die Kahlabschnitte gleich lang gewählt werden, hat die Mehrzahl der in den einzelnen Kühlabschnitten benötigten Bauteile gleiche Form und Abmessung, was sich ebenfalls in einer wirtschaftlicheren Herstellung niederschlägt Schließlich läßt die Unterteilung in Kühlabschnitte und deren vielfältige Ausführungsmögfich- keit eine weitgehende Anpassung an die jeweils gestellten Anforderungen za So kann bei genügendem Raumangebot beispielsweise ein längerer Kühltunnel nut geringeren Betriebskosten oder aber bei knappem Platz-

angebot ein kürzerer Kühltunnel mit etwas höheren Betriebskosten erstellt werden. Die einzelnen Kühlabschnitte sind hinsichü<ch ihrer Arbeitsweise an die jeweils gegebenen Vorkühlinöglichkeiten des Betriebes anpaßbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kühlung von in warmem Zustand abgefüllten Produkten, vorzugsweise Garungsprodukten auf der Basis von Milch, beispielsweise Joghurt, insbesondere Fruchtjoghurt in Bechern, unter Verwendung von Luft als Kühlmittel, die zum Teil in einem geschlossenen Umlauf geführt und maschinell gekühlt ist, mit der das zu kühlende Gut in mehreren, entlang der Förderstrecke aufeinanderfolgenden Kühlabschnitten, in denen die Kühlluft in Förderrichtung gesehen zunehmend vorgekühlt wird, quer zur Förderrichtung von der Seite her angeströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Gu: in einem ersten Kühlabschnitt mittels mechanisch ung^kühlter Luft umströmt wird, worauf es in einem folgenden Abschnitt einen mit einem Speicherkühlmittel vorgekühlten Luftstrom ausgesetzt wird und wonach es in einem letzten Abschnitt mit dem in einem geschlossenen Umlauf geführten, maschine!! gekühlten Luftstrom umströmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Gut, vorzugsweise auf Paletten gestapelt, schrittweise von einer Kühlzone in die nächstfolgende bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Gut durch etwa gleiche Verweilzeiten in den einzelnen Kühlzonen und durch etwa gleich große zugeführte Kühlluftmengen in jeder Kühlzone bei etwa gleicher Abstufung der Kühllufttemperatur von Kühlzone zu Kühlzone mit annähernd linearem Temperaturabfall über die gesamte Kühlzeit gesehen gekühlt wird.

4. Kühltunnel zur Kühlung von im warmen Zustand abgefüllten Produkten, vorzugsweise Gärungsprodukten auf der Basis von Milch, beispielsweise joghurt, insbesondere Fruchtjoghurt in Beehern, mit einer durch den Tunnel geführten Durchlaufstrecke für das zu kühlende Gut und mit einem Gehäuse für die Führung von Kühlluft, die mit Hilfe von Gebläsen das zu kühlende Gut quer zur Förderrichtung umströmt und die in aufeinanderfolgenden Abschnitten der Durchlaufstrecke zunehmend vorgekühlt ist. und mit einer Kältemaschine, in deren Kühlerbereich Kühlluft in einen geschlossenen Umlauf geführt ist. zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (31) der Kältemaschine auf einen letzten Abschnitt (7) beschränkt ist, dem ein Abschnitt (6) mit einem mit Speicherkühlmittel gespeisten Kühler (30) vorgeschaltet ist, daß ein weiterer Kühler (29) vorgesehen ist, der mit einem unvorgekühlten Kühlmittel gespeist ist, und daß ein "lit Kühlluft von Raumtemperatur arbeitender Abschnitt (5) den Beginn der Durchlaufstrecke (2) bildet.

5. Kühltunnel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kühlabschnitt (5 bis 7) ein Gebläse (23, 25, 26) zugeordnet ist, das sich vorzugsweise in dem oberen Gehäuseteil (9, 12, 13) oberhalb der Durchlaufstrecke (2) befindet.

6. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 und 5, &5 dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse als Radiallüfter (23,25,26) ausgebildet sind.

7. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Kühlabschnitte (5 bis 7) in Förderrichtung gesehen gleich lang ausgebildet sind.

8. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei Kühlabschnitte (5 bis 7) vorgesehen sind, wobei der mittlere Kühlabschnitt (6) zwei in die Strömungsbahn der umlaufenden Kühlluft eingeschaltete Kühleinrichtungen aufweist, deren in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen erste ein mit Brunnenwasser beaufschlagter Kühler (29) und deren zweite ein mit Eiswasser beaufschlagter Kühler (30) ist.

9. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühler (29,30,31) jeweils die gesamte Übertrittsfläche der Kühlluft in der Strömungsrichtung von dem Gehäusehohlraum zu der Durchlaufstrecke (2) einnehmen.

10. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Kühlabschnitten und am Ende des letzten Kühlabschnittes Jalousien, Schiebetüren, Vorhänge od. dgl. vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Durchlaufstrecke zwischen den jeweiligen Kühlabschnitten und am Ende des Kühltunnels wenigstens teilweise verschließbar ist.

U. Kühltunnel nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das unvorgekühlte Kühlmittel eines Abschnittes wenigstens einem weiteren Abschnitt zugeleitet ist.