DE2242024A1 - Coffee extract freezing drum - has controllable inner coolant level - Google Patents
Coffee extract freezing drum - has controllable inner coolant levelInfo
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Abstract
Description
Kühlwalze zum Gefrieren eines insbesondere kälteschockempfindlichen Gutes Die Erfindung betrifft eine Kühlwalze zum Gefrieren eines insbesondere kälteschockempfindlichen Gutes, bei der ein flüssiges Kältemittel die Innenwandfläche des Mantels der Kühlwalze beaufschlagt und die oberhalb des Mantels eine Aufgabevorrichtung für das zu gefrierende Gut und, in Drehrichtung des Mantels geschen, in Abstand vor der Aufgabevorrichtung eine Heizeinrichtung für eine von auüen erfolgende lokale Erwärmung des Mantels der Kühlwalze aufweist. Cooling roller for freezing a particularly sensitive to cold shock Good The invention relates to a cooling roller for freezing a particularly sensitive to cold shock Good thing in which a liquid refrigerant is the inner wall surface of the jacket of the chill roll acted upon and the above the jacket a feed device for the to be frozen Good and, in the direction of rotation of the jacket, at a distance in front of the feed device a heating device for local heating of the jacket from the outside the chill roll.
Bei einer bekannten Kühlwalze dieser Art. welche insbesondere zum Einfrieren eines külteschockempfindlichen Gutes, wie z.B. Kaffee-Extrakt, dient, wird durch eine Heizeinrichtung, welche eine Strahlungsheizung oder auch zinke durch Besprühen der Mantelaußenfläche lit Heißgas oder Wasserdampf wirkende Heizung sein kann, eine kurzzeitig. Erwärnnang des Kühlwalzenmantels herbei.In a known cooling roller of this type. Which in particular for Freezing of cold shock-sensitive goods, such as coffee extract, is used, is by a heating device, which a radiant heater or zinc through Spraying the outer surface of the jacket lit hot gas or steam-acting heating can, a short time. Heat up the cooling roll jacket.
geführt, der von innen her mit dem wärmeentziebenden flüssigen Kältemittel beaufschlagt ist (DT-OS 2 044 123).from the inside with the heat-dissipating liquid refrigerant is applied (DT-OS 2 044 123).
Es kann auf diese Weise erreicht werden, daß der Jeweils unter die Aufgabevorrichtung gedrehte, kurz zuver erwärmte und sich sodann wieder auf die Temperatur des flüssigen Kältemittels abkühlende Mantelteil im Augenblick des Auftreffens des Gute gerade die dem Gut im Anfangsstadium des Gefrierens zuträgliche Temperatur aufweist.It can be achieved in this way that each of the Feeding device rotated, briefly overheated and then jacket part cooling down to the temperature of the liquid refrigerant at the moment the impact of the good is precisely what is beneficial for the good in the initial stage of freezing Temperature.
Es erweist sich Jedoch oftmals als schwierig, die einzelnen Größen wie Heizleistung, Kältemitteltemperatur, Drehgeschwindigkeit des Kühlwalzenmantels, Aufgebegeschwindigkeit des Gutes und anderes mehr in günstiger Weise aufeinander abzustimmen und genau einzustellen bzw.However, it often turns out to be difficult to identify the individual sizes such as heating power, refrigerant temperature, speed of rotation of the cooling roller jacket, Abandon speed of the goods and other more in a favorable manner on each other coordinated and precisely adjusted or
einzuhalten. Außerdem sind der Anpassung der gewünschten Wärmeübergänge an verschiedene zu gefrierende Produkte sowie der Beherrschung der unterschiedlichsten Gefrierprozesse sehr enge Grenzen gesetzt.to be observed. In addition, the adaptation of the desired heat transfers of different products to be frozen as well as the mastery of the most varied Freezing processes are very limited.
Aufgabe der verliegenden Erfindung ist es, eine Kühlwalze zu schaffen, bei der den genannten Schwierigkeiten weitgehender begegnet werden kann und die eine. weiterreichende Beeinflüssung des Wärmeentzuges bietet, als bei den bekannten Kühlwalzen möglich ist.The object of the present invention is to create a cooling roll, in which the difficulties mentioned can be met to a greater extent and the one. offers more far-reaching influence on the extraction of heat than with the known ones Chill rolls is possible.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung durch eine teilweise Beaufschlagung der Innenwandfläche der Kühlwalze mit flüssigem Kältemittel in der Art, daß der Flüssigkeitsspiegel des Kältemittels im Innenhohlraum etwa in Höhe der tiefstliegenden Stelle des Wirkungsbereiches der Heizeinrichtung steht.The solution to this problem is achieved according to the invention by a partial Exposure of the inner wall surface of the cooling roller with liquid refrigerant in the Kind that the liquid level of the refrigerant in the inner cavity is about the same the lowest point of the effective area of the heating device.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß ein durch die Pegeleinstellung des Kältemittels in der Ausdehnung bestimmbarer Teil der Innenwandfläche lediglich vom Kältedampf beaufschlagt wird, wodurch in diesem obenliegenden Bereich eine Verminderung des Wärmeentzuges durch den Mantel hindurch erzielt werden kann. Auf den diese Zone durchlaufenden Teil des Mantels der Kühlwalze wirkt von außen die Heizeinrichtung ein, die bei der erfindungsgemäßen Kühlwalze somit in den Walzenmantel eine weitaus geringere Wärmemenge einbringen muß, um die gewünschte stelenweise höhere Temperatur der Außenwandfläche zu erreichen, die für das nachfolgende Auftragen des zu gefrierenden Gutes mittels der nachgeschalteten Aufgabevorrichtung notwendig ist.This measure ensures that a level setting of the refrigerant in the extent determinable part of the inner wall surface only is acted upon by the cold steam, whereby a reduction in this overhead area the heat extraction can be achieved through the jacket. On this zone passing through part of the jacket of the cooling roller acts from the outside of the heating device a, which in the cooling roll according to the invention thus in the roll shell a far must bring in less heat to achieve the desired higher temperature in steles of the outer wall surface to achieve that for the subsequent application of the to be frozen Good is necessary by means of the downstream feed device.
Es ist von besonderem Vorteil den Kältemittelpegel verstellbar vorzusehen. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein oder mehrere Ablaufrohre mit höhenverstellbarer Endöffnung in den Innenhohlraum der Kühlwalze hineinragen. Die Höhenverstellbarkeit dieser Endöffnungen wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht1 daß das gegebenenfalls mit einem längs der Kühlwalzenachse eingeführten Sammelrohr starr verbundene System der Ablaufrohre um die Kühlwalzenachse verdrehbar gelagert ist, so daß die Höhenlage der als Uberlauf dienenden Endbffnuugen der Ablaufrohre die Pegelhöhe des flüssigen Kältemittels bestimmt Ist ein an sich bekannter, eine flache Kältemittelschicht an der Innenwandfläche des Mantels schaffender Verdrängungskörper in der Kühlwalze vorgesehen, so verden nach der Erfindung die Ablaufrohre durch den Verdrängungskörper hindurchverlegt und die Endöffnungen im Bereich der Außenoberfläche des Verdrängungskörpers vorgesehen. Hierbei ist es besonderr vorteilhaft, den Verdrängungskörper um die Kühlwalzenachse drehbar auszubilden, so daß die Endöffnungen der Ablaufrohre auf einfache Weise durch Verdrehen des Verdrängungskörpers in verschiedene Höhenlagen gebracht werden können.It is particularly advantageous if the refrigerant level is adjustable. For this purpose, it is proposed according to the invention that one or more drain pipes with Height-adjustable end opening protrude into the inner cavity of the cooling roller. the According to the invention, the height adjustability of these end openings is thereby made possible that optionally with a collecting pipe introduced along the axis of the cooling roller Rigidly connected system of drainage pipes rotatably mounted around the axis of the cooling roller is, so that the height of the drainpipes serving as overflows determines the level of the liquid refrigerant Is a in itself more known to create a flat layer of refrigerant on the inner wall surface of the shell Displacement body is provided in the cooling roller, so the verden according to the invention Drain pipes laid through the displacement body and the end openings in the Area of the outer surface of the displacement body provided. Here it is special advantageous to design the displacement body to be rotatable about the axis of the cooling roller, so that the end openings of the drain pipes in a simple manner by rotating the displacement body can be brought to different altitudes.
Von Vorteil ist es weiterhin, die Endöffnungen der Ablaufrohre gegen denjenigen Bereich der Innenwandfläche der Kühlwalze zu richten, der in Drehrichtung der Kühl.It is also advantageous to counteract the end openings of the drainage pipes to direct that area of the inner wall surface of the cooling roller, which is in the direction of rotation the cool.
walze gesehen unmittelbar hinter der Aufgabevorrichtung liegt. Dies hat den Vorteil, daß das in diesem Bereich am intensivsten siedende und verdampfende Kältemittel sehr rasch den nahegelegenen Endöffnungen zuströmen und durch die Ablaufrohre abfließen kann und hierdurch das in dieser Zone bevorsugt auftretende Sprudeln und Hochspritzen von flüssigem Kältemittel gegen die über dem flüssigen Kältemittel befindliche Innenwandfläche weitgehend vermieden wird, so daß keine zu starke Steigerung des anfänglichen Wärmeentzuges aus dem zu gefrierenden Gut auftritt.roller is seen immediately behind the feeder. this has the advantage that that which boils and vaporizes most intensely in this area Refrigerant flows very rapidly to the nearby end openings and through the drain pipes can flow away and thereby prevent the bubbling and bubbling in this zone Splashing liquid refrigerant against the liquid refrigerant located inner wall surface is largely avoided, so that no excessive increase the initial heat extraction from the goods to be frozen occurs.
Durch die Erfindung ist u. a. eine weitgehende Beeinflussung des Gefrierprozesses möglich: abgesehen von den wählbaren Größen Kältemitteltemperatur und Durchströmgeschwindigkeit, Walzendrehgeschwindigkeit, Heizleistung und- Ausdehnung der Beheizungszone, Abstand von Heizeinrichtung und Aufgabevorrichtung kann durch das Verändern des Kältemittelpegels.. vor allem auch eine Variation der Ausdehnung desjenigen Teils der Kühlwalzenoberfläche erreicht werden, in dem zur Vermeidung eines Kälteschocks für das einzufrierende Gut ein verminderter Wärmeentzug gewährleistet werden soll. Dies. bedeutet eine vorteilhafte, bei bekannten Kühlwalzen in diesem Maße nicht gegen bene Anpassung an die Gefrierverträglichkeit des butreffenden Gutes.The invention provides, inter alia. a far-reaching influence of Freezing process possible: apart from the selectable parameters refrigerant temperature and flow rate, roller speed, heating power and expansion the heating zone, the distance between the heating device and the feed device can be achieved through changing the refrigerant level .. above all a variation in the expansion that part of the cooling roll surface can be achieved in which to avoid a cold shock for the goods to be frozen ensures reduced heat extraction shall be. This. means an advantageous one in known cooling rolls in this Dimensions not against adjustment to the freezing tolerance of the goods to be taken.
Im übrigen kann es bei Anwendung der Erfindung von Vorteil sein, die Kühlwalze in einem umschließenden Kühlraum zu.In addition, it can be advantageous when applying the invention that Cooling roller in an enclosing cooling space.
betreiben, der eine Innenraumtemperatur aufweist, die dem für das Gut verträglichen Anfangsgefriertemperaturwert entspricht. Hierdurch ergeben sich weitere Möglic-hkeiten d-er Beeinflussung des jeweiligen Gefrierprozesses.operate, which has an interior temperature that is the same as for the Corresponds to a well-tolerated initial freezing temperature value. This results in further possibilities of influencing the respective freezing process.
Die Erfindung wird mit Hilfe der Figuren im folgenden näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kühlwalze, Fig. 2 eine anders ausgeführte erfindungsgemäß-e Kühlwalze mit eingesetztem Verdrängungskörper im vertikalen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 3, Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt derselben Kühlwalze längs der Linie III-III in Fig. 2.The invention is explained in more detail below with the aid of the figures. They show in a schematic representation FIG. 1 a vertical cross section of a cooling roller according to the invention, FIG. 2 shows a differently designed cooling roller according to the invention with inserted displacement body in the vertical Cross-section lengthways the line II-II in Fig. 3, Fig. 3 shows a vertical longitudinal section of the same cooling roll along the line III-III in FIG. 2.
Wie in Fig. 1 vereinfacht dargestellt ist, befindet sich oberhalb der Kühlwalze 1 eine Aufgabevorrichtung 2, die im wesentlichen aus an den Stirnseiten der Kühlwalze 1 anliegenden Seitenstauwänden 3 und einer Längsetauwand 4 sowie einer Auftragewalze 5 besteht. Die Stauwände 3 und 4 berühren dichtend den Mantel 6 der Kühlwalze 1, wohingegen zwischen der in gleichem Sinne wie die Kühlwalze 1 drehbaren Auftragswalze 3 und der Außenoberfläche 7 des Mantels 6 ein vorzugsweise verstellbarer Spalt verbleibt, durch den die Schichtdicke des zu gefrierenden Gutes auf der Kühiwalse festgelegt werden kann.As shown in simplified form in FIG. 1, is located above the cooling roller 1 has a feed device 2, which essentially consists of at the end faces the cooling roller 1 adjacent side retaining walls 3 and a longitudinal retaining wall 4 and one Application roller 5 consists. The baffles 3 and 4 sealingly touch the jacket 6 of the Cooling roller 1, whereas between the rotatable in the same sense as the cooling roller 1 Application roller 3 and the outer surface 7 of the shell 6 is preferably adjustable Gap remains through which the layer thickness of the goods to be frozen on the Kühiwalse can be set.
In Drehrichtung der Kühlwalze 1 gesehen vor der Längsstauwand 4 ist eine Heizeinrichtung 8 angebracht. bei.Seen in the direction of rotation of the cooling roller 1 in front of the longitudinal retaining wall 4 a heater 8 attached. at.
spielsweise eine elektrische Strahlungsheizung, durch die auf den ihr gegenüberliegenden Teil des Mantels 6 Wärme übertragen werden kann. Diese Heizeinrichtung kann so ausgebildet ein, daß sich ihr Wirkungsbereich hinsichtlich seiner Erstreckung in Umfangsrichtung des Nantels verändern läßt.for example, an electric radiant heater through which the their opposite part of the jacket 6 heat can be transferred. This heater can be designed in such a way that its area of action extends in terms of its extent can change in the circumferential direction of the nantel.
Vor dem Zulaufen in den Bereich der Heizeinrichtung 8 wird die gefrorene Gut schicht 9 mit Hilfe eines Schälmessers 10 vom Mantel 6 entfernt.Before entering the area of the heating device 8, the frozen Good layer 9 removed from the jacket 6 with the aid of a paring knife 10.
In den Innenhohlraum der Kühlwalze 1 ragt ein Zulaufrohr 11 für das flüssige Kältemittel hinein. Dieses Zulaufrohr 11 ist durch eine flüssigkeitsdichte Drehdurchführung in der Mitte einer Stirnseite der i«ihlwalze hindurch verlegt. In gleicher Weise ist ein Ablaufrohr 12 bzw. ein Ablaufsammelrohr 13 mit mehreren sich verzweigenden Ablaufrohren 12 dichtend und drehbar durch den AchsenpudSt der anderen Kühlwalzenstirnfläche geführt.A feed pipe 11 protrudes into the inner cavity of the cooling roller 1 for the liquid refrigerant into it. This inlet pipe 11 is liquid-tight Rotary feedthrough laid through in the middle of one end face of the heating roller. In the same way, a drain pipe 12 or a drain collecting pipe 13 with several branching drainage pipes 12 sealing and rotatable by the axispudSt other cooling roll face out.
Die Endöffnung 14 des Ablaufrohres 12 weist gegen die Innenwandfläche 15 des Mantels 6, und zwar gegen denjenigen Bereich, der in Drehrichtung der Kühlwalze gesehenunmittelbar hinter der Aufgabevorrichtung 2 liegt.The end opening 14 of the drain pipe 12 faces the inner wall surface 15 of the shell 6, namely against that area in the direction of rotation of the cooling roller is seen directly behind the feeding device 2.
Durch Drehen des Ablaufsammelrohres 13 bzw. Schwenken des Ablaufrohres 12 um die Achse der Kühlwalze 1 kann die Endöffnung 14 in verschiedene Höhenlagen gebracht werden, wodurch sich der Pegel 16 des flüssigen Kältemittels 17 so weit absenken läßt, daß im Innenhoflraum der Kühlwalze unter der Heizeinrichtung 8 und der Aufgabevorrichtung 2 ein mit Kältemitteldampf verfüllter Raum 18 entsteht. Zwischen den Stellen A und B, welche achsenparallele Uferlinien des flüssigen Kältemittels an der Innenwandfläche 15 des Mantels 6 darstellen, besteht somit eine Zone verminderten Wärmeentzuges durch den Mantel 6 hindurch.By turning the drain collecting pipe 13 or pivoting the drain pipe 12 around the axis of the cooling roller 1, the end opening 14 can be at different heights be brought, whereby the level 16 of the liquid refrigerant 17 so far can lower that in the inner courtyard of the cooling roller under the heater 8 and the feed device 2 a space 18 filled with refrigerant vapor is created. Between points A and B, which are axially parallel shorelines of the liquid refrigerant represent on the inner wall surface 15 of the shell 6, there is thus a reduced zone Removal of heat through the jacket 6.
Der durch die Heizeinrichtung 8 erwärmte Teil der Mantels 6 gelangt bei weiterhin erfolgender Drehung unter der Stauwand 4 hindurch unter die Aufgabevorrichtung 2 und nimmt die Gut schicht mit einer dem Gut verträglichen Anfangsgefriertemperatur auf. Die Auftragswalze 5 kann üblicherweise ebenfalls durch eine Kühlflüssigkeit auf diese Temperatur gebracht werden.The part of the jacket 6 heated by the heating device 8 arrives with continued rotation under the retaining wall 4 through under the feed device 2 and takes the good layer with an initial freezing temperature that is compatible with the good on. The application roller 5 can usually also by a cooling liquid be brought to this temperature.
In analoger Weise wie die vorstehend beschriebene Kühlwalze arbeitet die in Fig. 2 und 3 dargestellt. andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlwalze, bei der entsprechend. Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Diese Kühlwalze weist in ihrem Innenhohlraum noch zusätzlich einen Verdrängungskörper 19 auf, der eine zur zylindrischen Innonwandfläche 15 parallele Aussenoberfläche besitzt und zweckmäßig als Hohlzylinder ausgebildet ist. Der Zweck eines solchen Verdrängungskörpers ist bekannterweise die Möglichkeit einer günstigeren Kältemittelführung durch die Kühlwalze hindurch. Die Ende öffnungen 14 befinden sich in diesem Fall in der Mantelwandung des Verdrängungskörpers 19, die Zulaufrohre 11 und Ablaufrohre 12 bzw. die zugehörigen Sammelrohre 13 und 20 sind durch das Innere des Verdrängungskörpers 19 verlegt. Zum Zwecke der Höhenverstellbarkeit der Endöffnungen 14 ist der Verdrängungskörper 19 für sich um die Kühlwalzenachse drehbar ausgebildet.In a manner analogous to that of the chill roll described above those shown in Figs. another embodiment of an inventive Chill roll, with the corresponding. Parts are denoted by the same reference numerals. This cooling roller also has a displacement body in its inner cavity 19, the one to the cylindrical inner wall surface 15 parallel outer surface possesses and is expediently designed as a hollow cylinder. The purpose of such As is known, displacement body is the possibility of a more favorable refrigerant conduction through the chill roll. The end openings 14 are located in this case in the jacket wall of the displacement body 19, the inlet pipes 11 and outlet pipes 12 or the associated manifolds 13 and 20 are through the interior of the displacement body 19 relocated. For the purpose of adjusting the height of the end openings 14, the displacement body 19 designed to be rotatable about the cooling roller axis.
Die Anwendung der Erfindung soll am Beispiel des Gefrierens von Kaffee-Extrakt veranschaulicht werden. Dei zu raschem Einfrieren des dunkelbraunen Kaffee-Extraktes, der auf eine Temperatur unterhalb des Wassergefrierpunktes, Jedoch oberhalb der eutektischen Temperatur vorgekühlt wurde, treten unerwünschte Verfärbungen und der Verlust oder die Veränderung von Aromaeigenschaften ein, die sich, wie gefunden wurde, durch ein anfänglich mit geringem Wärmeentzug ablaufendes Einfrieren vermeiden lassen.The application of the invention is based on the example of the freezing of coffee extract illustrated. The too rapid freezing of the dark brown coffee extract, at a temperature below the freezing point of water, but above that eutectic temperature pre-cooled was occurring, undesirable Discoloration and the loss or change in aroma properties As has been found, by an initially proceeding with little heat removal Avoid freezing.
Der Kaffee-Extrakt wird mit einer Temperatur von etwa -50C in die auf etwa gleiche Temperatur gekühlt. Aufgabevorrichtung gefüllt und hier mit der Kühlwalze in Berührung gebracht. Während das Kältemittel im Inneren der Kühlwalze in diesem Falle eine Temperatur von etwa minus 45°C aufweist, so daß diese Temperatur annähernd auch an allen von innen mit flüssigem Kältemittel beaufschlagen Stellen des Kühlwalzenmantels herrscht, wird durch die Heizeinrichtung der sich unter die Aufgebevorrichtung schiebende Teil der Kühlwalzenmantelfläche auf etwa -10 bis -15°C erwärmt.The coffee extract is at a temperature of around -50C in the cooled to about the same temperature. Feeding device filled and here with the Brought into contact with the cooling roller. While the refrigerant inside the chill roll in this case has a temperature of about minus 45 ° C, so that this temperature almost at all points exposed to liquid refrigerant from the inside of the cooling roll jacket prevails, is through the heating device located under the Feeding device pushing part of the cooling roll surface to about -10 to -15 ° C warmed up.
Durch die Beaufschlagung des die Aufgabevorrichtung passierenden Teils des Kühlwalzenmantels lediglich mit Kältemitteldampf, welcher nicht in dem Maße wärmeentziehend wirkt wie flüssiges Kältemittel, ist für den Kaffee-Extrakt anfänglich ein schonendes, jeglichen Kälteschock vermeidendes Abkühlen gegeben, wodurch,wie sich zeigte, beispielsweise die dunkelbraune Farbe des Kaffee-Extraktes erhalten bleibt und die Aromastoffe keine unerwünschton Veränderungen erleiden oder verloren gehen.By acting on the part passing through the feed device of the cooling roll jacket only with refrigerant vapor, which is not to the same extent heat-extracting acts like liquid refrigerant, is initially for the coffee extract a gentle cooling that avoids any cold shock, whereby how it was found, for example, that the dark brown color of the coffee extract was obtained remains and the flavoring substances do not suffer or lose any undesirable changes walk.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2242024A DE2242024A1 (en) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Coffee extract freezing drum - has controllable inner coolant level |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2242024A DE2242024A1 (en) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Coffee extract freezing drum - has controllable inner coolant level |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2242024A1 true DE2242024A1 (en) | 1974-02-28 |
Family
ID=5854610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2242024A Pending DE2242024A1 (en) | 1972-08-26 | 1972-08-26 | Coffee extract freezing drum - has controllable inner coolant level |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2242024A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4357705A1 (en) * | 2022-10-20 | 2024-04-24 | Technoalpin S.p.A. | Artificial snowmaking equipment |
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1972
- 1972-08-26 DE DE2242024A patent/DE2242024A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4357705A1 (en) * | 2022-10-20 | 2024-04-24 | Technoalpin S.p.A. | Artificial snowmaking equipment |
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