DE3412107C2

DE3412107C2 - Verfahren und Schaltunsanordnung zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken oder ähnlichen Lebensmitteln

Info

Publication number: DE3412107C2
Application number: DE3412107A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 2800 Bremen Schuldt
Original assignee: ALPAS Peter Schuldt KG, 2800 Bremen
Current assignee: Alpas Anlagenbau 2800 Bremen De GmbH
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2004-04-01
Also published as: DE3412107C3; DE3412107A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken o. ä. Lebensmitteln angegeben, wobei dem zu behandelnden Gut durch die Zufuhr von ggf. konditionierter Luft Wasser entzogen wird, bis der gewünschte Trocknungs- und Reifegrad erreicht ist. Es erfolgt eine geregelte Zumischung von Außenluft zu der umgewälzten Umluft vor ihrer erneuten Einleitung in den Behandlungsraum (40). Die Zumischung der Außenluft erfolgt in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchte im Behandlungsraum (40) sowie in Abhängigkeit von der Eignung der Außenluft, zur Kühlung und Entfeuchtung der Luft im Behandlungsraum beizutragen. Bei geeigneter Zumischung von Außenluft kann der zeitliche Einsatz von maschinellen Zusatzaggregaten reduziert und dadurch erhebliche Energie eingespart werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken oder ähnlichen Lebensmitteln, wobei dem zu behandelnden Gut durch die Zufuhr von Luft Wasser entzogen wird, bis der gewünschte Trocknungs- und Reifegrad erreicht ist, wobei während der Behandlung des Gutes die relative Feuchte und die Temperatur gemessen und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden und in Abhängigkeit von einer Überschreitung bzw. Unterschreitung der vorgegebenen Sollwerte die Temperatur und/oder die Feuchte im Behandlungsraum eingestellt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-Z "Die Fleischwirtschaft", 1982, S. 1383-1388 bekannt. Da das Gut während der gesamten Behandlung Feuchtigkeit, also Wasser, an die umgewälzte Luft abgibt, muß die Umluft ständig entfeuchtet werden, damit sie in der Lage ist, weiteres Wasser aufzunehmen. Wenn einerseits die Feuchtigkeit aus dem Gut nicht abgeführt wird, wenn z. B. die Umluft selbst zu feucht ist, wird sich in nachteiliger und fehlerhafter Weise eine Keimflora im Gut und am Rande des Gutes entwickeln, so daß es zu Fäulnis und zur Bildung von unerwünschten Hefe- und Schimmelkulturen kommt, die wiederum Mykotoxine bilden können.
Wenn andererseits die Feuchtigkeit zu rasch aus dem zu behandelnden Gut abgeführt wird, so kann in nachteiliger Weise der Effekt eintreten, daß die Feuchtigkeit bzw. das Wasser nicht rasch genug aus dem Inneren des Gutes nachströmen kann. In der Folge werden die Randzonen des Gutes zu stark austrocknen und sich verdichten, so daß das im Inneren bzw. im Kern des Gutes verbleibende Wasser nur noch verzögert nach außen dringen kann. Eine derartige Verzögerung der Abführung von Feuchtigkeit kann jedoch ebenfall zu erheblichen bakteriologischen Fehlentwicklungen im Gut führen und damit sowohl eine Wertminderung als auch häufig den Verderb des Gutes zur Folge haben.
Aus den genannten Gründen müssen daher die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur in den Behandlungsräumen so eingestellt und geregelt werden, daß sie dem Trocknungs- und Reifegrad des zu behandelnden Gutes entsprechen. Weiterhin muß darauf geachtet werden, daß die Regulierung von Temperatur und Feuchte in wirtschaftlich und energetisch günstiger Weise durchgeführt wird. Verluste durch unzureichende Regulierungen entstehen beispielsweise dann, wenn Zwei-Punkt Regelungen oder Proportional-Regelungen verwendet werden, die Über- und Unterschreitungen der Sollwerte hervorrufen, und zwar wegen der Trägheit der verwendeten Meßfühler. Bei zu niedriger Temperatur wird z. B. die Heizung eingeschaltet und aufgrund der Trägheit des Temperatur-Meßfühlers das Erreichen des Temperatur-Sollwertes erst verspätet signalisiert. Das Heizungsventil wird dann zu spät geschlossen, die Luft zu stark erwärmt und dadurch wiederum das Einschalten der Kühlung ausgelöst. Durch das Einschalten der Kühlung wird aber nicht nur die Temperatur der Luft abgesenkt, sondern auch ihre Feuchtigkeit. In der Folge schaltet dann die Befeuchtung ein, die ihrerseits durch den Einfluß auf den Temperaturverlauf den Betrieb der Heizung oder der Kühlung anfordert, wenn die Befeuchtung durch Wasser bzw. Dampf erfolgt. Diese Vorgänge wiederholen sich ständig, so daß stets eine große Energiemenge verbraucht wird, ohne daß diese für die Durchführung des eigentlichen Reifungsprozesses erforderlich wäre. Vielmehr wird diese Energie lediglich zum Ausgleich von Schwingungen beim Regelvorgang aufgewendet.
Aus der eingangs genannten Literaturstelle ist es zwar an sich bekannt, zur Energieeinsparung beim Reifungs- und Trocknungsverlauf Frischluft in den Behandlungsraum einzuführen, jedoch bringt das dort beschriebene Verfahren eine Reihe von Unzulänglichkeiten mit sich. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß die dort beschriebenen Messungen insofern nur begrenzt aussagefähig sind, als die Messungen zur Energieeinsparung dort mit einer sehr kleinen Charge von 300 kg Rohwurst durchgeführt worden sind, während die üblichen Anlagen in der Praxis für weitaus größere Mengen ausgelegt sein müssen, die in der Größenordnung von etwa 10 bis 150 Tonnen Rohwurst liegen. Weiterhin sind die Messungen dort in einem kurzen Zeitraum und einer klimatisch günstigen Jahreszeit durchgeführt worden, während in der Praxis eine Ganzjahresregelung erforderlich ist, die auch bei extrem ungünstigen äußeren klimatischen Bedingungen zufriedenstellend und wirtschaftlich arbeiten muß.
Bei dem dort angegebenen Verfahren wird eine Zwei-Punkt- Regelung oder Auf-Zu-Regelung der oben erwähnten Art für die Frischluftzufuhr verwendet, was in der Praxis nicht die erforderliche Reproduzierbarkeit der gewünschten Bedingungen gewährleistet, denn bei gleichen Zuführungsvolumina der Frischluft hat diese in der Praxis unterschiedliche Temperaturen und Feuchtigkeitsgehalte.
Weiterhin ist es in der Praxis problematisch, wenn die Regelung im Behandlungsraum aufgrund von Taupunkt-abhängigen Messungen durchgeführt wird, da der Taupunkt nur begrenzt aussagefähig dafür ist, ob die Frischluft für die Zuführung geeignet ist oder nicht. Es kommt entscheidend darauf an, daß das zu behandelnde Gut in dem Behandlungsraum ständig Feuchtigkeit abgibt, so daß die Feuchtigkeit der Frischluft unter einem vorgegebenen Wert liegen muß, damit die Frischluft überhaupt Feuchtigkeit vom Gut aufnehmen kann. Insofern ist die Aussage in der genannten Literaturstelle unzutreffend, daß die Frischluft solange zur Entfeuchtung benutzt werden kann, wie die Taupunkt- Temperatur der Frischluft niedriger liegt als die in dem Behandlungsraum.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß Taupunkt-Meßfühler gemäß dem dort beschriebenen Verfahren in der Praxis ungeeignet sind, da sie Probleme im Hinblick auf die Justierung, die Reinigung und die Wartung mit sich bringen. Mindestens einer der Taupunkt-Meßfühler muß nämlich offen als Außenfühler für die Frischluft angebracht sein und ist damit Verschmutzungen und anderen äußeren Einflüssen ausgesetzt, welche störende Meßfehler hervorrufen. Für den Betrieb einer entsprechenden Anlage sind jedoch genaue Temperaturmessungen erforderlich, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit wesentlich geringerem Einergieaufwand gearbeitet werden kann und zugleich eine besonders schonende und gleichmäßige Behandlung des Gutes gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu führen, daß zunächst zur Regelung der Temperatur und/oder der Feuchte im Behandlungsraum mgewälzte Umluft mit dosierten Mengen Frischluft kontinuierlich vermischt wird; daß dann, wenn die Frischluftbeimischung nicht ausreicht, um Abweichungen von den vorgegebenen Sollwerten auszugleichen, eine zusätzliche Beeinflussung von Temperatur und/oder Feuchte der Umluft durch heizen, kühlen oder befeuchten erfolgt; und daß die Temperatur- und Feuchtewerte der Umluft in Abhängigkeit von innerhalb des Behandlungsraumes kontinuierlich gemessenen Temperatur- und Feuchtewerten mit Proportional-Integral-Reglern geregelt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Zustand der Frischluft ständig auf ihre Eignung hin untersucht wird, ob sie zur Kühlung, Heizung, Trocknung und Befeuchtung der Umluft durch Vermischung mit ihr geeignet ist. Dabei hat die Zuführung von Frischluft absolute Priorität gegenüber sonstigen Beeinflussungen von Temperatur oder Feuchte. Mit der dosierten und kontinuierlichen Beimischung der Frischluft wird erreicht, daß keine unkontrollierte Zumischung der Frischluft stattfindet. Die Auswahl der Frischluft erfolgt unter dem Aspekt, ob diese bereits allein zur Konditionierung der umgewälzten Umluft ausreicht. Es erscheint einsichtig, daß durch diese geeignete dosierte und kontinuierliche Zuführung der Frischluft erhebliche Energieeinsparungen erfolgen können, wenn dadurch die Aggregate für Kühlung, Heizung und Befeuchtung weniger häufig arbeiten.
Erst wenn die Zumischung der Frischluft nicht ausreicht, wird die umgewälzte Umluft in der erforderlichen Weise aufbereitet und vor ihrer Rückführung in den Behandlungsraum anderweitig aufbereitet, um die Behandlung insgesamt nicht in Frage zu stellen. Dennoch wird selbstverständlich zunächst das Potential des Frischluftstromes voll ausgenutzt, bevor irgendwelche zusätzlichen Aggregate eingeschaltet werden. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Regelung wird dabei durch die Verwendung von Proportional-Integral-Reglern begünstigt, da diese zeitlich besonders günstig arbeiten und geringe Schwingungen beim Regelvorgang hervorrufen.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Zustand der Luft im Behandlungsraum mit einem (Doppel-) Widerstandsthermometer und einem Widerstandsthermometer mit Feuchtedocht gemessen. Die dabei erhaltenen elektrischen Ausgangssignale lassen sich in einfacher und rascher Weise weiterverarbeiten.
Die Regelbereiche für die Temperatur- und Feuchtewerte der Umluft werden beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerweise jeweils in drei Arbeitsbereiche unterteilt, wobei im Hauptarbeitsbereich mit Frischluft gekühlt bzw. entfeuchtet, in einem zweiten Bereich mit Zusatzaggregaten beheizt bzw. befeuchtet und in einem dritten Bereich mit einem Kühlaggregat gekühlt bzw. entfeuchtet wird. Diese Arbeitsbereiche entsprechen bestimmten Temperatur- und Feuchteintervallen, wobei mit besonders geringem Energieaufwand gearbeitet werden kann, wenn im Hauptarbeitsbereich gearbeitet wird, da dann die Zusatzaggregate abgeschaltet bleiben können.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zur Regelung der Umluft ständig die beiden Ausgangssignale der Regler für Temperatur und Feuchte verglichen werden und daß das niedrigere Ausgangssignal Priorität hat und zur Ansteuerung der Frischluftzufuhr dient.
Wenn in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Mischungsverhältnis von umgewälzter Umluft und zugeführter Außenluft in vorgegebenen Zeitintervallen überprüft wird, so stellt dies sicher, daß nicht mit einer starren Einstellung des Systems gearbeitet wird.
Es kann vielmehr geänderten, äußeren Bedingungen Rechnung getragen werden, um eine gleichmäßige Behandlung des Gutes zu gewährleisten.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Überprüfung des Mischungsverhältnisses von Umluft und Frischluft dann eingeleitet wird, wenn die Regelung für die Umluft aus dem Hauptarbeitsbereich in den zweiten Bereich oder in den dritten Bereich übergeht. Dadurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß ein Kühl- oder Trocknungsbereich etwa nur dadurch verursacht wird, daß ungeeignete Frischluft mit der Umluft vermischt wird.
Zur Überprüfung der umgewälzten Umluft erweist es sich als zweckmäßig, wenn während einer ersten Zeitspanne der Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte gemessen und gespeichert wird, während einer zweiten Zeitspanne bei abgeschalteter Frischluftzufuhr der Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte ebenfalls gemessen und gespeichert wird, und anschließend die gespeicherten Meßwerte miteinander verglichen werden. Dadurch läßt sich rasch feststellen, ob sich die Zuführung der Frischluft positiv oder negativ bemerkbar macht, so daß entsprechende Korrekturen vorgenommen werden können. Zweckmäßigerweise werden bei einem derartigen Verfahren sämtliche Stellglieder während der Überprüfung des Mischungsverhältnisses in ihren jeweiligen Stellungen festgehalten; damit wird eine zuverlässige Überprüfung gewährleistet und der Einfluß von sonstigen Parametern ausgeschaltet.
In den Fällen, wo beim erfindungsgemäßen Verfahren die Feuchte- und Temperaturabsenkung ohne Frischluftzufuhr rascher erfolgen als mit Frischluftzufuhr, erfolgt die weitere Behandlung bis zur nächsten Überprüfung der Umluft ohne Frischluftzufuhr.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß nach einer Periode abgeschalteter Frischluftzufuhr zur Überprüfung der umgewälzten Umluft die Frischluftzufuhr für die Dauer eines Meßintervalles auf einen vorgegebenen Wert eingeschaltet wird und daß die so gemessenen Werte für Temperatur und Feuchte mit denen bei abgeschalteter Frischluftzufuhr verglichen wird. Dies gewährleistet, daß bei geänderten äußeren Bedingungen zu einem günstigen Zeitpunkt die Zusatzaggregate wieder abgeschaltet werden können, wenn die Frischluft wieder die erforderlichen Eigenschaften besitzt.
Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren die Dauer der Überprüfungsmessungen in der Größenordnung von 1 Minute liegt, so ist eine ausreichend zuverlässige Messung gewährleistet, ohne daß die Behandlung des Gutes selbst erheblich gestört wird, da das Zeitintervall kurz genug ist.
Die Überprüfungen werden in vorgegebenen Zeitabständen in der Größenordnung von 1-5 Stunden, vorzugsweise von 2 Stunden, vorgenommen, so daß die optimalen Bedingungen im Behandlungsraum in geeigneter Weise beibehalten werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken und ähnlichen Lebensmitteln, wobei in einem Behandlungsraum mindestens ein Temperatur-Meßfühler und ein Feuchtemeßfühler angeordnet sind, deren Meß-Signale als Temperatur-Ist-Werte bzw. Feuchte-Ist-Werte in Reglern mit vorgegebenen Temperatur- und Feuchte-Sollwerten von Sollwertstellgliedern verglichen werden, und wobei die Regler an Aggregate zur Kühlung, Befeuchtung, Heizung und Frischluftversorgung angeschlossen sind.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 27 25 781 bekannt. Bei der dort beschriebenen Anordnung wird zwar auch mit Frischluft gearbeitet, jedoch fehlen Angaben darüber, in welcher Weise und in Abhängigkeit von welchen Werten die Frischluftzufuhr erfolgen soll.
Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken und ähnlichen Lebensmitteln anzugeben, die einen wesentlich geringeren Energieaufwand erfordert und die gewünschte schonende und gleichmäßige Behandlung des Gutes gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der oben angesprochenen Art so auszubilden, daß die Frischluftversorgung an den Behandlungsraum über Stellglieder angeschlossen ist, deren Öffnungs- und Schließstellung in Abhängigkeit von kontinuierlich innerhalb des Behandlungsraumes gemessenen Temperatur- und Feuchtewerten dosiert und kontinuierlich einstellbar sind, und daß die Regler als Proportional-Integral-Regler ausgebildet sind.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß die mit den Temperatur- und Feuchtemeßfühlern verbundenen Regler sowie die mit dem Behandlungsraum verbundenen Aggregate an einen zentralen Rechner angeschlossen sind.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Temperatur- Meßfühler und der Feuchtemeßfühler jeweils über Meßumformer an ihre Regler angeschlossen sind, so daß mit kleinen Spannungen gearbeitet werden kann. Zu diesem Zweck wird man in Weiterbildung der Schaltungsanordnung den Temperatur-Meßfühler als (Doppel-)Widerstandsthermometer und den Feuchtemeßfühler als Widerstandsthermometer mit Feuchtedocht ausbilden.
Die Sollwertstellglieder weisen zweckmäßigerweise Speicher für zeitabhängige Temperatur- und Feuchte-Sollwerte auf und sind außerdem jeweils an den Rechner angeschlossen.
In Weiterbildung der Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß die Ausgänge des Rechners über Stellmotoren an Stellventile in den Zuführungsleitungen von Kühlung, Befeuchtung, Heizung und Frischluftversorgung angeschlossen sind.
Weiterhin ist es bei der Schaltungsanordnung zweckmäßig, wenn der Rechner eine Zeitsteuerung und Vergleichseinrichtungen aufweist, mit denen der zeitliche Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte in vorgegebenen Zeitabständen vergleichbar ist, um die Aggregate entsprechend dem Vergleichsergebnis zu beaufschlagen. Dabei wird, wie oben erläutert, zunächst der Arbeitsbereich der Frischluftversorgung voll ausgeschöpft, bevor die anderen Aggregate zur Aufbereitung der Umluft eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der wesentlichen Elemente und Baugruppen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Temperatur- und Feuchteregelung;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsbereiche bei der Temperaturregelung;
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsbereiche bei der Feuchteregelung.
Nachstehend wird zunächst die Wirkungsweise der gesamten Schaltungsanordnung anhand von Fig. 1 erläutert. In einem Behandlungsraum 10 gibt das nicht dargestellte zu behandelnde Gut Wasser bzw. Feuchtigkeit an die mit einem Pfeil angedeutete Umluft ab.
Am Ausgang des Behandlungsraumes 10 werden die Temperatur und die Feuchte der Luft mit einem Temperaturmeßfühler 12 bzw. einem Feuchtemeßfühler 14 gemessen. Anschließend verläßt die Umluft den Behandlungsraum 10 über die Leitung 16 und durchströmt nacheinander einen Kühler 20, einen Tropfenabscheider 22, einen Erhitzer 24 sowie einen Ventilator 26, der die Umluft über die Rückleitung 18 wieder in den Behandlungsraum 10 zurückbringt. Die aus dem Behandlungsram 10 entweichende Abluft ist schematisch mit dem Bezugszeichen 11 angedeutet.
Während dieses Strömungsvorganges kühlt sich die Umluft beim Durchgang durch den Kühler 20 und den Tropfenabscheider 22 ab, wird anschließend im Erhitzer 24 wieder erwärmt und auch vom Ventilator 26 weiter erwärmt, bis die Umluft wieder in den Behandlungsraum 10 gelangt. Um den Energieaufwand möglichst geringzuhalten, ist an die Ausgangsleitung 16 eine Frischluftversorgung 28 über ein Stellventil 29 angeschlossen, das von einem Stellmotor 30 beaufschlagt ist. Durch geeignete Zumischung von Frischluft kann der Betrieb der zusätzlichen Aggregate reduziert und dadurch Energie eingespart werden.
Anhand von Fig. 2 wird nachstehend erläutert, wie eine optimierte Beaufschlagung und Regelung der Umluft bei reduziertem Energieaufwand realisiert werden kann. Am Ausgang eines Behandlungsraumes 40 erkennt man einen Temperatur-Meßfühler 42 und einen Feuchte-Meßfühler 44. Der Temperatur-Meßfühler 42 kann zweckmäßigerweise als (Doppel-) Widerstandsthermometer ausgebildet sein, während man für den Feuchte-Meßfühler 44 ein Widerstandsthermometer mit Feuchtedocht verwenden wird. Auch wenn es in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist, können selbstverständlich auch mehrere Temperatur-Meßfühler 42 sowie Feuchte-Meßfühler 44 vorgesehen werden, um gemittelte Werte zu erhalten und diese in der anschließenden Schaltung zu verarbeiten.
Der Temperatur-Meßfühler 42 ist an einen ersten Meßumformer 46 angeschlossen, während der Feuchte-Meßfühler 44 an einen zweiten Meßumformer 48 und parallel dazu an den ersten Meßumformer 46 angeschlossen ist. Die Meßumformer 46, 48 wandeln die Widerstandssignale jeweils in Gleichspannungssignale zwischen 0 und 10 Volt um, wobei diese Gleichspannungssignale Temperaturen von 0°C-60°C bzw. 0°-6° psychrometrischer Differenz entsprechen. Die beiden Meßumformer 46 und 48 sind über Leitungen 47 und 49 an Regler 50 bzw. 52 angeschlossen.
Als zweites Eingangssignal erhalten die beiden Regler 50 und 52 für Luftfeuchtigkeit bzw. Temperatur Sollwerte von Sollwertstellgliedern 54 bzw. 56. Diese Sollwertstellglieder 54 und 56 sind außerdem direkt an einen zentralen Rechner 60 angeschlossen. Dieser Rechner 60 erhält außerdem die gemessenen Temperatur- und Feuchte-Istwerte von den Meßumformern 46 und 48 über die Leitungen 47 und 49. Ferner erhält der Rechner 60 die beiden Ausgangssignale der Regler 50 und 52. Die Leitungen für die Zuführung der jeweiligen Eingangssignale sind in Fig. 2 mit den Bezugszeichen 47, 49, 51, 53, 55 und 57 bezeichnet.
An den Behandlungsraum 40 ist ein Luftaufbereitungsaggregat 90 angeschlossen, und zwar über eine Ausgangsleitung 91 und eine Rückleitung 92. Das Luftaufbereitungsaggregat 90 ist seinerseits an eine Kühlung 62, eine Heizung 64, eine Befeuchtung 66 und eine Außenluftversorgung 68 angeschlossen. Die Einwirkung dieser Aggregate hängt von der Stellung der jeweiligen Stellventile 72, 74, 76 und 78 ab, die von Stellmotoren 82, 84, 86 und 88 gesteuert sind.
Die Ansteuerung der Stellmotoren 82, 84, 86 und 88 erfolgt vom zentralen Rechner 60, und zwar über dessen Ausgangs- Steuerleitungen 61, 63, 65 und 67.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 handelt es sich dabei um eine schematische Darstellung, die Realisierung kann in der Praxis auch anders erfolgen. Beispielsweise kann die Kühlung 62 mehrere Ausgänge oder Kühlventile besitzen, um eine unterschiedlich starke Kühlung vorzunehmen, wie es den unterschiedlichen Schaltpunkten K 1 und K 2 der Kühlung entspricht, die in Fig. 3 und 4 schematisch angedeutet sind.
Es darf darauf hingewiesen werden, daß auch die beiden Sollwertstellglieder 54 und 56 für Temperatur und Feuchte Gleichspannungssignale im Bereich von 0-10 Volt für die beiden Regler 50 und 52 liefern, und zwar für 0°C-60°C bzw. 0°-6° psychrometrische Differenz. Die Ausgangssignale der beiden Regler 50, 52 im Bereich von 0-10 V Gleichspannung werden über den Rechner 60 auf die jeweiligen Stellventile 72 bis 78 der Stellmotoren 82 bis 88 gegeben.
Der Rechner 60 wählt das Signal mit niedrigerem Pegel für Kühlung oder Entfeuchtung aus und gibt es auf den entsprechenden Stellmotor und den Ausgang für die Kühlung bzw. die Kühlventile. Während der Durchführung von Vergleichsmessungen hält der Rechner 60 die Ausgangssignale für sämtliche Stellglieder konstant und speichert die Änderungen der Temperatur und der Feuchte bei geöffneter und geschlossener Frischluftversorgung 68. Der Rechner 60 vergleicht die Meßergebnisse und gibt die Frischluftversorgung entweder frei oder schließt diese, und zwar in Abhängigkeit vom jeweiligen Meßergebnis. Außerdem enthält der Rechner 60 einen Zähler für die Zeit, damit in vorgegebenen Zeitabständen Vergleichsmessungen durchgeführt werden können, wenn die Frischluftversorgung 68 abgeschaltet bleibt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Diagramme zur Erläuterung der Steuerung von Temperatur und Feuchte. In beiden Fällen liegt der Arbeitsbereich des Stellmotors 88 für das Stellventil 78 der Außenluftversorgung 68 zwischen 2 Volt und 6 Volt Gleichspannung. Bei einem Pegel von 2 Volt ist die Außenluftklappe der Außenluftversorgung 68 voll geöffnet und bei einem Pegel von 6 Volt ganz geschlossen. Im Bereich von 6 Volt-10 Volt arbeiten die Befeuchtung 66 und die Heizung 64. Ihre Stellventile 74 bzw. 76 sind bei einem Pegel von 6 Volt Gleichspannung geschlossen und bei einem Pegel von 10 Volt voll geöffnet.
Im Bereich von 0-2 Volt Gleichspannung von den Proportional-Integral-Reglern 50 und 52 arbeitet die Kühlung 62, wobei die Schaltpunkte für die Kühlung 62 mit K 1 und K 2 in Fig. 3 und 4 angegeben sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung werden die Temperatur und die Feuchte ständig in dem Behandlungsraum 40 gemessen. Die Meßsignale werden über die Meßumformer 46 und 48 jeweils auf den Temperaturregler 52 bzw. den Feuchteregler 50 gegeben, die gleichzeitig die Sollwertsignale von den Sollwertstellgliedern 56 bzw. 54 erhalten. Die Regler 50 und 52 liefern dann in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Sollwerten und den gemessenen Istwerten Ausgangssignale im Bereich zwischen 0 und 10 Volt Gleichspannung, wobei diese Gleichspannungssignale sich proportional-integral verhalten.
Der Arbeitsbereich zwischen 6 und 10 Volt dient im Temperaturregelkreis der Beheizung und im Feuchteregelkreis der Befeuchtung. Der Hauptarbeitsbereich zwischen 6 Volt und 2 Volt Gleichspannung dient in den beiden Regelkreisen der Kühlung bzw. der Entfeuchtung der Umluft, und zwar durch die Beimischung von Frischluft, die über die Frischluftversorgung zugeführt wird. Der Arbeitsbereich unterhalb von 2 Volt Gleichspannung dient schließlich der Kühlung bzw. Entfeuchtung der Umluft durch die angeschlossene Kühlung 62.
Durch diese Aufteilung der Ausgangssignale der beiden Regler 50 und 52 und das Proportional-Integral-Verhalten der Ausgangssignale ist gewährleistet, daß die maschinelle Kühlung 62 erst eingeschaltet, wenn das Ausgangssignal den Haupt- Arbeitsbereich von 2-6 Volt Gleichspannung für den Stellmotor der Frischluftversorgung 68 unterschritten hat. Dabei öffnet der Stellmotor 88 das Stellventil 78 der Frischluftversorgung in zunehmendem Maße mit fallender Regelspannung. Das Stellventil 78 ist bei einer Regelspannung von 6 Volt noch geschlossen und bei einer Regelspannung von 2 Volt voll geöffnet.
Erst wenn der volle Frischluftstrom nicht mehr ausreicht, um die Umluft auf ihren Sollwert zu bringen, wird das Regelsignal weiter abfallen und dafür sorgen, daß nacheinander die maschinellen Kühlstufen der Kühlung 62 einschalten. Dabei werden ständig die beiden Ausgangssignale der beiden Regler 50 und 52 miteinander verglichen und in dem Rechner 60 so ausgewählt, daß jeweils der niedrigere Pegel zur Ansteuerung des Stellmotors 88 am Stellventil 78 der Frischluftversorgung 68 dient. Auf diese Weise wird ständig derjenige Regelkreis bevorzugt, der den jeweils höheren Bedarf an Kühlung bzw. Entfeuchtung signalisiert.
Wenn der Zustand der Frischluft noch nicht geeignet ist, die Temperatur oder die Feuchte der Luft für den Behandlungsraum 40 abzusenken, wird der Stellmotor 88 in die voll geöffnete Stellung fahren, da die Temperatur oder die Feuchte trotz steigender Zuführung von Außenluft ansteigt. Ferner wird die erste Kühlstufe der Kühlung 62 eingeschaltet, beispielsweise bei einem Wert von 0,18 Volt. Da das Ausgangssignal im betreffenden Regelkreis nun unterhalb von 2 Volt liegt, signalisiert dies dem Rechner 60 bei längerer Dauer, daß eine Prüfung erforderlich ist, ob der hohe Kühlbedarf bzw. Trocknungsbedarf von der starken Wasserabgabe des Behandlungsgutes abhängt oder aber auf andere Störgrößen oder ungeeignete Frischluftzufuhr zurückzuführen ist.
Zu diesem Zweck wird in vorgegebenen, ggf. regelmäßigen zeitlichen Abständen eine Überprüfung der Stellglieder bzw. des Mischungsverhältnisses von umgewälzter Umluft und zugemischter Frischluft vorgenommen. Nach einer Einlaufzeit beispielsweise von 30 Minuten oder 1 Stunde werden während einer ersten Zeitspanne, beispielsweise in der Größenordnung von 1 Minute, der Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte gemessen und gespeichert, wobei während dieser ersten Zeitspanne sämtliche Stellglieder in ihren jeweiligen Stellungen festgehalten werden, so daß die Ausgangssignale der beiden Regler 50 und 52 in dieser Zeitspanne konstant bleiben.
Anschließend wird die Frischluftversorgung 68 voll abgeschaltet, d. h. die Frischluftklappe ganz geschlossen, während die übrigen Stellglieder in ihren jeweiligen Stellungen festgehalten werden. In diesem Zustand erfolgt in einer zweiten Zeitspanne, beispielsweise ebenfalls in der Größenordnung von 1 Minute, eine Messung und Speicherung des Verlaufes der Temperatur- und Feuchtewerte.
Anschließend vergleicht der Rechner 60 den zeitlichen Verlauf der Feuchtewerte sowie den zeitlichen Verlauf der Temperaturen. Wenn Feuchteabsenkung und Temperaturabsenkung bei geöffneter Frischluftversorgung 68 rascher erfolgen als bei geschlossener Frischluftversorgung 68, so kann zur Entfeuchtung und zur Temperaturabsenkung weiterhin die Frichluft genutzt werden. Das bedeutet, die Beimengung oder Zumischung der Frischluft bleibt zum Zwecke der Entfeuchtung und/oder Kühlung in Funktion.
Wenn andererseits die Feuchteabsenkung oder die Temperaturabsenkung bei geschlossener Frischluftversorgung 68 rascher stattfinden als bei geöffneter Frischluftversorgung, ist klar, daß das Außenklima zur Trockung und Kühlung der Umluft nicht geeignet ist. Daraufhin bleibt die Frischluftversorgung 68 geschlossen.
Diese Überprüfung des Systems wird in vorgegebenen, ggf. gleichen zeitlichen Abständen durchgeführt, beispielsweise im Abstand von einigen Stunden, z. B. alle 2 Stunden. In diesen Zeitintervallen werden die oben beschriebenen Meßkurven für Temperatur- und Feuchtewerte aufgenommen, gespeichert und miteinander verglichen, um festzustellen, ob die Frischluft zur Beimischung geeignet ist und auf diese Weise maschinelle Zusatzaggregate abgeschaltet werden können. Wenn zwischen den Überprüfungen mit abgeschalteter Frischluftversorgung 68 gearbeitet wird, wird diese jeweils nur für die kurzzeitige Messung der Vergleichskurven geöffnet und dann wieder geschlossen, sofern sich nicht der Zustand der Frischluft in nutzbarer Weise geändert hat.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird die Entscheidung, ob die Zuführung von Frischluft zur Kühlung oder Entfeuchtung überhaupt sinnvoll ist, stets von den tatsächlichen Gegebenheiten abhängig gemacht. Es ist dabei keinesfalls erforderlich, den Einfluß der verschiedenen Parameter einzeln zu messen oder etwa in aufwendiger Weise theoretisch zu berechnen.
Aufgrund der klimatischen Gegebenheiten ist es zumindest in Europa während vieler Monate im Jahr mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, ohne maschinelle Kühlung auszukommen, wenn entsprechende Mengen an Frischluft der Umluft zugemischt werden. Es kommt daher in diesem Zeitraum auch nicht zu Über- und Unterschwingungen des Systems, was sonst wieder weitere Energie zum Ausgleich dieser Schwingungen erforderlich macht.
Des weiteren können Energieverluste durch mangelhafte Tropfenabscheidung entfallen, wenn die Entfeuchtung durch dosierte Beimischung von trockener Frischluft und entsprechende Abführung von feuchter Luft erfolgt, da es dann nicht erforderlich ist, das Wasser aus der Umluft auszutauen.
Wenn der Bedarf an Kühlung zur Temperaturabsenkung größer ist als der Bedarf an Kühlung zur Trocknung, wird das Ausgangssignal des Temperaturreglers 52 niedriger sein als das Ausgangssignal des Feuchtereglers 50. Die Stellung des Stellventils 78 der Frischluftversorgung 68 wird dann durch das niedrigere Ausgangssignal des Temperaturreglers 52 bestimmt. Nur in diesen Fällen kann ein Befeuchtungsbedarf durch die Befeuchtung 66 entstehen, da durch die zur Temperaturabsenkung beigemengte Frischluft gleichzeitig eine Absenkung der Feuchte hervorgerufen werden kann. Allerdings würde dieser Effekt auch entstehen, wenn zum Zwecke der Temperaturabsenkung die maschinelle Kühlung 62 eingeschaltet würde, denn auch durch die daraus resultierenden Taupunktunterschreitung würde sich eine unbeabsichtigte Entfeuchtung ergeben, die wieder durch eine Befeuchtung ausgeglichen werden muß.
Bei Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bleibt normalerweise nur ein Heizungsbedarf zur Aufrechterhaltung des Temperatur-Sollwertes übrig, wobei der dadurch entstehende Energiebedarf weitaus geringer ist als bei der sonst erforderlichen Beheizung bei Verwendung von maschineller Kühlung und/oder ungeregelter Zufuhr von Frischluft.

Bezugszeichenliste
10 Behandlungsraum
11 Abluft
12 Temperatur-Meßfühler
14 Feuchte-Meßfühler
16 Ausgangsleitung
18 Rückleitung
20 Kühler
22 Tropfenabscheider
24 Erhitzer
26 Ventilator
28 Außenluftversorgung
29 Stellventil
30 Stellmotor
40 Behandlungsraum
42 Temperatur-Meßfühler
44 Feuchte-Meßfühler
46 Meßumformer
47 Leitung
48 Meßumformer
49 Leitung
50 Feuchteregler
51 Leitung
52 Temperaturregler
53 Leitung
54 Temperatur-Sollwertstellglied
55 Leitung
56 Feuchte-Sollwertstellglied
57 Leitung
60 Rechner
61 Steuerleitung
62 Kühlung
63 Steuerleitung
64 Heizung
65 Steuerleitung
66 Befeuchtung
67 Steuerleitung
68 Außenluftversorgung
72 Stellventil
74 Stellventil
76 Stellventil
78 Stellventil
82 Stellmotor
84 Stellmotor
86 Stellmotor
88 Stellmotor
90 Luftaufbereitungsaggregat
91 Ausgangsleitung
92 Rückleitung
93 Abluft

Claims

1. Verfahren zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken oder ähnlichen Lebensmitteln, wobei dem zu behandelnden Gut durch die Zufuhr von Luft Wasser entzogen wird, bis der gewünschte Trocknungs- und Reifegrad erreicht ist, wobei während der Behandlung des Gutes die relative Feuchte und die Temperatur gemessen und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden und in Abhängigkeit von einer Überschreitung bzw. Unterschreitung der vorgegebenen Sollwerte die Temperatur und/oder die Feuchte im Behandlungsraum eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet,

- daß zunächst zur Regelung der Temperatur und/oder der Feuchte im Behandlungsraum umgewälzte Umluft mit dosierten Mengen Frischluft kontinuierlich vermischt wird,

- daß dann, wenn die Frischluftbeimischung nicht ausreicht, um Abweichungen von den vorgegebenen Sollwerten auszugleichen, eine zusätzliche Beeinflussung von Temperatur und/oder Feuchte der Umluft durch Heizen, Kühlen oder Befeuchten erfolgt,

- und daß die Temperatur- und Feuchtwerte der Umluft in Abhängigkeit von innerhalb des Behandlungsraumes kontinuierlich gemessenen Temperatur- und Feuchtwerte mit Proportional-Integral-Reglern geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand der Luft im Behandlungsraum mit einem (Doppel-)Widerstandsthermometer und einem Widerstandsthermometer mit Feuchtdocht gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelbereiche für die Temperatur- und Feuchtwerte der Umluft jeweils in drei Arbeitsbereiche unterteilt werden, wobei im Hauptarbeitsbereich mit Frischluft gekühlt bzw. entfeuchtet, in einem zweiten Bereich mit Zusatzaggregaten beheizt bzw. befeuchtet und in einem dritten Bereich mit einem Kühlaggregat gekühlt bzw. befeuchtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Umluft ständig die beiden Ausgangssignale der Regler für Temperatur und Feuchte verglichen werden und daß das niedrigere Ausgangssignal Priorität hat und zur Ansteuerung der Frischluftzufuhr dient.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von umgewälzter Umluft und zugeführter Frischluft in vorgegebenen Zeitintervallen überprüft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung des Mischungsverhältnisses von Umluft und Frischluft eingeleitet wird, wenn die Regelung für die Umluft aus dem Hauptarbeitsbereich in den zweiten Bereich oder in den dritten Bereich übergeht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung der umgewälzten Umluft während einer ersten Zeitspanne der Verlauf der Temperatur- und Feuchtwerte gemessen und gespeichert wird, während einer zweiten Zeitspanne bei abgeschalteter Frischluftzufuhr der Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte ebenfalls gemessen und gespeichert wird und anschließend die gespeicherten Meßwerte miteinander ver -glichen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Stellglieder während der Überprüfung des Mischungsverhältnisses in ihren jeweiligen Stellungen festgehalten werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, wo Feuchte- und Temperaturabsenkung ohne Frischluftzufuhr rascher erfolgen als mit Frischluftzufuhr, die weitere Behandlung bis zur nächsten Überprüfung der Umluft ohne Frischluftzufuhr erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Periode abgeschalteter Frischluftzufuhr zur Überprüfung der umgewälzten Umluft die Frischluftzufuhr für die Dauer eines Meßintervalles auf einen vorgegebenen Wert eingeschalter wird und daß die so gemessenene Werte für Temperatur und Feuchte mit denen bei abgeschalteter Frischluftzufuhr verglichen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Überprüfungsmessungen in der Größenordnung von einer Minute liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung in vorgegebenen Zeitabständen in der Größenordnung von 1-5 Stunden, vorzugsweise von 2 Stunden vorgenommen werden.

13. Schaltungsanordnung zur Optimierung der Reifung und Trocknung von Wurst, Schinken und ähnlichen Lebensmitteln, wobei in einem Behandlungsraum ( 40) mindestens ein Temperatur-Meßfühler (42) und ein Feuchtemeßfühler (44) angeordnet sind, deren Meßsignale als Temperatur-Istwerte bzw. Feuchte-Istwerte in Reglern (50, 52) mit vorgegebenen Temperatur- und Feuchte-Sollwerten von Sollwertstellgliedern (54, 46) verglichen werden, und wobei die Regler (50, 52) an Aggregate (62, 64, 66, 68) zur Kühlung, Heizung, Befeuchtung und Frischluftversorgung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Frischluftversorgung (28; 68) an den Behandlungsraum (40) über Stellglieder (29, 30; 78, 88) angeschlossen ist, deren Öffnung- und Schließstellung in Abhängigkeit von kontinuierlich innerhalb des Behandlungsraumes gemessenen Temperatur- und Feuchtewerten dosiert und kontinuierlich einstellbar sind,

- und daß die Regler (50, 52) als Proportional-Integral- Regler ausgebildet sind.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Temperatur- und Feuchtemeßfühlern (42, 44) verbundenen Regler (50, 52) sowie die mit dem Behandlungsraum (40) verbundenen Aggregate (28; 62, 64, 66, 68) an einen zentralen Rechner (60) angeschlossen sind.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Meßfühler (42) und der Feuchtemeßfühler (44) jeweils über Meßumformer (46, 48) an ihre Regler (50, 52) angeschlossen sind.

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Meßfühler (42) als (Doppel-)Widerstandsthermometer und der Feuchte-Meßfühler (44) als Widerstandsthermometer mit Feuchtedocht ausgebildet sind.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertstellglieder (54, 56) Speicher für zeitabhängige Temperatur- und Feuchte-Sollwerte aufweisen und außerdem jeweils an den Rechner (60) angeschlossen sind.

18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (61, 63, 65, 67) des Rechners (60) über Stellmotoren (30; 82, 84, 86, 88) an Stellventile (29; 72, 74, 76, 78) in den Zuführungsleitungen von Kühlung (62), Befeuchtung (66), Heizung (64) und Frischluftversorgung (28, 68) angeschlossen sind.

19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (60) eine Zeitsteuerung und Vergleichseinrichtungen aufweist, mit denen der zeitliche Verlauf der Temperatur- und Feuchtewerte in vorgegebenen Zeitabständen vergleichbar ist, um die Aggregate (28; 62, 64, 66, 68) entsprechend dem Vergleichsergebnis zu beaufschlagen.