DE3028279C2

DE3028279C2 - Kühleinrichtung

Info

Publication number: DE3028279C2
Application number: DE3028279A
Authority: DE
Inventors: Charles Elwood Moorefield W.Va. Williams
Original assignee: Hester Industries Inc Moorefield Wva Us
Current assignee: Hester Industries Inc Moorefield Wva Us
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1986-02-06
Also published as: IL60653A; NO148571B; AU6079180A; IL60653A0; GB2055460B; FR2462674B1; NO802255L; DK166044C; JPS5626183A; IT8049332A0; DK166044B; FR2462674A1; NO148571C; MX157052A; DK323080A; CA1122025A; DE3028279A1; NL8004262A; US4271683A; GB2055460A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung zum Abkühlen von unverpacktem, Kochtemperatur aufweisendem Fleisch, Geflügel oder Fisch, mit einer Kühlkammer, einem kontinuierlich laufenden Förderband zum Fördern der heißen Produkte durch die Kühlkammer hindurch und mit einer Kühlanordnung zum Kühlen der Produkte während ihres Durchgangs durch die Kühlkammer mitteis eines aus Luft und Wasser bestehenden Kühimediums.

Eine derartige Kühleinrichtung ist aus der US-PS 23 85 140 bekannt, jedoch geht es dabei darum, beim Einfrieren von Gemüse dieses in einer Vorstufe mit einer dünnen Schicht aus Eis oder gefrorenem Sirup zu überziehen. Zu diesem Zweck erfolgt bei der bekannten Einrichtung eine Kühlung der Luft, so daß die Kaltluft das Haupt-Kühlmedium darstellt, wohingegen die eingesprühten Flüssigkeitströpfchen vor allem dazu dienen, sich auf der Oberfläche des zu kühlenden Produktes niederzuschlagen und dort eine Eisschicht zu bilden. Dabei stellt aber diese Eisschicht eine Isolierschicht dar, die einen schnellen Wärmeübergang vom warmem Produkt zum Kühlmedium Kaltluft verzögert, mit der Folge einer beträchtlichen Abkühlzeit und eines Vergleichsweise hohen Energieaufwands.

Soll dagegen unverpacktes Fleisch, Geflügel oder Fisch von Kochtemperatur auf eine Temperatur geringfügig über Gefriertemperatur, vorzugsweise auf die übliche Lagertemperatur von etwa 5°C, abgekühlt werden, dann kann die erwähnte bekannte Einrichtung schon deshalb keine Anwendung finden, weil auf jeden Fall eine Vereisung der Produkte vermieden werden muß. Weiterhin ergibt sich bei dieser Art der Abkühlung die Forderung, daß die Produkte einerseits nicht austrocknen dürfen und andererseits nicht durch übermäßige Einwirkung von Feuchtigkeit auf den Produkten befindliche Gewürze oder dergleichen abgewaschen wer

den.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Kühleinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß unverpacktes, Kochtemperatur aufweisendes Fleisch, Gemüse oder Fisch schnell und mit möglichst geringem Energieaufwand auf eine Temperatur knapp über dem Gefrierpunkt abgekühlt werden können, und zwar ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß die Produkte vereisen, austrocknen und/oder ausgewaschen werden. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.

Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung dienen also bei der Erfindung Kaltwassertröpfchen als das Kühlmedium, wobei diese Kaltwassertröpfchen in einem Umgebungstemperatur aufweisenden Trägerstrom (Luftstrom) mit den zu kühlenden Produkten in Oberflächenberührung gebracht werden. Dies führt zu einem schnellen Wärmeaustausch zwischen den zu kühlenden Produkten und den Kaltwassertröpfchen, mit der Folge einer schnellen Abkühlung bei vergleichsweise niedrigem Energieverbrauch. Dabei kann es nicht zu einer Vereisung der Produkte kommen, und es besteht auch keine Gefahr einer Austrocknung oder Auswaschung der Produkte.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein schematisches Diagramm des Nahrungsmittel-Kühlsystems nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht, von links her gesehen, des Gehäuses der Kühlkammer von F i g. 1,

F i g. 3 in perspektivischer Darstellung, wobei einige Teile weggebrochen sind, das Wasser-Kühlsystem und das Luft-Befeuchtungssystem nach der Erfindung,

Fig.4 in perspektivischer Darstellung, wobei einige Teile weggebrochen sind, eine Kühlkammer mit die Kammer spiraiig durchlaufender Förderbahn nach der Erfindung, und

Fig.5 eine perspektivische Darstellung eines Kühlkammergehäuses.

Gemäß Fig. 1 werden warme Speisen 1OH, etwa Fisch, Fleisch, Naturprodukte oder Geflügel, die direkt von einer Küche oder einer vorangehenden Nahrungsmittel-Bearbeitungsstufe kommen, auf ein endloses, kontinuierlich laufendes Förderband 11 gegeben, und zwar in einer Beladungsstation 12. Nach Durchlaufen der Nahrungsmittel-Kühleinheit 13 werden die Produkte als gekühlte Produkte IOC in der Entladestation 14 wieder vom Band 11 abgenommen. Die Kühleinheit befindet sich in einem Gehäuse 15 mit isolierenden Wänden, das, wie F i g. 2 zeigt, an jeder seiner Seiten eine Zugangstüre 16 aufweist, wobei diese Türen 16 zum Reinigen, Desinfizieren und Warten der Kühleinheit dienen. Das Förderband gelangt durch eine Führung oder Gehäuseöffnung 17 in den oberen Bereich des Gehäuses 15 und verläßt das Gehäuse durch eine untere Führung oder öffnung 18, worauf das Förderband von der Entladestation 14 zurück zur Beladestation gelangt, und zwar durch eine Führung 19 und gegebenenfalls durch eine Nische 20 des Gehäuses hindurch, um so zu verhindern, daß das Band Verunreinigungen von der Entladestation 14 zurück in das Gehäuse führt und um trotzdem einen kurzen Rücklaufweg des Förderbandes zu haben. Vorzugsweise läuft das Band 11 durch eine Reinigungsstation 21, wo es beispielsweise mit Desinfektionsmittel besprüht wird, bevor neue Produkte 10// in der Beladestation 12 auf das Band aufgebracht werden.

Die Nahrungsmittel werden durch Oberflachenkon-

takt gekühlt, und zwar mittels Kühlwasser einer Temperatur von 5° C bis herunter zu 0⁰C, wobei das Kühlwasser im Wasserkühler 22 mittels einer Kühleinheit 23 erzeugt wird. Die Wasserzuführung 24 führ: gereinigtes Wasser zu, um sicherzustellen, daß durch das Wasser keine Verunreinigungen mitgeführt werden. Das Wasser wird in der Kühleinheit 13 zu einem wirkungsvollen Wärmeaustausch mit dem zu kühlenden Produkt veranlaßt und wird durch die Leitung 25 in den Kühler 13 eingebracht und durch die Auslaßleitung 26 wiederum dem Wasserkühler 22 zugeführt

Viele Nahrungsmittel, wie etwa Fisch, Fleisch und Geflügelteile werden bezüglich des Gewebes oder des Aussehens durch direkte Berührung mit Wasser nachteilig beeinflußt oder werden durch das Wasser angequollen oder angelöst, so daß sie nicht direkt in Berührung mit dem Wasser oder mit Wassertropfen kommen solhen. Bei einem Verfahren, das sich für Nahrungsmittel aller Art eignen soll, muß deshalb große Sorgfalt bei der Verwendung von Wasser als Wärmeaustauschmedium angewendet werden, das heißt also bei allen Nahrungsmitteln, die feucht sind und die gegen Geschmacksverluste geschützt werden müssen, die sich aus Saft- oder Essenzverlust ergeben können, oder aus einem Wasserentzug oder aus einer Dehydration. Diese sorgfältige Überwachung und Regelung wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung erreicht, welche sich vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse 15 zusammen mit der Kühleinheit 13 befindet

Das kalte Wasser wird in Form eines Nebels von Sprühdüsen 27 versprüht, die sich in einem unteren Wärmetauscher-Abteil 28 befinden, das zumindest teilweise von der Förderkammer 29 isoliert ist Die auf dem spiralförmigen Förderweg 30 nach unten geförderten Produkte werden in der Weise mit dem Wasser in Berührung gebracht, daß auf die Produkte ein Strom aus kalter Luft gerichtet wird, die zu 100% mit Feuchtigkeit gesättigt ist, wobei die Luft bei 31 gefiltert und dabei von Wassertropfen befreit wird und dann durch ein Gebläse 32 nach oben in Gegenstromrichtung zum Förderband geblasen wird, so daß die bereits kälteren Produkte im Bodenbereich direkt mit kalter Luft aus der Sprühkammer in Berührung kommen, während die noch wärmeren Produkte im oberen Bereich noch einen Wärmeaustausch mit den ankommenden wärmeren Produkten im Deckenbereich der Kammer 29 aufweisen können.

Vorzugsweise sind die Produkte so bezüglich Temperatur, Größe und Gewicht beschaffen, daß sie während des Durchlaufs durch den spiralförmigen Förderweg 30 der Kühlkammer ausreichend gekühlt werden.

Der Druck im Gehäuse 15 wird vorzugsweise oberhalb Atmosphärendruck gehalten, und zwar durch entsprechende Steuerung der vom Gebläse 32 zugeführten Luft und der aus dem Gehäuse entlassenen Luft, wobsi letztere!; noch später beschrieben werden wird. Damit wird eine intensivere Kühlung der Produkte und des Inneren der Produkte erreicht, etwa von Früchten, Gemüse, Fleischteilen oder dergleichen, weil diese Produkte von außen her unter niedrigerem Druck, nämlich Atmosphärendruck, zugeführt werden. Die Kühlzeit kann durch Wahl der Förderergeschwindigkeit und die Anzahl der Spiralumläufe des Förderbands in der Kammer bestimmt werden.

Wie sich aus den Strömungslinien 32, 33 ergibt, erzeugt das Gebläse vorzugsweise einen gerichteten Luftstrom durch die Förderkammer 29 hindurch, und zwar mit Hilfe der Leitdüse 34. Damit wird nicht nur ein billiger Kontakt mit allen Produkten und damit ein intensiver Wärmeaustausch und eine intensive Abfuhr der Restwärme erreicht, sondern es wird zusätzlich der Energie-Wirkungsgrad verbessert, weii die Energieverluste sowohl am Eingang 35 als auch am Ausgang 36 des Förderbandes vermindert werden.

Der Strömungsteil 32 verdeutlicht den Strömungsweg in der Nähe des Bandeingangs 35, wo die kalte und feuchte Luft in die Wärmetauschkammer 28 zurückkehrt und entgegengesetzt der Bandbewegung strömt, ίο Damit wird an dieser Stelle ein Luftstau erzeugt, der verhindert, daß heiße Außenluft vom Förderband 11 in das Gehäuse 15 hereingebracht wird, womit sich die zur Kühlung der Produkte erforderliche Energie vermindert In der Nähe des Bandauslasses 36 ist der Luftstrom 33 ebenfalls der Laufrichtung des Bandes entgegengesetzt wodurch vermieden wird, daß zum Wärmeaustausch dienende, kalte und feuchte Luft zusammen mit dem Band das Kühlgehäuse verläßt.

Weitere Verluste infolge eines Eintritts von heißer Luft oder eines Austritts kalter Kühlluft werden durch die Fallen 17 und 18 vermindert.

Aus den Strömungslinien 32 und 33 wird ersichtlich, daß die vom Wärmeaustausch mit den zu kühlenden Produkten erwärmte Kühlluft auf einem Weg in den Wärmetauscher 28 zurückgeführt wird, der keinen direkten Kontakt mit den zu kühlenden Produkten zuläßt. Die zurückgeführte Luft nimmt von den Sprühdüsen 27 frisch gekühltes Wasser auf, und ausgeschiedenes Warmwasser wird über die Leitung 26 abgeführt. Die Sprühstrahlen stellen sicher, daß die Luftfeuchtigkeit stets bei oder nahe 100% liegt und somit ein optimaler Wärmeaustausch mit der maximalen Menge an Kaltwasser erfolgt, und zwar durch Kontakt mit den zu kühlenden Produkten.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Desinfektion auf einfache Weise dadurch erreicht werden kann, daß anstelle von Wasser eine reinigende Desinfektionsflüssigkeit 38 zur Speisung des Systems herangezogen werden kann, wobei dann diese Reinigungsflüssigkeit durch die Kühleinheit strömt.

Die Einrichtung zur Abkühlung des Wassers und zum Versprühen des Wassers ist in Fi g. 3 dargestellt, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 verwendet sind.

Die Wasser-Kühleinheit 22, 23 entspricht dem üblichen Wasserkühlturm eines Wärmetauschers, versehen mit einem Wärmetauscher 40, über dessen Flächen Warmwasser vom Einlaß 26 in Form eines Filmes nach unten fließt und unter Regelung durch eine Pumpe 41 abgeleitet wird. Innerhalb des Wärmetauschers 40 strömt ein Kühlmittel, beispielsweise Ammonium, von unten nach oben, und wird durch ein Rohr 42, das vorzugsweise isoliert ist, zugeführt.

Die Absaugung des Wassers aus der Auslaßleitung 43 des Wärmetauschabteils 28 wird durch eine Pumpe 44 bewirkt. Durch Wärmeaustausch mit der durch den Wassernebel hindurchgeführten Luft erwärmtes Wasser wird somit abgezogen. Die Reinwasser-Einlaßleitung 45 erlaubt den Ersatz von Wasserverlusten. Durch die Zufuhrleitung 46 kann aber auch Desinfektionslösung zugeführt und durch die Rückleitung 47 abgepumpt ;:nd wiedergewonnen werden.

Gemäß Fig.4 verläßt das Förderband 11 das Kühlgehäuse 15 durch die Führung 18. Gegen die Strömung gerichtete Leitflächen 50 verlangsamen die Strömung von Kühlluft und von Kühlmedium in Form mitgeführten Wassers aus der Kammer 29. Das dehläsp 51 ςπηι-

melt restliche Luft und schafft eine Gegenströmung entgegen der Richtung des Förderbandes, wodurch eine wirkungsvolle Falle bezüglich der Druckatmosphäre in der Kammer 29 geschaffen wird und Energieverluste durch Verlust an Wärmetauschmittel vermieden werden. wenn das Band aus der Kühleinheit 13 austritt. In ähnlicher Weise verhindert die Eingangsfalle 17 einen Eintritt von Warmluft in die Kühleinheit 13 zusammen mit dem Band und den darauf befindlichen Produkten.

Ein weitereres wesentliches Merkmal besteht darin, daß der Förderantrieb, nämlich das Kettenrad 55, außerhalb der eigentlichen Kühlkammer 15 angeordnet ist, und zwar in einer besonderen Kammer 56. Damit werden also eine Schmierung erfordernde mechanische Teile von der Kühlkammer ferngehalten, womit nicht nur Wärmeverluste vermieden, sondern insbesondere auch Verschmutzung verhindert werden, die zu speziellen Wartungs-, Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten führen würden.

Fig.5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine großvolumige Kühleinheit 13, die in einem isolierenden Gehäuse 15 untergebracht ist, welches an beiden Seiten Zugangstüren 16 und einen in einer besonderen Kammer 56 isoliert untergebrachten Antriebsmechanismus aufweist Ein Laufboden 60, der die Größe der Anlage erkennen läßt, ermöglicht einen Zugang durch die Türe 16 Tin den Behälter 56, so daß eine Wartung möglich ist. Das verbesserte Kühlverfahren und die verbesserte Vorrichtung nach der Erfindung eignen sich somit für die Großraumkühlung von Nahrungsmitteln, die auf einem kontinuierlich laufenden Band durch die Kühleinheit hindurchgefahren werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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40

45

50

55

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Kühleinrichtung zum Abkühlen von unverpacktem, ICochtemperatur aufweisendem Fleisch, Geflügel oder Fisch, mit einer Kühlkammer, einem kontinuierlich laufenden Förderband zum Fördern der heißen Produkte durch die Kühlkammer hindurch und mit einer Kühlanordnung zum Kühlen der Produkte während ihres Durchgangs durch die Kühlkammer mittels eines aus Luft und Wasser bestehenden Kühlmediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (32) Umgebungsluft in Gegenstromrichtung zum Förderband in die Kühlkammer leitet, daß ein Kühler (22) Wasser auf eine Tem- is peratur nahe 0⁰C abkühlt und daß Sprühdüsen (27) das abgekühlte Wasser in den Umgebungstemperatur aufweisenden Gebläse-Luftstrom einsprühen und dabei diese Luft vor Erreichen der zu kühlenden Produkte mit Feuchtigkeit im wesentlichen sättigen.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (11) die Kühlkammer (15) in an sich bekannter Weise spiralförmig durchläuft.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in den Strömungsweg des befeuchteten Gebläse-Luftstroms eingesetzten Filter (31) zum Abscheiden von Wassertropfen.