Was ist ein Tunnelfroster und warum ist diese kryogene Anwendung so beliebt?
In unseren letzten Blogs haben wir über kryogene Anwendungen im Allgemeinen und den kryogenen Gefrierschrank, der Teil dieser Anwendungen ist, gesprochen. In diesem Blog wird ein spezieller kryogener Gefrierschrank näher betrachtet: der Tunnelfroster.
Wofür wird diese Anwendung verwendet und welche Eigenschaften haben die verschiedenen Arten von Tunnelfrostern? Lesen Sie weiter, um alle Antworten zu erhalten.
Der Tunnelfroster
Der Tunnelfroster ist ein kryogenes Gefriersystem, das in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet ist. Kurz gesagt, ein Tunnelfroster ist ein langer kryogener Tunnel, der dazu dient, Lebensmittel sehr schnell zu kühlen. Die Produkte treten an einem Ende des Tunnels heiß oder bei Raumtemperatur ein und kommen am anderen Ende gefroren wieder heraus.
Wie funktioniert das? Die meisten Tunnelfroster verwenden flüssigen Stickstoff (bei -196 °Celsius) oder Kohlendioxid (bei -56,6 °Celsius).
Ein Standard-Tunnelfroster besteht mindestens aus den folgenden Komponenten:
- Ein isoliertes Gehäuse, das die Produkte und kryogenen Flüssigkeiten auf Temperatur hält.
- Ein Förderband, mit dem die Produkte durch den Tunnel transportiert werden.
- Ein Einspritzsystem, das die kryogene Flüssigkeit in das System einspritzt.
- Ventilatoren, die sicherstellen, dass die kalte Luft die Produkte erreicht.
- Ein Auspuffsystem zur Ableitung überschüssiger Gase.
Quelle: Technologie der Lebensmittelverarbeitung
Verschiedene Arten von Tunnelfrostern
Während die wesentlichen Elemente der meisten Tunnelfroster gleich sind, kann die genaue Ausführung sehr unterschiedlich sein. Um die Unterschiede zwischen den verschiedenen Tunnelfrostern zu verdeutlichen, möchten wir kurz einige der verschiedenen Merkmale erläutern:
Kohlendioxid versus Flüssigstickstoff
Tunnelgefrierschränke werden fast immer mit Kohlendioxid oder flüssigem Stickstoff gekühlt. Die Wahl eines dieser beiden Kältemittel ist komplex und hängt in gewissem Maße von dem zu kühlenden Produkt ab.
Über den Unterschied zwischen Kohlendioxid und flüssigem Stickstoff sind umfangreiche Untersuchungen durchgeführt worden, aus denen sich mehrere interessante Schlussfolgerungen ergeben haben. Flüssiger Stickstoff beispielsweise beeinträchtigt das mikrobielle Wachstum nicht, Kohlendioxid hingegen schon. Die durch Kohlendioxid verursachte Hemmung des Bakterienwachstums ist jedoch nur dann von Dauer, wenn das Erzeugnis nach dem Abkühlen in einer Kohlendioxidatmosphäre verpackt wird.
Dieselbe Untersuchung ergab, dass sich die Kühlung mit Kohlendioxid auch positiv auf die Farberhaltung bestimmter Fleischprodukte auswirkt. Es ist jedoch auch richtig, dass dieser Effekt nur dann dauerhaft ist, wenn das Produkt in einer Kohlendioxid-Atmosphäre verpackt wird. Ist dies nicht der Fall, entwickelt sich die Farbe ähnlich wie bei mit flüssigem Stickstoff gekühlten Produkten.
Kohlendioxid hat zwar attraktive Vorteile, aber Flüssigstickstoff hat vielleicht noch mehr. Dieser Überblick von Matheson Gas fasst viele von ihnen zusammen. Ein wesentlicher Vorteil ist die Sicherheit von flüssigem Stickstoff im Vergleich zu Kohlendioxid. Außerdem ist die Kühlung mit Flüssigstickstoff schneller, und die Wartungskosten für das Gefriersystem sind in den meisten Fällen geringer.
Verschiedene Förderbänder
Jeder Tunnelfroster verfügt über mindestens ein Förderband, das die Produkte durch den Tunnel transportiert. Wie dieses Förderband (oder diese Förderbänder) aussehen, ist jedoch sehr unterschiedlich. Wir unterscheiden die folgenden Varianten:
- Ein kryogener Gefrierschrank mit einem Förderband. Diese Bauweise eignet sich vor allem für die Kühlung einer Produktart, deren Oberfläche so schnell wie möglich gefroren werden muss, um ein Austrocknen zu vermeiden.
- Ein kryogener Gefrierschrank mit mehreren Förderbändern. Mit mehreren Bändern in einem Gefrierschrank ist es möglich, verschiedene Arten von Produkten gleichzeitig zu kühlen. Faktoren wie die Temperatur und die Geschwindigkeit des Förderbandes können oft für jedes Förderband individuell eingestellt werden.
- Ein kryogener Gefrierschrank mit mehreren gestaffelten Förderbändern, ideal für die IQF-Kühlung (Individually Quick Frozen). Diese Gefriergeräte sorgen dafür, dass die einzelnen Produkte auf den gestaffelten Bändern in ständiger Bewegung bleiben. Dadurch sind die Produkte von allen Seiten dem Kältemittel ausgesetzt und verhindern unter anderem, dass sie zusammenfrieren.
Eine Tiefkühltruhe mit Förderbändern aus einem bestimmten Material. Für empfindliche Produkte stehen Bänder aus glattem Edelstahl zur Verfügung, die sicherstellen, dass die Produkte nicht durch einen Abdruck eines normalen Förderbandes beschädigt werden.
Der Fluss der kryogenen Flüssigkeit
Schließlich ist auch der Durchfluss der kryogenen Flüssigkeit ein wesentlicher Bestandteil der Konstruktion eines Tunnelfrosters. Der Fluss kann auf mehrere Arten konfiguriert werden:
- In einem linearen Tunnelfroster folgt der Kaltluftstrom in Richtung des Produkts. Die kryogene Flüssigkeit wird am Eingang des Tunnels eingespritzt, und die Gase werden am Ende des Tunnels ausgestoßen.
- In einem Gegenstromgefriergerät wird die kryogene Flüssigkeit am Ende des Tunnels eingespritzt, und die Gase bewegen sich gegen den Produktstrom. Die Abgase werden am Eingang des Gefrierraums abgesaugt. Der Vorteil eines Gegenstromgefrierers ist, dass die Produkte über einen längeren Zeitraum kalten Gasen ausgesetzt sind.
Die Vorteile eines Tunnelfrosters
Tunnelgefrierschränke sind nicht ohne Grund so beliebt. Für viele Lebensmittelhersteller ist die Anwendung ein wesentlicher Bestandteil des Produktionsprozesses, unter anderem aus den folgenden Gründen
- Kryogene Tunnelfroster sind oft kleiner als herkömmliche Gefriersysteme. Aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen dieser Gefriergeräte sind weniger lange Förderbänder erforderlich, um das Produkt einzufrieren.
- Mit einem kryogenen Tunnelfroster werden die Produkte sehr schnell und effizient gekühlt. Eine schnelle Abkühlung bedeutet, dass der Produktionsprozess nicht behindert wird, was eine zusätzliche Produktion und letztlich auch einen zusätzlichen Absatz ermöglicht.
- Durch die Kühlung von Lebensmitteln mit einem kryogenen Tunnelfroster wird die Qualität der Lebensmittel optimal erhalten. Das Schnellgefrierverfahren sorgt dafür, dass die Zellstruktur intakt bleibt und Nährstoffe und Vitamine relativ gut erhalten bleiben. Dies gilt jedoch nicht für alle Lebensmittel, und einige Produkte profitieren sogar von einem langsameren Gefrierprozess. Für diese Produkte wird häufig das kontrollierte Einfrieren verwendet.
Eine kryogene Infrastruktur für Tunnelgefrierschränke
Jeder Tunnelfrosterist anders, und auch die kryogene Infrastruktur, an die er angeschlossen ist, hat ihre eigenen Anforderungen.
Demaco verfügt über langjährige Erfahrung mit dem Anschluss und der Installation aller Arten von Tunnelfrostern. Unser Expertenteam sorgt dafür, dass der Gefrierschrank an einen Speicherdewar für die benötigte kryogene Flüssigkeit angeschlossen wird und optimal funktioniert.
Eine kryogene Infrastruktur für Tunnelfroster besteht in der Regel aus vakuumisolierten Transferleitungen, den entsprechenden Kupplungen und den erforderlichen Qualitätsverbesserungsprodukten. Dadurch wird sichergestellt, dass die verwendete kryogene Flüssigkeit den Tunnelfroster in bester Qualität erreicht.
Vakuumisolierte Transferleitungen ermöglichen den sicheren Transfer von Flüssigstickstoff aus einem Lagertank in einen Tunnelfroster.
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In den folgenden Blogs werden wir uns mit anderen kryogenen Anwendungen befassen, wie z. B. dem kryogenen Lagerungsdewar, Stickstoffabfüllstationen und dem Gefriertrockner. Wenn Sie interessiert sind, sollten Sie unsere Website im Auge behalten.
