DE102005035041A1 - Apparatus and method for surface cooling of articles - Google Patents
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- F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
- F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
Abstract
Bei einem konventionellen Verfahren zur Oberflächenkühlung kommt ein Schneehorn zum Einsatz, das mit einer Entspannungsdüse zum Entspannen von flüssigem Kohlendioxid verbunden ist. Bei der Entspannung von flüssigem Kohlendioxid entsteht ein starker Strom von mit Kohlendioxidschnee versetztem Kohlendioxidgas, der mittels des Schneehorns auf das zu kühlende Produkt ausgetragen wird, wobei der Kohlendioxidschnee teilweise auf dem Produkt verbleibt. DOLLAR A Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die beim Austragen des Stroms auftretenden turbulenten Strömungen ein gleichmäßiges Auftragen von Kohlendioxidschnee auf das Produkt verhindern. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist dem Schneehorn ein Diffusor nachgeschaltet, der die Strömungsgeschwindigkeit des Stroms aus Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee bis auf einen Wert reduziert, bei dem der Kohlendioxidschnee gleichmäßig auf das Produkt fällt. Bei dem Diffusor handelt es sich beispielsweise um eine mit gasdurchlässigen Wänden ausgestattete Röhre mit zylindrischer oder konischer Geometrie. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Auftreten turbulenter Strömungen wirksam unterbunden.In a conventional surface cooling process, a snow horn is used, which is connected to a relaxation nozzle for relaxing liquid carbon dioxide. During the expansion of liquid carbon dioxide, a strong stream of carbon dioxide gas mixed with carbon dioxide snow arises, which is discharged onto the product to be cooled by means of the snow horn, the carbon dioxide snow partly remaining on the product. DOLLAR A A disadvantage of this method is that the turbulent flows that occur when the current is discharged prevent a uniform application of carbon dioxide snow to the product. DOLLAR A According to the invention, the snow horn is followed by a diffuser which reduces the flow rate of the stream of carbon dioxide gas and carbon dioxide snow to a value at which the carbon dioxide snow falls uniformly on the product. The diffuser is, for example, a tube equipped with gas-permeable walls with a cylindrical or conical geometry. The use of the device according to the invention effectively prevents the occurrence of turbulent flows.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenkühlung von Gegenständen, insbesondere zur Oberflächenkühlung von Lebensmitteln oder pharmazeutischen Produkten, mit einer an eine Kohlendioxidversorgung anschließbaren Entspannungsdüse und mit einem mit der Entspannungsdüse wirkverbundenen Schneehorn zum Auftragen von Kohlendioxidschnee auf ein Produkt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Oberflächenkühlung von Gegenständen.The The invention relates to a device for surface cooling of objects, in particular for surface cooling of Food or pharmaceutical products, with one to one Connectable to carbon dioxide supply expansion nozzle and with a snow horn operatively connected to the expansion nozzle for applying carbon dioxide snow to a product. The invention further relates to a method for surface cooling of articles.
Um das Risiko einer Lebensmittelvergiftung zu senken und um die Produktqualität zu erhöhen ist es erforderlich, Lebensmittel nach ihrer Herstellung sehr rasch auf die Lagertemperatur abzukühlen. Je schneller abgekühlt wird, desto geringer ist das mikrobielle Wachstum im Lebensmittel; die Haltbarkeit des Lebensmittels wird verbessert und die Produktqualität erhöht. Sowohl für die maximale Dauer des Abkühlvorgangs als auch für die Lagertemperatur bestehen hierzu zunehmend strengere gesetzliche Anforderungen. So muss beispielsweise in Großbritannien ein bei 70°C vorliegendes Kochprodukt innerhalb von 1,5 h auf eine Temperatur von 3°C abgekühlt werden.Around it is the risk of food poisoning and to increase the product quality necessary, food after its production very quickly to cool the storage temperature. The faster cooled the lower the microbial growth in the food; the shelf life of the food is improved and the product quality is increased. Either for the maximum duration of the cooling process as well as for The storage temperature is increasingly stricter statutory Conditions. For example, in the UK, at 70 ° C Cooked product to be cooled to a temperature of 3 ° C within 1.5 h.
Zur Kühlung von Lebensmitteln kommen häufig Kühltunnel zum Einsatz, bei denen die verpackten Lebensmittel während einer Zeitdauer von einigen Stunden durch eine kalte Atmosphäre von beispielsweise –20°C bis –30°C geführt werden. Weiterhin ist bekannt, die Oberfläche des Produktes mit einem starken Strom aus kaltem Gas oder Kohlendioxidparitkeln aus einem Schneerohr zu beaufschlagen ("crust freezing"). Bei der Behandlung mit Kohlenoxid wird flüssiges Kohlendioxid unter hohem Druck herangeführt und einer mit dem Schneerohr verbundenen Entspannungsdüse entspannt. Bei der Entspannung sublimiert das Kohlendioxid teilweise und wird in Form von Kohlendioxidschnee mit dem Kohlendioxidgas aus dem Schneerohr ausgetragen und auf das Produkt geschleudert. Dabei entwickelt sich sehr rasch ein Eismantel von einigen Millimetern Dicke an der Produktoberfläche, der das Produkt vor unerwünschter Austrocknung schützt und die erforderliche Kälte zur Erreichung der Lagertemperatur zuführt. Wesentlich für das Gelingen des Verfahrens ist dabei, dass eine kontrollierte, gleichmäßige Kühlung der Oberflächen gewährleistet wird. Aufgrund der starken Gasentwicklung bei der Entspannung des flüssigen Kohlendioxids entsteht jedoch ein starker, turbulenter Gasstrom, der den auf das Produkt aufgetragenen Kohlendioxidschnee sogleich wieder zumindest teilweise wegbläst. Das Produkt ist somit ungleichmäßig mit Kohlendioxidschnee bedeckt, demzufolge erfolgt auch nur eine ungleichmäßige Produktkühlung.to cooling Foods are common cooling tunnel used in which the packaged food during a Period of a few hours through a cold atmosphere, for example, -20 ° C to -30 ° C are performed. Furthermore, it is known that the surface of the product with a strong stream of cold gas or carbon dioxide particles from one Apply snowpipe ("crust freezing ") The treatment with carbon monoxide becomes liquid carbon dioxide under high pressure brought and a relaxing nozzle connected to the snow tube relaxes. During relaxation, carbon dioxide partially sublimates and becomes in the form of carbon dioxide snow with the carbon dioxide gas from the snow tube discharged and thrown onto the product. This is developing very quickly an ice shell of a few millimeters thickness on the product surface, the the product from unwanted Dehydration protects and the required cold supplies to reach the storage temperature. Essential for the success The method is that a controlled, uniform cooling of surfaces guaranteed becomes. Due to the strong evolution of gas during the relaxation of the liquid Carbon dioxide, however, creates a strong, turbulent gas flow, the immediately applied to the product carbon dioxide snow blown away again at least partially. The product is thus uneven with Covers carbon dioxide snow, consequently, there is only an uneven product cooling.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zur schnellen Kühlung von Gegenständen, insbesondere Lebensmittel oder pharmazeutische Produkte mit Kohlendioxidpartikeln anzugeben, die eine gleichmäßige Produktkühlung ermöglicht.task The invention is therefore an apparatus for rapid cooling of Objects, in particular Food or pharmaceutical products with carbon dioxide particles to provide uniform product cooling.
Gelöst ist diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch einen Diffusor zur Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des an der Entspannungseinrichtung erzeugten Stroms aus Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee.This is solved Task in a device of the type mentioned by a Diffuser to reduce the flow velocity of the At the expansion device generated stream of carbon dioxide gas and carbon dioxide snow.
Als Diffusor wird hier jeder Gegenstand verstanden, durch den die Strömungsgeschwindigkeit des Stroms aus Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee reduziert werden kann. Der Diffusor kann strömungstechnisch dem Schneerohr und/oder der unmittelbar der Entspannungsdüse nachgeschaltet sein. Während aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit bei konventionellen Schneehörnern eine stark turbulente Gasströmung an der Mündungsöffnung des Schneehorn auftritt, der zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Kohlendioxidschnees auf dem Produkt führt, fällt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der im Gasstrom mitgeführte Kohlendioxidschnee sehr gleichmäßig auf das Produkt. Somit kann die Verteilung des Kohlendioxids auf dem Produkt sehr gut gesteuert und den Erfordernissen angepasst werden.When Diffuser is here understood to mean any object through which the flow velocity of the Electricity from carbon dioxide gas and carbon dioxide snow can be reduced can. The diffuser can be fluidic downstream of the snow tube and / or immediately downstream of the expansion nozzle. While due to the high flow rate in conventional snow horns one highly turbulent gas flow at the mouth of the Snow horn occurs, resulting in an uneven distribution of carbon dioxide snow on the product leads, falls by the device according to the invention the entrained in the gas stream Carbon dioxide snow very evenly the product. Thus, the distribution of carbon dioxide on the Product very well controlled and adapted to the requirements.
Vorteilhafterweise ist der Diffusor in Form einer zylindrischen oder konischen Röhre ausgebildet und weist eine gasdurchlässige Wandung auf. Die Wandung ist dabei vorzugsweise mit Öffnungen versehen, die so bemessen sind, dass Kohlendioxidgas, jedoch kein Kohlendioxidschnee, durch die Wandöffnungen entweichen kann. Der Massenstrom an Kohlendioxidgas wird so verringert und die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlendioxidschnees verringert.advantageously, the diffuser is in the form of a cylindrical or conical tube and has a gas permeable Wall on. The wall is preferably with openings provided that are carbon dioxide gas, but no Carbon dioxide snow through which wall openings can escape. Of the Mass flow of carbon dioxide gas is thus reduced and the flow rate the carbon dioxide snow is reduced.
Zweckmäßigerweise ist die Querschnittsöffnung des Diffusors der mit Kohlendioxidschnee zu beschneienden Oberfläche angepasst. Auf diese Weise wird ein besonders ökonomischer Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt.Conveniently, is the cross-sectional opening adapted to the diffuser of carbon dioxide snow to be snowed surface. In this way, a particularly economical use of the device according to the invention achieved.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren mit den in Anspruch 4 genannten Merkmalen gelöst.The The object of the invention is also by a method with the claim 4 mentioned characteristics solved.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also bei einem Verfahren zur Oberflächenkühlung von Gegenständen mit einem Strom aus Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnee die Strömungsgeschwindigkeit des Stroms aus Kohlendioxidgas und Kohlendioxidschnees nach seinem Austreten aus dem Schneerohr in einem Diffusor reduziert.Thus, according to the method of the invention, in a process for surface cooling articles with a stream of carbon dioxide gas and carbon dioxide snow, the flow rate of the stream of carbon dioxide xidgas and carbon dioxide snow are reduced after its exit from the snow tube in a diffuser.
Vorteilhafterweise wird die Strömungsgeschwindigkeit derart reduziert, dass der Kohlendioxidschnee am Ausgang des Diffusors im Wesentlichen nur unter der Wirkung der Schwerkraft auf das zu kühlende Produkt fällt.advantageously, becomes the flow velocity reduced so that the carbon dioxide snow at the exit of the diffuser essentially only under the effect of gravity on that too cooling Product drops.
Anhand
der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert
werden. Die einzige Zeichnung (
Die
Vorrichtung
Das
vorzugsweise aus Edelstahl bestehende Schneehorn
Beim
Einsatz der Vorrichtung
Die
zu kühlenden
Produkte
Die
Vorrichtung
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- SchneehornSnowhorn
- 33
- Entspannungsdüseexpansion nozzle
- 44
- Zuleitungsupply
- 55
- Quelle für flüssiges Kohlendioxidsource for liquid carbon dioxide
- 66
- VentilValve
- 77
- Steuereinheitcontrol unit
- 88th
- Abschnitt des Schneehornssection the snow horn
- 99
- zylindrischer Abschnitt des Schneehornscylindrical Section of the snow horn
- 1010
- Mündungsöffnungmouth
- 1111
- Diffusordiffuser
- 1212
- Wandungwall
- 1313
- Ausströmöffnungoutflow
- 1414
- 1515
- Produktproduct
- 1616
- Laufbandtreadmill
- 1717
- Motorengine
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