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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Lebensmittel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Düseneinrichtung für eine derartige Kühlvorrichtung.
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Eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung ist bekannt aus der
DE 101 28 394 A1 . Die
DE 2 301 807 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen und/oder Trocknen von Nahrungsmitteln. Die
DE 24 22 983 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Kühlen von in einer Kammer aufbewahrten, verderblichen Waren. Die
JP 2000 210 062 A offenbart ein Verfahren zum Kühlen verpackter Lebensmittel und eine Kühlvorrichtung.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Gewichtsverlust, der beim Absaugen der Atmosphäre bei den Teiglingen beobachtet wird, reduziert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Kühlvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde zunächst erkannt, dass es zur Reduzierung eines unerwünschten Gewichtsverlustes der Teiglinge aufgrund einer Saugkühlung von Vorteil ist, wenn die Saugkühlung durch eine Konvektionskühlung unterstützt wird. Die Düseneinrichtung ermöglicht eine Ergänzung einer bei der Saugkühlung verlorenen Feuchtigkeit der Lebensmittel, was auch als Rehydration bezeichnet wird. Die Anordnung der Düsen im Bereich des Kammereinlasses sorgt für eine definierte Mitnahme der von den Düsen abgegeben Feuchtigkeit durch die Kühlluft in die Kammer, was eine gleichmäßige Beaufschlagung der Lebensmittel mit der über die Düsen rückgegebenen Feuchtigkeit gewährleistet. Die Vorgabeeinrichtung, zu der eine Saug-Absperreinrichtung zum Absperren einer Fluidverbindung zwischen der Saugeinrichtung und der evakuierbaren Kammer und zu der eine Umwälz-Absperreinrichtung zum Absperren einer Umwälzleitung zum Umwälzen von Kühlluft durch die evakuierbare Kammer sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern derartiger Absperreinrichtungen gehören kann, ermöglicht ein Umschalten zwischen der Saugkühlung und der Konvektionskühlung innerhalb ein und derselben Kühlvorrichtung. Dies schafft die Möglichkeit einer kompakten und gleichzeitig verschiedene Kühl-Betriebsarten gewährleistenden Kühlvorrichtung.
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Mindestens eine Zerstäuberdüse nach Anspruch 2 gewährleistet eine sehr feine Feuchtigkeitsbeaufschlagung der Lebensmittel, so dass die Feuchtigkeit gut aufgenommen werden kann und nicht unerwünscht zu Spuren auf der Lebensmittel-Oberfläche führt. Die Düseneinrichtung kann eine Mehrzahl von Zerstäuberdüsen aufweisen. Die Zerstäuberdüsen können einen Wassernebel in Form von sehr feinen, schwebefähigen Tropfen erzeugen. Die mindestens eine Düse kann also als Vernebler ausgeführt sein.
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Eine Düseneinrichtung nach Anspruch 3 erlaubt eine gute Kontrolle des in der mindestens einen Düse stattfindenden Mischvorgangs zwischen dem umgewälzten Gas und der zugeführten Flüssigkeit. Es kann ein definierter Zerstäubungsnebel oder auch ein Sprühnebel erzeugt werden. Die über die Flüssigkeits-Zuführleitung zu der mindestens einen Düse zugeführte Flüssigkeit kann insbesondere durch eine entsprechende Kühleinrichtung vorgekühlt sein.
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Ventilausführungen nach den Ansprüchen 4 und 5 haben sich in der Praxis bewährt.
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Eine Kastenmodul-Gestaltung der Düseneinrichtung nach Anspruch 6 ist kompakt und auch nachträglich in eine vorhandene Kühlvorrichtung montierbar.
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Eine Anordnung der Kühlluft-Zuführöffnungen nach Anspruch 7 gewährleistet eine gute Mitnahme des von den Düsen erzeugten Flüssigkeits/GasGemisches durch die Kühlluft in die Kammer.
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Düsen mit mindestens zwei Abstrahlrichtungen nach Anspruch 8 verbessern eine gleichmäßige Beaufschlagung des Innenraums der evakuierbaren Kammer. Der Unterschied der Abstrahlrichtungen in die Kammer kann größer sein als 30° und kann insbesondere 60° betragen.
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Ein Kühlluft-Kreislauf nach Anspruch 9 stellt eine besonders effiziente Möglichkeit der Zuführung von Kühlluft dar. In der Umwälz-Fluidleitung kann eine Umwälzpumpe angeordnet sein. Die Umwälzpumpe kann eine von der Saugeinrichtung getrennte Pumpe darstellen. Alternativ kann die Umwälzpumpe gleichzeitig die Funktion der Saugeinrichtung unterstützen.
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Ein Kondensator nach Anspruch 10 erlaubt eine effektive Kühlluft-Erzeugung im Kühlluft-Kreislauf. Die gegebenenfalls in der Umwälz-Fluidleitung vorgesehene Umwälzpumpe kann stromaufwärts des Kondensators angeordnet sein.
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Die Vorteile einer Dosiereinrichtung nach Anspruch 11 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung bereits erläutert wurden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung für Lebensmittel mit einer im Bereich eines Einlasses einer evakuierbaren Kammer angeordneten Düseneinrichtung zum Befeuchten von Lebensmitteln;
- 2 eine Ansicht der Düseneinrichtung aus Blickrichtung II in 1 und
- 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in 2.
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Eine Kühlvorrichtung 1 für Lebensmittel, insbesondere für Teiglinge zur späteren Herstellung von Brötchen oder Broten, hat eine evakuierbare Kammer 2, in der die Lebensmittel untergebracht werden können. Eine Saugeinrichtung 3 in Form einer Vakuumpumpe steht mit der Kammer 2 über einen Kammerauslass 4 und eine Saug-Fluidleitung 5 in Verbindung. Die Fluidleitung 5 kann über eine Saug-Absperreinrichtung 6 in Form eines absperrbaren Ventils geschlossen werden. Die Saugeinrichtung 3 dient zum Absaugen der in der Kammer 2 vorliegenden Atmosphäre.
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Die Kammer 2 hat einen Kammereinlass 7 zum Zuführen von Kühlluft (vgl. Richtungspfeil 8) in die Kammer 2 über eine Kühlluft-Zuführleitung 9. In der Kühlluft-Zuführleitung 9 ist eine weitere Absperreinrichtung 10, ebenfalls in Form eines gesteuert absperrbaren Absperrventils, angeordnet.
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Die beiden Absperreinrichtungen 6, 10 stellen Bestandteile einer ansonsten nicht näher dargestellten Vorgabeeinrichtung zur Vorgabe einer Kühl-Betriebsart der Kühlvorrichtung 1 dar. Zu der Vorgabeeinrichtung kann weiterhin eine zentrale Steuereinrichtung bzw. Steuereinheit gehören, die mit den beiden Absperreinrichtungen 6, 10 und gegebenenfalls weiteren Komponenten der Kühlvorrichtung 1 in Signalverbindung steht.
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Der Kammerauslass 4 steht mit dem Kammereinlass 7 über eine Umwälz-Fluidleitung 11 zur Schaffung eines geschlossenen Kühlluft-Kreislaufes in Verbindung. Zwischen dem Kammerauslass 4 und einem Abzweigpunkt 12 der Kühlluft-Zuführleitung 9 von der Saug-Fluidleitung 5 fallen die Umwälz-Fluidleitung 11 und die Saug-Fluidleitung 5 zusammen. Der Abzweigpunkt 12 liegt in der Saug-Fluidleitung 5 vor der Saug-Absperreinrichtung 6. Im Bereich des Abzweigpunktes 12 und ab diesem bis hin zum Kammereinlass 7 fallen die Kühlluft-Zuführleitung 9 und die Umwälz-Fluidleitung 11 zusammen.
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In der Umwälz-Fluidleitung 11 ist zwischen dem Kammerauslass 4 und dem Abzweigpunkt 12 ein Kondensator 13 angeordnet. Letzterer hat eine Zuführleitung 14 und eine Abführleitung 15 für Kaltwasser zum Herstellen der Kühlluft aus der in der Umwälz-Fluidleitung 11 umgewälzten Luft. Der Kondensator 13 wird im Kreuzgegenstrom betrieben.
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Zwischen dem Kammerauslass 4 und dem Kondensator 13 ist eine Umwälzpumpe 16 zum Umwälzen der Kühlluft in der Umwälz-Fluidleitung 11 angeordnet.
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Bei geöffneter Umwälz-Absperreinrichtung 10 und geschlossener Saug-Absperreinrichtung 6 wird die Kühlluft ausschließlich umgewälzt. Bei geöffneter Saug-Absperreinrichtung 6 und geschlossener Umwälz-Absperreinrichtung 10 wird die Atmosphäre in der Kammer 2 über die Saug-Fluidleitung 5 ohne Umwälzung abgesaugt und die Umwälzpumpe 16 wirkt als Vorverdichter für den Kondensator 13 und für die Saugeinrichtung 3. Die jeweilige Kühl-Betriebsart wird von der Vorgabeeinrichtung vorgegeben.
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Im Bereich des Kammereinlasses 7 ist eine Düseneinrichtung 17 angeordnet, die nachfolgend anhand der 2 und 3 noch näher erläutert wird. Die Düseneinrichtung 17 hat bei der dargestellten Ausführung insgesamt sechs Zerstäuberdüsen 18. Für jede der Zerstäuberdüsen 18 hat die Düseneinrichtung 17 eine Zerstäubergas-Zuführleitung 19, die über ein Gas-Absperrventil 20 abgesperrt werden kann. Ferner hat die Düseneinrichtung 17 für jede der Zerstäuberdüsen 18 eine Flüssigkeits-Zuführleitung 21, die über ein Flüssigkeits-Absperrventil 22 absperrbar ist. Bei der Zerstäuberflüssigkeit handelt es sich um Wasser. Bei dem Zerstäubergas handelt es sich um Luft. Die über die Flüssigkeits-Zuführleitung 21 zugeführte Zerstäuberflüssigkeit kann über eine entsprechende Kühleinrichtung vorgekühlt sein. In der 1 ist schematisch jeweils eine Gas-Zuführleitung 19 und eine Flüssigkeits-Zuführleitung 21 dargestellt. Die Zuführleitungen 19, 21 für die Zerstäuberdüsen 18 münden in die Kühlluft-Zuführleitung 9 im Strömungsweg der Kühlluft 8 kurz vor dem Kammereinlass 7 ein.
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Das Gas-Absperrventil 20 ist als pneumatisch betätigbares Ventil ausgeführt. Das Flüssigkeits-Absperrventil 22 ist als elektrisch betätigbares Ventil ausgeführt.
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Die Zerstäuberdüsen
18 können als Zweistoffdüsen ausgeführt sein. Ein Beispiel für eine Zweistoffdüse findet sich in der
DE 10 2005 048 489 A1 .
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Die 2 und 3 zeigen die Düseneinrichtung 17 stärker im Detail. Die Düseneinrichtung 17 hat ein Kastenmodul, welches im Inneren der Kammer 2 im Bereich des Kammereinlasses 7 angeordnet ist. Ein Kasten-Innenraum 23 steht über eine Einlassöffnung 24 mit der Kühlluft-Zuführleitung 9 und über jeweils den Zerstäuberdüsen 18 zugeordnete Kühlluft-Zuführöffnungen 25 mit dem Inneren der Kammer 2 in Fluidverbindung. Jeweils eine der Kühlluft-Zuführöffnungen 25 ist einer der Zerstäuberdüsen 18 direkt benachbart zugeordnet. Gesehen in Projektion längs einer Düsenrichtung 26 der jeweiligen Zerstäuberdüse 18, die auch als Abstrahlrichtung bezeichnet ist, umgeben die Kühlluft-Zuführöffnungen 25 die ihnen jeweils zugeordnete Zerstäuberdüse 18.
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Die Zerstäuberdüsen 18 sind in zwei Zerstäuberdüsen-Gruppen 27, 28 angeordnet. Diese Gruppen 27, 28 unterscheiden sich in ihrer Abstrahlrichtung in die Kammer 2, also in ihrer Düsenrichtung 26. Die drei Zerstäuberdüsen 18 der Gruppe 27, die bei der dargestellten Ausführung oberhalb der Gruppe 28 angeordnet sind, haben eine Düsenrichtung 26, die zu einer Vertikalen um 30° geneigt ist. Die Düsenrichtung 26 der im unteren Bereich der Düseneinrichtung 17 angeordneten Gruppe 28 verläuft horizontal. Entsprechend unterscheiden sich die Düsenrichtungen 26 der beiden Gruppen 27, 28 um 60°.
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Die Zerstäuberdüsen 18 der in den 2 und 3 oben liegenden Gruppe 27 sind über Montagebügel 29 an einem Kasten-Außenblech 30 der Düseneinrichtung 17 montiert.
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Die Zerstäuberdüsen der in den 2 und 3 unten liegenden Gruppe 28 sind jeweils von einer Montagehülse 31 umgeben, die über einen Gewindeflansch 32 montiert ist. Die Montagehülse 31 hat in ihrer Mantelwand Kühlluft-Durchtrittsöffnungen 33, so dass die Kühlluft ungehindert vom Inneren der Hülse zum diese umgebenden Inneren des Kasten-Innenraums 23 gelangen kann.
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Zur lösbaren Halterung der Zerstäuberdüsen 18 an den Halteelementen (Montagebügel 29, Montagehülse 31) dient jeweils eine Montageklammer 34.
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Lebensmittel, insbesondere Teiglinge, werden mit der Kühleinrichtung 1 folgendermaßen abgekühlt: Im Saugbetrieb ist die Saug-Absperreinrichtung 6 geöffnet und die Umwälz-Absperreinrichtung 10 geschlossen. Ausgehend von einer Temperatur von beispielsweise 80°C wird mittels der Vakuumpumpe 3 ein Unterdruck in der Kammer 2 erzeugt, so dass in den Teiglingen enthaltene Feuchtigkeit verdampft und die hierdurch benötigte Verdampfungsenergie zu einer Kühlung der Teiglinge führt.
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Im Umwälzbetrieb ist die Saug-Absperreinrichtung 6 geschlossen und die Umwälz-Absperreinrichtung 10 geöffnet. Über den Kondensator erfolgt eine Luftkühlung und über die Umwälzpumpe 16 eine Umwälzung der Kühlluft in der Umwälz-Fluidleitung 11. Es erfolgt dann eine Kühlung der Teiglinge in der Vakuumkammer durch Konvektion. Die Kühlluft strömt dabei über den Kammereinlass 7 und die Einlassöffnung 24 zunächst ins Innere des Kastenmoduls der Düseneinrichtung 17 und dann, an den Zerstäuberdüsen 18 vorbei, über die Kühlluft-Zuführöffnungen 25 ins Innere der Kammer 2. Nach dem Wärmeaustausch mit den Teiglingen strömt die Kühlluft durch den Kammerauslass 4 aus der Kammer 2 aus.
Der Saugbetrieb und der Umwälzbetrieb können auch parallel aktiv sein. Die jeweilige Kühl-Betriebsart, also Saugbetrieb alleine, Umwälzbetrieb alleine oder Kombination Saugbetrieb/Umwälzbetrieb, wird über die Vorgabeeinrichtung durch entsprechende Ansteuerung der beiden Absperreinrichtungen 6, 10 ausgewählt.
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Während des Kühlvorgangs wird Feuchtigkeit an die Teiglinge zurückgegeben, was auch als Rehydration bezeichnet wird. Über die Zerstäuberdüsen 18 wird hierzu ein Wassernebel aus den über die Zufuhrleitungen 19, 21 zugeführten Medien erzeugt. Es bilden sich am Düsenausgang der Zerstäuberdüsen 18 feine schwebfähige Wassertröpfchen, die vom Kühlluftstrom mitgenommen werden, soweit die Kühlvorrichtung 1 im Umwälzbetrieb ist. Die Kühlluft strömt hierbei über die Einlassöffnung 24 in den Kasten-Innenraum 23 ein und über die verschiedenen, den jeweiligen Zerstäuberdüsen 18 zugeordneten Kühlluft-Zuführleitungen 25 aus der Düseneinrichtung 17 in das Innere der Kammer 2 aus. Die ausströmende Kühlluft nimmt den zerstäubten Wassernebel mit, mit dem dann die in der Kammer vorliegenden Teiglinge beaufschlagt werden. Auf diese Weise wird den Teiglingen Feuchte, die im Saugbetrieb entzogen wurde, wieder zurückgegeben.
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Der Gewichtsverlust der Teiglinge ist bei dem Kühlverfahren, ausgehend von einer Temperatur von 80°C und endend bei einer Temperatur von weniger als 30°C, geringer als 4% und insbesondere geringer als 3%.
