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Die Erfindung betrifft eine Gefrieranlage zum Tiefkühlen, wie insbesondere eine Gefrieranlage zum Schockfrosten von Lebensmitteln, wie beispielsweise mit einer fleischhaltigen oder vegetarischen Füllung gefüllte Teigtaschen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Feuchtekristallabscheider für eine solche Gefrieranlage. Die Gefrieranlage weist ein Gehäuse auf, das einen Strömungspfad für ein gasförmiges Kühlmedium begrenzt. Zudem weist die Gefrieranlage ein Kühlgebläse zur Ausbildung eines Mediumstromes eines Kühlmediums im Strömungspfad und eine Produktaufnahme auf, die wenigstens abschnittsweise innerhalb des Strömungspfades angeordnet ist. Ferner ist in der Gefrieranlage eine Entfeuchtungseinrichtung vorgesehen, die zur Verringerung eines Feuchtegehalts des Kühlmediums dient. Dabei weist die Entfeuchtungseinrichtung einen Feuchtekristallabscheider beziehungsweise einen Eiskristallabscheider auf, der im Strömungspfad angeordnet ist.
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Im Stand der Technik sind Anlagen zum Schockfrosten beziehungsweise zum Schockgefrieren bekannt, in denen beispielsweise Lebensmittel innerhalb einer kurzen Zeit auf eine gewünschte Gefriertemperatur abgekühlt werden. Die Gefriertemperatur, die beispielsweise mit einer vorgesehenen Lagertemperatur des jeweiligen Lebensmittels übereinstimmt, kann dabei beispielsweise -18 °C oder weniger betragen.
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Ein Vorteil des Schockgefrierens ist, dass sich aus den Zellflüssigkeiten der Lebensmittel nur sehr kleine Eiskristalle beziehungsweise Feuchtekristalle bilden. Hierdurch ergibt sich eine für die Lebensmittel schonende Gefrierung. Dennoch stellen jegliche Feuchtekristalle eine Gefährdung für die Zellwände und Membrane der Lebensmittel dar. Durch die Feuchtekristalle kann dabei die Zellstruktur beschädigt werden, wodurch Zellwasser und Nährstoffe aus den Lebensmitteln austreten können.
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Vor diesem Hintergrund wird versucht, die Kristallbildung zu minimieren, die aufgrund der von den Produkten eingetragenen Feuchtigkeit beziehungsweise der Umgebungsfeuchtigkeit der Lebensmittel in der Gefrieranlage erfolgt.
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Neben den negativen Auswirkungen der Eis- beziehungsweise Feuchtekristalle auf die Produktqualität hat die Ausbildung von Feuchtekristallen und Eis in Gefrieranlagen den weiteren nachteiligen Effekt, dass die Leistung der jeweiligen Kühlanlagen bei zunehmender Vereisung beziehungsweise Zusetzen mit Eiskristallen mit andauernder Betriebszeit merklich nachlässt. Dies führt dazu, dass die Gefrieranlage häufig abgeschaltet werden muss, um insbesondere das Kühlgebläse von anhaftenden Feuchtekristallen und Eis zu befreien oder dass die Gefrieranlage abwechselnd mit zwei Kühlgebläsen betrieben werden muss, um eine durchgehende längere Betriebszeit zu ermöglichen.
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Aus
DE 197 48 850 A1 ist eine Gefrieranlage bekannt, die eine Kammer zum Schockfrosten von Teiglingen mit einer Kruste aufweist. Um hierbei die Teiglinge derart schockfrosten zu können, dass die Kruste beim späteren Fertigbacken nicht abplatzt, ist der Schockfrostkammer ein Entfeuchtungsraum vorgeschaltet. In diesem zirkuliert ein entfeuchteter Luftstrom, um auch den Feuchtegehalt der Teiglinge vor dem Schockfrosten zu verringern.
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Nachteilig an der bekannten Gefrieranlage ist, dass zur Entfeuchtung des Luftstromes ein separater Verdampfer und ein separates Gebläse vorgehalten werden muss. Hierdurch ergeben sich relativ hohe Herstellung- und Betriebskosten der Gefrieranlage.
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GB 1 103 881 A beschreibt eine Anlage zum Gefrieren von Lebensmitteln mittels Beaufschlagung durch ein gekühltes Gas. Hierzu ist eine Ringleitung vorgesehen, die an einer ersten Seite ein Gebläse zur Erzeugung eines Luftstromes aufweist, dem eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen des Luftstroms nachgeschaltet ist. Der Kühlvorrichtung ist wiederum ein Beaufschlagungsbereich nachgeschaltet, in dem ein Förderband zum Transport der zu gefrierenden Lebensmittels die Ringleitung kreuzt, so dass die auf dem Transportband mitgeführten Lebensmittel in den abgekühlten Luftstrom geraten und anschließend wieder aus der Ringleitung heraustransportiert werden. Von diesem Beaufschlagungsbereich aus wird der Luftstrom wieder dem Gebläse zugeführt. Zwischen dem Gebläse und einer Einlassseite der Kühlvorrichtung ist zudem ein Kristallabscheider vorgesehen, der durch ein umlaufend angetriebenes Gitterband gebildet ist und der zum Entfernen von Feuchtekristallen aus dem Luftstrom dient.
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JP 2007 - 003 144 A hat eine Kühlanlage zum Gegenstand, bei der ein luftdurchlässiges Transportband für Lebensmittel von unten mit einem Kaltluftstrom beaufschlagt wird, der von einem Gebläse einer Kühlvorrichtung erzeugt wird. Nach dem Beaufschlagen der auf dem Band transportierten Lebensmittel wird der Luftstrom einer Oberseite der Kühlvorrichtung zugeführt. An dieser Oberseite ist ein weiteres Luftdurchlässiges Transportband vorgesehen, mittels dem mitgeführte Kristalle und Lebensmittelpartikel aus dem Luftstrom entfernt werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Gefrieranlage die genannten Nachteile zu vermeiden und bei einfacher Herstellung einen kostengünstigen Betrieb und eine hohe Qualität der tiefgefrorenen Produkte zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gefrieranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist der Feuchtekristallabscheider zwischen der Produktaufnahme und einem durch das Gehäuse gebildeten Rückführabschnitt des Strömungspfades angeordnet ist, entlang dessen das Kühlmedium wieder dem Kühlgebläse zugeführt werden kann, nachdem es die Produkte in der Produktaufnahme passiert hat. Hierdurch kann die im Mediumstrom der Gefrieranlage enthaltene Feuchtigkeit, die aus Wasser oder einer sonstigen mitgeführten Flüssigkeit besteht, nach ihrem Auskristallisieren in Form von Eis- beziehungsweise Feuchtekristallen, Eispartikeln oder Schnee vom übrigen Kühlmedium abgetrennt und aus dem Strömungspfad entfernt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Verringerung des Feuchtegehalts im Mediumstrom. Durch diese Verringerung des Feuchtegehalts kann wiederum die Ausbildung von Eisbeziehungsweise Feuchtekristallen an den Produkten minimiert und dadurch die Qualität der tiefgefrorenen Lebensmittel verbessert werden. Zudem fällt aufgrund des geringeren Feuchtegehalts im Kühlmedium auch weniger Eis und Schnee am Kühlgebläse an, weshalb die Gefrieranlage insgesamt über eine längere ununterbrochene Zeit hinweg betrieben werden kann, wobei verhindert werden kann, dass die Leistung des Kühlgebläses nach und nach verringert wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Feuchtekristallabscheider an einer vom Kühlgebläse abgewandten Seite der Produktaufnahme angeordnet. Hierdurch kann die von den Produkten in die Gefrieranlage hineintransportierte Feuchtigkeit beim Vorbeiströmen des Kühlmediums an den Produkten vom Mediumstrom aufgenommen und anschließend am Feuchtekristallabscheider in Form von Eiskristallen wieder vom übrigen Kühlmedium abgetrennt werden.
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Vorteilhafterweise ist der Feuchtekristallabscheider quer zu einer durch den Strömungspfad vorgegebenen Strömungsrichtung angeordnet. Insbesondere wenn sich der Feuchtekristallabscheider hierbei über den gesamten Querschnitt des Strömungspfades erstreckt, ist eine besonders effektive Abscheidung von Feuchtekristallen aus dem Kühlmedium möglich.
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Zudem ist es günstig, wenn der Feuchtekristallabscheider ein vom Kühlmedium durchströmbares Netz-/Sieb-Element aufweist. Hierdurch können in besonders einfacher Weise große Mengen von Feuchtekristallen aus dem Mediumstrom abgetrennt werden.
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Vorteilhafterweise ist das Netz-/Sieb-Element dabei als Endlosband ausgebildet, das insbesondere motorisch verlagert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, einen Abschnitt des Netz-/Sieb-Elementes, der im Betrieb mit Feuchtekristallen beziehungsweise Schnee zugesetzt ist, durch Verlagerung des Endlosbandes nach und nach durch einen freien Abschnitt zu ersetzen, um eine möglichst hohe Abscheideleistung aufrecht erhalten zu können.
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Das Endlosband kann hierbei insbesondere durch ein Metallnetz gebildet sein, das insbesondere auch vor dem Hintergrund der in der Gefrieranlage herrschenden Temperaturen eine besonders lange Lebenszeit des Endlosbandes ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Feuchtekristallabscheider wenigstens zwei im Wesentlichen parallel zueinander gehaltene beziehungsweise geführte Netz-/Sieb-Elemente auf. Hierdurch kann mittels des Feuchtekristallabscheiders ein besonders hoher Abscheidegrad erzielt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Netz-/Sieb-Element abschnittsweise einer Enteisungseinrichtung zugeführt werden, mittels der eine mechanische, thermische und/oder chemische Enteisung eines betreffenden Bandabschnittes durchgeführt werden kann. Durch eine solche Verwendung einer Enteisungseinrichtung kann das Netz-/Sieb-Element wiederkehrend von den zurückgehaltenen Feuchtekristallen beziehungsweise von Eis und Schnee befreit und dadurch die Abscheideleistung des Feuchtekristallabscheiders auch über eine längere Betriebsdauer hinweg optimiert werden.
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Hierbei ist es günstig, wenn die Enteisungseinrichtung eine Bürste zur Beaufschlagung des Endlosbandes aufweist. Durch die Beaufschlagung des Endlosbandes durch eine Bürste, wie beispielsweise eine motorisch angetriebene Walzenbürste kann dieses zuverlässig von den zurückgehaltenen Feuchtekristallen befreit werden.
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Vorteilhafterweise weist die Enteisungseinrichtung ferner einen Auffangbehälter auf, mittels dem die zurückgehaltenen und vom Endlosband entfernten Feuchtekristalle oder Eispartikel und/oder vom Endlosband abtropfende Flüssigkeiten aufgefangen werden können.
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Dabei ist es besonders günstig wenn der Auffangbehälter beheizt ist, um die aufgefangenen Feuchtekristalle zu verflüssigen und dadurch leichter abtransportieren zu können.
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Zum Entleeren des Auffangbehälters kann dabei vorzugsweise eine mit diesem verbundene Abgabeleitung verwendet werden, die vorzugsweise beheizt werden kann, um einen sicheren und verstopfungsfreien Abtransport der zurückgehaltenen und aufgefangenen Feuchtekristalle und Flüssigkeiten zu gewährleisten.
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Ferner wird die genannte Aufgabe durch einen Feuchtekristallabscheider für eine Gefrieranlage in einer der oben genannten Ausführungsformen gelöst, wobei dieser vorzugsweise als eine nachrüstbare Einheit ausgebildet ist. Hierdurch kann eine bestehende handelsübliche Gefrieranlage mit einem Feuchtekristallabscheider ausgerüstet werden, um im Betrieb die im Mediumstrom enthaltene Feuchtigkeit verringern zu können.
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In den Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gefrieranlage,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer von einem Kühlgebläse abgewandten Seite eines Gehäuses der Gefrieranlage nach 1,
- 3 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses nach 2 mit separierter Entfeuchtungseinrichtung und
- 4 eine vergrößerte Ansicht von Detail IV aus 3.
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1 zeigt eine Gefrieranlage 2 zum Schockfrosten von Produkten P in Form von Lebensmitteln, wie insbesondere gefüllten Teigtaschen. Hierzu weist die Gefrieranlage ein Gehäuse 4 auf, das einen Kühlabschnitt 6 eines Strömungspfades S zwischen einem Kühlgebläse 8 und einer Entfeuchtungseinrichtung 10 bildet. Im Kühlabschnitt 6 ist dabei eine Produktaufnahme 12 angeordnet, die beispielsweise wenigstens einen Verweilturm 14 aufweist, in dem die Produkte P bewegt werden.
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Durch das Kühlgebläse 8 kann im gesamten Strömungspfad S ein Mediumstrom 16 aus einem gasförmigen Kühlmedium M, wie beispielsweise herabgekühlter Luft, erzeugt werden. Dieser Mediumstrom 16 strömt dabei zunächst über den Kühlabschnitt 6 vom Kühlgebläse 8 zur Entfeuchtungseinrichtung 10, wobei die in der Produktaufnahme 12 aufgenommenen Produkte P vom Kühlmedium M beaufschlagt und dadurch gefroren werden. Durch die Entfeuchtungseinrichtung 10 hindurch tritt das Kühlmedium M aus dem Inneren des Gehäuses 4 beziehungsweise dem Kühlabschnitt 6 aus und strömt über einen Rückführabschnitt 18 des Strömungspfades S, der zwischen einer Außenseite 20 des Gehäuses 4 und einer Außenbegrenzung 22 gebildet ist, zurück zum Kühlgebläse 8. Die Außenbegrenzung 22 kann dabei beispielsweise durch ein separates Außengehäuse oder eine Wand eines Raumes gebildet sein, in dem die Gefrieranlage 2 aufgenommen ist.
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Zum Schockfrosten der Produkte P werden diese über ein Transportband 24 der Produktaufnahme 12 zugeführt. In dieser werden die Produkte schraubenlinienförmig bewegt und verbleiben dabei über eine relativ lange Zeit im Kühlabschnitt 6, in dem sie vom Mediumstrom 16 des Kühlmediums beaufschlagt werden. Anschließend werden die nun tiefgefrorenen Produkte P mittels des Transportbandes 24 zur weiteren Verarbeitung beziehungsweise Verpackung aus der Gefrieranlage 2 heraus befördert.
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Wie aus 2 zu entnehmen ist, weist die Entfeuchtungseinrichtung 10 an einer vom Kühlgebläse 8 abgewandten Seite 26 des Gehäuses 4 einen Feuchtekristallabscheider 30 auf. Dieser weist ein Netz-/Sieb-Element 32 auf, das im Wesentlichen quer zu der durch den Kühlabschnitt 6 vorgegebenen Strömungsrichtung beziehungsweise quer zu dem aus dem Gehäuse 4 austretenden Mediumstrom 16 aufgespannt ist. Das Netz-/Sieb-Element 32 ist dabei beispielhaft durch ein als Endlosband ausgebildetes engmaschiges Metallnetz geformt, dessen Maschenweiten derart gewählt sind, dass die Feuchtekristalle mit einer im Betrieb üblicherweise anfallenden Größen am Netz -/Sieb-Element 32 zurückgehalten werden können. Um hierbei eine besonders hohe Abscheideleistung des Feuchtekristallabscheiders 30 gewährleisten zu können, kann dieser wenigstens zwei parallel angeordnete Netz-/Sieb-Elemente 32 aufweisen, wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist.
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Die als Endlosband ausgebildeten Netz-/Sieb-Elemente 32 können dabei vorzugsweise über einen Motor 34 verlagert werden, um einen im Betrieb mit Feuchtekristallen, Eis oder Schnee zugesetzten Abschnitt wiederkehrend durch einen im Wesentlichen freien beziehungsweise enteisten Abschnitt des Netz-/Sieb-Elementes 32 ersetzen zu können. Vorzugsweise ist hierbei eine selbsttätige Steuerung des wenigstens einen Motors 34 vorgesehen, mittels der das jeweilige Endlosband in vorgegebenen Zeitintervallen oder in Abhängigkeit einer Sensorik weitertransportiert werden kann. Eine solche Sensorik kann dabei beispielsweise einen kritischen Grad der Vereisung eines aktiven Abschnittes des Netz-/Sieb-Elementes 32 ermitteln, wie beispielsweise durch Messung eines Luftwiderstandes am Netz-Sieb-Element 32 (nicht dargestellt). In jedem Fall kann durch die wiederkehrende Verlagerung des Netz-/Sieb-Elementes 32 auch über eine längere Betriebsdauer hinweg, eine ausreichend hohe Abscheideleistung des Feuchtekristallabscheiders 30 gewährleistet werden.
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Um hierbei einen jeweils zugesetzten Abschnitt des Netz-/Sieb-Elementes 32 von den zurückgehaltenen Feuchtekristallen beziehungsweise dem Eis oder Schnee befreien zu können, ist ferner an einem unteren Ende des Endlosbandes eine Enteisungseinrichtung 36 vorgesehen. Diese kann beispielsweise Mittel zur mechanischen Enteisung des Netz-/Sieb-Elementes 32 aufweisen, wie eine in 4 beispielhaft dargestellte Bürste 38. Die Bürste 38 kann dabei beispielsweise unter Rotation über die Breite des Netz-/Sieb-Elementes 32 bewegt werden oder sich walzenartig über die gesamte Breite des Endlosbandes erstrecken. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Enteisungseinrichtung 36 auch andere mechanische Enteisungsmittel, wie einen Eiskratzer, sowie thermische oder chemische Mittel aufweisen, die zum Aufschmelzen der am Netz-/Sieb-Element 32 zurückgehaltenen Feuchtekristalle beziehungsweise des Eises verwendet werden (nicht dargestellt).
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Darüber hinaus ist der Feuchtekristallabscheider 30 wie aus 2 und 3 zu entnehmen ist an einer Führungsschiene 40 verlagerbar gehalten, so dass er zur gründlichen Reinigung von beiden Seite auch in eine zur Seite 26 des Gehäuses 4 beabstandete Position verschoben werden kann.
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In jedem Fall weist die Enteisungseinrichtung 36 unterhalb des Netz-/Sieb-Elementes 32 zusätzlich einen Auffangbehälter 42 auf, in dem die vom Netz-/Sieb-Element 32 abgetrennten Feuchtekristalle beziehungsweise Schnee- oder Eispartikel sowie im Betrieb abtropfende Flüssigkeiten aufgefangen werden. Um hierbei ein erneutes Festfrieren am Auffangbehälter 42 zu vermeiden, kann dieser in jeder bekannten und geeigneten Form beheizt werden.
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Die auf diese Weise abgeschiedene und im Auffangbehälter in flüssiger Form gesammelte Feuchtigkeit kann dann über eine beispielsweise schlauchförmige Abgabeleitung 44 aus der Gefrieranlage 2 entfernt werden. Um dabei Abflussbehinderungen oder gar Verstopfungen durch nicht aufgeschmolzene Feuchtekristalle beziehungsweise Eispartikel zu vermeiden, kann hierbei auch die Abgabeleitung 44 beheizt werden (nicht dargestellt). Auch hierfür können alle bekannten und geeigneten Mittel verwendet werden.
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Die Entfeuchtungseinrichtung 10 kann hierbei in die Gefrieranlage 2 fest integriert sein. Alternativ hierzu kann die Entfeuchtungseinrichtung 10 jedoch auch als nachrüstbare Einheit ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in 3 dargestellt ist. In dieser Form kann die Entfeuchtungseinrichtung 10 beispielsweise an bereits bestehenden Gefrieranlagen 2, wie insbesondere Schockfrosteranlagen nachgerüstet werden, um den Feuchtegehalt des jeweiligen Kühlmediums M zu verringern und dadurch einen längeren wartungsfreien Betrieb der jeweiligen Gefrieranlage 2 sowie eine höhere Qualität der eingefrorenen Produkte P zu erreichen.
