DE1551385C3

DE1551385C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schnell gefrieren von Nahrungsmitteln

Info

Publication number: DE1551385C3
Application number: DE1551385A
Authority: DE
Inventors: Raymond Daniel Somerdale N.J. Alaburda; Harry Austin Wilmington Del. Beam; Adolph Andrew Pennsville N.J. Buehler; Dennis Dale Newark Del. Rudy
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1966-05-31
Filing date: 1967-05-31
Publication date: 1973-09-13
Also published as: BE699150A; ES341225A1; IL28075A; NL6707581A; US3368363A; AT284607B; GB1182693A; NO121959B; SE316492B; GR33854B; DE1551385A1; IS733B6; CH477169A; IS1647A7

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zum Schnellgefrieren von Nahrungsmitteln in einer Gefrierkammer, die ein flüssiges Kältemittel enthält, das in direkter Berührung mit den in Form einzelner loser Teilchen vorliegenden Nahrungsmitteln steht.

Nahrungsmittel werden heutzutage technisch nach dem direkten Kontaktgefrierverfahren oder nach dem indirekten Kontaktgefrierverfahren eingefroren. Im Rahmen des direkten Kontaktgefrierverfahrens gibt es drei Gefriermethoden mit vielen Abänderungen: (1) Beim Gefrieren in ruhender Luft wird das einzufrierende Erzeugnis in einen isolierten Gefrierraum eingebracht, der sich auf etwa —15° C befindet. Das Einfrieren unter solchen Bedingungen erfolgt langsam und ungleichmäßig, das Gefüge der Nahrungsmittel kann dadurch beeinträchtigt werden, und es kann bereits ein Verderben eintreten, bevor das Einfrieren beendet ist. (2) Das Gebläseluft-Gefrierverfahren arbeitet mit Gebläsen, die die Luft in der Gefrierkammer umwälzen. Die hohe Luftgeschwindigkeit verbessert dabei den Wärmeübergang, aber die Gefriergeschwindigkeit ist immer noch niedrig. Außerdem können die Nahrungsmittel durch Abrieb und Entwässerung beschädigt werden. (3) Bei dem Tauchgefrierverfahren werden die Nahrungsmittel in ein Gemisch aus Eis und Salz oder in Kühlsole eingetaucht. Die Kühlsole kann auch auf das Produkt aufgesprüht werden. Nahrungsmittel, bei denen Spuren von Salz unstatthaft sind, können vor dem Einfrieren verpackt werden. Zum Tauchgefrieren von Früchten und Beeren wird an Stelle von Kühlsole gefrierender Zuckersirup verwendet.

Ein anderes direktes Kontaktgefrierverfahren besteht darin, daß die Nahrungsmittel mit flüssigem Stickstoff, flüssigem Stickoxyd, flüssigem Kohlendioxyd oder ungiftigen Fluorverbindungen mit Siedepunkten unterhalb 0⁰C besprüht werden (USA.-Patentschrift 3 214 928). Bei Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kältemittel erleiden die Nahrungsmittel einen heftigen Wärmeschock, so daß sie platzen oder springen können. Ferner sind die Gefrierkosten mit flüssigem Stickstoff hoch; gewöhnlich verwendet man 1 kg Kältemittel je Kilogramm Nahrungsmittel. Flüssiges Stickoxyd weist. dieselben Unzulänglichkeiten auf wie flüssiger Stickstoff, indem die Nahrungsmittel infolge der niedrigen Einfriertemperatur leicht platzen oder springen, und ferner die hohen Gefrierkosten infolge der hohen Kosten für die Rückgewinnung des Kältemittels. Flüssiges Kohlendioxyd wird bei dem direkten Kon-

taktgefrierverfahren nicht in großem Umfange angewandt, da es hohe Kosten verursacht und außerdem Bedenken gegen die Behandlung von Nahrungsmitteln mit Kohlensäure bestehen. Die fluorhaltigen Kältemittel werden zwar in großem Umfange als Kühlmittel bei der Verarbeitung und Konservierung von Nahrungsmitteln verwendet, finden jedoch keine umfangreiche Verwendung in technischem Maßstabe zum .Tauchgefrieren ■■ nach der direkten Kontaktmethode. Es ist bekannt, das Schnellgefrieren von Feuchtigkeit in Früchten und Gemüsen absatzweise durch direktes Eintauchen in flüssiges Dichlordifluormethan als eine Stufe bei der Herstellung von gefrorenen Früchten oder Gemüsesalat durchzuführen. Ferner ist eine Vorrichtung zum Schnell- *5 gefrieren von Gegenständen oder Packungen bekannt, bei der das Gefriergut auf einem endlosen Förderband in Dichlordifluormethan eingetaucht wird und Maßnahmen vorgesehen sind, um den Auftrieb des Gefriergutes in dem Kältemittel zu verhindern und das Gut an dem Förderband festzuhalten (vgl. USA.-Patentschriften 3136 642 und 2059 970).

Das indirekte Kontaktgefrierverfahren beruht auf der Wärmeleitung von den Nahrungsmitteln zu einem Kältemittel (gewöhnlich Kühlsole oder einem verflüssigten Gas) durch Metallplatten hindurch. Ein stark verwendeter indirekter Tiefkühler ist der Mehrplatten-Gefrierschrank, bei dem hohle Platten in veränderlichen Abständen voneinander angeordnet sind. Dieses Gefrierverfahren ist aber langsam. In den. Zellen der Nahrungsmittel können sich große Eiskristalle bilden und die Zellwände sprengen, so daß das Produkt nach dem Auftauen unansehnlich ist (USA.-Patentschriften 2 578 829 und 2 697 920).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zum Schnellgefrieren von Nahrungsmitteln zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Behandlung . des Gefrierguts besonders schonend erfolgt, so daß mechanische Beschädigungen oder ein Zusammenfrieren einzelner Gutteile verhindert . werden.

Dies wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß die im freien Fall dem Kälte- " mittel zugeführten Gefriergutteilchen schwimmend darin zur Austrittsstelle aus dem flüssigen Kältemittel bewegt werden, indem als Kältemittel geeigneter Dichte ein an sich bekanntes siedendes Halogenalkan mit einem Siedepunkt von etwa —5 bis —50° verwendet wird. .'...·.

Durch die USA.-Patentschriften 3104 977 und 2 951 353 sind zwar bereits Anordnungen mit Kältemittelbad bekannt, die aber nur geschlossene Packungen verarbeiten, so daß durch diese ein Zu-j sammenfrieren von Gefriergutteilchen nicht ver- j hindert wurde.

Durch die Gefriergutzuführung mittels freien Falls unter Ausscha^ng von Förderschnecken für die Bewegung nicht gefrorener Gutteilchen und der schwimmenden Weiterbewegung im Kühlmittel wird eine besonders schonende Gutbehandlung erzielt, durch welche es .möglich wurde, das Gut in seiner natürlichen Gestalt einzufrieren, ohne daß dabei bei der Gutförderung spürbare mechanische Beschädigungen des Guts auftreten.

Es trifft zwar zu, daß die Anordnungen der USA.-Patentschriften 3104 977 und 2 951353 auch für eine Beschickung mit teilchenförmigen! Gut verwendet werden könnten, jedoch wären hierzu zum Schutz des Guts gegen Beschädigung erhebliche Änderungen im Aufbau dieser Anordnungen erforderlich, die erst aus der erfindungsgemäß vorliegenden Aufgabenstellung entwickelt wurden.. In den bekannten Anordnungen ist weder eine ^Gutzuführung durch freien Fall vorgesehen, noch wird im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Anordnung eine möglichst große Turbulenz angestrebt,, vielmehr wird dort die Turbulenz des Kühlmittels so gering wie möglich gehalten. ■ .

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, bei welchem das Gefriergut vor seiner Einführung in die Gefrierkammer durch einen Strom von .Kältemitteldampf geführt wird, ist erfindüngsgemäß das Kältemittel ein fluorsubstituiertes Alkan mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, welches ein Hydrat bilden kann, und der Kältemitteldampf entfernt das in der Gefrierkammer durch Wechselwirkung zwischen Feuchtigkeit und Kältemittel entstandene Hydrat des Kältemittels aus der Gefrierkammer.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses in einer unter Verwendung von Ein- und Auslaßventilen gegen die Außenluft abgeschlossenen, auf oder unter Atmosphärendruck gehaltenen Gefrierkammer durchgeführt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Zuführeinrichtung zum kontinuierlichen Zuführen des Gefriergutes in Form von Einzelteilchen zur Gefrierkammer auf und ist gekennzeichnet durch ein Einlaßsystem mit Zuführrutsche zur Gutzuführung durch freien Fall in die mit flüssigem Kältemittel gefüllte Gefrierkämmer, mit einem Förderer zum kontinuierlichen Fördern schwimmender Gefriergutteilchen durch die mittels Ein- und Auslaßventilen geschlossene Gefrierkammer von der Einfallstelle fort, und einem Auslaßsystem mit Austragschaufeln zum Austragen der gefrorenen Teilchen aus der Gefrierkammer.

Tn weiterer Ausgestaltung. der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden als Ein- und Auslaßventile Klemmventile verwendet. ,

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner ein Entspannungsventil zur Zufuhr flüssigen Kühlmittels in die Gefrierkammer an einer Stelle unter dem Flüssigkeitsspiegel des Kältemittels und in der Nähe der Einführungsstelle des. Gefriergutes in das.flüssige Kältemittel vorgesehen. - ■ . -.:·.■- .

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. . - - '■ .· .... .

Es zeigt ^;- ·-'. .';■■ .

F i g. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schnellgefrieren von Nahrungsmitteln, . ■'. ■ ■-·.-· γ..-.'·

F i g. 2 eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1. . . ^

Als Kältemittel für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich Verbindungen oder Gemische von . Verbindungen, deren normale Siedepuakte im Bereich von etwa —5 bis'—.50⁰C liegen und deren Dichte in flüssigem Zustande bei ihrem Siedepunkt hoch genug ist, damit die Nahrungsmittel darin schwimmen. Die nachstehend angegebenen Dichten der Kältemittel bei Raumtemperatur sind niedriger als die Dichten unter den Einfrierbedingungen. Bei Temperaturen oberhalb —5° C gefrieren die Nah-

rungsmittel nur äußerst langsam oder gar nicht. Bei Temperaturen unter -5O⁰C kann ein unerwünschtes Soringen oder Platzen der Nahrungsmittel stattfinden. Die Rückgewinnung von Kältemitteln mit Siedepunkten unter —50° C kann die Anwendung höherer Verdichtungsdrücke und die Verwendung anderer Kühlmittel als Wasser zum Kondensieren erforderlich machen, wodurch die Einfrierkosten erhöht werden. Der bevorzugte .Einfrierbereich liegt zwischen — 20 und —30⁰C. Daher werden Kältemittel, die in diesem Bereich sieden, bevorzugt.

Die Dichte des Kältemittels bei seinem Siedepunkt bei Ätmosphärendruck muß ausreichen, damit die gefrorenen Nahrungsmittel in dem kältemittel schwimmen und leicht an die Oberfläche der Flüssig₇ keit steigen. Die Auswahl von Kältemitteln mit einer solchen Dichte führt auch dazu, daß Fremdstoffe, die eine höhere Dichte aufweisen als das Kältemittel, z. B. kleine Steine, Metallstücke und Glassplitter, von den Nahrungsmitteln getrennt werden, indem sie in der Gefrierkammer zu Boden sinken.

Kältemittel, die Siedepunkte und Dichten innerhalb der obigen Grenzen aufweisen, sind die folgenden Fluor- und Chlorfluoralkane:

25

.30

35

. Auch Gemische aus diesen Kältemitteln und Gemische derselben mit anderen Verbindungen stellen geeignete Kältemittel dar, sofern ihre Siedepunkte und Dichten in den obigen angegebenen Grenzen liegen. Bestimmte Gemische geben die Möglichkeit, den Gefrierbereich auszudehnen oder mittlere Gefriertemperaturen (und Siedepunkte sowie Dichten) zu erreichen, die mit den einzelnen Verbindungen nicht erreicht' werden können. Besonders geeignet ist ein azeotropes Gemisch, d. h. ein Gemisch, das ein Destillat von gleicher Zusammensetzung liefert und beim Verdampfen keine Änderung in seinen Eigenschaften erleidet. Jedoch bildet sich ein azeotropes Gemisch nicht notwendigerweise, und seine Bildung ist auch nicht wesentlich, da die Verdampfung, die in der Gefrierkämmer stattfindet, keine störenden Änderungen in den Eigenschaften des Kältemittels zur Folge hat, wenn die anfängliche Zusammensetzung des Gemisches richtig gewählt worden ist. . . . .

Zu den erfindungsgemäß verwendbaren Kältemittelgemischen gehören Gemische aus Dichlordifiuormethan und Monochlordifluormethan; das azeotrope Gemisch besteht zu 25 Gewichtsprozent aus Dichlordifluormcthan und zu 75 Gewichtsprozent aus Monochlordifluormethan und hat einen Siedepunkt von -41° C und eine Dichte bei 25° C von 1,22. Andere verwendbare Gemische sind diejenigen aus Monochlordifluormethan und Monochlorpcntafliioräthan. Das azcolrope Gemisch aus

	Siedepunkt	Dichte bei 25° C
	⁰C	g'cm^
Octafiuorcyclobutan .....	-6.	1,48
Dichlordifiuormethan ....	• -30	1,31
Monochlorpentafluoräfhan	-39	·' 1,29
Monochlordifluormethan	-41	1,19

diesen Verbindungen enthält 49 Gewichtsprozent Monochlordifluormethan und 51 Gewichtsprozent Monochlorpentafluoräthan und hat einen Siedepunkt von —46° C und eine Dichte von 1,24. Gemische aus . Dichlordifiuormethan und 1,1-Difluoräthan (Siedepunkt .-25⁰C; Dichte bei 25° C = 0,89) können als Kältemittel im Temperaturbereich von — 25 bis —32° C bei Atmosphärendruck verwendet werden und haben eine höhere Dichte als 1, wenn der Gehalt der Gemische an 1,1-Difluoräthan auf etwa 65 Gewichtsprozent oder weniger beschränkt ist. Das bevorzugte Gemisch aus diesen beiden Komponenten ist ein azeotropes Gemisch mit einem Siedepunkt von -32° C und einer Dichte bei 25° C von 1,17 und hat einen Gehalt an 1,1-Difluoräthan von 26 Gewichtsprozent. . ,

Ein geeigneter Bestandteil für Kältemittelgemische mit mittleren Gefriertemperaturen ist 1,2-Dichlortetrafluoräthan mit einem Siedepunkt von 3,8° C und einer Dichte von 1,43. Bereiche von Gefriertemperaturen, die mit Hilfe von Gemischen aus 1,2-Dichlortetrafluoräthan und anderen Kältemitteln erzielt werden können, sowie die entsprechenden Bereiche von Zusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

Kältemittelgemische mit 1,2-Dichlortetrafluoräthan

Zweite Komponente	Gefriefbereich	Maximaler Gehalt an > 1,2-Dichlortetra fluoräthan
		Gewichtsprozent
Dichlordifluor- methan	-5 bis -30° C	88
Monochlorpenta fluoräthan .......	-5bis-39°C	90
Monochlordifluor methan ...'	-5bis-41°C	95

Obwohl die natürliche Feuchtigkeit in den Nahrungsmitteln und alle Wasserrückstände aus vorhergehenden Behandlungen, wie dem Bleichen, Waschen u. dgl., schnell gefrieren, wenn die Nahrungsmittel mit dem flüssigen Kältemittel in Berührung kommen, müssen die Nahrungsmittel doch in turbulentem Zustande gehalten werden, bis. das Wasser hinreichend gefroren ist, um das Zusammenballen der Nahrungsmittel zu verhindern.

Die Turbulenz, die erforderlich ist, um die Nahrungsmittelteilchen zu Beginn des Gefriervorganges voneinander getrennt zu halten, kann zum Teil durch die turbulenzerzeugende Wirkung des flüssigen Kältemittels zustande gebracht werden, wenn der zurückgewonnene Kältemitteldampf in Form einer unter Druck stehenden Flüssigkeit im Kreislauf in die Gefrierkammer zurückgeführt wird. Die Kreislaufführung des Kältemittels in die Nähe der Stelle, wo die Nahrungsmittel in die Gefrierkammer fallen, führt zu einer ständigen heftigen Bewegung durch Verspritzen, wodurch die zugeführten Nahrungsmittcltcilchcn voneinander getrennt gehalten werden. Eine weitere Turbulenz kommt an der Oberfläche des Kältcmitlels zustande, wenn die verhältnismäßig

warmen Nahrungsmittel mit dem niedrigsiedenden Kältemittel in Berührung kommen und zur raschen Verdampfung desselben führen. Wenn die Nahrungsmittel aus diesem Turbulenzbereich fortgefördert werden, verhindert der Eisüberzug ihr Zusammenballen während des weiteren Gefrierprozesses, wenn die Nahrungsmittel tiefer aufgestapelt werden, um den Gefriervorgang zu vervollständigen.

E>ie erforderliche Turbulenz, kann auch durch Kreislaufführung des flüssigen Kältemittels zustande gebracht werden, wobei eine aufwallende Flüssigkeitsströmung an der Oberfläche des Fallbereiches der Nahrungsmittel . entsteht. Ein mechanischer Rührer kann vorgesehen sein, um das Kältemittel hinreichend in Bewegung zu halten, um die Teilchen für das anfängliche Ausfrieren getrennt voneinander zu halten.

Dichlqrdifluorrnethan, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, kann in Gegenwart von Wasserdampf ein kristallines oder halbfestes Hydrat bilden, das bei der Gefriertemperatur beständig ist, aber bei Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers leicht in das Kältemittel und Wasser zerfällt. Feuchte Luft, die zusammen mit den Nahrungsmitteln in die Gefrierkarnmer eindringt und zur Bildung dieses Hydrates mit dem Kältemittel führt, kann als Nebel oder schneeartige Teilchen sichtbar sein. Wenn die Hydratteilchen sich auf der Oberfläche der Nahrungsmittel abscheiden, erteilen sie den Nahrungsmitteln, wenn diese auf Raumtemperatur erwärmt werden, infolge. der Zersetzung des Hydrates und der Verdampfung der Kältemittelkomponente aus dem Hydrat ein ungefälliges, schaumiges Aussehen. Die Hydratbildung soll daher nach Möglichkeit verhindert oder wenigstens vermindert werden, indem der direkte Kontakt zwischen der Außenluft und den Kühlmitteldämpfen in der Gefrierkammer verhindert wird. Wenn sich trotzdem Hydrat bildet, wird es durch den ständig fließenden Strom von Kältemitteldämpfen, z. B. zur Ansaugseite eines Verdichters, von den Nahrungsmitteln fortgespült und aus der Gefrierkammer ausgetragen. Um eine rasche und möglichst vollständige Entfernung von etwa sich bildendem Hvdrat zu erreichen, befindet sich die Abzugsleitung für die Kältemitteldämpfe zum Verdichter vorzugsweise in der Nähe der Zuführungsrutsche für die Nahrungsmittel, wo unbeabsichtigterweise feuchte Luft eindringen kann. Hierdurch wird die Verunreinigung der einzufrierenden Nahrungsmittel mit dem sich etwa bildenden Hydrat praktisch vermieden.

Wenn die Hydratteilchen durch die Kältemitteldämpfe aus der Gefrierkammer ausgespült werden, zersetzen sie sich durch die Kompressionswärme in dem Verdichter. Von dieser Stelle an wird das Kältemittel über der Zersetzungstemperatur des Hydrates gehalten, bis es durch das Entspannungsventil wieder in die Gefrierkammer zurückgeführt wird. Das Hydratwasser wird von dem Kältemittel in dem nachstehend beschriebenen Abscheider getrennt. In den nachstehenden Ausführungsbeispielen werden wassergekühlte,- zweistufige, ungeschmiertc Kolbenverdichter verwendet; man kann jedoch auch andere Arten von Verdichtern verwenden. Wenn entsprechende Ölabscheider vorgesehen sind, kann man auch mit geschmierten Kolbenverdichtern arbeiten. Für große Anlagen eignen sich auch -Zentrifugalverdichter.

Durch die Kondensation des Kältemittels bei Temperaturen oberhalb 0° C werden die Schwierigkeiten der Bildung von Eis- oder Hydratüberzügen auf den Wärmeaustauschfiächen vermieden. In Anbetracht der leichten Erhältlichkeit von Tiefkühlanlagen, die zum Betrieb bei —40° C bestimmt sind, kann die Kondensation auch bei dieser Temperatur durchgeführt werden, wenn die Anlage entsnrechend gebaut ist. Mehrfachkondenser können für inter-

IQ mittierende Betriebsperioden vorgesehen sein mit Einrichtungen, um das Eis auf mechanischem Wepe oder durch Erwärmen zu entfernen. Wäscher, Zentrifugen oder sonstige Gasreinigunrsanlagen können verwendet werden, um Eis- und Hydratteilchen auf dem Wege zu den Kondensern zu entfernen.

Die Gefrierkammer kann zylindrische Form hab~n und mit einer Förderschnecke ausgestattet sein. Bei einer solchen Form kann der erforderliche geWn^e Abstand zwischen den äußeren Rändern der Windüngen der Förderschnecke und der Wandung der Gefrierkammer an der Schnittlinie der Oberlläche des Kältemittels und der Gefrierkammerwandung innegehalten werden. Wenn dieser Abstand an der Oberlläche des Kältemittels gering ist, werden die Nahrungsmittel durch die Gefrierkammer gefördert, ohne zwischen den Rändern der Windungen der Förderschnecke und der Gefrierkammerwand zerquetscht zu werden und ohne sich rückwärts zu bewegen. Ein Abstand am Boden der Gefrierkammer . ermöglicht die Rückströmung des Kältemittels vom Austritts- zum Eintrittsende der Gefrierkämmer unter Kreislaufführung durch den zweiten Kondenser. Hierdurch wird auch das Absinken von Fremdstoffcn in den Sumpf der Kammer ermöglicht. Wenn ein Abstand in der Größenordnung von 0,16 bis 0,32 cm zwischen den Windungen der Förderschnecke und der Kammerwandung an der Oberfläche des Kältemittels innegehalten wird, kann der Abstand am Boden der Kammer innerhalb weiter Grenzen von D, 16 bis 5 cm oder mehr variieren, und die Form des Bodens der Gefrierkammer ist unwesentlich. ' ■··■■.·■'

Die Windungen der Förderschnecke können in ihrer Anzahl und in ihrem Abstand voneinander variieren, sofern nur die Nahrungsmittelteilchen genügend Platz haben, um frei auf der Oberfläche des . Kältemittels zwischen den Windungen in der Nähe des Zuführungsendes zu schwimmen. Die Windungen können unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen, wie es nachstehend an Hand von Fig. 2 beschrieben ist, so daß die Nahrungsmittel, die in den Raum gelangen, wo die Windungen der Förderschnecke geringere Abstände voneinander aufweisen als die. Windung oder Windungen am Eintrittsendc der Förderschnecke, zusammengeschoben werden und mehrere Schichten bilden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Oberflächen der Teilchen mit einer Eisglasur bedeckt, und die Teilchen haften nicht aneinander an und frieren nicht zusammen. Die über die Oberfläche des Kältemittels in Form von mehreren Schichten geschobenen Nahrungsmittel können vollständig eingefroren werden, z. B. durch Besprühen mit dem Kühlmittel von oben her oder durch Anordnung von Rührstäben an verschiedenen Stellen zwischen den Windungen der Förderschnecke. Die Förderschnecke kann so gebaut sein, daß sie mit verschiedenen Geschwindigkeiten umläuft, d. h., sie kann Windungen mit gleichmäßigen Abständen von-

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einander und cine aus zwei Abschnitten bestehende Welle aufweisen, so daß sich ein Ende der Förderschnecke schneller drehen kann als das andere. Gewöhnlich läuft das Einlaßende der Förderschnecke schneller um als der Abschnitt am Auslaßende. Unter diesen Umständen haufen sich die Nahrungsmittel zwischen den langsamer umlaufenden Windungen in mehreren Schichten an, die mit Kältemittel besprüht oder gerührt werden können, um sie zum vollständigen Gefrieren ?u bringen. '

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf F i g. 1 Bezug genommen, in der eine besondere Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Einfrieren von 23 kg Nahrungsmitteln je Stunde im Kontakt mit einem siedenden Kältemittel schematisch dargestellt ist.

Die einzelnen Nahrungsmittelteilchen 10 werden in den Fülltrichter 11 aufgegeben, von wo sie durch den Kanal 13 in einen zweiten Fülltrichter 14 gelangen, wenn die Rüttelvorrichtung 15 durch ein Signal von dem Folgeschalter 17 betätigt wird. Dann wird das Gefriergut durch eine Folge von synchronisierten Ventilen in dem Einlaßsystem I zur Gefrierkammer 29 geleitet. Die Einlaßventile ,werden nacheinander betätigt, um den Verlust an Kältemitteldämpfen und das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit möglichst auszuschließen.und die Beschädigung der Nahrungsmittel 10 zu vermeiden. Es wird immer nur eines der Ventile 18 und 19 geöffnet, so daß die Beschickung von dem Zuführungstrichter 14 durch das offene Ventil 18 in die Kammer 20 und, wenn das Ventil 18 geschlossen ist, aus der Kammer 20 durch das offene Ventil 19 in die Zuführungsrutsche 21' fällt. Die pneumatischen Rüttelvorrichtungcn 22 und 23 gewährleisten, daß die ganze Nahrungsmittelbeschickung sauber durch die offenen Ventile fällt. Eine Rüttelvorrichtung 24 mit einstellbarer Geschwindigkeit an der Zuführungsrutsche sorgt dafür, daß die zugeführten Nahrungsmittelteilchen getrennt voneinander in das siedende Kältemittel 28 in der Gefrierkammer 29 fallen. Das Gefrieren von Nahrungsmitteln oder mitgeführtem Wasser am Ende der Rutsche 21 wird durch den elektrischen Erhitzer 30 verhindert. Die Gefrierkammer besteht aus einem 25 cm weiten und 76 cm langen durchsichtigen Zylinder aus Polyacrylharz. .

Der wirksame Wärmeübergang von dem .Gefriergut 10 wird dadurch gewährleistet, daß das Kältemitter sich infolge seines Siedens in Bewegung befindet, die Gefriergutteilchen einzeln hinabfallen und das zurückgewonnene Kältemittel durch die im Fallbereich des Gefriergutes gelegene Düse 31 zurückgeführt wird. Die Gefriergutteilchen' gefrieren sofort oberflächlich und überziehen sich.derart mit^s einer Glasur, daß sie sich nicht zusammenballen, wenn sie in den Bereich der Förderschnecke 32 schwimmen. Die Förderschnecke hat einen Durchmesser von 25 cm und fünf Windungen mit Abständen von je 12,7 cm. Die Umlaufgeschwindigkeit der Förderschnecke und die .Verweilzeit des Gefriergutes in der Gefrierkammer werden durch den Antrieb 33 mit Drehzahlregelung gesteuert.

Wenn das Gefriergut durch die Gefrierkammer gefördert wird, schwimmt es als eine einzelne Schicht auf dem Kältemittel, oder es sammelt sich über der Oberfläche des Kältemittels in mehreren Schichten an. Um das vollständige Einfrieren dieser Schichten zu gewährleisten, kann das Gefriergut aus den Sprühdüsen 35 mit Kältemittel besprüht werden, das durch die Pumpe 34 umgewälzt wird.

Das Gefriergut wird durch die Gefrierkammer zum Bereich der Austrageschaufcln 36 gefördert. -Vorzugsweise sind zwei solche Schaufeln vorgesehen, die durchlocht sind, damit das Kältemittel ausströmen kann, die gekrümmt sind, um das Aufnehmen und Festhalten des Kühlgutes zu erleichtern, und die in einem Winkel angeordnet sind, um das

ίο Gefriergut über die Sperrwand 37 in den Austragskanal 38 auszutragen. Dann wird das Gefriergut durch ein zweites Aggregat von synchronisierten Ventilen aus der Gefrierkammer in das Auslaßsystem 0 ausgetragen. Dieser Vorgang spielt sich folgendermaßen ab: Der Folgeschalter 39 öffnet jeweils eines der Klemmventile 40 und 41, so daß eine bestimmte Menge des Gefriergutes aus dem Auslaßkanal 38 in die Kammer 42 fällt, von wo es weiter in den Behälter 43 fällt. Dieses Ventilsystem dient ebenso wie dasjenige an der Einlaßseite des Tiefkühlers zur ,Verminderung des Verlustes an Kältemitteldämpfen, zum Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit aus dem System und zur Vermeidung der Beschädigung der Nahrungsmittel, obwohl die Nahrungsmittel in dem eingefrorenen Zustande nicht so leicht beschädigt werden wie in ungefrorenem Zustande. In der geschlossenen Kammer 42 werden die Nahrungsmittelteilchen der Einwirkung eines durch die Vakuumpumpe 45 erzeugten Vakuums von etwa 68,6 cm Quecksilbersäule ausgesetzt, um die Menge an Kältemittel, welches sich noch auf dem Kühlgut befindet, zu vermindern und geringe, aber nennenswerte Mengen des Kältemittels zurückzugewinnen, die durch das Gefriergut aus der Gefrierkammer ausgetragen worden sind. Die pneumatische Rüttelvorrichtung 46 gewährleistet die vollständige Entleerung der Kammer 42 durch das untere Auslaßventil 41 in den Auslaßkanal 47. Dieser Kanal wird durch die Düse 48 mit trockener Luft ausgespült, um die feuchte Außenluft auszuschließen, die Eisbildung auf dem Auslaßventil und den Oberflächen des Aus-. laßkanals zu verhindern und das Anfrieren'des Gefriergutes an das Ventil oder an den Kanal zu vermeiden. Um zu verhindern, daß sich das obere Ventil 40 schon schließt, wenn noch Gefriergut durch dasselbe hindurchläuft, ist der Nockenschalter 50 mit der Bewegung der Austrageschaufeln synchronisiert. Das gasförmige Kältemittel in der Gefrierkammer wird durch den Auslaß 52 in der Nähe des Eintrittsendes der Gefrierkammer dem Rückgewinnungssystem zugeführt. Das Rückgewinnungssystem für das Kältemittel besteht aus dem wassergekühlten, zweistufigen, ungeschmierten Verdichter 53 mit einer Kapazität von 0,2 effektiven m³/Min. und arbeitet mit einem Förderdruck von 14 atü. Dieser Verdichter fördert verdichtetes gasförmiges Kältemittel in den wassergekühlten ersten Kondensator 60, aus dem ein flüssiges Gemisch aus Wasser und Kältemittel zu dem ersten Gas-Flüssigkeitsscheider 61 strömt. Das

⁶^ abgeschiedene flüssige Kältemittel wird durch den Flüssigkeitsstandregler 62 über das Entspannungsventil 53 in der Düse 31 in die Gefrierkammer zurückgeführt. Das nichtkondensierte Gas aus dem ersten Abscheider 61 strömt durch den zweiten Kondensator 64, der sich im Boden der Gefrierkammer befindet und durch Kältemittel gekühlt wird, das durch die Pumpwirkung der Förderschnecke umgewälzt wird. Das Kondensat aus diesem Kondenser

wird in einem zweiten Gas-FIüssigkeitsscheider 65 aufgefangen und durch den Flüssigkeitsstandregler 66 über das Ventil 67 im Kreislauf in die Gefrierkammer zurückgeführt. Das nichtkondensierte Gas aus diesem Abscheider wird über das Rückschlagventil 68 an die Außenluft abgelassen. Ein Teil des Gasstromes aus dem ersten Abscheider 61 wird über das Regelventil 69 zum Einlaß des Verdichters zurückgeführt, je nachdem, wie es zur Aufrechterhaltung eines Druckes in der Kühlkammer von 0 bis 12,7 cm Wassersäule unter dem herrschenden atmosphärischen Druck erforderlich ist, um' Verluste an gasförmigem Kältemittel zu vermeiden.

Wasser, das zusammen mit dem. Gefriergut in den Tiefkühler eintritt, gefriert zu kleinen Eisstückchen, die auf dem Kältemittel schwimmen und ohne Schwierigkeiten zusammen mit den Gefriergutteilchen abgezogen werden. Feuchtigkeit, die sich in der Dampfphase über dem Fallbereich des Gefriergutes kondensiert und gefriert, wird in Form von schneeartigen Teilchen von dem gasförmigen Kältemittelstrom zum Verdichter mitgenommen. Diese Feuchtigkeit sammelt sich als obere Flüssigkeitsschicht in dem ersten Gas-Flüssigkeitsscheider 61 an. Sie wird nach Bedarf durch ein Ventil bekannter Art abgezogen.

Alles Wasser, das von dem zurückgewonnenen flüssigen Kältemittel mitgeführt wird, gefriert, wenn das Kältemittel durch das Entspannungsventil 63 strömt, und bedeckt die Durchgänge des Entspannungsventils, wodurch die Strömung des Kältemittels behindert wird. Dieses Wasser gefriert deshalb, weil der auf dem flüssigen Kältemittel lastende Drück von einem hohen Wert, z.B. 14 atü, auf Atmosphärendruck entspannt wird und die Temperatur der Flüssigkeit dadurch plötzlich absinkt. Das Überziehen der Ventiloberflächen mit Eis erfolgt sogar, wenn das Ventil als Winkelsperrventil mit glatten Strömungskanälen ausgebildet und so nahe wie möglich an der Wandung der Gefrierkammer angeordnet ist. Da die Ansammlung von Eis in dem Ventil die Strömung des Kältemittels drosselt, steigt der Flüssigkeitsspiegel im ersten Abscheider 61. Dieser Flüssigkeitsspiegel wird von dem pneumatischen Flüssigkeitsstandregler 62 gemessen, der mit einer Druckluftzufuhr unter einem Druck von 1,4 kg/cm² verbunden ist. Wenn der Flüssigkeitsspiegel steigt, steigt auch der Luftdruck zum Entspannungsventil. Hierdurch öffnet sich das Ventil weiter und ermöglicht eine verstärkte Strömung des flüssigen Kältemittels. Wenn die Ventilöffnung durch Eis verengt wird, steigt der Flüssigkeitsspiegel weiter.

Wenn der volle verfügbare Steuerdruck nicht imstande ist, das Ventil zu öffnen, stellt der Druckschalter 72 diesen Druck fest und betätigt den Wiederholungszeitgeber 73. Der Zeitgeber seinerseits betätigt ein Dreiwege-Magnetventil, das den auf das Entspannungsventil ausgeübten Druck rasch pulsieren läßt, so daß das Ventil abwechselnd geöffnet und.geschlossen wird, bis das Eis losgelöst und der Flüssigkeitsspiegel in dem Abscheider wieder auf die normale Höhe gesunken ist. Nun setzt der Druckschalter den Wiederholungszeitgeber und das Magnetventil außer Tätigkeit, bis die nächste Eisansammlung auftritt. Auf diese selbsttätige Weise wird das Entspannungsventil ohne Unterbrechung der Arbeit des Tiefkühlers eisfrei gehalten. Eine solche Steuerung des Entspannungsventils ist für den störungsfreien Betrieb der Vorrichtung wesentlich. An Stelle des pneumatischen Flüssigkeitsstandreglers 62 kann ein elektronischer Flüssigkeitsstandregler, eine Kombination aus einem pneumatischen

5"" Flüssigkeitsstandregler oder eine Kombination aus einem elektronischen Flüssigkeitsstandübertrager und einem elektronischen Flüssigkeitsstandregler verwendet werden. Jeder dieser Regler kann mit

• einer automatischen Rückstellung ausgestattet sein, ίο Wenn der Gefriervorgang längere Zeit unterbrochen werden soll, kann die flüssige Kältemittelbeschickung in der Vorrichtung über das Rückgewinnungssystem dem Lagerbehälter 74 zugeführt werden. Der Vorratsbehälter 75 ist ein normaler Versandbehälter für das Kältemittel.

Ein elektrisch beheizter Verdampfer 76 dient für den Bedarfsfall zum Abtrennen des Kältemittels von angesammelten Nahrungsmittelölen oder sonstigen Verunreinigungen. Flüssiges Kältemittel strömt durch Schwerkraft vom Boden der Gefrierkammer zum Verdampfer. Die abziehenden Kältemitteldämpfe werden zum Einlaß des Verdichters geführt, während die Rückstände in dem Verdampfer durch das Ventil 77. abgezogen werden. Die Ventile 78 und 79 verbinden den Verdampfer mit der Gefriervorrichtung oder schalten ihn ab.

Alle Metallteile der Gefriervorrichtung, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen, bestehen aus rostfreiem Stahl. Die erhitzten und gekühlten Oberflächen sind mit Wärmeisolation ausgestattet, um Kraft zu sparen und die Bedienungspersonen zu schützen. Stangen 80 (von denen eine in F i g. 1 dargestellt ist) dienen zum Loslösen von Eis und Nahrungsmittelteilchen von Hand, falls dies erforderlich sein sollte.

Die Zuführungsgeschwindigkeit der Nahrungsmittel zu der Gefrierkammer kann variiert werden, indem man die Zeit ändert, während deren das Gefriergut sich in der Kammer 20 zwischen den Einlaßventilen aufhält, und indem man die Rüttelbewegung der Rüttelvorrichtung 24 einregelt. Die Verweilzeit in der Gefrierkammer wird von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke bestimmt. Änderungen in der Austragegeschwindigkeit des eingefrorenen Gutes werden durch Änderungen in der Zeitdauer gesteuert, für die das Gut in der Austragevakuumkammer bleibt. Auf diese Weise können Zufuhr, Verweilzeit und Austragezeit für jedes gegebene Gut so synchronisiert werden, daß man ein vollständig eingefrorenes Erzeugnis unter Verwendung der geringstmöglichen Menge an Kältemittel erhält. Die Gefrierkammer kann unter Überdruck, bei Atmosphärendruck oder bei vermindertem Druck betrieben werden.

. Die Arten der Einlaß- und Auslaßventile können

- abgeändert werden und sind nicht auf die in der obigen Beschreibung und in den nachstehenden Beispielen erwähnten Klemmventile beschränkt. Die i Größe des Ventils bestimmt sich nach der Menge des Gutes, das in der Zeiteinheit durch das Ventil gefördert werden muß, um die Gefriervo.richtung mit voller Kapazität arbeiten zu lassen. Da die Aufgabe der Ventile darin besteht, das Entweichen von Kältemittel zu unterbinden und die Menge an Luft und Feuchtigkeit, die in das System gelangt, zu beschränken, kann jedes Ventil verwendet werden, das diese Aufgaben erfüllt und leicht und kontinuierlich arbeitet, ohne die Nahrungsmittel, besonders an der

Zuführungsseite der Vorrichtung, zu beschädigen. Zum Beispiel können Torsionsventile verwendet werden. Torsionsventile sind in offenem Zustande im wesentlichen biegsame Gummischlauchverbindungen. Sie werden durch Verdrehen eines lEndes oder beider Enden der Schläuche an den Verbindungsstellen geschlossen.

;; Die Verdampfungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der Gefrierkammer variiert mit der Zuführungsgeschwindigk'eit und der Änfangstemperatur des Gefriergutes und mit der Verdampfungswärme des Kältemittels. Die Menge des als solches oder in Form des Hydrates verdampfenden Kältemittels variiert von etwa 136 bis 318 kg auf je 45 kg Nahrungsmittel. Der Verdichter muß imstande sein, diese Menge an Kältemitteldämpfen durchzusetzen. Der Verdichter wird zweckmäßig bei einem Druck im Bereich von 2,1 bis 14,1 atü betrieben, so daß er ein Gemisch aus Kältemittel und Wasser oberhalb des Gefrierpunktes des Wassers, z. B. bei einer Temperatur zwischen etwa 4 und 35° C, kondensieren kann. Eine solche Kondensationstemperatur wird gewählt, um den leichten Übergang und schließlich das Abziehen des Wassers als Flüssigkeit zu erleichtern.

Eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Einfrieren von Nahrungsmitteln mit einer Geschwindigkeit von etwa 136 kg/Std. ist in Fi g. 2 gezeigt.

Die Gefrierkammer dieser 136 kg/Std. verarbeiten- , den Anlage ist ein Behälter aus rostfreiem Stahl mit einem halbzylinderförmigen runden Boden von 25 cm Radius und mit geraden Seiten über dem Bodenabschnitt mit einer Höhe von 31 cm und einem Kunststoffenster an der Vorderseite, um die Förderschnecke besichtigen zu können. Die Innenlänge beträgt 183 cm. Diese Gefrierkammer ist mit einer Förderschnecke ausgestattet, deren erste Windung eine Weite von 38,1 cm aufweist und in einem Abstand von 17,8 cm vom Einlaßende der Kammer angeordnet ist, während die nächsten neun.Windungen Abstände von 12,7 cm voneinander haben und jeweils einen Radius von 24,9 cm aufweisen. Die Förderschnecke ist so gelagert, daß sie von dem Boden der Kammer in der Mitte desselben in einem Abstand von 0,8 cm steht. Die die Schneckenwindungen tragende Welle ist am Austrittsende mit vier durchlochten Schaufeln zum Austragen des Gefriergutes aus dem Gefrierbad ausgestattet. Diese Schaufeln sind Stücke aus rostfreiem Stahl, die in flachem Zustande einem Quadrat von 25 cm Seitenlänge entsprechen, in einer Richtung mit einem Radius von 15,2 cm zu einer Schöpfkelle gekrümmt, an einer Seite so abgerundet sind, daß sie von der Wandung der Gefrierkammer auf Abstand stehen und in einem Winkel angeordnet sind. Ferner ist die Gefrierkammer mit einem Sumpf 81 zum Ansammeln schwerer Fremdstoffe ausgestattet, die zusammen mit dem Gefriergut eingeführt werden und von Zeit zu Zeit durch das Ventil 82 abgezogen werden. Die Siebe 83 im Böden der Gefrierkammer an den Öffnungen zum zweiten Kondenser haben den Zweck, die Fremdstoffe am Eintritt in den Kondenser zu hindern.

■Die Vcntilsystcme zum Zuführen des Gefriergutes zur Gefrierkammer und zum Austragen desselben sind auch in diesem Falle mit I bzw. 0 bezeichnet und sind die gleichen wie gemäß F i g. 1.

Der KiiltemiUcldampfvL'rdichter hat eine Kapazität von 2,1 elfektiven m^:1/Min. Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 ist mit einem äußeren endlosen Förderband 12 ausgestattet, um die zum Gefrieren vorbereiteten Nahrungsmittel dem Einlaßsystem I zuzuführen. Der Folgeschalter für die Betätigung der Einlaßventile steuert gleichzeitig den Antriebsmotor 16 für das Förderband 12, um das Überfüllen des Einlaßfülltrichters zu verhindern. Die Zuführungsrutsche vom Einlaßventil zur Gefrierkarnmer hat einen Ablauf 25 für überschüssiges Wasser, der von dem Sieb 26 b'edeckt und mit dem Wasserschluß 27 ausgestattet ist, um den Eintritt von Luft an dieser Stelle zu verhindern. Das endlose Band 44 fördert die eingefrorenen Nahrungsmittel von dem Auslaßventil 0 fort. Die kalten, trockenen, nichtkondensierten G^se. aus dem

zweiten Gas-Flüssigkeitsscheider gelangen in den Auslaßkanal des Auslaßsystems durch die Düse 49 und tragen dazu bei, die Luftfeuchtigkeit fernzuhalten. ' . ' , ' " . ' .

Wie an Hand von F i g. 1 beschrieben, werden die gefrorenen Nahrungsmittel der Einwirkung eines Vakuums ausgesetzt, um das restliche Kältemittel davon zu entfernen. Luft, die normalerweise die Vakuumkammer füllt, wenn die Nahrungsmittel ausgetragen werden, kann große Mfengen Feuchtigkeit enthalten. Um die Ansammlung von Eis aus dieser feuchten Luft in der Austrage-Vakuumkammer zu verzögern, wird die Kammer durch die Vakuumpumpe 51 (F i g. 2) teilweise evakuiert, wenn die Ventile geschlossen sind und die Pumpe zum Abziehen des

Kältemittels nicht in Tätigkeit ist. '

Der Hilfsverdichter 54 wird betätigt, wenn die Gefriervorrichtung im Anschluß an Zeiträume, in denen- keine Nahrungsmittel eingefroren worden sind, für den sofortigen Gebrauch in Bereitschaft gehalten werden soll. Die Ventile 55 bis 58 dienen dazu, ent-. weder den Hauptverdichter oder den Hilfsverdichter in Betrieb zu nehmen. Die Pufferkammer 59 dämpft die Druckschwankungen in der Rückfiihrleitung für die Kältemitteldämpfe und verhindert das Eintreten von flüssigem Kältemittel in die Ansaugleitungen der Kältemittelverdichter. ' -

Die Anordnung, um das Entspannungsventil ununterbrochen in Betrieb und frei von Eisverstopfungen halten zu können, ist die gleiche wie gemäß Fig. 1. Der Gas-Flüssigkeitsscheider für die 136 kg/Std. verarbeitende Vorrichtung ist mit einem zweiten Flüssigkeitsstandregler 70 ausgestattet, der den angesammelten Wasserspiegel in dem Abscheider anzeigt und ein Warnsignal für das Abziehen des

Wassers durch das Ventil 71 gibt.. ^yi

Das Schnellgefrieren von Nahrungsmitteln gemäß der Erfindung ermöglicht das wirtschaftliche Einlagern von Nahrungsmitteln in Masse, das Verpacken derselben zur Verteilung in jeder gewünschten Menge und die Verfügbarkeit der Nahrungsmittel zur Verwendung durch den Verbraucher ohne Verlust und Verzögerung. Durch die Maßnahme des Einführens der Nahrungsmittel in die Gefrierkammer in Form von einzelnen, voneinander getrennten Teilchen erhält man ein frei fließendes gefrorenes Produkt im Gegensatz zu den bisher üblichen Blöcken von gefrorenen Früchten und Gemüsen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zv gefrierende Nahrungsmitteleinheit zunächst cinge

⁶S kapselt. Durch dieses Einkapseln wird die unmitte! bare Berührung der Nahrungsmitteleinheit mit den flüssigen Kältemittel im wesentlichen vermieden, dl· Nahniimsmitteleinlieil wird physikalisch ,ucschiit/

und der Naturzustand der Nahrungsmitteleinheit bleibt erhalten. . . . .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Nahrungsmittel der verschiedensten Art mit Vorteil eingefroren werden. Dieses Gefrierverfahren führt . häufig zu einem gefälligeren Aussehen und Gefüge der Nahrungsmittel, als wenn die Nahrungsmittel mit den bisher bekannten technischen Anlagen eingefroren werden. Das gefälligere Aussehen macht sich besonders bei Nahrungsmitteln bemerkbar, bei denen beim Gefrieren nach den bisher üblichen technischen Methoden die Zellwände infolge der Bildung großer Eiskristalle bei dem bisherigen, verhältnismäßig langsamen Gefrieren zerspringen. Nahrunasmittel, die sich bisher nicht in zufriedenstellender Weise einfrieren ließen, lassen sich häufig infolge der schnellen Gefrierwirkung des siedenden Kältemittels nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in zufriedenstellender Weise ,tief kühlen und gefrieren. Nahrungsmittel, die. bisher gewöhnlich in fest gepackten Blöcken nach dem Plattengefrierverfahren eingefroren wurden, werden durch die Erfindung in Form von frei fließenden gefrorenen Einzelteilchen zur Verfugung gestellt. ' Gefrorene Nahrungsmittel, die unter der Entwässerung oder mechanischen Beschädigung in Gebläseluft-Gefriervorrichtungen leiden, lassen sich nunmehr nach der vorliegenden Erfindung in unverändertem Zustande einfrieren.

Beispiele für Gemüsepflanzen, die sich gemäß der Erfindung in günstigerer Weise einfrieren lassen, sind Sellerie, Auberginen, grüne Paprika, Rettiche, Tomaten und Pilze. Grapefruit und Orangenscheiben sowie Pfirsiche sind Beispiele für Früchte, die bis heute nicht in nennenswertem Ausmaße eingefroren werden, aber gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise eingefroren werden können. Früchte, wie Äpfel, Zuckermelonen, Pfirsiche, Ananas, Kirschen und Erdbeeren, die mitunter in Zuckersirup eingefroren oder in Form gefrorener Blöcke in den Handel'-. gebracht werden, lassen sich mit Hilfe der erfindungsgemäß verwendeten siedenden Kältemittel leicht in zufriedenstellender Weise in Form von einzelnen, frei fließenden Teilchen einfrieren. Weintrauben und in Scheiben geschnittene Avocados, die gewöhnlich als Brei eingefroren werden, lassen sich ebenfalls in der '45 Vorrichtung gemäß der Erfindung einfrieren. In allen Fällen werden große Früchte¹ und Gemüsepflanzen vorzugsweise in Scheiben, Würfel oder Kugeln geschnitten. Blaubeeren und Himbeeren lassen sich nach dem Schnellgefrierverfahren gemäß der Erfindung einzeln zu merklich besseren gefrorenen Erzeugnissen einfrieren. Das langsame Einfrieren von Blaubeeren führt z.B. beim Auftauen zu einem zähen und gummiartigen Gefüge. Unmittelbar vor dem Einfrieren werden die Beeren klassiert, von Stengeln befreit, gewaschen und in einen für den unmittelbaren Verbrauch geeigneten Zustand gebracht. Die größeren Früchte, Äpfel, Aprikosen, Pfirsiche, Pflaumen u. dgl., werden abgeschält, entsteint und in die für den unmittelbaren Verbrauch geeignete Form von Hälften, Vierteln oder kleineren Stücken gebracht. ·

Gemüsepflanzen, wie Erbsen, Bohnen (Lima- oder Schalcnbolinen), Feuerbohnen, kleine oder in Würfel geschnittene Rüben, in Würfel geschnittene Karotten und Spargelstücke, eignen sich gut zum Einführen in die Gefrierkammer und zur Herstellung von frei fließenden, zufriedenstellenden eingefrorenen Produkten.

Bratkartoffeln und Fleisch, wie Rind-, Schweine-, Kalb- und Lammfleisch, sowie Geflügel und Mecrcstiere, wie Muscheln, Garnelen, Fischstäbchen u. dgl., lassen sich gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise konservieren. Normalerweise' werden große Fleisch- öder Fischstücke in kleinere Stücke von geeigneter Größe und Form, wie Würfel, geschnitten, die sich zur Verwendung in Schmorgerichten, Suppen u. dgl. eignen, und diese Stücke können mit geeigneten Stoffen, wie Brotkrumen, Mehl, Maismehl u. dgl., überzogen werden.

Beispiel 1

In der Vorrichtung gemäß F i g. 1 werden Limabohnen eingefroren. Die Einlaß- und Auslaßventile sind Klemmventile mit einer lichten Weite von 6,4 cm und mit Kautschukauskleidungen. Als Kältemittel dient Dichlordifluormethan, und die Verwciizeit der Bohnen in der Gefrierkammer beträgt 2 Minuten.

Im Verlaufe von 5 Stunden werden 113 kg Lima bohnen eingefroren. Der Verlust an Dichlordifluor methan beträgt 4 kg je 100 kg eingefrorener Bohnen Die Rückgewinnung des Kältemittels beträgt min destens 99,0%. Das eingefrorene Produkt enthä! weniger als 0,02 Gewichtsprozent Dichlordifluormethan und hat hinsichtlich Farbe und Gefüge en gefälliges Aussehen. Nach dem Auftauen und Kochci wird das Gemüse als von gleichmäßig feiner Qualitü beurteilt.

In der gleichen Gefriervorrichtung werden mi Hilfe von Dichlordifluormethan in Scheiben unc Würfel geschnittene Karotten und Kartoffeln, Brat kartoffeln, ein aus Limabohnen, Mais und Karotte; gemischtes Gemüse, Garnelen, Muscheln, Fisch stäbchen, Pflaumen, Weintrauben und Erdbeerei eingefroren. In allen Fällen verläuft der Gefrier Vorgang rasch, man erhält ein gefälliges gefrorene: Produkt, und das Erzeugnis ist nach dem Auftauei hochgradig geeignet für den Verbrauch.

Das Dichlordifluormethan wird durch Öctafluor cyclobutan ersetzt, und in der mit diesem Kältemitte beschickten Vorrichtung werden Erbsen eingefroren In Anbetracht der höheren Gefriertemperatur de Octafluorcyclobutans (—6° C) wird die Verweilzci von 2 Minuten für die mit Dichlordifluormethan bc — 30° C eingefrorenen Limabohnen auf 4 Minute verlängert. Man erhält ein gefrorenes Erzeugnis vo gutem Aussehen und feiner Qualität.

. Beispiel 2

Das an Hand von F i g. 1 erläuterte Verfahren win. in der Vorrichtung gemäß F i g. 2 durchgeführt. Dk Einlaßventile sind Klemmventile mit einer lichter Weite von 12,7 cm, während als Auslaßventil. Klcmmvcntile mit einer lichten Weite von 15,2 cn verwendet werden. Unter Verwendung von Dichloi difluormethan als Kältemittel werden Erdbeeren nv einer Geschwindigkeit von 147 kg/Std. schnei' gefroren. Sowohl das eingefrorene Produkt als auc das aufgetaute Erzeugnis sind hinsichtlich Färb

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Geschmack und Gefüge ansprechend. In ähnlicher Weise werden Schnittbohnen, 5 cm große Blumen- kohlstücke, 5 bis 10 cm lange Spargelstücke, Rosenkohl und Erbsen in der Vorrichtung eingefroren, wobei der Kältemittelbedarf 0,9 kg auf je 45 kg Nahrungsmittel und der Rückgewinnungsgrad des Kältemittels mindestens 99% beträgt. Die verschiedenen eingefrorenen Produkte enthalten weniger als 0,02 Gewichtsprozent Kältemittel. .

Die Gefriergeschwindigkeit bezieht sich auf die

Zeit, die erforderlich ist, um eine bestimmte Nahrungsmitteleinheit einzufrieren. Zum Beispiel bezieht sich eine Einheit von 136 kg Nahrungsmittel auf eine ungefähre Einfrierzeit von 15 Minuten. Wenn weniger als 15 Minuten erforderlich sind, erhöht sich die Kapazität des Systems, z. B. infolge der Kapazität des Verdichters. Wenn mehr als 15 Minuten zum Einfrieren einer· gegebenen Einheitsmenge erforderlich sind, vermindert sich die Einfriergeschwindigkeit. . ■■·.'■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schnellgefrieren von Nahrungsmitteln in einer Gefrierkammer, die ein flüssiges Kältemittel enthält, das in direkter Berührung mit den in Form einzelner loser Teilchen vorliegenden Nahrungsmitteln steht, dadurch gekennzeichnet, daß die im freien Fall dem Kältemittel zugeführten Gefriergutteilchen schwimmend darin zur Austrittsstelle aus dem flüssigen Kältemittel bewegt werden, indem als Kältemittel geeigneter Dichte ein an sich bekanntes siedendes Halogenalkan mit einem Siedepunkt von etwa —5 bis —50° verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Gefriergutteilchen vor ihrer Einführung in das Kältemittel durch einen Strom von Kälte-' mitteldampf geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel ein fluorsubstituiertes Alkan mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, welches ein Hydrat bilden kann, und der Kälte-. mitteldampf das in der Gefrierkammer durch Wechselwirkung zwischen Feuchtigkeit und Kältemittel entstandene Hydrat des Kältemittels aus der Gefrierkammer entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer unter Verwendung von Ein- und Auslaßventilen gegen die Außenluft abgeschlossenen, auf oder unter Atmosphärendruck gehaltenen Gefrierkammer durch- geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß restliches Kältemittel dem Gefriergut nach dem Austragen aus der Gefrierkammer und vor der Berührung mit der Außenluft entzogen, zurückgewonnen und in flüssigem Zustande in die Gefrierkammer zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in die Gefrierkammer durch ein Druckentspannungsventil im Kreislauf zurückgeführt wird, das sich unter der Oberfläche des flüssigen Kältemittels nahe der_; Stelle befindet, wo das Gefriergut in das Kältemittel fällt. '

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefriergut nach dem Entfernen des restlichen Kältemittels und vor der Berührung mit der Außenluft mit trockener Luft gespült wird. ■·.·■■■■■

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 6, mit einer Zuführeinrichtung zum kontinuierlichen Zuführen des Gefriergutes in Form von Einzelteilchen zur Gefrierkammer, gekennzeichnet durch ein Einlaßsystem (I) mit Zuführrutsche (21) zur Zuführung der Gefriergutteilchen durch freien Fall in die mit flüssigem Kältemittel (28) gefüllte Gefrierkammer (29), mit einem Förderer (32) zum kontinuierlichen Fördern schwimmender Gefriergutteilchen durch die mittels Ein- und Auslaßventilen (18, 19, 40, 41) geschlossene Gefrierkammer von der Einfallstelle fort, mit einem Auslaßsystem (0) mit Austragschaufeln (36) zum Austragen der gefrorenen Teilchen aus der Gefrierkammer, und mit einem Entspannungsventil (63) zur Zufuhr flüssigen Kühlmittels in die Gefrierkammer an einer Stelle, unter dem Flüssigkeitsspiegel des Kältemittels (28) und in der Nähe der Einführungsstelle der losen Gefriergutteilchen in das flüssige Kältemittel. .

8. Vorrichtung nach Anspruch .7, dadurch gekennzeichnet, daß als Ein- und Auslaßventile (18,19, 40, 41) Klemmventile verwendet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vakuumpumpe (45) zum Abziehen von restlichem Kältemittel unter unteratmosphärischem Druck vom Gefriergut in einer Kammer (42) und durch eine Düse (48) für Trockenluft im Auslaßkanal (47).