DE2436440A1

DE2436440A1 - Verfahren und vorrichtung zum abkuehlen von gegenstaenden oder stoffen

Info

Publication number: DE2436440A1
Application number: DE2436440A
Authority: DE
Inventors: Jakob Oberpriller
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1974-07-29
Publication date: 1976-02-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von Gegenständen oder Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abkühlen von Gegenständen oder Stoffen mittels eines zumindest teilweise im KreislauR,geführten Kühlgases, bei dem das durch WEr.metausch mit den Gegenständen oder Stoffen erwärmte und im Kreislauf geführte KUhlgas durch Zumischen von tiefkaltem, flUssigem,KUhlgas abgekühlt wird.
Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung ist im Zusammenhang mit einem Kaltmahlverfahren aus der DT-PS 1 778 559 bekannt. Dabei wird der gesamte Kältebedarf der Kaltmahlanlage durch das Zumischen von verflUssigtem tiefkaltem Kühlgas (flüssigem Stickstoff) in den KUhlgaskreislauf oder durch Wärmetausch des Kreislaufgases mit dem Flüssiggas gedeckt.
Bei solch einem Kühlverfahren ist die Versorgungsl*p für das flüssige Kühlgas entscheidend für den fortlaufenden Betrieb der Anlage. Besonders bei großen Kaltmahlanlagen mit einem hohen Mengendurchsatz des Mahlgutes und einem entsprechend hohen Ver-Drauch von flüssigem Kühlgas kann das benstigte flüssige KUhlgas nicht mehr in wirtschaftlicher Weise angeliefert werden. Die Errichtung und der Betrieb einer eigenen Verflüssigungs- und Trennanlage zur Erzeugung von flüssigem Kühlgas ist aber in den meisten Fällen zu kostspielig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches die Bereitstellung selbst grter Mengen eines Kühlgases zum Abkühlen von Gegenständen oder Stoffen auch bis zu tiefen Temperaturen ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das K;lhlgas vor seiner AbkUhlung durch Wärmetausch mit einem verdampfenden, in einem unabhängigen eigenen Kältekreislauf geführten Kältemittel vorgekUhlt wird.
Ein solcher gemeinsamer Einsatz eines flüssigen KUhlgases und eines davon unabhängigen Kältemittelkreislaufs wie er z.B. in einer Kältemaschine verwirklicht ist zur AbkUhlung von Gegenständen oder Stoffen weist mehrere überraschende Vorteile auf. Einmal wird die Kälteleistung nicht mehr aus einer einzigen Quelle, z.B. aus dem flüssigen Kühlgas, sondern aus zwei von einander unabhängigen Quellen entnommen. Dabei kann der Anteil, den der Kältemittelkreislauf z.B. einer Kältemaschine und das flüssige Kühlgas zur gesamten benötigten Kälteleistung beitragen unterschiedlich sein und den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden.
Eine solche flexible Aufteilung der Kälteversorgung bringt, abgesehen davon, beim Abkühlen von Gegenständen oder Stoffen nicht mehr ausschließlich von einer einzigen Kältequelle abhängig zu sein, einen weiteren überraschenden Vorteil mit sich.
Sowohl das Abkühlen beispielsweise mit Hilfe einer Kältemaschine mit einem konventionellen Kältemittel als auch die Verwendung von flüssigem KUhlgas kann jeweils- fUr sich allein nicht in jedem Temperaturbereich gleich rationell und wirtschaftlich angewandt werden. Jedoch ist es durch die gleichzeitige Zurverfügungstellung beider AbkUhlmethoden möglich, die Abkühlung Uber einen weiten Temperaturbereich billiger zu gestalten, als es durch die Anwendung nur einer Methode möglich wäre. So können z.B. herkömmliche Kältemaschinen,speziell solche mit hoher Kälteleistung bis zu Temperaturen von ca. 210 K bekanntlich als billige Kälteerzeuger eingesetzt werden. Bei noch tieferen Temperaturen aber wird die Anwendung solcher Kältemaschinen sehr teuer . Dagegen wird der Gebrauch von tiefkalten Flüssiggasen wie z.B. flüssigem Stickstoff bei tieren Temperaturen besonders wirtschaftlich und ermöglicht, z.B. im Falle des flüssigen Stickstoffs, ein Aokilhlen der Gegenstände oder Stoffe auf ca. 77 K. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt also bezüglich der Kälteleistung die wirtschaftlichen Vorteile von herkömmlichen Kältemaschinen und bezüglich der erreichbaren tiefen Temperaturen die Vorteile der Anwendung von tiefkalter verflüssigten Gasen.
Vorteilhafterweise wird zum AbkUhlen von in einem Kaltmahlverfahren zu zerkleinernden Gegenständen oder Stoffen zumindest ein Teil des im Kreislauf geführten , gekUhlten KUhlgases durch die MUhle geführt. Dadurch wird einmal die in der MUhle erzeugte Wärme abgeführt und weiterhin wird dadurch das KUhlgas auch noch als Fördergas zum Transport des Mahlgutes durch die MUhle benUtzt.
Das Abkühlen der Gegenstände oder Stoffen in Kaltmahlanlagen läßt sich weiterhin vorteilhaft dadurch gestalten, wenn zumindest ein Teil des durch Wärmetausch mit den Gegenständen oder Stoffen erwärmten KUhlgases durch Wärmetausch mit den zerkleinerten Gegenständen oder Stoffen gekühlt wird. Dadurch wird ein großer Teil der im Mahlgut vorhandenen Kälte dem KUhlgas wieder zugefUhrt.
Eine vorteilharte Vorrichtung zur Durchfilhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche unter anderem einen Kühlraum zur Abkühlung der Gegenstände oder Stoffe, ein Gebläse, um den Kreislauf des Kühlgases aufrecht zu erhalten, und eine Mischkammer für die Zufuhr von flüssigem Kühlgas aufweist, zeichne sich dadurch aus, daß zwischen dem Gebläse und der Mischkammer der Verdampfer einer Kältemaschine mit einem unabhängigen eigenen Kältekreislauf als Wärmetauscher angeordnet ist. Durch diese Vorrichtung und deren Anordnung wird das durch Wärmetausch mit den Gegenständen oder Stoffen erwärmte Kühlgas durch die Kältemaschine auf eine Temperatur vorgekühlt die durch die Leistung der Kältemaschine und/oder durch den Kühlgasmengendurchsatz durch den als Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer der Kältemaschine einstellbar ist. Anschließend wird das KUhlgas durch Zumischen bestimmter Mengen flüssigen Kühlgases auf die gewünschte Endtemperatur weiter abgekühlt.
Um dem KUhlgas einen großen Teil der im kaltzerkleinerten Mahlgut vorhandenen Kälte wieder zuzurühren, ist der Auffangbehälter fUr das zerkleinerte Gut als Wärmetauscher ausgebildet. Ein derartiger, als Wärmetauscher ausgebildeter Auffangbehälter ist besonders kompakt und kostensparend, da keine weiteren, aufwendig zu isolierenden Behälter und Transportkanäle für das Mahlgut mehr notwendig sind.
Anhand einer schematischen Zeichnung soll der Ablauf des erfindungsgerìäßen Verfahrens noch eingehender am Beispiel einer Kaltzerkleinerungsanlage erläutert werden.
Das aus Leitungen 12 und 1) von einem Gebläse 1 angesaugte Kühlgas durchströmt einen als Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer 3 einer herkömmlichen Kältemaschine 2 mit einem eigenen, unabhängigen Kältemittelkreislauf. Das derart vorgekühlte Kühlgas wird dann in einer Mischkammer 4 durch Zugabe von flüssigem KUhlgas über eine Leitung 8, welches in der Mischkammer 4 verdampft, auf die gewUnschte Endtemperatur weiter abgekühlt. Ein Teil des kalten Kühlgases strömt dann durch eine Leitung 9 in einen KUhlschacht 5 der Kaltzerkleinerungsanlage, in welchem die bei 14 eingegebenen zu zerkleinernden Gegenstände oder Stoffe bis zur Versprödung abgekUhlt werden. Das warme Kühlgas verläßt den KUhlschacht 5 durch eine Leitung 13; Die abgekUhlten Gegenstände oder Stoffe werden in einer MUh-le 6 zerkleinert und in einem Behälter 7 aufgefangen. Ein weiterer Teil des die Mischkammer 4 verlassenden Kühlgases wird durch eine Leitung 10 der MUhle 6 zugefUhrt und dient gleichzeitig als KUhl- und Fördergas.
Zur Rückgewinnung der Kälte aus dem kalten Mahlgut wird ein Teil des warmen Kühlgases durch eine Leitung 11 dem als Wärmetauscher ausgebildeten Auffangbehälter 7 zugeführt. Das die MUhle 6 und den Auffangbehälter 7 durch eine Leitung 12 verlassende, noch relativ kalte Kühlgas wird erneut in den KühlgaskreislauS eingeleitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum AbkUhlen von Gegenständen oder Stoffen läßt sich weiterhin besonders vorteilhaft auf das Gefrieren von Lebensmitteln in einem Gefriertunnel, zum Gefriertrocknen, zum Schrumpfen, z.B. großer Mengen von Nieten und ähnlichem sowie zum KUhlen von heißen, unter Wärme oder Wärmebildung hergestellten Produkten, wie z.B.
Bleimennig anwenden.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Abkühlen von Gegenständen oder Stoffen mittels eines zumindest teilweise im Kreislauf geführten Kühlgases, bei dem das durch Wärmetausch mit den Gegenständen oder Stoffen erwärmte und im Kreislauf geführte KUhlgas durch Zumischen von tierkaltem, flUssigem KUhlgas abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das KUhlgas vor seiner Abkühlung durch Wärmetausch mit einem verdampfenden, in einem unabhängigen eigenen Kältekreislauf ge-fUhrten Kältemittel vorgekUhlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Abkühlen von in einem Kaltmahlverfahren zu zerkleinernden Gegenständen oder Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest sin Teil des im Kreislauf ge-fUhrten gekühlten KUhlgases durch die MUhle geführt ird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des durch Wärmetausch mit den Gegenständen oder Stoffen erwärmten KUhlgases durch Wärmetausch mit den zerkleinerten Gegenständen oder Stoffen gekühlt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Kühlraum zur Abkühlung der Gegenstände oder Stoffe, mit einem Gebläse und mit einer Mischkammer für die Zufuhr von flüssigem KUhlgas, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gebläse (1) und der Mischkammer (4) der Verdampfer (3) einer Kältemaschine (2) mit einem unabhängigen eigenen Kältekreislauf als Wärmetauscher angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 für Kaltzerkleinerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangebhälter (6) fUr das zerkleinerte Gut als Wärmetauscher ausgebildet ist.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf das Gefrieren von Lebensmitteln in einem Gefriertunnel.

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