DE538597C - Verfallren und Vorrichtung zum schnellen Gefrieren von Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die bisher bekannten Schnellgefrierverfahren unter Verwendung von tiefgekühlter Salzsole weisen die Nachteile auf, daß einmal die Gefriertemperatur mit —21 ° C begrenzt ist, daß weiterhin stets geringe Mengen Sole in das Gefriergut eindringen und daß schließlich Pumpen oder Rührwerke benötigt werden, um die Sole in steter Zirkulation zu erhalten.
Es ist ferner bekannt, Lebensmittel in kalter Luft mit Hilfe von Kältemaschinen zu gefrieren, in denen als Kältemittel Ammoniak, Kohlensäure oder andere geeignet erscheinende Stoffe verwendet werden. Das Kältemittel, z. B. Kohlensäure, verdampft dabei in einem geschlossenen System von Rohrleitungen und kommt mit der Gefrierware nicht in Berührung; es handelt sich also um eine indirekte Kühlung, die nur entsprechend langsam erfolgen kann, andererseits ist aber auch

ao die Verwendung fester Kohlensäure in Form von Schnee bei gewöhnlichem atmosphärischem Druck für das Gefrieren von Lebensmitteln bekannt; die Nachteile liegen hier in der notwendigen und unwirtschaftlichen Verwendung abnorm tiefer Temperaturen ^—79⁰) und im schlechten Wärmeübergang.

Nach der vorliegenden Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden und außerdem die Gefrierzeit wesentlich verkürzt.

indem das Gefrieren der Waren durch direkte Einwirkung flüssiger Kohlensäure auf das Gefriergut erfolgt.

Die Gefrierware befindet sich in der flüssigen Kohlensäure unter einem allseitigen überdruck, der z.B. bei —30⁰ 13,5kg/cm² und bei —40⁰ 9,25 kg/cm² beträgt. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß Fische und Fleisch diesen allseitigen Druck ohne jeden Schaden vertragen und daß dabei kein Saft aus den Zellen ausgepreßt wird.

Ganz besonders lassen sich jegliche Schäden vermeiden, wenn die allseitige Drucksteigerung nicht plötzlich, sondern allmählich erfolgt.

In den beigefügten Abbildungen sind verschiedene Ausführungsformen für das Verfahren wiedergegeben. Die Füllung der Gefrierbehälter, das Durchfrieren der Ware und die Entleerung der Behälter kann sowohl intermittierend als auch kontinuierlich erfolgen. Die einzelnen 'Handgriffe können, soweit wie es erwünscht ist, mechanisiert werden.

In Abb. ι ist eine kleine Gefrieranlage mit nur einem Gefrierbehälter für intermittierenden Betrieb darstellt. Der Kohlensäurekompressor 1 saugt den Dampf aus· dem Niederdruck-Flüssigkeitssammler 2 oder aus dem Gefrierbehälter 3 und drückt ihn in den Kondensator 4, wo er durch Kühlwasser aus der Leitung 12 verflüssigt wird. Die flüssige Kohlensäure fließt durch das Regulierventil 5 unter Entspannung und Temperatursenkung in den isolierten Flüssigkeitssammler 2. Bei geschlossenen Ventilen 6, 7 und S wird der Deckel 3« des leeren Gefrierbehälters 3 geöffnet und die zu gefrierende Ware direkt oder in entsprechenden Körben aus Drahtgeflecht in den Behälter 3 versenkt. Nach Verschluß

des Deckels wird zunächst aus dem Behälter 0 die Luft entweder durch eine kleine Vakuumpumpe 9 oder durch vorsichtiges Einleiten von Kohlensäuregas aus dem Gasraum des Flüssigkeitssammlers 2 entfernt. Ist die Luft entfernt, so wird das Ventil π geschlossen und bei offenem Ventil 7 der Druck im Behälter 3 langsam gesteigert, bis der Sättigungsdruck des Flüssigkeitssammlers 2 erreicht ist. Es wird dann Ventil 6 geöffnet und die flüssige Kohlensäure in den Gefrierbehälter 3 eingelassen, die bei Berührung mit der wärmeren eingefüllten Ware lebhaft verdampfen wird. Die gebildeten Dämpfe gelangen nach öffnen des Ventils 8 durch die Saugleitung in den Kompressor. Nach beendetem Ausfrieren werden die Ventile 6 und 8 geschlossen. Die im Behälter 3 sich weiter entwickelnden Dämpfe drücken dann die ganze flüssige Kohlensäure durch das offen gebliebene Ventil 7 in den Flüssigkeitssammler 2 zurück. Die Rückkehr der flüssigen Kohlensäure in den Flüssigkeitssammler 2 wird noch dadurch beschleunigt, daß der Gas- »5 druck in dem Sammler unter der saugenden Wirkung des Kompressors stark absinkt. Nötigenfalls kann die Überführung der flüssigen Kohlensäure aus 3 nach 2 noch weiter beschleunigt werden dadurch, daß wärmere Kohlensäure aus dem Kondensator (oder bei zweistufiger Kompression auch aus einem Mitteldruckbehälter) in den Behälter 3 eingelassen wird, wodurch der Dampfdruck darin erhöht wird. Die verbleibende Füllung mit gasförmiger Kohlensäure wird durch einen kleinen Hilfskompressor 10 abgesaugt und dem Hauptkompressor zugeführt. Dann kann der Deckel 3° des Gefrierbehälters geöffnet und die ausgefrorene Ware entfernt werden. Die gegenseitige Lage der Behälter 2 und 3 kann auch vertauscht werden, wobei dann die Auffüllung des Gefrierbehälters 3 mit flüssiger Kohlensäure durch den eigenen Dampfdruck im Sammler 2 bei geschlossenem Saugventil 13 erfolgt, während nach beendetem Gefrieren die flüssige Kohlensäure durch ihr eigenes Gewicht vom Behälter 3 zum Sammler 2 zurückfließt.

Bei größeren Anlagen können mehrere Gefrierbehälter 3 aufgestellt werden, die, wechselweise beschickt, ausgefroren und entleert werden. Der Kompressor 1 kann dann sehr gleichmäßig belastet werden. Die Gefrierbehälter können dabei sowohl stehend wie auch liegend angeordnet werden.

Der richtige Flüssigkeitsstand im Gefrierbehälter 3 während des Gefrierens der Ware kann durch Schau- oder Standgläser beobachtet werden oder durch automatische Vorrichtungen, beispielsweise durch einen Schwimmer, der den Zufluß aus dem Flüssigkeitssammler 2 regelt, dauernd erhalten werden.

In Abb. 2 ist eine Ausführungsform der Anlage für kontinuierlichen Betrieb dargestellt. Der Sammler für flüssige Kohlensäure fällt dabei fort, und der Gefrierbehälter 1 dient zugleich als Flüsstgkeitssammler. Der Kompressor 2 saugt durch die Leitung 3 den im Gefrierbehälter gebildeten kalten Dampf an und drückt ihn in den Kondensator 4, wo der Dampf durch Kühlwasser verflüssigt wird. Die flüssige Kohlensäure wird dann durch das Regulierventil 5 in den Gefrierbehälter 1 entspannt. Der Gefrierbehälter dient zugleich als Flüssigkeitsabscheider, so daß die im Regulierventil 5 gebildeten Dämpfe sofort in die Saugleitung 3 des Kompressors gelangen. Der Gefrierbehälter besteht beispielsweise aus einer liegenden zylindrischen Trommel 6, an deren Enden Vorkammern beispielsweise in der-Form von vertikalen zylindrischen Aufsätzen 7 und 8 zum Einfüllen und Herausnehmen der Gefrierware vorgesehen sind. In der Trommel 6 werden durch eine endlose Kette oder durch ein Transportband 9 die mit der Gefrierware gefüllten Körbe 10 aus perforiertem Blech oder Drahtgeflecht von rechts nach links fortbewegt. Das Fortbewegen der Körbe 10 erfolgt durch die Mitnehmer 11, die mit der Transportkette starr verbunden sind. Der Antrieb der Transportkette erfolgt von außen durch eine Antriebswelle 12, die in den Gefrierbehälter hereinragt und durch eine Stopfbüchse abgedichtet wird.

Das Einsetzen eines neuen Korbes 10 mit Gefrierware in den Gefrierbehälter 1 geschieht durch die Vorkammer 7 mit Hilfe eines Tellers oder Kolbens 13, der hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch gehoben und gesenkt werden kann und in der oberen Stellung gasdicht an den unteren ringförmigen Wandungsquerschnitt der in die Trommel einragenden Vorkammer 7 angepreßt wird. Es kann dann bei geschlossenem Ventil 14 und geöffnetem Ventil 15 die gasförmige Kohlensäure aus der Vorkammer 7 durch den kleinen Hilfskompressor abgesaugt werden. Nach Öffnung des Deckels 17 wird dann ein Korb 10 mit zu gefrierender Ware in die ^¹⁰ Vorkammer versenkt und der Deckel 17 geschlossen. Falls beim Einbringen der Gefrierware Luft in die Vorkammer 7 mit eingedrungen sein sollte, kann diese, wie bei der früher beschriebenen periodisch arbeitenden i*5 Anlage, durch eine Luftpumpe abgesaugt oder durch von unten in die Vorkammer eingelassene Kohlensäure verdrängt und durch einen Hahn 20 abgelassen werden. Der Teller 13 wird dann wieder so weit gesenkt, bis der Korb vom Transportband 9 mitgenommen wird. Die Geschwindigkeit "der Fortbewe-

gung des Traflsportbandes'wird so eingestellt, daß die Ware vollkommen durchgefroren ist, wenn der Korb am anderen Ende der Trommel 6 angelangt und dort auf den Teller 18 abgesetzt wird, der unter der Vorkammer 8 steht. Die Form und Wirkung des Tellers i8 ist die gleiche wie beim Teller 13. Der Korb mit der ausgefrorenen Ware wird in die Vorkammer gehoben, die durch den anliegenden

to Teller 18 von der Trommel gasdicht getrennt wird. Nach Absaugen der Kohlensäure durch den Hilfskompressor 16 wird der Deckel 19 geöffnet und der Korb entfernt. Der Kolben 18 kehrt dann in die untere Lage zurück.

Die Vorkammern 7 und 8 für das Einfüllen und Entfernen der Gefrierware können auch konstruktiv miteinander vereinigt werden.

Der Vorteil der kontinuierlichen Arbeitsweise liegt in der sehr gleichmäßigen Belastung des Kompressors, auch bei nur einer Trommel, im Fortfall eines besonderen Flüssigkeitssammlers und darin, daß die Füllung mit flüssiger Kohlensäure dauernd im Gefrierbehälter verbleiben kann.

Die Gefrierware kann in der Trommel 6 sowohl in flüssige Kohlensäure eintauchen wie auch von ihr berieselt werden. Im letzten Fall ist eine besondere Zirkulationspumpe für die flüssige Kohlensäure erforderlich.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Gefrieren von Lebensmitteln unter Verwendung komprimierter Kohlensäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Lebensmittel unter entsprechendem Druck in direkte Berührung mit kalter flüssiger Kohlensäure gebracht werden.
2. 2. Ausführung des Verfahrens nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu gefrierenden Lebensmittel in die flüssige Kohlensäure eingetaucht werden oder von ihr berieselt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefrierbehälter (3) sowohl mit einem Behälter für flüssige Kohlensäure (2) als auch mit einem Kompressor (4) und einem Hilfskompressor (10) durch mit Ventilen versehene Rohrleitungen verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefrierbehälter entweder über oder unter dem Kohlensäurebehälter angeordnet ist, um die selbsttätige Füllung und Entleerung des Gefrierbehälters mit Kohlensäure durch ihren Eigendruck zu ermöglichen.
5. 5. Vorrichtung zur kontinuierlichen Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des mit flüssiger Kohlensäure beschickten Behälters (6) Beschickungs- und Entleerungskammern (7, 8) vorgesehen sind, die durch heb- und senkbare Teller (13, 18), die die Körbe mit Gefriergut entweder an das Transportband des Gefrierbehälters abgeben oder sie von ihnen abheben, abgedichtet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungea