DE635603C - Kuehlverfahren fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlverfahren für Flüssigkeiten, in denen Stoffe enthalten sind, die während der Abkühlung eine allmähliche physikalische, mit der Entwicklung von Wärme verbundene Zustandsänderung (Erstarrung, Kristallisation) erleiden, wie insbesondere zuvor erhitzte Milcherzeugnisse, Sahne, Emulsionen, welche Protein und Fett enthalten, oder andere fetthaltige Flüssigkeiten. Es ist bekannt, daß bei der Kühlung von Milch oder Sahne die flüssigen Fettteile erst sehr langsam erstarren. Aus diesem Grunde hat man bereits Rahmen lange Zeit (bis 21 Stunden) auf etwa o° C gekühlt.

Es ist bekannt, daß es dabei weniger auf die Kühltemperatur als auf die Kühldauer ankommt. Die langen Kühlzeiten, die bisher für die Durchführung der vollständigen Abkühlung solcher Flüssigkeiten erforderlich waren, machten die Benutzung von Wärmeaustauschern, die von den Flüssigkeiten kontinuierlich durchströmt werden, für solche Kühlzwecke unmöglich. In dieser Beziehung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Wandlung geschaffen, die darin besteht, daß die Flüssigkeit im Wärmeaustauscher zunächst auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unterhalb des Umwändlungspunktes, beispielsweise Erstarrungspunktes der in der Flüssigkeit enthaltenen Fette, liegt. Der Umlauf der Flüssigkeit durch die Kühlkanäle oder Austauschflächen des Wärmeaustauschers wird dann bei dieser Temperatur so lange unterbrochen, bis alle in der Flüssigkeit enthaltenen Stoffe in den neuen physikalischen Zustand übergegangen sind; dann wird die Flüssigkeit erneut durch die Wärmeaustauschvorrichtung geschickt und die Abkühlung fortgesetzt, bis die gewünschte Endtemperatur erreicht ist.

Das Charakteristische an dem neuen Verfahren ist also die Einschaltung einer Kühlunterbrechungsstufe, während welcher nicht etwa wie bei bekannten Verfahren eine Temperaturerhöhung durch Zuführung von Wärme künstlich bewirkt, sondern lediglich die von selbst eintretende Temperaturerhöhung zeitlich abgewartet wird. Da diese Zustandsänderung während einer Betriebspause des eigentlichen Kühlprozesses eintritt, wird erfindungsgemäß der Energieverbrauch für den Kühlprozeß in den denkbar geringsten Grenzen gehalten und gleichzeitig die Benutzung von kontinuierlich arbeitenden Wärmeaustauschern ermöglicht, ohne daß man zu befürchten braucht, daß die Flüssigkeiten nach Beendigung des Kühlprozesses wieder eine Temperatursteigerung erfahren, die auf die durch die Kühlung erstrebte Konservierung einen höchst nachteiligen Einfluß hat. Dabei ist es möglich, das Verfahren auch hinsichtlich der Kühlunterbrechungsperiode kontinu-

ierlich zu gestalten, indem man die Flüssigkeit während dieser - Unterbrechungsperiode einen Behälter o. dgl. durchströmen läßt, Jjis·' der erfindungsgemäße ■ Temperaturaiisgleiefr innerhalb des Flüssigkeitsgemisches im Hfe\. sentlichen erreicht ist, worauf in der erstfen'' oder einer anderen Kühlvorrichtung die zweite Kühlperiode zur Beendigung des Kühlprozesses durchgeführt wird.

ίο Im nachfolgenden soll das neue Verfahren beispielsweise an Hand der Behandlungeines üüssigen Milchproduktes beschrieben werden, welches ungefähr einen Fettgehalt von 40 o/o aufweist. Um dieses Erzeugnis konservierend "15 aufbewahren zu können, wird es zunächst einer geeigneten Hitzebehandlung (Pasteurisierung) in einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 57 und 90° C, unterworfen und dann in einer Kühlvorrichtung schnell von einer über dem Erstarrungspunkt des Fettes liegenden Temperatur, beispielsweise 30⁰ C, auf eine beträchtlich unterhalb dieses Punktes und nahe der endgültigen Temperatur liegende Temperatur, beispielsweise 3,3° C, abgekühlt und für etwa 20 Minuten stehengelassen. Während dieser Zeit findet ein Wärmeaustausch zwischen den. Fett- und Flüssigkeitsteilchen statt, und das Flüssigkeitsgemisch wird sich auf eine im wesentlichen gleichbleibende Temperatur von etwa 12,8° C einstellen. Nunmehr wird das Milcherzeugnis wiederum in die Kühlvorrichtung geschickt und auf etwa 1,1⁰C abgekühlt. Es kann nun in einen Vorratsbehälter gefüllt und in einem Kühlraum o. dgl. beliebig lange bei dieser Temperatur aufbewahrt werden.

Die Zeit, die erforderlich ist, damit die gewünschte Umwandlung und der Wärmeaus 4-0 gleich stattfinden könnenj schwankt naturgemäß mit der Beschaffenheit und dem Mengenverhältnis der Bestandteile sowie ihrem Verteilungszustande.

Die erfindungsgemäße, Unterbrechung des Kühlprozesses wird zweckmäßig an einem solchen Punkt vorgenommen, daß die Temperatur danach nicht mehr über den "Erstarrungspunkt des Fettes steigt. Obwohl die Unterbrechungsperiode vorzugsweise so lange dauern soll, bis die Flüssigkeitsmischung im ganzen eine gleichförmige und gleichbleibende Temperatur angenommen hat, kann doch mit dem folgenden Kühlprozeß auch bereits begonnen werden, bevor sich der Wärmeaustausch vollständig vollzogen hat, wenn nämlich die folgende zweite Kühlperiode lange genug dauert, um sicherzustellen, daß nach ihrer Beendigung die Zustandsänderung unter Erreichung einer gleichbleibenden Temperatür vollständig' vollzogen ist oder wenn eine verhältnismäßig geringfügige Temperatur-I erhöhung nach ,Beendigung des ganzen Kühl-] Verfahrens nicht als nachteilig betrachtet wird, fejyndet die Unterbrechung bei einer wesentp5ieh unterhalb des Erstarrungspunktes des ■Fettes liegenden Temperatur statt, so vollzieht sich der Übergang der latenten Wärme auf die Flüssigkeit natürlich schneller, und der Temperaturausgleich wird eher erreicht, d. h. die Dauer der erfindungsgemäßen Kühl-Unterbrechungsperiode verkürzt.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß das erfindungsgemäße Verfahren für die Behandlung der verschiedenartigsten Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemische geeignet ist, daß es aber insbesondere bestimmt ist für die Behandlung natürlicher oder künstlicher Fettemulsionen, beispielsweise Sahne.

Obwohl die Erfindung insbesondere in Verbindung mit Flüssigkeiten beschrieben wurde, in denen kolloidale Stoffe in Suspension enthalten sind, ist sie, wie bereits gesagt, auch für die Behandlung anderer Flüssigkeiten anwendbar, bei denen eine physikalische Zustandsänderung während der Abkühlung stattfindet, die eine langsame oder zögernde Entwicklung latenter Wärme und Übertragung derselben auf die Flüssigkeit zur Folge hat. Es steht nichts im Wege, das neue Verfahren auch während der Kühlunterbrechungsperiode kontinuierlich durchzuführen, indem man beispielsweise dafür Sorge trägt, daß die Flüssigkeit von der ersten Kühlmaschine durch einen geeigneten Behälter, z. B. eine Rohrschlange, von solcher Länge fließt, daß die für das Durchströmen der Rohrschlange benötigte Zeit der für den Vollzug der Zustandsänderung erforderlichen Zeitdauer entspricht, worauf sie in einen zweiten Kühlapparat oder wieder zurück in den ersten gelangt. Obwohl hierdurch zusätzliche Leitungen erforderlich werden, kann die damit verbundene Erhöhung der Leitungslänge durch Wahl entsprechend großer Querschnitte in geringen Grenzen gehalten werden, da es ja nicht erforderlich ist, daß in diesem Teil der Apparatur die Flüssigkeit mit der Rohrwandung, die ja auch nicht gekühlt zu werden braucht, in innige Berührung kommt.

Claims (2)

110 Patentansprüche:

i. Kühlverfahren für Flüssigkeiten, in denen Stoffe enthalten sind, die während der Abkühlung eine allmähliche physikalische, mit der Entwicklung von Wärme verbundene Zustandsänderung (Erstarrung, Kristallisation) erleiden, wie insbe-. sondere zuvor erhitzte Milcherzeugnisse, Sahne, Emulsionen, welche Protein und Fett enthalten, oder andere fetthaltige iao Flüssigkeiten in Wärmeaustauschern, die von den Flüssigkeiten kontinuierlich durch-

strömt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf eine Temperatur unterhalb des Umwandlungspunktes (Erstarrungspunktes des Fettes) abgekühlt, der Umlauf der Flüssigkeit durch die Kühlkanäle oder über die Austausch; flächen bei dieser Temperatur und so lange unterbrochen wird, daß die in der Flüssigkeit enthaltenen Stoffe in den neuen physikalischen Zustand bei einer Durchschnittstemperatur unterhalb der Umwandlungstemp eratur ( Verfestigungs temperatur des Fettes) übergehen kann, und daß dann die Abkühlung des Flüssigkeitsgemisches bis auf die gewünschte tiefe Temperatur fortgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit während der Kühlunterbrechungsperiode einen besonderen Behälter so lange durchfließt, bis der erfindungsgemäße Temperaturausgleich innerhalb des Flüssigkeitsgemisches im wesentlichen erreicht ist, worauf in der ersten oder einer anderen Kühlvorrichtung die zweite Kühlperiode zur Beendigung des Kühlprozesses durchgeführt wird.