EP2247902A2 - Device for freezing and/or cooling products - Google Patents

Device for freezing and/or cooling products

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Publication number
EP2247902A2
EP2247902A2 EP08872338A EP08872338A EP2247902A2 EP 2247902 A2 EP2247902 A2 EP 2247902A2 EP 08872338 A EP08872338 A EP 08872338A EP 08872338 A EP08872338 A EP 08872338A EP 2247902 A2 EP2247902 A2 EP 2247902A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cold gas
products
axis
cooling
fan
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08872338A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Erwin Berghoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200810009172 external-priority patent/DE102008009172A1/en
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP08872338A priority Critical patent/EP2247902A2/en
Publication of EP2247902A2 publication Critical patent/EP2247902A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • F25D3/11—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2317/00—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2317/06—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/068—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the fans
    • F25D2317/0681—Details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2500/00—Problems to be solved
    • F25D2500/02—Geometry problems

Definitions

  • the invention relates to a device for freezing and / or cooling of products with a cooling space, a transport device for conveying the products through the cooling space, at least one device for generating a cold gas atmosphere for the cold room and a suction device for the cold gas and at least one axial cystden fan for Promotion of the cold gas has. Furthermore, a use of this device is the subject of the present invention.
  • cooling tunnel and spiral freezers can be cited, in which in each case products are transported through the device and cooled by contact with cryogenic gases. Frequently, cryogenic gases in the liquid and / or gaseous state are used for this purpose. Very well known is the use of liquid nitrogen or liquid carbon dioxide.
  • the liquid nitrogen passed through a heat exchanger and expanded by a throttle valve as a relaxation device to be then introduced into a cooling tunnel.
  • the expanded gas absorbs heat from the products to be cooled.
  • the gas thus heated leaves the cooling tunnel as exhaust gas.
  • a suction device is usually used, which sucks the heated gas from the cooling tunnel.
  • axial bonnende fans are used.
  • the object of the present invention is to provide a device for freezing and / or cooling that is improved over the prior art.
  • the object is achieved in that the axis of the at least one fan is mounted inclined to the vertical, the perpendicular serves on the direction of movement of the products as a reference direction and the at least one fan is mounted on the ceiling of the refrigerator, wherein the axis of the fan enclose an angle b with a vector arrow representing the direction of movement of the products, with the origin of the vector arrow placed at the lower end of the axis.
  • the formation of a directed flow or circulation of the cold gas is preferably made possible, whereby the convective heat transfer between cold gas and product can be significantly increased with particular advantage.
  • the cold gas atmosphere in a conventionally vertically downwardly extending fan axis is forced downwards in the center only in the region of the fan and rises again directly next to it.
  • This movement of the cold gas does not constitute a formation of a flow in the sense of the invention, since the cold gas does not leave the vicinity of the fan.
  • the formation of a cold gas flow is possible in devices with conventionally mounted fans only via the use of a suction device.
  • Direction of movement of the product deviates from the horizontal can be meant perpendicular to the direction of motion in the sense of the invention also perpendicular to the direction of movement. This results in e.g. in the case of a conveyor belt which increases in relation to the horizontal as the transport means, the correct positioning for the axis of the fan according to the present invention.
  • Axial-conveying fans are usually equipped with curved-profile rotor blades.
  • the preferred flow direction for the cold gas is counter to the direction of movement of the products moved by the transport device, ie in countercurrent.
  • the reverse case so the Flow direction of the cold gas parallel to and in the direction of movement of the products to be cooled and / or frozen (DC) be more advantageous.
  • the angle b between the axis and the vector arrow is less than 90 °, ie acute angle.
  • this arrangement has a delaying or braking effect on the flow of cold gas.
  • the relative residence time of a given amount of cold gas in the range of a certain amount of product to be cooled can thus be varied by the choice made for the arrangement.
  • various cooling characteristics can be realized, i.
  • the speed of the cooling process ie how many degrees (° C) the temperature of a product decreases over a certain period of time, can be adjusted.
  • the angle b between the axis and the vector arrow is greater than 90 °, ie obtuse.
  • the flow of the cold gas is braked in the case of a counter-current arrangement.
  • the flow of cold gas is thereby accelerated, so supported.
  • the angle a which includes the axis of the fan with the vertical, in the range of 1 ° to 8 °, preferably in the range of 1 ° to 5 °.
  • the axis as already described by the statements made at angle b, can be deflected in or against the direction of movement of the products. Both variants should be covered here with the above-claimed range for the angle a.
  • a device for spraying cold gas is provided.
  • a cold gas reservoir in particular a cold gas reservoir for liquefied cold gas, is expediently provided.
  • a cold gas reservoir for liquefied cold gas is expediently provided.
  • Cooling medium withdrawn from the cold gas reservoir at a first higher pressure (e.g., about 3.5 bar for nitrogen, e.g., about 15 bar for carbon dioxide) is fed to a vent and depressurized to ambient pressure. The temperature of the cooling medium thereby decreases. The resulting cold gas stream is introduced into the space for receiving the products to be cooled, e.g. the interior of a cryogenic cooling tunnel, fed and used there to cool the products.
  • liquid nitrogen and / or liquid carbon dioxide is provided for generating the cold gas.
  • the object of the present invention is further solved by the use of the device according to one of claims 1 to 7 for freezing and / or cooling food.
  • the present invention is particularly interesting for sensitive products to be cooled, such as foods or pharmaceuticals, since it is particularly advantageous in these products to be able to influence the cooling characteristic as described.
  • FIG. 1 freezer tunnel according to the invention (overview)
  • FIGS. 2 to 5 are schematic representations of various components
  • FIG. 1 shows a freezing tunnel with all the essential components as
  • the freezing tunnel therefore has a cooling space 1 and a transport device 2, on which the products 6 to be cooled rest, and with the aid of which they are supported by the
  • Refrigerator in this example from left to right, to be transported.
  • the flow of the cold gas leaving the device 3 for producing a cold gas atmosphere, with which the products 6 are sprayed or applied in the region of the device 3, is directed in this example counter to the transport direction of the products.
  • the cold gas flows from right to left through the
  • Refrigerator 1 The flow is assisted by two fans 4 whose axes 5 are deflected out of the vertical such that in each case the angle b between the axis 5 and the vector arrow, which represents the direction of movement of the products 6, is less than 90 °, ie acute-angled , is. As a result, the flow is supported, that is accelerated compared to a device with conventionally vertically mounted fan.
  • the two areas A and B shown in FIG. 1 may be referred to as pre-cooling area A and as cooling area B.
  • FIG. 2 shows an angle b between the axis 5 and the vector arrow smaller than 90 °, ie at an acute angle.
  • the flow of cold gas is supported by this arrangement.
  • the flow direction of the cold gas is indicated in the figures 2 to 5 each by a dashed arrow.
  • Figure 3 shows the acute-angled arrangement for the DC case in which it retarding or braking effect on the flow of the cold gas.
  • Figure 4 shows another advantageous embodiment of the present invention, in which the angle b between the axis 5 and the vector arrow is greater than 90 °, that is obtuse. In this embodiment, the flow of the cold gas is braked in the case of a counter-current arrangement.
  • FIG. 5 shows the obtuse-angled arrangement in the case of a DC arrangement. The flow of cold gas is thereby accelerated, so supported.
  • the relative residence time of a given amount of cold gas in the range of a certain amount of product to be cooled can thus be varied by the choice made for the arrangement.
  • different cooling characteristics can be realized, ie, for example, the speed of the cooling process, ie by how many degrees ( 0 C), the temperature of a product decreases in a certain period of time, set.
  • the suction power of the suction device 7 can advantageously be kept constant.

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Abstract

The invention relates to a device for freezing and/or cooling products, comprising a refrigerated chamber (1), with a transport device (2), for conveying the products (6) through the refrigerated chamber (1), at least one device (3) for generating a cold gas atmosphere in the refrigerated chamber (1), an exhaust device (7) for the cold gas and at least one axially-pumping ventilator (4) for pumping the cold gas. The invention is characterised in that the axis (5) of the ventilator (4) is arranged at an angle to the perpendicular, wherein the perpendicular to the transport direction of the products (6) serves as the reference direction and the at least one ventilator (4) is mounted on the ceiling of the refrigerated chamber (1) and the axis (5) of the ventilator (4) includes an angle b with a vector direction representing the transport direction of the products (6), wherein the origin of the vector direction is placed at the bottom end of the axis (5). The invention further relates to a use of the device.

Description

Beschreibung description
Vorrichtung zum Gefrieren und/oder Abkühlen von ProduktenDevice for freezing and / or cooling products
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gefrieren und/oder Abkühlen von Produkten mit einem Kühlraum, der eine Transporteinrichtung zum Fördern der Produkte durch den Kühlraum, mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung einer Kaltgasatmosphäre für den Kühlraum und eine Absaugvorrichtung für das Kaltgas sowie mindestens einen axialfördernden Ventilator zur Förderung des Kaltgases aufweist. Des Weiteren ist eine Verwendung dieser Vorrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention relates to a device for freezing and / or cooling of products with a cooling space, a transport device for conveying the products through the cooling space, at least one device for generating a cold gas atmosphere for the cold room and a suction device for the cold gas and at least one axialfördernden fan for Promotion of the cold gas has. Furthermore, a use of this device is the subject of the present invention.
Zum Abkühlen von Produkten sind eine Reihe von Vorrichtungen und Verfahren bekannt, wobei hier unter Abkühlen sowohl Kühlen wie auch Gefrieren und Tiefgefrieren verstanden werden soll. Als Stand der Technik kann man beispielsweise Kühltunnel und Spiralfroster anführen, bei denen jeweils Produkte durch die Vorrichtung transportiert und durch den Kontakt mit tiefkalten Gasen abgekühlt werden. Häufig werden dazu kryogene Gase im flüssigen und/oder gasförmigen Zustand eingesetzt. Sehr bekannt ist der Einsatz von flüssigem Stickstoff oder flüssigem Kohlendioxid.For cooling of products, a number of devices and methods are known, which is to be understood by cooling both cooling as well as freezing and deep-freezing. As a prior art, for example, cooling tunnel and spiral freezers can be cited, in which in each case products are transported through the device and cooled by contact with cryogenic gases. Frequently, cryogenic gases in the liquid and / or gaseous state are used for this purpose. Very well known is the use of liquid nitrogen or liquid carbon dioxide.
Herkömmlich wird z.B. der flüssige Stickstoff durch einen Wärmetauscher geleitet und durch ein Drosselventil als Entspannungseinrichtung entspannt, um danach in einen Kühltunnel eingeleitet zu werden. Dort nimmt das entspannte Gas Wärme von den abzukühlenden Produkten auf. Das dadurch erwärmte Gas verlässt als Abgas den Kühltunnel. Um die Durchströmung der Vorrichtung zu beeinflussen, wird in der Regel eine Absaugvorrichtung eingesetzt, die das erwärmte Gas aus dem Kühltunnel absaugt. Darüber hinaus kommen zur Verbesserung der Durchströmung und zur Erhöhung des konvektiven Wärmeübergangs Ventilatoren, meist axialfördernde Ventilatoren, zum Einsatz.Conventionally, e.g. the liquid nitrogen passed through a heat exchanger and expanded by a throttle valve as a relaxation device to be then introduced into a cooling tunnel. There, the expanded gas absorbs heat from the products to be cooled. The gas thus heated leaves the cooling tunnel as exhaust gas. In order to influence the flow through the device, a suction device is usually used, which sucks the heated gas from the cooling tunnel. In addition, to improve the flow and to increase the convective heat transfer fans, usually axialfördernde fans are used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Gefrieren und/oder Abkühlen zur Verfügung zu stellen. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Achse des mindestens einen Ventilators gegen die Senkrechte geneigt angebracht ist, wobei die Senkrechte auf die Bewegungsrichtung der Produkte als Bezugsrichtung dient und der mindestens eine Ventilator an der Decke des Kühlraums angebracht ist, wobei die Achse des Ventilators mit einem Vektorpfeil, der die Bewegungsrichtung der Produkte darstellt, einen Winkel b einschließt, wobei der Ursprung des Vektorpfeils an das untere Ende der Achse gelegt wird. Die Abweichung der Achse des Ventilators gegenüber herkömmlich sich senkrecht nach unten erstreckenden Ausführungen, ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der Strömung des Kaltgases durch den Kühlraum. Dadurch wird bevorzugt die Ausbildung einer gerichteten Strömung oder Umwälzung des Kaltgases ermöglicht, wodurch der konvektive Wärmeübergang zwischen Kaltgas und Produkt mit besonderem Vorteil deutlich erhöht werden kann. In Einzelfällen kann auch die Erzielung einer nicht-gerichteten Strömung von Vorteil sein, die mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich ist.The object of the present invention is to provide a device for freezing and / or cooling that is improved over the prior art. The object is achieved in that the axis of the at least one fan is mounted inclined to the vertical, the perpendicular serves on the direction of movement of the products as a reference direction and the at least one fan is mounted on the ceiling of the refrigerator, wherein the axis of the fan enclose an angle b with a vector arrow representing the direction of movement of the products, with the origin of the vector arrow placed at the lower end of the axis. The deviation of the axis of the fan with respect to conventionally extending vertically downwards embodiments, allows a targeted influencing of the flow of cold gas through the refrigerator. As a result, the formation of a directed flow or circulation of the cold gas is preferably made possible, whereby the convective heat transfer between cold gas and product can be significantly increased with particular advantage. In individual cases, it may also be advantageous to achieve a non-directional flow, which is likewise possible with the present invention.
Hingegen wird die Kaltgasatmosphäre bei einer herkömmlich sich senkrecht nach unten erstreckender Ventilatorachse lediglich im Bereich des Ventilators mittig nach unten gedrückt und steigt unmittelbar daneben wieder auf. Diese Bewegung des Kaltgases stellt keine Ausbildung einer Strömung im Sinne der Erfindung dar, da das Kaltgas dabei den Nahbereich des Ventilators nicht verlässt. Die Ausbildung einer Kaltgas-Strömung ist bei Vorrichtungen mit herkömmlich angebrachten Ventilatoren nur über den Einsatz einer Absaugvorrichtung möglich.On the other hand, the cold gas atmosphere in a conventionally vertically downwardly extending fan axis is forced downwards in the center only in the region of the fan and rises again directly next to it. This movement of the cold gas does not constitute a formation of a flow in the sense of the invention, since the cold gas does not leave the vicinity of the fan. The formation of a cold gas flow is possible in devices with conventionally mounted fans only via the use of a suction device.
Bei der vorstehend verwendeten Formulierung wird von einer Bewegungsrichtung der Produkte in der Waagrechten ausgegangen. Für den Fall, dass dieThe formulation used above assumes a direction of movement of the products in the horizontal. In the event that the
Bewegungsrichtung der Produkte von der Waagrechten abweicht, kann mit senkrecht im Sinne der Erfindung auch senkrecht auf die Bewegungsrichtung gemeint sein. Dadurch ergibt sich z.B. bei einem gegenüber der Waagrechten ansteigenden Förderband als Transporteinrichtung die richtige Positionierung für die Achse des Ventilators gemäß der vorliegenden Erfindung.Direction of movement of the product deviates from the horizontal, can be meant perpendicular to the direction of motion in the sense of the invention also perpendicular to the direction of movement. This results in e.g. in the case of a conveyor belt which increases in relation to the horizontal as the transport means, the correct positioning for the axis of the fan according to the present invention.
Axialfördernde Ventilatoren sind in der Regel mit Rotorblättern mit gewölbtem Profil ausgestattet. Die bevorzugte Strömungsrichtung für das Kaltgas ist entgegen der Bewegungsrichtung der durch die Transporteinrichtung bewegten Produkte, also im Gegenstrom. Für bestimmte Anwendungen kann jedoch der umgekehrte Fall, also die Strömungsrichtung des Kaltgases parallel zur und in der Bewegungsrichtung der abzukühlenden und/oder zu gefrierenden Produkte (Gleichstrom) vorteilhafter sein.Axial-conveying fans are usually equipped with curved-profile rotor blades. The preferred flow direction for the cold gas is counter to the direction of movement of the products moved by the transport device, ie in countercurrent. For certain applications, however, the reverse case, so the Flow direction of the cold gas parallel to and in the direction of movement of the products to be cooled and / or frozen (DC) be more advantageous.
Bevorzugt ist der Winkel b zwischen der Achse und dem Vektorpfeil kleiner als 90°, also spitzwinkelig. Im Falle einer Gegenstromanlage wird die Strömung des Kaltgases durch diese Anordnung unterstützt. Für den Gleichstromfall wirkt sich diese Anordnung verzögernd bzw. bremsend auf die Strömung des Kaltgases aus. Die relative Verweilzeit einer bestimmten Menge an Kaltgas im Bereich einer bestimmten Menge an abzukühlendem Produkt kann somit über die Wahl, die für die Anordnung getroffen wird, variiert werden. Damit lassen sich verschiedene Abkühlcharakteristika realisieren, d.h. beispielsweise lässt sich die Geschwindigkeit des Abkühlprozesses, also um wieviel Grad (°C) die Temperatur eines Produkts in einer bestimmten Zeitspanne abnimmt, einstellen.Preferably, the angle b between the axis and the vector arrow is less than 90 °, ie acute angle. In the case of a countercurrent system, the flow of cold gas is supported by this arrangement. For the DC case, this arrangement has a delaying or braking effect on the flow of cold gas. The relative residence time of a given amount of cold gas in the range of a certain amount of product to be cooled can thus be varied by the choice made for the arrangement. Thus, various cooling characteristics can be realized, i. For example, the speed of the cooling process, ie how many degrees (° C) the temperature of a product decreases over a certain period of time, can be adjusted.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Winkel b zwischen der Achse und dem Vektorpfeil größer als 90°, also stumpfwinkelig. Bei dieser Ausgestaltung wird die Strömung des Kaltgases im Falle einer Gegenstromanordnung gebremst. Im Falle einer Gleichstromanordnung wird die Strömung des Kaltgases dadurch beschleunigt, also unterstützt. Die Möglichkeiten dadurch den Abkühlvorgang in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu beeinflussen sind dieselben wie bereits im vorangegangenen Absatz beschrieben.According to another advantageous embodiment of the present invention, the angle b between the axis and the vector arrow is greater than 90 °, ie obtuse. In this embodiment, the flow of the cold gas is braked in the case of a counter-current arrangement. In the case of a DC arrangement, the flow of cold gas is thereby accelerated, so supported. The possibilities of influencing the cooling process in a device according to the invention are the same as already described in the preceding paragraph.
Vorteilhafterweise liegt der Winkel a, den die Achse des Ventilators mit der Senkrechten einschließt, im Bereich von 1 ° bis 8°, bevorzugt im Bereich von 1° bis 5°. Dabei kann die Achse, wie durch die Angaben, die zum Winkel b gemacht wurden, bereits beschrieben, in oder gegen die Bewegungsrichtung der Produkte ausgelenkt sein. Beide Varianten sollen hier mit dem vorstehend beanspruchten Bereich für den Winkel a abgedeckt sein.Advantageously, the angle a, which includes the axis of the fan with the vertical, in the range of 1 ° to 8 °, preferably in the range of 1 ° to 5 °. In this case, the axis, as already described by the statements made at angle b, can be deflected in or against the direction of movement of the products. Both variants should be covered here with the above-claimed range for the angle a.
Bei mehr als einem Ventilator können alle Achsen die gleiche Neigung (Abweichung von der Senkrechten) aufweisen. Es ist aber auch möglich, zur Ausarbeitung eines Verlaufs für die Strömungscharakteristik die Neigung einer Achse jeweils individuell auszuwählen und diese Achse dementsprechend anzubringen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Einrichtung zum Einsprühen von Kaltgas vorgesehen.With more than one fan all axes can have the same inclination (deviation from the vertical). But it is also possible to elaborate a gradient for the flow characteristic, the inclination of an axis individually and to attach this axis accordingly. According to an advantageous embodiment of the invention, a device for spraying cold gas is provided.
Zweckmäßigerweise ist ein Kaltgasreservoir, insbesondere eine Kaltgasreservoir für verflüssigtes Kaltgas, vorgesehen. Bei einer solchen Ausgestaltung wird z.B. dasA cold gas reservoir, in particular a cold gas reservoir for liquefied cold gas, is expediently provided. In such a design, e.g. the
Kühlmedium, das unter einem ersten höheren Druck (z.B. ca. 3,5 bar für Stickstoff; z.B. ca. 15 bar für Kohlendioxid) aus dem Kaltgasreservoir entnommen wird, einer Entspannungseinrichtung zugeführt und auf Umgebungsdruck entspannt. Die Temperatur des Kühlmediums sinkt dadurch. Der so entstandene kalte Gasstrom wird in den Raum zur Aufnahme der abzukühlenden Produkte, z.B. dem Inneren eines kryogenen Kühltunnels, zugeführt und dort zur Abkühlung der Produkte genutzt.Cooling medium withdrawn from the cold gas reservoir at a first higher pressure (e.g., about 3.5 bar for nitrogen, e.g., about 15 bar for carbon dioxide) is fed to a vent and depressurized to ambient pressure. The temperature of the cooling medium thereby decreases. The resulting cold gas stream is introduced into the space for receiving the products to be cooled, e.g. the interior of a cryogenic cooling tunnel, fed and used there to cool the products.
Mit besonderem Vorteil ist flüssiger Stickstoff und/oder flüssiges Kohlendioxid zur Erzeugung des Kaltgases vorgesehen.With particular advantage, liquid nitrogen and / or liquid carbon dioxide is provided for generating the cold gas.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren von der Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Gefrieren und/oder Abkühlen von Lebensmitteln gelöst. Die vorliegende Erfindung ist besonders interessant für sensible abzukühlende Produkte wie beispielsweise Lebensmittel oder Pharmazeutika, da es bei diesen Produkten besonders vorteilhaft ist, die Abkühlcharakteristik wie beschrieben beeinflussen zu können.The object of the present invention is further solved by the use of the device according to one of claims 1 to 7 for freezing and / or cooling food. The present invention is particularly interesting for sensitive products to be cooled, such as foods or pharmaceuticals, since it is particularly advantageous in these products to be able to influence the cooling characteristic as described.
Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von weiteren Vorteilen, von denen im Folgenden nur einige beispielhaft genannt werden:The invention offers a whole series of further advantages, of which only a few are mentioned below by way of example:
Durch die gezielte Ausbildung einer Kaltgas-Strömung mit Hilfe der Ventilatoren, kann der konvektive Wärmeübergang zwischen Kaltgas und abzukühlendem Produkt vorteilhaft erhöht werden. Dieses Ziel könnte mit Hilfe der Absaugleistung der Absaugvorrichtung oder einer Erhöhung derselben nicht erreicht werden, da sich dabei die Verweildauer des Kaltgases im Kühltunnel nicht unabhängig von derThe targeted formation of a cold gas flow with the help of fans, the convective heat transfer between cold gas and cooled product can be advantageously increased. This goal could not be achieved with the help of the suction power of the suction device or an increase thereof, since the residence time of the cold gas in the cooling tunnel is not independent of the
Absaugleistung einstellen lässt. Mit der vorliegenden Erfindung hingegen ist eine weitere Einstellmöglichkeit gegeben, die es ermöglicht, die Verweildauer in bestimmten Grenzen unabhängig von der Absaugleistung zu wählen. Es sind keine teuren und aufwändigen Umbauten an bestehenden Anlagen erforderlich. Lediglich die Anbringung des Ventilators oder der Ventilatoren an der Decke des Kühlraums ist zu modifizieren, um eine geneigte Anbringung zu ermöglichen.Set suction power. With the present invention, however, a further adjustment is given, which makes it possible to choose the residence time within certain limits, regardless of the suction power. There are no expensive and expensive modifications to existing systems required. Only the attachment of the fan or fans to the ceiling of the cold room must be modified to allow an inclined mounting.
Bestehende Anlagen können mit der Erfindung aufgerüstet und umgebaut werden. Die bereits vorhandenen Anlagenteile können dabei größtenteils wiederverwendet werden. Gegenüber herkömmlichen Verfahren ist mit der Erfindung eine zusätzliche Energieausbeute möglich.Existing plants can be upgraded and rebuilt with the invention. The existing plant components can be largely reused. Compared to conventional methods, an additional energy yield is possible with the invention.
Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der in den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention and further embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures. The figures show:
Figur 1 erfindungsgemäßer Gefriertunnel (Übersicht),FIG. 1 freezer tunnel according to the invention (overview),
Figuren 2 bis 5 schematische Darstellungen verschiedenerFigures 2 to 5 are schematic representations of various
Neigungsmöglichkeiten für die Achse eines erfindungsgemäßen Ventilators.Inclination possibilities for the axis of a fan according to the invention.
Die Figur 1 zeigt einen Gefriertunnel mit allen wesentlichen Komponenten alsFIG. 1 shows a freezing tunnel with all the essential components as
Übersicht. Im Detail ist die erfindungsgemäße Neigung der Achsen der Ventilatoren in dieser Darstellung nicht zu erkennen, da die Abweichung sehr klein ist. In den Figuren 2 bis 5 ist diese Abweichung übertrieben dargestellt, wodurch sie erst sichtbar wird. Der Gefriertunnel weist also einen Kühlraum 1 und eine Transporteinrichtung 2 auf, auf der die abzukühlenden Produkte 6 aufliegen und mit deren Hilfe diese durch denOverview. In detail, the inventive inclination of the axes of the fans in this illustration can not be seen, since the deviation is very small. In FIGS. 2 to 5, this deviation is exaggerated, whereby it is only visible. The freezing tunnel therefore has a cooling space 1 and a transport device 2, on which the products 6 to be cooled rest, and with the aid of which they are supported by the
Kühlraum, und zwar in diesem Beispiel von links nach rechts, transportiert werden. Die Strömung des aus der Einrichtung 3 zur Erzeugung einer Kaltgasatmosphäre austretenden Kaltgases, mit dem die Produkte 6 im Bereich der Einrichtung 3 besprüht bzw. beaufschlagt werden, ist in diesem Beispiel entgegen der Transportrichtung der Produkte gerichtet. Das Kaltgas strömt hier also von rechts nach links durch denRefrigerator, in this example from left to right, to be transported. The flow of the cold gas leaving the device 3 for producing a cold gas atmosphere, with which the products 6 are sprayed or applied in the region of the device 3, is directed in this example counter to the transport direction of the products. The cold gas flows from right to left through the
Kühlraum 1. Die Strömung wird von zwei Ventilatoren 4 unterstützt, deren Achsen 5 so aus der Senkrechten ausgelenkt sind, dass jeweils der Winkel b zwischen der Achse 5 und dem Vektorpfeil, der die Bewegungsrichtung der Produkte 6 darstellt, kleiner als 90°, also spitzwinkelig, ist. Dadurch wird die Strömung unterstützt, ist also gegenüber einer Vorrichtung mit herkömmlich senkrecht angebrachtem Ventilator beschleunigt. Die beiden in der Figur 1 dargestellten Bereiche A und B können als Vorkühlbereich A und als Kühlbereich B bezeichnet werden.Refrigerator 1. The flow is assisted by two fans 4 whose axes 5 are deflected out of the vertical such that in each case the angle b between the axis 5 and the vector arrow, which represents the direction of movement of the products 6, is less than 90 °, ie acute-angled , is. As a result, the flow is supported, that is accelerated compared to a device with conventionally vertically mounted fan. The two areas A and B shown in FIG. 1 may be referred to as pre-cooling area A and as cooling area B.
Die Figur 2 zeigt einen Winkel b zwischen der Achse 5 und dem Vektorpfeil kleiner als 90°, also spitzwinkelig. Im Falle einer Gegenstromanlage wird die Strömung des Kaltgases durch diese Anordnung unterstützt.FIG. 2 shows an angle b between the axis 5 and the vector arrow smaller than 90 °, ie at an acute angle. In the case of a countercurrent system, the flow of cold gas is supported by this arrangement.
Die Strömungsrichtung des Kaltgases ist in den Figuren 2 bis 5 jeweils durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet.The flow direction of the cold gas is indicated in the figures 2 to 5 each by a dashed arrow.
Figur 3 zeigt die spitzwinkelige Anordnung für den Gleichstromfall, in dem sie sich verzögernd bzw. bremsend auf die Strömung des Kaltgases auswirkt. Figur 4 zeigt eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der der Winkel b zwischen der Achse 5 und dem Vektorpfeil größer als 90°, also stumpfwinkelig ist. Bei dieser Ausgestaltung wird die Strömung des Kaltgases im Falle einer Gegenstromanordnung gebremst.Figure 3 shows the acute-angled arrangement for the DC case in which it retarding or braking effect on the flow of the cold gas. Figure 4 shows another advantageous embodiment of the present invention, in which the angle b between the axis 5 and the vector arrow is greater than 90 °, that is obtuse. In this embodiment, the flow of the cold gas is braked in the case of a counter-current arrangement.
Figur 5 zeigt die stumpfwinkelige Anordnung für den Fall einer Gleichstromanordnung. Dabei wird die Strömung des Kaltgases dadurch beschleunigt, also unterstützt.FIG. 5 shows the obtuse-angled arrangement in the case of a DC arrangement. The flow of cold gas is thereby accelerated, so supported.
Die relative Verweilzeit einer bestimmten Menge an Kaltgas im Bereich einer bestimmten Menge an abzukühlendem Produkt kann somit über die Wahl, die für die Anordnung getroffen wird, variiert werden. Damit lassen sich verschiedene Abkühlcharakteristika realisieren, d.h. beispielsweise lässt sich die Geschwindigkeit des Abkühlprozesses, also um wieviel Grad (0C) die Temperatur eines Produkts in einer bestimmten Zeitspanne abnimmt, einstellen. Dabei kann die Absaugleistung der Absaugvorrichtung 7 (s. Fig. 1) vorteilhaft konstant gehalten werden. The relative residence time of a given amount of cold gas in the range of a certain amount of product to be cooled can thus be varied by the choice made for the arrangement. Thus, different cooling characteristics can be realized, ie, for example, the speed of the cooling process, ie by how many degrees ( 0 C), the temperature of a product decreases in a certain period of time, set. In this case, the suction power of the suction device 7 (see Fig. 1) can advantageously be kept constant.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Gefrieren und/oder Abkühlen von Produkten mit einem Kühlraum (1), der eine Transporteinrichtung (2) zum Fördern der Produkte (6) durch den Kühlraum (1), mindestens eine Einrichtung (3) zur Erzeugung einer Kaltgasatmosphäre für den Kühlraum (1) und eine Absaugvorrichtung (7) für das Kaltgas sowie mindestens einen axialfördernden Ventilator (4) zur Förderung des Kaltgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (5) des mindestens einen Ventilators (4) gegen die Senkrechte geneigt angebracht ist, wobei die Senkrechte auf die Bewegungsrichtung der Produkte (6) als Bezugsrichtung dient und der mindestens eine Ventilator (4) an der Decke des Kühlraums (1) angebracht ist, wobei die Achse (5) des Ventilators (4) mit einem Vektorpfeil, der die Bewegungsrichtung der Produkte (6) darstellt, einen Winkel b einschließt, wobei der Ursprung des Vektorpfeils an das untere Ende der Achse (5) gelegt wird.1. A device for freezing and / or cooling of products with a cooling space (1) comprising a transport device (2) for conveying the products (6) through the cooling space (1), at least one device (3) for generating a cold gas atmosphere for the Cooling space (1) and a suction device (7) for the cold gas and at least one axialfördernden fan (4) for conveying the cold gas, characterized in that the axis (5) of the at least one fan (4) is mounted inclined to the vertical, the perpendicular to the direction of movement of the products (6) serves as a reference direction and the at least one fan (4) is mounted on the ceiling of the cold room (1), the axis (5) of the fan (4) being connected to a vector arrow representing the Moving direction of the products (6), an angle b includes, with the origin of the vector arrow is placed at the lower end of the axis (5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel b zwischen der Achse (5) und dem Vektorpfeil kleiner als 90°, also spitzwinkelig, ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the angle b between the axis (5) and the vector arrow is smaller than 90 °, that is acute-angled.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel b zwischen der Achse (5) und dem Vektorpfeil größer als 90°, also stumpfwinkelig, ist.3. A device according to claim 1, characterized in that the angle b between the axis (5) and the vector arrow is greater than 90 °, that is obtuse, is.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a, den die Achse (5) des Ventilators (4) mit der Senkrechten einschließt, im Bereich von 1° bis 8°, bevorzugt im Bereich von 1° bis 5°, liegt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the angle a, which includes the axis (5) of the fan (4) with the vertical, in the range of 1 ° to 8 °, preferably in the range of 1 ° to 5 °.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Einsprühen von Kaltgas vorgesehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a device for the injection of cold gas is provided.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kaltgasreservoir, insbesondere eine Kaltgasreservoir für verflüssigtes Kaltgas, vorgesehen ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a cold gas reservoir, in particular a cold gas reservoir for liquefied cold gas, is provided.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiger Stickstoff und/oder flüssiges Kohlendioxid zur Erzeugung des Kaltgases vorgesehen ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that liquid nitrogen and / or liquid carbon dioxide is provided for generating the cold gas.
8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Gefrieren und/oder Abkühlen von Lebensmitteln. 8. Use of the device according to one of claims 1 to 7 for freezing and / or cooling food.
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