Kälte- und Temperaturregelsysteme spielen eine Schlüsselrolle bei der Bekämpfung von Mikroorganismen und der Verlängerung der Haltbarkeit vieler Lebensmittel. Kryogene Kältemittel wie flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid (CO2) werden in der Fleisch- und Geflügelindustrie häufig eingesetzt, da sie die Lebensmitteltemperatur während der Verarbeitung, Lagerung und des Transports schnell und effektiv senken und halten können. Kohlendioxid war aufgrund seiner größeren Vielseitigkeit und Verwendung in mehr Kältesystemen traditionell das bevorzugte Kältemittel, doch flüssiger Stickstoff hat in den letzten Jahren an Popularität gewonnen.
Stickstoff wird aus der Luft gewonnen und ist mit etwa 78 % der Hauptbestandteil. Eine Luftzerlegungsanlage (ASU) saugt Luft aus der Atmosphäre auf und trennt die Luftmoleküle anschließend durch Kühlung und Fraktionierung in Stickstoff, Sauerstoff und Argon. Der Stickstoff wird anschließend verflüssigt und in speziell entwickelten Kryotanks beim Kunden vor Ort bei -196 °C und 2–4 bar (ü) gelagert. Da die Hauptquelle für Stickstoff Luft und nicht andere industrielle Produktionsprozesse sind, sind Versorgungsunterbrechungen weniger wahrscheinlich. Im Gegensatz zu CO2 liegt Stickstoff nur als Flüssigkeit oder Gas vor, was seine Vielseitigkeit einschränkt, da er keine feste Phase aufweist. Sobald das Lebensmittel in direkten Kontakt kommt, überträgt der flüssige Stickstoff seine Kühlkraft auf das Lebensmittel, sodass es rückstandsfrei gekühlt oder eingefroren werden kann.
Die Wahl des verwendeten Kältemittels hängt in erster Linie von der Art der kryogenen Anwendung sowie der Verfügbarkeit einer Quelle und dem Preis von flüssigem Stickstoff oder CO2 ab, da dies letztendlich die Kosten der Lebensmittelkühlung direkt beeinflusst. Viele Lebensmittelunternehmen betrachten mittlerweile auch ihren CO2-Fußabdruck, um zu verstehen, wie diese Faktoren ihre Entscheidungsfindung beeinflussen. Weitere Kostenaspekte umfassen die Kapitalkosten für kryogene Anlagenlösungen und die erforderliche Infrastruktur zur Isolierung kryogener Rohrleitungsnetze, Abgassysteme und Sicherheitsraumüberwachungsgeräte. Die Umstellung einer bestehenden kryogenen Anlage von einem Kältemittel auf ein anderes verursacht zusätzliche Kosten, da neben dem Austausch der Sicherheitsraum-Steuereinheit, um sie mit dem verwendeten Kältemittel kompatibel zu machen, oft auch die kryogenen Rohrleitungen geändert werden müssen, um den Anforderungen an Druck, Durchfluss und Isolierung zu entsprechen. Auch eine Modernisierung des Abgassystems hinsichtlich eines größeren Rohrdurchmessers und einer größeren Gebläseleistung kann erforderlich sein. Die Gesamtkosten der Umstellung müssen im Einzelfall bewertet werden, um die wirtschaftliche Machbarkeit zu ermitteln.
Die Verwendung von flüssigem Stickstoff oder CO2 ist in der Lebensmittelindustrie heute weit verbreitet, da viele Kryotunnel und Ejektoren von Air Liquide für den Einsatz mit beiden Kältemitteln ausgelegt sind. Infolge der globalen COVID-Pandemie hat sich die Marktverfügbarkeit von CO2 jedoch geändert, hauptsächlich aufgrund veränderter Ethanolquellen. Daher interessiert sich die Lebensmittelindustrie zunehmend für Alternativen, wie beispielsweise eine mögliche Umstellung auf flüssigen Stickstoff.
Für Kühl- und Temperaturregelungsanwendungen im Misch-/Rührwerksbetrieb hat das Unternehmen den CRYO INJECTOR-CB3 so konzipiert, dass er problemlos in OEM-Geräte aller Marken, ob neu oder vorhanden, nachgerüstet werden kann. Der CRYO INJECTOR-CB3 lässt sich durch einfachen Austausch des Injektoreinsatzes am Mischer/Rührwerk problemlos von CO2- auf Stickstoffbetrieb und umgekehrt umstellen. Der CRYO INJECTOR-CB3 ist aufgrund seiner beeindruckenden Kühlleistung, seines hygienischen Designs und seiner Gesamtleistung die erste Wahl, insbesondere für internationale Armaturenhersteller. Der Injektor lässt sich zudem zur Reinigung leicht zerlegen und wieder zusammenbauen.
Bei CO2-Mangel können CO2-Trockeneisgeräte wie Kombi-/Mobilkühler, Schneeecken, Pelletmühlen usw. nicht auf Flüssigstickstoff umgestellt werden. Daher muss eine andere kryogene Lösung in Betracht gezogen werden, was oft zu einem anderen Prozesslayout führt. Die Lebensmittelexperten von ALTEC bewerten dann die aktuellen Prozess- und Fertigungsparameter des Kunden, um eine alternative kryogene Anlage mit Flüssigstickstoff zu empfehlen.
So hat das Unternehmen beispielsweise die Möglichkeit, die Kombination aus Trockeneis, CO2 und tragbarem Kühler durch den CRYO TUNNEL-FP1 mit flüssigem Stickstoff zu ersetzen, umfassend getestet. Der CRYO TUNNEL-FP1 bietet die gleiche Fähigkeit, große Stücke heißen, entbeinten Fleisches durch einen einfachen Umbau effizient zu kühlen und lässt sich daher problemlos in eine Produktionslinie integrieren. Darüber hinaus verfügt der hygienisch konzipierte CRYO TUNNEL-FP1 Kryotunnel über die notwendige Produktfreiheit und ein verbessertes Fördersystem für diese großen und schweren Produkte, was bei vielen anderen Kryotunneln schlichtweg fehlt.
Ob Sie sich Sorgen um Produktqualität, mangelnde Produktionskapazität, CO2-Versorgung oder die Reduzierung Ihres CO2-Fußabdrucks machen – das Lebensmitteltechnikerteam von Air Liquide berät Sie gerne zu den optimalen Kältemitteln und Kryotechniklösungen für Ihren Betrieb. Unser breites Sortiment an Kryotechnik ist auf Hygiene und Betriebssicherheit ausgelegt. Viele Lösungen von Air Liquide lassen sich problemlos von einem Kältemittel auf ein anderes umstellen, um die Kosten und den Aufwand für den Austausch bestehender Kryotechnik in der Zukunft zu minimieren.
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Veröffentlichungszeit: 13. April 2023