Cryogenie, die Kälte für die Lebensmittelindustrie

Wird unsere Atemluft sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt, verlässt sie den gasförmigen Aggregatzustand und geht in den flüssigen Zustand über. Diese Flüssigkeit nennt man flüssige Luft oder auf Französisch «Air Liquide». Luft ist ein Gasgemisch aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon und enthält in Spuren weitere Gase. Durch Destillation der verflüssigten Luft ist es uns möglich, diese in ihre Komponenten zu trennen. Wir erhalten flüssigen Stickstoff, flüssigen Sauerstoff und flüssiges Argon mit sehr tiefen Temperaturen.

Flüssiger Stickstoff und flüssiges Kohlendioxid sind die in der Lebensmittelindustrie eingesetzten cryogenen Gase. Bei atmosphärischem Druck hat flüssiger Stickstoff eine Temperatur von –196 °C.

Kohlendioxid hingegen existiert in seinem flüssigen Aggregatzustand nur bei einem Druck von mehr als 5,18 bar. Wird unter Druck verflüssigtes Kohlendioxid gegen atmosphärischen Druck entspannt, entsteht zu etwa gleichen Teilen Trockeneis und gasförmiges Kohlendioxid mit einer Temperatur von –78,5 °C.

Cryogene Frosteranlagen können bis zu einer Temperatur von rund -120 °C betrieben werden, Anlagen mit integriertem Tauchbad mit flüssigem Stickstoff sogar bis -196 °C. Dadurch sind höchstmögliche Gefriergeschwindigkeiten möglich. Dank den tiefen Frostertemperaturen ergeben sich wesentliche Vorteile.

Optimale Qualität der Produkte

Bei langsamen Tiefkühlverfahren entstehen Eiskristalle von beträchtlicher Grösse. Die grossen Kristalle befinden sich sowohl im Innern der Zellen wie auch zwischen diesen und schädigen damit die Zell- und Gewebestruktur der Lebensmittel. Durch die hohen Gefriergeschwindigkeiten beim cryogenen Frosten bilden sich viele sehr kleine Kristalle, welche die Zellstruktur des Lebensmittels minimal beeinträchtigen. Die Qualität des Lebensmittels ist auch nach dem Auftauen optimal erhalten und vermindert das Auftauwasser (Drip Loss) auf ein Minimum.

Geringer Wasserverlust

Ein geringerer Wasserverlust ergibt sich nicht nur durch weniger Auftauwasser. Auch beim Frosten selbst verlieren die Produkte Wasser. Durch die mit Ventilatoren erzeugte Konvektion in Frosteranlagen verdampft Wasser an der Oberfläche der Produkte. Mit den tiefen Temperaturen in cryogenen Frostern wird die Oberfläche schnellstens gefroren und der Wasserverlust wird auf ein Minimum reduziert.

Platzsparend und flexibel

Cryogene Anlagen werden mit Temperaturen zwischen +5 °C und –196 °C betrieben. Die Verweilzeit des Produktes in der Anlage liegt zwischen wenigen Sekunden und ca. einer Stunde. Dank der hohen Kälteleistung kann die gewünschte Betriebstemperatur innerhalb kürzester Zeit erreicht werden. Die cryogenen Anlagen sind platzsparend und flexibel. Sie können leicht in Produktionsprozesse integriert werden. Kapazitätssteigerungen bestehender Produktionslinien sind mit geringem Aufwand zu erreichen. Durch den hohen Spielraum bei der Einstellung der Betriebsparameter lassen sich verschiedene Produkte mit derselben Anlage optimal gefrieren und/oder kühlen.

Steigerung der Leistungsfähigkeit durch Kombination von cryogener und mechanischer Kälte

Eine interessante Variante ist die Kombination von cryogener und mechanischer Kälte. Die Vorzüge beider Kältetechnologien werden genutzt und ergeben ein optimales Verhältnis zwischen Qualität, Kosten und Leistungsfähigkeit. Die Leistung bestehender mechanischer Anlagen kann mit cryogener Kälte erhöht werden. Hohe Investitionen in eine neue und grössere mechanische Gefrieranlage können so vermieden werden.

Mit dem Cryo Tunnel CFP ergeben sich auch technologische Vorteile. Mit dem Froster können Oberflächen so stabilisiert werden, dass diese im anschliessenden mechanischen Spiralfroster durchgefrostet werden können. Beispielsweise marinierte Produkte, welche das Drahtgitterband eines Spiralfrosters verschmutzen. Auch unerwünschte Bandabdrücke durch das Drahtgitterband des Spiralfrosters können vermieden werden.

Die richtige Anlage für Ihre cryogenen Anwendungen

Neben klassischen Frosteranlagen wie Tunnelfroster, Spiralfroster und Schrankfroster können wir weitere Anlagen für Ihre spezifische Anwendung anbieten.

Die zum Einsatz kommenden cryogenen Anwendungen:

• Schockfrosten
• IQF-Gefrieren
• Coaten von Lebensmitteln
• Kühlen nach dem Kochprozess
• Härten und Stabilisieren von Oberflächen
• Kühlen von Misch- und Knetprozessen
• Kristallisieren und Granulieren von Flüssigkeiten und Fetten
• Gefrieren von Saucen zu Pellets

Im Bild ein Tunnelfroster, je nach Anwendung bieten wir verschiedene Anlagen an

Unsere Ingenieure verstehen Sie

Die Ingenieure von Carbagas und Air Liquide beherrschen ihr Metier. Sie sind Ihre Partner und helfen Ihnen dabei:

• Ihre Herstellungsprozesse zu analysieren, um gemeinsam Lösungen für Kühl- und Gefrieraufgaben in Ihrer Produktion zu erarbeiten
• Versuche vor Ort mit Pilot-Material zu organisieren
• Ihr Gasversorgungssystem zu dimensionieren
• Ihnen eine Gesamtlösung zu offerieren

Sie haben sich für eine Cryo-Anlage entschieden. Unsere Ingenieure und Techniker sind für Sie da, um:

• Die Installation und Inbetriebnahme der Anlage zu koordinieren und zu realisieren
• Ihre Gasversorgung zu installieren
• Ihr Personal auszubilden
• Die Feineinstellung der Betriebsparameter an Ihre Produktion anzupassen, damit Sie wirtschaftlich optimale Kühl- und Gefrierresultate erzielen.

Unsere Ingenieure bleiben dran, um:

• Die Einstellungen der Anlagen zu überprüfen, um das beste Gefrierresultat mit dem geringsten Verbrauch an Stickstoff zu gewährleisten
• Ihnen weiterhin beratend zur Seite zu stehen und weitere Innovationen mit Ihnen zu entwickeln