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Gefriertrockung: Vierstufige Kaskade stellt Temperaturen von -70 bis +85°C bereit

Anspruchsvolle Anlagentechnik

Bei der NaProFood GmbH & Co. KG in Bruckberg arbeitet eine Kälteanlage, die weltweit einzigartig sein dürfte. Vier Kältekreisläufe mit vier verschiedenen Kältemitteln sind kaskadenartig verbunden und stellen Temperaturen von -70 bis +85°C bereit.

Die NaProFood GmbH & Co. KG hat sich auf das (Gefrier-)Trocknen von hochwertigen Lebensmitteln und pharmazeutischen Grundstoffen spezialisiert. Ihre Anlagen und Verfahren kommen zum Einsatz, wenn mit konventionellen Trocknungsmethoden keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden bzw. wenn hochwertige Produkte besonders schonend getrocknet werden sollen. Immer mehr Kunden, vor allem aus der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie, nutzen dieses Angebot. Die Gefriertrocknungsanlagen, die im neuen Werk in Bruckberg zum Einsatz kommen, werden individuell entwickelt. Die Kältetechnik hat einen großen Anteil an der Anlagentechnik, weil das Gefriergut während des Prozesses exakt temperiert werden muss.

Kälte und Wärme in verschiedenen Temperaturbereichen


Im Auftrag des Generalunternehmers entwickelte L&R Kältetechnik eine Kälteanlage mit zwei Kältekreisläufen. Die beiden Tieftemperatur-Kälteanlagen mit den Kältemitteln R 507 und R 23 liefern Prozesskälte sowohl für die Kühlschlangen im so genannten Eiskondensator, in dem das aus dem Prozess ausgeschleppte Wasser kondensiert, als auch für den parallel dazu geschalteten Plattenwärmetauscher des Produktkammerkreislaufs. Dort zirkuliert ein Thermalöl durch plattenartige Kühl- bzw. Heizelemente, die direkt unter den Trays angeordnet sind, in denen sich das Trocknungsgut befindet. Je nachdem ob dem Prozess während der Trocknung Wärme entzogen oder Wärme zugeführt werden muss, wird das Thermalöl vom Wärmetauscher der Kälteanlage abgekühlt oder von einem zweiten Wärmetauscher erwärmt. Der entstehende Wasserdampf wird von der Vakuumpumpe in den Eiskondensator gesaugt und dort zu Eis kondensiert und festgehalten.

Zwei leistungsgeregelte Kälteanlagen – verbunden mit Wärmerückgewinnung


In der Tieftemperaturstufe der Anlage ist ein frequenzgeregelter Kompressor installiert, da der Kältebedarf im Verlauf der Trocknung kontinuierlich sinkt. Im letzten Drittel des Trocknungsprozesses wird die Kälteanlage zeitweise sogar ganz abgeschaltet und die

Kältepuffer-Kapazität des Eiskondensators ausgenutzt. Das Ab- und Zuschalten der Käl- teanlage regelt ein in die SPS integrierter Algorithmus, der den Kondensationsbedarf prognostizieren kann. Das spart Energie.

Eine weitere Besonderheit der Thermoprozesstechnik von NaProFood besteht darin, dass die in das Kältemittel eingetragene Wärme für die Wärmegewinnung verwendet wird. Die Wärmepumpen, die die beiden Kreisläufe versorgen und mit den Kältemitteln R 134a und R 236fa befüllt sind, stellen so große Wärmemengen bereit, dass NaProFood im Normalbetrieb mehr als 80% seines thermischen Prozessenergiebedarfs decken kann.

Eine einmalige (Kälte-)Anlage

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hier eine einmalige Thermoprozess-Anlage einen faszinierenden verfahrenstechnischen Prozess unterstützt. Vier Kältekreisläufe mit vier unterschiedlichen Wärmeübertragungsmitteln stellen Kälte und Wärme im Bereich von -70 bis +85°C bereit. Sie sind in einen hochkomplexen Gesamtprozess integriert worden, der auch weitere Energien wie z.B. die Kompressorabwärme einbezieht. Die von L&R Kältetechnik im eigenen Hause entwickelte und programmierte Steuerungstechnik sorgt für eine sehr präzise Temperaturführung auf allen Temperaturniveaus.

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