Grundlagen Kalte Flashcards
Besonderheiten beim Kühlen und der Kühllagerung von LM
(Zu beachtende Kriterien)
- konstante Temperatur und Luftfeuchte halten
- Luftfeuchte von ca. 90% (darüber Befall von MO, darunter Austrocknung)
Bei Fleisch: - Vermeidung des “cold-shortenings”
-> zu rasches Abkühlen -> zäher und trockeneres Fleisch
Was ist eine Lagerung unter CA-Bedingungen
+ Folgen
CA-Lagerung = Controlled Atmosphere-Lagerung
-> regulierte Zusammensetzung der Luft
Folgen:
● Beeinflussung der Intensität der Fruchtatmung
● Verzögerung von Reife- und Abbauprozessen (Vitamine und andere sekundäre Pflanzenstoffe)
● Verlängerung der Lagerdauer
● Wärmeproduktion sinkt auf 30%
Möglichkeiten zum Abkühlen von stückigen und flüssigen Gütern
stückige Güter:
- Luft
- Wasser
- Nassluft
- Vakuum
flüssige Güter:
- Luftkühlung
- Eintauchaggregate
- Wärmetauscher
- Tanks mit Kühlmantel
Prinzip von Kalteanlagen
-> Kälte kann nicht erzeugt werden, daher Wärmeentzug und Abtransport
-> Kühlanlage muss ständig Wärme abpumpen, um Temperatur auf gewünschter niedriger Höhe zu halten
-> Schmelzenthalpie des Eises wird zur Kühlung genutzt
Wie funktioniert der Carnot’sche Kreisprozess
- Drosselorgan:
Temperatur des Kältemittels wird verringert durch Volumenerhöhung und der daraus resultierenden Drucksenkung (adiabatischer Vorgang) - Verdampfer:
Das Kältemittel verdampft durch den niedrigen Druck. Die benötigte Verdampfungsenthalpie wird aus dem Inneren des Kühlschrankes gezogen (isothermer Vorgang) - Verdichter:
Volumen wird wieder reduziert, was eine Druck- und Temperaturerhöhung zur Folge hat (adiabatischer Vorgang) - Verflüssiger:
Das Kältemittel kondensiert erneut, das Volumen verringert sich (isothermer Vorgang)
Ziele beim Tiefgefrieren
◼ Verlängerung der Haltbarkeit
◼ Aufkonzentrieren von Lebensmitteln
◼ Versprödung von Lebensmitteln für die Kaltvermahlung
◼ Vorbehandlung für das Gefriertrocknen
◼ Abtöten von Schädlingen
Unterschiede beim Gefrieren: Schnell vs. Langsam
Schnell (tiefes Gefrieren):
● Eisbildung startet im extrazellulär Raum
● Gefolgt von Eisbildung im intrazellulär Raum
● Schnellere Gleichgewichtseinstellung = Viele kleine Eiskristalle über das gesamte Gewebe
Langsam:
- in Zelle -> höhere Konzentration an gelösten Stoffen => niedrigerer Gefrierpunkt = Kristallisation beginnt später
- Wasser friert zuerst -> nicht gefrorene Restlösung wird aufkonzentriert:
● Entstehung großer Eiskristalle im extrazellulären Raum = Deformation
● Osmotischer Druck im extrazellulären Raum steigt
● Wasser diffundiert in Extrazellulärraum
Wie funktioniert der Verdampfer
◼ Kältemittel wird flüssig (eingespritzt) in den gasförmigen Zustand überführt.
◼ Die Verdampfungstemperatur liegt wesentlich unterhalb der Gefriertemperatur von Wasser.
◼ Die Wärme, die das Kältemittel zum Verdampfen benötigt, wird der Kühlstelle entzogen.
◼ Im Nachverdampfer werden Flüssigkeitströpfchen, die durch die Turbulenz des siedenden Kältemittels mitgerissen wurden, verdampft.
◼ Das Kältemittel verlässt den Verdampfer als überhitztes dampfförmiges Kältemittel
◼ Die Wärmeaufnahme im Verdampfer erfolgt durch Konvektion (Wärmedurchgang)
◼ Je gleichmäßiger und wirbelfreier die Strömung der kühlenden Luft ist, desto höher ist die Wärmeübertragung.
◼ Ventilatoren erhöhen die Luftzirkulation.
◼ Luftleitwände sorgen für die richtige Luftführung.
◼ Bei Verdampfern in Flüssigkeitsbehältern sorgen ein Rührwerk und Leitbleche (Schikanen) für einen besseren Wärmeaustausch.
◼ Je kleiner die Oberfläche des Verdampfers ist, desto größer muss die Temperaturdifferenz (Verdampfer-Kühlstelle) werden, um die gewünschte Leistung zu erzielen
Gefrierverfahren
- in Luft
- Gefrieren in Flüssigkeit
- Kontaktgefrieren
Wirkungsweise Verdichter / Kompressoren
◼ Im Verdichter wird das dampfförmige Kältemittel mit niedrigem Druck angesaugt und auf einen höheren Druck adiabatisch verdichtet, so dass seine Temperatur ansteigt.
● Hubkolbenverdichter (werden vorzugsweise eingesetzt)
● Rotationsverdichter
◼ Die angesaugte Masse an Dampf ist von der Dichte abhängig
◼ Bei tiefen Temperaturen herrschen geringere Dampfdrücke und Dampfdichten
Wirkungsweise Verflüssiger
◼ Enthitzungszone: überhitztes gasförmiges Kältemittel wird durch Abführung der Überhitzungswärme auf die Verflüssigungstemperatur abgekühlt
◼ Verflüssigungszone: das Kältemittel wird durch Abführung der verflüssigungswärme bei konstanter Temperatur in den flüssigen Zustand überführt
◼ Unterkühlungszone: das flüssige Kältemittel wird unter die Verflüssigungstemperatur abgekühlt; es wird unterkühlt.
◼ Das Kältemittel verlässt den Verflüssiger im flüssigen Zustand und kann somit wieder im Kältekreislauf benutzt werden.
◼ Ungenügend große Verflüssigungsoberflächen vermindern die Kälteleistung der Gesamtanlage, da der Verdichter gegen einen sehr hohen Druck arbeiten muss
Was ist ein Kältemittel
◼ Das Kältemittel (nicht Kühlmittel!) nimmt im Verdampfer Wärmeenergie auf und gibt sie im Verflüssiger wieder ab.
◼ Der Aggregatzustand des Kältemittels ändert sich ständig:
Flüssig → Dampf und Dampf → Flüssig
