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Transportkühlung für verpackte und unverpackte Lebensmittel

CO2-Schnee sorgt für Kälte im Container
Transportkühlung für verpackte und unverpackte Lebensmittel

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Die Anforderungen an die Kühlkette sind für die gesamte Wertschöpfungskette der Lebensmittelindustrie relevant. Air Liquide und TKT haben ein besonders effizientes Verfahren für die Transportkühlung von verpackten und unverpackten Produkten entwickelt: CO2-Schnee in Kühlcontainern mit bedarfsgerechter Dosierung. Das Carobofresh-CTS-System ermöglicht eine Transportzeit von bis zu 24 Stunden und kann optional auch gasdicht zum Produktraum genutzt werden.

Die Kühlung während des Lebensmitteltransports kann schnell eine entscheidende Größe im Kostengefüge der beteiligten Unternehmen darstellen und den Preis in die Höhe treiben. Um dem zu begegnen, haben Air Liquide und TKT, ein Hersteller von Thermobehältern, unter dem Namen Carbofresh ein Verfahren für die Transportkühlung entwickelt. Es stellt umweltschonend, sicher und sehr effizient Trockeneisschnee zur Kühlung in Kühlcontainern, sogenannten Isotainern, bereit und dosiert ihn bedarfsgerecht. CO2-Schnee bietet im direkten Vergleich zum oft verwendeten Trockeneis entscheidende Vorteile: Die maximale Oberfläche der Schneepartikel sorgt für eine schnelle Sublimation sowie einen raschen Übertritt der Kälteenergie.

Kühlung von bis zu 24 Stunden

Die TKT-Thermobehälter des Carbofresh-CTS-Systems (CTS = Cyro Trans Snow) mit integriertem Trockeneisfach gewährleisten eine konstante Transportkühlung der Produkte, vom Warenausgang bis hin zur Verräumung im Wareneingang. Auch bei einer längeren Transportzeit von bis zu 24 Stunden bleiben die Temperaturen von Fleisch-, Tiefkühl-, Molkerei- oder Frischeprodukten konstant. Auch für Convenience-Produkte eignet sich das Carbofresh-CTS-System. Es ist die einzige Kühltechnik, die die Vorteile von CO2 nutzt und optional auch gasdicht zum Produktraum verwendet werden kann.

Aus einem Kilogramm unter Druck stehendem, flüssigem CO2 entstehen bei der Entspannung unter 5,18 bar ca. 48 Gew.-% Trockeneis und ebenfalls 52 Gew.-% CO2 in Gasform. Das Carbofresh-CTS-System eignet sich daher auch für die Transportkühlung unverpackter, fragiler Lebensmittel wie Erdbeeren, Pilze oder Salat.

Schutz vor eindringender Wärme

Das System basiert im Wesentlichen auf vier Komponenten: Kühleinschub, TKT-Thermobehälter, Befüllstation und Steuerung. Fest montiert im Thermobehälter befindet sich der Kühleinschub. Hier wird das flüssige CO2 in Trockeneisschnee umgewandelt. Mittels Schnellanschluss wird der Füllkopf angedockt und durch eine Edelstahlgaze tritt das Kaltgas in den Thermobehälter. Auf der unteren Seite des Kühleinschubs ist eine Isolierbarriere aus Kunststoff montiert, die verhindert, dass die Kälte direkt auf die Transportware herabfällt und sie stattdessen zu den Wänden des Thermobehälters lenkt.

Der Isotainer bietet Schutz vor eindringender Wärme und mechanischen Einflüssen. Um die Produkte bestmöglich zu kühlen und sowohl eine zu starke Erwärmung als auch ein Anfrieren zu verhindern, erfolgt eine gleichmäßige Kaltgaszirkulation im Inneren des Behälters. Die Sublimation des Trockeneisschnees wird durch die von außen eintretende Wärmemenge beeinflusst. Gemeinsam mit dem Kühleinschub bildet der Isotainer also ein passiv selbstregulierendes System.

Der Thermobehälter wird an der Befüllstation mit der exakt benötigten Menge an Kühlmittel versorgt. Das System hat den CO2-Anschluss auf der Rückseite des Isotainers, durch die Rückwand hindurch. Das bedeutet, dass nicht wie bei den herkömmlichen Systemen die Tür geöffnet werden muss, um dem Mitarbeiter das Andocken einer Befülleinheit zu ermöglichen. Das entstehende CO2-Gas wird auch nur durch diese Öffnung punktgenau abgesaugt, sodass der Mitarbeiter keinen Kontakt mit dem CO2 hat. Es entstehen keine Gas- oder Nebelwolken und es erfolgt keine Kondensation an umliegenden Anlagen – ein großes Plus in Puncto Sicherheit und Energieeffizienz.

Energieeinsparungen möglich

Bei herkömmlichen Systemen für die Transportkühlung erfolgt die Eindüsung des flüssigen CO2 in eine Art Kassette. Das entstehende Gas wird an die Umgebung abgegeben – also meist an den Produktions- oder Arbeitsraum. Dies erfordert eine aufwendige Raumluftabsaugung, um die Anreicherung mit CO2 aus Sicherheitsgründen einzudämmen. Nicht selten sind hier Lüfterleistungen von bis zu 6000 m³/h notwendig. Ebenfalls müssen bei diesen Systemen die Türen der Isotainer offen sein. Dies bedeutet, dass zum Einhalten der Kühlkette die Kühlmittel- bzw. die CO2-Schneeversorgung im Kühlraum stattfinden sollte, damit wärmere Außentemperaturen das Produkt nicht beeinflussen. Erfolgt die Kühlmittelzugabe nicht im gekühlten Raum und die Tür wird geöffnet, wirkt sich dies direkt auf die Qualität der Kühlkette und somit auf das Produkt aus.

All dies führt zu einem erheblichen Energie- und somit auch Kostenaufwand, da durch die Raumluftabsaugung die aufwendig konditionierte Raumluft abgesaugt wird. Beim Carbofresh-CTS-System ist der Aufstellungsort dagegen frei wählbar. Die Messdaten der Produkte an verschiedenen Stellen im Isotainer zeigen auch bei 24-stündigen Transporten eine konstante Kühltemperatur der Produkte – selbst bei schwankenden Außentemperaturen. Durch das Verfahren ergeben sich erhebliche Einsparungen, wie diese Beispielrechnung zeigt: In einem Tiefkühllagerhaus mit typischen Temperaturen um die -20 °C bei Außentemperaturen von 30 °C im Sommer ergeben sich Kühlleistungen von 65 kWh. Demgegenüber stehen 5,5 kWh beim Carbofresh-CTS-System.

Berechnung des CO2-Verbrauchs

Auf Grundlage des bereits etablierten Carbofresh-Berechnungssystems wird dem Kunden die berechnete CO2-Menge für die Transportkühlung zur Verfügung gestellt. Entscheidend für die Berechnung sind folgende Parameter: die Solltemperatur der Ware, die Außentemperatur (inklusive Vorhersage der nächsten 24 Stunden), die Transportzeit, Wartezeiten, Vorhaltezeiten der Kühlung, z. B. zwischen dem Abladen des Isotainers und dem Verräumen der Ware, tagesgenaue Temperaturen z. B. im Lager sowie Füllgrad und Größe des Isotainers.

Schnittstelle entscheidend

Ein wichtiges Element des Systems ist die standardisierte Schnittstelle, mittels der die Befülleinheit mit dem Warenwirtschaftssystem des Anwenders kommuniziert. Über eine entsprechende Syntax werden die spezifischen Daten für jeden einzelnen Isotainer und deren Transport erfasst und exakt die Trockeneismenge berechnet, die für diese Tour erforderlich ist. Optional kann in das System auch die Erkennung des Operators bzw. Kommissionierers durch das Scannen seines Batches integriert werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dem Isotainer eine Tour zuzuweisen, um Doppelbefüllungen zu vermeiden. Fehlbedienungen sind so weitgehend ausgeschlossen. Außerdem werden bei diesem System für die Transportkühlung sämtliche Anforderungen nach HACCP erfüllt: Nach der Befüllung werden Informationen wie die Befüllzeit und die Befüllmenge über die gleiche Schnittstelle an das Warenwirtschaftssystem zurückgegeben. Dadurch sind die Rückverfolgbarkeit und die Nachvollziehbarkeit etwaiger Abweichungen in der Transportkette gewährleistet.

Air Liquide Deutschland GmbH, Krefeld


Autor: Marcel Brouns

Department Manager
Industrial,

Air Liquide

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