90 ℃ heiße Speisen in ≤20 Minuten auf 10 ℃ gekühlt: Zweistufige Wassereinfangkonfiguration von Vakuum-Schnellkühlern in einer indonesischen Lebensmittelfabrik

Die Kühlung heißer Speisen und die Vorkühlung von Obst und Gemüse sind zwei verschiedene Dinge. Obst und Gemüse werden nach der Ernte von Umgebungstemperatur heruntergekühlt, während heiße Speisen von einer hohen Temperatur von 90 ℃ heruntergekühlt werden. Eine Charge geschmortes Fleisch oder ein Tablett gegarter Speisen trägt beim Austritt eine große Menge fühlbarer und latenter Wärme mit sich, und die Kühlgeschwindigkeit bestimmt direkt, wie lange sie gelagert und wie weit sie transportiert werden kann.

Dieses Projekt befindet sich in Indonesien, und es macht die „Kühlung heißer Speisen" zu einem Prozessschritt, der auf der Produktionslinie getaktet werden kann: eine einzelne Charge von 1.000 kg gegarter Speisen, gekühlt von 90 ℃ auf 10 ℃, mit einem Zyklus innerhalb von 20 Minuten.

Projekthintergrund

Der Kunde ist ein lebensmittelverarbeitendes Unternehmen in Indonesien, das geschmortes Fleisch, gegarte Speisen und Fast-Food-Produkte herstellt, wobei die spezifische Wärmekapazität des Materials mit 3,6 kJ/(kg·K) berechnet wird. Die Ausgabetemperatur der Produktionslinie liegt bei etwa 90 ℃, und nach der Ausgabe muss die gesamte Charge schnell und gleichmäßig auf 10 ℃ gekühlt werden, bevor sie in die nachfolgenden Prozesse gelangt.

Indonesien hat ein tropisches Klima, und das Schema wird auf Basis einer Feuchtkugeltemperatur von 28 ℃ berechnet. Die gesamte Linie ist mit 34 Einheiten der Klasse CVF-1000 (Stufe mit 1.000 kg pro Charge) Vakuum-Schnellkühlern ausgestattet und verwendet die Form eines zweistufigen Wassereinfangs plus zentraler Flüssigkeitsversorgung. Das Schema wurde im Juni 2026 finalisiert.

Herausforderungen am Standort

Die erste ist die heiße und feuchte Umgebung. Bei einer Feuchtkugeltemperatur von 28 ℃ liegt das Wasser, das der Kühlturm liefern kann, im Bereich von 32/37 ℃. Diese Wassertemperatur gegenüber dem heißen, feuchten Wasserdampf in der Kammer macht es für einen einstufigen Wassereinfang schwierig, den gesamten Wasserdampf in einem Durchgang einzufangen. Der verbleibende Wasserdampf fällt vollständig an die Vakuumpumpe, was den Zyklus verlängert und ihn instabil macht.

Die zweite ist, dass die Wärmelast sich auf den Zeitraum konzentriert, in dem die Kammer geöffnet wird. Wenn Material mit 90 ℃ erstmals in die Kammer gelangt, ist die Verdampfung am intensivsten, und das momentane Wasserdampfvolumen ist am größten. Wenn eine einzelne große Maschine auf Basis der maximalen Last über den gesamten Zyklus ausgewählt wird, läuft diese Maschine den größten Teil des Zyklus im Leerlauf bei geringer Last.

Die dritte ist der Linientakt. Die 34 Einheiten müssen kontinuierlich gemäß dem Takt der Produktionslinie laufen. Wenn Kühlwasser, Sekundärkältemittel und Vakuum jeweils mit einem eigenen Satz pro Einheit ausgestattet wären, würden der Maschinenraum und die Verrohrung aus dem Ruder laufen; zentrale Flüssigkeitsversorgung und zentrale Überwachung sind die Voraussetzungen dafür, dass dieses Schema umgesetzt werden kann.

Schema und Konfiguration

Das Schema ist mit 34 Einheiten der Klasse CVF-1000 Vakuum-Schnellkühlern konfiguriert. Jede Einheit hat einen primären Wasserfänger, der an Wasser mit Normaltemperatur angeschlossen ist, und einen sekundären Wasserfänger, der an -5 ℃ Calciumchlorid (CaCl₂) Sekundärkältemittel angeschlossen ist, wobei die beiden Stufen in Reihe geschaltet sind und eine zentrale Flüssigkeitsversorgung erfolgt.

Position	Konfiguration
Gerätemodell	CVF-1000 (Kapazitätsstufe 1.000 kg/Charge)
Verarbeitungskapazität pro Charge	1.000 kg/Einheit (Auslegungsmaximum fünf Wagen 60 Tabletts × 20 kg = 1.200 kg)
Verarbeitungszeit pro Zyklus	≤ 20 Minuten
Kühlbereich	90 ℃ → 10 ℃
Verdampfte Wassermenge	6~10 %/Charge (Wert der Quelldatei, einschließlich latenter und fühlbarer Wärme)
Wärmelast des primären Wasserfängers	220 kW/Einheit
Wärmelast des sekundären Wasserfängers	45 kW/Einheit
Kältekompressor	Hanbell RC-2 Schraubenkompressor, Kälteleistung 255 kW (@ -10/40 ℃), Leistungsaufnahme 70 kW
Vakuumpumpe	Wasserringpumpe 300 m³/h (11 kW) + Drehschieberpumpe 300 m³/h (7,5 kW, eins in Betrieb, eins in Reserve)
Kondensationsseite des primären Wassereinfangs	Wasser mit Normaltemperatur, 32/37 ℃ Gegenstrom-Kühlturmversorgung
Sekundärkältemittel des sekundären Wassereinfangs	-5 ℃ CaCl₂-Lösung (25 % Konzentration, 0 ℃ Rücklauf)
Spezifikationen der Vakuumkammer	Volumen 6,8 m³ (Innenmaße 1,0 × 3,4 × 2,0 m), Edelstahl 304, Doppelschiebetüren
Gesamte Linie und Steuerung	34 Einheiten als kompletter Satz, einschließlich zentraler Überwachung
Umsetzung und Gewährleistung	18-Wochen-Umsetzungsplan; 12 Monate Gewährleistung

Das System fährt eine zweistufige Route: Nachdem der Materialwagen in die Vakuumkammer geschoben und die Türen abgedichtet wurden, evakuiert die Wasserringpumpe die Kammer zunächst auf 10 kPa. In dieser Stufe ist das Wasserdampfvolumen groß und die Temperatur hoch; die Wasserringpumpe ist beständig gegen hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit, sodass sie zuerst den größten Teil des Wasserdampfs abführt. Nachdem der Druck abgefallen ist, wird die Drehschieberpumpe gestartet, und gleichzeitig wird das Kühlwasserventil des primären Wasserfängers geöffnet, sodass der primäre Wasserfänger mit Wasser von Normaltemperatur zunächst eine große Menge Wasserdampf zu Wasser kondensiert. Sobald die primäre Austrittstemperatur unter 40 ℃ fällt, wird auf das Sekundärkältemittel umgeschaltet, das den verbleibenden Wasserdampf mit geringer Last einfängt und weiter pumpt, bis die Kerntemperatur des Materials 10 ℃ erreicht.

Der Vorteil der Trennung von primärer und sekundärer Stufe liegt hier: Die große Last in der Hochtemperaturstufe wird von der Stufe mit Wasser von Normaltemperatur getragen, die eine große Wärmeaustauschfläche und geringe Anforderungen an die Wassertemperatur hat; nur die kleine verbleibende Last in der Niedertemperaturstufe wird dem -5 ℃ Sekundärkältemittel übergeben, und die sekundäre Stufe benötigt nur 45 kW Kälteleistung. Das gesamte Kältesystem ist mit 220 kW plus 45 kW ausgelegt, anstatt eine große Maschine zu verwenden, die den gesamten Weg von 90 ℃ bis 10 ℃ abdeckt—der Investitionsaufwand für die Ausrüstung ist gering, und die Betriebslast entspricht auch besser der Prozesskurve.

Der Wasserfänger ist die Voraussetzung für diesen Prozess. Wenn Wasserdampf nicht in der Kammer zu Wasser kondensiert wird, kann der Druck nicht aufrechterhalten werden, und der Zyklus wird weiter ansteigen; die Kälteleistung muss auch kontinuierlich durch das Kältesystem aus der Ausrüstung abgeführt werden, andernfalls sättigt der Wasserfänger selbst. Die Aufgabe der Vakuumpumpe besteht hier darin, nicht kondensierbare Gase abzuziehen und den Druck auf dem der Endpunkttemperatur entsprechenden Niveau zu halten. Für das komplette Produkt und gängige Konfigurationen von Vakuum-Schnellkühlern für Lebensmittel siehe die Produktseite Vakuum-Schnellkühler für Lebensmittel.

Leistungsdaten

Gemäß der Schema-Konfiguration sind die Kernindikatoren dieses Systems auf der Projektseite:

• Verarbeitungskapazität pro Charge: 1.000 kg/Einheit, Auslegungsmaximum 1.200 kg (fünf Wagen 60 Tabletts × 20 kg);
• Verarbeitungszeit pro Zyklus: ≤ 20 Minuten;
• Kühlbereich: 90 ℃ → 10 ℃;
• Verdampfte Wassermenge: 6~10 %/Charge (Wert der Quelldatei, einschließlich latenter und fühlbarer Wärme);
• Vakuumkammer: 6,8 m³, Edelstahl 304 Doppelschiebetüren, 34 Einheiten als kompletter Satz, einschließlich zentraler Überwachung.

Der gesamte Kühlprozess wird in einer abgedichteten Vakuumkammer abgeschlossen, ohne Kontakt mit Außenluft. Die gleiche Materialcharge ist von Anfang bis Ende gleichmäßig, ohne manuelles Wenden. Die Kammer verwendet Edelstahl 304 Doppelschiebetüren, und die Materialwagen werden als ganze Chargen ein- und ausgefahren, sodass die Bedienlast auf der Seite der Produktionslinie sich auf die Phase des Ein- und Ausfahrens der Wagen konzentriert.

Hinweis: Diese Projektfallkarte erfasst nicht separat den Wasserverlustraten-Indikator oder punktuelle Messwerte der Materialeintrittstemperatur; die Eintrittstemperatur wird als die in der Quelldatei erfassten heißen Speisen 90 ℃ angenommen; das Endvakuum der Vakuumkammer, die Wasserverlustrate pro Einheit und die endgültige Anzahl der Ausrüstungseinheiten unterliegen dem Auftragsbestätigungsdokument.

Zusammenfassung

Das wirklich Schwierige an der Schnellkühlung heißer Speisen ist nicht „die Temperatur herunterzubringen", sondern „jede Charge gemäß Takt und auf denselben Endpunkt herunterzubringen". In einer tropischen Umgebung mit 28 ℃ Feuchtkugel, 90 ℃ Hochtemperatur-Eintrittsmaterial und einem 34-Einheiten-Linientakt wird jede einstufige Konfiguration an jedem Punkt des Prozesses an Effizienz verlieren. Durch die Aufteilung des Wassereinfangs in zwei Stufen—Wasser mit Normaltemperatur und -5 ℃ Sekundärkältemittel—und die Gestaltung der Flüssigkeitsversorgung als zentralen Maschinenraum kann dieses Schema 1.000 kg gegarte Speisen innerhalb von 20 Minuten von 90 ℃ auf 10 ℃ bringen.

Wenn auch in Ihrer Produktionslinie heiße Speisen nach der Ausgabe auf Kühlung warten, können Sie uns das Gewicht pro Charge, die Ausgabetemperatur, die Zielendtemperatur und die Anzahl der Chargen pro Schicht senden, und wir führen Konfigurationsberechnungen auf Basis der tatsächlichen Betriebsbedingungen durch. Für ähnliche Fälle der Schnellkühlung in Lebensmittelfabriken und der Vorkühlung am Ursprungsort siehe unsere Kundenfallsammlung; für konkrete Konfigurationsgespräche kontaktieren Sie uns.