Die Gefriertrocknung von Heimtierfutter ist das am schnellsten wachsende Segment der Gefriertrocknungsindustrie. Doch ein Umstand wird oft übersehen: Ein Gefriertrockner, der für Erdbeeren eingesetzt wird, stößt auf Probleme, wenn er für Hühnerbrust verwendet wird.
Es ist nicht die Frage, ob das Gerät läuft, sondern dass die Konfiguration des Kältesystems völlig anders ist. Dieser Artikel erläutert, wie ein Gefriertrockner für Heimtierfutter konfiguriert werden sollte, und behandelt die Berechnung der Kaltfallenfläche, die Kompressorauswahl und den Vorgefrierprozess.
Warum die Gefriertrocknung von Heimtierfutter ein anderes Kältesystem erfordert
| Parameter | Obst (Erdbeere) | Heimtierfutter (Hühnerbrust) | Technische Bedeutung |
|---|
| Feuchtigkeitsgehalt | 90–92% | 72–75% | Weniger Gesamtwasser, aber langsamer freigesetzt |
| Eutektischer Punkt | −22 bis −28°C | −15 bis −20°C | Eine tiefere Vorgefriertemperatur ist erforderlich |
| Fettgehalt | <1% | 3–8% | Öldampf verunreinigt die Vakuumpumpe |
| Sublimationsrate | 8–10 kg/m²/h | 4–6 kg/m²/h | Nur die Hälfte im Vergleich zu Obst, daher ist der Zyklus länger |
| Anforderung an die Kaltfallentemperatur | −45 bis −55°C | −55 bis −65°C | Eine tiefere Kaltfalle ist erforderlich |
Der Kernunterschied: Heimtierfutter setzt Wasserdampf nur mit der halben Geschwindigkeit von Obst frei, doch der Gesamtwassergehalt pro Charge ist nicht geringer. [
"Ergänzen Sie das durch Fett verursachte Öldampfproblem, und die Kaltfallen-Temperatur muss um mehr als 10 °C niedriger sein als bei der Gefriertrocknung von Obst und Gemüse.
Berechnung der Kaltfallenfläche
Flächenkoeffizienten-Methode
Kaltfallenfläche = Gefriertrocknungsfläche × Wasseraufnahmeflächenkoeffizient
| Materialtyp | Koeffizientenbereich | Empfohlener Wert |
|---|
| Hähnchenbrust | 0,35–0,45 | 0,40 |
| Rinderleber | 0,40–0,50 | 0,45 |
| Lachs | 0,35–0,45 | 0,40 |
| Mehrsortenmischung | 0,40–0,50 | 0,45 |
Beispiel: 20 m² Gefriertrockner — Hähnchenbrust
- Regalfläche: 20 m²
- Wasseraufnahmeflächenkoeffizient: 0,40 → Kaltfallenfläche: 8,0 m²
- Chargenbeladung: 180 kg Hähnchenbrust (72 % Feuchtigkeit)
- Zu sublimierendes Wasser: 123 kg
- Maximale Wasseraufnahme pro Falle (8 mm Eisdicke): 47 kg
123 > 47, daher ist eine doppelte Kaltfalle mit alternierender Umschaltung zwingend erforderlich. "
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[
"Bei Gefriertrocknern für Heimtierfutter über 10 m² sind Doppelkühlfallen Standard.
Auswahl des Kühlsystems
| Zieltemperatur der Kühlfalle | Kompressortyp | Kältemittel | Geeignetes Modell |
|---|
| −45 bis −50°C | Einstufiger Hubkolbenkompressor | R404A / R507 | CVD-040, CVD-100 |
| −50 bis −55°C | Zweistufiger Hubkolbenkompressor | R404A / R507 | CVD-100, CVD-1000 |
| −55 bis −60°C | Schraubenkompressor + Booster | R404A / R507 | CVD-1000, CVD-2000 |
| −60 bis −65°C | Schraubenkompressor + Kaskade | R404A+R23 | CVD-5000 und größer |
Anforderung an die Kühlleistung des Verdampfers
| Gefriertrocknungsfläche | Spitzen-Dampflast | Verdampferleistung | Auslegungsreserve |
|---|
| 10 m² | 6–8 kW | 10–12 kW | 1,5× |
| 20 m² | 12–16 kW | 18–24 kW | 1,5× |
| 50 m² | 30–40 kW | 45–60 kW | 1,5× |
Vorgefrierprozess nach Fleischart
| Fleisch | Eutektischer Punkt | Zieltemperatur Vorgefrieren | Kühlrate | Schichthöhe |
|---|
| Hähnchenbrust | −15 bis −18°C | −28°C | 0,5°C/min | 15–20 mm |
| Rinderleber | −18 bis −22°C | −30°C | 0,3°C/min | 10–15 mm |
| Lachs | −14 bis −18°C | −28°C | 0,4°C/min | 15–20 mm |
| Rinderherz | −16 bis −20°C | −28°C | 0,4°C/min | 12–18 mm |
Vier Prinzipien des Vorgefrierens
- Vorgefrieren 8–10°C unterhalb des eutektischen Punktes
- Langsames Gefrieren (0,3–0,5°C/min) — größere Eiskristalle und bessere Sublimationskanäle
- Schichthöhe ≤20 mm
- Vorgefrieren durch Hordenkontakt ist 30% schneller als Vorgefrieren durch Luftstrom
Fettmanagement
| Fettgehalt | Verhalten unter Vakuum | Gegenmaßnahme |
|---|
| <3% | Nahezu keine Verflüchtigung | Eine Standard-Kühlfalle ist ausreichend |
| 3–8% | Ein Teil des Öldampfes passiert die Kühlfalle | Ölnebelabscheider einbauen |
| >8% | Starke Verunreinigung des Vakuumpumpenöls | Kühlfalle bei −65°C + Ölnebelabscheider |
Empfohlene Konfiguration nach Kapazität
| Zielkapazität | Empfohlenes Modell | Kühlfalle | Kühlsystem |
|---|
| F&E / Pilot | CVD-100 (1 m²) | −55°C Einzelkühlfalle | Einstufiger Hubkolbenkompressor |
| Kleine Charge | CVD-1000 (10 m²) | −58°C Einzelkühlfalle | Zweistufiger Hubkolbenkompressor |
| Mittlere Charge | CVD-2000 (20 m²) | −60°C Doppelkühlfalle | Schraubenkompressor + Booster |
| Große Charge | CVD-5000 (50 m²) | −65°C Doppelkühlfalle | Schraubenkompressor + Kaskade |
Yuanxian Machinery Engineering Team | www.vacuum-fresh.com
"
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