Eiswasserkühlung in Molkereien

Einsatz unserer effizienten BUCO Einwasseranlagen in Molkereibetrieben

Unsere Eiswasseranlagen sind effizienter als die marktgängigen Rohrschlangen-Eiswasser-Anlagen. Wenn bei den alten, existenten Rohrschlangen-Eiswasser-Anlagen auch nur mit T0= -12°C gearbeitet wurde, kann man mit demselben Kompressor und einer Direktkühlung mittels Rieselfilmkühler bei T0= -2°C etwa 30% mehr Leistung aus dem Kompressor herausholen. Der Energieverbrauch der Kompressormotoren steigt aber nur um 5% an. Deshalb können häufig die vorhandenen Motoren weiter verwendet werden. Lediglich die heute überwiegend eingesetzten Verdunstungskondensatoren müssen vergrößert werden.

In Molkereien wird die erste Behandlung der Milch (d.h. Vorerhitzung, Pasteurisierung usw.) überwiegend mit Plattenwärmetauschern durchgeführt. Anschließend finden 2 Kühlphasen statt. Dabei wird die erste Stufe mit normalem Stadtwasser, die zweite mit Eiswasser durchgeführt. Vielfach wurden in der Vergangenheit für die Eiswasseranlagen Rohrschlangensysteme eingetaucht in einen Behälter mit Wasser als Eisspeicher eingesetzt. Die gesamte Tagesleistung wurde in Eis an den Rohren gespeichert und bei Bedarf abgetaut. Lastspitzen der Molkereiprodukte werden damit abgefangen. Heutzutage sieht der Ablaufprozess in einer Molkerei anders aus. Es gibt üblicherweise eine konstante Grundlast über 24 Stunden dazu eine oder 2 längere Betriebsphasen mit hohem Leistungsbedarf. Rohrschlangen-Flächeneisspeicher haben den Nachteil des großen Raumbedarfes, der niedrigen Verdampfungstemperatur (T0= 10°C bis T0= -15°C) und des großen Kältemittelinhaltes. Die Wärmedurchgangszahl (K-Wert) dieser Anlagen ist sehr niedrig und vermindert sich weiter, je dicker die Eisschicht am Rohr anwächst.

Hersteller von Plattenwärmetauchern verkaufen als Vorteil Ihrer Anlagen Ihre höheren Verdampfungstemperaturen (0°C) mit kleineren Temperaturdifferenzen zwischen Eiswasser und Verdampfungstemperaturen. Jedoch kommt es gerade bei verschmutztem Prozesswasser in diesen geschlossenen Apparaten immer wieder zu Problemen von Eisbildungen in den Kanalumlenkungen der Plattenwärmetauscher. Aus Erfahrung weiß man über den Verschmutzungsgrad von Molkereiprozesswasser in den meisten Anlagen, gerade wenn diese älter sind. Ein hoher Regelungsaufwand mit Hilfe von Durchflusswächtern und Heißgaseinspritzung machen das System komplex und anfällig für einen dauerhaft sicheren Betrieb, um die Einfriergefahr der Plattenwärmetauscher auszuschließen bzw. zu minimieren.

In Schritten der Optimierung von Eiswasseranlagen konzipiert man heute eine Kombination aus Direktkühlung und Eisspeicherung in einer Anlage. Eine Kombination aus Direktkühlung mittels Rieselfilmkühler und Eiserzeugung mittels Eissilo ist eine bewährte und energieeffizientere Lösung. Je nach Platzverhältnissen vor Ort können sowohl Rechtecksbehälter als auch zylindrische Silos mit kleiner Grundfläche verwendet werden Eine Alternativkombination aus Direktkühlung mittels Rieselfilmkühler und Eiserzeugung mittels Eisspeicher ist ebenfalls eine bewährte und energieeffizientere Lösung, indem auf bestehende Eisspeicher ein Rieslfilmkühler als Vorkühler zur Kapazitätserweiterung der Eiswasseranlage aufgebaut wird. Den Hauptteil des Lastprofiles (kWh je Stunde über den Tag von 24 Stunden) arbeitet stufenweise der zu- und abgeschaltete Rieselfilmkühler energetisch günstiger ab. Nur die Lastspitzen werden mit dem Eisspeicher respektive Eissilo erbracht, der ebenfalls günstiger betrieben wird (T0= -8°C) als ein herkömmlicher Rohrschlangeneisspeicher (T0= -10°C bis -15°C).

Vorteil der BUCO-Rieselfilmkühler, -Eisspeicher und -Eissilos ist die offene und zur Reinigung zugängliche Bauart, dabei lebensmittelgerecht komplett aus Edelstahl. Es müssen keine Dichtungen getauscht werden, wie bei Plattenwärmetauschern und sollte es trotzdem zu unvorhersehbaren Regelungsschwankungen der Kälteanlage kommen, friert Eis an den Buco-Verdampfern an, welcher im Regelbetrieb dann wieder abtaut, ohne die Verdampfer mechanisch zu zerstören.  Auch Verschmutzungen haben keinen gravierenden Einfluss mit erhöhtem Risiko der mechanischen Zerstörung wie bei dem Einsatz von Plattenwärmetauschern.

Fazit

Werden herkömmliche Rohrschlangenanlagen größerer Leistung leicht mit Kältemittelvolumen von 4-5 to NH3 im Umlauf betrieben, kann dieses Volumen bei Umrüstung auf BUCO Eiswasseranlagen erfahrungsgemäß um bis zu 80% reduziert werden. Zuzüglich können die Energiekosten der in den Rohrschlangenanlagen installierten Rührwerken ebenfalls um 70% gesenkt werden.

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Dabei greift man zurück auf fertigungstechnische Erkenntnisse und Berechnungen, welche innerhalb der letzten 100 Jahre erarbeitet wurden und weiterhin stetig optimiert werden.

In der Wahrnehmung unserer Kunden steht ein Bucoprodukt für:

Technical and process-oriented consulting
Thermodynamic efficiency
Quality and longevity