Gefriertechnik für die fleischverarbeitende Industrie

Die CDS Hackner GmbH in Crailsheim produziert und veredelt seit Generationen Naturdärme und Schlachtnebenprodukte von Rind, Schwein und Schaf. Darüber hinaus bietet CDS seinen Kunden umfassende Lösungen im Bereich der Tiefkühllogistik und übernimmt als Systempartner für Gefrierdienstleistungen das Frosten, Bearbeiten oder Verpacken von Lebensmitteln aller Art. Basis hierfür ist eine moderne Produktions- und Gefriertechnik, die es dem weltweit operierenden Unternehmen ermöglicht, schnell auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren. Deshalb entschloss sich CDS, die Kühl- und Lagerkapazitäten am Hauptsitz in Crailsheim zu erweitern und die bestehende Ammoniak-Kälteanlage mit Solesystem auszubauen.

Mit der Umsetzung der geplanten Kälteanlagen bei der CDS Hackner GmbH wurde die Johnson Controls Systems & Service GmbH (www.johnsoncontrols.de) beauftragt, die das bestehende System demontierte und in drei Bauabschnitten in den Jahren 2002, 2006 und 2009 eine der modernsten Industriekälteanlage im deutschsprachigen Raum installierte.

Zweistufige Ammoniak-Kälteanlage

Die Basis des hocheffizienten Kältesystems bildet eine zweistufige Schraubenkompressionskälteanlage, bei der Ammoniak mit einer Füllmenge von ca. 4800 kg zum Einsatz kommt. Die Niederdruckseite des NH₃-Systems versorgt ein Tiefkühllager sowie zwei Schockfroster und 15 Horizontalplattenfroster mit einer Vorlauftemperatur von -42 °C. Damit ist CDS in der Lage, wöchentlich bis zu 1500 t Lebensmittelprodukte von Rind und Schwein unter technisch und hygienisch optimalen Bedingungen zu frosten. Die erforderliche Kälteenergie stellen zwei Booster-Schraubenverdichteraggregate vom Typ „SAB 87“ mit einer Leistung von insgesamt 950 kW zur Verfügung. Die Hochdruckseite der NH₃-Kälteanlage ist mit drei Sabroe-Schraubenverdichteraggregaten „SAB 85“ ausgestattet. Mit einer Leistung von jeweils 1318 kW stellen diese die Kälteenergie sowohl für die Niederdruckseite der Anlage, als auch für eine CO₂-Kaskadenstufe zur Verfügung. Zudem versorgen die drei Verdichter einen Sole- bzw. einen Glykolkreislauf mit insgesamt 390 kW Kälteleistung. Angeschlossene Lüfterkühler in den Bearbeitungs- und Verpackungsräumen sowie an der Laderampe sorgen für konstante Temperaturen von +4 °C.

Kohlendioxid-Kaskade ermöglicht schnelle und effiziente Frostung

In der CO₂-Kaskadenstufe des Kältesystems zirkulieren ca. 1800 kg Kohlendioxid. Zwei CO₂-Kaskadenwärmetauschersysteme versorgen zehn Hochleistungsschockfrosträume sowie zwei Tiefkühllager mit einer Vorlauftemperatur von -44 °C. Dort lagern Fleisch und Innereien sowie Fruchtsaftkonzentrate und weitere Lebensmittelprodukte bei -22 °C. Die Lagerkapazität wurde mit dem letzten Abschnitt auf 16 000 Paletten-Stellplätze erweitert und auch die Schockkapazitäten wurden auf insgesamt 3600 Paletten pro Woche ausgebaut. Die erforderliche Kühlleistung wird durch vier Sabroe-Hochdruckkolbenverdichter „HPC 106S“ mit einer Gesamtleistung von 1800 kW sichergestellt. Die Verdichter sind mit Frequenzumformern ausgerüstet, sodass in jedem Betriebspunkt die größtmögliche Effizienz sichergestellt ist. Zudem rüsteten die Kälteexperten von Johnson Controls die Verdampfer im CO₂-System mit elektronischen Expansionsventilen aus, um eine möglichst geringe Überhitzung zu erzielen und so den Wirkungsgrad der Verdampfer zu optimieren.

Wärmerückgewinnung sorgt für Energie- und Kosteneinsparung

Für zusätzliche Energieeinsparung sorgt eine Hochdruckwärmepumpe. Diese nutzt die Wärmeenergie aus der Überhitzung des Kältemittels für die Brauchwassererwärmung des Betriebs. Anstatt die überschüssige Wärme über drei Verdunstungskondensatoren an die Umgebung abzugeben, erzeugt der Kolbenverdichter des Typs „Sabroe HPO28“ ein Temperaturniveau von 70 °C.

„Unternehmen wie CDS Hackner müssen bei der Verarbeitung und Lagerung ihrer Produkte konstante und reibungslose Kühlprozesse gewährleisten. Gleichzeitig wird für die Reinigung der Produktionsstätten täglich heißes Wasser benötigt“, erklärt Projektmanager Detlef A. Lukas von der Johnson Controls Systems & Service GmbH. „Für einen solchen Betrieb bringt die Nutzung der Abwärme von Kälteanlagen erhebliche Vorteile mit sich. Sie führt nicht nur zu niedrigen Energiekosten, sondern senkt außerdem den Anteil der Kohlendioxidemissionen, was dem nachhaltige Umweltgedanken der CDS Hackner GmbH entgegenkommt.“

Darüber hinaus kann die überschüssige Wärmeenergie des Ammoniaksystems auch für Abtauprozesse genutzt werden. Hierfür wurden einige Schockfrosträume so ausgerüstet, dass sie auch als Auftauräume eingesetzt werden können. Dabei stellt eine computergesteuerte Mess- und Regeltechnik ein schonendes Auftauen der Lebensmittelprodukte auf eine vorab festgelegte Fixtemperatur sicher. Über den Auftauprozess werden permanent Raum- und Produkttemperatur überwacht und ausgewertet. Die dort installierten Verdampfer wurden mit einem zweiten Rohrsystem ausgestattet und können während der Abtau- und Auftauphase mit NH₃-Heißgas versorgt werden. Dies führt zu weiteren Energieeinsparungen.