Chargenbetrieb oder Kontibetrieb: Für die LN2-Schnellgefrierung Kabinett oder Tunnel wählen

Q: "Welches gefriert schneller, LN2-Schnellgefrierkabinett oder Schnellgefriertunnel?"

"Beide haben dieselbe Kältequelle, nämlich die Verdampfungsenthalpie von LN2 mit Luftfeldzirkulation; die Gefriergeschwindigkeit wird durch die Wärmeübertragungsintensität an der Produktoberfläche und die Verweilzeit bestimmt. Der Vorteil des Tunnels liegt darin, dass das Material kontinuierlich auf der Linie läuft und die Verweilzeit in der Kältezone über Netzbandlänge und -geschwindigkeit präzise festgelegt werden kann; Kabinettgeräte kühlen in einem Gehäuse programmgesteuert stufenweise ab und halten die Temperatur. Dünnes Material ist im Kabinett in wenigen Minuten durchgefroren; bei dickerem Material oder hoher Eingangstemperatur, die eine längere Kältezone erfordern, ist eine ausreichend lange Tunnellinie besser geeignet."

Q: "Bei einer Charge von etwa 1 Tonne – Kabinett oder Tunnel?"

"Nach dem Takt entscheiden, nicht nach der Chargenzahl. Wenn diese 1 Tonne auf mehrere Chargen pro Tag verteilt ist und dazwischen andere Sorten laufen, sind Kabinettmodelle wie das Vier-Zonen-Kabinett oder LFC-600 flexibler; wenn stündlich stabil durchgelaufen wird und vor- und nachgelagerte Prozesse nicht stoppen, ist zu prüfen, ob die Netzbandlänge die erforderliche Kälteverweilzeit liefert, die DKN-LFT-Serie ist nach Netzbandmaßen gestaffelt."

Q: "Kann die Tunnellinie kleine Chargen mit vielen Varianten?"

"Ja, aber es erfordert Vorbereitung für das Wechselmanagement. Netzbandgeschwindigkeit und Temperaturprogramme können in mehreren Sätzen gespeichert und beim Wechsel abgerufen werden; Reinigen und Wechseln der Netzbandabschnitte sowie Neubeschickung erfordern ein Anhalten der Linie. Bei hoher Wechselfrequenz übersteigt der Stillstandsverlust irgendwann den Kapazitätsgewinn."

Q: "Was ist neben dem Gerät für eine Tunnellinie noch erforderlich?"

"LN2-Tank und Kälteleitung sind bauseitig; vor Ort sind Anschlussraum für Netzbandein- und -auslauf an vor- und nachgelagerte Prozesse, Abluftleitungen und Sauerstoffkonzentrationsverknüpfung, Bodentragfähigkeit und Reinigungsentwässerung über die gesamte Länge sowie die für die Hubwartung erforderliche Höhe vorzusehen. Diese Punkte sind bereits in der Flächenplanungsphase zu berücksichtigen, was einfacher ist als eine Nachrüstung nach Geräteaufstellung."

Q: "Wie ist die Kapazität von Kabinettgeräten zu schätzen?"

"Die Kapazität von Kabinettgeräten hängt von drei Größen ab: Beladung pro Charge, Gefrierzeit und Be- und Entladezeit. Beim DKN-LFC-300 beispielsweise ist die Gefrierleistung mit 300 kg/h angegeben, tatsächlich variiert sie je nach Produkt und Verpackungsart; je voller die Einzelcharge und je kürzer die Gefrierzeit, desto höher der Ausstoß pro Zeiteinheit, doch die Personalzeit für Be- und Entladung lässt sich nicht einsparen, bei der Schätzung darf nicht nur die Abkühlphase gerechnet werden. Senden Sie Produktform, Chargengewicht, Tagesdurchsatz, Flächenmaße und vorhandene Versorgungsbedingungen – wir erstellen eine Auslegung nach tatsächlichem Betriebszustand: Kunning Cryo kontaktieren Quellen : Kunning Cryo „Grundlagen der LN2-Schnellgefriertechnologie\u0026quot; sowie technische Unterlagen der Modelle DKN-LFC-300 / 600 / 1200, DKN-LFT-0908 / 1206 / 1212 / 1612 (Außenmaße, Arbeitstemperatur, Temperaturgenauigkeit, Temperaturgleichmäßigkeit, Abkühlgeschwindigkeit, Gesamtleistung, LN2-Versorgungsdruck, Kapazität und Geschwindigkeitsmenge, Laufzyklus, Hub- und Ablaufkonstruktion, Einstellung der Sauerstoffkonzentrationsverknüpfung). Die im Text genannten Praxisparameter des LFT-1212 stammen aus den in den technischen Unterlagen dieses Modells dokumentierten Anwendungsaufzeichnungen."

LN2-Schnellgefrierkabinett und LN2-Schnellgefriertunnel sind nicht zwei Varianten desselben Verfahrens. Ersteres beschickt chargenweise, schließt die Tür zum Abkühlen und öffnet sie zur Entnahme – die gesamte Charge wird gemeinsam ein- und ausgebracht; Letzterer führt das Produkt kontinuierlich auf einem Netzband, das Produkt tritt am Einlaufende ein und am Auslaufende aus, die Gefrierzeit wird durch die Bandgeschwindigkeit bestimmt. Die Kosten einer Fehlentscheidung zeigen sich meist erst nach Produktionsbeginn – ein Kabinettgerät an einer kontinuierlichen Linie lässt die vor- und nachgelagerten Prozesse auf Material warten; eine Tunnellinie für viele Varianten in kleinen Chargen erfordert bei jedem Produktwechsel das Reinigen des Netzbands und Anhalten der Linie, die Zeit geht vollständig für Umrüstung verloren.

Die Trennlinie orientiert sich hauptsächlich an drei Punkten: Chargengewicht und Takt, Produktform und Beschickungsart, Fläche und LN2-Versorgungsbedingungen.

I. Zunächst die beiden Betriebsarten unterscheiden

Vergleichspunkt	Chargenbetrieb (Kabinett)	Kontibetrieb (Tunnellinie)
Be- und Entladung	Gesamte Charge auf Gestell/Tabletts, Tür öffnen zum Be- und Entladen	Einzelstücke auf Netzband, kontinuierliches Ein- und Auslaufen
Steuerung der Gefrierzeit	Durch stufenweise Abkühlung und Haltephasen des Steuerprogramms	Durch Netzbandgeschwindigkeit und Tunnellänge
Produktwechsel	Gestell wechseln, Tabletts spülen, Gerät läuft weiter	Netzbandgeschwindigkeit und Temperaturprogramm anpassen
Personal	Beschicken, Wagen schieben, Entnehmen chargenweise	Auflegen am Einlauf, Abnehmen am Auslauf, entlang der Linie
Kapazitätsangabe	kg/Charge oder kg/h	kg/h (aus Beschickungsdichte und Geschwindigkeit berechnet)

Beide Gerätetypen nutzen als Kältequelle die Verdampfungsenthalpie von LN2 mit Luftfeldzirkulation, der Gefriermechanismus ist identisch, der Unterschied liegt darin, wie das Material geführt wird und in welchem Takt.

II. Die Leistungsgrenzen der Kabinettgeräte

Kunning Cryo LN2-Schnellgefrierkabinette (DKN-LFC-Serie) decken vom kleinen Einzelkabinett bis zum großen Vier-Zonen-Kabinett verschiedene Chargengewichte ab:

Position	DKN-LFC-300	DKN-LFC-600	DKN-LFC-1200 (Vier-Zonen)
Außenmaße	1740 × 1730 × 2220 mm	2900 × 1700 × 2450 mm	8730 × 2350 × 2170 mm
Arbeitstemperatur	-150℃ ～ Raumtemperatur	-150℃ ～ Raumtemperatur	-150℃ ～ Raumtemperatur
Temperaturgenauigkeit	±1℃	±1℃	±2℃
Temperaturgleichmäßigkeit	±3℃	±3℃	—
Abkühlgeschwindigkeit	nicht unter 20℃/Minute (Leerlauf)	nicht unter 20℃/Minute (Leerlauf)	≤ 50℃/Minute (Leerlauf, einstellbar)
Gesamtleistung	2.5 kW	5 kW	12 kW
LN2-Versorgung	5-8 bar	5-8 bar	6-8 bar
Beladung/Kapazität	Gefrierleistung 300 kg/h	Kapazität 600 kg/h	Beladung 0～1200 kg/Einzelzone

Parameter entnommen aus den technischen Unterlagen der jeweiligen Modelle; die Kapazität variiert je nach Produkt und Verpackungsart.

Das Gestell des LFC-300 hat eine lichte Höhe von 1600 mm, eine Breite von 605 mm und eine Tiefe von 807 mm, der Standard-Etagenabstand beträgt 75 mm, es können 40 Tabletts 400 × 600 × 25 mm aufgenommen werden. Der Wert dieser kleinen Kabinette liegt im geringen Platzbedarf und niedrigen Anschlusswert (2.5 kW), dünne Produkte sind in wenigen Minuten bis zu einer Viertelstunde durchgefroren, für Chargen von einigen hundert Kilogramm ist keine Produktionslinie erforderlich.

Der LFC-1200 ist ein Vier-Zonen-Aufbau, die vier Zonen können unabhängig temperiert und unabhängig beladen werden, 10 Gestelle, zwei Etagen übereinander. Ein Gerät entspricht vier parallelen Chargenlinien, geeignet für große Chargengewichte bei gleichzeitig unterschiedlichen Programmen je Zone für verschiedene Materialien; der Preis dafür sind 8.7 m Gerätebreite und 12 kW Anschlusswert sowie die weiterhin manuelle oder per Wagen erfolgende Be- und Entladung. Die Taktgrenze von Kabinettgeräten hängt von der Anzahl der Türöffnungen und der Beschickungsgeschwindigkeit ab, dies ist der wesentliche Unterschied zur kontinuierlichen Linie.

III. Wofür sich die Tunnellinie eignet

Die DKN-LFT LN2-Schnellgefriertunnellinie ist eine kontinuierliche Produktionslinie mit Netzband, das gesamte Gerät ist höhenverstellbar:

Position	DKN-LFT-0908	DKN-LFT-1206	DKN-LFT-1212	DKN-LFT-1612
Netzbandmaße	8000 × 900 mm	6000 × 1200 mm	12000 × 1200 mm	12000 × 1600 mm
Außenmaße	8000 × 1750 × 1670 mm	6000 × 2200 × 1750 mm	12000 × 2250 × 1670 mm	12000 × 2700 × 1950 mm
Temperaturgenauigkeit	±2℃	±2℃	±2℃	±2℃
Abkühlgeschwindigkeit	Leerlauf 10℃/Minute	Leerlauf 10℃/Minute	Leerlauf 10℃/Minute	Leerlauf 10℃/Minute
Gesamtleistung	ca. 15 kW	9 kW	18 kW	26 kW
Kapazität/Geschwindigkeitsmenge	—	—	1 m³/Stunde	ca. 1000 kg/h

Parameter entnommen aus den technischen Unterlagen der jeweiligen Modelle. Der Laufzyklus des LFT-1206 vom Einlauf- zum Auslaufende ist auf 6～30 Minuten einstellbar, die Fördergeschwindigkeit wird flexibel nach Produkt festgelegt; die Hubhöhe des Geräts ist auf 550 mm ausgelegt, mit Innenraum 750 mm, was den Teilewechsel und die Wartung erleichtert, der Boden ist als flaches V mit Ablauf ausgeführt, Reinigungsrückstände und Wasser lassen sich leicht abführen. Der LN2-Versorgungsdruck des LFT-1612 ist mit 0.5～0.8 MPa angegeben.

Tunnelförmiges Gehäuse und seitliche Revisionsklappe der LN2-Schnellgefriertunnellinie

Die Netzbandlänge entspricht direkt der verfügbaren Kälteverweilzeit. Ein Praxisbeispiel des LFT-1212 ist Cordyceps-Extrakt: Tabletts 300 × 30 × 30 mm, Anforderung von 50℃ auf eine Kerntemperatur von -50℃, 6 m³ in 6 Stunden, Durchlauf durch den 12-Meter-Tunnel in etwa 30 Minuten. Für Materialien mit größerer Einzeldicke, hoher Eingangstemperatur und niedriger Zieltemperatur ist genau diese lange Kältezone einer langen Linie erforderlich. Hinsichtlich der Produktform läuft die kontinuierliche Linie nur dann reibungslos, wenn das Produkt vereinzelt auf dem Band verteilt werden kann und nicht verklebt (Garnelen, Fischfilets, Teilstücke von Geflügel, Granulat, Teigwaren).

IV. Fläche und Versorgungsbedingungen unterscheiden sich

Bedingung	Kabinett	Tunnellinie
Flächenform	Konzentriert auf einer Fläche, Bedienraum nach Außenmaßen des Kabinetts vorzuhalten	In Längsrichtung ausgelegt, 6～12 m, Ein- und Auslauf müssen an vor- und nachgelagerte Prozesse angebunden werden
Versorgung	LN2-Tank und Kälteleitung (bauseitig)	Wie links, zusätzlich Netzbandspannung, Bandlaufkorrektur und Hubraum für Wartung
Abluft und Sauerstoffkonzentration	Abluft und Sauerstoffkonzentrationsüberwachung erforderlich	Wie links, Sauerstoffkonzentrationsalarm mit LN2-Ventil verknüpft
Boden und Entwässerung	Tragfähigkeit nach Volllastgewicht berechnen, Reinigungsablauf vorsehen	Tragfähigkeit nach Volllastgewicht berechnen, Gefälle und Rinne über die gesamte Länge

Der Einstellwert der Sauerstoffkonzentrationsmessung beträgt bei beiden Gerätetypen 19.5%～21.5%. Am Beispiel des Sicherheitskonzepts des LFT-1612: Das Sauerstoffkonzentrationsmessgerät ist in der Regel auf 18 eingestellt, bei Unterschreitung des Einstellwerts wird das LN2-Ventil abgeschaltet, gleichzeitig die Abluft eingeschaltet, das Gerät gibt optischen und akustischen Alarm und stoppt den Betrieb; bei Ausfall des Abluftventilators stoppt das Gerät unmittelbar. Je größer der LN2-Verbrauch, desto unverzichtbarer diese Verknüpfung.

In Längsrichtung angeordnete Netzband-Ein- und Auslaufabschnitte der LN2-Schnellgefriertunnellinie

V. Drei Entscheidungslinien

Betriebsmerkmal	Empfohlene Richtung
Einzelcharge von einigen hundert Kilogramm bis einigen Tonnen, tägliche Chargenzahl unregelmäßig, häufiger Sortenwechsel	Kabinett (LFC-300 / 600), Produktwechsel nur Gestellwechsel und Tablettspülung
Große Einzelcharge und Zonen mit unterschiedlichen Programmen je Material	Vier-Zonen-Kabinett (LFC-1200)
Stabiler Takt, täglich mehrere Stunden kontinuierlicher Durchlauf, Produkt kann vereinzelt aufgelegt werden	Tunnellinie (LFT-0908 / 1206 / 1212 / 1612)
Größere Einzeldicke, hohe Eingangstemperatur, längere Kälteverweilzeit erforderlich	Tunnel mit langem Netzband (LFT-1212 / 1612)
Knappe Fläche, begrenzte Anschlussleistung	Kabinett, geringe Einzelleistung, konzentrierte Stellfläche

Die Unterschiede der Geräteformen sind auf den Produktseiten LN2-Schnellgefrierkabinett und LN2-Schnellgefriertunnellinie mit den entsprechenden Strukturbeschreibungen dargestellt. Wie zwischen LN2-Kühlung und Kompressorkühlung zu wählen ist, ist eine Frage anderer Dimension, siehe Vergleich von LN2-Schnellgefrierung und mechanischer Schnellgefrierung.

VI. Einige leicht falsch einzuschätzende Situationen

Nur die Stundenkapazität betrachten, nicht die Beschickungsdichte. Netzbandbreite und -länge bestimmen die verfügbare Förderfläche, nicht die Kapazität. Die Kapazität variiert mit Einzelgewicht, Schichthöhe, Eingangstemperatur und Zielkerntemperatur; bei gleichem 1600 mm breitem Netzband sind Garnelen und ganze Fischfilets zwei verschiedene Dinge, es ist nach dem tatsächlichen Produkt zu berechnen.

Nur die Einzelgeräteausstattung betrachten, nicht den Versorgungsaufwand einrechnen. Bei der Tunnellinie sind neben dem Hauptgerät auch die Anbindung der vor- und nachgelagerten Förderung, Abluftleitungen, Sauerstoffkonzentrationsverknüpfung und die längere Bodenbehandlung einzurechnen, LN2-Tank und Kälteleitung sind bauseitig.

Mit Kabinettgeräten den Takt einer kontinuierlichen Linie nachbilden. Die Kapazitätsobergrenze von Kabinettgeräten ist durch die Zykluszeit von Beschicken, Türöffnen und Entnehmen begrenzt; je häufiger die Tür geöffnet wird, desto deutlicher der Kälteverlust und der Personalaufwand. Wenn der Linientakt einen stabilen kontinuierlichen Durchlauf verlangt, führt das erzwingene Nachbilden der Menge mit Kabinettgeräten üblicherweise zu Einbußen bei Personal und Qualitätskonsistenz.

Kleine Chargen mit vielen Varianten der Tunnellinie aufzwingen. Bei der kontinuierlichen Linie erfordert ein Produktwechsel das Anhalten der Linie, Reinigen des Netzbands und Neueinstellen von Geschwindigkeit und Temperaturprogramm; je kleinteiliger die Sorten, desto häufiger die Umstellung. Bei einigen hundert Kilogramm pro Charge und drei bis vier Sortenwechseln pro Tag ist das Kabinett einfacher.

Häufige Fragen

Welches gefriert schneller, LN2-Schnellgefrierkabinett oder Schnellgefriertunnel?

Beide haben dieselbe Kältequelle, nämlich die Verdampfungsenthalpie von LN2 mit Luftfeldzirkulation; die Gefriergeschwindigkeit wird durch die Wärmeübertragungsintensität an der Produktoberfläche und die Verweilzeit bestimmt. Der Vorteil des Tunnels liegt darin, dass das Material kontinuierlich auf der Linie läuft und die Verweilzeit in der Kältezone über Netzbandlänge und -geschwindigkeit präzise festgelegt werden kann; Kabinettgeräte kühlen in einem Gehäuse programmgesteuert stufenweise ab und halten die Temperatur. Dünnes Material ist im Kabinett in wenigen Minuten durchgefroren; bei dickerem Material oder hoher Eingangstemperatur, die eine längere Kältezone erfordern, ist eine ausreichend lange Tunnellinie besser geeignet.

Bei einer Charge von etwa 1 Tonne – Kabinett oder Tunnel?

Nach dem Takt entscheiden, nicht nach der Chargenzahl. Wenn diese 1 Tonne auf mehrere Chargen pro Tag verteilt ist und dazwischen andere Sorten laufen, sind Kabinettmodelle wie das Vier-Zonen-Kabinett oder LFC-600 flexibler; wenn stündlich stabil durchgelaufen wird und vor- und nachgelagerte Prozesse nicht stoppen, ist zu prüfen, ob die Netzbandlänge die erforderliche Kälteverweilzeit liefert, die DKN-LFT-Serie ist nach Netzbandmaßen gestaffelt.

Kann die Tunnellinie kleine Chargen mit vielen Varianten?

Ja, aber es erfordert Vorbereitung für das Wechselmanagement. Netzbandgeschwindigkeit und Temperaturprogramme können in mehreren Sätzen gespeichert und beim Wechsel abgerufen werden; Reinigen und Wechseln der Netzbandabschnitte sowie Neubeschickung erfordern ein Anhalten der Linie. Bei hoher Wechselfrequenz übersteigt der Stillstandsverlust irgendwann den Kapazitätsgewinn.

Was ist neben dem Gerät für eine Tunnellinie noch erforderlich?

LN2-Tank und Kälteleitung sind bauseitig; vor Ort sind Anschlussraum für Netzbandein- und -auslauf an vor- und nachgelagerte Prozesse, Abluftleitungen und Sauerstoffkonzentrationsverknüpfung, Bodentragfähigkeit und Reinigungsentwässerung über die gesamte Länge sowie die für die Hubwartung erforderliche Höhe vorzusehen. Diese Punkte sind bereits in der Flächenplanungsphase zu berücksichtigen, was einfacher ist als eine Nachrüstung nach Geräteaufstellung.

Wie ist die Kapazität von Kabinettgeräten zu schätzen?

Die Kapazität von Kabinettgeräten hängt von drei Größen ab: Beladung pro Charge, Gefrierzeit und Be- und Entladezeit. Beim DKN-LFC-300 beispielsweise ist die Gefrierleistung mit 300 kg/h angegeben, tatsächlich variiert sie je nach Produkt und Verpackungsart; je voller die Einzelcharge und je kürzer die Gefrierzeit, desto höher der Ausstoß pro Zeiteinheit, doch die Personalzeit für Be- und Entladung lässt sich nicht einsparen, bei der Schätzung darf nicht nur die Abkühlphase gerechnet werden.

Senden Sie Produktform, Chargengewicht, Tagesdurchsatz, Flächenmaße und vorhandene Versorgungsbedingungen – wir erstellen eine Auslegung nach tatsächlichem Betriebszustand: Kunning Cryo kontaktieren

Quellen: Kunning Cryo „Grundlagen der LN2-Schnellgefriertechnologie" sowie technische Unterlagen der Modelle DKN-LFC-300 / 600 / 1200, DKN-LFT-0908 / 1206 / 1212 / 1612 (Außenmaße, Arbeitstemperatur, Temperaturgenauigkeit, Temperaturgleichmäßigkeit, Abkühlgeschwindigkeit, Gesamtleistung, LN2-Versorgungsdruck, Kapazität und Geschwindigkeitsmenge, Laufzyklus, Hub- und Ablaufkonstruktion, Einstellung der Sauerstoffkonzentrationsverknüpfung). Die im Text genannten Praxisparameter des LFT-1212 stammen aus den in den technischen Unterlagen dieses Modells dokumentierten Anwendungsaufzeichnungen.