Wenn in der Schnellgefrierhalle ein Problem auftritt, liegt es meist nicht daran, dass niemand die Temperatur misst, sondern daran, dass sich nicht mehr sagen lässt, welches Programm die Charge durchlaufen hat, ob die Kerntemperatur -18℃ erreicht hat und wie oft ein Alarm ausgelöst wurde. Das Gerät liefert Sondenmesswerte und Programmspuren; die produktseitigen Daten kann nur der Mensch erfassen. Passen beide Seiten nicht zusammen, ist keine Rückverfolgbarkeit möglich. Dieser Beitrag ordnet das Thema nach dem Schema „Was zeichnet das Gerät auf, was notiert der Mensch, wie werden beide Aufzeichnungen zusammengeführt".
1. Warum eine einzelne Sonde nicht ausreicht
In der Steuerungsbeschreibung von Stickstoff-Schnellgefriergeräten steht ein oft übersehener Satz: ausgestattet mit Temperatursensoren und Rückmeldesystem für Hauptsteuerung und Überwachung. Im Gehäuse arbeitet nicht nur eine Sonde.
Die Hauptsteuersonde liefert dem Steuerungssystem die Regelgrundlage; der PID regelt nach ihrem Messwert den Öffnungsgrad des Stickstoff-Proportionalventils. Die Überwachungssonde ist ein unabhängiger Rückmeldekanal, deren Messwert ebenfalls ins System eingeht. Beide sind im selben Innenraum montiert; im Normalfall sollten ihre Messwerte nahe beieinanderliegen. Weichen die beiden Messwerte dauerhaft voneinander ab, ist zuerst die Sonde selbst zu verdächtigen – lockere Verkabelung, Wassereintritt in das Schutzrohr, Vereisung und Langzeitdrift gehören zu dieser Kategorie. Bei einem Ein-Sonden-System würde der Regelkreis in einem solchen Fall den fehlerhaften Messwert als Wahrwert weiterregeln; Über- oder Unterfrieren des Produkts bliebe unbemerkt.
Unter der Stickstoffbesprühung ändert sich die Temperatur im Gehäuse sehr schnell; reagiert die Sonde nicht schnell genug, kommt es zum Phänomen, dass -80℃ eingestellt ist, die Anlage aber überschwingt. Zwei Sonden geben der Anlage zumindest eine Möglichkeit zur Kreuzprüfung: Divergieren die Messwerte, zuerst die Linie stoppen und die Sonden prüfen, nicht weiterfahren.
2. Wo die Sonde sitzt und wessen Temperatur sie misst
Die Sondenplatzierung bestimmt die Bedeutung des Messwerts; dies muss in der Aufzeichnung eindeutig vermerkt sein.
Am Beispiel der Kabinengeräte der Baureihe DKN-LFC: Das Schutzrohr des Temperatursensors besteht aus nahtlosem SUS304-Rohr und sitzt mittig an der Innenraumwand des Gehäuses, außerhalb des direkten Besprühungsbereichs mit Stickstoff; es spiegelt die Umlufttemperatur im Innenraum wider. Die Tunnelanlage ist am Einlauf- und Auslaufende jeweils mit einem Sauerstoffgehaltsmessgerät ausgestattet; temperaturseitig ist sie mit einer Hauptsteuer- und einer Überwachungssonde ausgelegt, Platin-Widerstandsthermometer der Genauigkeitsklasse A, Messbereich von 200℃ bis -200℃.
Hier sind zwei Dinge zu unterscheiden:
- Gerätetemperatur ist die Temperatur der Luft oder des Umluftstroms im Innenraum, gemessen von der fest installierten Sonde, verwendet für Temperaturregelung und Alarmierung.
- Produktkerntemperatur ist die Temperatur im geometrischen Zentrum des Guts; sie lässt sich nur mit einer tragbaren Einstichsonde messen, die fest installierte Sonde erfasst sie nicht.
Werden diese beiden Werte in der Aufzeichnung in einer Spalte vermischt, ist die Rückverfolgbarkeit hinfällig. -40℃ im Innenraum bedeutet nicht, dass das Zentrum eines 80 mm dicken Fleischstücks -18℃ erreicht hat – das sind zwei verschiedene physikalische Vorgänge.
3. Die Programmnummer selbst ist bereits eine Aufzeichnung
Kabinengeräte werden über PLC plus Touchscreen gesteuert, können in zehn Schritten abkühlen und halten, mehrere Prozesssätze speichern und per Tastendruck abrufen; nach Programmende erfolgt automatische Alarmierung und Abschaltung. Die Tunnelanlage wird per PLC gesteuert, mit PID-Automatikregelung, stufenlos einstellbarer Bandgeschwindigkeit; der Durchlaufzyklus vom Einlauf- zum Auslaufende ist je nach Modell festgelegt (DKN-LFT-1206: 6～30 Minuten).
Der Wert dieses Systems liegt nicht nur im Bedienkomfort – es fixiert den Prozess in einer referenzierbaren Nummer. Wer in die Aufzeichnung „Programm Nr. 3" schreibt, hat damit festgehalten, wie schnell die Aufheizphase erfolgt, wie lang die Haltephase dauert und ob in der Endphase eine Temperierungszeit vorgesehen ist. Bei Schichtwechsel, Personalwechsel oder einer Überprüfung nach drei Monaten gilt: Solange die Programmnummer übereinstimmt, ist der Prozess identisch. Umgekehrt: Wer die Parameter jedes Mal nach Gefühl einstellt und kein Programm speichert, kann eine gelungene Charge nicht reproduzieren und findet bei Problemen keine Vergleichsbasis.
Bei Tauchkühlmodellen gilt eine andere Aufzeichnungssystematik. DKN-RHV-2000L arbeitet mit konstanter Flüssigkeitstemperatur: Arbeitstemperatur ≤-35℃, Kühlflüssigkeitstemperatur bis -50℃, Regelgenauigkeit ±2℃, Temperaturgleichmäßigkeit der Flüssigkeit ±3℃, Zykluszeit 20～100 Minuten einstellbar, Steuerschrank mit Fernüberwachung. Bei diesen Geräten liegt der Schwerpunkt der Aufzeichnung auf drei Größen: Flüssigkeitstemperatur, Zykluszeit und Kühlflüssigkeitskonzentration.
4. Welche Felder eine brauchbare Chargenaufzeichnung enthalten sollte
| Gruppe | Feld | Warum aufzeichnen |
|---|---|---|
| Charge | Chargennummer, Datum, Schicht, Bediener | Bei Problemen lassen sich Person und Zeitraum eingrenzen |
| Material | Sorte, Stückabmessungen und -gewicht, Einlauftemperatur | Die zwei Hauptvariablen der Gefrierzeit |
| Beladung | Stückzahl, Lagen oder Schütthöhe, Gestellnummer | Ändert sich die Beladung, ändert sich der Prozess |
| Prozess | Programmnummer und Schrittlängen, Anfangs-/Endmesswerte Stickstoff bzw. Flüssigkeitstemperatur | Hauptgrundlage zur Reproduktion des Ablaufs |
| Ergebnis | Kerntemperatur bei Auslauf, Temperatur am Abweichungspunkt, Auslaufzeit | Kernnachweis der Konformitätsbewertung |
| Abweichung | Alarminhalt und -zeitpunkt, Maßnahme, Person der Rückstellung | Ein nicht rückgestellter Alarm ist wie nicht erfolgt |
Von den sechs Gruppen werden Beladung und Abweichung häufig ausgelassen. Bei der Beladung wird nach „passt schon rein" aufgefüllt – Tablettabstände, Lagenhöhe und Schütthöhe geraten außer Kontrolle; Alarme werden quittiert und weitergefahren, die Aufzeichnung bleibt lückenlos sauber – solche Aufzeichnungen halten einer Prüfung nicht stand. Zum Einfluss von Tablettbelegung und Beladungsdichte auf die Gefrierzeit siehe die Übersicht in Wie Tablettbelegung und Beladungsdichte festgelegt werden.
5. Wie die Ergebnisseite gemessen werden muss, damit sie zählt
Für die Auslaufbewertung zählt ausschließlich, ob die Kerntemperatur unter -18℃ liegt – nicht die Oberfläche, nicht die Vereisung, nicht der Zeitplan. Drei Vorgehensweisen:
- Die Sonde bis zum geometrischen Zentrum einstechen. Bei großen Stücken erreicht die Oberfläche die Temperatur viel schneller als das Zentrum; wer zu flach einsticht, misst die Randschichttemperatur.
- Einen Abweichungspunkt ergänzen. In Türnähe, in der unteren Lage und nahe dem Rückluftanschluss sind die Temperaturunterschiede größer; ist dieser Punkt konform, lässt sich die gesamte Charge besser beurteilen. Bei Kabinengeräten liegt die Temperaturgleichmäßigkeit im Bereich von ±3℃; für Tunnel- und Tauchkühlmodelle gelten gesonderte Angaben von ±2℃ Regelgenauigkeit und ±3℃ Temperaturgleichmäßigkeit der Flüssigkeit – bei der Bewertung ist dieser Spielraum zu berücksichtigen.
- Pro Charge mindestens drei Stück stichprobenartig messen, Messwert und Einstichtiefe dokumentieren, damit bei einer Nachprüfung durch eine andere Person eine Grundlage besteht. Infrarot-Thermometer messen nur die Oberfläche und dürfen nicht für die Auslaufbewertung verwendet werden.
Ein weiterer oft übersehener Punkt: Die Sonde selbst muss kalibriert werden. Nach der betrieblichen Messgeräteordnung sind Intervalle festzulegen und Kalibrierdatum sowie Abweichungswert zu dokumentieren; nach Sondentausch, Sturz oder Wassereintritt ist eine erneute Kalibrierung vor der Verwendung erforderlich. Ist der Kalibrierstatus in der Aufzeichnung nicht ersichtlich, ist der Aussagewert aller vorherigen Daten eingeschränkt.
6. Wie beide Aufzeichnungen zusammengeführt werden
Die geräteseitigen Daten sind kontinuierlich und automatisch, die produktseitigen diskret und manuell. Die Bildung einer durchgängigen Rückverfolgbarkeitskette ist nicht kompliziert:
- Bei Chargenbeginn Programmnummer und Beladungsmenge in die Chargenaufzeichnung eintragen;
- Vor dem Auslauf die Kerntemperatur messen und eintragen, in derselben Zeile mit der Programmnummer verknüpft;
- Den Zeitpunkt eines Alarms in die Abweichungsspalte schreiben und mit der Alarmaufzeichnung des Geräts abgleichen;
- Am Schichtende die Anzahl der Chargennummern mit der Anzahl der Betriebsaufzeichnungen des Geräts abgleichen.
Diese abschließende Abstimmung ist recht nützlich. Stimmen die Zahlen nicht überein, wurde eine Charge nicht erfasst oder ein Lauf nicht registriert – das fällt noch am selben Tag auf, ohne dass erst bei Kundenbeschwerden oder vor einem Audit nachgesehen werden muss.
Häufige Fragen
Das Gerät hat zwei Temperatursonden – ist das eine redundante Auslegung, bei der ein Ausfall die Produktion nicht beeinträchtigt?
Es ist keine einfache Redundanz. Die Hauptsteuersonde liefert die Regelgrundlage, die Überwachungssonde die unabhängige Rückmeldung; divergieren beide dauerhaft, kann eine von ihnen ungenau sein – wird dann weitergefahren, regelt die Temperaturführung nach einem fehlerhaften Messwert. Bei divergierenden Messwerten die Linie stoppen und den Sondenzustand prüfen – das ist wirtschaftlicher als weiterzuproduzieren.
Der Bildschirm zeigt -40℃ im Innenraum – kann das als „Produkt ist durchgefroren" gelten?
Nein. Die Innenraumtemperatur ist die Temperatur des Umluftstroms; ob das Produkt durchgefroren ist, zeigt sich an der Temperatur im geometrischen Zentrum. Bei dicken Stücken ist der Weg von der Oberfläche zum Zentrum ein Wärmeleitungsprozess – die Randschicht hat die Temperatur längst erreicht, das Zentrum kann noch zehn Grad oder mehr entfernt sein. Vor dem Auslauf mit der Einstichsonde die Kerntemperatur messen – das ist ein eigener Schritt.
Die Programmnummer auf Papier reicht doch – warum muss sie auch im Gerät gespeichert sein?
Die Programmnummer auf Papier belegt nur, welcher Satz angewendet werden sollte; die Programmaufzeichnung im Gerät belegt, wie tatsächlich gefahren wurde. Bei Personalwechsel, Überprüfung nach Monaten oder Chargenstreitigkeiten braucht man die kontinuierliche Spur auf der Geräteseite. Beides aufbewahren, damit es sich gegenseitig bestätigt.
Ein Alarm wurde ausgelöst und zurückgestellt – muss das in die Aufzeichnung?
Ja. Ein Alarm ist der direkte Nachweis einer Prozessabweichung; nur mit Alarminhalt, Zeitpunkt, Maßnahme und Person der Rückstellung lässt sich beurteilen, ob die Charge betroffen war. Wer nur Ergebnisse ohne Alarme aufzeichnet, unterbricht die Rückverfolgbarkeitskette.
Sind die Aufzeichnungsschwerpunkte bei Tauchkühl-Schnellkühlern dieselben wie bei Stickstoffgeräten?
Nein. Bei Stickstoffgeräten werden Programmschrittlängen und Besprühungsverlauf aufgezeichnet, bei Tauchkühlmodellen Flüssigkeitstemperatur, Zykluszeit und Kühlflüssigkeitskonzentration. Die Flüssigkeitstemperatur wird im Bereich ≤-35℃ gehalten, die Zykluszeit auf 20～100 Minuten eingestellt, die Konzentration nach Online-Messergebnis ergänzt – ändert sich eine dieser drei Größen, ändert sich das Gefrierergebnis; die Aufzeichnung folgt diesen drei Größen.
Senden Sie uns Sorte, Stückabmessungen, Stundenleistung und Zielkerntemperatur; wir schlagen eine Linien- und Programmplanung nach Beladung und Takt vor und listen die vor Ort zu erfassenden Felder auf. Für Rückfragen kontaktieren Sie uns. Relevante Modelle finden Sie unter Stickstoff-Schnellgefrierkabinett, Stickstoff-Schnellgefriertunnel und Tauchkühl-Schnellkühler.