Vom Produzenten zum Verbraucher - Kühlkette mit natürlichen Kältemitteln

(PresseBox) (Frankfurt, ) Die Europäische Union ist der zweitgrößte Markt für Tiefkühlkost weltweit. Der Verbrauch von gekühlten und tiefgefrorenen Waren wächst dort jährlich um mehr als zehn Prozent. Das Managen der großen Lebensmittelmengen ist keine leichte Aufgabe für Produzenten, Lager-Logistiker und Händler, die dafür sorgen, dass die Güter ihr Ziel - den Endkonsumenten - erreichen. Zusätzlich müssen die Unternehmen sicherstellen, dass die Kühlkette bei der leicht verderblichen und beschränkt haltbaren Ware nicht unterbrochen wird. Darüber hinaus arbeiten sie daran, ihren durch Herstellung und Lagerung verursachten "Carbon Footprint" möglichst klein zu halten, um dem Fortschreiten des Treibhauseffektes entgegenzuwirken.

In diesem Zusammenhang kommt der Kühlung von Lebensmitteln mit natürlichen Kältemitteln eine große Bedeutung zu. "Der Einsatz von Ammoniak, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffen kann erheblich dazu beitragen, die Umweltbilanz des eigenen Unternehmens zu verbessern", erklärt Georges Hoeterickx, Vorstandsmitglied von eurammon, der Initiative für natürliche Kältemittel. "Natürliche Kältemittel sind umweltfreundlich, denn sie haben entweder gar kein - wie Ammoniak - oder lediglich ein vernachlässigbar geringes globales Erwärmungspotenzial. Darüber hinaus arbeiten Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln energieeffizient, was sich nicht nur in der CO2-Bilanz positiv widerspiegelt, sondern auch zu geringeren Betriebskosten führt." Nachfolgend zeigen einige Beispiele, wie Unternehmen natürliche Kältemittel einsetzen, um Lebensmittel kühl und frisch zu halten.

Logistikunternehmen reduziert Betriebskosten durch Nutzung natürlicher Kältemittel

Mit über 60.000 Mitarbeitern an 900 Orten in über 100 Ländern ist die Kühne + Nagel Gruppe eines der größten Logistikunternehmen der Welt. Das Distributionszentrum der Gruppe im englischen Wellingsborough übernimmt unter anderem das Supply-Chain-Management gefrorener und gekühlter Waren für führende britische Lebensmittel- und Getränkegroßhändler. Die Kälteprofis von Star Refrigeration entwarfen für die Gruppe eine neue hocheffiziente Kälteanlage mit dem Kältemittel Ammoniak (NH3) und integrierten sie in einer Rekordzeit von nur 23 Wochen in eine bestehende Lagerhalle. Die fertige Komplettlösung versorgt die Kühl- und Tiefkühlbereiche des Lagers, in denen sich unter anderem 17 Verladerampen für LKWs befinden.

Die Kälteanlage hält den Tiefkühlbereich mit einer Leistung von 500 Kilowatt bei -25 °C. Der Pluskühlbereich arbeitet mit einer Temperatur von +2 °C, erreicht durch eine Leistung von 650 Kilowatt. Das System besteht aus einer zweistufigen Ammoniak-Anlage mit Heißgasabtauung der Verdampfer. Als umweltbewusstes natürliches Kältemittel ohne globales Erwärmungs- und Ozonzerstörungspotenzial fiel die Wahl auf NH3. Das System besteht aus einer zweistufigen Ammoniak-Umpumpen-Anlage mit Heißgasabtauung der Verdampfer. Das kompakte und hocheffiziente System umfasst zwei Nieder- und Hochdruckverdichter, ein Hochdruckabscheider und zwei Verdunstungsverflüssiger. Durch die innovative Lösung reduziert Kühne + Nagel die Betriebskosten um rund £ 50.000 pro Jahr, verglichen mit einem herkömmlichen Pumpensystem.

Ganzjährig frisches Obst dank kontrollierter Atmosphäre

Seit über 125 Jahren handelt die Firma Obst Gößl mit Sitz im österreichischen Puch mit Obst. Direkt nach der Ernte lagert der Obstgroßhändler seine Äpfel in "kontrollierter Atmosphäre" ein. Hierfür wird in den Kühlzellen der sogenannten CA-Läger (Controlled Atmosphere) der Sauerstoff-Gehalt reduziert. Gleichzeitig wird der Kohlendioxid-Gehalt heraufgesetzt und die Äpfel bei ein bis zwei Grad Celsius und einer hohen Luftfeuchtigkeit in eine Art Winterschlaf versetzt. Diese Lagertechnik sorgt dafür, dass die Äpfel über das ganze Jahr hinweg "baumfrisch" ausgeliefert werden können.

2009 plante das Unternehmen die Ausweitung seiner Lagerkapazität. Vorgesehen war die Errichtung von drei zusätzlichen CA-Lägern mit einer Grundfläche von jeweils 100 Quadratmetern und einer Höhe von zehn Metern, um die Lagerkapazität in kontrollierter Atmosphäre von bislang 250 Tonnen auf insgesamt 300 Tonnen zu steigern. Außerdem sollte zusätzlich ein neues Hochregallager mit einer Gesamtkapazität von rund 6.000 Großkisten für jeweils 300 Kilogramm Äpfel gebaut werden. Mit der hierfür erforderlichen Erweiterung der bestehenden Kälteversorgung wurde Johnson Controls beauftragt. Die Kälteexperten installierten eine Kompressionskälteanlage mit dem natürlichen Kältemittel Ammoniak (NH3), die 2010 ihren Betrieb aufnahm. Als Kälteträger kommt ein Ethylenglykolwassergemisch zum Einsatz.

Um im Hochregallager eine kontinuierliche Temperatur von ein bis höchstens drei Grad Celsius zu gewährleisten, installierte Johnson Controls eine Sole-Umluftkühlanlage im Bereich der Deckenpaneele des Lagers. Eine Doppellüftungsanlage, bestehend aus zwei unter dem Dach montierten drehzahlgeregelten Ventilatoren, ermöglicht zudem die Freikühlung. Nach einer Ozonierung übernehmen diese Ventilatoren darüber hinaus die Raumfreispülung und saugen die Abluft mittels Unterdruckverfahren aus dem Lager ab. Die Be- und Entladung des Lagers erfolgt mittels vollautomatischer Fördertechnik an sechs Öffnungen des Gebäudes. In diesen Zugangsbereichen verhindern jeweils zusätzliche Torluftschleier den Kaltluftaustritt und tragen damit zur Energieeffizienz der Anlage bei. Die Entwärmung des gesamten Systems erfolgt über zwei adiabate Glykol-Rückkühler, die auf dem Dach des Gebäudes installiert wurden.

Damit die drei neu errichteten CA-Läger unabhängig von einander betrieben werden können, installierte Johnson Controls in jeder Kühlzelle drei Sole-Lüfterkühler mit eigenem Solekreislauf und eigener Solepumpe. Auch im Gangbereich zwischen den Lägern und im Manipulationsbereich vor dem Lager wurden insgesamt acht Sole-Lüfterkühler installiert. Diese halten die Temperaturen konstant auf zwei bis vier Grad Celsius und sorgen damit in allen Bereichen des Lagers für eine ausreichende Kühlung der Äpfel.

Besonders energieeffizient durch Abwärmenutzung - natürlich temperierte Kühlräume für Backwaren

Die Firma Glockenbrot Bäckerei GmbH & Co. oHG produziert Backwaren für rund 1.100 REWE-, Toom- und Pennymärkte im Backwerk Süd in Bergkirchen bei Dachau. Schon bei der Planung des Werkes waren Umweltschutzaspekte und ein durchdachtes Energiekonzept zentrales Anliegen. Aus diesem Grund entschied sich das Unternehmen bei der Kälteanlage für ein NH3/CO2-Kaskadensystem zur Deckung des Plus- und Tiefkühlbedarfs. Der NH3-Verbund kühlt zusätzlich den Kälteträger Temper-20 und Eiswasser. Die Kaltsole dient zur Beaufschlagung der Güntner Luftkühler in den Vorkühlräumen; sie wird im Ammoniak-System durch Plattenwärmeübertrager mit einer Leistung von 700 Kilowatt gekühlt. Die in den Tiefkühlräumen eingesetzten Verdampfer haben eine integrierte Warmsoleabtauung, die die Abwärme der Anlage nutzt und so ihre Energieeffizienz erhöht. Zusätzlich werden Kosten eingespart, die beim Abtauen der Tiefkühlverdampfer und der Luftkühler im Pluskühlkreislauf, beispielsweise bei der Elektro-Abtauung, entstehen würden.

Nicht für diesen Vorgang genutzte Wärme wird mit einem Güntner Rückkühler mit einer Wärmeleistung von 100 Kilowatt abgeführt. Die Warmsole für die Abtauung wird ebenfalls durch den Ölkühler erzeugt. Die Anlage verfügt über sechs Abtauregister á 22 Kilowatt. Insgesamt sind 16 Abtaustellen zu beaufschlagen. Für den entsprechenden Vorgang im Tiefkühlbereich wird Temper-40 Kaltsole verwendet. Der Güntner Ammoniak-Verflüssiger verfügt über acht stufig geregelte und zwei frequenzgeregelte Ventilatoren. Ab der eingestellten minimalen Verflüssigungstemperatur Tc min = 32 °C werden die Ventilatoren in Kombination stufenlos und stufig geregelt.

Supermärkte setzen auf Kühlung mit natürlichen Kältemitteln mit optimierter Teillast und sparen Energie

Die dänische Supermarktkette Fakta arbeitet gemeinsam mit den Anbietern Superkøl und Advansor seit 15 Jahren kontinuierlich daran, die Energieeffizienz der Kälteanlagen in ihren Märkten zu verbessern. Bereits im Jahr 2007 stieg Fakta auf Kohlendioxid als Kältemittel um und installierte bis heute in 61 der insgesamt 378 Märkte transkritische Kälteanlagen. 40 weitere der neuesten Generation mit dem Fokus auf optimierter Teillast folgten bis Ende 2010. Die relativ kleinen Systeme arbeiten mit einer Leistung von 9 Kilowatt im Tief- und 28 Kilowatt im mittleren Temperaturbereich. Heute werden alle Anlagen standardisiert im Fünferverbund geliefert. Sie verfügen über die gleichen Kühlmöbel, Verbundsysteme sowie Gaskühler und arbeiten außerdem mit gleicher Leistung. Lediglich die Art der Installation kann von Ort zu Ort variieren. Alle Anlagen arbeiten mit einem Booster-System mit Gasbypass. Sie bestehen aus zwei Verdichtern für den Pluskühlbereich, darunter einem mit AKD Inverter, sowie zwei Verdichtern für den Tieftemperaturbereich ohne Inverter. Kontrolliert werden sie durch das ADAP-KOOL pack controller System von Danfoss. Ein Regler steuert außerdem den Druck im Gaskühler, so dass das System den optimalen COP erreicht. Gleichzeitig wird der Sammlerdruck mittels eines elektrischen Ventils geregelt. Ein flexibler Kühlstellen- und Überhitzungsregler ermöglicht die Energieoptimierung der kompletten Kühlstelle. Dabei bieten anwendungsspezifische Voreinstellungen eine schnelle Anpassung an verschiedene Kühlmöbel und -räume. Je nach Anwendung kann mehr als ein Verdampfer geregelt werden. In einer Studie über den Energieverbrauch der ersten zehn installierten Anlagen der neuen Generation ergab sich eine Energieeinsparung von rund 10 Prozent gegenüber den H-FKW-Anlagen, die bis 2007 in den Märkten vorherrschten.

Beitrag zum Umweltschutz - auch von zuhause aus

"Anlagen mit natürlichen Kältemitteln beweisen stets aufs Neue ihre Leistungsfähigkeit, denn sie können umweltschonend und zugleich energieeffizient eingesetzt werden, um Lebensmittel kühl und frisch zu halten", so Georges Hoeterickx von eurammon. Auch zu Hause kommen natürliche Kältemittel zum Kühlen von Lebensmitteln längst zum Einsatz: Rund 300 Millionen Kühlschränke verwenden heute Isobutan.

eurammon

eurammon ist eine gemeinsame europäische Initiative von Unternehmen, Institutionen und Einzelpersonen, die sich für den verstärkten Einsatz von natürlichen Kältemitteln engagieren. Als Kompetenzzentrum für die Anwendung natürlicher Kältemittel in der Kältetechnik sieht die Initiative ihre Aufgabe darin, eine Plattform für Informationen und Austausch zu bieten und den Bekanntheitsgrad und die Akzeptanz natürlicher Kältemittel zu erhöhen. Ziel ist es, ihren Einsatz im Interesse einer gesunden Umwelt zu fördern und so nachhaltiges Wirtschaften in der Kältetechnik weiterzuentwickeln. eurammon informiert Fachleute, Politiker und die breite Öffentlichkeit umfassend zu allen Aspekten natürlicher Kältemittel und steht allen Interessierten als kompetenter Ansprechpartner zur Verfügung. Anwendern und Planern von Kälteprojekten stellt eurammon konkrete Projekterfahrung sowie umfangreiches Informationsmaterial zur Verfügung und berät sie zu allen Fragen im Zusammenhang mit Planung, Genehmigung und Betrieb von Kälteanlagen. Die Initiative wurde 1996 gegründet und steht europäischen Unternehmen und Institutionen im Interessenbereich natürlicher Kältemittel, aber auch Einzelpersonen beispielsweise aus Wissenschaft und Forschung offen.

Internetadresse: www.eurammon.com

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