Als der Ersatz eines 20 Jahre alten Tunnelfrosters im Frosta-Werk Lommatzsch anstand, wählte das Unternehmen eine Anlage von GEA.

Die Eigenschaften die sie überzeugt haben GEA Systeme zu wählen waren, unter anderen, ein vollverschweißtes, isoliertes Gehäuse in Modulbauweise und sequentielle Abtauung. Erntefrisches Gemüse kann nun noch schneller verarbeitet werden, denn der Froster bietet mit bis zu 17 Tonnen pro Stunde einen 15 Prozent höheren Durchsatz als seine Vorläufer. Der Produktivitätsgewinn ist sogar noch höher, denn die neue Anlage benötigt nur einen Abtauzyklus pro Woche.

Das Unternehmen Frosta

Frosta-Anlage
Frosta-Anlage in Lommatzsch, Deutschland

Frosta gehört zu den größten Produzenten von Tiefkühlkost in Europa. Seit 1978 hat sich Frosta ausschließlich auf Tiefkühlprodukte spezialisiert. Es ist der Marktführer für gefrorene Fertiggerichte in Deutschland und für tiefgefrorenen Fisch in Polen. Am Anlagenstandort in Sachsen werden rund 40.000 Tonnen Gemüse jährlich verarbeitet. Die größten Mengen entfallen auf Erbsen und Karotten, jeweils etwa 13.000 Tonnen pro Jahr. An dritter und vierter Stelle der Mengentabelle stehen Spinat und grüne Bohnen. Dieser Mix an Gemüsesorten führt dazu, dass von Frühling bis in den November hinein fast kontinuierlich frische Ware zu verarbeiten ist.

Zweistufige Verarbeitung entzerrt den Produktionsablauf

Während Erbsen, Rosenkohl und grüne Bohnen im Ganzen gefroren werden, gelangen Spinat, Weißkohl und Karotten zerkleinert in die Froster. Somit reichen Größe bzw. Gewicht der einzufrierenden Produkte von der zarten Erbse bis zur wenige Millimeter dicken Karottenscheibe. Das Gemüse wird auf zwei parallelen Linien mit Tunnelfrostern gefroren und danach in großen Gebinden abgepackt und in das Zwischenlager befördert. Dort lagert das Gemüse, bis es zur Herstellung der Fertigwaren – diversen kochfertigen Gemüsemischungen – wieder ausgelagert wird. 

Angebotsauswahl aufgrund technischer Merkmale

2016 hat Frosta einen der beiden Tunnelfroster ersetzt. „Dieser Froster war bereits 20 Jahre alt und fiel durch gelegentliche Defekte auf“, berichtet der technische Leiter Michael Huttary. „Wir haben daher 2015 entschieden, ihn zu ersetzen.“ Der neue Tunnelfroster sollte die Kapazität des alten (15 Tonnen Erbsen pro Stunde) übertreffen und seine Betriebsweise sollte sich leicht den verschiedenen Arten von Gemüse anpassen lassen. Die Anforderungen an die neue Anlage und die Auswahl erfolgte durch Frosta selbst. Vier verschiedene Offerten wurden vorgelegt und am Ende haben sie sich für das Angebot von GEA entschieden, denn deren Tunnelfroster verfügt ab Werk über einige Merkmale, die andere Hersteller nicht bieten konnten“, argumentiert er. Der Tunnelfroster wurde 2015 von GEA in enger Abstimmung mit dem Frosta-Team konzipiert, 2016 installiert und in Betrieb genommen.

Neuer Tunnelfroster ab Werk mit isoliertem Boden

Tunnelfroster zur Verarbeitung von Erbsen
Der neue Tunnelfroster verarbeitet bis zu 17 Tonnen Erbsen pro Stunde

Zu den Besonderheiten des neuen Tunnelfrosters von GEA gehört, dass er ein vollverschweißtes, aus Modulen aufgebautes Edelstahlgehäuse besitzt, dessen Wandungen und Boden wärmeisoliert sind. Die einzigartige Modulbauweise erleichtert die Vorfertigung und die Einbringung und Montage. Die Isolierung vermeidet Kältebrücken, so dass eine separate Isolation oder eine Fußbodenheizung zum Schutz des Fundaments nicht erforderlich sind. Eine spezifische Auslegung machte es möglich, den knappen verfügbaren Raum effektiv auszunutzen und die Kapazität gegenüber der alten Anlage um zwei auf 17 Tonnen pro Stunde – immerhin rund 15 % (bei Erbsen) – zu steigern.

Ein weiteres Feature, das Frosta begrüßt, ist die sequentielle Abtauung der Wärmetauscher. Hierbei werden von den zwölf Ventilatoren einzelne außer Betrieb genommen und der entsprechende Wärmetauscher mit Heißgas durchströmt, um ihn von Reif zu befreien. Da bei einem Stillstand der Ventilatoren automatisch die ihm zugeordneten Lüftungsklappen zufallen, hat dieser Abtauprozess quasi keinen Einfluss auf die Temperatur im Inneren des Frosters. Eine n-1-Auslegung in der Crust-Gefrierstrecke und dem Finish stellt sicher, dass die erforderliche Gefrierleistung auch bei einer Abtauung gewährleistet ist. Michael Huttary erklärt hierzu: „Im vorderen Bereich des Frosters, wo das Gemüse noch Feuchtigkeit abgibt, ist diese Abtauung häufiger erforderlich als im hinteren.“

Wärmetauscherdesign für maximale Prozesseffizienz

Wärmetauscherventilatoren
Zur sequentiellen Abtauung werden einzelne Wärmetauscherventilatoren außer Betrieb genommen, um sie mit Heißgas zu durchspülen und den Reifbelag abzutauen

Die Vereisung der Wärmetauscher ist prozessseitig stärker als auf der Seite der Ventilatoren. Damit sich die Lamellen der Wärmetauscher nicht zu schnell zusetzen, ist der Lamellenabstand auf der Prozessseite etwa doppelt so groß. So stellt sich ein optimaler Kompromiss zwischen der Häufigkeit der Abtauzyklen und der Effizienz ein. Engere Lamellenabstände ließen zwar theoretisch einen besseren Wärmeübertrag zu, würden aber schneller zufrieren. Die Folge wären höhere Druckverluste – also ein höherer Stromverbrauch der Ventilatoren – und die Wärmetauscher müssten häufiger enteist werden. Beides würde die Gesamteffizienz des Prozesses schmälern.

Automatische Reinigung nur einmal pro Woche nötig

Der Betrieb des Frosters ist über sechs Tage hinweg ohne Reinigung möglich. Dafür sorgen die automatische sequentielle Abtauung und andere periphere Komponenten wie die kontinuierlichen Bandreinigungsanlagen. Einmal pro Woche wird der Froster komplett abgetaut und gereinigt. Dafür steht ein Zeitfenster von zwölf Stunden zur Verfügung. Die Clean-in-Place-Anlage (CIP) erledigt diese Aufgabe in etwa zehn Stunden. Für den sicheren Austrag der Reinigungsflüssigkeit ist der Boden des Frosters mit einem Gefälle versehen. Beim Wiederanlaufen des Gefrierprozesses ist daher nicht mit Wasseransammlungen am Boden oder einer erhöhten Vereisung der Wärmetauscher zu rechnen.

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