Kurzzeiterhitzung

Die Kurzzeiterhitzung (KZE) ist eine bewährte Methode zur Haltbarmachung von Milch, Fruchtsäften, Bier etc.. Eine KZE besteht im wesentlichen aus 3 Plattenwärmetauschern, die meistens auf einem Rahmen montiert sind, sowie einer Heißhaltestrecke. Bei der Kurzzeiterhitzung wird die Flüssigkeit auf eine Temperatur von ca. 70 - 80 °C erhitzt, und einige Sekunden auf dieser Temperatur gehalten. Die Heißhaltestrecke ist ein Stück Rohrleitung, das durchströmt wird. Je nach Länge der Rohrleitung und der Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich wie lange die Temperatur gehalten wird, bevor die Flüssigkeit wieder abgekühlt wird.

Sigmatherm-Kurzzeiterhitzungsanlage in einem Technikum

Im Bild ist ein Schema für eine KZE für das Beispiel Bier dargestellt:

Die Darstellung erfolgt mittels Symbolen nach EN ISO 10628 für die Verfahrensbilder.

Die Einzelnen Prozessschritte sind im Fließbild mit Zahlen gekennzeichnet. Im weiteren Text werden die gekennzeichneten Prozesse chronologisch erläutert.

Tabellarische Darstellung der Prozesse

1 Pumpsystem
2 Wärmerückgewinnung mittels Plattenwärmetauscher
3 Überdruckerzeugung zur Lebensmittelsicherheit
4 Erhitzung des Produktes
4.1 Erzeugung des Wärmestroms
5 Heißhaltestrecke
6 Wärmerückgewinnung mittels Plattenwärmetauscher
7 Kühlung des Produktes
7.1 Erzeugung des Kältesstroms
8 Lagertank
9 Pumpsystem

Erläuterung der einzelnen Prozesse

1
Das Produkt wird mittels einer Pumpe durch eine Rohrleitung gepumpt.

2
Durch den Plattenwärmetauscher fließen zwei Stoffströme im Gegenstromprinziep. Zum einen das beförderte Produkt kommend von Prozessschritt 1 und zum anderen der Rückfluss von Prozesschritt 4. Der Wärmetausch entsteht dadurch, dass das Produkt kommend von Prozessschritt 1 eine niedrigere Temperatur hat als der Rückfluss von Prozessschritt 4. In diesem Prozessschritt handelt sich nicht nur um einen Wärmetausch von zwei Fluiden (Stoffströme) sondern auch um eine Wärmerückgewinnung.

3
Durch eine Pumpe vor dem Erhitzer wird gewährleistet, das der Druck auf der „pasteurierten Seite“ höher ist als auf der „unpasteurisierten Seite“. So wird die sichere Arbeitsweise gewährleistet. 4
Im Prozessschritt 4 findet die Erhitzung des Produktes mittels eines Plattenwärmetauschers statt. 4.1
Der Prozessschritt 4.1 stellt den Fluss des wärmeübertragenden Mediums in Prozessschritt 4 (Plattenwärmetauscher) da. 5
Das Medium/Produkt muss nach dem Erhitzen für eine kurze Zeit auf der erhitzten Temperatur bleiben (Variabel von Produkt zu Produkt). Dies geschieht im Prozessschritt 5 bei dem es sich um eine Heißhaltestrecke handelt. Die sogenannte Heißhaltestrecke besteht aus einer Rohrleitung, in dem das Produkt

6
Nach dem Erhitzen muss das Produkt wieder herunter gekühlt werden. Das Produkt fließt von der Warmhaltestrecke zurück in den Wärmetauscher von Prozesschritt 2 zur Wärmerückgewinnung. Das Produkt gibt Wärme/Energie an das von von Pz 1 kommende Produkt ab, erkühlt somit, während sich das von Pz 1 kommende Produkt, die Energie aufnimmt und sich so erwärmt.

7
Nachdem Energietausch fließt das Produkt in eine weiteren Plattenwärmetauscher. In diesem Prozesschritt wird das Produkt auf Lagertemperatur heruntergekühlt. Das Produkt überträgt die Energie/Wärme an das Medium das ebenfalls durch des Plattenwärmetausch fließt und kühlt somit herunter.

7.1
Der Prozessschritt 7.1 stellt den Fluss des wärmeaufnehmenden Mediums (Kühlmedium) da.

8
Prozesschritt 8 stellt einen Lagertank da, in den das Produkt nach dem Abkühlungsprozess hinein fließt, und bis zur Weiterverarbeitung gelagert wird.

9
Zur Weiterverarbeitung wird das gelagerte Produkt mi