Bei Energie cool bleiben

Unterschiede gibt es bereits beim Aufbau der Zellen. Kolb Kälte beispielsweise setzt 150mm starke Spezialpaneelen mit besonderen Dämmeigenschaften ein. Denn kann nur wenig Wärme von außen eindringen, so wird auch weniger Energie benötigt, um die Wärme abzuführen. Dies betrifft auch sensible Stellen wie die Türen der Kälteanlagen. Wenn sie selbstschließend aufgebaut sind, minimiert sich das Risiko des unkontrollierten Kälteverlusts. Auch die Türdichtungen sind eine bauliche Schwachstelle, denn bei rissigen oder porösen Gummis wirkt Isolierung nur noch eingeschränkt. Kolb hat die Türdichtungen deshalb in das Türblatt integriert, sodass es zu keinen Beschädigungen kommt. Sollte sie dennoch mal ausgetauscht werden müssen, ist dies leicht möglich.

Das Unternehmen Munz aus Ilsfeld bei Stuttgart baut Gärunterbrecher, Gärverzögerer und Gäranlagen mit 100mm starken PU-Paneelen. Zur Energieeinsparung empfehlen die Experten von Munz, die Temperaturkurven flacher zu fahren und dafür die Verweildauer der Teiglinge in der Anlage zu verlängern. Mit Teigtemperaturen nach der Einbringphase von –4°C bis +2°C und mit langen, weich gestuften Schritten in der Auftauphase, sowie niedrigen Gärtemperaturen von knapp über 20°C kann Energie gespart werden. Nach den Untersuchungen von Munz reicht die durch den Gärprozess entstehende Eigenwärme, um die für den Gärprozess notwendige Raumtemperatur zu erreichen. Sie wird unterstützt durch die Abwärme der Verdampferventilatoren und die Dampfbefeuchtung. Die immer eingebaute Zusatzheizung kommt bei dieser Vorgehensweise nur minimal zum Einsatz. Bei größeren Anlagen kann Munz eine Glykol-Bodenheizung unter die Gärhalb- / -vollautomatenanlage oder den Gärraum bauen, die aus einem Glykol-Pufferspeicher versorgt wird. Dieser wird in der Abkühlphase der Anlage oder durch die Wärmerückgewinnung einer Tiefkühlanlage aufgeheizt. Beginnt der Gärraum mit dem Heizprozess, wird das warme Glykol aus dem Pufferspeicher zur Beheizung genutzt. Zusätzlich zum energieeffizienten Betrieb bleibt so der Gärraumboden trocken – die Rutschgefahr und Verschmutzung der Anlage wird minimiert.

Bei der Befeuchtung von Munz-Gärautomaten und -Gärräumen kommen Heizdampfbefeuchter zum Einsatz, die laut Hersteller hygienisch reinen Sattdampf zur Verfügung stellen. Damit soll die Verkeimung verhindert werden, die bei anderen Systemen drohen könnte. Zudem kann durch die Heizdampfbefeuchtung die Auftauheizung entlastet werden. Spezialverdampfer mit großen Verdampferflächen und besonders großen Lamellenabständen sollen Feuchtigkeit in der Abkühlphase binden, ohne dass es zur vollständigen Vereisung kommt und die Luftführung im Raum zusammenbricht. Wechselt das Gerät von der Kühl- in die Heizphase, wird diese Feuchtigkeit wieder in den Raum abgegeben – die Dampfbefeuchtung wird dadurch minimiert.

Verbundanlage von Ungermann Systemkälte aus Gärautomat, TK-Zelle und Sahneklimaschrank, der mit nur zwei Kältemaschinen betrieben wird.

aus einer Dampfbefeuchtung. Hierdurch schweben die Microtropfen und erlauben eine gleich bleibend hohe Luftfeuchte über den gesamten Prozess. Weil die feinen Tröpfchen in die Teigstruktur eindringen, wird der Wärmetransfer zwischen Gebäck und Raumtemperatur verbessert. Laut Ungermann ist dadurch ein geringerer Energieeintrag notwendig. Auch die Technik als solche verbraucht deutlich weniger Strom als herkömmliche Dampfbefeuchter.

Auch der Rammschutz ist in Gärräumen und anderen Zellen wichtig. Dieser sollte immer vorhanden sein, wenn mit Wagen beschickt wird. Werner und Pfleiderer (W&P) gewährleistet diesen im Gärraum durch umlaufende Edelstahl-Vierkantprofile. Die Tür ist mit drei steigenden Türscharnieren versehen und hat einen beidseitigen Rammschutz. Die Klimatisierung des Gärraums erfolgt bei W&P über die abgehängte Edelstahldecke. Während die Luft auf der einen Seite in die Zelle geblasen wird, wird sie auf der anderen Seite langsam zum Klimagerät zurückgeführt. Der Dampf wird über externe Dampfbefeuchter und Dampflanzen eingebracht und über das Klimagerät verteilt.

Das vom Backofen bekannte „Monsun-Klima“ verspricht Debag auch im Gärraum und kommt dabei ohne Technikeinbauten direkt im Raum aus. Möglich macht dies eine besondere Luftführung und -bewegung im Gärraum, die über die Decke gelenkt wird. Dabei wird auf ein konstantes Klima aus Temperatur, Feuchtigkeit und Luftbewegung geachtet und Temperaturschwankungen von über +/–1°C vermieden. Deshalb ist ein zusätzliches Aufheizen oder Bedampfen der Teiglinge kaum notwendig. Auf Grundlage dieser Technik kann der Monsun-Gärraum auch zum Gärvollautomaten aufgerüstet werden.

Die Debag Gärraumsysteme sind mit 75mm PU isoliert. Dabei können sie im Rastermaß von 100mm gut an die räumlichen Verhältnisse der Backstube angepasst werden. Durch die Verwendung eines speziellen Vakuum-Bodens mit nur 23mm Höhe sind keine baulichen Veränderungen wie eine Bodenabsenkung notwendig.

Als Gärvollautomat konzipiert ist der Sunriser CDS von Koma, der den Temperaturbereich von –15°C bis +40°C bedient. Die Aktivbefeuchtung ermöglicht eine relative Luftfeuchte von bis zu 99Prozent ohne externes Dampfgerät und arbeitet nach dem Verdunstungsprinzip von großen Oberflächen. Für die Kälteübertragung werden geteilte Spezialverdampfer eingesetzt, die eine extrem große Oberfläche für hohen Luftdurchsatz bereitstellen. Dazu sind die Verdampfer über die gesamte Raumlänge angeordnet. Für zusätzliche Zirkulation sorgen separate, drehzahlgeregelte Radiallüfter.

Primärenergie reduzieren

Noch vor den Möglichkeiten der Energierückgewinnung sollten alle Wege genutzt werden, um die zum Betrieb einer Kälteanlage notwendige Energie möglichst gering zu halten. Dazu gehört beispielsweise, dass die einzubringenden Teige durch die Verwendung von Eis oder Eiswasser als Schüttflüssigkeit kühl geführt werden. Hierzu bietet beispielsweise die Firma Langheinz Eiswasseranlagen, sowie Wassermisch- und Dosiergeräte an.

Um den Primär-Energieeinsatz bei Kälteanlagen zu reduzieren, reichen oft schon ganz einfache technische Lösungen, wie bei der Beleuchtung. Deshalb werden in Kältezellen verstärkt LED-Leuchtmittel eingesetzt. Sie geben kaum Wärme ab und heizen somit die Zelle nicht auf. Eingesetzt werden LED-Beleuchtungen unter anderem von Koma und Kolb Kälte.

Die meisten Kälteanlagenbauer bieten inzwischen Kältemittelverdichter an, deren Drehzahl mittels Frequenzumformer (FU) gesteuert wird. Der Verdichter wird also nicht mehr nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet, sondern seine Leistung wird exakt den Anforderungen im Kühlraum angepasst. Damit werden Temperaturschwankungen im Kühlraum vermieden und genau die eingestellte Temperatur erreicht. Im Vergleich zu getakteten Verdichtern sind so Einsparungen (Strom) von 10 bis 15 Prozent möglich.

Bei Miwe erfolgt die Steuerung von Kältemaschinen bzw. Kompressoren über die Steuerung Miwe TC, die von der Ofentechnik her weit bekannt ist. Das Temperatur-Feuchtegefüge in den Anlagen lässt sich damit überaus präzise und sehr energieeffizient steuern. Das für den Energieverbrauch und die Produktqualität entscheidende „Delta T“ – die Temperaturdifferenz zwischen Raumklima und Backwaren – kann mit größtmöglicher Präzision geführt werden. Das hat laut Miwe fundamentale Auswirkungen auf die Qualität der Backwaren. Durch die genaue Führung lässt sich nämlich die Entfeuchtung der Backwaren beim Abkühlen weitgehend reduzieren. Die bei anderen Systemen üblichen „Reparaturbefeuchtungen“ während des Erwärmens werden erst gar nicht notwendig, da die gewünschte Feuchtigkeit beim Abkühlen einfach im Teigling bleibt. Dafür lagert sich nach Miwe-Angaben auch weniger Feuchtigkeit auf den Verdampfern ab, deren Leistung zusätzlich von einem „intelligenten“ Abtausystem kontinuierlich überwacht wird. Das sorgt dafür, dass die Anlagen seltener und kürzer abgetaut werden müssen.

In die Kühl- oder Tiefkühlzellen der meisten Hersteller wird die Kälte üblicherweise mit zwangsbelüfteten Luftkühlern eingebracht. Diese sollten großzügig mit Flächenreserven ausgestattet sein, um zu niedrige und somit Strom fressende Verdampfungstemperaturen zu vermeiden. Optimal an den Bedarf angepasst werden kann die Leistung mit drehzahlgeregelten Verdampferventilatoren. Sinnvoll ist es zudem, am Verdampfer elektronische Expansionsventile einzusetzen. Sie ermöglichen eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Verdampferfläche und tragen damit zur Anhebung der Verdampfungstemperatur bei. Und: Der Verdampfer wird immer optimal mit Kältemittel befüllt.

Hersteller wie Ungermann setzen zudem auf einen Verbund aus Kältemaschinen, der die einzelnen Zellen über einen Kältemittelkreislauf speist. Ungermann verbaut dafür drehzahlgesteuerte Kältemaschinen. Dank modernster Steuerungstechnik können diese ganz sanft anlaufen, wodurch die Maschine geschont wird und die abgegebene Leistung exakt an die aktuellen Anforderungen der Anlage angepasst wird. Hierzu lassen sich die Zylinder gruppenweise abschalten und die Drehzahl der Maschinen regeln. Die erforderliche Leistung wird durch die Messung des Kältemitteldrucks nach dem Verdampfer ermittelt. Je höher hier der Kältemitteldruck ist, desto mehr wurde verdampft, desto höher ist der Kältebedarf. Ungermann spricht hier von einem Einsparpotenzial von bis zu 30Prozent gegenüber einzelnen Maschinen. Da die Verdampfer immer eine an die aktuellen Erfordernisse angepasste Temperatur haben, ist der Temperaturunterschied zwischen Verdampfer und Kühlraum gering.

Der technische und somit auch finanzielle Mehraufwand rechne sich oft innerhalb von drei bis vier Jahren. Ähnlich ist es bei der eigentlichen Kältezelle. Je stärker die Paneelen sind, desto weniger Energie wird gebraucht. Munz geht beispielsweise davon aus, dass sich der Mehraufwand bei einer Tiefkühlzelle mit 120mm statt mit 80mm innerhalb von sechs bis zwölf Jahren bezahlt macht.

Debag: Jetbox heißt die mobile Schnellabkühlstation für bestehende TK-Lager.

Die Abwärme von Kälteanlagen kann jedoch auch genutzt werden. Die einfachste Möglichkeit sind so genannte Plattenwärmetauscher. Diese sind der Kältemittelleitung zwischengeschaltet und entnehmen dieser die Wärme, die aus der Kälteanlage abfließt. So kann beispielsweise Energie für die Gebäudeheizung oder das Erhitzen von Brauchwasser gewonnen werden. Diese Enthitzungswärme beträgt etwa 15Prozent der Gesamt-Abwärme. Mit ihr kann Wasser auf etwa 45°C erhitzt und damit bei älteren Heizungsanlagen die Rücklauftemperatur angehoben werden. Bei modernen Niedrigtemperaturheizungen reicht das verfügbare Temperaturniveau auch zur Vorlaufeinspeisung.

Kolb Kälte, Munz, Koma oder auch Ungermann bieten zudem an, die Abwärme von Kälteanlagen für das Erhitzen eines Glykol-Kreislaufes zu nutzen. Das Glykol wird als Wärmeträger genutzt. Statt elektrischer Heizstäbe wird das erhitzte Glykol eingeleitet. So fällt mit den elektrischen Heizstäben ein großer Stromabnehmer weg, lediglich die Pumpen sind nötig. Koma zum Beispiel betreibt damit Unterfrierschutzheizungen in TK-Zellen. Damit die tiefen Temperaturen nur dort wirken, wo sie gewünscht sind, muss der Untergrund der Tiefkühlanlagen entsprechend geschützt werden. Um die Schädigung des Fundaments zu vermeiden, muss der Boden entsprechend isoliert oder mit einer Unterfrierschutzheizung versehen sein.

Mit Blick auf die Energiekosten werden auch spezielle Kälteführungen empfohlen. Dies sind in der Regel Kälteführungen, bei denen der Temperaturbereich von –7°C nicht unterschritten wird. Von Wachtel kommt das System Cool rising Plus. Dies ist die Langzeitführung von Teiglingen in Dielenstapeln. Am Ende werden backfertig gegarte Teiglinge in die Filiale transportiert und können dort jederzeit direkt abgebacken werden.

Die Cool rising Plus-Anlage besteht nur aus einer Lagerzelle. Im Vergleich zu einer Kombination aus Saugkühler und Lagerzelle spricht Wachtel von einen etwa 30Prozent geringeren Energiebedarf, da auf Saugkühlung verzichtet werden kann. Die Teiglinge werden in Dielenstapeln in die Anlage eingebracht. Ist sie gefüllt, wird das kontrolliert gekühlte Gären gestartet. Dabei werden die Teiglinge langsam gegart und anschließend langsam abgekühlt. Für eine hohe Genauigkeit sorgt die Kerntemperatur-Prozesssteuerung. Um eine schnelle Kälteübertragung auf den Teigling zu gewährleisten, ist die Anlage mit einer speziellen automatischen Druckwand ausgestattet. Beim System Cool rising Plus können die Teiglinge auch ohne Weiterkühlung bis zu zwei Stunden transportiert werden. Die Teiglinge sind stabil und die Dielenkästen halten gut die Temperatur. In der Filiale können die Teiglinge dann im Kühlschrank gelagert und bei Bedarf abgebacken werden.

Speziell für die Langzeitführung von Kleingebäcken baut Ice-cool die „Slow Proover Anlage“ des Typs Sempra. In dieser ist eine Niedrigtemperatur-Verdunstungsanlage integriert, mit der Luftfeuchten bis 100Prozent erreicht werden. Die großen Oberflächen sorgen für entsprechende Feuchtigkeit. Möglich ist auch eine Entfeuchtung der Anlage, die per Luftbewegung und die Kälte reguliert wird. Durch die Entfeuchtung werden die gärreifen Teiglinge stabilisiert und lassen sich so leichter auf Abzieher umsetzen.

Hein/Lillnord empfiehlt für die Langzeitführung von Weizenkleingebäck die Anlagen Flexline und Semilux. Der Unterschied zwischen beiden Systemen ist der Temperaturbereich, in dem diese arbeiten. Flexline ist ein Halbautomat und Teiglagerfroster. In ihm können die Teiglinge ab- oder tiefgekühlt werden. Das Auftauen erfolgt programmiert auf +10° oder +20°C, wodurch längere Teiglagerzeiten erreicht werden. Die Anlage Semilux arbeitet als Gärverzögerer. Dabei sinkt die Kühltemperatur auf maximal –3°C. Bei dieser Temperatur werden die Teiglinge gelagert, bevor sie langsam aufgetaut und gegart werden.

Gärgutträger für die klassische Kühlung oder die Saugkühlung werden von Ringoplast angeboten. Für die klassische Kühlung empfiehlt Ringoplast Dielen mit langen Lüftungsschlitzen. Diese sorgen für eine gute Luftzirkulation, die Hohlkammern für eine besonders gute Isolation. Für moderne Saugkühlanlagen wurden Dielen mit kurzen Lüftungsschlitzen entwickelt. Dadurch wird eine geringe Luftzirkulation beim Transport sichergestellt. Ringoplast empfiehlt, vor der Anschaffung von Dielen, diese ausgiebig zu testen und dabei auch auf die Dielenböden zu achten.

Energie-Gesamtbild

Um bei der Investition in Kälteanlagen den bestmöglichen Nutzen und einen geringen Energieeinsatz zu haben, sollten sich Bäcker von Energieberatern und Anlagenherstellern ausführlich beraten lassen. Dies wird in bestimmten Bereichen sogar durch öffentliche Gelder gefördert. Angebote in dieser Hinsicht bieten beispielsweise Ungermann Systemkälte, Munz oder die Firma Kolb Kälte mit ihrem Eco-plus-Paket.