Kühlung

Milchkühlung

Das kühlen der Milch auf dem Milchviehbetrieb hat 2 wichtige Gründe:

  1. 1.) Durch Herunterkühlen des Gemelkes innerhalb von 3 Stunden von ~35°C auf 4°C wird das Entstehen von Bakterien und Keimen reduziert.

  2. 2.) Das Verlängern der Zeit, dass die Milch auf dem Milchviehbetrieb aufbewahrt werden kann. So ist möglich, die Milchproduktion von mehreren Tagen zu lagern. Die Milch muss deshalb weniger oft abgeholt werden und so werden die Milchtransportkosten reduziert.

Vorkühlung

Eine Vorkühlung der Milch durch einen Plattenkühler ist zu empfehlen. Voraussetzung dafür ist, dass eine ausreichende Menge an kaltem Wasser (10°C bis 15°C) zur Verfügung steht. Dieses Wasser kühlt die Milch im Gegenstromverfahren auf ca. 16°C bis 20°C ab. Dadurch kann ein Kälteaggregat einer kleineren Leistungsklasse eingesetzt und die Betriebs- und Anschaffungskosten erheblich gesenkt werden.
Das angewärmte Wasser aus dem Plattenkühler wird in der Regel der Tränke zugeführt.

Es gibt mehrere Methoden um die Milch zu kühlen. Kleinere Milchmengen können mittels Brunnen- oder Eiswasser unmittelbar über z.B. eine Milchkanne gekühlt werden. Eine bessere Lösung für die Lagerung von kleinen Milchmengen ist jedoch der Hofbehälter, in dem die Milch über einen Tauchkühler auf die vorgeschriebene Temperatur heruntergekühlt wird. Bei modernen Milchkühlsystemen wird die Milch meistens mit einer Milchdruckleitung in einen Milchkühltank (oder Milchkühlwanne) geführt und in diesem Tank gekühlt.
Der Milchkühltank bildet zusammen mit dem Kälteaggregat / Kühlaggregat / Kühlmaschine die Milchkühlanlage, wobei Elektrizität für die notwendige Energiezufuhr genutzt wird.

Das Prinzip der Kühlung beruht auf einigen physikalischen Gesetzen:

  • Wenn sich zwei Stoffe mit unterschiedlichen Temperaturen berühren, findet ein Temperaturausgleich statt.

  • Sobald eine Flüssigkeit erwärmt wird, verdampft dieses und geht in einen gasförmigen Zustand über.

  • Dieses Gas verflüssigt sich wieder sobald es abgekühlt wird.

  • Wird der Druck im Kältemittelkreislauf erhöht, steigt auch die Temperatur des Gases bzw. durch eine Druckminderung wird die Temperatur gesenkt.

Kältemittelkreislauf

Technisch gesehen formen der Milchkühltank und die Kühlmaschine einen sogenannten Kältemittelkreislauf (siehe Abbildung). Die wichtigsten Teile dieses Kreislaufs sind:

Kältemittelkreislauf

Schema Kältemittelkreislauf

Verdampfer

In einem Milchkühltank befindet sich meistens im Boden ein Verdampfer, in dem unter niedrigem Druck ein flüssiges Kältemittel eingespritzt wird. Dieses Kältemittel wird durch die warme Milch aufgewärmt, wodurch es verdampft und sich in Gas umwandelt. Hierdurch wird die Milch abgekühlt.

Verdichter / Kompressor

Das Gas wird von dem Kompressor aus dem Verdampfer gesaugt und verdichtet (komprimiert). Der Druck erhöht sich und gleichzeitig steigt die Temperatur des Gases.

Wärmerückgewinnung

Die Wärme wird von dem Kondensator nutzlos an die Umgebung abgegeben. Stattdessen kann man die heißen Gase mittels Wasser abkühlen. Das auf diese Weise aufgewärmte Wasser kann in einen Speicher/Boiler geführt werden und für die Nutzung im Stall oder Wohnhaus genutzt werden. Je länger gekühlt wird, desto wärmer wird das Wasser. In der Praxis wird das Wasser bis auf 55°C erwärmt. Höhere Temperaturen sind technisch möglich, belasten aber den Kompressor zu stark, dadurch wird die Lebensdauer des Kompressors negativ beeinflusst. Die Wassermenge ist abhängig von der Kühldauer / Milchmenge. Eine einfache Faustregel ist, dass mit 1,5 Liter Milch etwa 1 Liter Wasser auf 50'°C erwärmt werden kann. Mit einer Wärmerückgewinnungsanlage ist es auch möglich, nur kleine Mengen Wasser schnell aufzuwärmen. Je länger gekühlt wird, um so mehr warmes Wasser wird produziert.

Verflüssiger / Kondensator

Das heiße Gas wird von dem Kompressor in den Kondensator gedrückt und kühlt hierin ab. Der Kondensator hat Lamellen, wodurch eine große Kühlfläche entsteht. Ein Ventilator, der auf dem Kondensator montiert ist, beschleunigt die Abkühlung des Gases. Die Wärme des Gases wird so an die Umgebung abgegeben. Die Lamellen des Kondensators sollten regelmäßig gereinigt werden, so das Schmutz die Kühlwirkung des Kondensators nicht negativ beeinflusst und damit die Kühlwirkung der ganzen Milchkühlanlage. Während das heiße Gas durch den Kondensator strömt wird dieses immer weiter abgekühlt und dabei verflüssigt. Am Ausgang des Kondensators ist das Gas komplett flüssig geworden.

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