Hydrokoeling

Wat is hydrokoeling?

Hydrokoeling is een term die gebruikt wordt ter aanduiding van het koelen van groente en fruit door middel van gekoeld water (of ijswater).

Gekoeld water is echter een relatief begrip. Logisch is dat: des te lager is de temperatuur, des te beter en sneller is het effect.

Een temperatuur van 0°C of dicht in de buurt hiervan, is wenselijk.

Hoe werkt hydrokoeling in de praktijk?
Het te koelen product wordt door een transportband of transportvijzel (of een ander vorm van transport) door een waterbad geleid.

Bepalend voor de eindtemperatuur van het product is:

  1. De begintemperatuur van het product.
  2. De verblijftijd van het product in het bad.
  3. De temperatuur van het water in het bad.

Om het waterbad zijn gewenste temperatuur te laten krijgen kan men er ijs aan toevoegen of het water afkoelen met een waterkoeler.

Waterkoeler
De waterkoeler kan volgens verschillende principes werken, maar in de basis betekend het dat er water langs een metalen deel, de warmtewisselaar (van buis of plaat), stroomt en dit metalen deel wordt aan de andere zijde gekoeld door een koelsysteem.

Dit principe kent twee nadelen:

  1. IJsafzetting in de waterkoeler is niet wenselijk, omdat dit isolerend werkt qua warmte-overdracht en ijsvorming voor verstopping kan zorgen.

Om ijsafzetting te voorkomen, is een temperatuur van 0°C praktisch niet haalbaar.

Vanwege deze reden is het water altijd boven de 0°C.

  1. Het water in het bad warmt op door het product, dus om een lage temperatuur in het bad te behouden moet er steeds nieuw gekoeld water aan het bad toegevoegd worden. Hier kan men steeds vers water voor gebruiken, maar dit heeft een astronomisch watergebruik tot gevolg. Effectiever is het om het water uit het bad te recirculeren door de waterkoeler.

 

Dit hergebruiken van het water (recirculeren) door de waterkoeler heeft weer tot nadeel dat het water vervuilt raakt door het product en alles wat daar eventueel nog aan hangt.

Deze vervuiling zorgt voor capaciteitsverlies (werkt als isolator) en biologische vervuiling in de waterkoeler.

Om deze vervuiling tegen te gaan kan men gebruik maken van een filtersysteem. Dit vraagt een extra investering en het filtersysteem is onderhoudsgevoelig.

IJswater
Het werkingsprincipe van een ijsmaker is vergelijkbaar met een waterkoeler, met het grote verschil dat ijsvorming juist wenselijk is. Om er voor te zorgen dat het ijs niet isolerend werkt of voor verstopping kan zorgen, wordt de ijsvorming in de ijsmaker mechanisch van de wand van de warmtewisselaar verwijderd.

Om één liter water één graad af te koelen is één kilocalorie nodig.

Om één liter water de faseverandering van 0°C water (vloeibaar) naar 0°C ijs (vast) te laten ondergaan zijn tachtig kilocalorieën nodig. Deze energie komt weer vrij als het ijs smelt (wet van behoud van energie).

Vanwege deze eigenschap valt direct op welke voordelen koelen met ijs(water) heeft ten opzicht van gekoeld water:

  1. Lagere temperatuur van het bad (= 0°C).
  2. Het ijs in het water werkt als energiebuffer om warmte van het product op te nemen.
  3. De massastroom wordt lager, dus lager energieverbuik en lager waterverbruik.
  4. Het water hoeft niet gerecirculeerd te worden, dus geen vervuiling in de warmtewisselaar.
  5. Doorlooptijd van het product wordt korter (efficiëntie).
  6. De installatie kan compacter gebouwd worden.
  7. Mogelijkheid om van tevoren het bad vol te draaien met ijs en gebruik te maken van nachtstroom.
  8. Geen filtersysteem nodig.

Het ijs heeft een gegarandeerde temperatuur van -0,5°C, hierdoor is beschadiging van het product door “vriesbrand” (=blootstelling aan te lage temperatuur waardoor de structuur veranderd wordt) uitgesloten.

Een lagere temperatuur van het ijs is mogelijk, maar om deze te bereiken moeten we zout aan het water toevoegen (zout verlaagt de temperatuur van het smeltpunt van water).

Omdat een blootstelling van het product aan zout water vrijwel nooit (behalve bij zeevis bijvoorbeeld) wenselijk is, gaan we hier niet verder in op deze techniek.

Resumé
Het effect van hydrokoeling door middel van ijs is tachtig keer zo groot als dat van gekoeld water.

Alternatieve hydrokoeling
Indien het product niet geschikt is voor een transportsysteem, omdat de kans op beschadiging te groot is (bijvoorbeeld met asperges) is er een alternatieve werkwijze.

Als het product in kratten gestapeld wordt, kan men de bovenste rij kratten voorzien van ijs. Het ijs smelt geleidelijk en het smeltwater (van 0°C) stroomt langs het product, waardoor deze gekoeld en bevochtigd wordt.

Indien de stapel met kratten hoog is, kan men tussenliggende lagen van ijs voorzien om het effect te vergroten.

Deze, ogenschijnlijk, simpele werkwijze heeft vele voordelen:

  1. Geen verandering van werkwijze, het product wordt tijdens de opslag gekoeld en bevochtigd.
  2. Eenvoudig te doseren. Door achteraf nogmaals ijs in de bovenste laag te scheppen kan eenvoudig het effect vergroot of de opslagtijd verlengt worden.
  3. Efficiënt waterverbruik. Al het (ijs)water komt in contact met het product.
  4. Efficiënt energieverbruik. Alle energie uit het ijs wordt gebruikt om het product te koelen of de ruimte af te koelen waarin het product zich bevindt.
  5. Geen beschadiging van het product. Het product hoeft niet getransporteerd te worden en kan in de krat blijven. Omdat het product niet in contact komt met het ijs, is de kans op beschadiging uitgesloten.

 

Het grote voordeel van hydrokoelen is dat:

  1. Het product door en door gekoeld is, de houdbaarheid wordt verlengt.
  2. Het product is bevochtigd. Hierdoor ziet het product er niet alleen beter en frisser uit, maar het product neemt in gewicht toe (ten opzichte van traditioneel gekoelde producten). Netto meer opbrengst.

 

Producten die geschikt zijn voor hydrokoeling
Hieronder staat een overzicht van producten die geschikt zijn voor hydrokoeling:

aardbeien, bospeen, mais, radijs, broccoli, prei, spruiten, lychee, sla,
komkommer, bloemkool, bonen, peulen, appels, meloen en cantaloupe

Staat uw product er niet bij?
Wij zijn altijd in voor experimenten en ondersteunen graag ondernemers met lef door middel van het kosteloos ter beschikking stellen van een huurmachine ten behoeve van een experiment.

Wilt u een proef doen? Neem dan contact op en wij vertellen u meer over de mogelijkheden.