Tiefkühllager: die Lagerung bei Temperaturen unter null Grad

Ein Tiefkühllager ist ein Bereich, in dem Waren bei Temperaturen unter 0 ºC gelagert werden und in dem verschiedene Prozesse zur Bewahrung der Qualität von Lebensmitteln und medizinischen und pharmazeutischen Produkten durchgeführt werden.

Unternehmen, die im Bereich der Kühllogistik arbeiten, sehen sich nicht nur mit einer Lieferkette konfrontiert, die sich angesichts der Ausbreitung der Logistik 4.0 in einem vollständigen Wandel und im Prozess der Digitalisierung befindet, sondern sie müssen auch die Schwierigkeiten der eigenen Branche bewältigen. Häufige Herausforderungen der Kühllagerung sind: optimale Nutzung des Lagerraums, korrekte Verwaltung der Produkte und ihrer Rückverfolgbarkeit oder Minimierung der Energiekosten.

Obwohl der Begriff „Tiefkühlkammer“ sich manchmal auf ein Gerät in der Größe eines kleinen Zimmers bezieht – häufig in Lebensmittelgeschäften, in der Gastronomie usw. –, behandelt dieser Artikel das Thema aus der Perspektive der industriellen Tiefkühllager. Sie funktionieren nach demselben Prinzip wie die Tiefkühlkammern im Handel, jedoch in einem viel größeren Ausmaß. Für diese Fälle untersuchen wir, welche die häufigsten Lagerlösungen sind, wie deren Design aussieht und wie sich die Sicherheit des Personals, das in ihrem Innern arbeitet, erhöhen lässt.

Was ist ein Tiefkühllager?

Ein Tiefkühllager ist ein Raum, in dem die Ware bei negativen Temperaturen (unter 0 ºC) gelagert wird. Bei diesen Temperaturen gefriert die Ware und bewahrt ihre Eigenschaften über einen längeren Zeitraum, weshalb diese Lager insbesondere in der Lebensmittelbranche eingesetzt werden.

Laut dem Beratungsunternehmen Allied Market Research belief sich der weltweite Umsatz des Tiefkühlkostmarkts im Jahre 2019 auf 291,8 Millionen Dollar und wird Schätzungen zufolge 2027 auf 404,8 Millionen Dollar ansteigen. Die Priorität eines jeden Unternehmens für Tiefkühlkost (hauptsächlich Obst, Gemüse, Fleisch, Fisch, Backwaren und Gebäck) besteht darin, die Produkte unter den richtigen Bedingungen aufzubewahren, um ihre Qualität zu gewährleisten, ihre Textur, ihren Ernährungswert und ihren Geschmack aufrechtzuerhalten.

Die Produkte müssen unter perfekten Bedingungen gelagert werden, um eine Unterbrechung der Kühlkette zu verhindern. Wird die Ware (z. B. Lebensmittel) ungeeigneten Temperaturen ausgesetzt, führt dies dazu, dass die Produkte kristallisieren, ein unansehnliches Aussehen entwickeln oder verderben. In anderen Fällen (z. B. im Falle von Medizinprodukten oder Impfstoffen) sind die Folgen schwer zu erkennen, doch ebenso schädlich.

Tiefkühllager oder Kühllager?

Ein Tiefkühllager hat die Aufgabe, ein Produkt über einen längeren Zeitraum aufzubewahren ohne das Risiko, dass es verderben oder schlecht werden könnte. Eine Kühlkammer oder ein Kühllager dagegen dient dazu, ein Produkt (hauptsächlich Lebensmittel) bei einer optimalen Temperatur für dessen Verzehr aufzubewahren und seinen Verderb für kurze Zeit zu verhindern. Die Entscheidung für ein bestimmtes Lager hängt von den Anforderungen des Unternehmens und der Art der zu handhabenden Produkte ab.

Was ihre Konstruktion anbetrifft, müssen sowohl bei Tiefkühl- als auch bei Kühllagern Sandwichpaneele verwendet werden, die als Isolierelement dienen und das Entweichen der Kälte nach außen verhindern. Der einzige Unterschied bezieht sich auf den Boden: Tiefkühllager müssen am Boden isoliert sein, um Kondensation zu verhindern, während dies bei Kühllagern nicht erforderlich ist.

Weitere unverzichtbare Elemente sowohl bei Kühllagern als auch bei Tiefkühllagern sind die Kühlgeräte: Kompressoren, Kondensatoren, Expansionsventile und Verdampfer. Ihre Auswahl und Anordnung im Lager hängen von dem zu kühlenden Volumen, dem Unterschied zwischen Innen- und Außentemperatur und der Zeit, während der das Produkt im Lager bleibt, ab.

Tiefkühl- und Kühllager sind normalerweise mit den gleichen Lagersystemen ausgestattet. Deren Auswahl hängt von der gewünschten Lagerkapazität sowie auch von der Arbeitserleichterung, die sie bei der Warenverwaltung bieten sollen, ab.

Design eines industriellen Tiefkühllagers

Eine korrekte Anordnung der Vorgänge in einem Tiefkühllager führt zu einer höheren logistischen Effizienz. Beim Design dieser Anlagen müssen einige Entscheidungen getroffen werden, um die verfügbare Fläche maximal auszunutzen und einen fließenden und effizienten Ablauf zu erzielen.

Zunächst muss entschieden werden, welche Vorgänge durchgeführt werden (zum Beispiel, ob Aufträge zusammengestellt werden oder nicht, da dafür ein spezieller Bereich benötigt wird). Anschließend wird entschieden, wie viel Raum jedem Vorgang zugewiesen wird: Wareneingang, Lagerung, Auftragszusammenstellung und Versand.

Ein- und Ausgänge

Tiefkühllager verfügen normalerweise über eine Vorkammer für die Warenein- und -ausgänge, in der Qualitätskontrollen an den Produkten durchgeführt werden. Selbstverständlich müssen diese Räume ebenfalls gekühlt sein.

Häufig verfügen diese Räume über ein SAS (Security Airlock System): zwei Schnelltore (von denen eins in den Raum und das andere nach draußen führt), die niemals gleichzeitig geöffnet sind. Die Funktion dieser Vorkammer besteht darin, jähe Temperaturänderungen, Kälteverlust und Kondensation (Bildung von Eis) zu verhindern.

Bereich zur Lagerung und Auftragszusammenstellung

Der Lagerbereich muss mit Regalen ausgestattet sein, die sich an den verfügbaren Raum anpassen und eine optimale Leistung für jeden Stellplatz gewährleisten. Außerdem muss eine geeignete Belüftung über die gesamte Oberfläche vorhanden sein.

Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist die Auftragszusammenstellung. Dieser Prozess ist bei negativen Temperaturen komplizierter, daher müssen Lösungen gefunden werden, die ihn erleichtern.

Dabei können Kommissionierstationen außerhalb der Kühlräume eingerichtet werden, in denen eine positive, jedoch geregelte Temperatur herrscht, um die Kühlkette nicht zu unterbrechen. Eine andere Möglichkeit sind sprachgeführte Kommissioniersysteme, bei denen die Lagerarbeiter die Hände frei haben, um die Ware zu handhaben. Es ist jedoch zu beachten, dass die Beweglichkeit der Lagerarbeiter innerhalb der Tiefkühllager begrenzt ist, da sie Mäntel und persönliche Schutzausrüstung (PSA) tragen müssen.

Geräte und Lagersysteme in Tiefkühllagern

Im Folgenden betrachten wir, welche Lagersysteme in Tiefkühllagern am häufigsten eingesetzt werden. Zunächst unterscheiden wir zwischen automatisierten und nicht automatisierten Lagersystemen.

Nicht automatisierte Systeme

Bei einer nicht automatisierten Anlage platzieren die Lagerarbeiter die Waren manuell mithilfe von Gabelstaplern in den Lagersystemen und entnehmen sie von dort. In Tiefkühllagern können alle herkömmlichen Lagersysteme (wie konventionelle Palettenregale) eingesetzt werden. Am häufigsten werden Kompaktlagersysteme (Einfahrregale, Durchlaufregale oder Einschubregale) verwendet, da diese im Vergleich zu Palettenregalen den Platz viel besser ausnutzen.

In diese Kategorie fallen auch Verschieberegale. Hierbei handelt es sich um ein Kompaktlagersystem, das den erforderlichen Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung einer geregelten Temperatur im Raum dank einer optimalen Verteilung der Kälte auf eine größere Anzahl an gelagerten Paletten erheblich reduziert.

Einige Beispiele für Unternehmen aus der Lebensmittelbranche, die Verschieberegale von Mecalux in ihren Tiefkühllagern installiert haben, sind Sabarot in Frankreich, Cárnicas Batallé in Spanien oder Comag in Italien.

Automatisierte Systeme

Die Leistung der Lagerarbeiter nimmt merklich ab, wenn sie bei negativen Temperaturen arbeiten müssen, was sich durch eine automatisierte Anlage (ohne Personal im Innern) verhindern lässt. Außerdem sind automatisierte Lager besonders effizient in Bezug auf die Nutzung der verfügbaren Fläche, und sie sorgen für eine kontrollierte und sichere Bewegung der Ware.

In Tiefkühllagern können automatisierte Lager errichtet werden, die aus Regalen mit einfacher oder doppelter Tiefe bestehen. In jedem der Gänge platziert und entnimmt ein Regalbediengerät die Ware automatisch. Regale mit einfacher Tiefe werden in Tiefkühllagern installiert, wenn ein direkter Zugriff auf die Paletten erforderlich ist. Regale mit doppelter Tiefe dagegen werden zur Steigerung der Lagerkapazität eingesetzt.

Falls noch mehr Lagerkapazität benötigt wird, ist das automatisierte Pallet-Shuttle-System die beste Option. Diese Lösung ist eine Kombination von Regalen mit sehr tiefen Kanälen (ähnlich den Einfahrregalen bei nicht automatisierten Einrichtungen), in denen die Ware mithilfe eines motorisierten Shuttles platziert und entnommen wird. Ein Regalbediengerät oder ein Shuttle-Car bewegt die Ware und das Shuttle bis zur entsprechenden Lagerposition.

Unternehmen aus der Lebensmittelbranche installieren automatisierte Pallet Shuttles in ihren Tiefkühllagern, um eine größere Lagerkapazität und eine hohe Produktivität bei den Warenein- und -ausgängen zu erzielen. Dies ist z. B. bei dem Unternehmen Cárnicas Chamberí der Fall, das den verfügbaren Raum optimiert, die Warenbewegungen beschleunigt und den Energieverbrauch zur Kälteerzeugung reduziert hat.

Effiziente Logistik bei geregelten Temperaturen

Das Tiefkühllager ist ein Arbeitsbereich, der für viele Unternehmen beispielsweise in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie unerlässlich ist. Um eine ausreichende Effizienz zu erzielen, muss es die größtmögliche Lagerkapazität bieten und den Energieverbrauch optimieren.

Mecalux verfügt über eine langjährige Erfahrung im Design und in der Ausstattung von Tiefkühllagern mit allen Arten von Lagerlösungen, von herkömmlichen bis hin zu vollständig automatisierten. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, damit wir die geeignetste Lösung für Ihren Betrieb finden und Ihnen bei der Verbesserung Ihrer Lieferkette bei Tiefkühltemperaturen helfen können.