CH709843A2 - Self-heating can. - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln, die einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden Erhitzungsraum aufweist, der über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich von diesem getrennt ist und der eine Stoffmischung enthält, die bei Zufuhr von Wasser in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugt. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung solcher Vorrichtungen und Verfahren zum Erwärmen von Speisen unter Verwendung dieser Vorrichtungen.The present invention relates to a portable food heating apparatus comprising a container for holding the food and a heating space adjacent to the container thermally coupled to and separated from the container via a common heat conducting wall and containing a composition which generates heat upon supply of water in an exothermic chemical reaction. The invention further relates to methods of making such devices and methods of heating food using these devices.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln, die einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden Erhitzungsraum aufweist, der über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich von diesem getrennt ist und der eine Stoffmischung enthält, die bei Zufuhr von Wasser in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugt. The invention relates to a portable device for heating food, which has a container for receiving the food and a heating space adjacent to the container, which is thermally coupled via a common heat-conducting wall with the container and at the same time separated from this and the one Contains a mixture of substances that generates heat in an exothermic chemical reaction when water is added.
[0002] Transportable Vorrichtungen zum Erhitzen von Lebensmitteln sind an sich bekannt. [0002] Transportable devices for heating food are known per se.
[0003] WO 2014/044 609 beschreibt eine solche Vorrichtung, die zumindest drei voneinander getrennte Kammern umfasst: Einen Lebensmittelbehälter, sowie einen zweigeteilten Erhitzungsraum. Obwohl geeignet, wird diese Vorrichtung in vielerlei Hinsicht als ungenügend angesehen. Zunächst ist die Produktion der Vorrichtung, insbesondere des korrekt befüllten Erhitzungsraums, aufwändig und somit kostenintensiv. Dies ist für viele Anwendungen, insbesondere die Einweg-Verwendung, nachteilig. Ferner ist die Zuverlässigkeit der Vorrichtung niedrig. Bei einem signifikanten Anteil der hergestellten Vorrichtungen erfolgt die Erwärmung nicht oder nur verzögert. WO 2014/044 609 describes such a device which comprises at least three separate chambers: a food container and a two-part heating space. While suitable, this device is considered inadequate in many respects. First of all, the production of the device, in particular the correctly filled heating space, is complex and therefore cost-intensive. This is disadvantageous for many applications, in particular for single-use use. Furthermore, the reliability of the device is low. In the case of a significant proportion of the devices produced, the heating does not take place or takes place only with a delay.
[0004] Ferner ist aus EP 1 126 004 eine Stoffmischung bekannt, die Calciumoxid (CaO) und Aluminiumpulver (Al) umfasst. Bei Wasserzufuhr findet eine mehrstufige chemische Reaktion statt, bei der zum einen das Calciumoxid mit dem Wasser unter Wärmeentwicklung in Calciumhydroxid umgesetzt wird und bei der dann das Calciumhydroxid mit dem Aluminium zu Calciumaluminat und Wasserstoff reagiert, wobei weitere Wärme entsteht. Mit einer derartigen Stoffmischung lassen sich Temperaturen von 90 °C und mehr erreichen, wobei zu beachten ist, dass bei Temperaturen über 100 °C aus einem Teil des Wassers zusätzlich Wasserdampf entsteht. Wenn die Reaktion in einem geschlossenen Behälter abläuft, so kann der hohe Gasdruck bei Temperaturen über 100 °C zu einem Bersten des Behälters führen. Mit der in der Druckschrift vorgeschlagenen Heizmischung werden deshalb nur Erwärmungen unter 100 °C ausgeführt. [0004] Furthermore, EP 1 126 004 discloses a substance mixture which comprises calcium oxide (CaO) and aluminum powder (Al). When water is supplied, a multi-stage chemical reaction takes place in which, on the one hand, the calcium oxide is converted into calcium hydroxide with the water, generating heat and in which the calcium hydroxide then reacts with the aluminum to form calcium aluminate and hydrogen, with additional heat being generated. With such a mixture of substances, temperatures of 90 ° C and more can be achieved, whereby it should be noted that at temperatures above 100 ° C, some of the water also produces water vapor. If the reaction takes place in a closed container, the high gas pressure at temperatures above 100 ° C can cause the container to burst. With the heating mixture proposed in the publication, only heating below 100 ° C. is therefore carried out.
[0005] Eine andere Stoffmischung zum Erzeugen von Wärme ist aus der DE 10 2008 015 677 A1 bekannt. Dort befindet sich in einer verschlossenen Kammer ein Zeolith-Granulat, sowie Wasser enthaltender Beutel. Um die Wärme zu erzeugen, wird zunächst der Wasser-Beutel zum Platzen gebracht, woraufhin sich das Wasser innerhalb des umgebenden Beutels verteilt und auf das Zeolith-Granulat einwirkt. Das Zeolith nimmt das Wasser auf, wobei Wärme erzeugt wird. Nachteilig bei der dort vorgeschlagenen Anordnung ist es, dass zunächst eine zügige Verteilung des Wassers innerhalb des Beutels erreicht werden muss, was beispielsweise durch wasserleitende Zusatzschichten aus einem saugfähigen Material erreicht werden soll. Wird nämlich das Wasser nicht schlagartig in dem Beutel verteilt, so reagiert es zunächst nur mit den angrenzenden Teilen des Zeolith-Granulats, wobei diese Mischung dann eine Barriere bildet, die eine weitere Verteilung des Wassers behindert. Dadurch verringert sich wiederum die Wärmeausbeute. [0005] Another mixture of substances for generating heat is known from DE 10 2008 015 677 A1. A zeolite granulate and a bag containing water are located there in a closed chamber. In order to generate the heat, the water bag is first burst, whereupon the water is distributed within the surrounding bag and acts on the zeolite granulate. The zeolite absorbs the water, generating heat. The disadvantage of the arrangement proposed there is that a rapid distribution of the water within the bag must first be achieved, which is to be achieved, for example, by water-conducting additional layers made of an absorbent material. If the water is not suddenly distributed in the bag, it initially only reacts with the adjacent parts of the zeolite granulate, this mixture then forming a barrier which prevents further distribution of the water. This in turn reduces the heat yield.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere ist es erstrebenswert, eine einfach zu produzierende und / oder zuverlässig funktionierende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. The object of the invention is therefore to provide an improved transportable device for heating food, in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are avoided. In particular, it is desirable to provide a device that is easy to produce and / or that functions reliably.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine transportable Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben, weitere Aspekte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachstehend im Detail erläutert, wobei insbesondere auf die Figuren und die Ausführungsbeispiele verwiesen wird. [0007] According to the invention, this object is achieved by a transportable device having the features of claim 1. Advantageous configurations are specified in the subclaims, further aspects of the invention are specified in the independent claims. The invention is explained in detail below, reference being made in particular to the figures and the exemplary embodiments.
[0008] Die Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren weiter erläutert. Fig. 1 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Getränkedose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L), Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S), sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W). Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung, jedoch nicht befüllt. Der Bereich des Vorratsraumes (3) ist angegeben. Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Fig. 2 , hier ist insbesondere die Isolierung (10) und Wandung / Kammer des Erhitzungsraumes sichtbar. Fig. 4 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Fig. 2 , hier ist insbesondere der zweite Vorratsraum mit Öffnungsmechanismus (8), Überdruckventil (9) und Hebel (11) sichtbar. Fig. 5 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Lebensmitteldose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L), Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S), sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W), sowie Öffnungsmechanismus (8). Fig. 6 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Lebensmitteldose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L), Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S), sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W) befüllt durch den externer Zugang für Wasser (W1). Fig. 7 zeigt die unbefüllte, transportable Vorrichtung gemäss Fig. 6 .The invention will be further explained with reference to the figures. Fig. 1 shows the filled, transportable device, here in the form of a beverage can. Visible are the first storage room filled with food (L), the heating room with zeolite (Z) and mixture of substances (S), and the second storage room with an aqueous solution (W). Fig. 2 shows the same device, but not filled. The area of the storage room (3) is indicated. Fig. 3 shows a section of Fig. 2, here in particular the insulation (10) and wall / chamber of the heating space is visible. Fig. 4 shows a further section of Fig. 2, here in particular the second storage space with opening mechanism (8), pressure relief valve (9) and lever (11) is visible. Fig. 5 shows the filled, transportable device, here in the form of a food can. The first storage space filled with food (L), the heating space with zeolite (Z) and mixture of substances (S), and the second storage space with an aqueous solution (W) and the opening mechanism (8) are visible. Fig. 6 shows the filled, transportable device, here in the form of a food can. The first storage space filled with food (L), the heating space filled with zeolite (Z) and substance mixture (S), and the second storage space filled with aqueous solution (W) through the external access for water (W1) are visible. FIG. 7 shows the unfilled, transportable device according to FIG. 6.
[0009] Entsprechend betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln welche einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden abgeschlossenen Erhitzungsraum aufweist. Der Erhitzungsraum ist über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt. Der Erhitzungsraum weist eine einzige Kammer auf. In dieser Kammer befindet sich sowohl eine nachstehend beschriebene Stoffmischung (S) als auch ein Zeolith (Z). Die Stoffmischung kann bei Zufuhr einer wässrigen Lösung in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugen, wobei Wasserdampf gebildet wird. Der Zeolith kann Wasser/Wasserdampf unter Wärmebildung sorbieren, insbesondere adsorbieren. Accordingly, in a first aspect, the invention relates to a portable device for heating food which has a container for receiving the food and a closed heating space adjoining the container. The heating space is thermally coupled to the container via a common heat-conducting wall and at the same time hermetically separated from it. The heating space has a single chamber. This chamber contains both a mixture of substances (S) described below and a zeolite (Z). When an aqueous solution is supplied, the mixture of substances can generate heat in an exothermic chemical reaction, with water vapor being formed. The zeolite can sorb, in particular adsorb, water / water vapor while generating heat.
[0010] Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend erläutert werden, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. This aspect of the invention is to be explained below, with advantageous embodiments of the invention being presented.
[0011] Die Erfindung basiert auf dem an sich bekannten Grundkonzept, dass in einem Erhitzungsraum (3) eine chemische exotherme Reaktion des festen Stoffgemisches (S) mit einer physikalischen exothermen Reaktion des Zeolithen (Z) so kombiniert wird, dass die bei der chemischen Reaktion auftretenden Gase zumindest teilweise derart bei der physikalischen exothermen Reaktion sorbiert werden, dass der Druck unter dem Maximaldruck gehalten werden kann, der zur Beschädigung der transportablen Vorrichtung führen könnte. The invention is based on the basic concept known per se that in a heating chamber (3) a chemical exothermic reaction of the solid mixture (S) with a physical exothermic reaction of the zeolite (Z) is combined so that the chemical reaction occurring gases are at least partially sorbed in such a way in the physical exothermic reaction that the pressure can be kept below the maximum pressure that could damage the transportable device.
[0012] Entgegen dem bekannten Stand der Technik ist es jedoch nicht nötig, den Erhitzungsraum in mehrere Kammern aufzuteilen. Vielmehr ist es Gegenstand dieser Erfindung, dass der Erhitzungsraum (3) nur eine einzige Kammer (5) enthält. Es wurde gefunden, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen eingefüllte Lebensmittel zuverlässiger erwärmen können. Insbesondere wird die Quote der nicht ausgelösten Erwärmungen (sogenannte Drop-outs) deutlich verringert. Somit bilden die hier beschriebenen transportablen Vorrichtungen in zweierlei Hinsicht einen technischen Fortschritt: sie sind zuverlässiger in der Anwendung und gleichzeitig einfacher in der Herstellung. In contrast to the known prior art, however, it is not necessary to divide the heating space into several chambers. Rather, it is the subject of this invention that the heating space (3) contains only a single chamber (5). It has been found that the devices described here can heat filled food more reliably. In particular, the rate of non-triggered warming (so-called drop-outs) is significantly reduced. The transportable devices described here thus represent a technical advance in two respects: they are more reliable to use and at the same time easier to manufacture.
[0013] In einer Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, aufweisend: einen ersten Vorratsraum (2) zum Aufnehmen der Lebensmittel (L) und einen Erhitzungsraum (3), enthaltend sowohl die feste Stoffmischung (S) als auch den Zeolith (Z), dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzungsraum (3) über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung (4) mit dem ersten Vorratsraum (2) thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt ist, und das der Erhitzungsraum (3) aus einer einzigen Kammer (5) besteht in welcher sich besagte Stoffmischung (S) und Zeolith (Z) befinden. In dieser Ausgestaltung weist die transportable Vorrichtung keinen Vorratsraum für eine wässrige Lösung (W) auf. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung bei ansonsten gleichen Parametern kleiner und leichter ist. Allerdings muss dem Erhitzungsraum von aussen durch einen Zugang (W1) die wässrige Lösung zugeführt werden. Entsprechend ist eine solche Vorrichtung vor allem für Anwendungen im Bereich Camping / Trekking geeignet. In one embodiment, the invention relates to a transportable device (1) for heating food, comprising: a first storage space (2) for receiving the food (L) and a heating space (3) containing both the solid substance mixture (S) as well as the zeolite (Z), characterized in that the heating space (3) is thermally coupled to the first storage space (2) via a common heat-conducting wall (4) and at the same time hermetically separated from it, and that the heating space (3) a single chamber (5) in which said mixture of substances (S) and zeolite (Z) are located. In this embodiment, the transportable device has no storage space for an aqueous solution (W). This has the advantage that the device is smaller and lighter with otherwise the same parameters. However, the aqueous solution must be fed to the heating space from the outside through an access (W1). Accordingly, such a device is particularly suitable for applications in the field of camping / trekking.
[0014] In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, aufweisend: einen ersten Vorratsraum (2) zum Aufnehmen der Lebensmittel (L), einen zweiten Vorratsraum (7), enthaltend eine wässrige Lösung (W), und einen Erhitzungsraum (3), enthaltend sowohl die feste Stoffmischung (S) als auch den Zeolith (Z), dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzungsraum (3) über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung (4) mit dem ersten Vorratsraum (2) thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt ist, und dass der Erhitzungsraum (3) aus einer einzigen Kammer (5) besteht in welcher sich besagte Stoffmischung (S) und Zeolith (Z) befinden. In dieser Ausgestaltung weist die transportable Vorrichtung einen Vorratsraum (7) für eine wässrige Lösung (W) auf. Dies hat den Vorteil, dass keine wässrige Lösung von aussen zugeführt werden muss. Allerdings ist die Vorrichtung bei ansonsten gleichen Parametern grösser und schwerer. Entsprechend ist eine solche Vorrichtung vor allem für Anwendungen im Bereich Sofortgebrauch bei öffentlichen Veranstaltungen und für Pendler geeignet. In a further embodiment, the invention relates to a transportable device (1) for heating food, comprising: a first storage space (2) for receiving the food (L), a second storage space (7) containing an aqueous solution (W ), and a heating space (3) containing both the solid mixture of substances (S) and the zeolite (Z), characterized in that the heating space (3) is thermally connected to the first storage space (2) via a common heat-conducting wall (4) coupled and at the same time hermetically separated from this, and that the heating space (3) consists of a single chamber (5) in which said mixture of substances (S) and zeolite (Z) are located. In this embodiment, the transportable device has a storage space (7) for an aqueous solution (W). This has the advantage that no aqueous solution has to be supplied from the outside. However, the device is larger and heavier with otherwise the same parameters. Accordingly, such a device is particularly suitable for applications in the field of immediate use at public events and for commuters.
[0015] In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, wie vorstehend beschrieben, aufweisend einen Vorratsraum (7) und einen externen Zugang (W1). Diese Ausgestaltung der Erfindung zeigt eine nochmals erhöhte Funktionssicherheit. In a further embodiment, the invention relates to a transportable device (1) for heating food, as described above, having a storage space (7) and an external access (W1). This embodiment of the invention shows a further increased functional reliability.
[0016] Lebensmittel (L): Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von Lebensmitteln, Speisen und Getränke, geeignet. Als Beispiele für Getränke seien genannt: kohlensäurehaltige Getränke, kohlensäurefreie Getränke (wie z.B. Tee, Kaffee, Kakao). Als Beispiele für Speisen seien genannt: Suppen, Nudelgerichte, Reisgerichte, Käsefondue, Fleischgerichte (wie z.B. Gulasch), Süssspeisen (wie z.B. Schokoladenfondue). Besonders geeignet ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erwärmen von Speisen, wie Käsefondue. Food (L): According to the invention, a broad spectrum of food, meals and drinks are suitable. Examples of drinks include: carbonated drinks, non-carbonated drinks (such as tea, coffee, cocoa). Examples of dishes are: soups, pasta dishes, rice dishes, cheese fondue, meat dishes (such as goulash), sweet dishes (such as chocolate fondue). The device according to the invention is particularly suitable for heating food, such as cheese fondue.
[0017] Stoffmischung (S): Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von Feststoffen geeignet, die bei Kontakt mit Wasser eine exotherme chemische Reaktion eingehen. Als Beispiele seien genannt: Calciumoxid ggf. in Kombination mit Aluminium und/oder Natriumcarbonat und/oder Kaliumcarbonat und/oder Eisensulfat. Mixture of substances (S): According to the invention, a broad spectrum of solids is suitable which enter into an exothermic chemical reaction on contact with water. Examples are: calcium oxide, optionally in combination with aluminum and / or sodium carbonate and / or potassium carbonate and / or iron sulfate.
[0018] Zeolith (Z): Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von natürlichen und synthetischen Alumosilikaten geeignet. Damit der Zeolith die beschriebene Funktion ausführen kann, muss er selbstverständlich wasserfrei oder zumindest wasserarm sein. Vorteilhaft ist der Zeolith bindemittelfrei, dann liegt er typischerweise in Kugelform vor; oder bindemittelhaltig, dann kann er die Form eines gewünschten Presslings annehmen. Geeignete Zeolithe können aus der Gruppe der synthetischen Zeolithe, wie Zeolith A, Zeolith X, Zeolith Y, Zeolith L, ZSM 5 und ZSM 11 ausgewählt werden. Zeolite (Z): According to the invention, a broad spectrum of natural and synthetic aluminosilicates is suitable. So that the zeolite can perform the function described, it must of course be anhydrous or at least low in water. The zeolite is advantageously binder-free, then it is typically in spherical form; or containing binder, then it can take the form of a desired compact. Suitable zeolites can be selected from the group of synthetic zeolites, such as zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite L, ZSM 5 and ZSM 11.
[0019] Wässrige Lösung (W): Erfindungsgemäss wird Wasser oder eine saure wässrige Lösung («Säure») eingesetzt. Geeignete Säuren können auf Basis organischer Säuren ausgewählt werden (wie Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure) oder auf Basis anorganischer Säuren (wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Sulfonsäuren). Wässrige Säuren können als gepufferte Säure eingesetzt werden. Aqueous solution (W): According to the invention, water or an acidic aqueous solution (“acid”) is used. Suitable acids can be selected based on organic acids (such as formic acid, acetic acid, citric acid) or based on inorganic acids (such as phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, sulfonic acids). Aqueous acids can be used as the buffered acid.
[0020] Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Verwendung von Säuren eine deutliche Verbesserung gegenüber der Verwendung von Wasser erzielen lässt. Die exotherme chemische Reaktion mit säurehaltigen wässrigen Lösungen führt zu einer Steigerung der Wärme von ca. 15%. Dies hauptsächlich aus dem Grund, weil diese wässrige Lösung das CaO nicht so zum verklumpen neigt und somit das Wasser, bzw. der Wasserdampf, besser durch das CaO aufgenommen und an das Zeolith weitergegeben wird. Die Erfindung betrifft somit insbesondere eine Vorrichtung wie hier beschrieben, in der die wässrige Lösung eine saure wässrige Lösung ist. It has been shown, surprisingly, that the use of acids can achieve a significant improvement over the use of water. The exothermic chemical reaction with acidic aqueous solutions leads to an increase in heat of approx. 15%. This is mainly due to the fact that this aqueous solution does not tend to clump the CaO so that the water, or the water vapor, is better absorbed by the CaO and passed on to the zeolite. The invention thus relates in particular to a device as described here in which the aqueous solution is an acidic aqueous solution.
[0021] Transportable Vorrichtung: Solche Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden als Dosen, insbesondere Weissblechdosen oder Aluminiumdosen für den Transport von Lebensmitteln benutzt. Für Getränke sind allgemein zylindrische, oder im Wesentlichen zylindrische, Dosen geeignet, bei denen die Höhe (in cm) grösser ist als der Durchmesser (in cm). Für Speisen sind allgemein zylindrische oder im Wesentlichen kubische Dosen geeignet, bei denen die Höhe (in cm) kleiner ist als der Durchmesser/die Diagonale (in cm). Transportable device: Such devices are generally known and are used as cans, in particular tinplate cans or aluminum cans for the transport of food. For drinks, generally cylindrical, or essentially cylindrical, cans are suitable in which the height (in cm) is greater than the diameter (in cm). For food, cylindrical or essentially cubic cans are generally suitable, where the height (in cm) is smaller than the diameter / diagonal (in cm).
[0022] Die einzelnen Elemente 1. Vorratsraum, Erhitzungsraum und 2. Vorratsraum können verschieden geformt und angeordnet sein, entsprechende Variationen liegen im Können des Fachmanns. The individual elements 1. storage space, heating space and 2. storage space can be shaped and arranged in different ways, corresponding variations are within the ability of the person skilled in the art.
[0023] In einer Ausführungsform ist Erhitzungsraum und 2. Vorratsraum von einer Bauhöhe, die bei etwa 10 bis 50% der Aussenabmessungen des Bodens der Vorrichtung (1) liegt (Fig. 5 ). Dies bedeutet, dass ein flacher Erhitzungsraum gebildet wird, der ein geringes Volumen einnimmt und eine gute Wärmeübertragung zum 1 Vorratsraum ermöglicht. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lebensmittel eine Speise ist. In one embodiment, the heating space and the second storage space are of an overall height which is approximately 10 to 50% of the external dimensions of the bottom of the device (1) (FIG. 5). This means that a flat heating space is formed which takes up a small volume and enables good heat transfer to the storage space. This embodiment is particularly advantageous when the food is a dish.
[0024] In einer weiteren Ausführungsform kann der Erhitzungsraum in den 1. Vorratsraum hineinragen, ohne mit der Wandung der Vorrichtung eine gemeinsame Wandung aufzuweisen (Fig. 2 ). Dies führt zu einer besonders grossen Oberfläche der Wandung (4), ohne dass Wärme an die Umgebung abgestrahlt wird. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lebensmittel ein Getränk ist. In einer weiteren Ausführungsform kann der Erhitzungsraum zusätzlich ringförmig um den 1. Vorratsraum angeordnet sein (nicht in den Fig. dargestellt). In a further embodiment, the heating space can protrude into the 1st storage space without having a common wall with the wall of the device (FIG. 2). This leads to a particularly large surface of the wall (4) without heat being radiated to the environment. This configuration is particularly advantageous when the food is a drink. In a further embodiment, the heating space can also be arranged in a ring around the 1st storage space (not shown in the figures).
[0025] 1. Vorratsraum (2): Dieser Vorratsraum ist zur Aufnahme des Lebensmittels (L) bestimmt und entsprechend dimensioniert. Der 1. Vorratsraum enthält typischerweise eine Öffnung zur Entnahme des Lebensmittels, bspw. in Form eines Schraubverschlusses, Schnappverschlusses, einer aufgesiegelten Folie oder nach anderen allgemein bekannten Formen. 1. Storage room (2): This storage room is intended to hold the food (L) and is dimensioned accordingly. The first storage space typically contains an opening for removing the food, for example in the form of a screw cap, snap closure, a sealed film or other generally known shapes.
[0026] Der 1. Vorratsraum umfasst ferner seitliche Wandungen und einen Boden, wobei mindestens ein Teil davon eine gemeinsame Wandung (4) mit dem Erhitzungsraum bildet. Typischerweise ist der Boden des Vorratsraumes (2) gleichzeitig die Wandung (4) zum Erhitzungsraum. The 1st storage space also comprises side walls and a base, at least part of which forms a common wall (4) with the heating space. Typically, the floor of the storage space (2) is at the same time the wall (4) for the heating space.
[0027] Vorteilhaft bilden die seitlichen Wände des Vorratsraumes (2) zumindest teilweise eine zusätzliche Wandung (4). The side walls of the storage space (2) advantageously form at least partially an additional wall (4).
[0028] Erhitzungsraum (3)/Wandung (4): Der Erhitzungsraum ist zur Aufnahme von Zeolith (Z) und Stoffmischung (S) bestimmt und entsprechend dimensioniert. Bei Kontakt mit wässriger Lösung (W) findet eine exotherme chemische Reaktion statt. Erfindungsgemäss besteht der Erhitzungsraum aus einer einzigen Kammer (5) und umfasst zumindest eine wärmeleitende Wandung (4). Heating space (3) / wall (4): The heating space is intended to accommodate zeolite (Z) and mixture of substances (S) and is dimensioned accordingly. An exothermic chemical reaction takes place on contact with aqueous solution (W). According to the invention, the heating space consists of a single chamber (5) and comprises at least one heat-conducting wall (4).
[0029] Erfindungsgemäss befindet sich die wärmeleitende Wandung (4) zumindest an einem Teil der Unterseite des Vorratsraumes (2), was die Wärmezufuhr erleichtert. Die Wandung (4) ist vorzugsweise eine Metallwandung, bspw. aus Weissblech oder Aluminium. According to the invention, the heat-conducting wall (4) is located at least on part of the underside of the storage space (2), which facilitates the supply of heat. The wall (4) is preferably a metal wall, for example made of tinplate or aluminum.
[0030] In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist enthält die Kammer (5) die Stoffmischung (S) und den Zeolith (Z) als feinteilige Festkörper in Form einer dichten Schüttung. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn diese dichte Schüttung aus zwei Schichten besteht, eine erste Schicht umfassend die Stoffmischung (S) und eine zweite Schicht umfassend Zeolith (Z), und wobei die zweite Schicht an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet ist, und die erste Schicht unter dieser zweiten Schicht (bezogen auf die bestimmungsgemässe Stellung der Vorrichtung, wie in den Figuren dargelegt) angeordnet ist. In an advantageous embodiment, the chamber (5) contains the mixture of substances (S) and the zeolite (Z) as finely divided solids in the form of a dense bed. It has proven to be particularly advantageous if this dense bed consists of two layers, a first layer comprising the mixture of substances (S) and a second layer comprising zeolite (Z), and the second layer being arranged on the heat-conducting wall (4) , and the first layer is arranged below this second layer (based on the intended position of the device, as shown in the figures).
[0031] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Kammer (5) die Stoffmischung (S) als feinteiligen Festkörper und den Zeolith (Z) in Form eines Monolithen. In dieser Ausgestaltung ist besagter Zeolith (Z) an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet, und die Stoffmischung (S) als feinteiliger Festkörper unter diesem Monolithen angeordnet. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn der Monolith in seiner Form mit der Form der Kammer (5) korrespondiert. Es hat sich ferner als besonders günstig erwiesen, wenn die Stoffmischung (S) als dichte Schüttung vorliegt. In a further advantageous embodiment, the chamber (5) contains the mixture of substances (S) as a finely divided solid and the zeolite (Z) in the form of a monolith. In this embodiment, said zeolite (Z) is arranged on the heat-conducting wall (4), and the mixture of substances (S) is arranged as a finely divided solid under this monolith. It has proven to be particularly favorable if the shape of the monolith corresponds to the shape of the chamber (5). It has also been found to be particularly advantageous if the mixture of substances (S) is present as a dense bed.
[0032] 2. Vorratsraum/Öffnungsmechanismus/Ventil: Die für die chemische Reaktion verwendete wässrige Lösung kann entweder bereits im 2. Vorratsraum der transportablen Vorrichtung deponiert sein, und/oder sie kann über eine Öffnung (W1) von aussen zugeführt werden. 2. Storage space / opening mechanism / valve: The aqueous solution used for the chemical reaction can either already be deposited in the 2nd storage space of the transportable device, and / or it can be supplied from the outside via an opening (W1).
[0033] Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein 2. Vorratsraum vorgesehen ist, welcher vom Erhitzungsraum getrennt ist, wobei eine Vorrichtung (8) «Öffnungsmechanismus» vorgesehen ist, welche eine Verbindung für die wässrige Lösung aus dem 2. Vorratsraum in den Erhitzungsraum ermöglicht. Vorzugsweise ist der zweite Vorratsraum benachbart zum Erhitzungsraum und durch eine wasserdichte Wandung getrennt angeordnet. Die Vorrichtung (8) umfasst dabei beispielsweise eine Vorrichtung zum Herstellen einer Öffnung in der wasserdichten Wandung. Eine solche Vorrichtung (8) kann beispielsweise durch eine aufgesiegelte Folie realisiert werden, die durch eine Drehbewegung beschädigt wird und so einen Flüssigkeitsaustausch ermöglicht. An advantageous embodiment is characterized in that a second storage space is provided, which is separated from the heating space, a device (8) "opening mechanism" is provided, which a connection for the aqueous solution from the 2nd storage space in the Enables heating room. The second storage space is preferably arranged adjacent to the heating space and separated by a watertight wall. The device (8) comprises, for example, a device for producing an opening in the watertight wall. Such a device (8) can be implemented, for example, by a sealed film which is damaged by a rotary movement and thus enables an exchange of liquid.
[0034] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenwandung der ersten Kammer eine wiederverschliessbare Öffnung (W1) zum Einleiten von wässriger Lösung (insbes. Wasser) aufweist. Die wiederverschliessbare Öffnung kann beispielswiese ein selbstschliessendes Ventil aus einem elastischen Material umfassen. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass wässrige Lösung von einer Dosiervorrichtung zugeführt wird, woraufhin sich die Öffnung wieder verschlisst. Die Erfindung umfass somit auch eine Vorrichtung wie hier beschrieben mit Öffnung (W1) aber ohne 2. Vorratsraum. A further advantageous embodiment is characterized in that an outer wall of the first chamber has a reclosable opening (W1) for introducing aqueous solution (in particular water). The reclosable opening can, for example, comprise a self-closing valve made of an elastic material. In this embodiment, it is possible that aqueous solution is supplied from a metering device, whereupon the opening closes again. The invention thus also comprises a device as described here with an opening (W1) but without a second storage space.
[0035] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der 2. Vorratsraum zusätzlich mit einem druckausgleichenden Ventil versehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen allfällig nötigen Druckausgleich zwischen Erhitzungsraum und Umgebung. Another advantageous embodiment is characterized in that the second storage space is additionally provided with a pressure-equalizing valve. This configuration enables any necessary pressure equalization between the heating space and the environment.
[0036] Isolierung: Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann teilweise oder vollständig gegenüber der Umgebung mit einer Isolierung (10) versehen sein. Dadurch wird eine unerwünschte Wärmeableitung in die Umgebung verringert. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Seitenfläche der Vorrichtung mit einer Isolierung (10) versehen (Fig. 3 ). Insulation: The device according to the invention can be partially or completely provided with insulation (10) from the environment. This reduces unwanted heat dissipation into the environment. In an advantageous embodiment, the side surface of the device is provided with insulation (10) (FIG. 3).
[0037] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Seitenfläche und der Boden der Vorrichtung mit einer Isolierung (10) versehen (Fig. 5 ). In a further advantageous embodiment, the side surface and the bottom of the device are provided with insulation (10) (FIG. 5).
[0038] In einem zweiten Aspekt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung wie hier beschrieben, umfassend die Schritte Bereitstellung einer Vorrichtung wie hier beschrieben und Befüllen dieser Vorrichtung mit Zeolith (Z), Stoffmischung (S) Lebensmittel (L) und ggf. wässriger Lösung. Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In a second aspect, the invention relates to a method for producing a device as described here, comprising the steps of providing a device as described here and filling this device with zeolite (Z), substance mixture (S), food (L) and possibly aqueous solution. This aspect of the invention will be explained in more detail below.
[0039] Die einzelnen Schritte sind an sich bekannt, vorteilhaft ist ,dass Zeolith und Stoffmischung in den Erhitzungsraum (3) nacheinander eingefüllt werden können, ohne dass ein trennendes Element, bspw. ein Vlies, eingebracht werden muss. Vorteilhaft ist ferner, dass die Herstellung modular, angepasst an die Vorgaben des Herstellers erfolgen kann. So ist es möglich, dass eine befüllte Kammer (5) in die Vorrichtung eingebracht wird, anschliessend Lebensmittel (L) und wässrige Lösung (W) eingefüllt werden und die Vorrichtung dann verschlossen wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Hersteller des Lebensmittels nicht die Komponenten (Z) und (S) handhaben muss. Dies hat ferner den Vorteil, dass verschieden befüllte Kammern (5) auf der gleichen Produktionsanlage verarbeitet werden können. The individual steps are known per se, it is advantageous that the zeolite and the mixture of substances can be poured into the heating chamber (3) one after the other without a separating element, for example a fleece, having to be introduced. It is also advantageous that the manufacture can be modular, adapted to the manufacturer's specifications. It is thus possible that a filled chamber (5) is introduced into the device, then food (L) and aqueous solution (W) are poured in and the device is then closed. This embodiment has the advantage that the manufacturer of the food does not have to handle components (Z) and (S). This also has the advantage that differently filled chambers (5) can be processed on the same production plant.
[0040] In einem dritten Aspekt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erwärmen eins Lebensmittels. Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In a third aspect, the invention relates to a method for heating a food. This aspect of the invention will be explained in more detail below.
[0041] Das Erhitzen von Lebensmitteln ist an sich bekannt. Die hier beschriebene transportable Vorrichtung eignet sich jedoch insbesondere, zur sicheren und unabhängigen Erwärmung von Lebensmitteln. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Erwärmen eins Lebensmittels umfassend die Schritte (i) Bereitstellen eine mit Lebensmittel befüllten Vorrichtung wie hier beschrieben und (ii) Einbringen von Wasser in die einzige Kammer (5). Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung wird das Wasser eingebracht, indem entweder der Öffnungsmechanismus (8) betätigt wird und/oder indem eine wässrige Lösung, insbesondere Wasser, durch eine externe Öffnung (W1) eingebracht wird. Das Erhitzen kann ferner unterstützt werden, indem das Lebensmittel (iii) während des Erwärmungsvorgangs durchmischt wird, bspw. durch Rühren oder Schütteln. The heating of food is known per se. However, the portable device described here is particularly suitable for the safe and independent heating of food. Accordingly, the invention also relates to a method for heating a food comprising the steps of (i) providing a device filled with food as described here and (ii) introducing water into the single chamber (5). Depending on the configuration of the device, the water is introduced either by actuating the opening mechanism (8) and / or by introducing an aqueous solution, in particular water, through an external opening (W1). The heating can also be assisted by mixing the food (iii) during the heating process, for example by stirring or shaking.
[0042] Die verwendeten Mengen der Stoffmischung (S), der wässrigen Lösung (W) und des Zeoliths (Z) sind so aufeinander und auf die Menge des Lebensmittels (L) abgestimmt, dass die gewünschte Temperatur im 1. Vorratsraum für eine vorgegebene Mindestzeitdauer erreicht wird, ohne dass es zu einem Bersten der Vorrichtung kommen kann. Durch geeignete Wahl der Stoffmischung (S) und der Verteilung der wässrigen Lösung kann ausserdem dafür gesorgt werden, dass es nicht zu lokalen oder zu schnellen Überhitzungen mit einem zu hohen Innendruck kommen kann. Eine optimale Wahl dieser Mengen bei vorgegebenen Abmessungen der Vorrichtung (1) und Mengen des zu erhitzenden Lebensmittels (L) kann auf einfache Weise experimentell bestimmt werden. The amounts used of the mixture of substances (S), the aqueous solution (W) and the zeolite (Z) are coordinated with one another and with the amount of food (L) that the desired temperature in the 1st storage room for a predetermined minimum period of time is achieved without the device bursting. A suitable choice of the mixture of substances (S) and the distribution of the aqueous solution can also ensure that local or too rapid overheating with too high an internal pressure cannot occur. An optimal choice of these quantities for given dimensions of the device (1) and quantities of the food (L) to be heated can be determined experimentally in a simple manner.
[0043] Um die Erfindung weiter darzustellen, werden die nachstehenden Beispiele angefügt. Diese Beispiele sollen die Erfindung in keiner Weise limitieren. In order to further illustrate the invention, the following examples are added. These examples are not intended to limit the invention in any way.
Bezugsziffern der FigurenReference numbers of the figures
[0044] 1 Vorrichtung 2 1. Vorratsraum/Lebensmittelvorratsraum 3 Erhitzungsraum 4 Wandung Erhitzungsraum 5 Kammer Erhitzungsraum 6 Verschluss 1. Vorratsraum 7 2. Vorratsraum 8 Öffnungsmechanismus 2. Vorratsraum 9 Überdruckventil 10 Wärmeisolierende Wandung 11 wiederverschliessbare Öffnung/Hebel S Stoffmischung Z Zeolith L Lebensmittel W wässrige Lösung W1 externer Zugang für wässrige Lösung1 device 2 1. storage room / food storage room 3 heating room 4 wall heating room 5 chamber heating room 6 closure 1. storage room 7 2nd storage room 8 opening mechanism 2. storage room 9 pressure relief valve 10 heat-insulating wall 11 reclosable opening / lever S substance mixture Z zeolite L food W aqueous solution W1 external access for aqueous solution
[0045] Ein dosenförmiger Prototyp für eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 wurde gemäss den angefügten Figuren hergestellt. An diesem Prototyp wurden verschiedene, nachstehend dargestellte Versuche durchgeführt. A can-shaped prototype for a device 1 according to the invention was produced in accordance with the attached figures. Various tests, shown below, were carried out on this prototype.
[0046] Dabei wurde zunächst der leere Prototyp mit Zeolith und Stoffmischung im Erhitzungsraum befüllt, dann verschlossen und mit Wasser befüllt, dann das Lebensmittel eingefüllt und verschlossen. Anschliessend wurde der Öffnungsmechanismus betätigt und der Temperaturverlauf aufgezeichnet. First, the empty prototype was filled with zeolite and mixture of substances in the heating chamber, then closed and filled with water, then the food was filled and closed. The opening mechanism was then activated and the temperature profile recorded.
[0047] Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tab. 1 zusammengefasst. Es bedeuten a) = geschlossene transportable Vorrichtung. Test-Prototyp aus Chromstahl mit Wärmeverlust (Materialwandstärke 2.5mm, dadurch Absorbation der Wärme durch Material) von ca. 20% b) = offene transportable Vorrichtung, Testbehältnis aus Chromstahl (absorbiert ebenfalls Wärmeenergie) c) = offene transportable Vorrichtung, Testbehältnis aus Alu (bestleitendes Material im Test) a1) sehr gut geeignet; HeidelbergCement AG, 440 Branntkalk, Calciumoxid, CaO a2) gut geeignet; Kalkfabrik Netstal AG a3) geeignet; b1) sehr gut geeignet; CWK Bad Köstriz, Köstrolith, 13XBF K, Zeolith b2) gut geeignet; Zeochem AG b3) geeignet; apj GmbH (*) = als Zusatz in Tests wurde auch Eisensulfat zwischen 0.1–1.0 g verwendet. (x) = Durch das relativ dicke Testmaterial aus Chromstahl (Wandstärke 2.5mm) wird hier ca. 20% weniger Energie von der Reaktion an das Getränk übertragen. The results are summarized in Tab. 1 below. It mean a) = closed transportable device. Test prototype made of chrome steel with heat loss (material wall thickness 2.5mm, thus absorption of heat by material) of approx. 20% b) = open transportable device, test container made of chrome steel (also absorbs thermal energy) c) = open transportable device, test container made of aluminum (best conductive material in the test) a1) very suitable; HeidelbergCement AG, 440 quicklime, calcium oxide, CaO a2) well suited; Lime factory Netstal AG a3) suitable; b1) very suitable; CWK Bad Köstriz, Köstrolite, 13XBF K, zeolite b2) well suited; Zeochem AG b3) suitable; apj GmbH (*) = iron sulfate between 0.1–1.0 g was also used as an additive in tests. (x) = Due to the relatively thick test material made of chrome steel (wall thickness 2.5mm), approx. 20% less energy is transferred from the reaction to the drink.
[0048] Es zeigt sich, dass in Abhängigkeit von Qualität des CaO und Zeolith, sowie Material der transportablen Vorrichtung (Behälter/Gefäss), das Ansteigen und Halten der Temperatur variiert werden kann. It turns out that depending on the quality of the CaO and zeolite, as well as the material of the transportable device (container / vessel), the rise and maintenance of the temperature can be varied.
[0049] Es zeigt sich weiterhin, dass bei der transportablen Vorrichtung ebenfalls viel Energie (Wärme) durch die Materialwahl verpuffen kann, bzw. erhalten bleiben und an das Lebensmittel abgegeben werden. Eine Isolation (10) ist daher von Vorteil. It is also shown that in the case of the transportable device, a lot of energy (heat) can also be lost through the choice of material, or can be retained and given off to the food. Isolation (10) is therefore advantageous.
[0050] Es zeigt sich weiterhin, dass durch Zugabe einer sauren wässrigen Lösung («Säure») zusätzliche Energie erzeugt wird. It is also found that adding an acidic aqueous solution (“acid”) generates additional energy.
[0051] Es zeigt sich weiterhin, dass die Vorrichtung leicht herstellbar und einfach befüllbar ist. It has also been shown that the device is easy to manufacture and easy to fill.
[0052] Es zeigt sich weiterhin eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, d.h. wenige «Drop-out»-Fälle. There is also a good reproducibility of the results, i.e. few “drop-out” cases.
[0053] [0053]
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