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Unter Vakuumverpackung versteht man die gasdichte Umverpackung eines Produktes in einem Folienbeutel, bei dem die Gase in den Zwischenräumen des Produktes entfernt wurden. Wie bei der Schutzgasverpackung sind die Produkte länger haltbar, da kein Sauerstoff an die Produkte gelangt, der durch chemische Reaktionen oder biologische Prozesse im Laufe der Zeit zur Unbrauchbarkeit der Produkte führt. Darüber hinaus wird bei der Vakuumverpackung das Volumen auf ein Minimum reduziert. Sie wird daher auch zur Volumenreduzierung verwendet. Als vakuumdichtes Verpackungsmaterial werden Folien aus Polyamid oder Polyethylen sowie Verbundfolien verwendet. Für Frischfleisch und andere verderbliche Lebensmittel sind Vakuumverpackungen mittlerweile unverzichtbar geworden. Maschinen zum Vakuumverpacken, sogenannte Vakuum-Geräte, bestehen im Wesentlichen aus einer Vakuumkammer, die über eine große Öffnung für die Einbringung des Produktes verfügt und aus einer geeigneten Vakuumpumpe, die die Vakuumkammer möglichst schnell auf ein tiefes Druckniveau evakuiert. Üblicherweise enthält die Vakuumkammer auch eine Vorrichtung zum Versiegeln eingelegter Folienbeutel. Bekannt sind auch diverse Steuerungsmoden für das Verpacken unterschiedlicher Produkte. So kann die Steuerung auf den zu erreichenden Enddruck oder die Dauer der Evakuierung und den Startpunkt bzw. die Zeitdauer der thermischen Versiegelung eingestellt werden.
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Problematisch ist die Evakuierung der Vakuumkammer unterhalb des jeweils durch die Produkttemperatur vorgegebenen Wasserdampfdruckes. Üblicherweise zum Einsatz kommende Drehschieber-Vakuumpumpen sind empfindlich auf angesaugten Wasserdampf, der sich bei bestimmten Betriebsbedingungen innerhalb der Vakuumpumpen verflüssigen kann. Dies kann je nach Pumpentyp schnell zum Ausfall der Pumpe führen. Generell ist es zu vermeiden, dass Vakuumpumpen größere Mengen Wasserdampf aus dem Produkt absaugen.
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Sorptionsvorrichtungen sind Apparate, in denen ein festes Adsorptionsmittel ein zweites, bei tieferen Temperaturen siedendes Mittel, das dampfförmige Arbeitsmittel, unter Wärmefreisetzung sorbiert (Sorptionsphase). Das Arbeitsmittel verdampft dabei unter Wärmeaufnahme.
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Adsorptionsapparate mit festen Sorptionsmitteln zum Adsorbieren von Wasserdampf sind beispielsweise aus der
EP 0 368 111 und der
DE-OS 34 25 419 bekannt. Sorptionsmittelbehälter, gefüllt mit Sorptionsmitteln, saugen dabei Wasserdampf, welcher in einem Verdampfer entsteht, ab und sorbieren ihn unter Wärmefreisetzung. Diese Sorptionswärme muss dabei aus dem Sorptionsmittel abgeführt werden. Die Kühlapparate können zum Kühlen und Warmhalten von Lebensmitteln in thermisch isolierten Boxen eingesetzt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Sorptionsmittel-Patrone zum Einsatz in Vakuum-Geräten mittels derer das Vakuum-Gerät auch zum Kühlen, Gefrieren, Erwärmen und Trocknen verwendet werden kann und die Vakuumpumpe vor Wasserdampf geschützt ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 7 und 11. Die abhängigen Ansprüche zeigen weitere erfinderische Vorrichtungen und Verfahren auf.
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Erfindungsgemäß kann jedes kommerziell verfügbare Vakuum-Gerät, das über eine Vakuumkammer und eine geeignete Vakuumpumpe mit niedrigem Enddruck verfügt, mit einer erfindungsgemäßen Sorptionsmittel-Patrone zu einem multifunktionellen Kühl-, Gefrier- und Trocknungsgerät erweitert werden. Die Sorptionsmittel-Patrone enthält hierzu eine Sorptionsmittelfüllung, welche Wasserdampf aus dem abgesaugten Gasstrom adsorbieren kann. Der Wasserdampf verdampft innerhalb der Vakuumkammer aus dem Produkt oder aus Wasservorlagen. Wasserhaltige Produkte, die in die Kammer gelegt werden, kühlen sich ab, sobald der Kammerdruck mit Hilfe der Vakuumpumpe unterhalb des Siedepunktes des Produktes abgesenkt wird. Bei einem Kammerdruck von weniger als 6,1 mbar beginnt ungebundenes Wasser innerhalb der Kammer zu gefrieren. Bei wasserhaltigen Produkten, in denen das Wasser gebunden ist, beginnt die Erstarrung erst unterhalb dieses Kammerdruckes. Wenn der von der Vakuumpumpe abgesaugte Gasstrom über die Sorptionsmittel-Patrone abgesaugt wird, kann der Wasserdampf aus der Gasströmung nahezu komplett abgetrennt und innerhalb der Sorptionsmittelfüllung adsorbiert werden. Die Vakuumpumpe bleibt somit geschützt. Kommerziell eingesetzte Vakuumpumpen erreichen üblicherweise einen Enddruck von etwa 1 mbar. Bei diesem Druck sind innerhalb der Vakuumkammer alle wässrigen Produkte gefroren und auf bis zu –20°C abgekühlt oder extrem getrocknet. Trockene, d. h. nicht wasserhaltige Produkte bleiben hingegen warm und werden lediglich über thermische Kontakte durch angrenzende Produkte mit abgekühlt.
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Um eine relativ schnelle Abkühlung bzw. Vereisung zu erreichen, muss die Eintrittsöffnung in die Sorptionsmittel-Patrone größer sein, als die Saugleitung zur Vakuumpumpe kommerzieller Vakuum-Geräte. Wegen des niedrigen Wasserdampfdruckes und der relativ großen Dampfmengen sollte die Eintrittsöffnung mindestens 10 cm2, besser aber mehr als 60 cm2 betragen. Die Absaugöffnung der Sorptionsmittel-Patrone muss im Querschnitt nicht größer sein als der Querschnitt der Saugleitung zur Vakuumpumpe. Die großen Wasserdampfvolumina werden ja nicht bis zur Vakuumpumpe durchgeleitet. Erfindungsgemäß muss die Absaugöffnung der Sorptionsmittel-Patrone möglichst dicht mit der Saugleitung der Vakuum-Pumpe verbunden sein, um zu verhindern, dass über undichte Andockstellen zu viel Wasserdampf in die Pumpe gelangt und deren Saugdruck unzulässig anhebt oder die Pumpe zerstört wird.
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Aus denselben Gründen ist die Sorptionsmittel-Patrone erfindungsgemäß so aufzubauen, dass innerhalb der Sorptionsmittelfüllung keine unzulässigen Durchbrüche entstehen durch welche Wasserdampf in die Vakuumpumpe abgeleitet wird, während andere Bereiche der Sorptionsmittelfüllung von Wasserdampf nicht angeströmt werden. Die Sorptionsmittelfüllung ist erfindungsgemäß so aufgebaut, dass über eine relativ große und breit angelegte Eintrittsöffnung alle Sorptionsmittelbereiche gleichmäßig mit Wasserdampf beaufschlagt werden können und die Strömungswege bis zur Absaugöffnung in etwa gleich lang sind. Dies kann insbesondere durch Leitbleche oder großflächige Gitter vor der Absaugöffnung realisiert werden. Die Strömungswege sollten, um keinen allzu großen Strömungswiderstand aufzubauen, nicht länger als 15 cm und im Besonderen nicht länger als 13 cm betragen. Typische Granulatdurchmesser der Sorptionsmittelfüllung liegen zwischen 2 und 5 mm. Bei diesen Durchmessern kann der Wasserdampf innerhalb weniger Minuten auch die Zentren der Granulate erreichen, während der Strömungswiderstand durch die Schüttung in erträglichen Grenzen bleibt. Der Druckabfall durch die Schüttung sollte weniger als 4 mbar betragen. Zudem muss das Sorptionsmittel dem zuströmenden Wasserdampf ausreichend Oberfläche zur Anlagerung bieten. Vorteilhaft sind aber auch zu massiven Blöcken verarbeitete, feste Sorptionsmittel in welche gezielt Strömungskanäle eingearbeitet sind und deren Formgebung der Geometrie der Sorptionsmittel-Patronen angepasst ist.
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Sorptionsmittel werden bei der Aufnahme (Adsorption) von Wasserdampf heiß. Pro Gramm adsorbiertem Wasserdampf werden in der Sorptionsmittelfüllung bis zu 1 Wh (Wattstunden) Wärme frei, die das Sorptionsmittel erwärmen. Da sich die Sorptionsmittel-Patrone innerhalb der Vakuumkammer befindet, kann keine Wärme an die Umgebung abgeführt werden. Die bei der Adsorption frei werdende Adsorptionswärme wird somit überwiegend als sensible Wärme (= Temperaturerhöhung) in der Sorptionsmittelfüllung gepuffert. Die Füllung wird folglich immer heißer bis die Wasserdampfbeladung im thermischen Gleichgewicht mit dem anstehenden Wasserdampfdruck ist. Je wärmer das Sorptionsmittel wird, umso weniger Wasserdampf kann adsorbiert werden. Auch diese Gleichgewichtsbedingungen haben einen Einfluss auf die Geometrie der Sorptionsmittel-Patrone und deren Füllmenge. Generell wird festgestellt, dass durch den Aufheizeffekt eine Sorptionsmittelfüllung pro Sorptionsprozess ohne Zwischenkühlung nur etwa ein Viertel bis ein Fünftel ihrer maximalen Wasserkapazität aufnehmen kann. Danach muss dem Sorptionsmittel wieder Gelegenheit gegeben werden sich abzukühlen, um dann erneut etwa ein Viertel seiner Gesamtkapazität aufnehmen zu können. Die Kälteerzeugung in der Vakuumkammer ist folglich mit der eingesetzten Sorptionsmittelmenge korreliert. Bei handelsüblichen Vakuum-Geräten wird die Sorptionsmittelmenge bei 1 bis 2 kg liegen. Das von der Sorptionsmittel-Patrone belegte Volumen innerhalb der Vakuumkammer ist dann gegenüber dem verbleibenden Nutzvolumen noch akzeptabel. Ebenso ist die maximale Kälteerzeugungskapazität für viele Anwendungsfälle vollkommen ausreichend. Wenn die Bereitstellung noch größerer Kältemengen gefordert wird, kann die benutzte, heiße Sorptionsmittel-Patrone schnell durch eine zweite, bei Raumtemperatur befindliche, ausgetauscht werden.
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Als Sorptionsmittel kommen vorteilhaft Zeolithe zum Einsatz. Zeolithe können je Adsorptionsvorgang Temperaturen von über 120°C erreichen. Zeolith ist ein kristallines Mineral, das aus einer regelmäßigen Gerüststruktur aus Silizium- und Aluminiumoxiden besteht. Diese Gerüststruktur enthält Hohlräume, in welchen Wassermoleküle unter Wärmefreisetzung sorbiert werden können. Innerhalb der Gerüststruktur sind die Wassermoleküle starken Feldkräften ausgesetzt, deren Stärke (und damit auch die Adsorptionswärme) von der bereits in der Gerüststruktur enthaltenen Wassermenge und der Temperatur des Zeolithen abhängt. Von den synthetischen Zeolithtypen kommen vor allem die Typen A, X und Y, jeweils in ihrer preisgünstigen Na-Form zum Einsatz.
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Feste Sorptionsmittel, insbesondere Zeolithe, können im praktischen Einsatz etwa 25% ihrer Trockenmasse Wasserdampf adsorbieren, wenn sie bei Raumtemperatur mit Wasserdampf, der auf demselben Temperaturniveau verdampft, im thermischen Gleichgewicht sind. Beim Einsatz einer 2 kg Zeolith enthaltenden Sorptionsmittel-Patrone können folglich bis zu 2 kg Wasser vereisen. Wegen der starken Wärmeentwicklung sind dies aber maximal 0,4 kg je Zyklus ohne zwischenzeitliche Rückkühlung.
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Um den Wärmefluss vom heißen Sorptionsmittel auf die innerhalb der Vakuumkammer in unmittelbarerer Nähe angeordneten, zu kühlenden Produkte zu minimieren, können z. B. Isolationswände zwischengesetzt werden oder die Geometrie der Sorptionsmittel-Patrone auf die Formgebung der Vakuumkammer angepasst werden. Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn die Eintrittsöffnung in die Sorptionsmittel-Patrone oben angeordnet ist. Sollte flüssiges Wasser aus einem der Produkte austreten oder gar über eine absperrbare Zuleitung von außen in die Vakuumkammer zur Vereisung eingeleitet werden, ist die Sorptionsmittelfüllung auf diese Weise besser vor eventuell mitgerissenen Wassertropfen geschützt.
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Eine erschöpfte, d. h. mit Wasserdampf beladene Sorptionsmittel-Patrone, kann wieder aktiviert werden. Dieser, auch als Desorption bezeichnete Prozess, kann vorteilhaft außerhalb der Vakuumkammer erfolgen. Die Sorptionsmittelfüllung wird hierzu auf über 200°C, insbesondere auf über 250°C erhitzt. Bei diesem Aufheizvorgang werden nach und nach die zuvor adsorbierten Wasserdampfmoleküle wieder dampfförmig an die Umgebung abgegeben. Die Desorption kann folglich in jedem kommerziellen Ofen, insbesondere in jedem Umluftofen erfolgen.
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Alternativ kann in die Sorptionsmittel-Patrone auch eine elektrische Heizung integriert sein, mit der die Füllung auf die entsprechende Desorptionstemperatur aufheizbar ist. Mit dieser integrierten Heizung könnte die Sorptionsmittel-Patrone während der Desorption auch in der Vakuumkammer verbleiben. Bei geöffnetem Deckel kann der entweichende Dampf dann ungehindert in die Umgebung abströmen. Geschieht die Desorption bei geschlossenem Deckel können durch den vom Sorptionsmittel abströmenden Wasserdampf eingelegte Produkte gezielt gedämpft werden. Dies kann selbstverständlich auch bei geringem Unterdruck in der Kammer erfolgen. Die Dämpftemperatur des Produktes ist über den Kammerdruck oder über den Temperaturfühler exakt regelbar.
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Nach dem Desorptionsprozess sollte die trockene Sorptionsmittel-Patrone so gelagert werden, dass sie keinem unnötigen Luftzug ausgesetzt ist. Feuchtigkeit in der Umgebungsluft würde von dem Sorptionsmittel auch bei Atmosphärendruck aufgenommen werden und die Patrone vorbeladen.
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Kommerzielle Vakuum-Geräte gibt es in zahlreichen Kammergrößen und mit fast ebenso vielen Pumpenkombinationen. Für eine der häufig benutzten Gerätegröße ist im Folgenden eine Sorptionsmittel-Patrone näher ausgelegt und einige ihrer Einsatzmöglichkeiten beschrieben. Vakuumkammern mit ca. 20 dm3 Fassungsvermögen sind üblicherweise mit Vakuumpumpen mit einem Saugvermögen von 8–10 m3/h ausgestattet. Deren Enddruck liegt bei etwa 1 mbar. Dies entspricht einer Verdampfungstemperatur für Wasser von minus 20°C.
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Um das Vakuumkammervolumen nicht übermäßig einzuschränken, wird eine Sorptionsmittelfüllung von 2 kg Zeolith gewählt. Das Gesamtvolumen der Sorptionsmittel-Patrone addiert sich dann auf etwas über 3,5 dm3. Bei einem Eintrittsquerschnitt von 100 cm2 und einer Schütthöhe von 11 cm kann diese Patrone bis zu 0,4 kg Wasser innerhalb von 2–3 Minuten gefrieren. Die Sorptionsmittelfüllung wird dabei über 120°C heiß. Vor der nächsten Kühlaufgabe muss die Füllung abkühlen oder aber die Sorptionsmittel-Patrone durch eine abgekühlte ausgetauscht werden.
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Sorptionsmittel-Patronen deren Kapazität erschöpft ist, müssen nicht zwangsläufig aus der Vakuumkammer entfernt werden. Beim Verbleib in der Kammer schützen sie im konventionellen Verpackungsprozess immer noch die Vakuumpumpe vor unzulässig hohen Wasserdampfdrücken.
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Einmal mit Wasserdampf beladene Sorptionsmittel-Patronen können durch Aufheizen der Sorptionsmittelfüllung auf über 200°C regeneriert werden. Eine alternative Regenerierung im Umluftofen ist dann möglich, wenn die Wärmeleitung in die Sorptionsmittelfüllung schnell genug erfolgen kann. Hierzu bieten sich zusätzliche Wärmeleitflächen innerhalb der Patrone an. Ohne zusätzliche Maßnahmen kann die Regeneration einer dicken Patrone durchaus mehrere Stunden dauern. Die Regeneration muss aber nicht in einem einzigen Schritt erfolgen, vielmehr kann die Aufheizung auch in mehreren Teilschritten erfolgen, z. B. immer dann, wenn der Ofen für andere Aufgaben in Betrieb ist. Sinnvoll ist es auch, die Sorptionsmittel-Patrone permanent im Ofen platziert zu lassen und nur bei Bedarf in das Vakuum-Gerät umzusetzen. Mit zwei Patronen kann damit immer eine für die Kühlaufgabe bereit stehen.
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Erfindungsgemäß lässt sich aber auch die Sorptionsmittelfüllung zur Regeneration aus der Sorptionsmittel-Patrone entnehmen und bei niedriger Schütthöhe auf Blechen im Umluftofen ausheizen.
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Die Erfindung beschreibt eine wechselbare Sorptionsmittel-Patrone, die innerhalb der Vakuumkammer angedockt wird. Selbstverständlich kann die Patrone aber auch außerhalb der Vakuumkammer z. B. in einer besonderen Ausformung der Saugleitung untergebracht werden. Alle beschriebenen Verfahren sind auch mit abweichenden Ausführungsformen der Sorptionsmittel-Patrone möglich.
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Die Zeichnung zeigt in 1 die Hauptbestandteile eines handelsüblichen Vakuum-Gerätes. Eine metallische, meist tiefgezogene Vakuumkammer 1, ist über einen durchsichtigen, aufklappbaren Kunststoffdeckel 2 und eine umlaufende Dichtung 3 luftdicht abschließbar ist. Über eine Saugleitung 4 ist eine Vakuumpumpe 5 angeschlossen. Ein Rückschlagventil 6 verhindert, dass bei Stillstand der Vakuumpumpe 5 die Vakuumkammer 1 ungewollt belüftet wird. Ein Belüftungsventil 7 erlaubt die gezielte Belüftung der Vakuumkammer 1. Über zwei beheizbare Siegelbalken 8 sind Folienbeutel unter Vakuum versiegelbar. Ein Expansionselement 9 drückt hierzu den unteren Siegelbalken 8 gegen den oberen, während ein (nicht gezeichnetes) Heizband die Siegelschichten des Beutels zum Schmelzen bringt.
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2 zeigt ergänzend zum Vakuum-Gerät nach 1 eine Sorptionsmittel-Patrone 10 im Querschnitt und ein Dichtelement 11, beide vor dem Andocken an die Saugleitung 4. Die Sorptionsmittel-Patrone 10 besteht aus einer metallischen, U-förmigen Hülle 12, die im oberen Teil eine großflächige Eintrittsöffnung 13 aufweist und auf der rechten Seite eine Absaugöffnung 14, die aus dem äußeren Ende eines Rohrbogens 15 besteht. Das andere Ende des Rohrbogens 15 mündet im unteren Teil der Sorptionsmittel-Patrone 10 in einem Sammelkanal 18. Über den Rohrbogen 15 ist somit sichergestellt, dass die gesamte Sorptionsmittelfüllung 16 homogen von oben nach unten durchströmt wird. Die Sorptionsmittelfüllung 16 ist hierzu zwischen der oberen, großflächigen Eintrittsöffnung 13 und einem unteren Gitterrost 17, der den Sammelkanal 18 aufspannt, eingelagert. Der Gitterrost 17 erstreckt sich somit über die gesamte untere Querschnittsfläche der Sorptionsmittel-Patrone 10, während der Rohrbogen 15 lediglich die Querschnittsfläche des Saugkanals 4 aufweist. Durch diese Bauweise ist sichergestellt, dass alle Bereiche der Sorptionsmittelfüllung gleichmäßig angeströmt und durchströmt werden. Mittels des Dichtelements 11 kann die Sorptionsmittel-Patrone 10 gasdicht an die Saugleitung 4 gekoppelt werden. Zum Entfernen der Sorptionsmittel-Patrone 10 aus der Vakuumkammer 1 genügt es, den oberen Rohrbogen 15 aus dem Dichtelement 11 zu ziehen. Das Dichtelement 11 verbleibt in dieser Ausführungsvariante an der Saugleitung 4, während die Sorptionsmittel-Patrone 10 samt Sorptionsmittelfüllung 16 in einem separaten Heißluftofen regenerierbar ist. Die Sorptionsmittel-Patrone 10 ist zudem so konstruiert, dass die Eintrittsöffnung 13 im obersten Bereich der Vakuumkammer 1 liegt, um gegenüber eventuell aufgewirbelter Flüssigkeitstropfen besser geschützt zu sein. Die Position der Absaugöffnung 14 ist hingegen so angeordnet, dass der Rohrbogen 15 mit dem Absaugkanal 4 des Vakuum-Gerätes fluchtet. Ein Belüften der Vakuumkammer 1 durch Öffnen des Belüftungsventils 7 erfolgt bei dieser Bauweise immer auch rückwärts durch die Sorptionsmittelfüllung hindurch. Die Eintrittsöffnung 13 erstreckt sich über die gesamte obere Fläche der Sorptionsmittel-Patrone 10. Sie besteht aus einem metallischen Streckgitter das zugleich als klappbarer Deckel ausgeführt ist. Über den Deckel kann die Sorptionsmittelfüllung 16 bequem gegen eine regenerierte Füllung ausgetauscht werden. Die Bauweise erlaubt es auch bereits im Einsatz befindliche Vakuum-Geräte ohne weitere Umbauten mit einer Sorptionsmittel-Patrone nachzurüsten und für die erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzen.
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3 zeigt die schnelle Abkühlung einer Getränkeflasche 20 und die zeitgleiche Vereisung zweier mit Wasser getränkter Eisakkus 21. Die Getränkeflasche 20 ist hierzu mit einem nassen Tuch 22 umwickelt, während die Eisakkus aus zwei tropfnass eingelegten Schwammtüchern bestehen. Nach dem Einlegen der Eisakkus 21 und der Getränkeflasche 20 wird der Deckel 2 geschlossen und die Vakuumpumpe 5 gestartet. Innerhalb weniger Sekunden ist die Vakuumkammer auf das Dampfdruckniveau des Wassers evakuiert. Bei diesem Druck beginnt das Wasser im Tuch und aus den Schwammtüchern augenblicklich zu verdampfen. Der Dampf strömt in die Sorptionsmittelfüllung 16 und wird dort exotherm adsorbiert. Bei Drücken unterhalb von 6,1 mbar beginnt das Wasser zu gefrieren. Nach wenigen Minuten kann die Vakuumpumpe 5 abgestellt und das Belüftungsventil 7 betätigt werden. Die Getränkeflasche ist abgekühlt und mit einem gefrorenen Tuch umgeben während die Eisakkus durchgefroren sind und für mobile Kühlaufgaben genutzt werden können.
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4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anwendungsmöglichkeit. Im Boden der Vakuumkammer 1 ist eine elektrische Heizung 30 integriert, die bei Bedarf Produkte 32 innerhalb der Vakuumkammer 1 erwärmen bzw. warm halten kann. Zudem ist die Vakuumkammer außen zusätzlich mit einer Isolationsschicht 31 thermisch isoliert. In dieser Ausgestaltung eignet sich das Vakuum-Gerät in idealer Weise zum Gefrier-Trocknen wässriger Produkte 32 wie z. B. Obst, Kräuter, Pilze. Die Produkte werden hierzu beispielsweise in einer Schale auf den Boden der Vakuumkammer 1 gestellt, der Deckel 2 wird geschlossen und die Vakuumpumpe 5 in Betrieb genommen. Die Produkte 32 kühlen sich daraufhin ab, gefrieren und erreichen dann abhängig vom erzielten Enddruck der Vakuumpumpe 5 relativ tiefe Temperaturen. Bei einem Pumpenenddruck von 1 mbar liegt die Sublimationstemperatur für Wasserdampf beispielsweise bei minus 20°C. Um den Wasserdampf aus dem Produkt 32 bei sehr kalten Bedingungen schneller zu verdampfen, kann die elektrische Heizung 30 zugeschalten werden. Die Vakuumpumpe 5 muss bei diesem Trocknungsverfahren nicht permanent in Betrieb sein. Es genügt völlig, wenn sie zu Beginn des Verfahrens den Druck absenkt und dann nur zugeschaltet wird, wenn der Systemdruck einen in der Steuerung einstellbaren Schwellenwert übersteigt.
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Die thermische Isolationsschicht 31 ist für diesen Trocknungsprozess nicht notwendig aber auch nicht nachteilig. Sie ist jedoch dann von besonderem Vorteil, wenn die Vakuumkammer 1 als zusätzlicher, gekühlter Lagerraum genutzt werden soll. In einer bevorzugten Betriebsweise können hierzu zunächst Eisakkus 21, wie unter 3 beschrieben, gefroren werden. Die Eisakkus 21 werden dann entlang der Außenwandungen oder unterhalb des Deckels 2 angeordnet, um die Vakuumkammer 1 und dessen Inhalt über einen ausgedehnten Zeitraum auch ohne Vakuum kühl zu halten. Vorteilhaft kann auch sein, über die Steuerung des Gerätes zu einem gewünschten Zeitpunkt die elektrische Heizung 30 in Betrieb zu nehmen, um die bislang gekühlten Produkte zeitnah aufzuwärmen. Aus der Kühlkammer wird somit ohne weitere manuelle Eingriffe eine Wärmekammer.
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Auch die umgekehrte Temperaturführung kann von Vorteil sein. Wird ein Produkt in der Vakuumkammer durch die Heizung 30 bei Umgebungsdruck gegart oder warm gehalten, kann das Produkt im Anschluss ohne zusätzliche manuelle Eingriffe gekühlt werden. Die Steuerung muss hierzu lediglich die Vakuumpumpe 5 in Betrieb nehmen. Prinzipiell kann mit Hilfe der Vakuumpumpe 5 jedes gewünschte Temperaturniveau angesteuert werden. Entweder wird hierzu das Druckniveau entsprechend der jeweiligen Verdampfungstemperatur angesteuert, oder aber ein Temperatursensor 33 innerhalb der Vakuumkammer 1 misst hierzu unmittelbar die Temperatur des Produktes. Bei Erreichen des gewünschten Druckniveaus bzw. der gewünschten Temperatur kann die Vakuumpumpe getaktet oder ganz abgestellt werden.
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4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung. Über eine Flüssigkeitsleitung 34 können, gesteuert über ein Ventil 35, in die Vakuumkammer 1 oder noch besser, in ein darin befindliches Gefäß von außerhalb Flüssigkeiten eingeleitet werden, die dann im Vakuum abkühlen und gefrieren. Frisch gepresste Fruchtsäfte können damit zusammen mit entsprechenden Zutaten schnell zu Gefrorenem (z. B. Sorbet) veredelt werden. Dieselbe Vorrichtung kann auch dazu dienen, sehr heiße Getränke wie beispielsweise frisch gebrühten Kaffee in kürzester Zeit auf Eiskaffee-Temperatur abzukühlen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0368111 [0004]
- DE 3425419 A [0004]
