DE102021003422A1

DE102021003422A1 - Verfahren zur Erstellung eines eingeschlossenen, sauerstoffarmen bzw. -freien Volumens

Info

Publication number: DE102021003422A1
Application number: DE102021003422.8A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2023-01-05

Abstract

Vorrichtung (200) mit mindestens einem Abdichtungselement (210), mindestens einem sauerstoffverbrauchenden elektrochemischen System (220), und mindestens einem Energieverbraucher (230), wobei, das Abdichtungselement (210) das Eindringen von Luft in den Behälter (100) verhindert oder mindestens stark hemmt; das elektrochemische System (220) den Sauerstoff aus der Luft für die Erzeugung von Strom benutzt;und der Energieverbraucher (230) den erzeugten Strom verbraucht;dadurch gekennzeichnet,dass es im Behälter (100) eine sauerstofflose bzw. sauerstoffarme Atmosphäre entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung sauerstoffarme bzw. sauerstofffreie Bedingungen in einem eingeschlossenen Volumen. Das Verfahren ist somit insbesondere geeignet, um Lebensmittel, Flüssigkeiten und sonstige mit Anwesenheit vom Sauerstoff verderbende oder korrodierende Waren haltbarer zu machen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Vorrichtung um das sauerstoffarme bzw. -freie Volumen zu erstellen.
Stand der Technik
Lebensmittel werden oftmals in Behältern aufbewahrt, die nach dem Öffnen sich wieder verschließen lassen. Durch die Entnahme eines Anteils des Lebensmittels dringt Luft in den Behälter ein. Auch wenn der Behälter wieder verschlossen wird, führt die Luft insbesondere der daring enthaltene Sauerstoff dazu, dass chemische bzw. biochemische Prozesse in Gang gesetzt werden, die zum Verderben des Lebensmittels führen. Ein gutes Beispiel ist der Wein, der in Flaschen kommerzialisiert und aufbewahrt wird. Nach dem Öffnen einer Weinflasche muss er bekannterweise binnen weniger Tage verzerrt werden, weil die eingesetzten biochemischen Prozesse ihn nach kurzer Zeit ungenießbar machen.
Nach dem Stand der Technik werden die o.g. Behälter so verschlossen, dass keine oder wenige Luft von außen eindringt. Trotzdem führt die im Behälter enthaltene Luft bereits zu den unerwünschten chemischen bzw. biochemischen Reaktionen.
Eine Alternative sind Behälter bzw. Vorrichtungen, die dafür sorgen, dass ein Unterdruck im Behälter entsteht und standgehalten wird. Dadurch wird insbesondere die Sauerstoffmenge im Behälter gegenüber den typischen Aufbewahrungsbehältern reduziert, die o.g. chemischen bzw. biochemischen Reaktionen werden gehemmt bzw. hören früher auf als bei den Behältern ohne Unterdruck. Diese Art von Aufbewahrung ist üblich in der Verpackungsindustrie.
Die Vorliegende Erfindung ist daher mit der Aufgabe befasst, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erstellung eines sauerstoffarmen bzw. -freien Volumens in einem eingeschlossenen Behälter anzugeben. Somit lassen sich Lebensmittel, Flüssigkeiten oder sonstige mit Anwesenheit vom Sauerstoff verderbende oder korrodierende Waren länger aufbewahren und genießen.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Verfahren zur Ausführung der Aufgabe vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Es wird eine Vorrichtung angemeldet, mit der nicht nur der Aufbewahrungsbehälter gegenüber der Luft der Umgebung abgedichtet wird, sondern auch den im Behälter eingeschlossenen Sauerstoff durch eine elektrochemische Reaktion in Strom umsetzt, und diesen verbraucht. Das im Behälter vorhandene Restgas ist für die meisten chemischen bzw. biochemischen Vorgänge ein Inertgas, d.h. diese werden stark gehemmt bzw. komplett unterbunden. Dadurch lässt sich die Aufbewahrungsdauer von Lebensmitteln deutlich verlängern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält ein Abdichtungssystem, und das im Behälter vorhandene Gas ggnü. der Umgebung abzudichten. Ferner enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung ein elektrochemisches System, das Sauerstoff gebraucht, um elektrische Spannung bzw. Strom zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält auch einen Energieverbraucher, der dazu dient, den durch das elektrochemische System erzeugte Strom zu verbrauchen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der Sauerstoff des im Behälter vorhandenen Gases verbraucht. Nach Abschluss des Verbrauchprozesses enthält das Restgas fast ausschließlich Inertgase, wie Stickstoff und Argon. Durch diese inertisierte Atmosphäre werden sauerstoffbedingte chemische bzw. biochemische bzw. elektrochemische Reaktionen unterbunden bzw. stark gehemmt.
In einer besonderen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Energieverbraucher gleichzeitig einen Verbrauchsanzeiger. Dadurch wird der Sauerstoffverbrauchsprozess und insbesondere dessen Ende angezeigt. Dieser Anzeiger kann z.B. eine Lampe oder Glühbirne sein: sie leuchtet, solange Sauerstoff im Behälter noch vorhanden ist bzw., solange der elektrochemische Vorgang im Gange ist, und erlischt, wenn der Sauerstoff aufgebraucht ist bzw. der Sauerstoffverbrauchsprozess abgeschlossen ist.
Dieser Anzeiger kann auch extern platziert sein: durch eine kabelgebundene oder kabellose Übertragung des Stroms des Verbrauchers bzw. der am elektrochemischen System oder Verbraucher anstehende Spannung, wird der Sauerstoffverbrauchsprozess in einem externen Gerät beispielweise in einem App visualisiert. Dadurch kann auch den Stand des Sauerstoffverbrauchsprozesses z.B. in % angegeben werden. Die erfassten Werte können auch zur Steuerung des erfindungsgemäßen Prozesses und deren Beendigung herangezogen werden.
In einer besonderen Ausführung der erfindungsgemäßen Idee ist das Abdichtungselement, das elektrochemische System, der Energieverbraucher und, falls vorhanden, der Anzeiger in einem Element integriert. Das kann beispielweise in einem Deckel sein.
In einer besonderen relevanten Ausführung ist der Energieverbraucher und der Anzeiger in einem Element zusammengefasst, zum Beispiel in einer Lampe oder Glühbirne. In diesem Fall ist der Energieverbraucher der Widerstand der Lampe, welche leuchtet, solange Strom verbraucht wird, d.h., solange Sauerstoff verbraucht wird; und erlischt, wenn der Sauerstoffverbrauchsprozess abgeschlossen ist.
Das elektrochemische System kann aus einer oder mehreren Luft-Batterien bestehen. Hier ist eine Zink-Luft-Batterie besonders vorteilhaft. Lithium-Luft-, Natrium-Luft-, Silicium-Luft-, Calcium-Luft-, Eisen-Luft-, Aluminium-Luft-Batterien oder andere Arten von Luft-Batterien können ebenso eingesetzt werden. Die Batterien können in Reihe kombiniert oder parallelgeschaltet werden. Verschiedene Arten von Batterien können kombiniert werden.
Das elektrochemische System in einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Idee besteht aus einer oder mehreren Brennstoffzellen. Das kann eine wasserstoffbasierte Brennstoffzelle, oder eine methanolbasierte Brennstoffzelle, oder eine erdgasbasierte Brennstoffzelle oder eine andere Art von Brennstoffzelle sein.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die sauerstoffverbrauchende Reaktion vorzugsweise im Behälter stattfinden. Die sauerstoffverbrauchende Reaktion kann ebenfalls außerhalb des Behälters stattfinden. In diesem Fall wird das Gas aus dem Behälter herausgeführt, sein Sauerstoff wird mindestens teilweise durch das elektrochemische System abreagiert, und ein sauerstoffloses bzw. sauerstoffarmes Gas wird in den Behälter eingeführt. Dafür kann vorteilhaft sein, dass das elektrochemische System mindestens eine Luftpumpe oder -gebläse aufweist, um das Gas aus dem Behälter herauszusaugen, oder es in den Behälter hineinzupumpen, oder beides. Das in den Behälter eingeführte, sauerstoffarme bzw. -frei Gas, ist vorzugsweise das aus dem Behälter herausgesaugte Gas, dessen Sauerstoff im elektrochemischen System verbraucht wurde. Das in den Behälter eingeführte, sauerstoffarme bzw. -frei Gas, kann aber auch Luft aus der Umgebung sein, deren Sauerstoff im elektrochemischen System verbraucht wurde.
Dieser Prozess mag kontinuierlich passieren. Dabei entsteht kaum Unterdruck im Behälter. Der Prozess kann ebenfalls in Zyklen erfolgen, d.h. es wird eine Gasmenge aus dem Behälter entnommen, durchströmt das elektrochemische System und wird zunächst gelagert. Danach wird diese Gasmenge wieder in den Behälter eingeführt. Danach erfolgt der Zyklus wieder. Dadurch wird der Sauerstoffgehalt im Behälter immer weiter reduziert.
Die Vorrichtung mag aber auch Gas aus dem Behälter entnehmen, und dieses in die Umgebung rauslassen. Das in den Behälter wiedereingeführte Gas wird aus der Umgebung entnommen, durch das elektrochemische System sauerstoffverarmt, bevor es in den Behälter eingeführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Ventil aufweisen, beispielweise ein Magnetventil. Ist dieses Ventil geschlossen, wird das Eindringen von Luft in den Behälter sowie das Ausdringen des sauerstoffverarmten Gases aus dem Behälter verhindert. Um den sauerstoffverbrauchenden Prozess zu ermöglichen, wird dieses Ventil in die geöffnete Position gebracht.
Das o.g. Ventil kann als passives Ventil, z.B. als Rückschlagventil ausgeführt werden. Durch dieses Rückschlagventil wird das Eindringen von Luft in den Behälter sowie das Ausdringen des sauerstoffverarmten Gases aus dem Behälter verhindert oder zumindest stark gehemmt. Das Rückschlagventil wird so konstruiert, dass es durch die erfindungsgemäße Vorrichtung überdruckt werden kann. Das geschieht z.B. durch die Einführung eines Schlauches, einer Leitung, eines Adapters o.ä. ins Gehäuse des Rückschlagventils. Dieser Schlauch oder Leitung oder Adapter o.ä. drückt die Feder des Rückschlagventils und gibt einen Öffnungsquerschnitt frei. Dadurch kann Gas aus dem Behälter bzw. in den Behälter strömen. Nach Entfernung dieses Schlauches oder Leitung oder Adapters o.ä. wird das Rückschlagventil durch die Feder wieder in seine abdichtende Position zurückgedrückt. Die Ein- und Ausführung dieses Schlauches oder Leitung oder Adapters o.ä. kann durch einen Arretierungsmechanismus bzw. Freigabemechanismus sichergestellt bzw. unterstützt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Idee ist im Deckel einer Weinflasche integriert. Der Behälter ist die Weinflasche, und der Flaschendeckel enthält das Abdichtungselement, das elektrochemische System und den Energieverbraucher. Als Option kann er auch den Anzeiger beinhalten.
Die Luft-Batterie z.B. eine Zink-Batterie wird im unteren Bereich des Flaschendeckels platziert, und ist somit im Kontakt mit der in der Flasche eingeschlossenen Luft. Die Metallbatterie ist elektrisch mit einem elektrischen Widerstand verbunden. Wird die Flasche mit dem erfindungsgemäßen Deckel verschlossen, erzeugt die Luft-Batterie eine Spannung. Durch die elektrische Verbindung bzw. elektrischen Kreis mit dem Widerstand fließt einen Strom, der dazu führt, dass Wärme im Widerstand entsteht. Das geschieht solange, wie Sauerstoff in der Flasche vorhanden ist. Nachdem der Sauerstoff in der Flasche aufgebraucht wird, fließt kein Strom mehr über den Widerstand. Das in der Flasche vorhandene Gas enthält keinen Sauerstoff mehr, so dass die sauerstoffbedürftigen chemischen bzw. biochemischen Reaktionen angehalten oder zumindest stark gehemmt werden.
Der elektrische Widerstand kann in Form einer Lampe bzw. einer Glühbirne ausgeführt werden. Dadurch dient der elektrische Widerstand gleichzeitig als Anzeiger für den Verbrauch des Sauerstoffs. Leuchtet die Lampe, ist Sauerstoff noch in der Flasche enthalten. Erlischt sie, ist der Sauerstoff verbraucht.
Die erfindungsgemäße Idee kann auch mit anderen elektrochemischen Systemen ausgeführt werden. Für größere Luftvolumina kann z.B. eine Brennstoffzelle eingesetzt werden. Dafür wird die im Behälter eingeschlossene Luft entnommen und zu einer Brennstoffzelle geleitet. Die darin sauerstoffverarmte Luft wird in den Behälter wiedereingeführt. Das wird so lange durchgeführt, bis der ganze Sauerstoff im Behälter verbraucht ist.
Die dafür notwendige Vorrichtung enthält ein oder mehrere Rückschlagventile, das der Behälter gegenüber der Umgebung abdichtet, aber durch die Einführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung überdruckt wird. Die Schnittstelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Behälter kann in Form eines Schlauches oder Leitung oder Stecker gestaltet werden. Der Schlauch beispielweise wird in das Rückschlagventil eingeführt, und verbindet das Innere des Behälters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese saugt die Luft aus dem Behälter, führt sie zu einer Brennstoffzelle, und führt die sauerstoffabgemagerte Luft wieder in den Behälter. Dafür kann auch ein Gebläse eingesetzt werden.
Alternativ dazu kann das Absaugen der Luft getrennt von der Einführung der sauerstoffverarmten Luft erfolgen. D.h. die entnommene Luft wird in die Umgebung abgeführt, und die Brennstoffzelle saugt Luft ebenfalls direkt aus der Umgebung. Die Reaktion in der Brennstoffzelle muss in diesem Fall den gesamten Sauerstoff verbrauchen. Das sauerstofflose Gas wird dann in den Behältern eingeführt.
Die Erfindung kann auch in Behältern eingesetzt werden, die für andere Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel in Aufbewahrungsbehältern für Essensreste oder sonstige Gerichte für den häuslichen Bedarf. Dadurch können diese Lebensmittel deutlich länger aufbewahrt werden. Die Verschwendung von verdorbenen Lebensmitteln kann deutlich reduziert werden.
Auch in der Verpackungsindustrie kann die Erfindung zum Einsatz kommen. Die Lebensmittelindustrie z.B. benutzt oftmals die beim Stand der Technik erwähnte Unterdrucklösung. Mit der Erfindung können Lebensmittel sauerstofffrei verpackt werden.
Die Erfindung kann ebenfalls in Behältern für die Aufbewahrung anderer Utensilien, die vor Sauerstoff bewahrt werden sollen, zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Silberbesteck und Schmuck. Dadurch werden elektrochemische, unerwünschte Vorgänge unterbunden, wie z.B. Silberoxidation.
Erklärung der Zeichnungen
Zeichnung 1 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung (200) für den Behälter (100) dar:

210: Abdichtungselement
220: Sauerstoffverbrauchendes, elektrochemisches System
230: Energieverbraucher
240 (optional): Anzeiger

Der Behälter (100) weist eine Öffnung (110) auf. In dieser Öffnung wird das erste Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung (200) platziert, nämlich das Abdichtungselement (210). Es sorgt dafür, dass das im Behälter (100) enthaltene Volumen, und insbesondere dessen Gas, nicht in die Umgebung entweicht. Ferner verhindert es, dass Luft oder andere Gase aus der Umgebung in den Behälter (100) eindringt.
Das elektrochemische System (220) ist mit dem Abdichtungselement (210) mechanisch so verbunden, dass das elektrochemische System (220) im Kontakt mit dem im Behälter enthaltenen Gas ist oder kommt und dieses für die elektrochemischen Reaktionen einsetzt oder dieses durch ein bereits abreagiertes Reaktionsgas ersetzt. Das Gas aus dem Behälter kann auch aus diesem entnommen werden, und dem elektrochemischen System (220) zugeführt werden. Das im elektrochemischen System (220) abreagierte Gas bleibt im Behälter oder wird in ihn geführt oder zurückgeführt.
Durch die Anwesenheit von Sauerstoff im abzureagierenden Gas erzeugt das elektrochemische System (220) eine Spannung.
Der Energieverbraucher (230) ist elektrisch mit dem elektrochemischen System (220) so verbunden, dass wenn im elektrochemischen System (220) eine Spannung anliegt, diese zu einem elektrischen Strom im Energieverbraucher (230) führt. Der Energieverbraucher kann auch einen Schalter aufweisen, um den elektrischen Strom zu unterbrechen. Ferner kann durch zusätzliche Komponenten der Strom geregelt bzw. gedrosselt werden.
Optional ist ein Anzeiger (240) mit dem elektrochemischen System (220) oder mit dem Energieverbraucher (230) oder mit beiden verbunden. Er kann elektrisch oder per Funk/WLAN o.ä. verbunden sein. Der Anzeiger (240) zeigt den Sauerstoffverbrauchsprozess und insbesondere dessen Ende an. Ferner kann durch den Anzeiger (240) der Sauerstoffverbrauchsprozess überwacht, gesteuert und beendet werden.
Zeichnung 2 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Aus- und Einführung des Gases gemäß Anspruch 7 und dem Zusatzventil gemäß Anspruch 8 für den Behälter (107) dar.

217: Behälterdeckel als Abdichtungselement (210)
220: Sauerstoffverbrauchendes, elektrochemisches System
230: Energieverbraucher
240 (optional): Anzeiger
250: Ventil
260 (optional): zweites Ventil

Der Behälter (107) weist eine Öffnung (117) auf. Sie kann flächig sein, bei einem Aufbewahrungsbehälter für Lebensmittel oder Restgerichte. In dieser Öffnung wird das erste Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung (200) platziert, nämlich das Abdichtungselement (217). Es sorgt dafür, dass das im Behälter (100) enthaltene Volumen, und insbesondere dessen Gas, nicht in die Umgebung entweicht. Ferner verhindert es, dass Luft oder andere Gase aus der Umgebung in den Behälter (100) eindringt. Dieses Abdichtungselement (217) kann auch ein herkömmlicher, mit einer Dichtung versehener Deckel sein.
Die Verbindungsstelle zwischen dem Behälter (107) und/oder dem Abdichtungselement (217) mit dem elektrochemischen System (220) ist in dieser Ausführungsvariante über ein im Behälter (107) platziertes Ventil (250) bzw. über ein im Abdichtungselement (217) platziertes Ventil (260).
Das Ventil (250) ist ein Magnetventil oder ein Rückschlagventil oder ein Ventil anderer Art. Im geschlossenen Zustand sorgt das Ventil (250) dazu, dass das im Behälter (107) enthaltene Gas nicht entweicht und Luft aus der Umgebung nicht eindringt. Im betätigen Zustand sorgt das Ventil (250) dazu, dass das im Behälter (107) enthaltene Gas zum elektrochemischen System (220) geführt wird, bzw. abreagiertes Gas aus dem elektrochemischen System (220) in den Behälter eingeführt oder zurückgeführt wird.
Dieselbe Funktion übernimmt das Ventil (260). In diesem Fall kann das Ventil (250) entfallen. Falls beide Ventile vorhanden sind, ist es besonders vorteilhaft, ein Ventil für die Einführung des abreagierten Gases und das andere für die Ausführung des im Behälter (107) enthaltenen Gases zu nutzen.
Das elektrochemische System (220) ist nun über das Ventil (250) bzw. (260) mit dem Behälter (107) bzw. Abdichtungselement (217) mechanisch so verbunden, dass das elektrochemische System (220) im Kontakt mit dem im Behälter enthaltenen Gas ist oder kommt und dieses für die elektrochemischen Reaktionen einsetzt oder dieses durch ein bereits abreagiertes Reaktionsgas ersetzt. Das Gas aus dem Behälter wird auch aus diesem entnommen, und dem elektrochemischen System (220) zugeführt. Das im elektrochemischen System (220) abreagierte Gas wird in den Behälter (107) geführt oder zurückgeführt.
Durch die Anwesenheit von Sauerstoff im abzureagierenden Gas erzeugt das elektrochemische System (220) eine Spannung. Je nach Ausführung des elektrochemischen Systems (220) wird für die Reaktion ein zusätzlicher Brennstoff benutzt, wie z.B. Wasserstoff. Dieser wird in Flaschen oder sonstigen Behältern vorliegen, oder im elektrochemischen System durch z.B. einen Elektrolyseur erzeugt.
Der Energieverbraucher (230) ist elektrisch mit dem elektrochemischen System (220) so verbunden, dass wenn im elektrochemischen System (220) eine Spannung anliegt, diese zu einem elektrischen Strom im Energieverbraucher (230) führt. Der Energieverbraucher kann auch einen Schalter aufweisen, um den elektrischen Strom zu unterbrechen. Ferner kann durch zusätzliche Komponenten der Strom geregelt bzw. gedrosselt werden.
Optional ist ein Anzeiger (240) mit dem elektrochemischen System (220) oder mit dem Energieverbraucher (230) oder mit beiden verbunden. Er kann elektrisch oder per Funk/WLAN o.ä. verbunden sein. Der Anzeiger (240) zeigt den Sauerstoffverbrauchsprozess und insbesondere dessen Ende an. Besonders vorteilhaft ist der Anzeiger (240) in Form einer App, damit der Kunde den Sauerstoffverbrauchsprozess und insbesondere dessen Ende verfolgen bzw. steuern kann.
Zeichnung 3 stellt das Zusatzventil (250) bzw. (260) gemäß Anspruch 8 als Magnetventil dar.

251 bzw. 261: Gasleitender Anschluss zum elektrochemischen System
252 bzw. 262: Gasleitender Anschluss zum Behälter
253 bzw. 263: Versiegelte Verbindung
254 bzw. 264: Leitende Verbindung
255 bzw. 265: Rückschlagfeder
256 bzw. 266: Spule zur Betätigung des Magnetventils

Das besagte Ventil weist einen gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) auf, der mit dem elektrochemischen System (220) verbunden ist. Dadurch kann das Gas zum bzw. vom elektrochemischen System (220) strömen.
Der gasleitende Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) ermöglicht, dass das Gas vom und zum Behälter (107) strömt.
Die versiegelte Verbindung (253 bzw. 263) unterbricht die Gasströmung zwischen dem Behälter (107) und dem elektrochemischen System (220). Sie sorgt auch für die Abdichtung des Behälters (107) nach Ende des Sauerstoffverbrauchsvorganges, auch nach Entfernung des Schlauches oder Leitung oder Steckers o.ä., der das Ventil mit dem elektrochemischen System (220) verbindet. Somit ist das besagte Ventil stromlos geschlossen.
Die leitende Verbindung (254 bzw. 264) ermöglicht die Gasströmung zwischen dem Behälter (107) und dem elektrochemischen System (220). Dadurch strömt Gas aus dem Behälter (107) in das elektrochemische System (220) und/oder vom elektrochemischen System (220) in den Behälter (107). Die Verbindung (254 bzw. 264) kann vorzugsweise aus zwei Leitungen bestehen: eine zum Herausströmen des Behältergases und die andere zum Hineinströmen des sauerstoffarmen bzw. freien Gases in den Behälter.
Die Rückschlagfeder (255 bzw. 265) sorgt dafür, dass das besagte Ventil in nicht betätigtem Zustand die versiegelte Verbindung (253 bzw. 263) zwischen dem gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) zum elektrochemischen System (220) und dem gasleitenden Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) platziert.
Die Spule zur Betätigung des Magnetventils (256 bzw. 266) sorgt dafür, dass bei einer Bestromung der Spule, das besagte Ventil in betätigtem Zustand die leitende Verbindung (254 bzw. 264) zwischen dem gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) zum elektrochemischen System (220) und dem gasleitenden Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) platziert. Die Spule wird mit einem elektrischen Kabel versorgt. Die Energieversorgung kann vorzugsweise aus dem elektrochemischen System (220) stammen.
Zeichnung 4 stellt das Zusatzventil (250) bzw. (260) gemäß Anspruch 8 als überdrückbares Rückschlagventil dar.

251 bzw. 261: Gasleitender Anschluss zum elektrochemischen System
252 bzw. 262: Gasleitender Anschluss zum Behälter
253 bzw. 263: Versiegelte Verbindung
254 bzw. 264: Leitende Verbindung
255 bzw. 265: Rückschlagfeder
257 bzw. 267: Betätigungsvorrichtung

Das besagte Ventil weist einen gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) zum elektrochemischen System (220) auf. Dadurch kann das Gas zum bzw. vom elektrochemischen System (220) strömen.
Der gasleitende Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) ermöglicht, dass das Gas vom und zum Behälter (107) strömt.
Die versiegelte Verbindung (253 bzw. 263) unterbricht die Gasströmung zwischen dem Behälter (107) und dem elektrochemischen System (220). Sie sorgt auch für die Abdichtung des Behälters (107) nach Ende des Sauerstoffverbrauchsvorganges, auch nach Entfernung des Schlauches oder Leitung oder Steckers o.ä., der das Ventil mit dem elektrochemischen System (220) verbindet. Somit ist das besagte Ventil in nicht betätigtem Zustand geschlossen.
Die leitende Verbindung (254 bzw. 264) ermöglicht die Gasströmung zwischen dem Behälter (107) und dem elektrochemischen System (220). Dadurch strömt Gas aus dem Behälter (107) in das elektrochemische System (220) und/oder vom elektrochemischen System (220) in den Behälter (107). Die Verbindung (254 bzw. 264) kann vorzugsweise aus zwei Leitungen bestehen: eine zum Herausströmen des Behältergases und die andere zum Hineinströmen in den Behälter.
Die Rückschlagfeder (255 bzw. 265) sorgt dafür, dass das besagte Ventil in nicht betätigtem Zustand die versiegelte Verbindung (253 bzw. 263) zwischen dem gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) zum elektrochemischen System (220) und dem gasleitenden Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) platziert.
Die Betätigungsvorrichtung (257 bzw. 267) sorgt dafür, dass das besagte Ventil in betätigtem Zustand die leitende Verbindung (254 bzw. 264) zwischen dem gasleitenden Anschluss (251 bzw. 261) zum elektrochemischen System (220) und dem gasleitenden Anschluss (252 bzw. 262) zum Behälter (107) platziert. Die Betätigungsvorrichtung (257 bzw. 267) wird vorzugsweise gedrückt, wenn der Schlauch oder Leitung oder Stecker o.ä., der das Ventil mit dem elektrochemischen System (220) verbindet, in das Ventil eingeführt wird. Dieser Einführungs- bzw. Betätigungsvorgang wird vorzugsweise mit einer Arretierungsvorrichtung gesichert.
Zeichnung 5 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung (200) gemäß Anspruch 9 als Weinflaschendeckel dar.

219: Weinflaschendeckel als Abdichtungselement (210)
229: Luft-Zink-Batterie als elektrochemisches System (220)
239 und 249: Lampe als Stromverbraucher (230) und Anzeiger (240)

In dieser besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Idee ist der Behälter (100) eine Weinflasche, und die Behälteröffnung (110) der Flaschenhals bzw. -Öffnung. Das Abdichtungselement (210) ist hier der Weinflaschendeckel (219). Er kann aus verschiedenen Materialien bestehen: Kork, Silikon, Duroplast, Thermoplast, Elastomer, usw. Durch die übliche kegelartige Form dringt er in den Flaschenhals ein, verformt sich teilweise und dichtet damit den Flascheninneren gegen die Umgebung ab.
Das elektrochemische System (220) ist in dieser besonders vorteilhaften Ausführung eine oder mehrere Zink-Luft-Batterie (229). Sie wird im unteren Bereich des Weinflaschendeckels (219) platziert, und ist zum Flascheninneren hin luftdurchlässig. Ein Gehäuse bietet die mechanische Aufnahme der Batterie, sowie ihre Arretierung und Entnahmemechanismus. Ferner sorgt das Gehäuse für die elektrische Kontaktierung beider elektrischen Pole. Die Batterie(n) kann seitlich oder von unten angebracht bzw. entfernt werden.
Der Energieverbraucher (230) und der Anzeiger (240) sind in dieser besonders vorteilhaften Ausführung durch eine Lampe, z.B. eine Glühbirne realisiert. Sie ist mit der Zink-Luft-Batterie(n) elektrisch verbunden und leuchtet, solange Sauerstoff im Gasvolumen der Weinflasche vorhanden ist. Nachdem der Sauerstoff aufgebraucht ist, erlischt die Lampe. Zusätzlich können elektrische Widerstände parallel oder in Reihe mit der Lampe platziert sein.

Claims

Verfahren zur Erstellung eines eingeschlossenen, sauerstoffarmen bzw. -freien Volumens, bestehend aus einer Vorrichtung (200) mit mindestens einem Abdichtungselement (210), mindestens einem sauerstoffverbrauchenden, elektrochemischen System (220), und mindestens einem Energieverbraucher (230), wobei, das Abdichtungselement (210) das Eindringen von Luft in den Behälter (100) verhindert oder mindestens stark hemmt; das elektrochemische System (220) den Sauerstoff aus der Luft für die Erzeugung von Strom benutzt; und der Energieverbraucher (230) den erzeugten Strom verbraucht; dadurch gekennzeichnet, dass es im Behälter (100) eine sauerstofflose bzw. sauerstoffarme Atmosphäre entsteht.
Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeiger (240) den Energieverbrauch anzeigt, wobei der Anzeiger (240) den Sauerstoffverbrauchsprozess und insbesondere dessen Ende anzeigt.
Vorrichtung (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eins der Elemente • elektrochemisches System (220); • Energieverbraucher (230); • Anzeiger (240) im Abdichtungssystem (210) integriert ist.
Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieverbraucher (230) und der Anzeiger (240) in einem Element zusammengefasst sind, z.B. in einer Lampe oder Glühbirne.
Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische System (220) mindestens eine Luft-Batterie enthält.
Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische System (220) mindestens eine Brennstoffzelle enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gas aus dem Behälter (100) ausgeführt wird, und ein sauerstoffloses bzw. sauerstoffarmes Gas in den Behälter (100) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Ventil enthält, wobei das Ventil geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in der geöffneten Position das Aus- und Einführen vom Gas aus und in den Behälter ermöglicht, und dass es in der geschlossenen Position das im Behälter (100) enthaltene Gas gegen die Umgebung abdichtet.
Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (100) eine Weinflasche ist, das Abdichtungssystem (210) ein Weinflaschendeckel ist, das elektrochemische System (220) aus mindestens einer Zink-Luft-Batterie besteht, und der Verbraucher (230) bzw. Anzeiger (240) eine Lampe ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffverbrauch bzw. der Strom bzw. die Spannung gemessen und für die Steuerung der Vorrichtung (200) zu Grunde gelegt wird.