DE1601928B - Verfahren und Vorrichtung zum Kühl halten von verderblichem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlhalten von verderblichem Gut in einer wärmeisoliert ten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer durch Einspritzen eines Gemisches aus einem verflüssigten, unter etwa —30° C siedenden Gas mit seinem Dampf, das einem wärmeisolierten Vorratsgefäß in mehreren Strömen entnommen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Nach der USA.-Patentschrift 3 241 329 ist es be_T,;_: kannt, in eine wärmeisolierte Kühlkammer ein Gemisch aus einem verflüssigten niedrigsiedenden Gas mit seinem Dampf einzuspritzen, um dadurch die Kühlkammer mit dem in ihr befindlichen verderblichen Gut bei der gewünschten niedrigen Temperatur zu halten. Ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des eingespritzten Gemisches und der Gleichmäßigkeit der Temperatur in allen Teilen der Kühlkammer war aber nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Kühlhalten von verderblichem Gut die Temperatur innerhalb der Kühlkammer sehr gleichmäßig zu halten. :. ·,:.. .:

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Einspritzen ein Gemisch verwendet wird, das zu 50 bis 92 Gewichtsprozent aus Flüssigkeit und zu 8 bis 50 Gewichtsprozent aus Dampf besteht.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer wärmeisolierten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer, einem wärmeisolierten Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas und einer von diesem Vorratsbehälter zu den im oberen Teil der Kühlkammer befindlichen, aus Löchern in einer Leitung bestehenden Einspritzdüsen führenden Leitung. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Einspritzdüsen an den Enden der Kühlkammer größer und/oder.¹ näher zusammen ängeordri&t-sind als in ihrem mittleren Teil.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist die Leitung mit den Einspritzdüsen Strömungshindernisse zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf.

Die Erfindung bringt gegenüber dem Stande der Technik den Vorteil mit sich, daß es durch die Zusammensetzung des zum Einspritzen verwendeten Gemisches gelingt, die Temperatur in der Kühlkammer bei verschiedenen Durchschnittstemperaturen sehr-gleichmäßig zu halten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 und 2 den Verlauf der mittleren Lufttemperatur in der Kühlkammer in Abhängigkeit von der Länge der Kühlkammer, '■'-'}

F i g. 3 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt durch eine Leitung mit Einbauten zur Erzeugung einer turbulenten Strömung, ( Λ

F i g. 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach '■" F i g. 4 entlang der Linie 10-10.

Die Schwierigkeit zum Erreichen einer gleichmäßigen Temperatur in der Kühlkammer nach dem üblichen System zeigt die Fig. 1. Sie.zeigt ferner, daß nach der Erfindung eine viel gleichmäßigere Temperatur erreicht werden kann. In allen diesen FallerPWrde eine Kühlkammer mit einer'rückwärtigen Tür verwendet.-Flüssiger Stickstoff wurde eingespritzt· durch Öffnungen mit einem Durchmesser von 1,6.mm in einer einzigen, aus Aluminium'bestehenden Leitung mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm. Die öffnungen waren 20° unter der Waagerechten angeordnet. In jedem Falle wurde ein Temperaturfühler verwendet, um die Zufuhr von..flüssigem Stickstoff aus dem Vorratsbehälter in die Sprühleitung zu regeln, wobei die Temperatur an einem bestimmten Kontrollpunkt gemessen wurde. Der Temperaturfühler war bei einigen Versuchen in. der Nähe des_vorderen Endes der Kühlkammer, bei anderen Versuchen in der Nähe des hinteren Endes der Kühlkammer angeordnet. Bei dem üblicheil·. System nach der Kurve D wurde flüssiger Stickstoff direkt aus dem Behälter unter einem Druck von etwa 1,4 kg/cm² bei einer Temperatur von etwa —184° C zugeführt. Er gelangte am rückwärtigen Ende, der Kühlkammer in die Einspritzleitung, wobei nicht mehr als etwa 3 Gewichtsprozent verdampft waren. Die Temperatur in der Kühlkammer, wie sie beim Kontrollpunkt gemessen wurde, betrug etwa —-18° C._Die_Ku.rve.£) zeigt, daß die Temperaturverteilung innerhalb der Kühlkammer wesentlich abwich von der in der Nähe des Temperaturfühlers. Sie betrug -in der Mitte etwa —25° C und stieg am hinteren Ende der Kühlkammer auf etwa —12° C. ; . .:

Im Gegensatz hierzu zeigen die Kurven E, F und G der Fig. 1, daß beim erfindungsgemäßen Vorverdampfen eines genügenden Anteils des flüssigen Stickstoffs, so daß ein Gemisch mit wenigstens 8 Gewichtsprozenten Dampf entstand, bessere Temperaturverteilungen zu beobachten waren. Der flüssige Stickstoff wurde teilweise verdampft in einer nicht isolierten Leitung, die sich vom vorderen bis zum hinteren Ende der Kühlkammer erstreckte. Die Anordnung dieser Leitung ist in F i g. 3 wiedergegeben.

3 4

Die Zufuhrleitung hatte einen Durchmesser von wärtig angeordneten Tür. Ein Wärmeaustauscher 26,

2 cm nach den Kurven E und G und von 2,5 cm der mit der Auslaßleitung 25 verbunden ist, besteht

nach der Kurve F. Bei den Kurven E und F herrschte aus Schlangenwindungen am vorderen Ende der

in der Nähe des Kontrollpunktes eine Temperatur Kühlkammer. Die Leitung 27 verbindet das Auslaß-

von etwa —18° C, bei der Kurve G eine Temperatur 5 ende des Wärmeaustauschers 26 am vorderen Ende

von etwa —4° C. In allen Fällen unterschieden sich der Kammer mit der Einspritzleitung 28 und den Ein-

die Temperaturen nach den Kurven E, F und G spritzdüsen 29. Ein weiterer Unterschied. Die Vor-

innerhalb des Kühlbehälters nur um etwa 2° C von richtung hat einen rechtwinkligen Vorratsbehälter 14.

der Temperatur am Kontrollpunkt am rückwärtigen Die F i g. 4 und 5 zeigen Teilabschnitte einer Ein-

Ende des Kühlgutbehälters. Das bedeutet eine ent- io spritzleitung. Ein Hindernis 51 zur Erzeugung einer

schiedene Verbesserung gegenüber den bei den übli- turbulenten Strömung ist innerhalb der Leitung 28

chen Systemen auftretenden Temperaturunterschie- angeordnet. Dieses Hindernis kann aus einem Strei-

den von etwa 5° C nach der Kurve D. Am vorderen fen eines dünnen, flachen Materials bestehen, das zu

Ende der Kühlkammer waren allerdings nur geringe einer Spirale mit einer Wellenlänge von 30 bis 40 cm

Unterschiede bei den Kurven E und F gegenüber der 15 zusammengewunden ist und in die Leitung 28 ein-

KurveZ) festzustellen. geführt ist. Bei einer beispielsweisen Ausführungs-

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfah- form bestand der Wärmeaustauscher 26 aus einem

rens kann noch weiter verbessert werden, wenn man Um langen Rohr mit einem äußeren Durchmesser

das einzuspritzende Gemisch von Flüsigkeiten und von 2,5 cm. Dieses Rohr war verbunden mit einer

Dampf vor dem Austritt durch die Einspritzöffnun- 20 n _m langen Einspritzleitung, die aus einem Rohr

gen innig mischt. Wahrscheinlich entsteht beim teil- mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm bestand,

weisen Verdampfen ein geschichteter Strom in der Beide Leitungen erstreckten sich von einem bis zum

Leitung, bei welchem der Dampf einen flüssigen Kern anderen Ende der Kühlkammer und waren in einem

umgibt, der besonders in den ersten Abschnitten der Abstand von etwa 7 cm von Mitte bis Mitte vonein-

Leitung in der Nähe des Zufuhrendes entsteht. Um 25 ander angeordnet. Die Kammer hatte eine Länge von

die Bildung eines solchen ringförmigen oder geschieh- 12 m, eine Breite von 2,5 m und eine Höhe von

teten Stromes zu verhindern und um einen Strom von 2,5 m. Der Behälter für den flüssigen Stickstoff

gleichmäßiger mittlerer Dichte zu erzielen, verwen- konnte 1150 kg aufnehmen und die Flüssigkeit unter .

det man Strömungshindernisse zur Erzeugung einer einem Überdruck von 1 kg/cm² ablassen,

turbulenten Strömung, vorzugsweise auf der ganzen 30 Auch andere Mittel zur Erzeugung einer turbulen-

Länge der Leitung. ten Strömung können an Stelle des spiraligen Strei-

Ein solches Hindernis zur Erzeugung einer turbu- fens 51 verwendet werden. Man kann z. B. an den

lenten Strömung kann aus einem dünnen, flachen Wandungen der Einspritzleitung 28 in Abständen

Stück.bestehen, das zu einer Spirale mit einer Wellen- voneinander angeordnete Vorsprünge oder Vertief un-

länge von etwa 30 bis 40 cm zusammengedreht ist ₃₅ gen vorsehen.

und sich in der Einspritzleitung befindet. Hierzu wird Die F i g. 4 und 5 zeigen ferner typische Stellungen auf F i g. 4 verwiesen. Bei der Verwendung einer sol- für die öffnungen 29 zum Einspritzen des Kühlchen Vorrichtung werden Temperaturverteilungen mediums. Diese sollten in einem Winkel von 0 bis nach der F i g. 2 erhalten. Hierbei wurde ein Wärme- 30⁰ unterhalb der Waagerechten angeordnet sein, austauschrohr mit einem äußeren Durchmesser von 40 vorzugsweise in einem Winkel von etwa 20°, wobei 2,5 cm verwendet, das sich über die ganze Länge der _sj_e abwechselnd auf beiden Seiten der Mittellinie der Kühlkammer erstreckte. Eine Einspritzleitung mit Leitung 28 sich befinden. Bei einer solchen Anordeinem äußeren Durchmesser von 2 cm und mit Öff- nung wird das versprühte Kühlmedium nach außen nungen mit Durchmessern von 1,6 mm wurde ver- und nach unten gegen die Seitenwandungen der •wendet. Wie die F i g. 2 zeigt, wurden bei Tempera- 45 Kühlkammer ausgespritzt.

türen von +3⁰C nach der Kurve H, von —9° C Zur Erprobung der Erfindung wurde ein Rraftnach der Kurve / und von —20° C nach der Kurve .7 wagenanhänger nach F i g. 3 verwendet. Eine Ladung Temperaturabweichungen von nicht mehr als etwa _Von 674 Packungen frischen Blattsalats wurde hier-1,5° C in allen Teilen der Kühlkammer festgestellt. mit von Californien nach Ohio befördert. Die ver-Zum wirksamen Einspritzen des Gemisches aus ₅₀ wendete Kühlvorrichtung hatte einen nicht isolier-Flüssigkeit und Dampf des niedrigsiedenden Gases ten Wärmeaustauscher mit einem äußeren Durchhält man dieses Medium bei einer solchen Tempera- messer von 2 cm und eine nicht isolierte Einspritztur, daß es einen Dampfdruck von mehr als etwa leitung mit einem äußeren Durchmesser von 2 cm. 0,7 kg/cm² hat, wobei das Gemisch im Gleichgewicht Die Einspritzleitung war so gebaut, wie die Fi g. 4 mit dem Vorratsbehälter stehen soll. Unter diesen ₅₅ und 5 es zeigen. Die Einspritzöffnungen in der EinBedingungen ist die Flüssigkeit gesättigt und kann spritzleitung hatten Durchmesser von 1,6 mm. Der regelbar unter diesem Druck aus dem Vorratsbehäl- Salat wurde bei einer Temperatur von + 1 bis ter entnommen werden. Man kann das verflüssigte +2⁰C eingeladen. Der Wärmeregler wurde so ein-Gas im gesättigten Zustand in den Vorratsbehälter gestellt, daß im oberen Teil der Kühlkammer eine einfüllen, oder man kann es in unterkühltem Zustand 60 Temperatur von +2⁰C herrschte. Nach einem in diesen einführen. Im letzteren Falle kann die im Transport von sieben Tagen wurde der Anhänger in Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit durch übliche Cincinnati, Ohio, ausgeladen. Die Temperatur des Mittel aufgewärmt worden, z. B. mittels Gasdruck, Salates betrug + 1 bis + 3° C, sein Zustand war durch Einsickern von atmosphärischer Wärme oder gut. Die geringen Abweichungen der Temperatur durch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen. 65 waren sehr viel kleiner als bei Kühlvorrichtungen Die F i g. 3 zeigt eine Kühlkammer mit einer rück- der bekannten Art.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: Ί.

1. Verfahren zum Kühlhalten von verderblichem Gut in einer wärmeisolierten, Vorzugsweise transportablen Kühlkammer durch Einspritzen eines Gemisches aus einem verflüssigten, unter etwa —30° C siedenden Gas mit seinem Dampf, das einem wärmeisolierten Vorratsgefäß in mehreren Strömen entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zu 50 bis 92 Gewichtsprozent aus Flüssigkeit und ) zu 8 bis 50 Gewichtsprozent aus Dampf besteht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer wärmeisolierten, vorzugsweise transportablen Kühlkammer, einem wärmeisolierten Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas und einer von diesem'Vorratsbehälter zu den im oberen-Teil der Kühlkammer befindlichen, aus Löchern in einer Leitung bestehenden Einspritzdüsen führenden Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Einspritzdüsen an den Enden der Kühlkammer größer und/oder näher zusammen angeordnet sind als in ihrem mittleren Teil.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (28) mit den Einspritzdüsen (29) Strömungshindernisse zur Erzeugung einer turbulenten Strömung aufweist.

3°'