DE2106817C2 - Zusammensetzung für Kühlelemente, sowie deren Verwendung zur Herstellung einer wäßrigen Kühlflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für Kühlelemente, bestehend aus einem trockenen Stoffgemisch, das Carboxymethylcellulose enthält

Kühlelemente, wie z. B. mit Wasser als Kühlflüssigkeit gefüllte Kunststoffbeutel, sind bekannt Gefüllte Kühlelemente werden vor ihrer Verwendung gewöhnlich so lange gekühlt, bis die Kühlflüssigkeit vollständig gefroren ist Die Kühlelemente werden dann gemeinsam mit Gegenständen, die auf einer niedrigen Temperatur gehalten werden sollen, in eine wärmeisolierte Packung eingebracht Die in die Packung eintretende Wärme wird zum größten Teil durch die Schmelzwärme der Kühlflüssigkeit im Kühlelement absorbiert

Ein Nachteil des oben beschriebenen Vorgehens zum Kühlen besteht darin, daß dann, wenn die Hülle des Kühlelements zerreißt, die geschmolzene Kühlflüssigkeit ausfließt und in direkten Kontakt mit den zu kühlenden Gegenständen kommt Es wurde deswegen vorgeschlagen, der Kühlflüssigkeit ein Geliermittel zuzusetzen, um ihr Entweichen zu verhindern. Jedoch erweisen sich die bisher bekannten Geliermittel als nicht zufriedenstellend. Das gilt insbesondere dann, wenn die Kühlflüssigkeit eine beträchtliche Menge eines Elektrolyten enthält Zwar wird die Kühlflüssigkeit geliert, wobei das Entweichen bei einer kleineren Beschädigung des Kühlelements verhindert wird. Die Kühlflüssigkeit tritt jedoch trotzdem bei einer starken Beschädigung der Hülle aus.

Die oben aufgezeigten Mängel werden auch nicht durch die nachfolgend erörterten bekannten Vorschläge behoben. Die US· PS 18 41 258 beschreibt im wesentlichen eine eutektische Mischung eines anorganischen Salzes, die in einer Kühlflüssigkeit eingesetzt wird und geeignet sein soll, in dem normalen Betriebsbereich des Systems zu gefrieren. Die Einverleibung von Carboxymethylcellulose wird nicht in Betracht gezogen. Die DE-PS 8 76 688 befaßt sich !nii Flüssigkeiten tiefliegenden Gefrierpunktes, insbesondere Kühlsoler. aus einer wäßrigen Lösung eines oder mehrerer Salze, die zusätzlich Pektin oder Pektinverbindungen enthalten. Das Pektin soll als Schutzkolloid sowie auch als chemischer Puffer, ferner als Emulgator, Kleber und Kristall- Wachstumsunterdrücker dienen. Die GB-PS 4 73 808 erörtert die Verwendung von Tannin und Stärke als Verdickungsmittel für die Kühlflüssigkeit von Kühlelementen. Auch hier ist die Einverleibung von Carboxymethylcellulose nicht vorgesehen. Entsprechendes gilt

ίο auch für die FR-PS 13 79 940, die sich im wesentlichen mit einem Konservierungssystem für Kühlelemente befaßt Die DE-OS 15 19 667 und die US-PS 29 79 463 zeigen lediglich, daß Carboxymethylcellulose die Funktion eines Verdickungsmittels auszuüben vermag. Daß

is sie auch als Kristallwachstumsunterdrücker wirken kann, geht aus diesen beiden Druckschriften nicht hervor.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Zusammensetzung für Kfcffelemente so zu verbessern, daß sie in wäßriger Dispersion ein Gel in Form einer gummiartigen elastischen Substanz liefert, die ohne Beeinträchtigung wiederholt gefroren und wieder aufgetaut werden kann, wobei keine oder nur unwesentliche Mengen an Flüssigkeit abgegeben wer den.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zusammensetzung für Kühlelemente, bestehend aus einem trockenen Stoffgemisch, das Carboxymethylcellulose enthält, dadurch gelöst, daß das Gemisch ein substitu iertes oder unsubstituiertes Galactomannan enthält

Wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Herstellung einer wäßrigen Kühlflüssigkeit herangezogen, dann bildet letztere ein steifes Gel. Dieses läßt sich als eine mehr oder weniger gummiartige elastische Sub stanz beschreiben. Das Gel muß niedrige Temperatu ren aushalten können und elastisch genug sein, daß es eine Ausdehnung von etwa 10% (entsprechend der Ausdehnung von Wasser beim Gefrieren) gestattet Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Mischung als substituiertes Galactomannan methylierten Guar-Gummi. Guar-Gummi ist besonders wirksam, wenn das Wasser der Kühlflüssigkeit eine große Menge an Elektrolyt enthält Bei der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen Carboxymethylcellulose handelt es sich um einen Kristallwachstumsunterdrükker. Dieser Bestandteil ist erfindungswesentlich. Es wurde gefunden, daß, wenn Carboxymethylcellulose nicht verwendet wird, beim Gefrieren eine ziemlich schlechte Gelstruktur der jeweiligen wäßrigen Kühlflüs sigkeit entsteht, so daß nach dem Auftauen Wasser oder die Elektrolytlösung aus dem Liehälter fließt, wenn der Behälter beschädigt worden ist Dies gilt insbesondere dann, wenn das Gefrieren und Auftauen wiederholt wird und wenn damit das Kühlelement wiederholt verwendet wird. Carboxymethylcellulose ist des weiteren leicht erhältlich und verhältnismäßig billig.

Um eine wiederholte Verwendung der Kühlelemente zu ermöglichen, wird der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorzugsweise ein Konservierungsmittel zugegeben, da das Geliermittel in Form des substituierten oder unsubstituierten Galactomannans im allgemeinen einer biologischen Zersetzung unterliegt. Geeignete Konservierungsmittel sind z. B. die verschiedenen qua-ternären Ammoniumbasen.

Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein oder mehrere Elektroylte, deren Menge zweckmäßigerweise so gewählt wird, daß die jeweilige wäßrige Kühlflüssigkeit mehr oder weniger bezüglich

des eutektischen Gefrierpunkts dem betreffenden Elektrolyt/Wasser-System entspricht

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird bevorzugt, bei der das Gemisch das Galactomannan und Carboxymethylcellulose im Verhältnis 40:1 bis 1:5 enthält Ganz besonders bevorzugt wird hierbei ein Verhältnis von 1 :1 bis 10 :1.

Wird anhand der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine wäßrige Kühlflüssigkeit hergestellt, dann sind die nachfolgend wiedergegebenen gewichtsprozentualen Angaben von Bedeutung. So wird das Galactomannan im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Kühlflüssigkeit, verwendet Methylierter Guar-Gummi wird vorzugsweise in Mengen von 3 bis 10 Gew.-% verwendet Liegt ein hoher Elektrolytgehalt vor (beispielsweise 15 bis 40 Gew.-%), dann werden vorzugsweise 5,5 bis 6,5 Gew.-% methylierter Guar-Gummi eingesetzt In Abwesenheit von Elektrolyten wird eine Menge von 3,5 bis 4,5 Gew.-% methylierter Guar-Gummi bevorzugt

Carboxymethylcc'JuIose ist vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew,-% in der wäßrigen Kühlflüssigkeit enthalten. Der Bereich von 1 bis 3 Gew.-% wird besonders bevorzugt In Anwesenheit einer beträchtli-

chen Elektrolytmenge werden 1,5 bis 2,5 Gew.-% Carboxymethylcellulose oevorzugt In Abwesenheit eines Elektrolyten werden zweckmäßigerweise 1 bis 13 Gew.-% Carboxymethylcellulose eingesetzt

Die anhand der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhaltene wäßrige Kühlflüssigkeit wird vorzugsweise in einen Kunststoffbeutel, wie z. B. in einen Beute! aus Polyäthylen, oder in eine Hülle aus beschichtetem oder unbeschichtetem Papier eingefüllt

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels noch näher erläutert

Beispiel

Fs wurde eine wäßrige Kühlflüssigkeit hergestellt, die 22,4 Gew.-% NaCl, 2,0 Gew.-% Carboxymethylcellulose und 6,0 Gew.-% methylierten Guar-Gummi enthielt Der Rest bestand aus Wasser.

Das auf diese Weise erhaltene Gel war eine gummiartige elastische Substanz. Sie wurde wiederholt gefroren und aufgetaut Dabei gab das Gel kein einziges Mal eine wesentliche Flüssigkeitsmenge ab.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zusammensetzung für Kühlelemente, bestehend aus einem trockenen Stoffgemisch, das Carboxymethylcellulose enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein substituiertes oder unsubstituiertes Galactomannan enthält

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als substituiertes Galactomannan methylierten Guar-Gummi enthält

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zusätzlich ein oder mehrere Elektrolyte und/oder ein oder mehrere Konservierungsmittel enthält

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch das Galactomannan und Carboxymethylcellulose im Verhältnis 40 :1 bis 1 :5 enthält

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als Galactomannan methylierten Guar-Gummi und Carboxymethylcellulose im Verhältnis 1 :1 bis 10 :1 enthält

6. Verwendung der Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung einer wäßrigen Kühlflüssigkeit