DE2150305A1

DE2150305A1 - Kuehlung von getraenken

Info

Publication number: DE2150305A1
Application number: DE19712150305
Authority: DE
Inventors: Geb Kimmel Hanna-Ursula Hoehne
Original assignee: HOEHNE REINHARD F DR
Current assignee: HOEHNE REINHARD F DR
Priority date: 1971-10-08
Filing date: 1971-10-08
Publication date: 1973-04-12

Description

KÜHLUNG VON GETRÄNKEN Viele Getränke, vor allem Biere und Limonaden, sowie eine Reihe alkoholischer Getränke und Getränkemischungen schmecken nur, wenn sie kühl sind. Als angenehm werden Temperaturen von etwa 12 - 15° C empfunden.
In vielen Fällen- sind die Getränke jedoch'nicht gekühlt verfügbar. So verlangen Gäste oft gerade nach solchen, die nicht oder nicht ausreichend im KUhlschrank des Gastgebers Platz fanden. Auch müssen etliche Berufsgruppen, wie etwa die der Bauarbeilter, mangels besserer Möglichkeiten, oft auf die Vorzüge gekühlter Getränke verzichten. Entsprechendes gilt fUr die meisten der nach Millionen zählenden Menschen, die, einem steigenden. Interesse folgend, auf Campingplätzen, Safaris oder in ähnlich naturnahen Verhältnissen Erholung suchen.
Schon die wenigen Beispiele lassen das beachtliche Bedürfnis nach Getränken erkennen, die jederzeit gekühlt verfügbar sind.
Nach dem Gedanken der Erfindung wird dem Bedürfnis dadurch entsprochen, daß in die Behältnisse, in denen die Getränke zum Vertrieb kommen, wie Dosen und Flaschen, hier als "Kühlpatronen" bezeichnete Vorrichtungen eingearbeitet sind, die durch Nutzung der negativen Lösungsenthalpie bestimmter Salze (bzw. entsprechend geeigneter organischer Verbindungen) eine jederzeit auslösbare einmalige Abkühlung erfahren.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen "Kühlpatronen" bestehen aus einem vorzugsweise metallischen Behältnis, das durch Trennvorrichtungen in zwei oder mehr Kammern unterteilt ist Die Kammern enthalten Lösungskomponenten, die beim Mischen eine negative Lösungsenthalpie (d. h. negative "Lösungs-" bzw.
"Verdünnungswärme") aufweisen.
Durch Entfernen bzw. Durchstoßen der Trennvorrichtung kommt es zur Vereinigung der Lösungskomponenten und damit zur Abkuhlung der "Kühlpatronen".
Als Lösungskomponenten eignen sich einerseits Salze oder organische Verbindungen, die sich in Wasser oder organischen Lösungsmitteln unter Wärmeentzug auflösen und andererseits solche konzentrierte Lösungen, die durch eine negative Verdünnungswärme gekennzeichnet sind, sich also beim Verdünnen, (bzw., sofern es sich um Lösungen verschiedener Verbindungen entsprechender Eigenschaft handelt, beim Mischen) abkühlen.
Salze, organische Verbindungen, Lösungsmittel und Lösungen, die den Forderungen genügen, sind aus der Literatur bekannt. Praktische Nutzung erfahren sie bisher in der naturwissenschaftlichen Experimentaltechnik zur Herstellung von sogenannten "Kältemischungen", die sich jedoch, wie noch aufgezeigt wird, von den erfindungsgemöß genutzten Lösungen bemerkenswert unterscheiden Im Folgenden soll deshalb zur Kennzeichnung der erfindungsgemäß eingesetzten Lösungen von "Kältelösungen" die Rede sein und zur Kennzeichnung der Lösungskomponenten vereinfachend nur die Beziehung zwischen Salzen und Wasser dargestellt werden: In Tabelle 1 sind einige Salze, deren Mischungsverhältnis mit Wasser sowie die Abkühlung (in o C) aufgeführt, die 200 ml für ein Getränk stellvertretend eingesetztes Trinkwasser durch Wärmeaustcusch mit der in der "Kühlpatrone" befindlichen "Kältelösung" erfahren.
Tabelle 1 A B C T1 T2 Salz g Salz ml H2O ml A# B, C C noch A + B "Getränk" (°C) (°C) NH4NO3 50 50 200 21 12 NH4NO3 40 50 200 21 12.8 NH4NO3 35 50 200 21 13.5 NH4NO3 30 50 200 21 15 CaCl2 . 6 H2O 100- 40 200 21 13 NaCO .10 H O 25 50 200 21 16 CH3COONa . 3H2O 43 50 200 2,1 15.8 NH4CI 20 50 200 21 17.2 NH4Cl + 10 CH3CQONa . 3 H2O + 35 50 200 21 13.5 In Tabelle 1 bedeuten: A = Gramm Salz für "Kältelösung" B = ml Wasser für Kältelösung" C = ml Trinkwasser, das stellvertretend für ein Getränk abgekühlt werden soll T1 = Temperatur von A, B, C vor Mischen von A und B (in °C) T2 = Temperatur von C, nach Mischen von A und B und Wörmeaustausch (in °C) Die in Tabelle 1 genannten Werte wurden in der Weise erhalten, daß die Salze bzw. Salzgemische und Wasser in eine unten geschlossene Kupferhülse (= "Kühlpatrone") gegeben wurden, wodurch eine praktisch augenblickliche Abkühlung der "Kühlpatrone" eintrat, Diese wurde sodann in ein Deward-Gefäß eingeführt, in das 200 ml Trinkwasser von Zimmertemperdtur eingefüllt worden waren. Die Abkühlung die das Trinkwasser durch die kalte "Kühlpatrone" erfuhr, wurde gemessen.
Außer den in Tabelle 1 genannten Salzen eignen sich, wie der Fachliteratur enfnommen werden kann, noch sehr viele weitere als Komponenten zur Herstellung von "Kältelösungen". So zum Beispiel - Nitrate von Calzium, Natrium Kalium und Eisen; Kaliumochlorid, Natriumsulfat (kristallisiert), Natriumthiosulfat (kristaFlisiert), Kaliumiodid; ferner viele Salze organischer Verbindungen (zum Beispiel Natriumsuccinät, kristallisiert), sowie einige organische Verbindungen (zum Beispiel Thioharnstoff, Acethylharnstoff, Harnstoffacetat, Sucrose).
Wesentlich für die Aufgabe der Erfindung ist nicht die Erzielung sehr tiefer Temperaturen, sondern vielmehr eine Abkühlung von Temperaturin bei oder oberhalb der Zimmertemperatur auf solche von etwa 12 - 15°C. Die im Rahmen der Erfindung benutzten "Kältelösungen" haben deshalb, wie erwähnt, auch nur eine gewisse Ähnlichkeit mit den "Kältemischungen", die in der naturwissenschaftlichen Experimentaltechn ik Anwendung finden.
Wie nämlich überraschenderweise gefunden wurde, vermögen die meisten "Kältelösungen " (auf das Volumen der Lösung bezogen) mehr Wärme aufzunehmen, wenn die Temperatur der Lösung durch Wärmeaustausch auf zum Beispiel 12 - 15 °C gehalten wird, als wenn die Lösungswärme ausschließlich der Lösung selbst entzogen werden kann.
So lassen sich zum Beispiel durch Einbringen von 50 g Ammoniumnitrat in 50 ml Wasser ( = 87.5 ml Lösung) 200 ml Trinkwasser durch Wärmeaustausch von 21°C auf 12°C, d. h. um 9°C abkühlen. (s. Tabelle 1) Ohne Wärmeaustausch kühlt sich das Gemisch von 21 °C auf -7 °C, d. h.
um 28 °C, ab. Da die spezifische Wärme der Salzlösung ca. 0,72 beträgt, wäre zu erwarten, daß sich das Trinkwasser im Wärmeaustausch nur um 6.7 OC abkühlt.
Im Gegensatz zu der in Kühlschränken üblichen Abkühlungszeit erfolgt die erfindungsgemäße Kühlung von Getränken überraschend schnell, nämlich in der Regel in weniger als fünf Minuten. Ursache hierfür ist offenbar einerseits die große Temperaturdifferenz zwischen der frisch eingesetzten "Kältelösung" und der abzukühlenden FlUssigkeit und zum anderen der gute Wärmeübergang zwischen den Flüssigkeiten, der um ein Vielfaches besser ist als der Wärmeübergang zwischen Flüssigkeit und praktisch nicht bewegter Luft.
Entscheidend für die Geschwindigkeit der Abkühlung ist, wie erkannt wurde, die Geschwindigkeit mit der sich die Salze in dem Lösungswasser lösen. Zur Beschleunigung der Auflösung ist es deshalb zweckmäßig, die Salze fein aufzumalen und Gemische herzustellen entweder von verschiedenen Salzen unterschiedlichen Lösungsvermögens -oder von Salzen mit anderen Substanzen wie Zucker, Sägespänenund dergleichen. Auch durch Präparieren der Gemische zu porös strukturierten Gebilden läßt sich die Auflösung beschleunigen.
Die Auswahl der Salze erfolgt zweckmäßig nach physiologischen Gesichtspunkten für den Fall, daß die "Kühlpatronen" während der Lagerung der Getränke undicht werden.
Besonders bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang die erfindungsgemåße Erkenntnis, daß sich mit Hilfe von Salzgemischen in vielen Kombinationsfällen eine bessere Abkühlung als durch den alleinigen Einsatz von mischkomponenten erzielen läßt (siehe Tabelle 1). Für die Herstellung physiologisch unbedenklicher "Kältelösungen" ist das von besonderer Bedeutung, weil gerade physiologisch unbedenkliche Salze allein oft nur eine recht geringe negative Lösungsenthalpie aufweisen.
Sollten zur Kühlung von Getränken gemäß der Erfindung Salze vorgesehenowerden, deren physiologische Unbedenklichkeit nicht völlig gesichert ist, können etwaige Schäden in gleichfalls erfindungsgemäßerweise dadurch verhindert werden, daß die Salze bzw. deren Lösungswasser angefärbt und/oder mit Geruchsstoffen versehen werden. Die bei beschädigter "Kühlpatrone" ausbleibende Abkühlung, die ungewöhnliche Färbung des Getränkes und gegebenenfalls dessen auffallender Geruch sowie der durch das Salz bedingte zum eispiel bittere oder seifige Geschmack, wären auf jeden Fall eine mehr als hinreichende Warnung und Sicherung.
Die praktische Nutzung der Erfindung kann in vielerlei Weise erfolgen. So kann zum Beispiel in einen der Deckel einer Getränkedose eine Hülse eingearbeitet sein, die der "Kühlpatrone" entspricht.
In Abbildung 1 ist eine derartige Anordnung beispielhaft und schematisch dargestel It: In die Dose (1) ist die mit dem Deckel (2) einen Teil bildende Hülse (3) eingefügt. Durch die Kunststoffscheiben (4) und (5), die auf Ringnocken (9) und (10) der Hülse (3) verklemmt sind, ist der Innenraum der Hülse (3) in die Kammern (11) und (12) unterteilt.
Die Kunststoffscheiben (4) und (5) sind durch den elastischen Schlauch (6) miteinander verbunden, durch den der Draht m hindurchführt. Der Droht (7) ist mit der Kunststoffscheibe (4) fest verbunden, fUhrf durch den Innenraum des Schlauches (7) durch ein Loch der Scheibe (5) und endet in der Öse (8). Zieht man an der Öse (8), während man die Dose (1) gleichzeitig festhält, springt die Kunststoffscheibe (4) aus der Ringnocke (9) der Hülse (3) wodurch dic Kammern (11) und (12) in freie Verbindung kommen.
(Zum Schufz der Öse (8) vor unbeabsichtigten Zug kann zum Beispiel ein Klebstreifen vorgesehen sein). Ist nun zum Beispiel in Kammer (12) Wasser und in Kammer (10) ein geeignetes Salz untergebracht, so fließt, bei entsprechender Lage der Dose, das Wasser von der Kammer (12) auf das Salz (10)- und bildet die vorstehend beschriebene "Kältelösung" Durch anschließendes Umdrehen der Dose in die zeichnerisch dargestellte Lage wird schließlich die Durchmischung der "Kältelösung" hergestellt, Ein Getränk das im Raum zwischen Dose (1) und Hülse (3) untergebracht ist, erfährt dann durch die kalte Hülse (3) eine Abkühlung.
Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen realisiert werden, so etwa durch einen doppelten Boden von Getränkedosen mit zwischenliegender Membran, die durch äußeren Druck zerspringt (siehe Abbildung 2).
In Abbildung 2 ist eine derartige anwendungstechnische Variante der Erfindung dargestellt: In die Dose (20) ist der Dosenboden (21) weit eingewölbt. Durch einen elastischen, zum Beispiel aus Kunststoff bestehenden Deckel (22), ist die Einwölbung nach aussen abgeschlossen.
Zwischen dem Dosenboden (21) und dem Deckel (22) ist die Membran (23) eingezogen. Sie trennt die hoch poröse aber kompakte, zwischen Dosenboden (22) und der Membran (23) angeordnete Salzmischung (24) von dem zwischen der Membran (23! und dem Dosenboden (21) eingeschlossenen Wasser (25).
Der Dosenboden (22) trägt einen zentral angeordneten Dorn (26). Wird nun auf den Dosenboden (22) ein Druck ausgeübt, zerstön der Dorn (26) die gespannte, gummielastische Membran (23) (oder eine statt der Membran vorgesehene Glasschale) wodurch sich Salz (24) und Wasser (25), zu vereinen vermögen.
Ein Deckel (27) kann den Dosenboden (22). vor unbeabsichtigtem Druck chützen.
Diese und sonstige anwendungstechnische Variationen der Erfindung, bezogen auf alle möglichen Verpackungen von Getränken, sind leicht denkbar und damit~ als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen.

Claims

Patentanspruche

Verfahren zur Kühlung von in Behältnissonwie Dosen oder Flaschen abgefüllte Getränkes dadurch gekennzeichnet, daß in. die Behältnisse hier als "Kuhlpatronen" bezeichnete Vorrichtungen eingearbeitet sind, die durch Nutzung der negativen Lösungsenthalpie- zur Abkühlung gebracht werden können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "Kühlpatronen" in zwei oder mehr Kammern zur Aufnahme der Komponenten unterteilt sind, die sich beim Mischen bzw. Lösen durch eine negative Lösungsenthalpie auszeichnen
3. Verfahren .nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gelcennzeichnet, daß als-Komponenten einerseits Salze und/oder organische Verbindungen oder konzentrierte Lösungen von Salzen und/oder organischen Verbindungen, sowie andererseits Wasser und/oder organische Losungsmittel vorgesehen sind, sowie ferner Lösungen von verschiedenen Salzen bzw. organischen Verbindungen, die beim Mischen eine negative Lösungsenthalpie aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische verschiedener Salze bzw. Verbindungen zum Einsatz kommen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,~dadurch gekennzeichnet, daß Salze/Verbindungen bzw. deren Gemische, mit Hilfsstoffen zur Erleichterung der Lösung bzw. Beschleunigung der Lösungsgeschwindigkeit vermischt bzw verarbeitet zur Anwendung gelangen
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Salze/Verbindungen bzw. deren Gemische, mit oder ohne Hilfssubstanzen so präpariert sind, daß sie eine poröse Struktur aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen bzw. Lösungskomponenten mit Farb- und/oder Geruchsstoffen versehen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern der "Kühfpatronenl' durch Kunststoffteile unterteilt und/oder abgeschlossen sind
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die "Kühlpatronen" vor unbeubsichtigter Auslösung des Kühleffektes (= Mischen der Mischungskomponenten) durch geeignete Vorkehrungen wie Klebstreifen, Deckel und dergleichen, geschützt sind.