DE2206325A1

DE2206325A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Aktivierung eines chemischen Prozesses bei einer gewissen Temperatur

Info

Publication number: DE2206325A1
Application number: DE19722206325
Authority: DE
Inventors: Sven Ivan Arvid Malmö; Andersson Per Olof Staffanstorp; Törnmarck (Schweden). BOIj 11-00
Original assignee: Kockums Mekaniska Verkstads AB, Malmö (Schweden)
Priority date: 1971-02-18
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1972-09-07
Also published as: DE2206325B2; DE2206325C3; GB1349231A; CH563185A5; SE361267B; US3868218A

Description

p. W.ROCKER 8. Februar 1972

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Kockums Mekaniska Verkstads Aktiebolag, 201 10 MALMÖ 1, Stora Varvsgatan

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Aktivierung eines chemischen Prozesses bei einer gev/issen Temperatur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Aktivierung eines chemischen Prozesses bei einer gewissen Temperatur, wobei die /Aktivierung dadurch erfolgt, dass die am Prozess teilnehmenden Stoffe miteinander in Berührung gebracht werden.

Unter den vorbekannten Verfahren zur Aktivierung eines Prozesses, wo die am Prozess teilnehmenden Stoffe miteinander in Berührung gebracht werden, sei u.a. das Ausüben eines Druckes auf einen oder mehrere, die Stoffe tragende Streifen erwähnt, die zv/ischen Druckrollen geführt werden. Hierbei kann ei.ner oder mehrere der Stoffe in Kapseln eingeschlossen sein, die unter dem Druck der Rollen bersten. Eine solche Aktivierung erfolgt jedoch nicht automatisch, sondern wird von Hand eingeleitet.

Durch die USA-Patentschrift 2 982 396 und die britische Patentschrift 967 928 ist es bekannt, bei miteinander reagierenden Stoffen vor der Aktivierung der Reaktion die Stoffe mittels einer festen oder halbfesten Sperrschicht auseinanderzuhalten, die zerstört und im Zusammenhang mit der Reaktion mit dem Enderzeugnis vermischt wird. Die Aktivierung der Reaktion erfolgt jedoch nicht automatisch, sondern - beispielsweise wenn die Reaktion der beiden Stoffe exotherm erfolgt - wird zunächst die Sperrschicht mechanisch durchbrochen, so dass die reagierenden Stoffe unter Reaktion und Wärmeentwicklung miteinander in Berührung geraten, und durch die entwickelte Wärme schmilzt die Sperrschicht und wird mit dem Enderzeugnis vermischt.

Die USA-Patentschrift 2 681 168 beschreibt eine Vorrichtung zum Einschliessen und zur Ausgabe eines Stoffes, beispielsweise einer Farbmittellöyung. Die Vorrichtung besteht aus einer äusseren, elastischen Hülle und einer in dieser Hülle liegenden, spröden Kapsel, vorzugsweise aus mit Formaldehyd behandelter Gelatine, in welcher

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Kapsel der betreffende Stoff eingeschlossen ist. Diese unterscheidet sich von der erfindungsgemäss-en Vorrichtung dadurch, dass sie nicht zur automatischen Aktivierung bestimmt ist, sondern die Kapsel wird dadurch entleert/ dass man die Vorrichtung mit der Hand greift und die Kapsel zerdrückt. Ausserdem wird bei der Vorrichtung gemäss der USA-Patentschrift der Kapselinhalt in einer gewissen bestimmten Richtung ausgetragen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung, mit denen man einen chemischen Prozess automatisch bei einer gewissen Temperatur aktiviert. Die Erfindung gründet sich auf die Volumenänderung, welche entsteht, wenn ein Mittel eine Phasenänderung erfährt, beispielsweise von Gas zu Flüssigkeit oder von Flüssigkeit zu fester Phase.

Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Aktivierung eines chemischen Prozesses bei einer gewissen Temperatur, bei dem die am Prozess teilnehmenden Stoffe vor der Aktivierung von Trenngliedern auseinandergehalten und bei der Aktivierung miteinander in Berührung gebracht v/erden, und dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aktivierungstemperatur ein Aktivator, welcher aus einem in einem völlig oder teilweise elastischen Behälter eingeschlossenen Mittel besteht, welches bei der Aktivierungstemperatur eine Phasenänderung mit gleichzeitig erfolgender Volumenänderung erfährt, durch die Volumenänderung und unter Intakthalten des Behälters auf die Trennglieder einwirkt, so dass die teilnehmenden Stoffe miteinander in Berührung gebracht werden und der Prozess aktiviert wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur

Durchführung dieses Verfahrens, und diese Vorrichtung umfasst Trennglieder zum Auseinanderhalten der am Prozess teilnehmenden Stoffe vor der Aktivierung. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem einen Aktivator umfasst, der aus einem völlig oder teilweise elastischen Behälter besteht, der ein ."littel enthält, welches bei der Aktivierungstemperatur eine Phasenänderunq mit gleichzeitig erfolgender Volumenänderung erfährt, um hierdurch und unter Intakthalten des Behlilters derart auf die Trennglieder einzuwirken, dass zwischen den teilnehmenden Stoffen eine Verbindung zur Aktivierung des Prozesses errichtet wird.

Die Erfindung ist nun im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die folgenden Ausführungsbcir.piele dienen nur dem

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Zwecke der Erläuterung und bedeuten keine Beschränkung der Erfindung. Ls zeigen:

Fig. 1-3 bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgeinässen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine hufeisenförmige, spröde Kapsel 1

aus Glas oder anderem Material, beispielsweise sprödem Kunststoff. In der Kapsel 1 ist ein Stoff 3 eingeschlossen, v/elcher mit einem die Kapsel 1 umgebenden Stoff 5 reagieren soll. Un die Reaktion einleiten zu können, müssen die Stoffe 3 und 5 miteinander in Berührung gebracht werden. Die Reaktion braucht nicht sofort einzutreten, wenn die Stoffe 3 und 5 miteinander in Berührung gelangen, sondern sie kann in bezug auf Zeit und Temperatur verzögert sein, d.h. der Prozess kann bei einer gewissen niedrigen Temperatur aktiviert werden, ohne dass eine Reaktion erfolgt, während der erwünschte Reaktionsverlauf nach einer gewissen Zeit bei erhöhter Temperatur erhalten wird. Gegen die Innenseite der Schenkel der hufeisenförmigen Kapsel liegt ein Aktivator an, der aus einem Mittel 4, beispielsweise Wasser, besteht, welches in einer aus beispielsweise Kunststoff bestehenden Hülle 2 eingeschlossen ist. Wenn die Temperatur auf 0 C oder niedriger gesenkt wird, friert das Wasser im Aktivator zu Eis und steigert dabei sein Volumen. Dadurch dass die Hülle 2 derart ausgebildet ist, dass sie an den gegen die Kapsel 1 anliegenden Stirnflächen elastisch, an den restlichen Flächen jedoch steif und unnachgiebig ist, wird die Volumensteigerung in eine Drucksteigerung umgewandelt, so dass die Kapsel 1 birst. D'abei strömt der bis jetzt in der Kapsel 1 eingeschlossene Stoff 3, dessen Gefrierpunkt niedriger als der des Kassers ist, heraus und gelangt mit dem Stoff 5 in Berührung, so dass die erwünschte Reaktion eingeleitet werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung entsprechend der in Fig. 1 Gezeigten, wo der Aktivator innerhalb der Kapsel 1 vorgesehen ist, um durch von innen ausgeübten Druck die Kapsel zum Bersten zu bringen, so dass die reagierenden Stoffe 3 und 5 miteinander in Berührung gelangen. Der Aktivator besteht wie in Fig. 1 aus einem Mittel 4, beispielsweise Wasser, das in einer Hülle 2 eingeschlossen ist. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist jedoch die gesamte Hülle 2 aus elastischem Material hergestellt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, wo der Aktivator wie auch in Fig. 2 in der Kapsel 1 vorgesehen ist, jedoch derart, dass er den gesamten Querschnitt der Kapsel 1 ausfüllt und in

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ihr einen Pfropfen bildet. Auf beiden Seiten des Aktivators sind die reagierenden Stoffe 3 und 4 vorgesehen, und der Aktivator ist also in diesem Falle gleichzeitig ein Trennglied, welches die reagierenden Stoffe auseinanderhält. Im übrigen besteht die Kapsel 1 wie bisher aus sprödem Material, beispielsweise Glas, und die Kapsel 2 aus einem elastischen Material, beispielsweise Kunststoff. Wenn das sich in der Kapsel 2 befindende Mittel beispielsweise Wasser ist, v/ird die Kapsel 1 bersten, wenn das Wasser zu Eis friert, wobei die reagierenden Stoffe 3 und 4 miteinander in Berührung gebracht werden. Es ist auch möglich, dass das sich in der Kapsel 2 befindende Mittel ein gasförmiger Stoff ist, beispielsweise Äther, und dass bei Temperatursenkung das Gas zu Flüssigkeit kondensiert v/ird, wobei die elastische Kapsel 2 ihr Volumen reduziert, so dass die reagierenden Stoffe 3 und 4 miteinander in Berührung gebracht v/erden.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist das Aktivieren eines Lebensmittelindikators gemäss der

BRü-Patentanrr.eldung P 2010938. ü, wobei die am Anzeigeprozess teilnehmenden Stoffe Enzym, Substrat, Indikator und ggf. Puffer sind. Bei dieser Anwendung wird der Indikator an einer Lebensmittelverpackung angebracht, beispielsweise vor dem Frieren bei der Herstellung von tiefgefrorenen Lebensmitteln. Wenn die Verpackung mit dem Indikator dann in die Gefriermaschine eingebracht wird, wird der Indikator in der oben genannten Weise aktiviert und zeigt dann, ob das Lebensmittel unzweckdienlichen .Zeit-Terr.peraturbedingungen ausgesetzt war.

Es sei betont, dass die Erfindung nicht auf die oben

beschriebene Anwendung beschränkt ist; es sind auch andere Anwendungsbereiche denkbar, wo man die Volumen^naerung ausnutzt, die man erhält, wenn ein Mittel eine Phasenänderung erfährt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur automatischen Aktivierung eines

chemischen Prozesses bei einer gewissen Temperatur, bei dem die am Prozess teilnehmenden Stoffe vor der Aktivierung von Trenngliedern auseinandergehalten und bei der Aktivierung miteinander in Berührung gebracht v/erden, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aktivierungstemperatur ein Aktivator, welcher aus einem in einem völlig oder teilweise elastischen Behälter (2) eingeschlossenen Mittel (4) besteht, welches bei der Aktivierungstemperatur eine Phasenänderung mit gleichzeitig erfolgender Volumenänderung erfährt, durch die Volumenänderung und unter Intakthalten des Behälters (2) auf die Trennglieder (1, 2) einwirkt, so dass die teilnehmenden Stoffe (3, 5) miteinander in Berührung gebracht .werden und der Prozess aktiviert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die teilnehmenden Stoffe (3, 5) miteinander in Berührung gebracht werden, indem das Volumen des Aktivators zunimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die teilnehmenden Stoffe (3, 5) miteinander in Berührung gebracht werden, indem das Volumen des Aktivators.abnimmt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenänderung des Aktivators bei der Aktivierungstemperatur auf die in Form eines Behälters (1) ausgebildeten

Trennglieder (1) einwirkt, so dass der Behälter (1) birst.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Trennglieder zum Auseinaiderhalten der am Prozess teilnehmenden Stoffe vor der Aktivierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem einen Aktivator umfasst, der aus einem völlig oder teilv/eise elastischen Behälter (2) besteht, der ein Mittel (4) enthält, welches bei der Aktivierungstemperatur eine Phasenänderung mit gleichzeitig erfolgender Volumenänderung erfährt, um hierdurch und unter Intakthalten des Behälters (2) derart auf die Trennglieder (1, 2) einzuwirken, dass zwischen den teilnehmenden Stoffen (3, 5) eine Verbindung zur Aktivierung des Prozesses errichtet wird.

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6. Vorrichtung nach Anspruch S', dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (4) bei der Aktivierungstemperatür fest und bei zumindest etwas über dieser Temperatur liegenden Temperaturen flüssig 1st.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (4) bei der Aktivierungstemperatur flüssig und bei über dieser Temperatur liegenden Temperaturen gasförmig ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (4) Wasser ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser ein den Gefrierpunkt reduzierendes Mittel hinzugesetzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennglieder (1) aus einer starren Kapsel aus Glas oder Kunststoff bestehen.

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