DE2238300A1

DE2238300A1 - PROCEDURE FOR KEEPING FRESH AND COOL OF TEMPERATURE-SENSITIVE PRODUCTS IN A REFRIGERATION CONTAINER

Info

Publication number: DE2238300A1
Application number: DE19722238300
Authority: DE
Inventors: Karl Frank; Martin Dipl Ing Frank
Original assignee: KOHLENSAEURE WERKE RUD BUSE SO; KOHLENSAEURE-WERKE RUD BUSE SOHN 7241 EYACH
Current assignee: Kohlensaeure-Werke Rud Buse & Co 5462 Bad H GmbH
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1974-02-21
Also published as: GB1433531A; NL7310603A; BE803172A; FR2194923B1; DE2238300C2; FR2194923A1; IT995126B

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN ·DIPL.-ING. KLAUS BEHN

DIPL.-PHYS. FROBERT MÜNZHUBERDIPL.-PHYS. FROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE . O O O O O Γί f\ PATENT LAWYERS. OOOOO Γί f \

8 MÜNCHEN 22 Wl D EN M AYEHSTRASSE 6 *· £· V O %i VJ Vf8 MUNICH 22 Wl D EN M AYEHSTRASSE 6 * £ V O% i VJ Vf

TEL. (0811) 22 25 30-29 5192TEL. (0811) 22 25 30-29 5192

A 16572A 16572

Firma KOHLENSÄURE-WERKE RUD.BUSE SOHN, 7241 Eyach / Württ. Company KOHLENSÄURE-WERKE RUD.BUSE SOHN, 7241 Eyach / Württ.

Verfahren zum Frisch- und Kühlhalten von temerpaturempfindlichßn Produkten in einem Kühlcontainer "Process for keeping temperature-sensitive products fresh and cold in a refrigerated container "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Frisch- und Kühlhalten von temperaturempfindlichen Produkten, wie Nahrungsmittel, Pharmazeutika, Chemieprodukte und dergleichen, in einem Kühlcontainer, beispielsweise einem solchen für den Einsatz allgemein im Transportverkehr durch Beschicken des Containers mit CO₂ in fester Form (Trockeneis).The invention relates to a method for keeping temperature-sensitive products such as food, pharmaceuticals, chemical products and the like fresh and cold in a refrigerated container, for example one for use in general transport traffic by charging the container with CO ₂ in solid form (dry ice).

Zur Frisch- und Kühlhaltung von temperaturempfindlichen Produkten bedient man sich heute gern beweglicher Behälter, sogenannter Container, in denen das Kühlsystem aus beigegebenem Verbrauchskühlmittel besteht. Als Verbrauchskühlmittel kommt hier neben beispielsweise Stickstoff und Fluor-Chlor-Methan-Verbindungen vor-allem das bakteriostatische Kohlendioxid in Βββ^αβ,οΐα^^ßa^fi^i^^ester Form bei 760 Torr in seiner eigenenTo keep temperature-sensitive products fresh and cold, it is now popular to use movable containers, so-called containers, in which the cooling system consists of added coolant. In addition to nitrogen and fluorine-chlorine-methane compounds, for example, the bacteriostatic carbon dioxide in Βββ ^ αβ, οΐα ^^ ßa ^ fi ^ i ^^ ester form at 760 Torr is used as a consumption coolant

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Gasatmosphäre eine Temperatur von -78,5°C hat . Dieses feste COp, Trockeneis genannt, sublimiert, d.h. es geht vom festen in den gasförmigen Aggregatszustand über, wobei bei 76O Torr und einer Gaserwärmung auf O⁰C der Umgebung 152,4 kcal/kg entzogen werden. Dieses Kühlmittel wird in Form von massiven Platten mit dem zu kühlenden Gut in den Behälter gegeben, wobei es zwischen das zu kühlende Gut gelegt wird oder über bzw. neben dem Nutzraum kompakt angeordnet ist. Im einzelnen wird dabei so vorgegangen, daß man das Füllen des Containers im Kühlraum vornimmt, derart, daß der Container und die einzufüllenden Produkte bereits auf Kühlraumtemperatur, etwa 6°C, abgekühlt sind, worauf dann die Trockeneis-Platte bzw. -Platten eingegeben werden. Nach einer bestimmten Standzeit, die zum Erreichen einer Beharrungstemperatur dient, kann der Container dann zum Einsatz gebracht werden. Gas atmosphere has a temperature of -78.5 ° C. This solid COp, called dry ice, sublimates, ie it changes from the solid to the gaseous state of aggregation, with 152.4 kcal / kg being withdrawn from the environment ^{at 76O Torr and gas heating to 0 ° C.} This coolant is given in the form of solid plates with the goods to be cooled in the container, whereby it is placed between the goods to be cooled or is arranged in a compact manner above or next to the usable space. In detail, the procedure is such that the container is filled in the cold room, in such a way that the container and the products to be filled have already cooled to cold room temperature, about 6 ° C, whereupon the dry ice plate or plates are entered . After a certain idle time, which is used to achieve a steady temperature, the container can then be used.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß an jedem Ort, etwa einem Flugplatz, einem Hafen, einem Bahngelände oder dergleichen, an welchem der Container gefüllt bzw. nachgefüllt werden soll, ein geeigneter Kühlraum beträchtlicher Abmessung vorhanden sein muß. Darüberhinaus hat sich This known method has the disadvantage that at every location, such as an airport, a port, a railway site or the like, at which the container is to be filled or refilled, a suitable cooling space of considerable size must be available. In addition, has

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gezeigt, daß diese Verfahrensweise keine absolute Gewähr dafür bietet, daß die in den Container eingefüllten Produkte tatsächlich kühl und frisch gehalten werden. Wird nämlich der Container nach seiner Füllung und Beschickung mit Trockeneis zu schnell aus dem Kühlraum entnommen und unmittelbar darauf einer beträchtlichen Wärmeeinwirkung ausgesetzt, etwa einer Sonneneinstrahlung- beim Zwischenlagern, ohne daß sich in seinem Inneren schon eine kalte COp-Atmosphäreausgebildethat, dann können im Containerinneren unerwünscht hohe Temperaturen auftreten. Zwar wird mit.fortschreitender COg-Sublimation die Temperatur langsam wieder absinken und schließlich'den erwünschten Tiefstwert erreichen, jedoch kann die erwähnte Zwischenphase erhöhter Temperatur genügen, um bei besonders empfindlichen Produkten.Schaden herbeizuführen, etwa den Zerfall chemischer oder biologischer Produkte. Lediglich beispielsweise sei auf den Transport der bekanntlich äußerst empfindlichen medizinischen Gewebeproben verwiesen. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß gerade im Plugverkehr aus Gewichtsgründen darauf geachtet wird, die eingegebene Trockeneismenge möglichst gering zu halten, d.h. nur soviel Trockeneis zu verwenden, wie unter Normalbedingungen für die vorgegebene Plugzeit erforderlich ist.demonstrated that this practice is not an absolute guarantee ensures that the products filled into the container are actually kept cool and fresh. Will namely the container after its filling and loading Removed too quickly from the refrigerator compartment with dry ice and immediately then exposed to a considerable amount of heat, e.g. solar radiation - during interim storage, without a cold COp atmosphere having already formed inside, then undesirably high temperatures can occur inside the container. It is true that progressing with COg sublimation the temperature will slowly drop again and eventually reach the desired low, however the mentioned intermediate phase of elevated temperature can be sufficient to cause damage to particularly sensitive products. for example the decay of chemical or biological products. The only example is the transport known to be referred to extremely sensitive medical tissue samples. It should also be taken into account that in the For weight reasons, attention is paid to the entered To keep the amount of dry ice as low as possible, i.e. only use as much dry ice as under normal conditions is required for the given plug time.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu schaffen, das ein Füllen und Nachfüllen der KühlcontainerThe object of the invention is therefore to create a method that allows the refrigerated container to be filled and refilled

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ohne die Erfordernis eines besonderen Kühlraumes ermöglicht und das darüberhinaus eine besondere Sicherheit dafür gewährleistet, daß die in den Container eingefüllten Produkte in der Zeitspanne zwischen Füllen des Containers und Erreichen der gewünschten Kühltemperatur keinen nachteiligen höheren Temperaturen ausgesetzt werden.made possible without the need for a special cold room and that moreover ensures a special security that the products filled into the container in the time between filling the container and reaching the desired cooling temperature is not a disadvantageous higher Exposed to temperatures.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der eine über der gewünschten Kühltemperatur liegende Temperatur aufweisende Container mit den Produkten gefüllt und daraufhin dessen Innenraum durch Beschicken mit einem kleinstüekigen Trockeneis-Haufwerk kurzzeitig auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unterhalb der sich nach Verdrängung der im Container enthaltenen Luft einstellenden,das langzeitige Kühlen und Frischhalten bewirkenden Kühltemperatur liegt. Bei dieser Verfahrensweise tritt, wie später im einzelnen beschrieben, eine äußerst schnelüe Temperaturabsenkung im Container ein, die man als Kälteschock bezeichnen kann und sicherstellt, daß auch bei nachfolgender beträchtlicher Wärmeeinwirkung auf den Container die eingefüllten Produkte nicht gefährdet werden.According to the invention, this object is achieved in that the one lying above the desired cooling temperature Temperature exhibiting container filled with the products and then its interior by loading with a Kleinstüekigen dry ice heap is briefly cooled to a temperature below that after displacement the air contained in the container, which sets the cooling temperature for long-term cooling and keeping it fresh lies. As described in detail later, this procedure results in an extremely rapid temperature drop in the container, which can be described as a cold shock and ensures that also with the subsequent considerable The effects of heat on the container do not endanger the filled products.

Die oben erwähnte Aufgabe kann Jdoch gemäß der Erfindung auch durch ein anderes Verfahren gelöst werden, das darin be-The above-mentioned object can, however, according to the invention can also be solved by another method that involves

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steht, daß der eine über der gewünschten Kühltemperatur liegende Temperatur aufweisende Container mit den Produkten gefüllt und daraufhin in dessen Innenraum CO₂ eingeleitet wird, worauf der Container durch Beschicken mit einem kleinstückigen Trockeneis-Häufwerk auf der gewünschten Kühltemperatur gehalten wird. In diesem Fall tritt kein Kälteschock ein, d.h. keine Abkühlung unter die gewünschte Kühltemperatur, was für einzelne Spezialprodukte günstiger ist, jedoch wird trotzdem die Aufgabe der schnellen Abküh* lung und des Wegfalls eines Kühlraums gelöst.stands that the container having a temperature above the desired cooling temperature is filled with the products and then CO _{2 is} introduced into its interior, whereupon the container is kept at the desired cooling temperature by loading small pieces of dry ice. In this case, there is no cold shock, ie no cooling below the desired cooling temperature, which is more favorable for individual special products, but the task of rapid cooling and the elimination of a cold room is still achieved.

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using an example.

Zunächst wird der Container, der beispielsweise Raumtemperatur aufweisen kann, mit den Produkten, die Kühlhaus-, Raum- oder Herstellungstemperatur aufweisen können gefüllt, und daraufhin mit einem kleinstückigen Trockeneis-Haufwerk beschickt, beispielsweise in Form, kleiner Stäbchen, Tabletten oder dergleichen. Die Trockeneiskörper können extrem klein sein, so daß man von Trockeneis-Pulver bzw. Trockeneis - Schnee sprechen könnte. Das Trockeneis wird nun zu sublimieren beginnen, wobei zu berücksichtigen ist, daß ein Trockeneis-Haufwerk 'eine wesentlich höhere OberflächeFirst, the container, for example room temperature can have, filled with the products, which can be cold store, room or production temperature, and then loaded with small pieces of dry ice, for example in the form of small sticks, tablets or similar. The dry ice bodies can be extremely small, so that one can use dry ice powder or dry ice - Snow could talk. The dry ice will now begin to sublime, taking into account that a pile of dry ice 'has a much higher surface area

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aufweist als etwa die üblichen massiven Trockeneis-Platten, so daß die sublimierte kalte COp-Gasmenge wesentlich größer ist. Das den Kältestrora liefernde Trockeneis ist jedoch anfangs von atmosphärischer Luft umgeben. Der Partialdruck des COp-Gases ist abgesehen vom natürlichen COp-Gehalt der Luft im Container sehr gering. Da bei einem Anteil von 10 Volumenprozent COp in der Luft die Temperatur des sublimlerten Gases -102,7⁰C beträgt, läßt sich diese physikalische Erscheinung für den Ablauf des KühlVorganges, wie erwähnt, mit Kälteschock bezeichnen. Der infolge seiner erhöhten Dichte abwärts strebende kalte C0₂~Strom kühlt die Luft, deren spezifisches Volumen sich verkleinert, wobei über Undichtigkeiten der Containertür bzw. spezielle Bohrun- ' gen, die zunächst Einlaß- und daraufhin Ausströmöffnungen darstellen, ein Druckausgleich erfolgt. Mit dem Portgang der Sublimation steigert sich der COg-Anteil des CO₂-LUft-Gemisches im Container, und -mit dieser Steigerung steigt die Sublimationstemperatur bis sie schließlich 100 Volumenprozent CO₂ im Container -78,5°C beträgt. Damit ist der anfängliche Kälteschock abgeklungen, es tritt ein gewisser, für die Kühlhaltedauer durch die Trockeneismenge zu bestimmender Beharrungszustand ein, der durch das sich weiter entwickelnde CO₂-GaS eine bestimmte Zeit aufrecht erhalten bleibt.has than about the usual solid dry ice plates, so that the sublimed cold COp gas amount is much greater. However, the dry ice that provides the cold storm is initially surrounded by atmospheric air. Apart from the natural COp content of the air in the container, the partial pressure of the COp gas is very low. Since, in a proportion of 10 volume percent COp in the air, the temperature of the gas is sublimlerten -102.7 ⁰ C, this physical phenomenon allows for the course of the cooling process, as mentioned, is denoted by cold shock. Due to its increased density, the cold C0 ₂ stream, which moves downwards, cools the air, the specific volume of which is reduced, with pressure equalization via leaks in the container door or special bores, which initially represent inlet and then outflow openings. As the sublimation progresses, the COg proportion of the CO ₂ -air mixture in the container increases, and with this increase the sublimation temperature rises until it is finally 100% CO _{2 by} volume in the container -78.5 ° C. This means that the initial cold shock has subsided and a certain steady state occurs, which is determined by the amount of dry ice for the cooling holding period and which is maintained for a certain period of time _{due to the further developing CO 2 gas.}

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In manchen Fällen ist es vorteilhaft, zwischen die Vor-. gänge des Füllens des Containers und des Beschickens mit dem COp-Haufwerks einen Abkühlvorgang einzuschalten, wobei dieser AbkühlVorgang darin besteht, daß ein Kühlgas, beispielsweise Luft, Stickstoff, Fluor-Chlor-Methan-Verbindungen oder ein
Edelgas eingeleitet wird. Besonders zweckmäßig ist es, diese Kühlgase in verflüssigter Form einzubringen. Dieser Abkühl-' Vorgang trägt dazu bei, die erforderliche GOp-*Trockeneismenge möglichst gering zu halten.In some cases it is advantageous to switch between the pros. courses of filling the container and loading with the COp heap to switch on a cooling process, this cooling process consists in the fact that a cooling gas, for example air, nitrogen, fluorine-chlorine-methane compounds or a
Noble gas is introduced. It is particularly useful to introduce these cooling gases in liquefied form. This cooling process helps to keep the required amount of GOp * dry ice as low as possible.

Soll im Gegensatz zu dem eben beschriebenen Verfahren kein Kälteschock eintreten, d.h. die Containertemperatur
lediglich schnell auf. die erwünschte Kühltemperatur gebracht werden, dann wird nach dem zweiten Lösungsweg der Erfindung
eine Vorkühlung mit COp-Kühlgas, vorzugsweise verflüssigtem
COp, vorgenommen, wobei die Beschickung mit dem COp-Haufwerk erst darin erfolgt, wenn das COp-Vorkühlgas die gesamte im
Container befindliche Luft verdrängt hai. Selbstverständlich ist es auch möglich, die beschriebenen Verfahrensweisen zu
kombinieren, derart, daß etwa ein bestimmter Bereich des
Container-Nutzraumes vorgekühlt, ein anderer Bereich nicht
vorgekühlt wird. · ;In contrast to the method just described, should no cold shock occur, ie the container temperature
just quickly. the desired cooling temperature are brought, then according to the second approach of the invention
pre-cooling with COp cooling gas, preferably liquefied
COp, made, the charging with the COp pile only takes place therein when the COp precooling gas has reached the entire im
Air in the container displaces hai. It is of course also possible to use the procedures described
combine in such a way that approximately a certain area of the
Container usable space is pre-cooled, another area is not
is pre-cooled. ·;

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Das beschriebene Verfahren eignet sich in besonderem Maße für einen Kühlcontainer, wie er in der nicht vorveröffentlichten, eigenen älteren Anmeldung P .... beschrieben ist, wobei sich dieser Kühlcontainer dadurch auszeichnet, daß er zumindest einen vom Kühlmittelraum abgehenden Fallschacht für das sich entwickelnde Kühlgas aufweist, von dem den KUhlstrom dosierbar in Partialströme aufteilende öffnungen in die einzelnen Nutzraumabteile abzweigen. Die Erfindung ist jedoch auch für anders gestaltete Kühlcontainer anwendbar, sogar für solche, die mit einem konventionellen Kälteaggregat bestückt sind.The method described is particularly suitable for a refrigerated container, as it is in the not previously published, own older application P .... is described, whereby this refrigerated container is characterized by that it has at least one chute for the developing cooling gas going out from the coolant space, of which Openings dividing the cooling flow into partial flows branch off into the individual usable space compartments. However, the invention can also be used for refrigerated containers with a different design, even for those equipped with a conventional cooling unit.

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Claims

PA T E N TA N S P RÜ C H E

IJ A method for keeping temperature-sensitive products such as food, pharmaceuticals, chemical products and the like fresh and cold in a refrigerated container, for example one for use in general transport by loading the container with COp in solid form (dry ice), characterized in that the a container with a temperature above the desired cooling temperature is filled with the products and its interior space is then briefly cooled by loading it with a pile of small pieces of dry ice to a temperature below that, long-term cooling and after displacement of the air contained in the container Keeping freshness causing the cooling temperature is.

2. The method according to claim 1, characterized in that the container interior _{prior to loading with C0 0 -Troekeneis}

by a cooling gas, for example air, nitrogen, fluorine-chlorine-methane compounds or a noble gas, is cooled.

■ - IG -

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3. The method according to claim 2, characterized in that that the cooling gas is introduced in a liquefied state.

4. The method according to claim 1, characterized in that the container interior prior to loading with COg dry ice is evacuated.

5 Process for keeping temperature-sensitive products such as food, pharmaceuticals, chemical products and the like fresh and cold in a refrigerated container, for example one for use in plug traffic, by charging the container with CO ₂ in solid form (dry ice) , characterized in that the container having a temperature above the desired cooling temperature is filled with the products and then COg gas is introduced into its interior, whereupon the container, after displacing the air in its interior, is loaded with a small pile of dry ice the desired cooling temperature is maintained.

6. The method according to claim 5 »characterized in that for pre-cooling liquefied COg, the temperature of which is below, above or at the triple point is initiated.

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7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the dry ice heap is introduced into the container in such a way that it is located above the products to be cooled.

8. The method according to any one of claims 1 to 7 * by using it in containers with a conventional refrigeration unit.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that the cooling gas is used to generate and maintain a so-called regulating atmosphere (CA system) serves. · '

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