DE2821703C3

DE2821703C3 - Salzmischungen zum Herstellen von Kältemischungen

Info

Publication number: DE2821703C3
Application number: DE19782821703
Authority: DE
Inventors: Tomoji Toyonaka Tanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1981-03-12
Also published as: GB1596076A; DE2821703B2; DE2821703A1; JPS5413050A

Description

Kältemischungen werden zum Kühlen oder Gefrieren von Eiskrem, Fisch, Getränken, Nahrungsmitteln, medizinischen Vorräten usw. verwendet. Man verwendet sie auch, um die&e Materialien ohne Gefriereinrichtung an der offenen Luft zeitweilig zu konservieren. Beispielsweise ist die Verwendung von Kältemischungen, die hauptsächlich Ammoniumnitrat enthalten, bekannt, da Ammoniumnitrat eine negative Lösungswärme in Wasser besitzt. Solche Kältemischungen besitzen jedoch folgende Nachteile: Sie behalten ihre Gefrierfunktion nicht während langer Zeit bei, da schnell eine Auflösung des Ammoniumnitrats, bedingt durch seine extrem hohe Löslichkeit, stattfindet. Weiterhin muß man beim Handhaben und Transportieren von Ammoniumnitrat vorsichtig sein, da es potentiell hoch explosiv ist. Die Explosion von Ammoniumnitrat kann verhindert werden, indem man es mit einem anderen Ammoniumsalz, wie Ammoniumchlorid oder Harnstoff, vermischt. Wird jedoch ein Gemisch aus Ammoniumnitrat und einem weiteren Ammoniumsalz in den gleichen Behälter verpackt, damit das Gemisch bis zu seiner Verwendung frisch gehalten wird, wird das Ammoniumnitrat Wasser von dem anderen Ainmoniumsalz aufnehmen, was eine Verschlechterung seiner Gefrierfunktion mit sich bringt. Wird Ammoniumnitrat getrennt eingepackt, wird es allmählich beim Lagern und beim Transport zerfließen, wenn der Behälter nur irgendein kleines Loch aufweist. Aus den obenerwähnten Gründen können die bekannten Gemische nicht als transportfähige Kältemischungen verwendet werden.

In der DE-PS 412 824 wird ein Verfahren zur Her= stellung haltbarer, gebrauchsfähiger Gefriersalzmischungen beschrieben, bei dem die Gefriersafzmischung zu festen Körpern gepreßt und mit einem gegen Feuchtigkeit beständigen Überzug versehen wird.

In der US-PS 1841776 wird eine Gefriersalzmischung beschrieben, die in gepreßter Form in einer in Wasser löslichen Kapsel aufbewahrt wird. Werden jedoch hygroskopische Gefriermaterialien, wie Ammoniumnitrat, zusammen mit anderen, Kristallwasser enthaltenden Salzen verpreßt, so nimmt das hygroskopische Material Wasser von den anderen Komponenten auf, was eine Verschlechterung oder Abnahme in der Gefrierwirkung bewirkt. Diese bekannten Gemische können daher nicht als transportfähige Kältemischungen verwendet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Salzmischungen zum Herstellen von Kältemischungen zur Verfügung zu stellen, die ihre Gefrierfunktion während langer Gebrauchszeiten beibehalten und die auch bei der Lagerung and beim Transport nicht zerfließen.

Die erfindungsgemäßen Salzmischungen sollen das Abkühlen von verschiedenen Stoffen auf einfache Weise durch Zugabe von Wasser, KristallwaGser enthaltenden Sulfaten oder Eis erlauben.

Gegenstand der Erfindung sind somit Salzmischungen zum Herstellen von Kältemischungen, welche als Mischungskomponenten wenigstens zwei in kristallinen oder geformten Teilchen vorliegende Verbindungen aus der Gruppe der Ammonium-, Alkali- oder Calciumsalze anorganischer Säuren oder Harnstoff enthalten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Oberflächen der kri tfallinen oder geformten Teilchen jeder einzelnen Mischungskomponente mit einem 0,1 bis 50 um dicken Schutzfilm gegen die Aufnahme von Feuchtigkeit beschichtet sind.

Als anorganische Verbindungen können solche Verbindungen, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumthiocyanat, Natriumchlorid, Natriumcarbonat, Natriumnitrat, Natriumsulfat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat, Calciumnitrat. Calciumchlorid, Calciumsulfat usw.. verwendet werden.

Die obigen anorganischen Bestandteile können je nach Bedarf in irgendeinem Verhältnis vermischt werden. Wird jedoch Ammoniumnitrat als einer der Bestandteile der Zusammensetzung verwendet, wird die andere Verbindung bevorzugt in einer Menge von 10 bis 65 Gew.% zugegeben.

Die meisten der obigen anorganischen Verbindungen sind hygroskopisch, so daß sie beim Lagern und beim Transport, wenn sie der Luft ausgesetzt sind, zerfließen. Werden die Oberflächen der kristallinen oder geformten Teilchen der obigen anorganischen Verbindungen jedoch mit einem einen Schutzfilm bildenden Material beschichtet, wird ein Zerfließen wirksam verhindert wird.

Folgende Verbindungen können als Schutzfilm bildende Materialien verwendet werden:

A. Polysaccharide und ihre Derivate,

B. Synthetische Harze,

C. Proteinderivate,

D. Wachse,

E. Fette und öle.

Unter die Kategorie A fallen z. B. Stärke, Cellulose, Manna, Natriumalginat, Methylcellulose, Carboxymethylstärke und Carboxymethylcellulose. Beispiele für die obige Kategorie B sind Polyvinylacetat, Polyurethanharze, Fluor enthaltende Harze und Silikonharze. Ein Beispiel für die obige Kategorie C ist Gelatine. Beispiele für die obige Kategorie D sind Paraffinwachs und pflanzliche Wachse. Beispiele für

die obige Kategorie E sind gehärtete öle, Glyzerinester von Stearinsäure und Palmitinsäure.

Nichthygroskopische Materialien sind besonders als Schutzfilm bildende Materialien bevorzugt, da sie wirksam verhindern, daß die obigen anorganischen Verbindungen zerfließen. Wenn als nichthygroskopisches Material beispielsweise Wachs als Material für die Schutzfilme verwendet wird, sind die Filme bevorzugt 0,1 bis 50 |un, insbesondere 0,1 bis 13 μπι dick. Wenn die Schi-Ufilme dünner sind als 0,1 um, werden sie keine Schutzwirkung aufweisen, und wenn sie dikker sind als 50 μπι, wird die Zusammensetzung ihre Gefrierfunktion verlieren.

Nach dem Beschichten mit dem Schutzfilm bildenden Material werden die anorganischen Verbindungen abgewogen und dann unter Herstellung der Salzmischungen vermischt.

Gegebenenfalls können die Zusammensetzungen Verdickungsmittel, wie Carboxymethylcellulose, Carboxymethylstärke, Polyacrylamide, Methylcellulose usw., enthalten. Die Salzmischung kann weiterhin Wärmeisoüermaterialien, wie Glaspulver, granuliertes geschäumtes Polyäthylen, Perlit und ähn'-che Materialien, enthalten. Man kann auch Sulfate zu der Salzmischung geben.

Wie oben erwähnt, wird jeder Bestandteil der KaI-tesalzmischung mit dem Schutzfilm bildenden Material beschichtet, so daß wirksam verhindert wird, daß die Zusammensetzung zerfließt und sich schnell in Wasser auflöst. Die erfindungsgemäßen Salzmischungen behalten somit ihre Gefrierfunktion während langer Zeit beim Gebrauch bei. Es wird weiterhin verhindert, daß die eriindungsgemäße Salzmischung explodiert, selbst wenn sie Ammoniumnitrat enthält, da sie andere anorganische Verbindungen, die als Explosionsinhibitoren wirken, enthält. Selbst wenn die Salzmischung während zwei Jahren in Kontakt mit Luft stehengelassen wird, besitzt sie eine wirksame Gefrierfunktion und ihre Gewichtszunahme ist geringer als 5%.

Wenn di<- Salzmischungen Verdickungsmittel und Wärmeisoliermaterialien enthalten, kann der Wärmeverlust, bedingt durch Wärmeleitung, weiter erniedrigt werden, so daß die Gefrier- oder Kühlfunktion der Kältesalzmischungen während langer Zeit erhalten bleibt. Enthalten die Salzmischungen einen Bestandtei¹. der eine negative Lösungswärme in Wasser besitzt, kann man die Salzmischungen zum Kühlen oder Gefrieren von Getränken, Nahrungsmitteln usw., die im Freien verbraucht werden, z. B. bei Picknicks, verwenden.

An Hand der folgenden Beispiele und verschiedener Figuren der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung, in der die Ge-Wichtsänderung der Kältesalzmischung, wenn sie Luft ausgesetzt ist, dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung, in der der Einfluß der Feuchtigkeit auf eine Kältesalzmischung dargestellt ist;

Fig. 3 und 4 /'eigen die Kühleigenschaften der erfindungsgemäße 1 Salzmischung.

Beispiel 1

Unter Verwendung kristalliner Teilchen aus Ammoniumnitrat, Ammoniumchlorid und Harnstoff als Hauptbestandteile v/ird eine Salzmischung hergestellt. Die Teilchen der obigen Bestandteile werden nach-

einander mit Äthylcellulose unter Bildung eines dünnen Schutzfilms von etwa 0,1 bis 13 μπι in an sich bekannter Weise beschichtet. Die obigen beschichteten Bestandteile werden entsprechend abgewogen und mit Carboxymethylstärke, Polyacrylamid und granuliertem geschäumtem Polyäthylen in den folgenden Verhältnissen beschichtet: Beschichtetes Ammoniumnitrat 150 g

Beschichtetes Ammoniumchlorid 30 g

Beschichteter Harnstoff 40 g

Carboxymethylstärke 8 g

Polyacrylamid 0,1 g

Granuliertes geschäumtes Polyäthylen 2 g

Zusammensetzung

230,1 g

Mit der obigen Salzmischung kann man bei einer Zugabe von Wasser eine Temperaturerniedrigung von etwa 20 bis 27° C erreichen

Zur Bewertung der Wirkung der Schutzfilme wird die obige Salzmischung während 120 Tagen in Kontakt mit Luft bei einer Temperatur von 25° C und einer Feuchtigkeit von 60% stehengelassen. Die Gewichtsänderung der Salzmischung ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. i ist weiterhin zum Vergleich die Gewichtsänderung .iiner Vergleichsprobe der gleichen Salzmischung aufgeführt, wobei jedoch die Hauptbestandte.ie nicht beschichtet sind. Zur Feststellung des Einflusses der Feuchtigkeit wird die Salzmischung von Beispiel 1 in Chargen während 24 Std. bei 25° C unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen stehengelassen und die Vergleichsprobe wird ebenfalls in Chargen während 24 Std. bei 10° C unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen stehengelassen. Danach wird die Kühlwirkung der Proben getestet, indem Wasser den Proben zugesetzt und die erreichte Temperatur gemessen wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 aufgeführt.

Aus Fig. 2 folgt, daß das Salzgemisch von Beispiel 1 durch de η Athylcellulosefilm vor der Feuchtigkeit ausreichend geschützt wird, ohne daß es seine Gefrierfunktion vollständig verliert. Mit anderen Worten, der Schutzfilm verhindert, daß das Salzgemisch beim Lagern zerfließt. Das Salzgemisch behält seine Wasserlöslichkeit bei.

In den Fig. 1 und 2 zeigen die durchgezogenen Linien die Ergebnisse der Salzmischung von Beispiel 1, und die gestrichelten Linien zeigen die Ergebnisse des Vergleichsbeispiels.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Salzmischung von Beispiel 1 kaum eine Gewichtszunahme, selbst nach 120 Tagen, zeigt, während die Vergleichsprobe eine starke Gewichtszunahme zeigt.

Aus den obigen Versuchen ist erkennbar, daß das Zerfließen der Salzmiocchung durch die Schutzfilme selbs. hei hohen Feuchtigkeitsgehalten verhindert wird.

Zur Feststellung der Kühlwirkung der erfindungsgemäßen Salzmischungen werden 100 g Wasser in einen Beutel, der 100 g der Salzmischung von Beispiel 1 enthält, gegossen. Die Temperatur des Wassers beträgt 15⁰C. Der beutel wird mit einem Handtuch bedeckt und in Kontakt mit der Atmosphäre bei 25° C stehengelassen. Die Temperaturänderung im Beutel ist in Fig. 3 dargestellt.

Ein weiterer Beutel, der 100 g der Salzmischung von Beispiel 1 und 100 g Wasser enthält, wird in einen luftdichten Kasten aus geschäumtem Polystyrol gegeben und die Temperaturänderung in dem Kasten wird

gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt.

Aus den Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Salzmischung ihre Gefrierfunktion während langer Zeit beibehält.

Die folgenden Beispiele erläutern weitere Rezepturen der erfindungsgemäßen Salzmischungen.

Heispiel 2

Calciumchlorid, beschichtet mit Paraffinwachs 250 g Natriumchlorid, beschichtet mit Paraffinwachs M) g

Diese Salzmischung zeigt, wenn sie mit 100 g Eis vermischt wird, eine Temperaturerniedrigung von etwa 40 bis 50 C. Die Salzmischung kann als Kältemischung zum Gefrieren von Eiskrem verwendet werden.

H c i s ρ i c I 1

Ammoniumchlorid, beschichtet mit Stearinsäureester 200 g Kaliumnitrat, beschichtet mit Stearinsäureester 100 g Carboxymethylstärke 8 g Polyacrylamid 0.1 g Puipenaufschlämmung 10 g

Die Temperaturerniedrigung beträgt 32 . wenn die Salzmischung mit 100 g Wasser vermischt wird. Die Salzmischung kann als Kältemischung zum Kühlen von Getränken. Nahrungsmitteln usw. verwendet werden.

Beispiel 4	6(1	g
Ammoniumchlorid, beschichtet mit
Polyacrylharz	100	g
Kaliumnitrat, beschichtet mit
Polyacrylharz	100	g
Natriumsulfat, beschichtet mit	8	g
Polyacrylharz	ü,	' g
Carboxymethylcellulose	I	g
Polyacrylamid	100	g
Methylcellulose
Glaspulver

Wenn die Salzmischung mit 100 g Wasser vermischt wird, beträgt die Temperaturerniedrigung 25°. Die Salzmischung kann als Kältemischung für Sperma verwendet werden

Beispiel 5

Beschichtetes Ammoniumchlorid Beschichtetes Kaliumchlorid
Beschichtetes Natriumsulfat
Beschichtetes Natriumchlorid

35 g 70 g 70 g 35

Die obigen Bestandteile werden mit einem Gemisch aus Polyäthylen und Polyvinylacetat beschichtet.

Die Temperaturerniedrigung beträgt 25 "C, wenn die Salzmischung mit 100 g Wasser vermischt wird. Die Salzmischung kann als Kältemischung beim Fischen verwendet werden. Die niedrigste Temperatur der Kältemischung beträgt —5°, wenn Wasser zugegeben wird. Es ist weiterhin möglich, die niedrigste Temperatur von -28°C durch Zugabe von Eis stücken zu erhalten.

Beispiel fi

Ammoniumnitrat, beschichtet mit

gehärtetem Öl ^lJ6 g

Ammoniumthiocyanat, beschichtet mit

gehärtetem Öl 15(1 g

Ammoniumchlorid, beschichtet mit

gehärtetem Öl 20 g

Carboxymethylstärke S g

Perlit oder granuliertes, geschäumtes

Polystyrol 2 g

Die Temperaturerniedrigung beträgt 37,7°, wenn die Salzmischung mit 100 g Wasser vermischt wird. Wird die Salzmischung zum Vorkühlen eines Thermoelements verwendet, so kann die elektrische Wirksamkeit des Thermoelements von etwa 20% bis mehr als 4H7r verbessert werden.

Beispiel 7

Beschichtetes Ammoniumsulfat
Beschichtetes Ammoniumchlorid
Beschichteter Harnstoff

50 g

«g
3 g

Die obigen Bestandteile werden mit einem Gemisch aus Polyäthylen und Polyvinylacetat beschichtet. Diese Salzmischung kann als Kältemischung zum Kühlen von Getränken, Nahrungsmitteln u. ä. für den im Verbrauch bei Picknicks verwendet werden. Bei der Verwendung kann man zu der Salzmischung Natriumsulfathydrat (d. h. Na₂SO₄ ■ 24H,O) zugeben, wodurch die Materialien auf eine Temperatur von ptwa — ST gekühlt werden

Beispiel 8

Ammoniumnitrat, beschichtet mit
Äthylcellulose 100 g

Ammoniumchlorid, beschichtet mit
-,.ι Äthylcellulose 5 g

Harnstoff, beschichtet mit Äthylcellulose 15 g

Beim Gebrauch wird die obige Salzmischu..g mit einem Gemisch aus 100 g Sägemehl und Pulpen- -,-. schlamm und 100 g Wasser oder Natriumsulfathydrat (Na₂SO₄ · 24H₂O) vermischt. Diese Salzmischung kann zum Gefrieren eines toten Körpers verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Salzmischungen zum Herstellen von Kältemischungen, welche als Mischungskomponenten wenigstens zwei, in kristallinen oder geformten Teilchen vorliegende Verbindungen aus der Gruppe der Ammonium-, Alkali- und Calciumsalze anorganischer Säuren oder Harnstoff enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der kristallinen oder geformten Teilchen jeder einzelnen Mischungskomponente mit einem 0,1 bis 50 um dicken Schutzfilm gegen die Aufnahme von Feuchtigkeit beschichtet sind.

2. Salzmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzfilm aus einem Polysaccharid oder seinen Derivaten, synthetischen Harzen, Proteinderivaten, Wachsen, Fetten oder ölen besteht.

3. Salzmischungen nach den Ansprüchen 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Verdickungsmittel enthalten.

4. Salzmischungen nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen wärmeisolierenden Stoff enthalten.