DE3932755A1 - Container mit geregelter atmosphaere - Google Patents

Container mit geregelter atmosphaere

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Description

Die Erfindung betrifft einen Container mit geregelter Atmosphäre.
Aus der Praxis sind sogenannte Frachtcontainer bekannt. Diese Container sind im Grunde geschlossene Stahlkammern mit Standardabmaßen, die für den Transport und die La­ gerung von Fracht ausgelegt sind. Die heutzutage am meisten benutzten Container sind solche von 6,05 m (20′) Länge und 30,2 m3 Innenvolumen; von 9,13 m (30′) Länge und 45,5 m3 Innenvolumen, sowie von 12,19 m (40′) Länge und 62,90 m3 Innenvolumen. Dies sind die allgemein verwendeten Abmaße, aber es gibt Abweichungen, um den Bedürfnissen eines Benutzers gerecht zu werden.
Weil der Container im Grunde eine Metallkammer ist, die in Lagerhöfen und auf Schiffsdecks der Witterung ausge­ setzt sein kann, unterliegt er unmittelbar den Einflüssen der Außenatmosphäre, was u.U. zur Kondensation von Wasser führt und biologische Prozesse sowie auch die Oxidation von Produkten in seinem Inneren auslöst bzw. beschleunigt. Im Falle von landwirtschaftlichen Erzeug­ nissen können diese Witterungseinflüsse eine merkliche Zunahme der Ausbreitung von Mikroorganismen (Pilze, Bak­ terien, u. dgl.) in dem Inneren des Containers bewirken. Dies geschieht auch bei Leder, Erzeugnissen aus Baumwolle und dgl. Fabrikware, wie z. B. optische Geräte, Bänder, Filme u. ä., die eine Grundlage aus biologisch abbau­ baren Chemikalien enthalten, sowie alle Materialien, die im Zusammenhang mit elektronischen Rechnern stehen, sind davon ebenfalls betroffen. Deshalb sollten Container nicht als ortsfeste Lagerhäuser oder zur Langzeitlagerung von Werkstoffen verwendet werden, die als Nährboden für Mikroorganismen dienen können und folglich von solchen Mikroorganismen zersetzt oder gefressen werden.
Die Anwendung von geregelten Atmosphären wird als die höchste technologische Form von Lagerungstechniken ange­ sehen. Sauerstoffkonzentration, Feuchtigkeit und Tempe­ ratur werden geregelt und Gase, wie z. B. CO2, N2 usw. werden häufig benutzt, um die Ausbreitung von Mikro­ organismen und Insekten zu unterdrücken und weniger Insektizide und keimabtötende Mittel einsetzen zu müssen. Diese Techniken sind nicht in allen Fällen erfolgreich; es gibt anaerobe Mikroorganismen, die in der Abwesenheit von Sauerstoff überleben. Außer­ dem können sich Keime und Insekten an die verwendeten Chemikalien anpassen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, einen gattungsgemäßen Container zu schaffen, in dessen Innerem bei vertretbarem technischem Aufwand die Ausbreitung von Mikroorganismen und Insekten möglichst vollständig verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Con­ tainer mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Container mit geregelter Atmosphäre bereitgestellt, auf dessen innere Atmosphäre eingewirkt wird, um die Oxidation aller Schwebepartikel und die Neutralisation der Atmosphäre zu bewirken.
Erfindungsgemäß wird die Atmosphäre im Inneren des Containers durch deren lokalisierte Oxidation vollständig sterili­ siert und das elektrostatische Gleichgewicht des Con­ tainerinnenvolumens verändert. Die Sterilisation wird durch lokalisierte Oxidation in einer Kammer erzielt, wo die innere Umgebungsluft des Containers komprimiert ist, und die Änderung des elektrostatischen Gleichge­ wichtes wird durch thermische Ionen-/Elektronen-Emission und Beschleunigung durch eine entsprechend vorgespannte Anode erreicht. Die innere Atmosphärenluft des Containers kann durch eine geeignet angebrachte Umwälzeinrichtung umgewälzt oder anderweitig bewegt werden.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Containers zum Lagern von landwirtschaftlichen Erzeugnissen ist im Vergleich zu bisher benutzten oder entwickelten La­ gerungsverfahren offensichtlich vorteilhaft.
Der erfindungsgemäße Container stellt eine wesentliche Verbesserung bei Lagerungsverfahren mit geregelter Atmosphäre dar, indem er als Neuheit die vollstän­ dige Sterilisation des Mediums (der Innenluft) durch lokalisierte Oxidation in einer Prozeßkammer (Ein­ wirkungskammer) aufweist. In den Prototypen wurde ein System von hoher Leistungsdichte in Keramik-Kapillaren angewandt, welches gleichzeitig mit der Änderung im elektrostatischen Gleichgewicht die Oxidation des Oxidationsmittels in der Prozeßkammer bewirkt. Auf diese Weise durchgeführte Sterilisation beseitigt aerobe und anaerobe Mikroorganismen vollständig, ohne daß Chemikalien benötigt werden. Die Änderung des elektrostatischen Gleichgewichtes des Mediums nach J.J. Thomson und G.P. Thomson in dem Artikel "Con­ duction of Electricity through Gases", Seiten 310 und 394, Dover Pub. Incorporation, New York, U.S.A., 1963, bewirkt eine Veränderung der Oberflächen­ spannung der flüssigen Medien in dieser Umgebung. Die Bildung von schwebenden Dipolen erzeugt Kondensationskerne, was eine wesentliche Ver­ änderung im Dampfdruck hervorruft. Dadurch werden die gelagerten Erzeugnisse bei niedriger Luftfeuchtigkeit gehalten.
Die Entfernung von Mikroorganismen aus dem Inneren bewirkt zusammen mit den beschriebenen Effekten we­ sentliche Veränderungen in dem Ökosystem, das sonst verschiedenen Insekten das Überleben ermöglicht, da das Vorhandensein von Pilzen als Nahrung für die Lar­ ven von großer Bedeutung ist. Dieses Ungleichgewicht bewirkt eine drastische Verringerung der Insekten­ ausbreitung.
Das Eindringen von Nagetieren und damit die von ihnen hervorgerufenenen Zerstörungen werden verhindert, wenn der Container hermetisch abgeschlossen ist.
Der neue Container bildet ebenfalls eine modulare Alternative zu preiswerten Lagerungsverfahren, da er als integriertes Lagerungs- und Speichersystem angesehen werden kann. Landwirtschaftliche Erzeuger können ihre Lagerkapazität an die augenblicklichen Bedürfnisse anpassen und sobald es notwendig wird, die gelagerten Erzeugnisse weitertransportieren, ohne daß sie umgeladen werden müssen und die damit verbun­ denen Verluste auftreten.
Der Nutzen dieser Erfindung ist erheblich, da sie die ökonomische Lagerung kleiner Mengen land­ wirtschaftlicher Erzeugnisse ermöglicht und außerdem die Kosten für die Lagerung großer Mengen reduziert, da das System wegen seiner modularen Eigenschaften so dimensioniert werden kann, wie es der Anwender benötigt.
Vom ökonomischen Gesichtspunkt aus verbessert die Modularität und Beweglichkeit dieser Lagerungs­ methode die Kostenkalkulation für die Einrichtung eines Lagerungssystems. Die geringen Installierungs­ kosten und der vernachlässigbare Energieverbrauch des neuen Containers sind getestet worden. Dabei wurde gefunden, daß für einen Container von 40′ Länge 300 Watt benötigt werden, wenn das System hoher Leistungsdichte bei der Oxidation in kerami­ schen Kapillaren verwendet wird. Es kann jedoch je­ des Oxidationsmittel angewandt werden; entscheidend sind lediglich die Kosten der jeweiligen Methode oder die Anwendungsmöglichkeiten.
Einige Erzeugnisse wurden für ein Jahr in einer der­ art geregelten Umgebung gelagert, wobei folgendes herausgefunden wurde:
  • - Gelagerter grüner Kaffee: Weder Mikroorganismen noch Insekten tauchten auf, obwohl keine Chemika­ lien benutzt wurden. Im Verlaufe des Testzeitraumes ergab sich eine Verringerung der Feuchtigkeit der Erzeugnisse.
  • - Ungeschälter Reis: Ähnliche Ergebnisse.
  • - Frisch geerntete Sojabohnen: Ähnliche Ergebnisse.
  • - Produkte aus Leder: Während des Testzeitraumes traten weder Schimmel noch andere Pilze auf, außerdem entstand keinerlei Geruch.
Das Prozessieren der inneren Atmosphäre des Containers wird besonders einfach dadurch erreicht, daß die Luft innerhalb des Containers durch Röhren mit einer Mikro­ perforation angesaugt wird, wobei die Röhren an einer Hauptleitung auf dem Containerboden angelötet sind. Diese Hauptleitung ist mit der Ansaugseite der Umwälz­ einrichtung verbunden. Die Druckseite der Umwälzein­ richtung führt in die Oxidations- und Ionisationskammer. Die Sterilisation und die Neutralisation der positiven Ionen wird in dieser Kammer ausgeführt, die mit ent­ sprechend polarisierten Kapillaren und einer Beschleu­ nigungsanode versehen ist. Die Umwälzeinrichtung ist durch eine elektronische Schaltung gesteuert, die die Zeit, während der die Luft in der Kammer verbleibt, mit dem Ausströmen der Luft in die Leitungen korreliert.
Der Ausgang der Sterilisations- und Ionisationskammer ist mit einer in dem oberen Ende des Containers vor­ gesehenen Hauptleitung verbunden, an die die mikro­ perforierten Röhren angeschlossen sind, die zum Aus­ blasen der prozessierten Luft, d. h. zum Ausstoßen der Luft, auf die eingewirkt wurde, dienen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge­ genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Container in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 ein auf dem Grund des Containers nach Fig. 1 an­ geordnetes Luftansaugsystem in perspektivischer Darstellung,
Fig. 3 ein in dem Dachbereich des Containers nach Fig. 1 angeordnetes Luftauslaßsystem in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 ein Sterilisations- und Ionisationssystem für den Container nach Fig. 1, in einer Vorderan­ sicht, und
Fig. 5 das in dem Container nach Fig. 1 angeordnete System aus Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen Container mit geregelter Atmos­ phäre der Fronttüren 1 und Seitenwände 2 aufweist, die aus gesicktem Stahl von höchster Festigkeit gefertigt sind.
Fig. 2 zeigt ein auf dem Boden 3 des Containers aus Fig. 1 angeordnetes Luftansaugsystem. Das Ansaug­ system ist von einem über ihm liegenden Gitter ge­ schützt. Auf dem Boden 3 befindet sich ebenfalls eine Hauptleitung 4.
An die Hauptleitung 4 sind Saugleitungen 5 angeschlossen, die sich quer zu der Hauptleitung 4 auf dem Boden 3 erstrecken. In den Saug-/Sammel-Leitungen 5 sind Mikro­ perforationen vorgesehen, durch die die Luft angesaugt wird. Ein Ende 6 der Hauptleitung ist mit einer Prozeßkammer verbunden.
In Fig. 3 ist gezeigt, daß in dem oberen Ende des Con­ tainers ein Luftauslaßsystem vorgesehen ist, das aus einer Hauptleitung 7 und Auslaßleitungen 8 besteht. Die Auslaß- /Sammel-Leitungen 8 sind mit der Haupt­ leitung 7 verbunden und weisen, wie die Ansaug- Leitungen 5, Mikroperforationen auf. Ein Ende 9 der Hauptleitung 7 ist mit der Prozeßkammer verbunden.
Die Einrichtung zur Neutralisation positiver Ionen und zur Oxidation von Partikeln der inneren Atmosphäre des Containers ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Einrichtung ist an einer der Containerwände befestigt und über die Verbindungsleitung 10 mit dem Luftansaugsystem 4, 5 an dem Boden des Containers und über die Verbindungs­ leitung 11 mit dem Luft-Auslaßsystem 7, 8 in dem Dachbereich des Containers verbunden. Ein Motor 12 treibt einen Propeller oder Ventilator 13, um die Luft umzuwälzen. Eine elektronische Steuerschaltung 14 korreliert die Aufbereitungsvariablen und bestimmt den Luftdurchsatz. Ein Keramikblock 15 enthält luftsterilisierende Kapillaren. Eine Anode 16 beschleu­ nigt die durch die hohe Temperatur der Kapillaren be­ dinge thermo-ionische Emission, sofern ein thermisches Oxidationsmittel benutzt wird. An die Anode 16 und den Keramikblock 15 ist eine gleichgerichtete Hochspannung 18 angelegt. Die Luftumwälzeinrichtung 12, 13, 14 befindet sich in einer ebenfalls dargestellten Hochdruckkammer 19.
In Fig. 5 ist das komplette, innerhalb des Containers 1 angeordnete Sterilisationssystem zu sehen. Die Saug­ leitungen 5 auf dem Boden 3 sind mit der Hauptleitung 4 verbunden, welche wiederum bei 10 in das Innere der Druckkammer 19 geführt ist. Die Überdruckkammer 19 ist mit dem Keramikblock 15 und dieser über die Verbindungsleitung 11 mit der Hauptleitung 7 verbunden, die die Luft ihrerseits in die Auslaßleitungen 8 leitet.
Der erfindungsgemäße Container ist leicht zu fertigen, und das System kann nachträglich in vorhandene Con­ tainer eingebaut werden. Die Anwendung der Erfindung ist besonders nützlich bei der Lagerung und dem Trans­ port von leicht verderblichen Erzeugnissen oder von solchen Produkten, die durch die Einwirkung von Mikro­ organismen zerstört werden können. Der neue Container bietet ebenfalls eine Alternative zu der Lagerung von landwirtschaftlichen Erzeugnissen und kann als modu­ larer Silo dienen. Darüber hinaus ermöglicht er es, bei niedrigen Kosten solche Mengen an Getreide zu lagern, die vorher nicht ökonomisch bevorratet werden konnten. Er erfüllt so die Bedürfnisse einer großen Anzahl von landwirtschaftlichen Ge­ treideerzeugern.

Claims (10)

1. Container mit geregelter Atmosphäre, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ihm eine Prozeßeinrichtung zu­ geordnet ist, in der die innere Atmosphäre des Containers prozessiert wird, um die Oxidation jedes schwebenden Teilchens und die Neutralisa­ tion der Atmosphäre zu bewirken.
2. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Prozeßeinrichtung ein Oxidationssystem vorhanden ist, in dessen Innerem ein Oxidationsmittel thermisch aktivierbar ist, um eine derartige Oxidation zu bewirken.
3. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationssystem eine Kammer (19) mit Kapillaren in einem feuer­ festen Keramikblock (15) aufweist.
4. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dessen innere Atmosphäre durch Röhren (5, 8) mit kleinen Öffnungen in das Oxidationssystem (15, 19) überführbar ist.
5. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (8) mit den kleinen Öffnungen mit einer Hauptleitung (7) ver­ bunden sind, die an dem oberen Ende des Containers entlang einer Kante zwischen einer Seitenwand (2) und dem Containerdach angeordnet ist, wobei die Ab­ maße der Leitungen in Übereinstimmung mit dem in einer Zeiteinheit zu prozessierenden Volumen der inneren Atmosphärenluft gewählt sind.
6. Container mit geregelter Atmosphäre nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umwälzen seiner inneren Atmosphärenluft eine Umwälzeinrichtung (12, 13) vorgesehen ist, deren Druckseite an das Oxidationssystem (15) mit Kapillaren angeschlossen ist, wobei die Neutrali­ sation der positiven Ionen durch thermo-ionische Elektronenemission erfolgt.
7. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung (12, 13) einen Axiallüfter umfaßt, dessen Saug­ seite (10) mit der Hauptleitung (4) an dem Boden (3) des Containers verbunden ist.
8. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzein­ richtung (12, 13) durch eine elektronische Schaltung (14) steuerbar ist, die die Prozeßparameter in dem Oxidationssystem (15) in der Art korreliert, daß die Oxidation optimiert ist.
9. Container mit geregelter Atmosphäre nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Oxidationssystem (15), die Umwälzeinrichtung (12, 13) und die elektronische Kontrollschaltung (14) durch Solarzellen mit Leistung versorgt sind, die an oder nahe bei dem Container angeordnet sind.
10. Container mit geregelter Atmosphäre nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationssystem (15) in dem Inneren des Containers vorgesehen und in einer wärmeisolierenden Kammer ange­ ordnet ist, so daß der Container gegen Aufheizen von innen geschützt und der Oxidationsprozeß opti­ miert ist.
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