DE4120334C2 - Controlled-Atmosphere-System - Google Patents

Controlled-Atmosphere-System

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Description

Die Erfindung betrifft ein anlagekosten-, betriebskosten- und energiesparendes System zur Erzeugung und Konstanthaltung einer Atmosphäre aus Gase- Gemischen einstellbarer Zusammensetzung und Temperatur für Transportcontainer und stationäre Lagerräume gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Der Einsatz kontrollierter Atmosphäre, d. h. eines Gasgemisches mit einer Zusammensetzung abweichend von Luft zur Frischhaltung von Lebens­ mitteln ist eine bekannte Technik. In Obstanbaugebieten werden Hallen eingerichtet, in denen neben einer Kühlung auch die Erzeugung von stickstoff- und kohlendioxidhaltigen Gasen beispielsweise durch Verbrennungsprozesse zwecks Einleitung in die Lagerräume verwendet wird. Meist handelt es sich bei der Gaserzeugung um einen einmaligen Vorgang, der nach der Einbringung des Obstes durchgeführt wird. Bei guter Abdichtung der Lagerräume kann eine solche Atmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil über einige Monate aufrecht erhalten werden.
Durch den Einsatz moderner Technik hinsichtlich der Erzeugung insbe­ sondere von Stickstoff durch die Trennung der in Luft enthaltenen beiden Gase Sauerstoff und Stickstoff, und hinsichtlich der Regelung einer solchen Atmosphäre durch mikroelektronische Systeme wurde auch der Transport von Lebensmitteln unter einer solchen Atmosphäre möglich. Schiffscontainer, die mit einem Kühlaggregat ausgerüstet sind, wurden durch Verbesserung ihrer Dichtigkeit, durch Einbau eines Sepa­ rators zur Abtrennung von Stickstoff aus Luft, durch Aufnahme von Flaschen mit Kohlendioxid und durch Einbau eines mikroelektronischen Meß-, Protokollier- und Regelsystems für den Transport unterschied­ lichster Früchte und Gemüse aufgerüstet.
Die bisherigen derartigen CA-Container stellen notwendigerweise Zwischenlösungen dar, denn sie bestehen aus einer Reihe von Kompro­ missen, die sich ungünstig auf die Fertigungskosten, aber auch auf Wartung und Betrieb auswirken. Abgesehen von den äußerst ungünsti­ gen Platzverhältnissen zum Einbau der zusätzlichen Aggregate ist der Leistungsbedarf hoch, da beispielsweise sowohl Kompressoren für das Kältemittel als auch Kompressoren für die Stickstofferzeugung parallel betrieben werden müssen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einschub zum Einbau sowohl in einen Container als auch in eine stationäre Lagerhalle, in dem sämtliche für die Erzeugung und Konstanthaltung einer kontrollierten Atmosphäre notwendigen Kompo­ nenten in optimaler Weise angeordnet sind. Eine wesentliche Neuerung besteht darin, daß das Kühlaggregat nicht mehr wie bisher üblich mit einem flüssigen Kältemittel aus der Familie der FCKW betrieben wird, und eine Heizung, sofern notwendig, über elektrische Heizstäbe vorge­ nommen, sondern daß zum Kühlen und Heizen eine Wärmepumpe mit Luft als Arbeitsmittel verwendet wird. Da eine solche Wärmepumpe mit Luft als Arbeitsmittel zum Teil aus einem Kompressionsteil besteht, liegt es nahe, einen Teilstrom der komprimierten Luft als Rohstoff für die Stickstofferzeugung, für die Wassergewinnung und die Abtrennung von Kohlendioxid zu verwenden.
Aus der DD 258 357 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Schutzatmosphären für die Lagerung von Obst und Gemüse bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Anlagekosten-, Betriebs­ kosten- und energiesparenden System zur Erzeugung und Konstant­ haltung einer Atmosphäre aus Gase-Gemischen einstellbarer Zusammen­ setzung und Temperatur für Transportcontainer und stationäre Lager­ räume.
Es ist dadurch gekennzeichnet, daß Luft von Umgebungstemperatur, sowohl Wärmesenke und Arbeitsmittel für eine Wärmepumpe zum Heizen oder Kühlen der kontrollierten Atmosphäre und des Ladegutes als auch in seinen Bestandteilen Rohstoff zur Erzeugung einer für das Ladegut geeigneten Atmosphäre ist, wobei die Wärmepumpe im offenen Kreislauf betrieben wird und aus einem flüssigkeits- oder luftgekühltem Kompressor, luftgekühltem Wärmetauscher, Rekuperator und Arbeits­ maschine zum Antrieb der Lüfter für die Wärmetauscher und zum Umwälzen der kontrollierten Atmosphäre oder zur Rückspeisung von Arbeit in den Kompressor besteht, wobei der Kompressor Umgebungsluft sowohl als Arbeitsmittel verwendet als auch diese durch den N2/O2- Separator, durch einen CO2-Absorber und durch einen H2O-Kondensator schickt zwecks Zerlegung der Luft, wobei ein Teil der bei der Kompression anfallenden Wärme zur Regeneration des N2/O2-Separators, zum Auftauen gefrorenen Wassers und zum Austreiben des in einem geeigneten Lösungsmittel gebundenen CO2 dient, und die bei der Expansion in der Arbeitsmaschine abgekühlte Luft der kontrollierten Atmosphäre über einen Wärmetauscher Wärme entzieht, wobei der Wärmetauscher auch zum Heizen der kontrollierten Atmosphäre verwen­ det werden kann, wenn die komprimierte Luft durch Umschaltungen im Kreislauf direkt über ihn geleitet wird.
Des weiteren ist das System dadurch gekennzeichnet, daß es als Einschub ausgebildet ist, der in die Rückwand eines Standard-Contai­ ners oder in eine entsprechende Öffnung in einem Lagerraum einge­ schoben werden kann, wobei das Grundgerüst des Einschubes die Form eines H besitzt und einerseits die Druckkräfte zwischen Innen- und Außenraum aufzunehmen in der Lage ist, andererseits sämtliche Bau­ gruppen des Systems in Form von Modulen aufnimmt, wobei einzelne Abteile beispielsweise in Form von Schubladen übereinander angeordnet sind, die zu Montagezwecken entnommen werden können, wobei die Schenkel des H als Hohlträger ausgeführt, sämtliche Kabel und verbin­ dende Rohrleitungen aufnehmen, während der Querbalken des H eben­ falls als Hohlträger ausgeführt sämtliche elektrischen und elektroni­ schen Baugruppen sowie das Rechnersystem zur Steuerung der Anlage aufnimmt.

Claims (2)

1. Anlagekosten-, betriebskosten- und energiesparendes System zur Erzeugung und Konstanthaltung einer Atmosphäre aus Gase-Gemischen einstellbarer Zusammensetzung und Temperatur für Transportcontainer und stationäre Lagerräume,
dadurch gekennzeichnet, daß Luft von Umgebungstemperatur, sowohl Wärmesenke und Arbeitsmittel für eine Wärmepumpe zum Heizen oder Kühlen der kontrollierten Atmosphäre und des Ladegutes als auch in seinen Bestandteilen Rohstoff zur Erzeugung einer für das Ladegut geeigneten Atmosphäre ist, wobei die Wärmepumpe im offenen Kreislauf betrieben wird und aus einem flüssigkeits- oder luftgekühltem Kompressor, luftgekühltem Wärmetauscher, Rekuperator und Arbeits­ maschine zum Antrieb der Lüfter für die Wärmetauscher und zum Umwälzen der kontrollierten Atmosphäre oder zur Rückspeisung von Arbeit in den Kompressor besteht, wobei der Kompressor Umgebungsluft sowohl als Arbeitsmittel verwendet als auch diese durch den N2/O2- Separator, durch einen CO2-Absorber und durch einen H2O-Kondensator schickt zwecks Zerlegung der Luft, wobei ein Teil der bei der Kompression anfallenden Wärme zur Regeneration des N2/O2-Separators, zum Auftauen gefrorenen Wassers und zum Austreiben des in einem geeigneten Lösungsmittel gebundenen CO2 dient, und die bei der Expansion in der Arbeitsmaschine abgekühlte Luft der kontrollierten Atmosphäre über einen Wärmetauscher Wärme entzieht, wobei der Wärmetauscher auch zum Heizen der kontrollierten Atmosphäre verwen­ det werden kann, wenn die komprimierte Luft durch Umschaltungen im Kreislauf direkt über ihn geleitet wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß das System als Einschub ausgebildet ist, der in die Rückwand eines Standard-Contai­ ners oder in eine entsprechende Öffnung in einem Lagerraum einge­ schoben werden kann, wobei das Grundgerüst des Einschubes die Form eines H besitzt und einerseits die Druckkräfte zwischen Innen- und Außenraum aufzunehmen in der Lage ist, andererseits sämtliche Bau­ gruppen des Systems in Form von Modulen aufnimmt, wobei einzelne Abteile beispielsweise in Form von Schubladen übereinander angeordnet sind, die zu Montagezwecken entnommen werden können, wobei die Schenkel des H als Hohlträger ausgeführt, sämtliche Kabel und verbin­ dende Rohrleitungen aufnehmen, während der Querbalken des H eben­ falls als Hohlträger ausgeführt sämtliche elektrischen und elektroni­ schen Baugruppen sowie das Rechnersystem zur Steuerung der Anlage aufnimmt.
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