DE4302474C2 - Vorrichtung zum Aufbewahren von Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbewahren von Lebensmitteln (Früchten, Gemüse, Fleisch und Fisch) im Haushalt, Gaststätten und dergl., umfassend mindestens einen thermisch isolierten Kühlraum mit verschließbarer Beschickungsöffnung und mit einem Kälteerzeuger zwecks Absenkung der Kühlraumtemperatur.

In Lebensmitteln finden Vorgänge statt, die zum vorzeitigen Verderb der eingelagerten Lebensmittel führen. Wesentlich für diese Vorgänge sind die Lagertemperatur und der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre des Kühlraums.

Zur Temperaturabsenkung arbeiten Haushaltskühlschränke heutzutage vorherrschend nach dem Prinzip des Kaltdampfprozesses mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW), wenngleich hinlänglich bekannt ist, welche Gefahr von dem Umgang mit derartigen Stoffen ausgeht.

Bekannte Alternativen für derartige Kaltdampfmaschinen sind Luftkältemaschinen, wie sie z. B. aus DE-PA G 6538 oder EP 0 248 578 B1 bekannt sind. Die Vorteile der Veränderung der Atmosphäre bei der Lagerung von Lebensmitteln und besonders von Obst und Gemüse ist seit langer Zeit bekannt und wird besonders für die Langzeitlagerung von Äpfeln angewendet. In der Transporttechnik werden diese Methoden neuerdings in CA-Kühlcontainern (veröffentlicht in Schiff und Hafen Seewirtschaft Jahrgang 44/1992 Nr. 4, S. 41-46 "Kühlcontainer mit kontrollierter Atmosphäre" von Dr.-Ing. K. H. Hochhaus, Dipl.-Ing. Y. Wild) und in Kühlschiffen angewendet (vergl. Veröffentlichung in HANSA-Schiffahrt-Schiff­ bau-Hafen 129. Jahrgang - 1992 - Nr. 10, Seiten 1194-1202 "Kühlschiffe mit kontrollierter Atmosphäre" von Dr.-Ing. K.-H. Hochhaus und Dipl.-Ing. Y. Wild).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß zur Kühlung keine fluorchlorkohlenwasserstoffhaftige Kältemittel erforderlich sind und darüber hinaus die eingelagerten Lebensmittel länger aufbewahrt werden können, ohne daß mehr Energie im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen erforderlich ist.

Erreicht wird dies durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der vorliegenden Erfindung wird Luft als Kältemittel eingesetzt, und die Luftkältemaschine wird mit einem Stickstofferzeuger kombiniert. Durch Absenken des Sauerstoffgehaltes in der Atmosphäre des Kühlraums können die Qualität des eingelagerten Gutes schädigende Umwandlungsvorgänge derartig verlangsamt werden, daß der Prozentsatz an verdorbenen Lebensmitteln bei der Aufbewahrung äußerst gering ist.

Die Ausführungsform geht aus dem Hauptanspruch hervor, bei der der Stickstofferzeuger direkt an den Luftkreislauf der Luft-Kältemaschine angeschlossen ist. Die Druckluft im Luftkreislauf wird durch einen geeigneten Stickstoff-Erzeuger geschickt, so daß ein Gasgemisch mit einem hohen Gehalt an Stickstoff und einem geringen Anteil an Sauerstoff in den Kühlraum eingeleitet werden kann. Dieses Gasgemisch verdrängt die dort bislang vorhandene Luft mit einem höheren Sauerstoffanteil. Der Überdruck durch Stickstoff-Zufuhr ist durch eine geeignete Vorrichtung auf geringe Werte zu begrenzen. Angestrebt wird ein Sauerstoffgehalt im Bereich von 2 bis 5%. Zusätzlich kann auch eine Einstellung des Kohlendioxidgehaltes im Bereich von 1 bis 5% angestrebt werden. Denkbar ist auch die Zufuhr oder Abfuhr irgendeines anderen Gases, um bestimmte Reilungs- oder Konservierungsvorgänge durchzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die Zeichnung zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Kühlschrank bezeichnet, der unter anderem einen Tiefkühlraum und einen Kühlraum aufweist. Zusätzlich ist dieser Kühlschrank mit Kühlräumen 13 versehen, die in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise konditioniert werden und mit CA-Räumen (Räume mit kontrollierter bzw. geregelter Atmosphäre) bezeichnet sind.

Der Kühlschrank 10 weist weiterhin einen Maschinenraum auf. Links neben dem Kühlschrank sind Aggregate dargestellt, die sich in diesem Maschinenraum befinden, jedoch zur Klarheit der Darstellung räumlich von diesem getrennt wiedergegeben sind.

In der Zeichnung sind mit 11 vier Pfeile zusammengefaßt bezeichnet worden, um die einzelnen Elemente der Luft-Kältemaschine zu umfassen, zu der der mit dem Motor angetriebene Verdichter, der Abscheider, der Wärmetauscher 1, das Rückschlagventil, das Magnetventil 1 und die Expansionsmaschine gehören. Zur Steigerung des Wirkungsgrades ist es sinnvoll, den Verdichter und die Expansionsmaschine mechanisch zu koppeln.

Mit der Bezugszahl 12 ist der Stickstofferzeuger bezeichnet worden, zu dem das Magnetventil 2, der Stickstoffseparator, der Stickstoffspeicher und das Magnetventil 3 gehören.

Der Stickstofferzeuger befindet sich innerhalb des Wärmestroms des Wärmetauschers 1, so daß hierdurch eine Temperaturerhöhung erreicht ist, so daß der Stickstofferzeuger wirksamer arbeitet.

Bei Kälte- oder N2-Bedarf (leerer N2-Speicher) wird der Motor eingeschaltet, wodurch der Verdichter Luft ansaugt und verdichtet. Im Wärmetauscher 1 erfolgt die Rückkühlung. Der N2-Speicher wird aufgeladen, wenn der Druck zu niedrig ist. Wenn Kälte benötigt wird, wird das Magnetventil 1 geöffnet. Durch die Expansion erfolgt eine starke Abkühlung im Wärmetauscher 2 und danach in den Wärmetauschern 3 und 4.

Das N2-Magnetventil (Nr. 3) wird betätigt, wenn der O2-Wert im CA-Raum 13 zu hoch ist. Das ist besonders nach dem Öffnen des CA-Raumes der Fall. In dieser Zeit wird mehr N2 als üblich benötigt, daher ist hier ein Speicher sinnvoll.

Vorteilhaft wäre es, die N2-Leitung nach dem Magnetventil 3, welches als Expansionsventil ausgeführt ist, durch den Tiefkühlraum zu führen und als Wärmetauscher auszubilden. Dadurch wird diese Expansionskälte genutzt und der CA-Raum vor Unterkühlung geschützt. Statt des Expansionsventils kann bei größeren Schränken auch eine Expansionsmaschine vorgesehen werden.

Nicht gezeigt sind die Sensoren in dem Kühlraum 13. Ebenfalls nicht gezeigt ist die Steuerung, welcher die einzelnen Druckwerte bzw. Gehalte an Stickstoff und Sauerstoff und Kohlendioxid zugeführt werden und welche dafür sorgt, daß die Ventile in der gewünschten Weise geschaltet werden bzw. der Druckerzeuger eingeschaltet wird, wenn dies erforderlich ist. Schließlich sind auch solche Einrichtungen nicht gezeigt, die dazu dienen können, Gase aus dem oder den Kühlräumen abzuführen, insbesondere nämlich Ethylengas.

Ein Kühlschrank mit Veränderung der Atmosphärenzusammensetzung ist aus EP 0 411 267 A2 bereits bekannt. Allerdings werden dort das Kälteaggregat und die Vorrichtung zur Änderung der Gaszusammensetzung getrennt ausgeführt.

Die hier eingereichte Erfindung beruht auf der Kombination einer Luftkältemaschine mit einem Stickstofferzeuger und einem Kühlraum (Kühlschrank). Durch die Entnahme von Druckluft aus dem Luftkältekreis läßt sich eine deutliche Vereinfachung des Gesamtgerätes (Kühlschrank mit veränderbarer Atmosphäre) erzielen:

Statt zweier Luftkompressoren (für Kälte- und Stickstofferzeugung) wird nur noch ein Kompressor benötigt und der erzeugte Stickstoff kann auch zur Erzeugung von Kälte verwendet werden.

Durch diese Kombination einer Luftkältemaschine mit einem Stickstofferzeuger kann ein Kühlschrank mit veränderbarer Atmosphäre daher einfacher und billiger gebaut werden. Auch kann sich aus der Kombination dieser Aggregate der Einsatz von Luftkältemaschinen in Haushalts-Kühlschränken als vorteilhaft erweisen. Dieser Einsatz ist zwar bekannt, wird aber aus energetischen Gründen und Kostengründen nicht angewendet. In der Kombination mit einem Stickstofferzeuger können sich dagegen die oben beschriebenen Vorteile ergeben, die einen Einsatz von Luftkälte im Haushalts-Kühlschrank realistisch erscheinen lassen. Der erwünschte Effekt der zusätzlichen Stoffwechselreduzierung erhöht die Lagerdauer der gekühlten Früchte und Gemüse. Als Nebeneffekt ergibt sich eine geringere Wärme- und Wasserabgabe, die sich energiesparend auswirkt. Die Vorteile für die Umwelt (keine FCKW oder sonstige problematische Kältemittel) liegen auf der Hand.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Aufbewahren von Lebensmitteln im Haushalt, Gaststätten und dergl., umfassend mindestens einen thermisch isolierten Kühlraum mit verschließbarer Beschickungsöffnung und mit einem Kälteerzeuger zwecks Absenkung der Kühlraumtemperatur sowie einem Stickstofferzeuger und einer Regeleinrichtung (12) für die Zusammensetzung der Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß als Kälteerzeuger eine an sich bekannte Luftkältemaschine (11) verwendet wird, und daß der Stickstofferzeuger mit dem Druckluftteil der Luftkältemaschine so verbunden ist, daß Druckluft für die Erzeugung von Stickstoff im Stickstofferzeuger für die Absenkung des Sauerstoffgehaltes in mindestens einem der Kühlräume (13) abgezapft werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stickstofferzeuger und dem oder den Kühlräumen (13) mit geregelter Atmosphäre ein Stickstoffspeicher angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stickstofferzeuger eine Membrantrenneinrichtung, ein Umkehrosmosegerät oder ein Druckwechselgerät dient.