DE4430617C2

DE4430617C2 - Verbessertes, modulares CA-System(CA=Controlled Atmosphere, d.h. kontrollierte Atmosphäre) für Transport und Lagerung

Info

Publication number: DE4430617C2
Application number: DE4430617A
Authority: DE
Inventors: Reinhart Radebold; Helmut Radebold; Walter Radebold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-17
Filing date: 1994-08-17
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2014-08-18
Also published as: DE19501270A1; DE4430617A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein transportables CA-System, das aus einem umschlossenen Raum besteht, ausgerüstet mit einem Kühl- und Heizsystem, mit Vorrichtungen zur N₂-Versorgung und CO₂-Versorgung sowie zur Kontrolle des Gehaltes an Wasser, mit Anschluß für eine externe Energieversorgung sowie mit einem mikroelektronischen Kontrollsystem auf der Basis der FUZZY-Control mitsamt den erforderlichen Sensoren und Aktoren,
wobei der aus einer transportablen handelsüblichen thermisch isolierten Box mit der Grundfläche eines Normrasters für Paletten gebildete umschlossene Raum sowohl das Kühlgut als auch die Vorrichtung zur N₂-Versorgung und CO₂-Versorgung sowie zur Kontrolle des Gehaltes an Wasser sowie zusätzlich eine Brennstoffzelle enthält,
wobei das Kühl- und Heizaggregat aus einer Wärmepumpe, die mechanisch oder elek tronisch angetrieben ist, besteht, wobei die Vorrichtung zur Versorgung mit N₂ und CO₂ durch die mit Luft betriebene regenerierbare Zink-Brennstoffzelle dargestellt wird, die beim Betrieb der zugeführten Luft O₂ entnimmt und somit den Gehalt an N₂ sowie CO₂ in der Atmosphäre im Inneren des umschlossenen Raumes anhebt,
wobei die Brennstoffzelle auch zur Energieversorgung bei Wegfall der externen Energie versorgung dient,
und wobei das mikroelektronische Kontrollsystem mit seinen Sensoren und Aktoren den O₂- Entzug, die Anhebung des CO₂-Gehaltes sowie den Wassergehalt der inneren Atmosphäre steuert und seine Daten über Licht durch eine transparente Öffnung in der Box zur Auslesung während des Transportes bereithält.

CA-Systeme für den stationären Betrieb zur Lagerung von Obst und Gemüse sind heute erfolgreich weltweit eingeführt. Vielfältige Versuche wurden unternommen, auch transportable CA-Systeme etwa in Form von CA-Containern zum Einsatz zu bringen. Zu diesem Zweck wurden Kühlcontainer mit einem elektrisch betriebenen Kühlaggregat zusätzlich mit einem N₂-Generator und einem Vorrat an komprimierten CO₂-ausgerüstet; zusätzlich wurde ein System zur Kontrolle der Atmosphäre in dem Container angebracht.

Insbesondere die Anmelderin hat Vorschläge gemacht, um den Einsatz transportabler CA- Systeme wirtschaftlich zu gestalten und mögliche Gefahren auszuschließen. Eine wesentliche Vereinfachung ist in der Patentanmeldung DE 41 20 334 A1 beschrieben. Dadurch, daß anstelle des üblichen Kühlaggregates eine mit Luft als Arbeitsmittel betriebene Wärmepumpe eingesetzt wird, kann die Umgebungsluft nicht nur wie bisher als Wärmesenke sondern gleichzeitig auch als Arbeitsmittel und auch als Rohstoff für die Bereitstellung von N₂ und CO₂ genutzt werden. Der durch das Kühlaggregat fließende, komprimierte Luftstrom wird in einem Teilstrom durch einen N₂-Separator geschickt, gleichzeitig wird dem Luftstrom CO₂ über einen speziellen Absorber entnommen.

Die Anmelderin hat des weiteren Vorschläge gemacht, beispielsweise durch palettisierte CA- Module den Nachteil der üblicherweise verwendeten 40 ft CA-Container zu vermeiden: Die Verschiffung einer relativ großen einheitlichen Ladung mit der einzigen Möglichkeit der einmaligen Entladung. Die palettisierte Lösung nach Patentanmeldung DE 41 36 857 A1 und DE 42 18 026 C2 geht davon aus, daß mehrere solcher Paletten an einen Versorungsmodul angeschlossen sind, der für Kälte und Wärme sowie für die Zusammensetzung der benötigten Atmosphäre sorgt, wobei ein Rechnersystem beispielsweise auf der Basis von FUZZY-Control die einzelnen Paletten überwacht. Der wesentliche Vorteil diese Anordnung liegt darin, daß das Personal bei Beladung und Entladung nicht mehr durch eine Atmosphäre mit verringertem O₂-Anteil gefährdet werden kann, auch die Zuladung und Entnahme einzelner Paletten ist jederzeit möglich. Die Problematik liegt in den Anschlüssen an den Versorgermodul, der letztlich geschultes und zuverlässiges Personal insbesondere bei der Beladung erfordert.

Die vorliegende Erfindung vermeidet dieses Nachteil dadurch daß sie quasi autonome Einhei ten in Form von rollbaren Behältern oder Boxen vorschlägt.

Diese Boxen haben, was die in nere Bodenfläche betrifft, vorzugsweise die Abmessungen einer Europalette, so daß sie mit den auf dem Markt befindlichen Kunststoffbehältern kompatibel sind. (Das Palettenraster ist wie bekannt ein Vielfaches der Kunststoffbehälter.) Die Höhe der Box sollte 2 m nicht über schreiten. Diese Box besteht aus einem festen Gehäuse hoher thermischer Isolationswirkung mit einer Öffnung, die beispielsweise durch eine abnehmbare, durch Klebestreifen und/oder aufblasbare Dichtungen luftdicht verschließbare Tür oder Seitenwand gebildet wird. Die Box ist mit Rollen zum leichteren Transport versehen; sie enthält am Boden in ihrem Inneren den eigentlichen CA-Einschub.

Dieser CA-Einschub mit den Abmessungen einer Europalette und einer Höhe von (vorzugs weise) nicht mehr als 150 mm ist nun so ausgerüstet, daß er den Forschungsergebnissen der letzten Jahre zur Anwendung von CA Rechnung trägt. Er ist insbesondere auch so ausgelegt, daß die ihn enthaltende Box in modernen Verkehrsmittel eingesetzt werden kann, so also in modernen Frachtschiffen mit einem Großlager für palettierte Ladung, in den projektierten Doppelstock-Personenverkehr-Cargo-ICE-Waggons, aber auch in herkömmlichen Containern oder Aufbauten von LKW und Güterwagen der Bahn.

Zu diesem Zweck erhält jeder solche CA-Einschub sowohl einen elektrischen Anschluß als auch einen Pufferspeicher für elektrische Energie beispielsweise auf der Basis einer regenerier baren, luftatmenden Zink-Brennstoffzelle. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur die Über brückung von beispielsweise Verladungen oder LKW-Transporten ohne Stromanschluß, sie ermöglicht auch die schnelle Reduzierung des Sauerstoffgehaltes im Inneren der CA-Box durch die luftatmende (Sauerstoff atmende) Zelle. Der CA Einschub enthält des weiteren eine kleine Wärmepumpe, entweder auf der Basis eines Halbleiter-Peltier-Elementes, das elektrisch versorgt wird, oder eine mechanische, ebenfalls elektrisch oder durch Druckluft angetriebene Wärmepumpe mit Luft und/oder der Atmosphäre im Innern der CA-Box als Arbeitsmittel.

Beide - sowohl das Peltier-Element als auch die mechanische Wärmepumpe - werden so ge schaltet, daß sie sowohl die innere Atmosphäre kühl halten als auch heizen und gleichzeitig umwälzen können.

Man muß dabei bedenken, daß die übliche Beladung einer solchen Box auf eine Masse von rund 600 kg bei einem Gesamtvolumen von etwa 2 m³ führt, wobei die Beladung in Form von Frucht oder Gemüse zum großen Teil aus Wasser besteht. Man wird also zweckmäßigerweise bereits gekühltes Gut verladen. Die Kälteleistung zur erstmaligen Abkühlen der Ladung ist daher sehr viel größer als die Leistung, die zum Abkühlen oder Aufheizen der umgebenden At mosphäre notwendig ist, bedingt durch die thermischen Leckverluste. Eine Heizung der At mosphäre ist notwendig, wenn kältere Zonen durchfahren werden oder aber, um in einem kurzfristigen Wärmeschub quasi durch einen Sauna-Effekt Parasiten und Bakterien auf der Oberfläche des transportierten Gutes zu bekämpfen.

Bei sehr dichten Systemen wie dem hier beschriebenen ist die Kontrolle des Wasserhaushaltes und des CO₂-Haushaltes von großer Bedeutung; hinzu kommt die Kontrolle des Ethylen, das reifefördernd wirkt. Da der Sauerstoffgehalt sowohl durch das Atmen der Ladung als auch durch die sauerstoffatmende Energieversorgung relativ schnell abgesenkt werden kann, ist ein spezieller Stickstoffgenerator, wie bisher üblich, nicht unbedingt notwendig. Die eigentliche Aufgabe besteht darin, CO₂-Gehalt und den Wassergehalt bestimmte Grenzwerte nicht über schreiten zu lassen. Auch der CO₂-Gehalt kann durch Zugabe frischer Luft, der Wassergehalt durch Verdampfen oder Kondensation geregelt werden.

Die Regelung des Systems übernimmt ein Rechnersystem, das beispielsweise auf der Basis von Fuzzy-Control arbeitet. Die Speicherung der Meß- und Steuerdaten geschieht über das Rech nersystem. Eine Möglichkeit der direkten Kommunikation zu einer Kommandozentrale ist über das Netz oder über eine HF-Verbindung möglich.

Inhalt, Absender und Empfänger sind z. B. durch Codierung von außen erkennbar.

Claims

Transportables CA-System, bestehend aus einem umschlossenen Raum, ausgerüstet mit einem Kühl- und Heizsystem, mit Vorrichtungen zur N₂-Versorgung und CO₂-Versorgung sowie zur Kontrolle des Gehaltes an Wasser, mit Anschluß für eine externe Energieversor gung sowie mit einem mikroelektronischen Kontrollsystem auf der Basis der FUZZY-Control mitsamt den erforderlichen Sensoren und Aktoren,
wobei der aus einer transportablen handelsüblichen thermisch isolierten Box mit der Grund fläche eines Normrasters für Paletten gebildete umschlossene Raum sowohl das Kühlgut als auch die Vorrichtung zur N₂- und CO₂-Versorgung sowie zur Kontrolle des Gehaltes an Wasser sowie zusätzlich eine Brennstoffzelle enthält,
wobei das Kühl- und Heizaggregat aus einer Wärmepumpe, die mechanisch oder elektro nisch angetrieben ist, besteht,
wobei die Vorrichtung zur Versorgung mit N₂ und CO₂ durch die mit Luft betriebene rege nierbare Zink-Brennstoffzelle dargestellt wird, die beim Betrieb der zugeführten Luft O₂ ent nimmt und somit den Gehalt an N₂ sowie CO₂ in der Atmosphäre im Inneren des umschlossenen Raumes anhebt,
wobei die Brennstoffzelle auch zur Energieversorgung bei Wegfall der externen Energie versorgung dient,
und wobei das mikroelektronische Kontrollsystem mit seinen Sensoren und Aktoren den O₂- Entzug, die Anhebung des CO₂-Gehaltes sowie den Wassergehalt der inneren Atmosphäre steuert und seine Daten über Licht durch eine transparente Öffnung in der Box zur Auslesung während des Transportes bereithält.