-
Verfahren zur Steigerung des praktischen Abkühlungswertes einer für
eine bestimmte Kühlaufgabe angewandten bestimmten Menge Kältesalz Die Erfindung
bezieht sich auf ein: Verfahren zum Kühlen mittels Kältesalzen., wobei die negative
Lösungswärme der Salze zur Herstellung einer kalten Sole dient. Diese Kühlweise
hat sich insbesondere für die Kühlung von Flaschen bewährt; das Verfahren hat
je-
doch auch für ähnliche Kühlaufgaben Bedeutung.
-
Bei. dem, bisher bekarmten Verfahren wird eine berechnete Men,;e Kältesalz
gelöst, und die entstandene kalte Salzsole wird in einem entsprechend bemessenen
Kühlbehälter als Kältebad für das Kühlgut, z. B. ezne'Flasche Sekt, verwandt. Der
Kühlvo;rgang ist he-,endet, wenn .die Flasche und die Sole durch gegenseitigen Wärmeaustausch
.dieselbe Temperatur, die Endtemperatur, erreicht haben. Hierfür werden im genannten
Falle 15 bis 2o Minuten .benötigt, wobei der stärkste Wärnveaustausch wegen der
dann. größten Temperaturdifferenz im Anfang, in denersten 5 bis 7 Minuten: der Kühlzeit,
erfolgt. Verwendest man nach diesem -Verfahren zum Kühlen einer Flasche Sekt ein
durch Auflösen von 700 g Ammo.numnitrat hergestelltes Kältebad, so kann man die
Flasche von einer Ausgangstemperatur von 2J C in 3 Minuten auf 131-/2,c, in 5 Minuten
auf 101/-,.'C, in 7 Minuten auf 81/2° C, in ro Minuten auf 7° C und in. 15 Minuten
auf 51/2°C herabkühlen. Da eine Flasche Sekt kalOriSCh 1 1 Wasser äquivalent ist,
so beträgt der Abkühlungswert der aufgewandten 700 g Kältesalz also rund
15 Kcal.
-
.Durch die Erfindung kann nun dieser praktische Abkühlungswerteiner
füreine bestimmte Kühlaufgabe angewandten bestimmten Menge Kältesalz erheblich,
etwa um ein Drittel, gesteigert werden. Das neue Kühlverfahren besteht darin, daß
aus der bestimmten Menge Kältesalz zwei oder mehr gesonderte Kältebäder hergestellt
werden und daß diese Kältebäder zeitlich nacheinander mit dem Kühlgut in Wärmeaustausch
gebracht werden, derart, d,aß das erste Kältebad vorkühlt und daß dass folgende
Kältebad tief kühlt. Aus praktischen Gründen wird man sich auf zwei Kältebäder beschränken.
-
Es ist an sich bekannt, z. B. von Einri:chtungen zum Kühlen von Milch,
die über wassergekühlte Rohre fließt, das Kühlgut zeitlich nacheinander mit Teilen
des Kühlmittels in Wärmeaustausch zu bringen, derart, daß die erste Wärmeaustauschstufe
das Kühlgut vorkühlt, während die folgende Wärmeaus.-tauschsfiufie das Kühlgut stark
bzw. tief kühlt. Diese Art des Wärmeaustausches zwischen einer praktisch unbegrenzt
zur Verfügung stehenden Menge des Kühlmittels und einem aus einer ;strömenden Flüssigkeit
bestehenden Kühlgut, die- in letzter Konsequenz zum Gegenstromkühler führt, erscheint
jedoch nur
in ihrer obigen theoretischen Formulierung mit dem Kühlverfahren
der vorliegenden Erfindung verwandt und war in keiner Weide Ausgangspunkt dieser
Erfindung, die darauf gerichtet ist, mit einer sehr b@egrer,nztem Menge flüssigen
Kühlmittels" ein nilcht 'strömendes Kühlgut, wie z. B. eine Flasche Wein, tief zu
kühlen. Nicht nur die Aufgaben, sondren auch die angewandten Mittel sind in beiden
Fällen verschieden.
-
Nach dem vorgeschlagenen Verfahren einer Kaskadenkühlung wird man
also, die obenerwähnten 700 g Ammoniumnitrat hälftig unterteilen und zunächst
ein Kältebad durch Auflösen von 350 g des Salzes in 350 ccm Wasser
herstellen. Um die Gesamtkühlzeit nicht zu verlängern, läßt man es mit 7 Minuten
Wärmeaustausch im ersten Bad für die Flasche bewenden. Es wurde oben erläutert,
daß damit der Wirksamte Zeitabschnitt des Kältebades erfaßt wird. Inzwischen ist
aus den zweiten 35o,- Salz ein zweites Kältebad hergestellt worden, und die Flasche
wird nun für weitere 7 bis 8 Minuten in diesies frische Kältebad gestellt. Man kann
auf diese Weise eine Flasche Sekt von a5° C Ausgangstemperatur im ersten Bad auf
etwa 1q.° C und im zweiten Bad auf 5'C abkühlen, so, daß sich bei Anwendung des
neuen Verfahrens für dieselbe aufgewandte Menge Kältesalz ein Abkühlungswert VOR
2o Kcal ergibt, statt der 15 Kcal nach dem alten Verfahren..
-
Da ,an sich durch Aufläsen von 790 g Salz in 700 ccm
Wasser dieselbe Anzahl Kcal. Wärme absorbiert -wird wie durch Auflösen von zweimal
35o g in zweimal 35o ccm, ist der bessere Wirkungsgrad des neuen Verfahrens dadurch
zu, erklären, daß die Wärmeaustauschbedin,gungen günstiger und die Kälteverluste
geringer isind.
-
Dass neue Verfahren ermöglicht Ersparnisse an Salz, wenn es sich darum
handelt, die Kühlergebnisse des alten Verfahrens zu erzielen. Dies ist der unmittelbare
Vorteil des neuen Verfahrens. Darüber hinaus aber lassen sich Kühltemperaturen mit
Kältesalzen erzielen, die nach dem alten Verfahren praktisch sch-veroder gar nicht
zu erreichen sind. Dies ist der Fall, -wenn das Zugießwasser für dass Lösen des
Salzes sehr warm ist, z. B. wärmer als 25°C. Dass Erreichen einer Flaschentemperatur
von 5'C wird dann immer schwerer, da der Temperatursturz des Zugießwasisers beim
Lösen des Salzes sehr begr,enzt ist und damit die Ausgangstemperatur des Kältebades
immer höher liegt, unabhängig von der Menge des Salzes. Es zeigt sich dann z. B.
für eine Temperatur des Zugieß. wassers vorn 3 i ° C und eine AüsgangstemperatuT
der Flasche von 3l° C, daß selbst durch Anwendung eines Kältebades von i kg Ammoniurnnitrat
plus 11 Wasser die Endtemperatur der Flasche Sekt sich nicht unter
9 bis io° C senken läßt. Bei Anordnung des neuen Verfahrens dagegen läßt sich die
Temperatur der Flasche von 3l° C in 3 0 Minuten auf q.° C senken. In dem
beiliegenden Diagramm zeigt die ausgezogene Kühlkurve die Innentemperatur der Flasche
Sekt, in Celsius und Fahrenheitsgraden, und die punktierten Kurven geben die Temperaturen
der ersten Portion und der zweiten Portion des Kältebades-. Die erste Portion Kältebad,
ängesetzt aus Soo g Ammoniumnitrat und 5oo ccm Wasser, gelangt von der i. bis 15.
Minute zur Anwendung, und die zweite, ebenso bemessene Portion Kältebad ist von
der 16. bis 30. Minute in Wärmeaustausch mit,der Flasche. Die Minutenzahlen
sind auf der waagerechten Achse aufgetragen. Beim Messen der tiefsten Soletemperatur
ergeben sich kleine Fehler, da die Sole mit der Flasche durchgerührt -wird und sich
hierbei bereits erwärmt. Diese Erwärmung ist bei -der zweiten Portion nur auf
- C .C .getrieben, da die Flasche in Odem Zeitpunkt bereits. kälter
ist als in der ersten Minute, wo: die Erwärmung des Kältebades beim Umrühren zu
einer Badtemperatur von - q.° C führt.
-
Die verbesserte Wirkung, nämlich die Kühlung .der Flasche auf q.°
statt auf 9° C, ist um eo mehr von Bedeutung, als die meinem Tenmp,era turgebiet
liegt, welches voni menschlichen Geschmack besonders feinfühlig erfaßt wird. Dieselbe
objektive Temperaturdifferenz von 5° C würde von der menschlichen Zunge im Temperaturgebiet
von z. B. ¢o bis q.5° C kaum gespürt, während die im T.empieraturgebiet von o bis
i o° C bei q.° C das Empfinden »sehr kalt« und bei q' C nur das Empfinden
»kühl« auslöst.