ITNA990038A1 - Contenitori isotermici per il trasporto di prodotti termodeperibili muniti di apposit vani per ospitare ghiaccio secco ed altri elementi ref - Google Patents

Contenitori isotermici per il trasporto di prodotti termodeperibili muniti di apposit vani per ospitare ghiaccio secco ed altri elementi ref Download PDF

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Description

Brevetto per invenzione industriale
TITOLO
CONTENITORI ISOTERMICI PER IL TRASPORTO DI PRODOTTI TERMODEPERIBILI MUNITI DI APPOSITI VANI PER OSPITARE GHIACCIO SECCO ED ALTRI ELEMENTI REFRIGERANTI.
RIASSUNTO DELLA DESCRIZIONE
Il brevetto propone un contenitore isotermico munito di vani interni, chiusi da setti spostabili, atti a ricevere elementi refrigeranti, tali vani possono essere previsti lateralmente, centralmente, superiormente, inferiormente ed anche utilizzando un contenitore interno al prodotto.
D E S C R I Z I O N E
Nel campo dei contenitori isotermici per il trasporto di prodotti termodeperìbili la durata del mantenimento del prodotto da trasportare nel campo di temperatura desiderato , e' funzione dei seguenti parametri :
1. Temperatura iniziale del prodotto da trasportare . Di solito il prodotto viene stoccato nei centri di produzione in celle frigorifere regolate a valori noti e costati della temperatura
2. Massa e capacità termica del prodotto da trasportare . Maggiore è la massa e la capacità termica del prodotto da trasportare , minore è l'aumento di temperatura del prodotto stesso a parità delle altre condizioni .
3 Geometria esterna di contenitore . Tale geometria determina sia la superficie del contenitore esposta all'ambiente esterno e quindi allo scambio termico e sia il coefficiente di scambio termico globale esterno che , una volta prefissato l'ambiente esterno , e' funzione della finitura della superficie , del colore della stessa , del posizionamento della superficie rispetto all'ambiente esterno .
4 Spessore delle pareti del contenitore . Maggiore e' lo spessore della parete del contenitore , minore e' il coefficiente di scambio termico relativo alla conduzione termica che si instaura nella parete del contenitore .
5 Temperatura ambiente esterno . Maggiore è tale temperatura , maggiore sarà la quantità di calore scambiato con il prodotto contenuto nel contenitore e maggiore sarà l'aumento di temperatura del prodotto stesso.
E' quindi chiaro che una volta prefissata la temperatura iniziale del prodotto da trasportare, la durata del mantenimento del prodotto da trasportare entro il range di temperatura desiderato , e' determinato dai parametri 1 , 2 , 3 , 4 e 5 sopradescritti . Tale durata risulta essere estremamente limitata nelle applicazioni commerciali in essere oggigiorno, dato che i materiali utilizzati per realizzare i contenitori stessi sono caratterizzati da conducibilità termiche che permettono uno scambio di calore , tra ambiente esterno e prodotto da trasportare , tale da permettere una durata del mantenimento del prodotto da trasportare entro il range di temperatura desiderato pari a poche ore ( di solito 1 - 2 ore ) .
Nel caso di contenitori a rendere , tale durata può essere prolungata utilizzando piastre refrigeranti a temperatura inferiore alla temperatura desiderata all'interno del contenitore . Il tipo più utilizzato di tali piastre e' realizzato attraverso l'utilizzo di contenitori in polietilene riempiti con soluzioni acquose di glicole etilenico o propilenico o di altri prodotti chimici . Tali contenitori vengono raffreddati all'interno di celle frigorifere o frigoriferi e quindi posizionati all'interno dei contenitori isotermici sopracitati . Tali piastre refrigeranti permettono una durata del mantenimento del prodotto da trasportare entro il range di temperatura desiderato pari a poche ore { di solito 2 - 4 ore ).
E' chiaramente possibile utilizzare tale soluzione soltanto quando il contenitore isotermico utilizzato e' riutilizzabile più volte essendo il costo delle piastre refrigeranti sopracitate tale da renderne assolutamente necessario il recupero ed il riutilizzo . Tale soluzione non e' economicamente utilizzabile nel caso in cui i contenitori isotermici siano a perdere , cioè monouso , come nel caso dei contenitori isotermici in polistirolo. Nel caso di questi ultimi si rende assolutamente necessario utilizzare un dispositivo di accumulo di freddo che sia non soltanto efficiente tecnicamente , bensì anche di costo limitato in maniera tale da rendere l'utilizzo di tale soluzione possibile ed interessate per il mercato anche dal punto di vista economico .
Inoltre, neìl'utilizzo di queste piastre refrigeranti si verifica un problema non trascurabile: il contenitore vuoto , prima di essere utilizzato , è di solito stoccato in apposito magazzino di stoccaggio; tale magazzino di solito si trova in condizioni ambientali standard dipendenti dalla stagione durante la quale tali contenitori sono utilizzati . Tali condizioni ambientali possono comunque variare nei seguenti range : ‘ Temperatura : 20° / 30 °C
* Umidità Relativa : 50 / 80 %
L'aria ambiente caratterizzata da tali condizioni , riempie in fase iniziale anche il contenitore isotermico in oggetto .
Nel momento in cui si immette nel contenitore isotermico il prodotto da trasportare o stoccare , prodotto prelevato dalle celle refrigerate di stoccaggio ( celle caratterizzate da temperatura variabile tra i -18 °C e 0 / 5 °C ) la temperatura dell'aria contenuta all'interno del contenitore diminuisce ad un valore prossimo alla temperatura de! prodotto da trasportare o alla temperatura delle piastre di refrigerazione posizionate nel contenitore stesso ; ciò implica , quindi, che l’umidità relativa aumenta fino a raggiungere un valore pari al 100 % e quindi tale umidità inizia a condensarsi sul prodotto da trasportare causando, quasi sempre, danni allo stesso o comunque inconvenienti non trascurabili.
Il brevetto oggetto di tale relazione si riferisce ad una soluzione che risolve le seguenti problematiche :
* Prolungamento dei tempi di mantenimento di prodotti termodeperibili trasportati a mezzo di contenitori isotermici a perdere o a rendere .
* Controllo dell'umidità relativa interna ai contenitori in oggetto , al fine di evitare la condensazione dell'umidità sui prodotti trasportati .
La soluzione prevista dal brevetto risolve in particolar modo la problematica che si riferisce al trasporto di prodotti termodeperibili a temperature maggiori di -18 °C ; infatti per problematiche di trasporto a temperature inferiori a -18 °C la soluzione esiste da lungo tempo e consiste nel posizionare all'interno del contenitore isotermico una determinata quantità di ghiaccio secco ( anidride carbonica solida ) . Il posizionamento all'interno del contenitore isotermico e' realizzato in maniera del tutto casuale . Il ghiaccio secco , avendo una temperatura di equilibrio a pressione atmosferica ; pari a -78.5 0 C , scambiando calore con l'aria contenuta nel contenitore stesso , raffredda la stessa aria a temperature inferiori a -18 ° C circa , temperatura determinata con esattezza da svariati fattori , quali la quantità di ghiaccio secco utilizzata , il volume , la geometria ed il peso del prodotto trasportato ed il coefficiente di scambio termico globale del contenitore isotermico utilizzato .
Tale metodologia non può essere utilizzata per il trasporto di prodotti termodeperibili che necessitano di temperature superiori ai -18 ° C ( vedi prodotti alimentari freschi , farmaci, ecc. ). Infatti l'utilizzo del ghiaccio secco e dei contenitori isotermici attualmente adoperati determina temperature interne al contenitore inferiori a -18 ° C e quindi non compatibili con quanto richiesto dal mercato .
Il brevetto in oggetto si propone di risolvere queste problematiche utilizzando un particolare tipo di contenitore.
L'idea di soluzione consiste nel prevedere un contenitore provvisto all'interno di setti atti a creare dei vani, opportunamente dislocati, nei quali può essere posto del ghiaccio secco o altri tipi di refrigeranti.
Questi setti possono essere diversamente posizionati a seconda dell'esigenza . A tale scopo essi sono posizionatali in incastri previsti sulle pareti laterali e sul fondo del contenitore .
Essa verrà meglio compresa facendo riferimento alle tavole allegate ove sono riportati, a titolo esemplificativo e non vincolativo, alcuni tipi di contenitori realizzati secondo l'oggetto dell'invenzione.
La tav. I in fìg. 1 riporta la vista laterale di un contenitore che presenta due vani laterali per contenere il refrigerante.
La fig.2 propone una vista dall'alto dello stesso contenitore.
La fig. 3 mostra un contenitore provvisto anche di un vano centrale.
La tav. Il in fig. 4 e ftg.5 illustra rispettivamente in una vista laterale ed in pianta un contenitore il cui vano porta refrigerante è posizionato in alto, al di sotto del coperchio.
In fig. 6 è ipotizzato, in fine, un contenitore per il ghiaccio completamente autonomo all'interno del contenitore principale.
Con riferimento alle figure, il contenitore isotermico e' dotato di alcuni incastri (1) sulle pareti laterali (2); tali incastri permettono il posizionamento di pannelli divisori (3) spostabili a piacimento a seconda dell'esigenza e della necessità di regolazione della temperatura e dell'umidità generata all’interno del contenitore stesso , grazie alla determinazione del numero di setti e della quantità di ghiaccio secco o refrigerante posizionato nei vani generati dal posizionamento dei setti stessi.
I setti possono essere realizzati in materiale isotermico della stessa famiglia del materiale utilizzato per la realizzazione del contenitore isotermico stesso oppure in materiale dissimile dal materiale utilizzato . Esempio : contenitore in polistirolo espanso e pannelli in polistirolo oppure contenitore in polistirolo espanso e pannelli in polietilene . I materiali isotermici utilizzabili possono essere di vario tipo : polistirolo espanso, polietilene espanso, polipropilene espanso, poliuretano espanso, struttura esterna in polietilene ed intercapedine interna in poliuretano espanso , ecc.
Questi pannelli possono essere posizionati in vario modo: come mostrato in figura 1 e 2) cioè incastrati , nella parete di fondo (4) e nel coperchio (5) in maniera tale da realizzare una chiusura che sia la più ermetica possibile .
L'utilizzo di una o più intercapedini aumenta il potere refrigerante . Un aumento del potere refrigerante può essere ottenuto anche forando i pannelli divisori più o meno a seconda del potere refrigerante desiderato. La durata del mantenimento nel range di temperatura desiderato e' determinata dalla quantità1 di ghiaccio secco utilizzata .
Il gas sviluppatosi nella sublimazione del ghiaccio secco, permea verso l'ambiente esterno attraverso la porosità delle pareti realizzate in materiale espanso e , quindi, poroso ed attraverso gli spazzi formatisi tra i pannelli separatori e le pareti del contenitore .
I vani per il ghiaccio (6) possono anche prevedersi mediante intercapedini appositamente realizzate nella parte centrale del contenitore (fig.3) ,nei vani cosi creati viene posizionato ghiaccio secco nella forma di tavolette di varie misure, di pellets ( cilindretti ) di varie misure ( diametro e lunghezza ) oppure neve carbonica , cioè anidride carbonica solida non compattata sotto forma di ghiaccio secco. Tale posizionamento determina , quindi, un raffreddamento della parete divisoria la quale funge da superficie raffreddante nei confronti del volume interno contenuto nella scatola .
Una parte della anidride carbonica sviluppatasi dalla sublimazione del ghiaccio secco permea verso ii prodotto contenuto nel contenitore diminuendo la umidità relativa a valori compresi tra il 10% ed il 60 % ; in tale maniera l'umidità relativa interna al contenitore si mantiene sempre inferiore al 100% e quindi non si raggiungono mai condizioni di saturazione dell'umidità e quindi non si riscontra umidità o acqua condensata sul prodotto da trasportare . La quantità di anidride carbonica che si trasferisce verso il prodotto da trasportare è funzione anche del numero e della sezione di fori di intercomunicazione realizzati nei pannelli divisori .
Nella soluzione proposta sulla tav.ll i pannelli vengono sostituiti da un sottocoperchio (7) ; tale sottocoperchio si incastra nel contenitore ed accoglie il coperchio con uguale incastro .
Questo sottocoperchio è strutturato, inoltre, in maniera tale da accogliere -contenere il ghiaccio secco all'interno di un vano (8) realizzato in esso , detto vano, essendo a contatto con il ghiaccio stesso , si raffredda e trasferisce in tale maniera frigorie al vano adibito al contenimento del prodotto da trasportare . Lo spessore del vano di appoggio del sottocoperchio determina il valore del flusso termico verso il vano di contenimento del prodotto da trasportare .
Tale spessore può essere facilmente regolato aggiungendo o togliendo pannelli al fondo del sottocoperchio stesso . Il posizionamento del sottocoperchio rispetto al prodotto da trasportare , favorisce la distribuzione uniforme del flusso termico di raffreddamento .
Al fine di favorire il trasferimento di anidride carbonica verso il vano di contenimento sottostante onde poter ottenere la diminuzione di umidità relativa desiderata , nel sottocoperchio sono realizzati alcuni fori (9) che hanno la funzione sopramenzionata . Il numero di fori determina , inoltre , il valore del flusso termico scambiato con il vano sottostante .
Un risultato analogo può essere ottenuto utilizzando, contenitori isotermici standard come riportato in fìg. 6 e ghiaccio secco confezionato in contenitori di polistirolo (10).
Il ghiaccio secco può essere utilizzato sia sotto forma di tavolette di svariate dimensioni, sia sotto forma di pellets, anche esso in svariate dimensioni e sia sotto forma di neve carbonica . Il contenitore di polistirolo e' utilizzato al fine di isolare parzialmente il ghiaccio secco e, quindi, al fine di diminuire lo scambio termico con l'ambiente contenuto all'interno del contenitore isotermico.
In tale maniera e' possibile ottenere una temperatura interna al contenitore stesso compatibile con quanto richiesto dal tipo di applicazione ; la temperatura interna sarà funzione della superficie esterna e dello spessore delle pareti del contenitore contenente il ghiaccio secco , tenendo costanti le caratteristiche nel contenitore esterno contenente il prodotto da trasportare .
Anche in questo caso si ottiene un controllo della umidità presente nel contenitore esterno per effetto della generazione della anidride carbonica derivante dalla sublimazione del ghiaccio secco contenuto nel contenitore interno.
I contenitori proposti possono essere sia a perdere che a rendere ed i materiali di realizzazione potranno essere i più diversi, anche tra loro eterogenei, per adeguarsi ai refrigeranti usati che potranno ugualmente essere i più diversi.
In ogni caso all'idea di soluzione potranno essere apportate variazioni formali e strutturali nell'ambito dello stesso concetto inventivo che resta definito dalle rivendicazioni che seguono,

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Contenitore isotermico per il trasporto di prodotti termodeperibili caratterizzato dal fatto che è munito all'interno di setti atti a creare dei vani isolati in cui può essere posto. ghiaccio secco o altro idoneo refrigerante, ciò allo scopo di aumentare la durata dei tempi di mantenimento dei prodotti.
  2. 2. Contenitore come e per lo scopo della precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che i setti possono essere diversamente posizionati ed ubicati nell'ambito dello Stesso al fine di regolare la temperatura e l'umidità del vano interno , variando , inoltre, la quantità di ghiaccio secco o di refrigerante posizionato all'interno del vano
  3. 3. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni; caratterizzato dal fatto che può essere del tipo a perdere.
  4. 4. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che può essere del tipo a rendere
  5. 5. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni· caratterizzato dal fatto che i vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerante possono essere creati ai lati di esso
  6. 6. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazionr caratterizzato dal fatto che i vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerante possono essere creati ai lati di esso
  7. 7. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni; caratterizzato dal fatto che i vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerante possono essere previsti nella zona centrale in senso trasversale
  8. 8. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che i vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerante possono essere previsti sotto il coperchio
  9. 9. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni· caratterizzato dal fatto che I vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerante possono essere previsti nella zona di fondo
  10. 10. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto iche i vani che accolgono il ghiaccio secco o il refrigerantè possono essere previsti nella zona centrale in senso longitudinale
  11. 11. Contenitore come e per lo scopo delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che il vano che accoglie il ghiaccio secco o il refrigerante può essere realizzato posizionando un contenitore di dimensioni inferiori all'interno dello stesso
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