VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM LAGERN VON LEBENS¬ MITTELN, PFLANZEN, FLEISCH UND SONSTIGEN ORGANI¬ SCHEN STOFFEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lagern von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch und sonstigen organischen Stof¬ fen, wobei das zu lagernde Produkt in eine herme- tisch abgeschlossene, öffnungsbare, gekühlte Kammer gelegt wird.
Es ist allgemein bekannt, dass die in den Haushaltskühlschränken gelagerten Lebensmittel in Abhängigkeit von der jeweiligen Art der Lebensmit¬ tel auch nach Ablauf von mehreren Tagen verwendbar sind. Die Lagerungszeit der einzelnen Produkte, während der noch keine Qualitätsverschlechterung eintritt, hängt unmittelbar von dem Wärmeabzug durch die Umgebung ab, d.h. von dem Mass der Abküh¬ lung der Produkte. Bei Temperaturen über O °C sind Produkte pflanzlicher oder tierischer Herkunft nur kurzzeitig ohne Qualitätsverminderung lagerbar. Zum Beispiel werden frischer Salat und Radieschen nach einer Lagerung von 1-2 Tagen auf den offenen Rega¬ len herkömmlicher Kühlschränke welk und somit un- brauchbar. Bei Temperaturen unter O °C, insbesonde¬ re in Kühltruhen, in denen die Temperatur im allge¬ meinen bei -18 °C oder gegebenenfalls darunter liegen, kann die Lagerungszeit gewisser Lebensmit¬ tel sogar ein Jahr erreichen. Bei diesen Tiefkühl- oder Schnellkühlverfahren kann jedoch die Schädi-
gung der Zellen nicht vollkommen ausgeschlossen werden, die sichtbar in der nach dem Auftauen be¬ merkbaren grossen Qualitätsverminderung in Erschei¬ nung tritt. Bei den bisher bekannten Kühlvorrich- tungen wird die Temperatur der Kammern im allgemei¬ nen unmittelbar mit der Temperatur der den Verdam¬ pfer des Kühlkreises enthaltenden Kühlplatte einge¬ stellt, was den Nachteil ergibt, dass da die Kühl¬ platte nicht die gesamte Innenfläche der Kammer ab- deckt sondern nur einen kleinen Teil dieser, inner¬ halb der Kammer Flächenteile mit verschiedenen Tem¬ peraturen vorhanden sind. So weist zum Beispiel die Fläche der Kühlplatte im allgeimeinen eine geringe¬ re Temperatur auf als die weiteren Teile der Inner- fläche der Kammer. Da jedoch das Ein- und Ausschal¬ ten des Kühlkreises einander zyklisch folgt, folgen in dem Verdampfer auch einander zyklisch die Abküh¬ lungen und Aufwärmungen, somit ändert sich auch in Abhängigkeit von der Zeit die Temperatur der Fläche der Kühlplatte. Messungen haben ergeben, dass die Temperaturänderungen innerhalb der Kammer im Raum und in der Zeit sogar 4-5 °C überschreiten können. In Folge der unterschiedlichen Temperatur bzw. der unterschiedlichen Temperaturänderungen der einzel- nen Flächenteile bilden sich in dem Innenraum Luft¬ strömungen aus, die die Verdunstung (Verdampfung) des Wassergehaltes in den Zellen der gelagerten Produkte, und somit das Austrocknen der Produkte fördern. Wegen der derartig grossen Temperaturände¬ rungen wird bei den bekannten Kühlschränken, Kühl¬ verfahren in den zur Aufbewahrung der verschiedenen Lebensmittel, insbesondere Gemüse, Obst usw. die¬ nenden Kammern die Durchschnittstemperatur im all- gemeinen auf 3-4 °C eingestellt, wodurch gesichert
wird, dass die Temperatur innerhalb der Kammer nicht unter O °C absinkt. Im Falle eines Absinkens der Temperatur unter O °C sind nämlich die Zellen durch die Gefahr des Einfrierens einer bedeutenden Beschädigung ausgesetzt und dadurch können die Le¬ bensmittel in kurzer Zeit für den Verbrauch unge¬ eignet werden.
Da der Stoffwechsel der Zellen der einzelnen Lebensmittel, insbesondere Gemüse, Obst bei einer Temperatur von 3-4 °C bereits bedeutend ist, altern die Zellen bei einer derartigen Lagerungstemperatur innerhalb kurzer Zeit (in Abhängigkeit von der Zel¬ lensorte innerhalb einiger Tage) , die sich an den Lebensmitteln ansammelnden Viren, Bakterien, usw. vermehren sich, wodurch sich die Qualität der Le¬ bensmittel weiter verschlechtert.
Die aus der HU-PS 185 130 bekannte Kühlvor¬ richtung weist einen mit Kammern und einem einzigen Kompressor versehenen Kühlkreis auf, wobei die Kam- mern voneinander unabhängig geregelte unterschied¬ liche Temperaturen aufweisen, wobei in dem mit Ka¬ pillaren versehenen primären Kühlkreis mehrere Ver¬ dampfer ausgebildet sind und ein sekundärer Kühl¬ kreis ausgebildet ist, der aus einem Verflüssiger (Kondensationsgerät) und einem Evaporator besteht. Da bei dieser bekannten Kühlvorrichtung die Kammern der Kühlvorrichtung mittels der den Verdampfer auf¬ weisenden Kühlplatten gekühlt werden, bestehen bei dieser Lösung die für die mit Kühlplatten versehe- nen Lösungen charakteristischen Nachteile, die be¬ reits oben näher erläutert wurden.
Bei den oben offenen Kühlpulten ist ein den Boden und die beiden gegenüberliegenden Seitenwände des Kühlpultes umfassender U-förmiger Luftgang um den Kühlraum herum ausgebildet, durch den die von
Aussen eingesaugte und im allgemeinen mittels einer am Unterteil des Kühlpultes angeordneten Kühlrohr¬ schlange gekühlte Luft strömt. Eine derartige Lö¬ sung ist zum Beipsiel aus der HU-PS 182 163 be- kannt, bei welcher das Kühlpult und das Betriebs¬ verfahren mit einem automatischen Abtausystem ver¬ sehen ist. Dabei lässt der Luftblaser im Kühlbe¬ trieb die über die an den Enden des Luftganges be¬ findlichen Öffnungen eingesaugte Luft nach vorn in Richtung der Kühlrohrschlangen strömen. Bei im be¬ stimmten Mass erfolgter Eisbildung schaltet das System auf Abtaubetrieb um.
Bei dieser Betriebsweise lässt der Luftbla¬ ser die Luft in entgegensetzte Richtung in dem Luftgang strömen und saugt aus dem das Kühlpult um¬ gebenden Luftraum Umgebungsluft ein. Da die Tempe¬ ratur der Umgebungsluft höher als die der gekühlten Luft ist, wird somit das System enteist. Bei dieser Lösung, die einerseits durch den offenen Deckel ge- kennzeichnet ist, wodurch die Einwirkungen der Um¬ gebungsluftströmungen nicht vermieden werden kön¬ nen, desweiteren die aus der Umgebung eingesaugte und entlang der drei Seiten des Kühlpultes (entlang der zwei Seiten und des Bodens) strömende Luft die auf der Einsaugseite des Kühlpultes befindliche Seite des Kühlpultes ständig aufwärmt und nur den unteren Teil des Kühlpultes und die gegenüberlie¬ gende Seite, d.h. die Seite, an der die Luft aus¬ strömt kühlt, ändert sich die Temperatur des Lager- raumes in Abhängigkeit von der Zeit und dem Raum bedeutend. Somit können auch bei derartigen Kühl¬ pulten die Bedingungen zur idealen Lagerung (Kon¬ servierung) nicht gesichert werden, gemäss welchen eine im Raum und in der Zeit konstante Temperatur eingehalten werden soll. Infolgedessen werden der-
artige Kühlpulte in erster Linie in einem Tempera¬ turbereich unter 0 °C betrieben und hauptsächlich zur Lagerung von tiefgefrorenen Lebensmitteln ver¬ wendet. Aus der in Grossbritannien unter der Nummer
2221377A am 7. Februar 1990 veröffentlichen Patent¬ anmeldung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konservieren von Pflanzen, Fleisch oder sonsti¬ gen organischen Stoffen bekannt. Bei Anwendung dieser Lösung sind auch solche organischen Stoffe konservierbar, zu deren Konser¬ vierung andere Verfahren nicht geeignet sind (zum Beispiel Konservierung von für Organtransplantatio¬ nen verwendeten Organen, usw.). Dieses bekannte Verfahren ist auch vorzugsweise auf den Gebieten verwendbar, wo eine kontinuierliche Versorgung nicht gesichert ist oder wo das Versorgungsnetz noch nicht ausgebaut ist und somit die kontinuier¬ liche Heranschaffung der Lebensmittel nur von dem Wohnort weit entfernt möglich ist. Bei derartigen Versorgungsverhältnissen kann es von Vorteil sein, wenn die einzelnen Lebensmittel für eine längere Zeitdauer in den Haushalten unter Bewahrung der gu¬ ten Qualität gelagert werden können. In grösseren Siedlungen, in den Städten der entwickelten Industrieländer ist jedoch im allge¬ meinen eine kontinuierliche Warenversorgung gesi¬ chert. Hier besteht die Aufgabe in der Sicherung einer solchen Lagerung, bei welcher die gute Quali- tat der Produkte für 1-2 oder eventuell sogar 3 Wo¬ chen erhalten bleibt, so dass der Verbraucher nicht gezwungen ist, sich tagtäglich mit der Beschaffung (dem Einkauf) von Lebersmitteln zu beschäftigen, sondern ausreichend ist, die in seinem Haushalt zur Verfügung stehende Lagerkapazität einmal wöchent-
lieh oder jede zweite oder dritte Woche durch einen Grosseinkauf zum Beispiel in Grossmärkten (gegebe¬ nenfalls bei grösseren Mengen zu günstigen Preisen) aufzufüllen. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der
Entwicklung eines solchen .Kühlverfahrens und einer Vorrichtung, mittels welcher die Lagerungszeit von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch oder sonstigen or¬ ganischen Stoffen ohne bedeutenden Kostenzuschlag auf mindestens das Doppelte der durch die herkömm¬ lichen Haushaltskühlschränke gewährleisteten Lage¬ rungszeit erhöht werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Lagerungszeit der Lebensmittel, und insbe- sondere der Pflanzen ohne QualitatsVerminderung verdoppelt oder bei bestimmten Produkten sogar vervielfacht werden kann, wenn der Stoffwechsel und die Verdunstung des Wassergehaltes der Zellen der zu lagernden Produkte durch Sicherung entsprechen- der Temperatur- und Verdunstungsverhältnisse wäh rend der Zeitdauer der Lagerung auf ein Minimum reduziert werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfah¬ ren zum Lagern von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch und sonstigen organischen Stoffen gelöst, bei wel¬ chem gemäss der Erfindung auf die Weise vorgegangen wird, dass die geschlossene Kammer von Aussen mit in einem geschlossenen Raum befindlichem Gas, vorzugsweise Luft oder frostbeständiger Flüssigkeit umgeben wird, wobei die Temperatur des Gases oder der frostbeständigen Flüssigkeit intermittend oder kontinuierlich gemessen wird und das Gas oder die frostbeständige Flüssigkeit mittels Thermostat "nd eingefügtem Kühlkreis zwischen vorgegebene Tempera- turgrenzen, die in einem Temperaturbereich von +3°C
und -3 °C liegen, gekühlt wird, wobei die obere und untere Temperaturgrenze in Abhängigkeit von der Dicke der Wand der Kammer, den Wärmeleitungseigen¬ schaften des Materials der Wand der Kammer, der Zykluszeit zwischen dem Einschalten und dem Aus¬ schalten des Kühlkreises, der Temperaturänderung, der spezifischen Wärme und des Druckes des die die Kammer begrenzenden Flächen umgebenden Mediums, dem Volumen des die die Kammer begrenzenden Flächen um- gebenden geschlossenen Raumes, und der Wärmeisolie¬ rung der Aussenwand des geschlossenen Raumes auf die Weise gewählt wird, dass jeder Teil der Innen¬ fläche der Kammer auf einen in dem Temperaturbe¬ reich von +0,5 °C bis -0,5 °C liegenden im Raum und in der Zeit konstanten Temperaturwert, vorzugsweise auf einen 0 °C annähernden Temperaturwert gehalten wird und die Temperatur des/der die geschlossene Kammer von aussen umgebenden Gases oder frostbe¬ ständigen Flüssigkeit auf einem Wert innerhalb der angegebenen Temperaturgrenzen gehalten wird, wobei das Gas oder die frostbeständige Flüssigkeit konti¬ nuierlich oder intermittend in dem geschlossenen Raum durch Gravitation und/oder mittels eines Ven¬ tilators oder einer eingefügten Pumpe um die Kammer herum zirkulieren gelassen wird.
Das Wesen der Erfindung besteht also darin, dass die zu lagernden Produkte in solche geschlos¬ sene Kammern (geschlossene Schubfächer) angeordnet werden, in denen die Temperatur der inneren Luft- räume in allen Richtungen und in der Zeit ständig auf einem 0 °C am besten annähernden Wert gehalten werden kann und die die lagernden Räume begrenzen¬ den Flächen an jedwediger Stelle die Temperatur der inneren Lufträume am besten annähern. Dadurch kann das Verdampfen des Wassergehal-
tes von zum Beispiel pflanzlichen Zellen auf ein Minimum reduziert werden und das Verwelken, Aus¬ trocknen dieser kann in der Zeit auf ein bedeuten¬ des Mass verzögert werden. Gleichzeitig verlangsamt sich der Stoffwechsel der Zellen mit Verringerung der Temperatur, wodurch sich das Einstellen der Veralterung in der Zeit verschiebt. Da sich die Temperatur nicht in bedeutendem Mass unter 0 °C verringert, sind die Zellen nicht der Beschädigung durch Gefrieren ausgesetzt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vor¬ richtung zum Lagern von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch und sonstigen organischen Stoffen, die min¬ destens eine das zu lagernde Produkt aufnehmende mittels eines öffnungsbaren Abschlussdeckels herme¬ tisch abschliessbare gekühlte Kammer aufweist, wo¬ bei gemäss der Erfindung die Kammer und der Ab¬ schlussdeckel mit einer Doppelwand/Doppelwänden be¬ grenzt sind, wobei der/die von der Doppelwand der Kammmer umschlossene/n gekühlte/n zusammenhängen¬ de/n geschlossene/n Raum/Räume sowie der/die von der Doppelwand des Abschlussdeckels umschlossene/n gekühlte/n zusammenhängende/n geschlossene/n Raum/ /Räume miteinander in wärmeübertragender Verbindung stehen, dass die Innenwand der Doppelwand/Doppel¬ wände vorzugsweise aus Kunststoff ist, die Aussen¬ wand dagegen von einer Wärmeisolierung umgeben ist, wobei die geschlossenen Räume mit einer zirkulie¬ renden frostbeständigen Flüssigkeit oder mit einem zirkulierenden Gas ausgefüllt sind.
Vorzugsweise sind die Doppelwände der Kammer und des Abschlussdeckels mit einer wärmeleitenden Fläche versehen, die in geschlossenem Zustand mit¬ einander in Kontakt stehen und die von der Innen- wand der Doppelwäήde in Richtung des zu lagernden
Produktes abgedeckt sind.
Es ist zweckmässig, wenn die wärmeleitende Fläche der Doppelwand der Kammer mit einer Kühl¬ platte in wärmeübertragender Verbindung steht. Vorzugsweise sind die von den Doppelwänden der Kammer und des Abschlussdeckels umschlossenen geschlossenen Räume über flexible Rohre miteinander verbunden.
Es ist weiterhin zweckmässig, wenn die Kam- mer mit mit dem Abschlussdeckel gemeinsam heraus¬ ziehbaren, bzw. einschiebbaren Schubfächern verse¬ hen ist, die ebenfalls mit einer vorzugsweise einen geschlossenen Raum bildenden Doppelwand zuminde- stens teilweise umgeben sind. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die er- findungsgemässe Vorrichtung mit einem Ventilator versehen ist, der das in den durch die Doppelwände umschlossenen zusammenhängenden geschlossenen Räu¬ men befindliche Gas zirkulieren lässt. Eine andere Ausführungsform der erfindungsgc- mässen Vorrichtung ist mit einer Pumpe versehen, die die in den durch die Doppelwände umschlossenen zusammenhängenden geschlossenen Räumen befindliche frostbeständige Flüssigkeit zirkulieren lässt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vor¬ richtung zum Lagern von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch und sonstigen organischen Stoffen, die mit mindestens einer das zulagernde Produkt aufnehmen¬ den mit einem öffnungsbaren Abschlussdeckel herme- tisch abschliessbaren gekühlten Kammer versehen ist, wobei ge äss der Erfindung die Innenfläche des Abschlussdeckels zumindest teilweise mit einem wär¬ meleitenden Material bedeckt ist, dessen AUSSPΠ- flache mit einer Wärmeisolierung versehen ist, wo- bei die die Kammer begrenzenden weiteren Wände zu-
mindest teilweise Doppelwände sind, die mit dem wärmeleitenden Material des Abschlussdeckels in wärmeübertragender Verbindung stehen, dass weiter¬ hin der/die von den Doppelwänden umschlossene Raum/ /Räume mit einer zirkulierenden frostbeständigen Flüssigkeit oder mit einem zirkulierenden Gas ge¬ füllt ist/sind, wobei die Innenwand der Doppelwand vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
Es ist vorteilhaft, wenn das wärmeleitende Material des Abschlussdeckels von einer Metallplat¬ te, vorzugsweise Kupferplatte gebildet ist, deren Innenseite mit einer Farbschicht oder dünnen Kunst¬ stoffSchicht versehen ist, während ihre Aussenseite mit Verdickungen, vorzugsweise Rippungen und einer Wärmeisolierung versehen ist. Die Rippungen können zum Beispiel gitterartig ausgebildet sein, durch diese Verdickungen wird die Wärmeleitung verbes¬ sert.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann vor- zugsweise durch Umänderung der SpeicherZentren her¬ kömmlicher Kühlschränke (Kühlanlagen) auf die Weise realisiert werden, dass in dem Kühlraum gesonderte vorzugsweise mit Kunststoffwänden umschlossene und mittels ebenfalls aus Kunststoff gefertigten gut abschliessbaren Abschlussdeckeln versehene Kammern, Schubfächer ausgebildet werden. Durch die natürli¬ che Luftzirkulation kann erreicht werden, dass sich in den einzelnen Speicherfächern annähernd gleiche Temperaturverhältnisse ausbilden. Die Kühlung der Innenräume der Kammern, Fächer kann intensiver und gleichmässiger gestaltet werden, wenn die natürli¬ che LuftZirkulation des Luftraumes der durch die Doppelwände umgebenen zusammenhängenden geschlosse¬ nen Räume und dadurch die Intensität der Kühlung zum Beispiel durch zeitweise oder ständig erfolgen-
de Betätigung eines eingebauten Ventilators gestei¬ gert werden.
Eine noch bessere Wärmeleitung, sowie eine ständige Wärmehaltung und somit ein gleich ässige- rer Wärmeentzug können dadurch erreicht werden, dass die sich zwischen den Doppelwänden ausbilden¬ den zusammenhängenden geschlossenen Räume mit einer frostbeständigen Flüssigkeit ausgefüllt werden, de¬ ren Zirkulation entweder durch natürliche Wärmekon- vektion oder durch zeitweise, bzw. kontinuierliche Betätigung einer Flüssigkeitsspumpe gesichert wer¬ den kann. Dadurch kann der durch die Materialströ¬ mung erfolgende Energietransport gleichmassiger und intensiver gestaltet werden. Somit kann gesichert werden, dass nach Einstellung eines Gleichgewichts¬ zustandes alle Punkte der Innenfläche der abge¬ schlossenen Kammern, Fächer die gleiche Temperatur au* weisen, wodurch sich in den Innenräumen der Kam¬ mern, Fächer keine bedeutende Luftströmung ausbil- den kann. Wird nun der Innenraum der Kammern, Fä¬ cher auf eine Temperatur von annähernd 0 °C abge¬ kühlt so kann auch unter Berücksichtigung der Ver¬ ringerung der Luftströmung die Verdampf^ngsge- schwindigkeit des in den Zellen des zu la^rnden Produktes befindlichen Wassergehaltes bedeutend verringert werden.
Durch das neue Kühlungsverfahren wird einer¬ seits die Temperatur des Speicherraumes verringert, wodurch sich der Stoffwechsel der Zellen des zu la- gernden (speichernden) Produktes vermindert, d.h. der Alterungsprozess der Produkte verlangsamt sich, andererseits wird durch Sicherung einer gleichmäs- sigen und konstanten Temperatur der den Speicher¬ raum (Kammer, Fach) begrenzenden Fläche verhindert, dass der Wassergehalt der Zellen der zu lagernden
Produkte verdampft und somit die Zellen der Produk¬ te austrocknen, bzw. die Produkte verwelken und zur Ernährung ungeeignet werden.
Bei der Ausbildung der Innenwand der Doppel- wände ist anstelle von Metall insbesondere die An¬ wendung von Kunststoff vorteilhaft, da die kalte Ausstrahlung von Kunststoff im allgemeinen geringer als die der Metalle ist und somit bei den gelager¬ ten Produkten die Gefahr des Gefrierens beseitigt werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass die innere Verteilung der Kühlanlage so gewählt wird, dass gegebenenfalls auch ein Tiefkühlfach ausgebildet wird, was vor- zugsweise im Sommer zur Lagerung von Eis u.dergl. verwendet werden kann, oder die Kühlvorrichtung kann auch mit einem dynamisch gekühlten Teil gemäss der in der Einleitung genannten Patentanmeldung 8912681.7 (Grossbritannien) versehen sein, in dem die Möglichkeit zur bedeutenden Verängerung der Lagerungszeit geboten wird, oder aber die erfin¬ dungsgemässe Vorrichtung kann auch mit einem freien Speicherraum, bzw. offenen Fach zum Lagern von Milch, Erfrischungsgetränken, Eiern, usw. versehen sein. Desweiteren kann der Kühlraum mit zusammen¬ hängenden, oder gesonderten, von Kunststoffwänden umgebenen, mit leicht schliessbaren Kunststoff- deckein oder Abschlussdeckeln versehenen, gegebe¬ nenfalls mit verschiedenen Abmessungen ausgebilde- ten Speicherfächern versehen sein, wobei die ge¬ meinsamen Trennwände der benachbarten Fächer, so¬ wie die an den Schrankteil des Kühlschrankes an¬ grenzenden Seiten der Fächer vorzugsweise mit zu¬ sammenhängenden Kanälen, Hohlräumen versehen sind, in denen eine natürliche oder künstlich beschleu-
nigte Luftzirkulation erfolgt, bzw. diese zusammen¬ hängenden Hohlräume können auch mit einer frostbe¬ ständigen Flüssigkeit aufgefüllt sein, wobei die Zirkulation dieser Flüssigkeit ebenfalls auf natür- liehe Weise durch Warmekonvektion, oder künstlich beschleunigt mittels einer Flüssigkeitspumpe erfol¬ gen kann. Die künstliche Luft- bzw. Flüssigkeits¬ zirkulation kann zeitweise erfolgen, wobei das Ein- und Ausschalten von einem Relais oder einem Thermo- stat geregelt werden oder kontinuierlich sein kann. Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Beispielen unter Bezugnahme auf die beigelegte Zeichnung ausführlicher beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig.l die ohne Qualitätsverschlechterung gemesse¬ nen Lagerungszeiten verschiedener pflanz- eher Produkte in Abhängigkeit von der Temperatur bei Anwendung des erfindungs- gemässen Verfahrens, bzw. Vorrichtung im Falle optimaler Temperatur- und Verda - pfungs-Klimaverhältnisse und bei Anwen¬ dung herkömmlicher Haushaltskühlschränke, Fig.2 eine mögliche Ausführungsform der erfin- dungsgemässen Vorrichtung, schematisch im Längsschnitt,
Fig.3 einen entlang der Linie A-A genommenen Schnitt der in Figur 2 veranschaulichten Vorrichtung, Fig.4 eine andere Ausführungsform der erfin- dungsgemässen Vorrichtung im Teilschnitt, wobei die geschlossenen Räume der Doppel¬ wände der Kammer und des Abschlussdeckels über ein flexibles Rohr miteinander ver¬ bunden sind, Fig.5 eine weitere Ausführungsform der erfin-
dungsgemässen Vorrichtung im Längs¬ schnitt, die mit Schubfächern ausgebildet ist, Fig.6 einen entlang der gebrochenen Linie B-B ge- nommenen Schnitt durch die Ausführungs¬ form nach Figur 5. , Fig.7 eine Kammer einer weiteren erfindungsgemäs- sen Vorrichtung der Erfindung, bei wel¬ cher die Innenfläche des Abschlussdeckels der Kammer mit einem wärmeleitenden Mate¬ rial bedeckt ist, Fig.8 eine Ausführungsform der Aussenseite der aus wärmeleitendem Material bestehenden Metallplatte des Abschlussdeckels, Fig.9 eine weitere Ausführungsform der Aussensei¬ te der Metallplatte, Fig.10 eine Ausführungsform der Metallplatte des Abschlussdeckels. In Figur l werden die unter Anwendung des erfindungεgc ässen Verfahrens und die unter Anwen¬ dung herkömmlicher Haushaltskühlschränke erfolgen¬ den Lagerungen miteinander verglichen, wobei die Figur - anhand durchgeführter Experimente -die La¬ gerungszeiten in Abhängigkeit von der Temperatur zeigt, dabei zeigt der mit A gekennzeichnete Be¬ reich die für die herkömmliche Lösung charakteri¬ stischen Ergebnisse, während der mit B gekennzeich¬ nete Bereich die für die erfindungsgemässe Lösung charakteristischen Ergebnisse enthält, dabei wurden für beide Lösungen gleiche Qualitätsparameter be- rücksichtigt.
Aus Figur 1 geht eindeutig hervor, dass mit
Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens, bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung die Lagerungs- zeit der zu lagernden Produkte bedeutend erhöht
werden kann.
Bei einer beispielsweisen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung - wie in den Fi¬ guren 2 und 3 veranschaulicht - ist die Vorichtung- im Weiteren Kühlmaschine 11 - mit zwei Kammern 1 versehen, die mittels eines Abschlussdeckels 12 hermetisch verschliessbar sind. In den Kammern 1 sind die zu lagernden Produkte in Fächern 7 ange¬ ordnet. Die Kammern 1 und der Abschlussdeckel 12 sind mit den die zu lagernden Produkte aufnehmenden Raum begrenzenden Doppelwänden versehen. Die Dop¬ pelwand des Abschlussdeckels 12 bildet einen zusam¬ menhängenden geschlossenen Raum 6, die Doppelwand der Kammern 1 bildet ebenfalls einen zusammenhän- genden geschlossenen Raum 2, die geschlossenen Räu¬ me 2, 6 können mit einer gekühlten frostbeständigen Flüssigkeit ausgefüllt sein. Die die Kammer 1 be¬ grenzende Doppelwand ist in dem mit dem Abschluss¬ deckel 12 in geschlossenem Zustand in Berührung stehenden Bereich in eine zu dem Abschlussdeckel 12 parallele Ebene in Richtung zur Mitte der Kammer 1 gebogen und ihre Aussenwand ist mit einer wärmelei¬ tenden Fläche 5 versehen, die im geschlossenen Zu¬ stand der Kammer 1 mit einer an der Innenwand der Doppelwand des Abschlussdeckels 12 ausschliesslich an deren mit der Kammer 1 im geschlossenen Zustand in Kontakt stehenden Rand ausgebildeten wärmelei¬ tenden Fläche 5 in Berührung steht. An den wärme¬ leitenden Flächen 5 schliessen sich von aussen Kühlplatten 4 an. Die Kühlplatten 4 sichern über die wärmeleitenden Flächen 5 durch Wärmeleitung über die in den geschlossenen Räumen 2, 6 befind¬ liche frostbeständige Flüssigkeit die gleiche Tem¬ peratur der Innenwände des Abschlussdeckels 12 und der Kammern 1. Die wärmeleitenden Flächen 5 stehen
nirgendwo mit dem das zu lagernde Produkt aufneh¬ menden Innenraum in Berührung, da diese wärmelei¬ tenden Flächen 5 von der Innenwand der Doppelwand der Kammern 1 in Richtung zum Innern der Kammern 1 abgedeckt sind. Zum Zwecke der Vermeidung von Wär¬ meverlusten ist die Schliessflache 8 des Abschluss¬ deckels 12 mit einer Isolation versehen, die die Luftströmung und die Wärmeleitung zwischen Aussen- und Innenraum beseitigt. Bei der Kühlmaschine 11 wird der Kühlkreis- prozess von einem an sich bekannten Kompressor über einen aus den Kühlplatten 4 bestehenden Verdampfer und eine wärmeabgebende Fläche 9 aufrechtgehalten. Eine gute Wärmehaltung der lagernden Räume wird von einer Wärmeisolierung 3 gesichert, die zwischen der Aussenfläche der Kühlmaschine 11 und den Kühlplat¬ ten 4 sowie dem mit der frostbeständigen Flüssig¬ keit gefüllten geschlossenen Raum 2, 6 angeordnet ist. Die Wärmeisolierung 3, sowie die die ge¬ schlossenen Räume 2,6 umgebenden Doppelwände können auch aus durchsichtigem Material gefertigt werden, wobei die Wärmeisolation 3 ebenfalls eine Doppel¬ wand sein kann, zwischen deren Innen- und Aussen- wand Vakuum herrscht. Das Prinzipschema der Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Figur 4 entspricht im Grunde genommen dem der Vor¬ richtung nach Figur 3. Der Unterschied besteht da¬ rin, dass die Wärmeleitung zwischen dem Lagerungs- räum und dem Abschlussdeckel durch Warmekonvektion auf die Weise erfolgt, dass die geschlossenen Räume 2 und 6 durch flexible Rohre 14, gegebenenfalls mit einem Balg versehene Rohre miteinander verbunden sind und dadurch sich die Temperatur der sich in den beiden geschlossenen Räumen 2 und 6 befindli-
chen frostbeständigen Flüssigkeit ausgleichen kann. Bei der in den Figuren 5 und 6 veranschau¬ lichten Kühlmaschine 11 dienen 13 Schubfächer zur Aufbewahrung der zu lagernden Produkte, wobei diese Schubfächer 13 mit dem Abschlussdeckel 12 gemeinsam aus der Kammer 1 herausziehbar oder in diese ein¬ schiebbar sind. Die Schubfächer 13 sind ebenfalls an ihren Seiten und von unten mit einer einen ge¬ schlossenen Raum 6 bildenden Doppelwand umgeben, wobei die Aussenwand der Doppelwand mit einer wär¬ meleitenden Fläche 5 versehen ist, die im geschlos¬ senen Zustand mit der Innenwand der Doppelwand der Kammer 1 in Berührung steht, wobei in dem von der Doppelwand der Kammer 1 umschlossenen geschlossenen Raum 2 eine gekühlte frostbeständige Flüssigkeit angeordnet ist. Die Aussenwand der Doppelwand der Kammer 1 steht dagegen mit der Kühlplatte 4 in Be¬ rührung.
Diese Lösung ist aus zwei Aspekten besonders vorteilhaft. Einerseits muss bei der Herausnahme des gelagerten Produktes nicht der gesamte Lager¬ raum der Kühlmaschine 11 geöffnet werden, sondern nur das Schubfach 13 ist herauszuziehen, in welchem das gesuchte Produkt gelagert ist. Andererseits verursacht die Herausnahme des Produktes eine ge¬ ringere Luftbewegung, wodurch die gleichmässige Wärmehaltung (die Einhaltung einer konstanten Tem¬ peratur) in den Lagerräumen der Produkte besser als bei der mit Abschlussdeckel 12 (Tür) verschliessba- ren Ausführungsform gesichert werden kann.
In den Figuren 7-10 ist eine Kammer einer anderen erfindungsgemässen Vorrichtung zum Lagern von Lebensmitteln, Pflanzen, Fleisch und sonstigen organischen Stoffen veranschaulicht. Bei dieser Vorrichtung ist ebenfalls mindestens eine das zu
lagernde Produkt aufnehmende und mittels eines öff¬ nungsbaren Abschlussdeckels 12 hermetisch ab- schliessbare Kammer 1 vorgesehen, die jedoch im Un¬ terschied zu der oben beschriebenen Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Innenfläche 15 des Abschlussdeckels 12 zumindestens teilweise mit einem wärmeleitenden Material, zum Beispiel einer Metallplatte 17, vorzugsweise einer Kupfer- oder Aluminiumplatte bedeckt ist, deren Aussenseite 16 mit einer Wärmeisolierung 3 versehen ist. Die die Kammer 1 begrenzenden weiteren Wände sind zuminde¬ stens teilweise als Doppelwände ausgebildet, die mit dem wärmeleitenden Material des Abschlussdek- kels 12 in wärmeübertragender Verbindung stehen. Die von den Doppelwänden umschlossenen, geschlosse¬ nen, gekühlten zusammenhängenden Räume 2 sind mit einer zirkulierenden frostbeständigen Flüssigkeit oder mit einem zirkulierenden Gas gefüllt, wobei die Innenflächen der Doppelwände vorzugsweise aus Kunststoff sind. Die Innenseite 20 des wärmeleiten¬ den Materials, d.h. die Innenseite der Metallplatte 17 ist mit einer Farbschicht oder dünnen Kunst¬ stoffschicht 18 bedeckt, während die Aussenseite 16 der Metallplatte 17 mit Verdickungen 19, zum Bei- spiel Rippungen (Fig. 10) oder gitterförmig ausge¬ bildeten Rippungen (Fig. 8) oder wie in Figur 9 veranschaulicht mit Verdickungen von ca. 5 mm ver¬ sehen ist, die kreisförmige Unterbrechungen aufwei¬ sen wobei die Metallplatte 17 eine Dicke von ca. 0,5 mm aufweist. Diese Ausbildungen sichern eine bessere Wärmeleitung. Nachstehend wird das erfin- dungsgemässe Verfahren anhand eines konkreten Durchführungsbeispieles näher erläutert.
Alle die Kammer begrenzenden Flächen (die aus einer Kunststoffplatte mit gleicher Wanddicke
gefertigt sind) umgebenden geschlossenen Räume wer¬ den mit Gas, zum Beispiel Luft gefüllt, dann wird das Gas zu einem Verdampfer eines Kühlkreises geführt und auf -0,3 °C abgekühlt. Wenn nun das Gas durch Gravitation oder mittels eines Ventilators in Zirkulation gebracht wird, nimmt es von der die Kammer begrenzenden äusseren Fläche Wärme auf, es erwärmt sich und kühlt die Wand der Kammer durch Wärmeentzug ab. Sobald die Temperatur der Luft den Wert von +0,3 °C erreicht, wird mit Hilfe eines Thermostates automatisch der Kühlkreis eingeschal¬ tet und solange in Betrieb gehalten, bis die Tempe¬ ratur wieder den Wert von -3 °C erreicht. Dann wird wieder mit Hilfe des Thermostates der Kühlkreis ab- geschaltet. Dieser Prozess wird sich zyklisch wie¬ derholend fortgesetzt.
Die Temperatur der Innenfläche der zum Beispiel mit einer 3 mm dicken Kunststoffwand versehenen Kammer ändert sich dabei infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit während der Zykluszeit zwischen dem Ein- und Ausschalten des Thermostates abwech¬ selnd zwischen +0,1 °C und -0,1 °C, wodurch die Temperatur des inneren Raumes der Kammer ständig auf einen Wert von annähernd 0 °C gehalten werden kann.
Die Temperaturänderung des inneren Raumes der Kammer hängt ge äss bekannter Gesetze der Phy¬ sik von der Dicke der Kammerwand, den Wärmelei¬ tungseigenschaften des Materials der Wand der Kam- er, der Zykluszeit, der Temperaturänderung, der spezifischen Wärme und des Druckes des die die Kam¬ mer begrenzenden Flächen umgebenden Mediums, des¬ weiteren von den Volumina der geschlossenen Räume, die die die Kammer begrenzenden Flächen umgeben, und von der Wärmeisolierung der Aussenwand des ge-
schlossenen Raumes ab. Die einzelnen Parameter be- einfussen folgender Weise die Temperaturänderung des inneren Raumes der Kammer:
Die Temperaturänderung des inneren Raumes der Kammer kann durch Erhöhung der Dicke der Kam¬ merwand, durch Anwendung eines eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Materials für die Ausbildung der Kammerwand, durch Verringerung der Zykluszeit, durch Verringerung der Temperaturände- rungen des Mediums, das die die Kammer begrenzenden Flächen umgibt, durch Anwendung eines die die Kam¬ mer begrenzenden Flächen umgebenden Materials (Me¬ diums) mit geringerer spezifischer Wärme, durch Verringerung des Druckes des Mediums, das die die Kammer begrenzenden Flächen umgibt, durch Verrin¬ gerung des Volumens des geschlossenen Raumes, der die die Kammer begrenzenden Flächen umgibt, sowie durch Verringerung der Wärmeisolierung der Aussen¬ wand des geschlossenen Raumes verringert werden. Werden zum Beispiel die die Kammer begren¬ zenden Flächen mit einem Medium mit grösserer spe¬ zifischer Wärme umgeben, so ist in diesem Falle der Thermostat derart einzustellen, dass er bei +0,1 °C den Kühlkreis einschaltet, bzw. bei -0,1 °C aus- schaltet, um zu erreichen, dass die Temperatur des inneren Raumes der Kammer ständig auf einem Wert von 0 °C bleibt.
Natürlich ist bei der Konstruierung der Kühlvorrichtungen darauf zu achten, dass die wich- tigsten Parameter so ausgewählt werden, dass gerin¬ ge Herstellungs- und Betriebskosten gesichert wer¬ den.
Zusammenfassend weist das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die erfindungsgemässe Vorrichtung folgende Vorteile auf:
a./ Die Konservierungszeit der Lebensmittel pflanzlicher Herkunft, usw. kann auf ein Vielfaches der mit herkömmlichen Kühlmaschinen erreichbaren Konservierungszeit erhöht werden. b./ Während der Konservierung (Lagerung) tritt keine Veränderung der Qualität, der Farbe, des Geschmackes, des Geruches, der Härte, usw. der gelagerten Produkte ein. c./ Die Produkte bewahren auch bei freier Anordnung in dem Lagerraum der Kühlmaschine ihre ursprüngliche Qualität. d./ Die in dem Lagerungsraum angeordneten Produkte können ohne Schaden zu nehmen mit den Grenzflächen (den Innenwänden der Doppelwände) und miteinander in Berührung stehen, deshalb kann der Raum besser ausgenutzt werden, d.h. in einem glei¬ chen Volumen können mehr Produkte zum Zwecke der Lagerung (Haltbarmachung) als bei den herkömmlichen Kühlmaschinen, bzw. Kühlräumen untergebracht wer- den.