Zariadenie na chladenie produktov oxidom uhličitým, spôsob plnenia chladiaceho modulu a použitie zariadenia a spôsobu

Vynález sa týka zariadenia na chladenie produktov oxidom uhličitým, obsahujúce plniaci a odoberaci modul na oxid uhličitý, chladiaci kontajner a chladiaci modul, priradený k chladiacemu kontajneru, pričom plniacemu a odoberaciemu modulu sú priradené prostriedky na prívod pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu, ktoré majú koniec pripojiteľný ku vstupnému otvoru chladiaceho modulu. Ďalej sa vynález týka spôsobu plnenia chladiaceho modulu tohto zariadenia. Vynález sa rovnako týka použitia uvedeného zariadenia a spôsobu.Oddávna sú vyvíjané spôsoby, oneskorujúce skazu potravin. Chladenie, ktoré bolo umožnené technickým rozvojom, umožňuje pri väčšine potravín, že sa môžu uchovávať v spracovanom stave. To je možné preto, že fyzikálne, chemické, mikrobiálne a enzymatické reakcie sa spomaľujú s klesajúcou teplotou.Hlavne pri zásobení cestujúcich v lietadlách sa kladú relatívne prísne požiadavky na udržiavanie hotových jedál v chladnom stave. Kvôli dodržiavaniu požadovaného hygienického štandardu kvality(napríklad Agreement on the international carriage of perishable foodstuffs and on the special equipment to be used for such carriage, Economic Commission for Europe, lnland Transport Committee,1991) sa musia niektore hotové jedlá udržiavať počas skladovania a dopravy na určitej teplote. Tak napríklad dodávatelia hotových jedál pre podávanie jedál na palube lietadiel dodávajú jedlá iba vtedy,ak majú teplotu v jadre najviac 8 °C. Aby sa mohli tieto normy dodržiavať, vyvinuli sa rôzne spôsoby (Gas aktuell, č. 44, str. 39, Messer Griesheim GmbH, 1993).V prípade systému Snow-Shooting-System spoločnosti MG Gas Products je každé jednotlivé poschodie transportného kontajnera automaticky chladené snehom z oxidu uhličitého s teplotou -78,9 °CZ britského patentového spisu GB 92165786 je známy systém chladenia potravín, pri ktorom sa lúč plynného oxidu uhličitého a snehu na báze oxidu uhličitého, v ňom obsiahnutého, zavádza na potraviny. Potraviny sú uložené v chladiacom kontajneri, ktorý sa po tomto spracovaní uzatvori.Zo spisu GB 9318715 je známy spôsob chladenia potravín, hlavne potravín pre cestujúcich v lietadlách. Tu sa sneh z oxidu uhličitého zavádza cez viacero výustiek do jednotlivých priestorov vnútri chladiaceho kontajnera na skladovanie potravín.Je ďalej známe používať na chladiace účely suchý ľad. V spise DE 29 29 666 A 1 je opísané vyhotovenie zásuvky na suchý ľad na uloženie v chladiacom kontajneri na dopravu jedál a nápoj ov v leteckej osobnej doprave, ktorý obsahuje v homom chladiacom priestore najmenej jednu zásuvku.Zo spisu FR 96 09 850 je známy chladiaci modul, ktorý je vytvorený podobne ako zásuvka a ktorý sa môže zasunúť do chladiaceho kontajnera, pričom chladiaci modul má stenu prepúšťajúcu plyn,vstupný otvor a Výstupný otvor, pričom vstupným otvorom sa môže privádzat kvapalný oxid uhličitý a výstupným otvorom môže unikať plynný oxid uhličitý.Patentový spis US-A 5 657 643 opisuje zariadenie a spôsob chladenia potravín v kontajneri. Zariadenie sa môže presúvať medzi pokoj ovou polohou a pracovnou polohou. V pracovnej polohe je zariadenie pripojené k otvoru kontajnera. Zariadenie obsahuje prívodné potrubie kvapalného oxidu uhličitého CO a potrubie pripojene k dýze vyčníevajúcej do kontajnera. Zariadenie tiež obsahuje návratné potrubie na plynný oxid uhličitý C 02, ktoré je pripojené k dúchadlu a ktoré vedie späť do zàsobnej nádrže. Kvapalný oxid uhličitý C 02 je vedený z prívodného potrubia dýzou tak, že sa vytvára oxid uhličitý vo forme snehu a súčasne oxid uhličitý v plynnej forme. Plyrmý oxid uhličitý sa odsáva a je vedený návratným potrubím späť do zásobníka.Vynález si kladie za úlohu vytvorit zariadenie obsahujúce plniaci a odoberaci modul oxidu uhličitého v chladiacom module, priradenom chladiacemu kontajneru, ako i spôsob plnenia chladiaceho modulu, priradenćho k chladiacemu kontajneru, ktoré by umožnili zavádzať oxid uhličitý do chladiaceho modulu pokiaľ možno najúčinnejšie a najspoľahlivej šie.Uvedený ciel je dosiahnutý podľa vynálezu zariadením na chladenie produktov oxidom uhličitým obsahujúcim plniaci a odoberaci modul na oxid uhličitý, chladiaci kontajner a chladiaci modul, príradený k chladiacemu kontajneru, pričom k plniacemu a odoberaciemu modulu sú priradené prostriedky na prívod pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu, ktoré majú koniec pripojiteľný ku vstup 10nému otvoru chladiaceho modulu, a plniaci a odoberaci modul je vybavený prostriedkami na odvádzanie V podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu, ktoré obsahujú aspoň jeden odvádzací otvor vzduchotesne pripojiteľný k Výstupnému otvoru chladiaceho modulu a na tento odvádzací otvor nadväzujú odvádzacie vedenia na odvádzanie v podstate plyrmého oxidu uhličitého a prostriedky na prívod oxidu uhličitého, odvádzací otvor a odvádzacie vedenie sú priradené spoločnej slqini.Pod pojmom pevný oxid uhličitý, ktorý sa privádza do chladiaceho modulu, sa tu chápe oxid uhličitý V pevnej forme, napriklad v kusovej, zmitej alebo snehovitej forme, ktorý môže obsahovat zvyškové množstvo oxidu uhličitého v inej forme, napríklad plynný oxid uhličitý. Pod pojmom v podstate plyrmý oxid uhličitý sa chápe plyrmý oxid uhličitý, ktorý môže obsahovať menšie zvyškové množstvo kvapalného alebo pevného oxidu uhličitého. Pod pojmom chladiaci kontajner (ako zariadenie s ukladacím chladiacim priestorom alebo kontajneť V širšom významovom slova zmysle) sa chápu všetky mysliteľné druhy zariadení s aspoň čiastočne uzatvoreným úložným chladiacim priestorom, ako napríklad kontajner v užšom významovom zmysle, skrine, vozíky alebo dopravné vozy, ktoré spravidla obsahujú tepelné izolačné steny a v ktorých môžu byť uložené alebo dopravované výrobky citlivé na teplotu pri udržiavaní určenej teploty po určitý čas. Plniaci a odoberaci modul sa dá veľrni ľahko obsluhovať a je relativne bezpečný. Môže sa totiž výhodne obsluhovať iba jednou rukou a súčasne zaisťovať prívod oxidu uhličitého a odvádzanie V podstate plyrmého oxidu uhličitého, pričom V podstate plyrmý oxid uhličitý sa neodvádza do vzduchu obklopujúceho plniaci a odoberaci modul a do chladiaceho modulu, ktorý sa má plniť. Chladiaci modul sa môže výhodne vyberať z kontajnera,takže oxid uhličitý sa môže privádzať do chladiaceho modulu pomocou plniaceho a odoberacieho modulu tiež mimo chladiaceho kontajnera.Ak sa do chladiaceho modulu privádza zrnitý, kusovitý alebo snehovitý pevný oxid uhličitý, môže s ním privádzaný alebo vznikajúci v podstate plynný oxid uhličitý unikať cez plniaci a odoberaci modul, takže v podstate všetko množstvo privádzaného pevného oxidu uhličitého zostáva V chladiacom module a je k dispozícii na chladiace účely.Podľa vynálezu obsahujú prostriedky na privádzanie pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu najmenej jednu injekčnú tmbicu vybiehajúcu cez čelnú stranu plniaceho a odoberacieho modulu, pre kvapalný oxid uhličitý a prostriedky na odvádzanie v podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu obsahujú najmenej jeden odvádzaeí otvor. Injekčná trubica je vyrobená výhodne z kovového materiálu, napríklad z medi alebo z nehrdzavejúcej ocele a Výstupný otvor na oxid uhličitý V injekčnej trubici sa volí podľa požadovaného objemového prúdu oxidu uhličitého.Pod pojmom injekčná trubica sa tu chápu všetky mysliteľné druhy injekčných zariadení, napríklad dýzy alebo vháňacie trubice, ktoré sú vhodné na zavádzanie kvapalného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu.Výhodne je plniaci a odoberaci modul vytvorený tak, že k privádzaniu pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu a odvádzaniu V podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu dochádza V podstate súčasne. Na tento účel obsahuje chladiaci modul stenu prepúšťajúcu plyny, cez ktorú sa vedie V podstate plynný oxid uhličitý k Výstupnému otvoru.Podľa vynálezu sú prostriedky na odvádzanie v podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu V spojení so zariadením na odsávanie v podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu. Ako zariadenie na odsávanie sa výhodne použije odvádzacie dúchadlo. Vhodným usporiadaním a regulovacím zariadením na odsávanie, napríklad prispôsobeným otvoreným profilom odvádzacieho otvoru a/alebo reguláciou odvádzacieho dúchadla a jemu prispôsobeným objemovým prúdom privádzaného oxidu, napríklad zodpovedajúcim tvarom injekčnej trubice, môže byť V podstate plynný oxid uhličitý z chladiaceho modulu plne odvedený bez toho, aby sa dostal do okolitého vzduchu.Odsávaný plyrmý oxid uhličitý môže byť vedený do voľného priestoru alebo na ďalšie použitie,napríklad na inertizáciu alebo na chladenie. Obzvlášť výhodne môže byť plynný oxid uhličitý privádzaný k výmenníku tepla, s ktorého pomocou je oxid uhličitý, výhodne V kvapalnej forme, predchladzovaný. Použitím odsávaného plynného oxidu uhličitého s teplotou výhodne -50 °C až -55 °C sa tak dosahuje výhodne znižovanie teploty kvapalného oxidu uhličitého z teploty cca -20 °C na teplotu cca-27 °C, čím sa zvýši účinnost privádzania oxidu uhličitého. Pri privádzaní snehovitého oxidu uhličitého to vedie napríklad k zvýšeniu miery tvorby snehu z oxidu uhličitého o cca 5 .Plynný oxid uhličitý, vzniknutý pri plnení chladiaceho modulu, môže byť práve tak vzduchotesne zachytávaný a potom sa vedie späť do skvapalňovacieho alebo vratného systému.Prostriedky na privádzanie pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu obsahujú prívodné potrubie, ktoré je spojené so zdrojom kvapalného oxidu uhličitého nachádzajúceho sa pod tlakom.Podľa vynálezu je k plníaeemu a odoberaciemu modulu priradené zariadenie na ovládanie plniaceho množstva privádzaného oxidu uhličitého, ktoré obsahuje uzatvárací mechanizmus a časovač, pracovne spojený s uzatváracím mechanizmom, s ktorého pomocou je riadená doba trvania prívodu oxidu uhličitého do chladiaceho modulu, aby sa do chladiaceho modulu privádzali rôzne nmožstvá pevnéhooxidu uhličitého a časovo sa tak nastavilo požadované uchovávanie chladu v látkach vnútri chladiaceho kontajnera. Ako uzatvárací mechanizmus sa napríklad použije ventil alebo posúvač, výhodne p 0 suvac.Podľa ďalšieho znaku vynálezu obsahuje plníaci a odoberací modul zariadenie na pripájanie plniaceho a odoberacieho modulu počas prevádzky k chladiacemu modulu.Výhodne obsahujú prostriedky na privádzanie pevného oxidu uhličitého do chladiaceho modulu v oblasti ich konca, spájateľného so vstupným otvorom chladiaceho modulu, magnetické alebo elektromagnetické zariadenie, ktoré je pri prevádzke plniaceho a odoberacieho modulu v pracovnom spojení so zodpovedajúcim magnetickým alebo elektromagnetickým zariadením v oblasti prívodného otvoru chladiaceho modulu. Napríklad je okolo injekčnej trubice uložená elektromagnetické cievka a chladiaci modul obsahuje oceľový kotúč, uložený okolo vetriaceho otvoru chladiaceho modulu. Na injekčnú trubicu pôsobí vo vzťahu k chladiacemu modulu magnetická priťažlivá sila, čím je plníaci a odoberací modul pripojený k chladiacemu modulu. Toto spojenie má výhodu v tom, že je minimalizované nebezpečenstvo priliepania alebo zalepovania pri relatívne nízkej teplote (cca -78 °C pre oxid uhličitý vo forme snehu). Oceľový kotúč je zhotovený z materiálu, ktorý je magnetický alebo magnetizovateľný, napríklad chrómovou alebo niklovou oceľou.Podľa ďalšieho znaku vynálezu chladiaci modul, ktorý je oddeliteľne spojený s chladiacim kontajnerom obsahuje zariadenia, ktoré sú v pracovnom spojení so zodpovedajúcimi zariadeniami chladiaceho kontajnera a umožňujú zasúvanie a uloženie chladiaceho modulu v chladiacom kontajneri.Kapacita chladiaceho modulu je výhodne l 000 g až 3 000 g oxidu uhličitého vo forme snehu. Výhodne môžu byt plnené do chladiaceho modulu rôzne rrmožstvá oxidu uhličitého vo forme snehu. Množstvo náplne z oxidu uhličitého vo forme snehu závisí od radu parametrov, napríklad od vonkajšej teploty, teploty, aká sa má udržiavať v chladiacom kontajneri, počiatočnej teploty chladiaceho kontajnera, typu výrobku, nachádzajúceho sa v chladiacom kontajneri, času trvania udržiavania v chladenom stave, spôsobu dopravy a/alebo druhu a velkosti chladiaceho kontajnera. Napríklad sú na lodné nádrže potrebné veľké množstvá, zatiaľ čo na chladiace priestory na očkovacie látky alebo určité vozíky sú potrebné iba relatívne malé rrmožstvá (až niekoľko gramov) oxidu uhličitého vo forme snehu.Úlohou vynálezu je ďalej riešenie spôsobu plnenia chladiaceho modulu, uvedeného zariadenia, pri ktorom sa k chladiacemu modulu pripojí plníaci a odoberací modul a potom sa pomocou prostriedkov,priradených k plniacemu a odoberaciemu modulu, privádza pevný oxid uhličitý a súčasne sa z chladiaceho modulu odvádza v podstate plyrmý oxid uhličitý a z podstatnej časti neuniká do okolitého vzduchu.Podľa vynálezu sa plniacim a odoberacírn modulom, pripojeným k chladiacemu modulu, privádza do chladiaceho modulu pevný oxid uhličitý tým, že sa do chladiaceho modulu zavádza kvapalný oxid uhličitý, pričom kvapalný oxid uhličitý jeho rozpínaním a odparovaním v chladiacom module prechádza aspoň z veľkej časti do pevného oxidu uhličitého, výhodne snehovitého oxidu uhličitého. Oxid uhličitý vo forme snehu sa vyznačuje relatívne voľným usporiadaním, a tým i podstatne väčším povrchom proti masívnym doskám z pevného oxidu uhličitého (doskám zo suchého ľadu). Tým je sublimované množstvo chladného plyrmého oxidu uhličitého podstatne vyššie. Sneh z oxidu uhličitého je obklopovaný atmosférickým vzduchom. V dôsledku vyššej hustoty plyrmého oxidu uhličitého vznika smerom dole prúdiaci plynný prúd, ktorý môže unikat z chladiaceho modulu, pozostávajúceho z dostatočne porézneho materiálu, dovnútra chladiaceho kontajnera, v ktorom sú uložené chladiace látky a chladia látky, ktoré sa v kontajneri nachádzajú. Podiel oxidu uhličitého v zmesi vzduchu a oxidu uhličitého v chladiacom kontajneri sa zväčšuje pri pokračujúcej sublimácii pevného oxidu uhličitého až na teplotu okolo -78,9 °C, čistého chladného plynného oxidu uhličitého.Výhodne sa počas plnenia chladiaceho modulu pevným oxidom uhličitým z chladiaceho modulu odsáva v podstate plynný oxid uhličitý.Podľa vynálezu je odsávanie v podstate plynného oxidu uhličitého z chladiaceho modulu a prívod oxidu uhličitého riadené tak, že tlak vnútri chladiaceho modulu zostáva počas prívodu oxidu uhličitého v podstate rovnaký a zodpovedá približne atrnosférickému tlaku 0,1 MPa (l bar).Podľa vynálezu sa čas trvania privádzania oxidu uhličitého do chladiaceho modulu ovláda pomocou plniaceho a odoberacieho modulu tak, aby sa do chladiaceho modulu privádzali rôzne množstvá pevného oxidu uhličitého, a tým sa nastavovalo požadované uchovávanie chladu v látkach uložených v chladiacom kontajneri.Podľa vynálezu sa používa v podstate plyrmý oxid uhličitý z chladiaceho modulu na predchladzovanie kvapalného oxidu uhličitého, pričom uvedený v podstate plynný oxid uhličitý na predchladzovanie má výhodne teplotu -55 °C až -50 °C.Plniaci a odoberací modul a spôsob podľa vjmálezu sa výhodne používajú na časovo obmedzené uchovávanie chladu v látkach citlivých na teplotu, výhodne na chladenie potravín. Okrem toho jemožné pomocou zariadenia a spôsobu podľa vynálezu predchladzovať a/alebo zmrazovat výrobky. Je tak možné výhodné použitie pri skladovaní čerstvých výrobkov kvôli ochrane proti oxidácii a na predlžovanie skladovacieho času čerstvého tovaru.V nasledujúcom opise vynálezu je ako chladiace médium opisovaný oxid uhličitý výhodne vo forme snehu. Okrem tohto chladíaceho média sú podľa vynálezu použiteľné iné chladiace médiá,hlavne iné plyny, skvapalnené pri veľmi nízkych teplotách.Prehľad obrázkov na výkresochVynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom opise na príkladoch vyhotovenia s odvolaním na pripojené výkresy, v ktorých znázorňuje obr. l perspektívny pohľad na zariadenie na plnenie chladíaceho modulu chladíaceho kontajnera,obr. 2 perspektívny pohľad na plniaci a odoberací modul,obr. 3 a 4 dva rezy časťou plniaceho a odoberacieho modulu s chladiacim modulom v chladiacom kontajneri pripojeným k nemu a obr. 5 pôdorysný pohľad na plniaci a odoberací modul.Na obr. l je znázomené zariadenie na plnenie chladíaceho modulu 1 chladíaceho kontajncra 2 pomocou plniaceho a odoberacieho modulu 3. Chladiaci modul 1 obsahuje vstupný otvor 4 na kvapalný oxid uhličitý, ktorý sa privádza cez injekčnú trubicu 5 plniaceho a odoberacieho modulu 3. Vznikajúci v podstate plynný oxid uhličitý je z chladíaceho modulu 1 odvádzaný cez Výstupný otvor 6 a odvádzaci otvor 7 plniaceho a odoberacieho modulu 3 a na ne nadväzujúce odvádzacie potrubie 9. Kvapalný oxid uhličitý sa privádza do plniaceho a odoberacieho modulu 3 cez prívodné potrubie 8. Plniaci a odoberací modul 3, ako i odvádzacie potrubie 9 a prívodné potrubie 8 sú upevnené na ramene 10 cez spojovací prvok 11 tak, že je možná obsluha plniaceho a odoberacieho modulu 3 jednou rukou pomocou rukovätí 12. Privod kvapalného oxidu uhličitého je regulovaný ovládacou jednotkou 13, pričom na plniacom a odoberacom module 3 je uložený nastavovací mechanizmus 14 na nastavovanie rnnožstva privádzaného kvapalného oxidu uhličitého.Injekčné potrubie 5 a privodné potrubie 8 tvoria prostriedky 100 na prívod pevného oxidu uhličitého do chladíaceho modulu. Výstupný otvor 7 a odvádzacie potrubie 9 tvoria prostriedky 200 na odvádzanie V podstate plynného oxidu uhličitého z chladíaceho modulu.Na obr. 2 je podrobnejšie znázomený plniaci a odoberací modul 3. Plniaci a odoberací modul 3 obsahuje injekčnú trubicu 5 na kvapalný oxid uhličitý, vybiehajúci z čelnej strany 17 plniaceho a odoberacieho modulu 3, odvádzací otvor 7 na v podstate plynný oxid uhličitý, prívodné potrubie 8 a odvádzacie potrubie 9, ktoré sú osadené na spoločnej slcrini 15. Obsluhu plniaceho a odoberacieho modulu 3 je možné vykonávať jednou rukou 16 pomocou rukoväti 12. Na odvádzanie v podstate plynného oxidu uhličitého je na plníacom a odoberacom module 3 uložený kanálový úsek 18, vystupujúci z jeho čelnej strany 17, ktorý môže byť spojený s výstupným otvorom 6 chladíaceho modulu 1. Je vybavený centrujúcou časťou 19, ktorá slúži na to, aby sa odvádzaci otvor 7 plniaceho a odoberacieho modulu uviedol do polohy zodpovedajúcej odvádzaciemu otvoru 6 chladíaceho modulu 1.Injekčná trubica 5 je spájateľná so vstupným otvorom 4 na kvapalný oxid uhličitý. Okolo injekčnej trubice 5 je uložená cievka elektrornagnetu 20. Cievka 20 je vnútri dutá. V dutine je uložené privodné potrubie 8. Cievke 20 je priradený detektor 21 na detekciu funkcie cievky 20. Na cievke 20 je injekčná trubica 5 uložená a upevnené. Plniaci a odoberací modul 3 môže okrem toho obsahovať doň integrovaný nastavovací mechanizmus 14. Jeho pomocou sa môže napríklad nastavovat teplota okolitého vzduchu chladíaceho kontajnera alebo teplota potrebná v chladiacom kontajneri, alebo teplota nastavovacieho a indikačného mechanizmu 22, a/alebo môže byt predvolený požadovaný čas chladenia pre daný chladiaci kontajner mechanizmom 23 na nastavovanie času a indikáciu. Na základe týchto hodnôt teploty a času je možné nastaviť a regulovať zodpovedajúce množstvo privádzaného kvapalného oxidu uhličitého.Prívod kvapalného oxidu uhličitého sa môže regulovať napríklad pomocou pripájateľného a odpáj ateľného dopravného čerpadla a pomocou magnetického ventilu alebo bežca pre kvapalný oxid uhličitý. Sú tiež možné ine ovládacie možnosti, ktoré nie sú vynálezom vylúčené. K prívodu oxidu uhličitého dochádza výhodne ovládaním ovládacieho mechanizmu 24, ktorý je napríklad uložený na rukoväti 25. V spojení so zodpovedajúcirn dimenzovaním inj ekčnej trubice 5 môže byť z plniaceho a odo