DE1692187C3 - Vorrichtung, zur künstlichen Absenkung des Sauerstoffgehaltes für die Erzeugung einer kontrollierten Atmosphäre in einem gekühlten Lagerraum für Früchte, Gemüse, Blumen, Pilze und dergleichen - Google Patents
Vorrichtung, zur künstlichen Absenkung des Sauerstoffgehaltes für die Erzeugung einer kontrollierten Atmosphäre in einem gekühlten Lagerraum für Früchte, Gemüse, Blumen, Pilze und dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur künstlichen
Absenkung des Sauerstoffgehaltes für die Erzeugung einer kontrollierten Atmosphäre in einem
gekühlten Lagerraum für Früchte, Gemüse, Blumen, Pilze u. dgl., bestehend aus einem Lagerraum, an den
ein Leitungssystem für die Ab- und Wiederzuführung von Lagerluft angeschlossen ist, in welchem mindestens
ein in Abhängigkeil von dem Sauerstoffgehalt der Lagerluft beeinflußbares Drosselorgan sowie ein
Strömungsmesser für die Menge der entnommenen Luft angeordnet ist und in dem in die Entnahmeleitung
der Lagerluft eine Einspeiseleitung für die Zuführung einer in Abhängigkeit von der Luftmenge
eingestellten Brenngasmenge mündet, und wobei das Leitungssystem weiterhin eine katalylische Verbrennungseinrichtung
und mindestens eine Adsorptionseinrichtung aufweist.
Es ist üblich, mit Hilfe einer geeignet kontrollierten
bzw, geregelten Atmosphäre, und zwar bei stark vermindertem Sauerstoffgehalt der Lageratmosphäre
sowie bei einem für das Lagergut günstigen Kohlendioxydgehalt der Lagerluft eine Haltbarkeit von in
Kühlräumen gelagerten Früchten u.dgl. über einen Zeitraum von mehreren Monaten zu ermöglichen.
Der in der Lagerungstechnik für Früchte u.dgl. übliche Ausdruck »kontrollierte Atmosphäre« wird
beispielsweise in der Zeitschrift »Die Kälte«, Januar 1967, S. 15 und folgende erläutert.
Äpfeln, ihre Lebensfunktionen auch nach der Ernte erhalten, indem Sauerstoff verbraucht und Kahlendioxyd produziert wird. Je schneller diese »Atmungsvorgänge« verlaufen, bei weichen Zucker und andere
Nährstoffe verbraucht werden, um so schneller altern die Früchte. Eine Vcrlangsamung dieser Atmungsvorgänge läßt sich dadurch erreichen, daß Jer Sauerstoffgehalt der Lageratmosphäre gegenüber dem
Sauerstoffgehalt der Normalluft wesentlich gesenkt
ίο wird, bei der Lagerung von Früchten zweckmäßig
auf etwa 3 ·/■».
Eine solche von der Normalluftzusammensctzung abweichende Atmosphäre hinsichtlich Sauerstoff-
und Kohlendioxydgehalt kann nach einem bekannten
is Verfahren dadurch hergestellt werden, daß in einem
gekühlten und nach außen weitgehend gasdicht abgeschlossenen Lagerraum untergebrachten Früchten
unter Sauerstoffaufnahme abgegebene« Kohlendi oxyd aus der Lagerraumatmosphäre z. B. durch Aus-
waschen in einer geeigneten Absorptionsvorrichtung, bis auf einen gewünschten Prozentsatz entfernt wird.
Bei der Atmung des Lagergutes wird der Sauerstoffgehalt der Lagerluft mehr und mehr aufgebraucht.
Sobald der gewünschte Minimalwert des Sauerstoffes von etwa 3 0Zo erreicht ist, kann dieser Wert in der
Folge durch Zuführung von Außenluft aufrechterhalten werden.
Bei einer ausreichenden Gasdichtigkeit des Lagerraumes
kann der Sauerstoffgehalt der Lagerluft von anfänglich 20,8 0Zo auf etwa 3 °.n bei dieser Verfahrensweise
in wenigen Wochen im allgemeinen erreicht werden. Da die Atmungsvorgänge jedoch um
so intensiver verlaufen, je höher der Sauerstoffgehalt der Lagerluft ist, bewirkt bei frisch eingelagerten
Früchten u. dgl. jeder Tag, um den ein Endsauerstoffgehalt von 3 0Zo später erreicht wird, eine wesentliche
Verkürzung der Lagerfähigkeit des Lagergutes von unter Umständen mehr als -..iner Woche.
Beispielsweise wird in der USA.-Patentschrift 3 203 771 zur Verbrennung von Sauerstoff zur Herstellung
einer kontrollierten Lagerraumatmosphäre eine katalytische Verbrennungseinrichtung vorgeschlagen,
welcher außer Luft Brenngas zugeführt wird. Hierbei wird das L..ft-Brenngasgemisch erst im
Brennraum der Einrichtung auf die Zündtemperatur erhitzt, wobei die Erhitzung auf die Zündtemperatur
durch unmittelbare Rückstrahlung der heißen Verbrennungsgase im Brennraum entsteht. Die Verbrennung
soll hierbei im Bereich von etwa 10000C er-
5^ folgen.
Es ist jedoch ohne weiteres nachweisbar, daß bei einer so hohen Verbrennungstemperatur neben Kohlenmonoxyd
auch die sehr giftigen Stickoxyde produziert werden, die in der Anwendung auf die l.ebensmittellagerung
einen wesentlichen Nachteil darstellen bzw. überhaupt nicht zulässig sind.
Hohe Verbrennungsternperaturen haben aber auch den Nachteil, daß die Lebensdauer des Katalysators
stark reduziert wird, so daß dieser öfter ausgewech-
seit werden muß.
Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß bei dem bekannten Prozeß Verbrennungsgas und Luft dem
Brennraum zugeführt werden, ohne daß eine Vorrichtung vorhanden ist, die dafür sorgt, daß das
Brenngas gleichmäßig mit der Luft durchmischt wird.
Demzufolge können im Brennraum selbst auch bei niedrigeren Verbrennungstemperaturen als 10000C
örtliche Überhitzungen auftreten, die das unerwünschte
Kohlenmonoxyd und Stiekuxyde entstehen lassen und andererseits die Lebensdauer des Katalysators
herabsetzen.
Es ist weiterhin z. B. aus der USA.-Patentschrtft 2 772 ')52 eine Verbrennungsvorrichtung bekannt,
bei welcher eine Komponente, nämlich die Verbrennungsluft, aufgewärmt wird und das Luft-Brenngasgemisch
nicht vor der Verbrennung, sondern erst an der Brennstelle durch zusätzliche Brsnnvorrichtungen
auf Zündtemperatur gebracht wird.
Der Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß durch die unterschiedlichen spezifischen
Gewichte von Brenngas und Luft eine Durchmischung nicht vollständig genug erreicht werden kann,
um örtliche Überhitzungen in der Brennkammer zu vermeiden.
Die Entstehung von giftigen Gasen, wie Kohlenmonoxyd und Stickoxyden, ist deshalb ebenfalls die
Folge.
Außerdem sei noch bemerkt, daß eine offene Sauerstoffverbrennung, ζ. Β. durch eine Flamme, allgemein
in der Lageningstechnik für Früchte u. dgl.
nicht angewendet wird, da die entstehenden hohen Verbrennungstemperaturen zur Bildung der vorste- as
hcnd erwähnten giftigen Gase führen würden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gewünschten Sauerstoffgehalt für die Lagerluft mit
Hilfe einer Vorrichtung zu erreichen, die die Bildung von den bereits erwähnten giftigen Gasverbindungen
vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verbrennungseinrichtung
aus einer an ihrer oberen Seite offenen Kammer besteht, in welcher ein parallele
Strömungskanäle aufweisender Oegenstromwiirme
austauscher angeordnet ist, wobei in dem unteren Teil der von unten nach oben durchströmten Kanäle
ein gasdurchlässiger Katalysator angeordnet ist, und daß sich unterhalb dessen außerhalb der Kammer
mindestens eine Heizquelle befindet, die mit der Kammer durch eine verschließbare Klappe an der
Grundfläche der Kammer verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Gegenstromwärmeaustauschers
in der Verbrennungseinrichtung wird neben einer Wärmerückgewinnung erreicht,
daß das in den Katalysator eingeleitete Luft-Brenngasgemisch bereits auf seine Zündtemperatur
vorgewärmt wird und durch die turbulente Strömung des Luft-Brenngasgemisches in den Kanälen des
Wärmeaustauschers, was eine charakteristische Eigenschaft eines wirkungsvollen Wärmeaustauschers
ist, eine gleichmäßige Durchmischung der verschiedenen Gaskomponenten erreicht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand eines in der Zeichnung dargestellten und im
folgenden erläuterten Ausführungsbeispnels der Erfindung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellungsweise eine Gesamtanlage einschließlich eines Lagerraumes
einer Verbrennungsanlage und einer Absorptionseinrichtung mit einem sie verbindenden Leitungssystem,
während in
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Verbrennungsanlage itii Detail dargestellt ist.
Gemäß F i g. 1 ist ein zur Aufnahme von Früchten o«J. dgl. dienender, gekühlter und nach außen weitgehend
gasdicht abgeschlossener Lagerraum 1 über ein Leitungssystem m»t einer Sauerstoffverbrennungsanlage
2 und einer Absorptianseinriehtung 3 für die
Auswaschung von Kohlendioxyd verbunden. Zur Entnahme finer Luftmenge aus dem Lagerraum ist
an diesen eine mit der Verbrennungsanlage 2 verbundene Leitung 4 angeschlossen. Die Leitung für Zuführung
von Brenngas in die Anlage 2 ist mit der Ziffer 5 bezeichnet. Eine Leitung 6 für das Verbrennungsgas
verbindet die Anlage 2 mit der Absorptionseinrichtung 3, in welcher Kohlendioxyd mit
Hilfe eines Absorptionsmittels ausgewaschen wird. Die in der Anlage 2 auf den gewünschten Sauerstoffbetrag
reduzierte und in der Einrichtung 3 um den gewünschten Betrag an Kohlendioxyd verminderte
Lagerluft strömt über eine Leitung 7 in den Lagerraum I zurück. Für die Zirkulation der entnommenen
Luftmenge durch das Leitungssystem dient eine nicht dargestellte Fördereinrichtung, z.B. ein Gebläse
oder ein Ventilator.
Die in F i g. 2 dargestellte Sauerstoff-Verbrennurigsanlage
besteht im 'vesentlichen aus folgenden Konstruktionselementen, /u; die Leitung 4 (Fig. 1)
ist für die Zuführung einer uus dem Lagerraum 1 (F i g. 1) entnommenen L.agerluftmenpe eine Leitung
10 angeschlossen, in der ein Strömungsmesser 11 angeordnet ist und die in eine Verbrennungseinrich-'.ung
12 mündet. Der Strömungsmesser, der nur schematisch dargestellt ist, weist eine in der Höhe verstellbare,
mit einer Fo'DZfilensteuerung ausgerüstete
Einrichtung 13 auf. In die Luftleitung 10 mündet eine Leitung 14 für die Zuführung von Brenngas,
z. B. Propan. In der mit einer Brenngasdruckflasche 15 über eine Leitung 5 verbundenen Leitung 14 sind
ein Druckregelventil 16 und ein von der im Strönungsmesser
11 gemessenen Luftmenge beeinflußtes Magnetventil 17 sowie ein von der in der Verbrennungseinrichtung
12 gemessenen Temperatur beeinflußtes Magnetventil 18 angeordnet. Außerdem weist
die Leitung 14 ein Druckregelventil 10 auf zur Anpassung
des Brenngasdn;ckes an den Druck der
Lagerluft in der Leitung 10. Schließlich führt die Leitung 14 über einen Strömungsmesser 20, hinter
welchem in Leitung 14 ein in Abhängigkeit von der die Leitung 10 im Betrieb durchsetzenden Luftmenge
beeinflußtes Drosselorgan 21 und außerdem ein von Hand betätigbares Ventil 22 angeordnet sind.
Das Drosselorgan 21 ist über eine im wesentlichen aus einer über zwei Zahnräder 23 laufenden Kette 24
bestehenden Verstelleinrichtung, die über eine Stange 25 mit der Einrichtung 13 verbunden ist, einstellbar.
Hinter der Druckregeleinrichtung 16 ist in Leitung 14 eine Speiseleitung 26 mit einem unterhalb der
Verbrennungseinrichtung 12 angeordneten Brenner 27 angeschlossen.
Die Verbrennungseinrichtung 12 besteht aus einer an ihrer oberen Seite offenen Kammer 28, in welcher
ein parallele Strömungskanäle 29 und 30 aufweisender Gegen^tromwärmeaustauscher mit einem mit der
Leitung 10 verbundenen Verteilraum 31 in den Wärmeaustauscher und mit einem Zufiihrungsraum 32 an
seinem unteren Ende für das Gasgemisch angeordnet ist. Im unteren Teil der Kanäle 3£) ist zwischen Lochblechen
33 ein gasdurchlässiger Katalysator 34, z. B. granuliertes Palladium, angeordnet.
Die Kammer 28, die an ihrer Bodenfläche eine Klappe 35 aufweist, besteht aus einem Doppelmantel
aus Blech, der zur Wiirmeisolation nach außen z. B.
mit Glaswolle aufgefüllt ist.
Die Verbrennungseinrichtung ist über eine Leitung
36, in der cine Bimctallfedcr 37 angeordnet ist, mit gasmcngc im Bedarfsfall noch weiter /a\ reduzieren,
einem Kühler 38 verbunden. In den oberen Teil die- Die Linslellung dieses Ventils kann in Abhängigkeit
ses Kühlers mündet eine über eine Wasserleitung 39 von der Stellung des Schwebekörpers 20« vorgenom-
gespeiste Sprühdüse 40. An den unteren Teil des men werden. Im übrigen dient der Strömungsmesser
Kühlers ist eine aus einem Siphon und eine mit der 5 2W zu Konlrollzwccken, so daß insbesondere bei Ik-
Atmosphäre in Verbindung stehende Auffangrinne triebsstörungcn die Brcnngasleitung 14 über Ventil
bestellende Ablaufeinrichtung 41 für Kühlwasser an- 22 von der Leitung 10 abgetrennt werden kann,
geschlossen. Das Luft-Brenngasgcmisch durchströmt die Ku-
Aus dem oberen Teil des Kühlers führt eine Lei- niile 29 und erwärmt sich hierlx:i durch VV'iirmeaus-
tung 42 heraus, in der ein Drosselventil 43 zur Ein- m tausch mit dem in den Kanälen 30 entgegenströmen
stellung der Durchsatzmenge der Lagerluft durch die den Verbrennungsgas. Im unleren Teil der Kanäle 30
Verbrennungsanlage 2 angeordnet ist und die an die wird das Gemisch beim Durchströmen des Katalvsa-
Vcrbindungsleitungö (Fig. 1) angeschlossen ist. tors 34 flammlos verbrannt, wobei der gewünschte
Schließlich sind die Leitungen 10 und 12 über eine Anteil des Sauersloffgehaltcs der Lagerluft bei l'ro-
ein Ventil 44 aufweisende Bypass-Lcitung 45 vcr- 15 pan als Brenngas durch Bildung von Wasser und
bunden. Kohlendioxyd gebunden wird. Das Verbrennungsgas
Der Vorgang zur Reduktion des Sauerstoffgehaltcs strömt sodann durch Leitung 36 in den Kühler 38.
im Lagerraum 1 auf einen gewünschten Minimalbe- Zur Sicherheit, daß die Temperatur in der Vertrag
wird im folgenden an Hand der Zeichnung er- brennungsein richtung während des Betriebes auf
läutert. *° Grund der \κ\ der Verbrennung frei werdenden
Sobald in den Lagerraum 1 (Fig. 1) vorgekühlte Wärme über die erwünschte Höchsttemperatur von
Ware, z. B. Äpfel, eingebracht und der Lagerraum etwa 600° C nicht ansteigt, wird über die in der Leigeschlossen
worden ist, wird das in der Leitung 42 tung 36 angeordnete Bimetallfcder 37 bei Überangeordnete
Drosselventil 43 entsprechend der ge- schreitung eines bestimmten Tempcraturwerts die
wünschten Entnahmemenge von Lagerlufl, die sich 25 Klappe 35 der Kammer 28 entsprechend geöffnet, so
nach dem Sauerstoffgehalt der Lageratmosphäre und daß diese von einer erforderlichen Kühlluflmenge
anderen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise durchi.römt wird, so daß derjenige Temperaturwert
Durchsatzmenge der benutzten Absorptionseinrich- bei welchem die Verbrennung durchgeführt werden
tung 3, richtet, eingestellt. Die eingestellte Luftmenge soll, gehalten wird.
strömt nun aus dem Lagerraum I durch die Leitun- 30 Im Kühler 38 wird das bereits im Wärmeaustaugen
6 und 10 bei geöffnetem Ventil 46 in die Ver- scher abgekühlte Verbrennungsgas durch eingcsprühbrennungsanlagc
2. Gleichzeitig wird von der Gasfla- tes Kühlwasser weiter auf eine Temperatur gekühlt,
sehe 15, in der z.B. ein Druck von 5 atü herrscht, die der gewünschten Zuströmtemperatur des Gases
der in dem Drosselventil 16 auf etwa 0,5 atü redu- in die Absorptionsanlage entspricht, und in gesättigziert
wird, der Brenner 27 durch Leitung 26 mit Pro- 35 tem Zustand aus der Verbrennungsanlage durch Leipan
gespeist und bei z.B. von Hand geöffneter tung 42 und weiter durch Leitung6 von einer bci-Klappe
35 die Verbrennungseinrichtung 12 erwärmt. spielswcise in der Absorptionsanlage angeordneten
Sobald die Temperatur im Raum 32 etwa 350 C er- Fördereinrichtung angesaugt. In der Absorptionsanreicht
hat, wird über einen Temperaturfühler 47, der lage3, die z.B. einen Absorptionsiurm unci einen
über nicht dargestellte Steucrleitungen mit dem Ma- 40 Desorptionsturm zur Regenerierung des Absorpgnetventil
18 verbunden ist, dieses Ventil geöffnet tionsmittel, z. B. Pottaschelösung (K2CO3), mit je
und ein in der Brennleitung 26 angeordnetes Ven- einem Düsendoppelboden aufweist, wird aus dem
ti! 48 geschlossen. Verbrennungsgas ein Teil des Kohlendioxydes ausge-
Sobald der Schwebekörper 11 α im Strömungsmes- waschen und das nunmehr den gewünschten Gehall
scr 11 den Lichtstrahl der Fotozellensteuereinrich- 45 an Sauerstoff und Kohlendioxyd aufweisende Lager-
tungl3 unterbricht, d.h., wenn die Leitung 10 von gas sodann durch Leitung7 nach Kühlung iin einet
der gewünschten Entnahmeluftmenge durchsetzt nicht dargestellten Kühlanlage des Lagerraumes 1 ir
wird, wird in Abhängigkeit der Einrichtung 13 über diesen zurückgeführt. Von dem Absorptionsmitte
nicht dargestellte Steuerlcitungen das Magnetventil wird ein Teil des Wassergehaltes des Verbretinunes-
17 geöffnet. Nunmehr kann Propan aus der Gasfla- 50 gases aufgenommen, wenn die Temperatur des zu
sehe 15 durch die Leitung 14 in die Luftleitung 10 strömenden Gases höher als diejenige des aus dei
einströmen. Die Menge des zugeführten Brenngases, Absorptionsanlage ausströmenden Gases ist.
welches in dem Drosselventil 19 dem Druck der Das dargestellte Ausfühningsbeispiel mit Propar
Lagerluft in Leitung 10 von beispielsweise 1 ata an- als Brenngas und einer Verbrennungstemperatur vor
gepaßt worden ist, wird durch den Öffnungsquer- 55 weniger als 600° C macht zusätzliche Abscheiideein
schnitt des Drosselventils 21 bestimmt. Dieser öff- richtungen für KohJenmonoxyd und Stickoxydi
nungsquerschnitt wird — wie bereits an vorstehender überflüssig, da, wie bereits erwähnt, bei der Verbren
Ste'le beschrieben — in Abhängigkeit von der Foto- nung nur Kohlendioxyd und Wasser als Oxyde ent
zellensteuereinrichtung 13 über die Elemente 23, 24, stehen.
25 eingestellt Bei der Verwendung von Propan als 60 Wie weiterhin an vorstehender Stelle beschriebei
Brenngas wird diese Einstellung so vorgenommen, wurde, kann es unter Umständen zweckmäßig sein
daß höchstens 1,5 Vo der durchsetzten Lagerluft- die Verbrennungsanlage während der ganzen Lager
menge an Brenngas zugeführt wird, da bei 2 0Zo die zeit mit einer geringeren Durchsatzmenge zu betrei
Explosionsgrenze erreicht wird. Wenn beispielsweise ben. In diesem Fall kann der restliche Teil der ent
die Durchsatzmenge an Lagerluft durch die Verbren- 65 nommenen Lagerluftmenge von der Entnahmelei
nungsanlage 50 In3ZTi betragen soll, so wurden hoch- tung 4 durch die Bypass-Leilung 45 direkt in die Ab
stens 0,75 ms/h an Brenngas zugemischt. Sorptionseinrichtung 3 durch Leitung 6 gcförder
Mit Hilfe des Ventils 22 ist es möglich, die Brenn- werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
4382
Claims (1)
- i 692 187Patentanspruch:Vorrichtung zur künstlichen Absenkung des Sauerstoffgehaltes für die Erzeugung einer kontrollierten Atmosphäre in einem gekühlten Lagerraum für Früchte, Gemüse, Blumen, Pilze u.dgl., bestehend aus einem Lagerraum, an den ein Leitungssystem für die Ab- und Wiederzuführung von Lagerluft angeschlossen ist, in welchem mindestens ein in Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt der Lagerluft beeinflußbares Drosselorgan sowie ein Strömungsmesser für die Menge der entnommenen Luft angeordnet ist und in dem in die Entnahmeleitung der Lagerluft eine Einspeiseleitung für die Zuführung einer in Abhängigkeit von der Luftmenge eingestellten Brenngasmenge mündet, und wobei das Leitungssystem weiterhin eine katalytische Verbrennungseinrichtung und mindestens eine Adsorptionseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung (12) aus einer an ihrer oberen Seite offenen Kammer (28) besteht, in welcher ein parallele Strömungskanäle aufweisender Gegenstromwärmeaustauscher (29, 30) angeordnet ist, wobei ir, dem unteren Teil der von unten nach oben durchströmten Kanäle (30) ein gasdurchlässiger Katalysator (34) angeordnet ist, und daß sich unterhalb dessen außerhalb der Kammer V28) mindestens eine Heizquelle (27) befindet, die mit der Kammer (28) durch eine verschließbare Klappe (3i/ an der Grundfläche der Kammer (28) veri-under ist.
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1968
- 1968-01-18 JP JP241668A patent/JPS51189B1/ja active Pending
- 1968-01-26 BE BE709922D patent/BE709922A/xx unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4331693A (en) | 1979-09-12 | 1982-05-25 | Polska Akademia Nauk, Instytut Katalizy I Fizykochemii Powierzchni | Method for storage of horticultural products in freshness |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE1692187A1 (de) | 1972-04-13 |
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| JPS51189B1 (de) | 1976-01-06 |
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| GB1219098A (en) | 1971-01-13 |
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| BE709922A (de) | 1968-07-26 |
| NL6703099A (de) | 1968-07-29 |
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