Seit langer Zeit sind Methoden bekannt, die das Verderben von Lebensmitteln oder von anderen temperaturempfindlichen Stoffen hinauszögern. Insbesondere durch Kühiverfahren lassen sich die meisten Lebensmittel im verarbeiteten Zustand konservieren. Denn mit sinkender Temperatur verlangsamen sich physikalische, chemische, mikrobielle und enzymatische Reaktionen.

Zum Transport und zur Lagerung verderblicher Waren, insbesondere von Lebensmitteln, werden daher Behälter mit einer thermisch isolierenden Wandung (Isolierbehälter) eingesetzt. Die Isolierbehälter werden in der Regel zusätzlich gekühit, um eine niedrige Temperatur im Innern des Isolierbehälters für einen längeren Zeitraum aufrechterhalten zu können.

Zur Kühlung von Isolierbehältern werden festes oder flüssiges Kohlendioxid oder flüssiger Stickstoff eingesetzt. Beispielsweise wird beim Cryogen@-Trans-Verfahren der in einem vakuumisolierten Behälter unter einem Kühifahrzeug gespeicherte flüssige Stickstoff gasförmig im Laderaum versprüht, wo er der Laderaumiuft Wärmenergie entzieht, um die darin befindlichen temperaturempfindlichen Stoffe zu kühlen (Gas aktuell, Heft 51, Seite 8, Messer Griesheim GmbH, 1996). Auch Kältespeicherplatten, welche mit einer Flüssigkeit, einer sogenannten "eutektischen Flüssigkeit"oder Kühlsole gefüllt sind, werden zu Kühizwecken eingesetzt.

Bei den Kühlmodulen, die mit tiekaltem flüssigen oder schneeförmigen Kohlendioxid oder tiekaltem flüssigen Stickstoff als Kühimedien befüllt werden, ist der Anschlußstutzen zum Befülien meist an der Stirnseite des Kühlmoduls angeordnet, so daß die Befüllung erst nach Öffnung der Tür des Isolierbehälters möglich ist. Dies hat den Nachteil, daß bei jedem Befülivorgang die Kälte aus dem Isolierbehälter in den meist wärmeren, umgebenden Raum entweicht. Damit ist

jeder Befülivorgang mit einem Kälteverlust verbunden, der die temperaturempfindlichen Stoffe im Isolierbehälters beeinträchtigen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Isolierbehälter mit einem Kühimodul zu schaffen, mit welchem ohne ein Öffnen einer Tür des Isolierbehälters der Befülivorgang des Kühimoduls mit einem Küh) medium sicher und technisch einfach möglich ist. Ferner soll eine Verfahren zum Befüllen eines Kühtmoduts in einem Isolierbehälter bereitgestellt werden, mit welchem ein möglichst effizientes und sicheres Einbringen des Kühtmediums in das Kühimodul möglich ist, ohne eine Tür des Isolierbehälters zu öffnen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Isolierbehälter mit einem Kühlmodul, der im Bereich der oberen Isolierbehälterwandung eine Füilöffnung aufweist, die in Verbindung steht mit einer Zuführöffnung des Kühlmoduls, um dem Kühimodul ein Kühimedium zuzuführen und wobei das Kühimodul zumindest eine Abführöffnung aufweist, woraus Kühimedium in den Innenraum des Behälters entweichen kann, um diesen zu kühlen.

Unter dem Begriff"Isolierbehälter"sind alle denkbaren Arten von zumindest teilweise geschlossenen Behältern zu verstehen, zum Beispiel Container, Schränke, Transportkarren (Trolleys) oder Transportwagen, die eine thermisch isolierende Wandung aufweisen und worin temperaturempfindliche Produkte gelagert oder transportiert werden können unter Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur für eine bestimmte Zeitdauer.

Unter dem Begriff"Kühlmedium"ist hier insbesondere ein tiefkalt verflüssigtes Gas oder Gasgemisch gemeint, welches bei normaler Raumtemperatur (ca. 23 °C) und bei Normaldruck (ca. 1 bar) als Gas vorliegt, zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid oder Luft, und welches bei der entsprechenden Temperatur und bei entsprechendem Druck in einem flüssigen, überkritischen oder festen Zustand ist, wobei der Begriff"fester"Zustand auch eine stückige, körnige oder schneeförmige Form mitumfaßt.

Vorzugsweise wird tiefkalter flüssiger Stickstoff als Kühtmedium verwendet, wobei der tiefkalte Stickstoff im wesentlichen in flüssiger Form im Kühimodul bevorratet ist, im Laufe der Zeit verdampft und durch die Abführöffnung im Kühimodul als gasförmiger Stoff in den Innenraum des Behälters entweicht, um diesen zu kühlen.

Nach der Erfindung ist die Füllöffnung verschließbar mit Hilfe von Verschlußmitteln, welche nicht über die Oberfläche der oberen Isolierbehälterwandung hinausragen. Als Verschluß der Füllöffnung kann zum Beispiel ein permanenter Ringmagnet eingesetzt werden, in dessen Mitte ein lsoliermaterial so angeordnet ist, daß es in der Wanddurchführung der Füllöffnung hineinreicht und dort abdichtet, wobei der Ringmagnet zum Beispiel durch eine um die Füllöffnung angeordnete Stahlscheibe gehalten wird. So können Kälteverluste weitestgehend vermieden werden.

Es ist vorgesehen, daß zumindest ein Teil der Verschlußmittel der Füllöffnung zusammenwirken mit Mitteln einer Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums in das Kühimodul, um die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums an den Isolierbehälter bzw. das Kühimodul zu koppeln. Dabei weist die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums im Bereich ihres mit der Füllöffnung verbindbaren Endes magnetische oder elektromagnetische Mittel auf, welche mit entsprechenden magnetisierbaren oder magnetischen Mitteln im Bereich der Füllöffnung des Isolierbehälters zusammenwirken, um die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums an den Isolierbehälter bzw. das Kühimodul zu koppeln, wobei vorzugsweise die Kopplung durch das Zusammenwirken eines Elektromagneten, welcher bei der Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums im Bereich ihres mit der Füllöffnung verbindbaren Endes angeordnet ist, und einer ringförmigen Stahlscheibe, welche im Bereich der Füllöffnung angeordnet ist, realisiert wird. Vorteilhaft kann diese Stahischeibe so in dem Isoliermaterial der thermisch isolierenden Wandung des Isolierbehälters eingearbeitet sein, daß keine Teile über die Oberfläche der oberen Isolierbehälterwandung hinausragen.

Zum Beispiel ist der Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums ein Injektionsrohr für das Kühimedium zugeordnet, um dieses Injektionsrohr ist eine

elektromagnetische Spule angeordnet und um die Fü ! ! öffnung ist eine Stahischeibe angeordnet. Auf das Injektionsrohr wirkt in Bezug zum Isolierbehälter bzw. zum Kühimodul eine magnetische Anziehungskraft, wodurch die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums an das Kühimodul gekoppelt ist.

Die Stahischeibe ist aus einem Material gefertigt, welches magnetisch oder magnetisierbar ist, beispielsweise ein Chrom-oder Nickelstahl. Das Injektionsrohr ist vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff, zum Beispiel Kupfer oder Edelstahl, hergestellt und die Ausströmöffnung für das Kühimedium in dem Injektionsrohr wird entsprechend dem gewünschten Volumenstrom gewähit. Unter dem Begriff"Injektionsrohr"sind hier alle denkbaren Arten von Injektionseinrichtungen, zum Beispiel Düsen und Lanzen, zu verstehen, die geeignet sind das Kühimedium in das Kühimodul einzubringen. Es ist ferner vorgesehen, daß die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums in das Kühimodul eine Zuführleitung aufweisen, welche mit einer Quelle für unter Druck stehendes Kühimedium verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist der Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums eine Vorrichtung zur Steuerung der Befüllmenge zugeordnet, welche eine Absperreinrichtung und einen in Wirkverbindung mit der Absperreinrichtung stehenden Zeitgeber aufweist, mit dessen Hilfe die Zeitdauer der Zufuhr des Kühfmediums in das Kühimodul gesteuert wird, um dem Kühimodul differierende Mengen an Kühimedium zuzuführen. Als Absperreinrichtung wird beispielsweise ein Ventil oder ein Schieber eingesetzt. Bei Verwendung eines Elektromagneten bei der Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums, zum Beispiel eine um das Injektionsrohr angeordnete elektromagnetische Spule und einer um die Füllöffnung angeordneten Stahlscheibe, wird die Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums gehalten bei Stromzufuhr in die Spule und kann durch Stromunterbrechung jederzeit, gegebenenfalls automatisch nach Beendigung des Fülivorgangs gelöst werden.

Erfindungsgemäß ist das Kühimodul lösbar mit dem Isolierbehälter verbunden und weist Einrichtungen auf, welche in Wirkverbindung mit entsprechenden Einrichtungen des Isolierbehälters stehen und ein Einschieben und eine Lagerung

des Kühimoduis in dem Isolierbehälter zu ermöglichen, so daß dem Kühimodul auch außerhalb des Isolierbehalters das Kühimedium zugeführt werden kann.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Küh ! modu) aus Edelstahl besteht und eine thermische Vakuumisolierung aufweist. Das Vakuum dieser Vakuumisolierung beträgt vorzugsweise kleiner 20 mbar, besonders bevorzugt 0,01 bis 1 mbar. Zur Verbesserung der hermischen Isoliereigenschaften kann bei dem genannten Vakuum-Druck eine Gasfüllung des Innenraums mit Kohlendioxid oder Argon verwendet werden. Nach der Erfindung beträgt die Höhe des Kühlmoduls 50 bis 200 mm, vorzugsweise 60 bis 100 mm.

Erfindungsgemäß sind im Isolierbehälter mindestens ein Kühimodul und mindestens eine Kaltespeicherplatte benachbart angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß ein Teil der Kälteleistung des Kühimediums zunächst von der Kältespeicherplatte aufgenommen werden kann. Dadurch kann vorteilhaft eine anfängliche Unterkühlung des zu kühlenden Gutes vermieden werden. Später wird die Kälte der Kältespeicherplatte wieder freigesetzt, wodurch die Kühfzeit deutlich verlangert wird. Die Kältespeicherplatte wirkt so als Kältepuffer und Kaltespeicher. Erfindungsgemäß ist die Kältespeicherplatte unterhalb des Kühimoduls im Isolierbehälter angeordnet. Die Kältespeicherplatte wirkt so vorteilhaft als Puffer gegen eine zu starke Kühlwirkung der Unterseite des Kühimoduls. Es ist nach der Erfindung vorgesehen, als Flüssigkeit in der Kältespeicherplatte eine eutektische Flüssigkeit einzusetzen. Nach der Erfindung besitzt die eutektische Flüssigkeit eine Gefriertemperatur von 0 bis-40 °C, besonders bevorzugt von ca.-2 bis-4 °C.

Das Kühimodul weist eine Abführöffnung auf, woraus im wesentlichen gasförmiges Kühimedium in den Innenraum des Behälters entweichen kann, wobei die Abführöffnung des Kühtmodu ! s vorzugsweise zugleich die Zuführöffnung ist. Vorteilhaft kann diese Öffnung mit einer Klappe versehen sein, die durch die eigene Masse aufgrund der Schwerkraft oder mit Hilfe von einem geeigneten Verschlußmechanismus geschlossen gehalten wird und erst bei einem bestimmten Druck im lnnern des Kühimoduls durch sich bildendes gasförmiges Kühimedium geöffnet werden kann.

Das Aufnahmevolumen des Kühlmoduls an Kühimedium beträgt bis zu 20000 g, vorzugsweise 500 g bis 15000 g. Es können vorteilhaft differierende Menge an Kühimedium in das Kühtmodut eingefüllt werden. Die Menge an einzufüllendem Kühtmedium ist von einer Vielzahl von Parametern abhängig, zum Beispiel abhängig von der Außentemperatur, der einzuhaltenden Temperatur im Isolierbehälter, der Anfangstemperatur des Isolierbehälters, dem im Isolierbehälter befindlichen Produkttyp, der Dauer der Kühlhaltung, der Transportweise und/oder der Art und Größe des Isolierbehälters. Beispielsweise werden für Schiffstanke sehr große Mengen benötigt und bei Isolierbehältern für Impfstoffe oder für bestimmte Trolleys sind nur relativ geringe Menge (bis zu wenigen Gramm) an Kühfmedium notwendig.

Gemäß der Erfindung wird die im wesentlichen senkrecht stehende Wandung des Isolierbehälters an deren Innenfläche so ausgebildet, zum Beispiel durch eine bestimmte, lammellenartige Struktur der Oberfläche, daß im oberen Bereich des Isolierbehälters entstehendes gasförmiges Kühimedium besser in den unteren Bereich des Isolierbehälters fallut bzw. strömt. Dadurch kann vorteilhaft die Temperaturverteilung innerhalb des Isolierbehälters verbessert werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Befüllen eines Kühimoduls in einem Isolierbehälter mit einem Kühtmedium gelöst, bei dem das Kühimedium dem Kühtmodut von oben durch eine Füllöffnung in der oberen Isolierbehälterwandung und eine damit in Verbindung stehende Zuführöffnung des Kühimoduls zugeführt wird, wobei Kühtmedium aus dem Kühimodul über zumindest eine Abführöffnung in den Innenraum des Behälters entweichen kann, um diesen zu kühlen.

Bei dem Verfahren wird erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Zuführen des Kühtmediums während des Befüttvorgangs durch magnetische Kraft gekoppelt an dem Isolierbehälter bzw. an das Kühlmodul, wobei vorzugsweise die magnetische Kraft mit Hilfe eines Elektromagneten im Bereich des mit der Füllöffnung verbindbaren Endes der Einrichtung zum Zuführen des Kühimediums und mit Hilfe einer im Bereich der Füttöffnung angeordneten Stahischeibe ausgeübt wird.

Vorzugsweise verdampft eine Menge von 200 bis 2000 g, besonders bevorzugt 800 bis 1200 g, an Kühfmedium innerhalb einer Stunde, um den Innraum des Isolierbehälters zu kühlen.

Die Zeitdauer der Zufuhr des Kühimediums in das Kühimodul wird durch eine der Befülleinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung erfindungsgemäß gesteuert, um dem Kühimodul differierende Mengen an Kühimedium zuzuführen und so eine zeitlich gewünschte Kältekonservierung der Stoffe innerhalb des isolierbehäiters einzustellen. Durch die Steuerung der Befülizeit können so, bei einem gegebenen Druck des Kühimediums bei dem Befü ! ! vorgang, dem Kühimodul differierende Mengen des Kühtmediums zugeführt werden, um eine zeitlich gewünschte Kältekonservierung der Stoffe innerhalb des Isolierbehälters einzustellen. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorteilhaft aber ebenso möglich, alternativ oder zusätzlich eine Regelung des Druckes des Kühtmediums zur Steuerung der zuzuführenden Menge an Kühimedium einzusetzen.

Als Kühimedium wird vorzugsweise tiefkalter, verflüssigter Stickstoff verwendet.

Der erfindungsgemäße Isolierbehälter und das Verfahren wird vorteilhaft zur zeitlich begrenzten Kältekonservierung von temperaturempfindlichen Stoffen, vorzugsweise zur Kühlung von Lebensmitteln, verwendet.

Darüber hinaus können mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung Produkte vorgekühlt und/oder eingefroren werden. Damit wird ein vorteilhafter Einsatz bei der Lagerung von Frischprodukten, zum Oxidationsschutz und zur Haltbarkeitsverlängerung der Frischware möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren werden nun anhand von Abbildungen (Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3) beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Isolierbehälters mit Kühlmodul,

Fig. 2 einen Schnitt durch den oberen Bereich des Isolierbehälters und des Kühimoduls mit einem Verschluß des Isolierbehälters, Fig. 3 einen Schnitt durch den oberen Bereich des Isolierbehälters und des Kühlmoduls und den mit dem Isolierbehälter verbindbaren Teil einer Einrichtung zum Zuführen des Kühtmediums in das Kühlmodul.

Der in Fig. 1 dargestellte Isolierbehälter 1 weist eine thermisch isolierende Wandung 2 auf. Innerhalb des Isolierbehälters 1 ist ein Kühimodul 3 angeordnet.

Das Kühimodui 3 weist eine Zuführöffnung 4 auf ; die in Verbindung steht mit einer Füllöffnung 5 des Isoliebehälters 1. Die obere Seite (schraffierte Fläche) der Isolierbehälterwandung 2 ist mit einer muldenförmigen Vertiefung 6 ausgestattet und das Kühimodul 3 weist eine Abführöffnung 7 Kühimedium auf.

In der Fig. 2 ist der Verschluß des Isolierbehälters 1 näher dargestellt. Im Bereich der Fü ! ! öffnung 5 des Isolierbehälters 1 ist eine Mulde 6 mit einer darin angeordneten ringförmigen Stahischeibe 8, wobei diese Stahlscheibe 8 so in dem Isoliermaterial der thermisch isolierenden Wandung 2 des Isolierbehälters 1 eingearbeitet ist, daß keine Teile über die Oberfläche der oberen Isolierbehälterwandung 2 hinausragen. Als Verschluß der Füllöffnung 5 kann zum Beispiel ein permanenter Ringmagnet 9 eingesetzt werden, in dessen Mitte ein Isoliermaterial 10 so angeordent ist, daß es in der Wandurchführung 11 der Füllöffnung 5 hineinreicht und dort abdichtet. So können Kälteverluste weitestgehend vermieden werden. Die Wandurchführung 11 kann als ein Rohrabschnitt ausgebildet sein und mit der äußeren Wand 12 des Kühimoduls 3 abschließen. Die Stahischeibe ist aus einem magnetischen oder magnetisierbarem Materai gefertigt, bneispielsweise einem Chrom-oder Nickelstahl.

In Fig. 3 ist eine Anlage zum Zuführen von Kühimedium in das Kühimodul 3 eines Isolierbehälters 1 mit Hilfe eine Einrichtung 13 dargestellt. Das Kühimodul 1 weist eine Einlaßöffnung 4 für Kühimedium auf, welches über ein Injektionsrohr 14 der Einrichtung 13 zugeführt wird. Das Injektionsrohr 14 ist mit der Einlaßöffnung 4 für

flüssigen Stickstoff bzw. der Füllöffnung 5 verbindbar. Um das Injektionsrohr 14 ist eine Spule 15 eines Elektromagneten angeordnet. Die Spule 15 ist innen hohl. In dem Hohlraum ist die Zuführleitung 16 angeordnet. Der Spule 15 kann ein Detektor zugeordnet sein (hier nicht dargestellt), um die Funktion der Spule zu detektieren. Die Einrichtung 13 kann darüber hinaus zugeordnete Einstelivorrichtungen aufweisen. Mit deren Hilfe kann zum Beispiel die Temperatur der Umgebungsluft des Isolierbehälters 1 oder die im Isolierbehälter 1 nötige Temperatur über eine Temperatur-Einstell-und Anzeigevorrichtung eingestellt werden und/oder die gewünschte Kühizeit für den gegebenen isolierbehälter 1 kann durch eine Zeit-Einstell-und Anzeigevorrichtung vorgewähit werden. Aufgrund dieser Werte für Temperatur und Zeit wird die entsprechende Menge an zuzuführendem Kühimedium eingestellt und geregelt.

Die Zufuhr von Kühimedium kann beispielsweise mit Hilfe einer zu-und abschaltbaren Förderpumpe und mit Hilfe eines Magnetventils oder Schiebers für das Kühimedium geregelt werden. Andere Steuerungsmöglichkeiten sind ebenso denkbar und durch die Erfindung nicht ausgeschlossen. Die Zuführung des Kühimediums erfolgt vorzugsweise durch Betätigen einer Betätigungseinrichtung.

In Verbindung mit einer entsprechenden Auslegung des Injektionsrohrs 14 kann so eine speziell gewünschte Menge an Kühimedium dem Kühimodui 3 zugeführt werden.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Injektion nur dann erfolgen kann, wenn eine sichere Verbindung zwischen Injektionsrohr 14 und dem Kühimodul 3 hergestellt ist. Daher ist es vorgesehen, daß beispielsweise die Betätigungseinrichtung nur dann eine Absperreinrichtung öffnen kann, wenn durch einen entsprechenden Sensor, welcher zum Beispiel das Vorhandensein eines geschlossenen Magneffeldes detektiert, die ordnungsgemäße Funktion des Elektromagneten angezeigt wird. Durch diese Ausgestaltungen wird einerseits die Sicherheit für das Bedienungspersonal erhöht und auf der anderen Seite die Umweltverträglichkeit sichergestellt.