DE19534113A1

DE19534113A1 - Gerüche und Feuchtigkeit adsorbierende Kochtopf- und Pfannenabdeckung

Info

Publication number: DE19534113A1
Application number: DE19534113A
Authority: DE
Inventors: Jonas Toernblom
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-20

Description

Küchengerüche mögen ja manchmal den Appetit anregen, sie sind aber im großen und ganzen eine Belästigung, insbesondere wenn sich hartnäckige, oft unangenehme Gerüche in einer Wohnung festsetzen.

Um der Gerüche Herr zu werden, bedient man sich in den meisten Fällen einer Abzugshaube. Die einfachste Lösung ist, daß die angesaugte Luft samt Geruchsstoffen ins Freie geblasen wird. Solche Systeme sind aber wenig um weltfreundlich, da sehr große Massen aufgewärmter Luft verlorengehen und zudem eine Geruchsbelästigung für die Nachbarschaft bedeuten können. Aus diesem Grund werden heute Umluftsysteme bevorzugt. Diese enthalten zum üblichen Fettfilter ein Aktivkohlefilter, das die Geruchsstoffe adsorbiert. Auf grund der unvermeidbaren Turbulenzen ist es nicht möglich, die ganze vom Kochherd aufsteigende Luft zu erfassen und je nach Art der Gerüche kann es immer noch zu einer Geruchsbelästigung kommen.

Es ist daher sinnvoll, Gerüche bereits an der Quelle wenigstens zu einem gro ßen Teil zu erfassen. Diese Idee wurde beispielsweise bei Fritiergeräten ver wirklicht, die im Deckel eine bestimmte Menge Aktivkohle aufweisen, die nach Erschöpfung ausgewechselt werden muß. Bei der beschränkten Lebensdauer dieser keineswegs billigen Filter ist diese Anwendung ziemlich teuer.

Es gibt grundsätzlich mehrere Möglichkeiten für ein Filter an der Innenseite eines Kochtopfdeckels. So kann man beispielsweise einen flachen Behälter aus einem Drahtgeflecht konzipieren, der mit einer Aktivkohleschüttung gefüllt und mit einer Halterung befestigt ist. Bei Erschöpfung der Kapazität der Kohle ist diese auszuwechseln und zu entsorgen. Das Hantieren mit Aktivkohle, die immer Abrieb enthält, ist eine schmutzige Angelegenheit. Ein weiterer Nachteil ist, daß für Schüttungen immer relativ große Teilchen verwendet werden müs sen, um zu vermeiden, daß die Schüttung zu kompakt wird bzw. Kohle durch den Drahtbehältereinsatz hindurchfällt. Größere Teilchen führen aber immer zu einer schlechteren Adsorptionskinetik bzw. schlechteren Nutzung der Ka pazität. Außerdem ist das Anbringen eines Aktivkohlebehälters kompliziert und verlangt eine besondere Halterung.

Eine andere Möglichkeit sind poröse Matten, die mit einer fein vermahlenen Aktivkohle enthaltenden Kunststoffdispersion imprägniert sind. Solche Syste me haben den Nachteil, daß verhältnismäßig geringe Kohlemengen unterge bracht werden können, die zudem durch den Binder in ihrer Aktivität erheblich gestört sind. Auch diese Filter werden nach Erschöpfung entsorgt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß das Filtermaterial, das in der EP 340 542 beschrieben ist, sich nicht nur aufgrund seiner hohen Luft durchlässigkeit und selbsttragenden Eigenschaft für die Geruchsbindung "an der Quelle" hervorragend eignet, sondern auch in der Geschirrspülmaschine (oder gleichwertigem Waschvorgang) vollwertig regeneriert werden kann. Selbst nach 20 regenerierenden Wäschen war die Wirksamkeit ungebrochen und es wurden keine Alterungserscheinungen festgestellt. Dieses Filtermateri al besteht aus einer dreidimensionalen Trägermatrix, an deren Stegen kleine Adsorberteilchen mittels spezieller Haftmassen angebracht sind. Eine bevor zugte Ausführung ist ein offenporiger, retikulierter PU-Schaum mit 8-25 ppi, an dessen inneren und äußeren "Stegen" eine kugelförmige, abriebfeste Aktiv kohle (⌀ 0,3-0,8 mm) mittels einer Haftmasse auf Basis eines maskierten Iso cyanats angebracht sind. Aufgrund der Materialeigenschaften (elastisch, selbsttragend) können insbesondere runde Filter mit einer Dicke von 5 - 20 mm sehr einfach im Inneren eines Kochtopfdeckels angebracht (s. Abb. 1) bzw. ausgewechselt werden. Damit der entweichende Dampf das Filtermedi um besser durchströmt, sind im Deckel geeignete Öffnungen angebracht.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist eine flache Haube aus einem offenen Drahtgeflecht, das lediglich als Stütze für das Filtermaterial dient. In teressanterweise kann sich die Filterschicht mehrere Zentimeter über dem Rand einer Bratpfanne befinden (s. Abb. 2), ohne daß Gerüche wahrgenom men werden können. Die Erklärung für diesen überraschenden Befund ist die extrem hohe Luftdurchlässigkeit der Filterschicht, die die über der Pfanne auf steigende Luft ungebremst - und deshalb ohne seitliches Ausweichen - durch läßt. Diese "Entdeckung" ist nicht ohne Bedeutung, denn sie erlaubt, die Filter schicht dort anzubringen, wo keine hohen Temperaturen, die die Filterschicht schädigen bzw. das Adsorptionsgleichgewicht ungünstig beeinflussen könn ten, mehr vorkommen.

Das die Filterschicht tragende Drahtgeflecht ruht bevorzugterweise auf minde stens drei Füßchen, die sich auf dem Pfannenrand abstützen und so geformt sind, daß sie für mehrere Pfannendurchmesser geeignet sind.

Die beschriebenen Anwendungsmöglichkeiten dürfen nicht als Einschränkung betrachtet werden, denn aufgrund der mitgeteilten Lehre kann der Fachmann sicher noch andere Formen gestalten. Wichtig ist die hohe Luftdurchlässigkeit der Filterschicht und die Möglichkeit, diese zu regenerieren, und zwar insbe sondere durch Waschen in einer Geschirrspülmaschine.

Ein weiterer Vorteil der Geruchsfilterschicht ist, daß sie beträchtlich viel Was serdampf aufnimmt, ohne daß hierdurch die Fähigkeit, Geruchsstoffe zu ad sorbieren, verlorengeht. Der Grund hierfür ist die hydrophobe innere Oberflä che der verwendeten Aktivkohle. Sind kaum polare Gruppen vorhanden (meist OH), ist das Wasser im wesentlichen durch van der Waalse Kräfte festgehal ten. Diese sind aber bei den Geruchsstoffen, die durchweg höhere Molekular gewichte haben, stärker, so daß sie vom Wasser kaum verdrängt werden. Man kann diese Eigenschaft nutzen, um einen Teil beim Braten entweichen den Wasserdampfes zu binden (weniger beschlagene Fenster). Der aufge nommene Wasserdampf wird beim Trocknen wieder langsam an die Luft ab gegeben.

Das bevorzugte Adsorbens ist eine hydrophobe Kugelkohle und das aus meh reren Gründen: Die Kugelform erlaubt die bestmögliche Beladung des dreidi mensionalen Trägersystems, wobei neben der guten Rieselfähigkeit auch die wesentlich größeren Mengen, die im Trägersystem (Schaum) untergebracht werden können, ins Gewicht fallen. Warum das Adsorbens hydrophob sein soll, wurde bereits erörtert. Hydrophobe Kugelkohle läßt sich beispielsweise aus Pech herstellen (DE 23 49 163, US 3 917 806), aber auch diverse Ionen austauscher sind gute Ausgangsmaterialien (DE 43 28 219).

Grundsätzlich adsorbiert Aktivkohle als "Mädchen für alles" alle Gerüche, so daß eine besondere Imprägnierung nicht notwendig erscheint. Nichtsdesto trotz kann für die besonders widerlich riechenden Amine (Fischgeruch) eine Säure-Imprägnierung nützlich sein. Da diese beim Regenerieren (Waschen) herausgewaschen wird, ist es empfehlenswert, die Kohle nach dem Wasch vorgang mit verdünnter Essigsäure nachzuimprägnieren und einfach an Luft trocknen zu lassen.

Obschon vieles für die Verwendung von Aktivkohle spricht, sollten andere Ad sorbenzien, die oft sehr spezifische Eigenschaften haben, nicht unberücksich tigt bleiben. So eignen sich auch hydrophobe Molekularsiebe, die sowohl als Formkörper (Preßlinge) wie auch Pulver angeboten werden. Letzteres kann in einer Pelletiervorrichtung mit Wasserglas (Kieselsäure/Alkaliverhältnis 3-4) als Binder zu 0,5-1 mm großen Kügelchen verarbeitet werden. Durch Zugabe eines Säurespenders, z. B. 5-10% Propylenkarbonat, entsteht eine hochporö se S₁iO₂-Matrix, die im Gegensatz zu organischen Bindern (Dispersionen) die Zugänglichkeit zum Adsorbens nicht bremst. Die Kügelchen lassen sich wie andere körnige oder kugelförmige Adsorbenzien verarbeiten.

Eine weitere Möglichkeit sind unter der Bezeichnung "poröse Polymere" ange botene Adsorbenzien auf Basis von Styrol und etwas Divinylbenzol, deren Poly merketten über CH₂-Brücken vernetzt sind, die ein hohes Speichervermögen besitzen und hydrophob sind. Ein typischer Vertreter dieser Gruppe wurde un ter dem Namen "Sorbathene" angeboten.

Schließlich können auch Ionenaustauscher, zumindest in Mischung mit ande ren Adsorbenzien, von Nutzen sein. So eignen sich stark saure Kationenaus tauscher zur Bindung von Aminen. Allerdings verlangen diese eine saure Wä sche zur Wiederherstellung ihrer adsorptiven Eigenschaften.

Anionenaustauscher können aufgrund ihrer alkalischen Gruppen saure Kom ponenten binden. Sie bedürfen keiner speziellen Nachwäsche, da die Wasch flotte in einer Geschirrspülmaschine ausreichend Alkali enthält.

Als Haftmasse für die Adsorbenzien werden hochviskose, hydrolysefeste, maskierte Di- oder Polyisocyanate bevorzugt, die über ein Diamin vernetzt sind, z. B. Impranil HS 62. Damit die Adsorberkügelchen gut haften, muß die Haftschicht eine ausreichende Dicke haben. Sie soll beim PU-Schaum etwa 70-100% des Schaumgewichts betragen. Auch über Feuchte vernetzende Di- oder Polyisocyanate sind geeignete Haftmassen.

Grundsätzlich können auch die dem Fachmann bekannten Kunststoff-Disper sionen eingesetzt werden, sofern sie eine ausreichende Anfangshaftung brin gen. Lösemittelhaltige Kleber sind wegen Umweltproblemen und der Gefahr der Vergiftung des Adsorbens weniger geeignet.

Es wurde gefunden, daß auch anorganische Haftmassen verwendet werden können. Diese haben den Vorteil, zu sehr harten und hydrolysefesten Filter materialien zu führen. Eine geeignete Haftmasse ist hochviskoses Wasserglas auf Na-, evtl. K-Basis. Das Verhältnis Kieselsäure/Alkali liegt bevorzugterwei se um 3-4. Um das Ausfällen der Kieselsäure etwas zu beschleunigen, wird vorzugsweise ein schwacher Säurespender, z. B. Propylenkarbonat, in einer Menge von 5 bis max. 10% zugegeben. Es entsteht ein poröses Kieselsäure gerüst, das an Kohle sehr fest haftet. Dieses Haftsystem hat den Vorteil, selbst adsorbierende Eigenschaften zu besitzen.

Claims

1. Hoch luftdurchlässiges Filtermaterial zur Vermeidung von Küchengerüchen, bestehend aus einem dreidimensionalen Trägersystem, auf dem Adsorber teilchen fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß es durch einen Wasch vorgang regeniert werden kann.

2. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es unmittel bar über der Geruchsquelle angebracht ist.

3. Filtermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es durch eine Drahtkonstruktion in seiner Position festgehalten wird.

4. Filtermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich an der Innenseite eines Kochtopfdeckels befindet, der eine Reihe von Öffnun gen besitzt, die 10-80%, bevorzugterweise mehr als 50%, der Deckel oberfläche ausmachen.

5. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein retikulierter, offenporiger Polyurethanschaum mit 8-30 Poren pro Inch (ppi) ist.

6. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsor bens Aktivkohle ist.

7. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsor bens eine hydrophobe Kugelkohle mit ⌀ 0,3-1,0 mm, vorzugsweise 0,4-0,8 mm, ist.

8. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsor bens eine Kornkohle mit Teilchengröße 0,3-1,0 mm ist.

9. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsor bens Formkörper aus hydrophoben Molekularsieben bzw. runde Agglo merate aus in eine SiO₂-Matrix eingebundene, pulverförmige, hydro phobe Molekularsieben sind.

10. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorp tionsschicht wenigstens teilweise einen Kationen- bzw. Anionenaustau scher enthält.

11. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haft masse, mit der die Adsorberteilchen auf dem Trägersystem fixiert sind, ein polymeres System ist.

12. Filtermaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haft masse ein Polyurethan ist, das aus einem mit einem Diamin vernetzten prepolymeren Di- bzw. maskierten Polyisocyanat aufgebaut ist.

13. Filtermaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haft masse ein Polyurethan ist, das aus einem durch Feuchte vernetzbaren prepolymeren Di- bzw. Polyisocyanat aufgebaut ist.

14. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haft masse "Wasserglas" ist, das in wasserunlösliche Kieselsäure umgesetzt wird.