WO2016001195A1 - Selbsterwärmende dose - Google Patents

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WO2016001195A1
WO2016001195A1 PCT/EP2015/064787 EP2015064787W WO2016001195A1 WO 2016001195 A1 WO2016001195 A1 WO 2016001195A1 EP 2015064787 W EP2015064787 W EP 2015064787W WO 2016001195 A1 WO2016001195 A1 WO 2016001195A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
zeolite
food
heat
aqueous solution
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/064787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Marty
Original Assignee
Can Man Ruedi Umbricht
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Can Man Ruedi Umbricht filed Critical Can Man Ruedi Umbricht
Publication of WO2016001195A1 publication Critical patent/WO2016001195A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/24—Warming devices
    • A47J36/28—Warming devices generating the heat by exothermic reactions, e.g. heat released by the contact of unslaked lime with water

Definitions

  • the invention relates to a transportable device for heating food, comprising a container for receiving the food and a container adjacent to the heating chamber, which is thermally coupled via a common heat-conducting wall with the container and at the same time separated from this and containing a composition, which generates heat upon supply of water in an exothermic chemical reaction.
  • Transportable devices for heating food are known per se.
  • WO2014 / 044609 describes such a device comprising at least three separate chambers: a food container, and a two-part heating chamber. Although suitable, this device is considered inadequate in many respects. First of all, the production of the device, in particular of the correctly filled heating space, is complicated and thus expensive. This is disadvantageous for many applications, in particular disposable use. Furthermore, the reliability of the device is low. In a significant proportion of the devices produced the heating is not or only delayed.
  • EP 1 126 004 discloses a substance mixture comprising calcium oxide (CaO) and aluminum powder (AI).
  • CaO calcium oxide
  • AI aluminum powder
  • Another mixture for producing heat is known from DE 10 2008 015 677 AI.
  • a zeolite granules and water-containing bag.
  • the water bag is burst, whereupon the water is distributed within the surrounding bag and acts on the zeolite granules.
  • the zeolite absorbs the water, generating heat.
  • a disadvantage of the arrangement proposed there is that first a rapid distribution of water within the bag must be achieved, which is to be achieved for example by water-conducting additional layers of an absorbent material. Namely, if the water is not suddenly distributed in the bag, it reacts only with the adjacent parts of the zeolite granules, which mixture then forms a barrier that hinders further distribution of the water. This in turn reduces the heat yield.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved transportable device for heating food, in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are avoided.
  • Fig. 1 shows the filled, transportable device, here in the form of a beverage can. Visible are first pantry with filling food (L), heating room with zeolite (Z) and substance mixture (S), as well as second pantry with aqueous solution (W).
  • Fig. 2 shows the same device but not filled.
  • the area of the storage space (3) is indicated.
  • Fig. 3 shows a section of Fig. 2, here in particular the insulation (10) and wall / chamber of the heating chamber is visible.
  • Fig. 4 shows a further detail of Fig. 2, here in particular the second reservoir with opening mechanism (8), pressure relief valve (9) and lever (11) is visible.
  • Fig. 5 shows the filled, transportable device, here in the form of a food can. Visible are first pantry with filling food (L), heating room with zeolite (Z) and substance mixture (S), and second storage room with aqueous solution (W), as well as opening mechanism (8).
  • FIG. 6 shows the filled, transportable device, here in the form of a food can. Visible are first pantry with filling food (L), heating room with zeolite (Z) and substance mixture (S), and second pantry with aqueous solution (W) filled by the external access for water (Wl).
  • FIG. 7 shows the unfilled, transportable device according to FIG. 6.
  • the invention relates to a portable food heating device having a container for holding the food and a sealed heating space adjacent to the container.
  • Heating chamber is thermally coupled via a common heat-conducting wall with the container and at the same hermetically separated from this.
  • the heating space has a single chamber.
  • This chamber is both a mixture described below (S) and a zeolite (Z).
  • the composition may generate heat upon delivery of an aqueous solution in an exothermic chemical reaction to form water vapor.
  • the zeolite can sorb water / water vapor under heat formation, in particular adsorb.
  • the invention is based on the basic concept known per se, that in a heating space (3) a chemical exothermic reaction of the solid mixture (S) is combined with a physical exothermic reaction of the zeolite (Z) so that the gases occurring in the chemical reaction at least partially so sorbed in the physical exothermic reaction that the pressure can be kept below the maximum pressure that could result in damage to the portable device.
  • the heating chamber (3) only a single chamber (5) contains. It has been found that the devices described herein can more reliably heat filled foods. In particular, the rate of untreated heating (so-called drop-outs) is significantly reduced. Thus, the portable devices described herein constitute a technical advance in two respects: they are more reliable in use and easier to manufacture at the same time.
  • the invention relates to a transportable device (1) for heating food, comprising: a first storage space (2) for receiving the food (L) and a heating space
  • the portable device has no storage space for an aqueous solution (W).
  • W aqueous solution
  • the heating space must be supplied from the outside through an access (Wl), the aqueous solution. Accordingly, such a device is particularly suitable for applications in the field of camping / trekking.
  • the invention relates to a transportable device (1) for heating food, comprising: a first storage space (2) for receiving the food (L), a second storage space (7) containing an aqueous solution (W), and a heating space (3) containing both the solid mixture (S) and the zeolite (Z), characterized in that the heating space (3) via a common heat conducting wall (4) with the first Reservoir (2) is thermally coupled and at the same time hermetically separated from this, and that the heating chamber (3) consists of a single chamber (5) in which said mixture (S) and zeolite (Z) are located.
  • the transportable device has a reservoir (7) for an aqueous solution (W). This has the advantage that no aqueous solution has to be supplied from the outside. However, the device is larger and heavier with otherwise the same parameters. Accordingly, such a device is particularly suitable for immediate use applications at public events and for commuters.
  • the invention relates to a portable device (1) for heating food, as described above, comprising a storage space (7) and an external access (Wl).
  • a portable device (1) for heating food as described above, comprising a storage space (7) and an external access (Wl).
  • Wl external access
  • Food (L) According to the invention, a wide range of foods, foods and drinks are suitable.
  • beverages include: carbonated drinks, non-carbonated beverages (such as tea, coffee, cocoa).
  • foods include: soups, pastas, rice dishes, cheese fondue, meat dishes (such as goulash), sweets (such as chocolate fondue).
  • inventive device for heating food such as cheese fondue.
  • Substance mixture (S) According to the invention, a broad spectrum of solids is suitable which undergo an exothermic chemical reaction on contact with water. Examples which may be mentioned are: calcium oxide, if appropriate in combination with aluminum and / or sodium carbonate and / or potassium carbonate and / or iron sulphate.
  • Zeolite (Z) According to the invention, a broad spectrum of natural and synthetic aluminosilicates is suitable. For the zeolite to perform the described function, it must of course be anhydrous or at least low in water.
  • the zeolite is binder-free, then it is typically present in spherical form; or binder-containing, then it can take the form of a desired compact.
  • Suitable zeolites may be selected from the group of synthetic zeolites such as zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite L, ZSM 5 and ZSM 11.
  • the invention thus relates in particular to a device as described herein, in which the aqueous solution is an acidic aqueous solution.
  • Portable device Such devices are well known and are used as cans, especially tinplate cans or aluminum cans for transporting food.
  • cans For drinks, generally cylindrical, or substantially cylindrical, cans are suitable, in which the height (in cm) is greater than the diameter (in cm).
  • cans For food is common cylindrical or substantially cubic cans, in which the height (in cm) is smaller than the diameter / diagonal (in cm).
  • pantry, heating room and 2nd pantry can be shaped and arranged differently, corresponding variations are within the skill of the artisan.
  • the heating space and the second storage space are of a height which is about 10 to 50% of the external dimensions of the bottom of the device (1) (FIG. 5). This means that a flat heating space is formed, which occupies a small volume and allows a good heat transfer to 1 storage space. This embodiment is particularly advantageous when the food is a food.
  • the heating space can protrude into the first storage space without having a common wall with the wall of the device (FIG. 2). This leads to a particularly large surface of the wall (4), without heat is radiated to the environment. This embodiment is particularly advantageous when the food is a drink.
  • the heating chamber may additionally be arranged annularly around the first storage space (not shown in the figures).
  • pantry (2) This pantry is designed to receive the food (L) and dimensioned accordingly.
  • the first storage space typically includes an opening for removal of the food, for example in the form of a screw cap, snap closure, a sealed foil or other well-known forms.
  • the first storage space further comprises side walls and a floor, at least a part of which forms a common wall (4) with the heating space.
  • the bottom of the storage space (2) is at the same time the wall (4) to the heating room.
  • the lateral walls of the storage space (2) at least partially form an additional wall (4).
  • Heating chamber (3) / wall (4) The heating chamber is designed to contain zeolite (Z) and mixture (S) and dimensioned accordingly. Upon contact with aqueous solution (W) an exothermic chemical reaction takes place.
  • the heating space consists of a single chamber (5) and comprises at least one heat-conducting wall (4).
  • the heat-conducting wall is located
  • the wall (4) is preferably a metal wall, for example. Of tinplate or aluminum.
  • the chamber contains
  • composition (S) and the zeolite (Z) as a finely divided solid in the form of a dense bed. It has proved to be particularly favorable if this dense bed consists of two layers, a first layer comprising the composition (S) and a second layer comprising zeolite (Z), and wherein the second layer is arranged on the heat-conducting wall (4) , and the first layer under this second layer (relative to the intended position of the device, as set forth in the figures) is arranged.
  • the chamber (5) contains the substance mixture (S) as a finely divided solid and the zeolite (Z) in the form of a monolith.
  • said zeolite (Z) is arranged on the heat-conducting wall (4), and the substance mixture (S) is arranged as a finely divided solid under this monolith. It has proved to be particularly favorable when the monolith corresponds in shape to the shape of the chamber (5). It has also proven to be particularly favorable when the substance mixture (S) is present as a dense bed.
  • the aqueous solution used for the chemical reaction can either already be disposed in the second storage space of the portable device, and / or it can be supplied from outside via an opening (W1).
  • An advantageous embodiment is characterized in that a second storage space is provided, which is separated from the heating space, wherein a device (8) "opening mechanism" is provided, which allows a connection for the aqueous solution from the second storage space in the heating space.
  • the second storage space is arranged adjacent to the heating space and separated by a watertight wall
  • the device (8) comprises, for example, a device for producing an opening in the watertight wall
  • Such a device (8) can be realized, for example, by a sealed-on foil, which is damaged by a rotational movement and thus allows a fluid exchange.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that an outer wall of the first chamber has a resealable opening (W1) for introducing aqueous solution (especially water).
  • the reclosable opening may, for example, comprise a self-closing valve made of an elastic material.
  • aqueous solution is supplied from a metering device, whereupon the opening wears again.
  • the invention thus also includes a device as described here with opening (Wl) but without 2nd pantry.
  • the second storage space is additionally provided with a pressure-equalizing valve. This embodiment allows any necessary pressure equalization between the heating space and the environment.
  • the device according to the invention can be partially or completely sealed with respect to the environment Insulation (10) be provided. This reduces unwanted heat dissipation into the environment.
  • the side surface of the device is provided with an insulation (10) (FIG. 3).
  • the side surface and the bottom of the device with an insulation (10) is provided (Fig. 5).
  • the invention in a second aspect, relates to a method for producing a device as described herein, comprising the steps of providing a device as described herein and filling this device with zeolite (Z), substance mixture (S) food (L) and possibly aqueous solution ,
  • Z zeolite
  • S substance mixture
  • L substance mixture
  • aqueous solution zeolite
  • the invention in a third aspect, relates to a method of heating a food.
  • the heating of food is known per se.
  • the portable device described here is particularly suitable for safe and independent heating of food.
  • the invention also relates to a method of heating a food comprising the steps of (i) providing a food-filled device as described herein and (ii) introducing water into the single chamber (5).
  • the water is introduced by either the opening mechanism (8) is actuated and / or by an aqueous solution, in particular water, through an external opening (Wl) is introduced.
  • the heating may be further assisted by mixing the food (iii) during the heating process, for example by stirring or shaking.
  • the amounts of the substance mixture (S), the aqueous solution (W) and the zeolite (Z) used are matched to one another and to the amount of food (L) so that the desired temperature is reached in the first storage space for a predetermined minimum period of time Without it may come to a bursting of the device.
  • a suitable choice of the mixture (S) and the distribution of the aqueous solution can also be taken to ensure that it can not come to local or too fast overheating with too high an internal pressure.
  • An optimal choice of these quantities for given dimensions of the device (1) and amounts of food to be heated (L) can be determined experimentally in a simple manner.
  • a can-shaped prototype for a device 1 according to the invention was produced according to the appended figures. Various prototypes were performed on this prototype.
  • the empty prototype was filled with zeolite and mixture in the heating room, then closed and filled with water, then the food filled and sealed. Subsequently, the opening mechanism was actuated and the temperature profile was recorded.
  • a) closed portable device.
  • b) open transportable device, test container made of chrome steel (also absorbs heat energy)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln, die einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden Erhitzungsraum aufweist, der über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich von diesem getrennt ist und der eine Stoffmischung enthält, die bei Zufuhr von Wasser in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugt. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung solcher Vorrichtungen und Verfahren zum Erwärmen von Speisen unter Verwendung dieser Vorrichtungen.

Description

Selbsterwärmende Dose
Die Erfindung betrifft eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln, die einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden Erhitzungsraum aufweist, der über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich von diesem getrennt ist und der eine Stoffmischung enthält, die bei Zufuhr von Wasser in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugt .
Transportable Vorrichtungen zum Erhitzen von Lebensmitteln sind an sich bekannt.
WO2014/044609 beschreibt eine solche Vorrichtung, die zumindest drei voneinander getrennte Kammern umfasst: Einen Lebensmittelbehälter, sowie einen zweigeteilten Erhitzungsraum. Obwohl geeignet, wird diese Vorrichtung in vielerlei Hinsicht als ungenügend angesehen. Zunächst ist die Produktion der Vorrichtung, insbesondere des korrekt befüllten Erhitzungsraums, aufwändig und somit kostenintensiv. Dies ist für viele Anwendungen, insbesondere die Einweg-Verwendung, nachteilig. Ferner ist die Zuverlässigkeit der Vorrichtung niedrig. Bei einem signifikanten Anteil der hergestellten Vorrichtungen erfolgt die Erwärmung nicht oder nur verzögert.
Ferner ist aus EP 1 126 004 eine Stoffmischung bekannt, die Calciumoxid (CaO) und Aluminiumpulver (AI) umfasst. Bei Wasserzufuhr findet eine mehrstufige chemische Reaktion statt, bei der zum einen das Calciumoxid mit dem Wasser unter Wärmeentwicklung in Calciumhydroxid umgesetzt wird und bei der dann das Calciumhydroxid mit dem Aluminium zu Calciumaluminat und Wasserstoff reagiert, wobei weitere Wärme entsteht. Mit einer derartigen Stoffmischung lassen sich Temperaturen von 90 °C und mehr erreichen, wobei zu beachten ist, dass bei Temperaturen über 100°C aus einem Teil des Wassers zusätzlich Wasserdampf entsteht. Wenn die Reaktion in einem geschlossenen Behälter abläuft, so kann der hohe Gasdruck bei Temperaturen über 100 °C zu einem Bersten des Behälters führen. Mit der in der Druckschrift vorgeschlagenen Heizmischung werden deshalb nur Erwärmungen unter 100 °C ausgeführt.
Eine andere Stoffmischung zum Erzeugen von Wärme ist aus der DE 10 2008 015 677 AI bekannt. Dort befindet sich in einer verschlossenen Kammer ein Zeolith-Granulat , sowie Wasser enthaltender Beutel. Um die Wärme zu erzeugen, wird zunächst der Wasser-Beutel zum Platzen gebracht, woraufhin sich das Wasser innerhalb des umgebenden Beutels verteilt und auf das Zeolith-Granulat einwirkt. Das Zeolith nimmt das Wasser auf, wobei Wärme erzeugt wird. Nachteilig bei der dort vorgeschlagenen Anordnung ist es, dass zunächst eine zügige Verteilung des Wassers innerhalb des Beutels erreicht werden muss, was beispielsweise durch wasserleitende Zusatzschichten aus einem saugfähigen Material erreicht werden soll. Wird nämlich das Wasser nicht schlagartig in dem Beutel verteilt, so reagiert es zunächst nur mit den angrenzenden Teilen des Zeolith- Granulats, wobei diese Mischung dann eine Barriere bildet, die eine weitere Verteilung des Wassers behindert. Dadurch verringert sich wiederum die Wärmeausbeute.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Insbesondere ist es erstrebenswert, eine einfach zu produzierende und / oder zuverlässig funktionierende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine transportable Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben, weitere Aspekte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachstehend im Detail erläutert, wobei insbesondere auf die Figuren und die Ausführungsbeispiele verwiesen wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren weiter erläutert .
Fig. 1 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Getränkedose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L) , Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S) , sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W) .
Fig 2 zeigt dieselbe Vorrichtung, jedoch nicht befüllt. Der Bereich des Vorratsraumes (3) ist angegeben.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Fig. 2, hier ist insbesondere die Isolierung (10) und Wandung / Kammer des Erhitzungsraumes sichtbar.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Fig. 2, hier ist insbesondere der zweite Vorratsraum mit Öffnungsmechanismus (8), Überdruckventil (9) und Hebel (11) sichtbar.
Fig. 5 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Lebensmitteldose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L) , Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S) , sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W) , sowie Öffnungsmechanismus (8).
Fig. 6 zeigt die befüllte, transportable Vorrichtung, hier in Form einer Lebensmitteldose. Sichtbar sind erster Vorratsraum mit Füllung Lebensmittel (L) , Erhitzungsraum mit Zeolith (Z) und Stoffmischung (S) , sowie zweiter Vorratsraum mit wässriger Lösung (W) befüllt durch den externer Zugang für Wasser (Wl) . Fig. 7 zeigt die unbefüllte, transportable Vorrichtung gemäss Fig. 6.
Entsprechend betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine transportable Vorrichtung zum Erhitzen von Lebensmitteln welche einen Behälter zum Aufnehmen der Lebensmittel und einen an den Behälter angrenzenden abgeschlossenen Erhitzungsraum aufweist. Der
Erhitzungsraum ist über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung mit dem Behälter thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt. Der Erhitzungsraum weist eine einzige Kammer auf. In dieser Kammer befindet sich sowohl eine nachstehend beschriebene Stoffmischung (S) als auch ein Zeolith (Z) . Die Stoffmischung kann bei Zufuhr einer wässrigen Lösung in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme erzeugen, wobei Wasserdampf gebildet wird. Der Zeolith kann Wasser / Wasserdampf unter Wärmebildung sorbieren, insbesondere adsorbieren.
Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend erläutert werden, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Die Erfindung basiert auf dem an sich bekannten Grundkonzept, dass in einem Erhitzungsraum (3) eine chemische exotherme Reaktion des festen Stoffgemisches (S) mit einer physikalischen exothermen Reaktion des Zeolithen (Z) so kombiniert wird, dass die bei der chemischen Reaktion auftretenden Gase zumindest teilweise derart bei der physikalischen exothermen Reaktion sorbiert werden, dass der Druck unter dem Maximaldruck gehalten werden kann, der zur Beschädigung der transportablen Vorrichtung führen könnte .
Entgegen dem bekannten Stand der Technik ist es jedoch nicht nötig, den Erhitzungsraum in mehrere Kammern aufzuteilen. Vielmehr ist es Gegenstand dieser Erfindung, dass der Erhitzungsraum (3) nur eine einzige Kammer (5) enthält. Es wurde gefunden, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen eingefüllte Lebensmittel zuverlässiger erwärmen können. Insbesondere wird die Quote der nicht ausgelösten Erwärmungen (sogenannte Drop-outs) deutlich verringert. Somit bilden die hier beschriebenen transportablen Vorrichtungen in zweierlei Hinsicht einen technischen Fortschritt: sie sind zuverlässiger in der Anwendung und gleichzeitig einfacher in der Herstellung.
In einer Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, aufweisend: einen ersten Vorratsraum (2) zum Aufnehmen der Lebensmittel (L) und einen Erhitzungsraum
(3) , enthaltend sowohl die feste Stoffmischung (S) als auch den Zeolith (Z) , dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzungsraum (3) über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung (4) mit dem ersten Vorratsraum (2) thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt ist, und das der Erhitzungsraum (3) aus einer einzigen Kammer
(5) besteht in welcher sich besagte Stoffmischung (S) und Zeolith (Z) befinden. In dieser Ausgestaltung weist die transportable Vorrichtung keinen Vorratsraum für eine wässrige Lösung (W) auf. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung bei ansonsten gleichen Parametern kleiner und leichter ist. Allerdings muss dem Erhitzungsraum von außen durch einen Zugang (Wl) die wässrige Lösung zugeführt werden. Entsprechend ist eine solche Vorrichtung vor allem für Anwendungen im Bereich Camping / Trekking geeignet.
In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, aufweisend: einen ersten Vorratsraum (2) zum Aufnehmen der Lebensmittel (L) , einen zweiten Vorratsraum (7), enthaltend eine wässrige Lösung (W) , und einen Erhitzungsraum (3) , enthaltend sowohl die feste Stoffmischung (S) als auch den Zeolith (Z) , dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzungsraum (3) über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung (4) mit dem ersten Vorratsraum (2) thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt ist, und dass der Erhitzungsraum (3) aus einer einzigen Kammer (5) besteht in welcher sich besagte Stoffmischung (S) und Zeolith (Z) befinden. In dieser Ausgestaltung weist die transportable Vorrichtung einen Vorratsraum (7) für eine wässrige Lösung (W) auf. Dies hat den Vorteil, dass keine wässrige Lösung von aussen zugeführt werden muss. Allerdings ist die Vorrichtung bei ansonsten gleichen Parametern grösser und schwerer. Entsprechend ist eine solche Vorrichtung vor allem für Anwendungen im Bereich Sofortgebrauch bei öffentlichen Veranstaltungen und für Pendler geeignet.
In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die Erfindung eine transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, wie vorstehend beschrieben, aufweisend einen Vorratsraum (7) und einen externen Zugang (Wl) . Diese Ausgestaltung der Erfindung zeigt eine nochmals erhöhte Funktionssicherheit .
Lebensmittel (L) : Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von Lebensmitteln, Speisen und Getränke, geeignet. Als Beispiele für Getränke seien genannt: kohlensäurehaltige Getränke, kohlensäurefreie Getränke (wie z.B. Tee, Kaffee, Kakao) . Als Beispiele für Speisen seien genannt: Suppen, Nudelgerichte, Reisgerichte, Käsefondue, Fleischgerichte (wie z.B. Gulasch), Süssspeisen (wie z.B. Schokoladenfondue). Besonders geeignet ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erwärmen von Speisen, wie Käsefondue.
Stoffmischung (S) : Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von Feststoffen geeignet, die bei Kontakt mit Wasser eine exotherme chemische Reaktion eingehen. Als Beispiele seien genannt: Calciumoxid ggf. in Kombination mit Aluminium und / oder Natriumcarbonat und / oder Kaliumcarbonat und / oder Eisensulfat. Zeolith (Z) : Erfindungsgemäss ist ein breites Spektrum von natürlichen und synthetischen Alumosilikaten geeignet. Damit der Zeolith die beschriebene Funktion ausführen kann, muss er selbstverständlich wasserfrei oder zumindest wasserarm sein. Vorteilhaft ist der Zeolith bindemittelfrei, dann liegt er typischerweise in Kugelform vor; oder bindemittelhaltig, dann kann er die Form eines gewünschten Presslings annehmen. Geeignete Zeolithe können aus der Gruppe der synthetischen Zeolithe, wie Zeolith A, Zeolith X, Zeolith Y, Zeolith L, ZSM 5 und ZSM 11 ausgewählt werden . wässrige Lösung (W) : Erfindungsgemäss wird Wasser oder eine saure wässrige Lösung („Säure") eingesetzt. Geeignete Säuren können auf Basis organischer Säuren ausgewählt werden (wie Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure) oder auf Basis anorganischer Säuren (wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Sulfonsäuren) . Wässrige Säuren können als gepufferte Säure eingesetzt werden.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Verwendung von Säuren eine deutliche Verbesserung gegenüber der Verwendung von Wasser erzielen lässt. Die exotherme chemische Reaktion mit säurehaltigen wässrigen Lösungen führt zu einer Steigerung der Wärme von ca. 15%. Dies hauptsächlich aus dem Grund, weil diese wässrige Lösung das CaO nicht so zum verklumpen neigt und somit das Wasser, bzw. der Wasserdampf, besser durch das CaO aufgenommen und an das Zeolith weitergegeben wird. Die Erfindung betrifft somit insbesondere eine Vorrichtung wie hier beschrieben, in der die wässrige Lösung eine saure wässrige Lösung ist. transportable Vorrichtung: Solche Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden als Dosen, insbesondere Weissblechdosen oder Aluminiumdosen für den Transport von Lebensmitteln benutzt. Für Getränke sind allgemein zylindrische, oder im wesentlichen zylindrische, Dosen geeignet, bei denen die Höhe (in cm) grösser ist als der Durchmesser (in cm) . Für Speisen sind allgemein zylindrische oder im wesentlichen kubische Dosen geeignet, bei denen die Höhe (in cm) kleiner ist als der Durchmesser / die Diagonale (in cm) .
Die einzelnen Elemente 1. Vorratsraum, Erhitzungsraum und 2. Vorratsraum können verschieden geformt und angeordnet sein, entsprechende Variationen liegen im Können des Fachmanns .
In einer Ausführungsform sind Erhitzungsraum und 2. Vorratsraum von einer Bauhöhe, die bei etwa 10 bis 50 % der Aussenabmessungen des Bodens der Vorrichtung (1) liegt (Fig.5). Dies bedeutet, dass ein flacher Erhitzungsraum gebildet wird, der ein geringes Volumen einnimmt und eine gute Wärmeübertragung zum 1 Vorratsraum ermöglicht. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lebensmittel eine Speise ist.
in einer weiteren Ausführungsform kann der Erhitzungsraum in den 1. Vorratsraum hineinragen, ohne mit der Wandung der Vorrichtung eine gemeinsame Wandung aufzuweisen (Fig. 2) . Dies führt zu einer besonders grossen Oberfläche der Wandung (4), ohne dass Wärme an die Umgebung abgestrahlt wird. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lebensmittel ein Getränk ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Erhitzungsraum zusätzlich ringförmig um den 1. Vorratsraum angeordnet sein (nicht in den Fig. dargestellt) .
1. Vorratsraum (2) : Dieser Vorratsraum ist zur Aufnahme des Lebensmittels (L) bestimmt und entsprechend dimensioniert. Der 1. Vorratsraum enthält typischerweise eine Öffnung zur Entnahme des Lebensmittels, bspw. in Form eines Schraubverschlusses, Schnappverschlusses, einer aufgesiegelten Folie oder nach anderen allgemein bekannten Formen .
Der 1. Vorratsraum umfasst ferner seitliche Wandungen und einen Boden, wobei mindestens ein Teil davon eine gemeinsame Wandung (4) mit dem Erhitzungsraum bildet. Typischerweise ist der Boden des Vorratsraumes (2) gleichzeitig die Wandung (4) zum Erhitzungsraum. Vorteilhaft bilden die seitlichen Wände des Vorratsraumes (2) zumindest teilweise eine zusätzliche Wandung (4).
Erhitzungsraum (3)/ Wandung (4): Der Erhitzungsraum ist zur Aufnahme von Zeolith (Z) und Stoffmischung (S) bestimmt und entsprechend dimensioniert. Bei Kontakt mit wässriger Lösung (W) findet eine exotherme chemische Reaktion statt. Erfindungsgemäss besteht der Erhitzungsraum aus einer einzigen Kammer (5) und umfasst zumindest eine wärmeleitende Wandung (4) .
Erfindungsgemäss befindet sich die wärmeleitende Wandung
(4) zumindest an einem Teil der Unterseite des Vorratsraumes (2), was die Wärmezufuhr erleichtert. Die Wandung (4) ist vorzugsweise eine Metallwandung, bspw. aus Weissblech oder Aluminium.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist enthält die Kammer
(5) die Stoffmischung (S) und den Zeolith (Z) als feinteilige Festkörper in Form einer dichten Schüttung. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn diese dichte Schüttung aus zwei Schichten besteht, eine erste Schicht umfassend die Stoffmischung (S) und eine zweite Schicht umfassend Zeolith (Z) , und wobei die zweite Schicht an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet ist, und die erste Schicht unter dieser zweiten Schicht (bezogen auf die bestimmungsgemässe Stellung der Vorrichtung, wie in den Figuren dargelegt) angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Kammer (5) die Stoffmischung (S) als feinteiligen Festkörper und den Zeolith (Z) in Form eines Monolithen. In dieser Ausgestaltung ist besagter Zeolith (Z) an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet, und die Stoffmischung (S) als feinteiliger Festkörper unter diesem Monolithen angeordnet. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn der Monolith in seiner Form mit der Form des Kammer (5) korrespondiert. Es hat sich ferner als besonders günstig erwiesen, wenn die Stoffmischung (S) als dichte Schüttung vorliegt. 2. Vorratsraum / Öffnungsmechanismus / Ventil: Die für die chemische Reaktion verwendete wässrige Lösung kann entweder bereits im 2. Vorratsraum der transportablen Vorrichtung deponiert sein, und/oder sie kann über eine Öffnung (Wl) von aussen zugeführt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein 2. Vorratsraum vorgesehen ist, welcher vom Erhitzungsraum getrennt ist, wobei eine Vorrichtung (8) „Öffnungsmechanismus" vorgesehen ist, welche eine Verbindung für die wässrige Lösung aus dem 2. Vorratsraum in den Erhitzungsraum ermöglicht. Vorzugsweise ist der zweite Vorratsraum benachbart zum Erhitzungsraum und durch eine wasserdichte Wandung getrennt angeordnet. Die Vorrichtung (8) umfasst dabei beispielsweise eine Vorrichtung zum Herstellen einer Öffnung in der wasserdichten Wandung. Eine solche Vorrichtung (8) kann beispielsweise durch eine aufgesiegelte Folie realisiert werden, die durch eine Drehbewegung beschädigt wird und so einen Flüssigkeitsaustausch ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwandung der ersten Kammer eine wiederverschließbare Öffnung (Wl) zum Einleiten von wässriger Lösung (insbes. Wasser) aufweist. Die wiederverschließbare Öffnung kann beispielswiese ein selbstschließendes Ventil aus einem elastischen Material umfassen. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass wässrige Lösung von einer Dosiervorrichtung zugeführt wird, woraufhin sich die Öffnung wieder verschlisst. Die Erfindung umfass somit auch eine Vorrichtung wie hier beschrieben mit Öffnung (Wl) aber ohne 2. Vorratsraum. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der 2. Vorratsraum zusätzlich mit einem druckausgleichenden Ventil versehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen allfällig nötigen Druckausgleich zwischen Erhitzungsraum und Umgebung.
Isolierung: Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann teilweise oder vollständig gegenüber der Umgebung mit einer Isolierung (10) versehen sein. Dadurch wird eine unerwünschte Wärmeableitung in die Umgebung verringert. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Seitenfläche der Vorrichtung mit einer Isolierung (10) versehen (Fig. 3) .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Seitenfläche und der Boden der Vorrichtung mit einer Isolierung (10) versehen (Fig. 5) .
In einem zweiten Aspekt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung wie hier beschrieben, umfassend die Schritte Bereitstellung einer Vorrichtung wie hier beschrieben und Befüllen dieser Vorrichtung mit Zeolith (Z) , Stoffmischung (S) Lebensmittel (L) und ggf. wässriger Lösung. Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden.
Die einzelnen Schritte sind an sich bekannt, vorteilhaft ist ,dass Zeolith und Stoffmischung in den Erhitzungsraum
(3) nacheinander eingefüllt werden können, ohne dass ein trennendes Element, bspw. ein Vlies, eingebracht werden muss. Vorteilhaft ist ferner, dass die Herstellung modular, angepasst an die Vorgaben des Herstellers erfolgen kann. So ist es möglich, dass eine befüllte Kammer (5) in die Vorrichtung eingebracht wird, anschließend Lebensmittel
(L) und wässrige Lösung (W) eingefüllt werden und die Vorrichtung dann verschlossen wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Hersteller des Lebensmittels nicht die Komponenten (Z) und (S) handhaben muss. Dies hat ferner den Vorteil, dass verschieden befüllte Kammern (5) auf der gleichen Produktionsanlage verarbeitet werden können .
In einem dritten Aspekt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erwärmen eins Lebensmittels. Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. Das Erhitzen von Lebensmitteln ist an sich bekannt. Die hier beschriebene transportable Vorrichtung eignet sich jedoch insbesondere, zur sicheren und unabhängigen Erwärmung von Lebensmitteln. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Erwärmen eins Lebensmittels umfassend die Schritte (i) Bereitstellen eine mit Lebensmittel befüllten Vorrichtung wie hier beschrieben und (ii) Einbringen von Wasser in die einzige Kammer (5) . Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung wird das Wasser eingebracht, indem entweder der Öffnungsmechanismus (8) betätigt wird und / oder indem eine wässrige Lösung, insbesondere Wasser, durch eine externe Öffnung (Wl) eingebracht wird. Das Erhitzen kann ferner unterstützt werden, indem das Lebensmittel (iii) während des Erwärmungsvorgangs durchmischt wird, bspw. durch Rühren oder Schütteln.
Die verwendeten Mengen der Stoffmischung (S) , der wässrigen Lösung (W) und des Zeoliths (Z) sind so aufeinander und auf die Menge des Lebensmittels (L) abgestimmt, dass die gewünschte Temperatur im 1. Vorratsraum für eine vorgegebene Mindest Zeitdauer erreicht wird, ohne dass es zu einem Bersten der Vorrichtung kommen kann. Durch geeignete Wahl der Stoffmischung (S) und der Verteilung der wässrigen Lösung kann ausserdem dafür gesorgt werden, dass es nicht zu lokalen oder zu schnellen Überhitzungen mit einem zu hohen Innendruck kommen kann. Eine optimale Wahl dieser Mengen bei vorgegebenen Abmessungen der Vorrichtung (1) und Mengen des zu erhitzenden Lebensmittels (L) kann auf einfache Weise experimentell bestimmt werden.
Um die Erfindung weiter darzustellen, werden die nachstehenden Beispiele angefügt. Diese Beispiele sollen die Erfindung in keiner Weise limitieren.
Bezugsziffern der Figuren
1 Vorrichtung
2 1. Vorratsraum / Lebensmittelvorratsraum 3 Erhitzungsraum
4 Wandung Erhitzungsraum
5 Kammer Erhitzungsraum
6 Verschluss 1. Vorratsraum
7 2. Vorratsraum
8 Öffnungsmechanismus 2. Vorratsraum
9 Überdruckventil
10 Wärmeisolierende Wandung
11 wiederverschliessbare Öffnung / Hebel
S Stoffmischung
Z Zeolith
L Lebensmittel
W wässrige Lösung
Wl externer Zugang für wässrige Lösung
Ein dosenförmiger Prototyp für eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 wurde gemäss der angefügten Figuren hergestellt. An diesem Prototyp wurden verschiedene, nachstehend dargestellte Versuche durchgeführt.
Dabei wurde zunächst der leere Prototyp mit Zeolith und Stoffmischung im Erhitzungsraum befüllt, dann verschlossen und mit Wasser befüllt, dann das Lebensmittel eingefüllt und verschlossen. Anschliessend wurde der Oeffnungs- mechnismus betätigt und der Temperaturverlauf aufgezeichnet .
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tab. 1 zusammengefasst . Es bedeuten
a) = geschlossene transportable Vorrichtung. Test-Prototyp aus Chromstahl mit Wärmeverlust (Materialwandstärke 2.5mm, dadurch Absorbation der Wärme durch Material) von ca. 20% b) = offene transportable Vorrichtung, Testbehältnis aus Chromstahl (absorbiert ebenfalls Wärmeenergie)
c) = offene transportable Vorrichtung, Testbehältnis aus Alu (best leitendes Material im Test)
al) sehr gut geeignet; HeidelbergCement AG, 440 Branntkalk, Calciumoxid, CaO a2) gut geeignet; Kalkfabrik Netstal AG a3) geeignet;
bl) sehr gut geeignet; CWK Bad Köstriz, Köstrolith, 13XBF K, Zeolith b2) gut geeignet; Zeochem AG
b3) geeignet; apj GmbH
(*) = als Zusatz in Tests wurde auch Eisensulfat zwischen 0.1 - 1.0 gr . verwendet.
(x) = Durch das relativ dicke Testmaterial aus Chromstahl (Wandstärke 2.5mm) wird hier ca. 20% weniger Energie von der Reaktion an das Getränk übertragen
Es zeigt sich, dass in Abhängigkeit von Qualität des CaO und Zeolith, sowie Material der transportablen Vorrichtung (Behälter/Gefäss ) , das Ansteigen und Halten der Temperatur variiert werden kann.
Es zeigt sich weiterhin, dass bei der transportablen Vorrichtung ebenfalls viel Energie (Wärme) durch die Materialwahl verpuffen kann, bzw. erhalten bleiben und an das Lebensmittel abgegeben werden. Eine Isolation (10) ist daher von Vorteil.
Es zeigt sich weiterhin, dass durch Zugabe einer sauren wässrigen Lösung („Säure") zusätzliche Energie erzeugt wird .
Es zeigt sich weiterhin, dass die Vorrichtung leicht herstellbar und einfach befüllbar ist.
Es zeigt sich weiterhin eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, dh. wenige „Drop-out"- Fälle.
Figure imgf000017_0001

Claims

Ansprüche :
1. Transportable Vorrichtung (1) zum Erhitzen von Lebensmitteln, aufweisend: einen ersten Vorratsräum (2) zum Aufnehmen der Lebensmittel (L) und einen Erhitzungsraum (3) , enthaltend sowohl eine feste Stoffmischung (S) als auch einen Zeolith (Z) , wobei die Stoffmischung (S) bei Kontakt mit Wasser in einer exothermen chemischen Reaktion Wärme und Wasserdampf erzeugt, und wobei der Zeolith (Z) besagten Wasserdampf unter Wärmebildung sorbieren kann, ggf. einen zweiten Vorratsraum (7) , enthaltend eine wässrige Lösung (W) , dadurch gekennzeichnet, dass der Erhitzungsraum (3)
• über eine gemeinsame wärmeleitende Wandung (4) mit dem ersten Vorratsraum (2) thermisch gekoppelt und zugleich hermetisch von diesem getrennt ist, und
• aus einer einzigen Kammer (5) besteht in welcher sich besagte Stoffmischung (S) und Zeolith (Z) befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Vorratsraum (7) vorgesehen ist,
■ welcher vom Erhitzungsraum (3) und erstem Vorratsraum (2) getrennt ist; und
■ wobei eine Vorrichtung (8) zum Herstellen einer die wässrige Lösung (W) aus dem zweiten Vorratsraum (7) in den Erhitzungsraum (3) einleitenden Verbindung vorgesehen ist; und
■ wobei ggf. ein Überdruckventil (9) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) durch eine Drehbewegung geöffnet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
■ dass eine Aussenwandung des Erhitzungsraums (3) eine wiederverschliessbare Öffnung (Wl) zum Einleiten von wässriger Lösung aufweist und
■ dass kein zweiter Vorratsraum (7) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederverschliessbare Öffnung (Wl) ein selbstschliessendes Ventil, insbesondere aus einem elastischen Material, umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wärmeleitende Wandung (4)
■ zumindest an einem Teil der Unterseite des ersten Vorratsraumes (2) befindet und / oder
■ eine Metallwandung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorratsraum (2) und / oder der Erhitzungsraum (3) und / oder der zweite Vorratsraum (7) teilweise oder vollständig von einer wärmeisolierenden Wandung (10) umhüllt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorratsräum (2) einen Ver¬ schluss (6) zur Entnahme des Lebensmittels (L) enthält.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kammer (5) die Stoffmischung (S) und den Zeolith (Z) als feinteilige Festkörper in Form einer dichten Schüttung enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass besagte dichte Schüttung aus zwei Schichten besteht, eine erste Schicht umfassend die Stoffmischung (S) und eine zweite Schicht umfassend Zeolith (Z) , und wobei die zweite Schicht an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet ist, und die erste Schicht unter dieser zweiten Schicht angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kammer (5) die Stoffmischung (S) als feinteiligen Festkörper und den Zeolith (Z) in Form eines Monolithen enthält.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass besagter Zeolith (Z) in Form eines Monolithen an der wärmeleitenden Wandung (4) angeordnet ist, und die Stoffmischung (S) als feinteiligen Festkörper unter diesem Monolithen angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass
■ die Stoffmischung (S) Calciumoxid und ggf. zusätzlich Aluminium und / oder Natriumcarbonat und / oder Kaliumcarbonat und / oder Eisensulfat enthält; und / oder
■ der Zeolith (Z) ausgewählt ist aus der Gruppe bindemittelfreien Zeolithe ; und / oder;
■ das Lebensmittel (L) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend kohlensäurehaltige Getränke, kohlensäurefreie Getränke, Speisen; und oder
■ die wässrige Lösung (W) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Wasser, wässrige Säure, gepufferte wässrige Säure.
14. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung nach Anspruch 1 umfassend die Schritte
■ Bereitstellen einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und
■ Befüllen dieser Vorrichtung mit Lebensmittel (L) , Zeolith (Z) , Stoffmischung (S) , und ggf. wässriger Lösung (W) .
15. Verfahren zum Erwärmen eins Lebensmittels umfassend die Schritte
■ Bereitstellen eine mit Lebensmittel befüllten Vorrichtung nach Anspruch 1 und
■ Einbringen von Wasser in die einzige Kammer (5) .
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