Kyla genom värme

Carl Munters alstrade kyla genom värme. Det skriver jag om i Voltaire Magasin november/december 2011.

På 1870-talet utvecklade den tyske professorn Carl von Linde en kylmaskin driven med ammoniak. Över femtio år senare tog nästa Calle, svensken Carl Munters, över stafettpinnen och presenterade det nya kylskåpet som till och med imponerade på Albert Einstein.

Hungern river i min mage. Klockans kalla sken pekar på tre mitt i natten. Då är det bara en sak som hjälper. Hallen är ett långt famlande. Jag tar stegen mot metallskåpet som lyser månskensvitt i köket. En bra nattmacka behöver färskt rågbröd, en rivig ost, mild skinka och knaprig polsk saltgurka med mycket smak. Till det citronvatten som fått stå i kylen under natten. Väl sittande i favoritsoffan med min skapelse slår det mig. Tänk hur lätt det var att få en nattmacka. Hur skulle livet vara utan kylskåpets bekvämlighet? Eller ett liv utan glass, färsk frukt eller kallt citronvatten? Inga blommor att skicka på alla Hjärtans dag eller läkemedel i snabbköpet.

De senaste hundra åren har kyltekniken gjort stora framsteg för att bevara livsmedel, andra ämnen och oss själva. Tekniken förde samman fabriker långt borta med konsumenter. Den rev ned de hinder som klimat och årstider ställt upp. Genom att lägga grunden för helt nya näringar, blev det en industri i sig själv. Nu är kylen den vanligaste vitvaran, 93 procent av alla hushåll i Sverige har en.

En mans liv och verk gjorde dessa förbättringar tillgängliga för de flesta av oss. Mannen hette Carl Munters och föddes 1897 i Dala-Järna. Hyllad som banbrytare med sitt examensarbete vid KTH, uppfinnare av rang i mer än femtio år, världskändis och företagsledare. Långt mindre känd för allmänheten än sin mer mediala samarbetspartner Baltzar von Platen. För att få svar måste vi gå tillbaka till ett annat Sverige, en annan tid.

Det Dala-Järna som Carl Munters föddes i var en fattig bygd. Familjen var storbönder, handlare och präster i trakten, även om det i Dalarna inte betydde man hade så mycket mer. Det var självhushåll som rådde, de mesta producerades på den egna gården. Årstiderna präglade livet. För att kunna klara vintern blev torkades spannmål för att bli bröd och gröt, kött torkades eller saltades hårt, mjölken ystades och kärnades till ost och smör. Bevarandet av livsmedel var ett stort problem även i kalla Sverige.

”I Järna trivs jag bäst” framhöll Carl bestämt senare i livet, och han präglades av landsbygdens behov av praktiska lösningar. Det tekniska intresset väcktes i farfars smedja. Anders Munters, hans far, var ingenjör och uppfinnare på Separator (dagen Alfa Laval). Han tog med Carl till Berlin när han arbetade vid Albatross Werke och sedan till Stockholm. Där växte Carl upp och gick i skola.

Sverige var fortfarande ett samhälle präglat av klickar och klass. Många driftiga flyttade, ”bättre svenskt kött och mat på bordet i Amerika än svenskt skinn och ben i Sverige”, men huvudstaden var öppen för möjligheter genom industri och handel. Fint folk och rikt folk var inte längre desamma. Det fanns förhoppningar för en ung man med huvudet på skaft. Det sattes på prov redan före studenten. Under första världskriget var det brist på zinkskrot och saltsyra. Det användes till lödvatten för att rengöra ytor som fogas samman vid lödning. Lödvattnet var för starkt, klagade kunderna. Då tillsatte Carl vanligt vatten och sålde det utspätt till dubbla priset. Den första lyckade produktutvecklingen, mindes han senare. Det gick så bra att han fick anställa, ”jag kunde ju inte skolka hur mycket som helst”. Folk började redan titulera honom ”ingenjörn”, vilket var nog så betydelsefullt för en ung man i ett samhälle där ålder spelade stor roll.

Efter studentexamen gjorde Carl ett års aspiranttjänstgöring i flottan för att bli mariningenjör innan han började på Tekniska Högskolan. Han började med att läsa fartygsbyggnad men uppfinningarna tog mycket tid. Hans första patent var en backslagssäker startvev för bilar. Bilar hade ingen startmotor, utan fick vevas igång. Veven kunde slå bakut och bryta armen på den som vevade. Den uppfinningen sålde han 1918 till Scania-Vabis.

Själv hävdade Carl att han hade som plan att göra många små uppfinningar för att få ihop tillräckligt kapital och vara fri att ägna sig åt det han ville efter examen. Patenten gav också välbehövliga pengar för studietiden. Redan nu hade han fått ett rykte som uppfinnare.

Det var ett udda par som möttes över en lunchrast. Carl Munters är förhållandevis aktad och ekonomiskt framgångsrik, duktig i idrott men något tillbakadragen. Baltzar von Platen är en briljant student från Skåne av fin släkt – färgstarkt utåtriktad men som i sitt fritänkande ständigt fått lärarkåren emot sig. En rationalist som svärmar för det övernaturliga. Det tar tre år in i studierna innan de kommer i samspråk och Munters berättar om sin idé om en självutlösare för kameror. Efter att ha lyssnat artigt föreslår Baltzar von Platen en förbättring. Carl Munters blir arg. Efter ett tag frågar von Platen vad han gjort för att göra Munters så vred. En lugnare Munters förklarar ”jag är inte ond på dig, utan på mig själv, därför att jag berättade om min uppfinning för någon som kan tänka själv. Det är inte ofta man träffar sådana”.

Det kanske är en ömsesidig beundran av att möta en like, om än stöpt i så annorlunda form, som gör att de två unga männen blir mycket goda vänner och börjar att samarbeta på sina uppfinningar i en hyrd dubblett på Riddargatan.

Det hade varit några varma vintrar i början av 20-talet med isbrist som följd, så pappa Anders rådde Carl att den uppfinning som verkligen behövdes i hemmen var ett kylskåp.

Kylskåp var inte en nyhet. Tricket är att ta kyla där den finns och föra den dit den behövs. På 1700-talet före vår tideräkning lät kung Zimri-Lin bygga ett hus för att förvara is året om i det som är dagens Syrien.

Medicinprofessorn William Cullen hade 1755 genom en skål med eter under vakuum fryst en skål med vatten. Det startade teorin om termodynamiken och gasers egenskaper för den mekaniska kylteknik som började användas på 1800-talet.

Kyla genom värme låter ologiskt, men värme är energi. Om du fuktar huden med vatten, och sedan blåser lätt på det fuktiga stället så känns det kallt. Det är samma princip som håller vår kroppstemperatur konstant när vi svettas och så fungerar också ett kylskåp.

År 1805 beskrev Oliver Evans principerna för hur en kylmaskin med eter som köldmedium kunde byggas och år 1834 lät Jacob Perkins bygga en sådan. I ett kompressorkylskåp trycks en gas samman med högt tryck. Gasen kondenserar till vätska och rinner sedan in i ett område med lågt tryck, även det alstrat av kompressorn. Det låga trycket göra att vätskan börjar koka. Värmen som behövs för kokningen tas från det utrymme som ska kylas, varvid detta utrymme kyls.

På 1870-talet utvecklade den tyske professorn Carl von Linde en kylmaskin med ammoniak som köldmedium. Ammoniaken övergår till vätska vid en lägre temperatur än vatten och absorberar mer värme. Maskinen sattes upp i ett bryggeri i Trieste år 1876 som då kunde brygga öl året runt. Ammoniak hade använts utan större framgång sedan 1850-talet, men skulle nu komma att dominera ända fram till 1940-talet. Det var det minst dåliga alternativet till metyleter, metylklorid och svaveldioxid som var giftiga och brandfarliga.

Handeln med is var stor redan på 1800-talet. Is från Vänern och andra västsvenska sjöar exporterades till USA för fisket. Isskåp användes för att kyla mat i rikare hem, men det var opålitligt. Fint folk fick släppa in iskarlar som slabbade runt med sina ohygieniska isblock. Då kyltekniken var etablerad inom industrin så fanns det en efterfrågan på kylmaskiner för hemmet, om de var effektiva och så små och behändiga att de kunde skötas av husmor.

Hur kunde man tillverka ett kylskåp för hemmet? Ett alternativ som Carl såg var att få kylmediet ammoniak att cirkulera? Befintliga kylskåp använde klaffar och ventiler som gick sönder och tog plats. Ett sådant skåp med så få rörliga delar och kompressorer som möjligt, helst inga alls. Kylprocessen skulle ske genom självcirkulation.

De två studenterna gav sig beslutsamt på problemet 1920. Munters och von Platen arbetade från halv tio på kvällen till halv fem på morgonen. På förmiddagarna sov de och skolkade från lektionerna, men var noga att läsa in det de missade så att de inte skulle kuggas. De fick kontakt med grosshandlare Hugo Tillquist som finansierade arbetet.

Till slut fick de fram en lösning, en rörlig del, kulventilen – men även den måste bort. En apparat med ventil är ömtålig och otillförlitlig. Lösningen efter ett års arbete var att använda vätgasen. Då hade Tillquist tröttnat, uthålligt riskkapital har alltid varit svårt att finna. En äldre studiekamrat sköt till hela 300.000 kronor till att grunda Platen-Munters Refrigerating System AB.

I Munters- von Platen skåpet bildar ammoniak, vätgas och vatten tre olika samverkande cirkulationssystem. Värmekällan, el eller gas, upphettar kokarens lösning av ammoniak och vatten. Ammoniak i gasform leds till kondensator som kyler ned den med vatten eller luft för att ammoniak som vätska rinner till evaporator som är delvis fylld med vätgas. Då avdunstar ammoniak och alstrar kyla. Från evaporatorn går ammoniak och vätgas blandning till absorbator kyld av vatten eller luft. Ammoniak absorberas av vatten och vätgasen kan lättad strömma tillbaka till evaporatorn. Ammoniaken går tillbaka till kokaren, vattnet pumpas till absorbatorn. Det är många delprocesser som var och en måste fungera för sig men även tillsammans efter ett detaljerat schema. För att denna övning i högre termodynamik ska fungera måste skåpet vara hermetiskt slutet.

Det behövdes ett skåp för att visa att teorin var rätt. De byggde ett stort och klumpigt skåp på drygt en månad som kunde hålla temperaturen på -40 grader Celsius. Utifrån det kunde den fungerande apparat byggas på två månader.

År 1922 presenterade de sitt kylskåp som gemensamt examensarbete ”Om alstring av kyla” för professor Hubendick på Tekniska Högskolan. De fick sin examen och patenterar skåpet. Licensrätten för patent köptes av Bengt Ingeströms företag AB Arctic som byggde en provserie på tio tillräckligt väl fungerande skåp . Under lång tid framöver skulle kylapparaten byggas i Arctics regi i Motala.

Kylskåpet ställs ut på Liljevalchs utställning 1925, och de två uppfinnarna belönas med Teknologföreningens Polhemsmedalj – högst ovanligt för två så unga civilingenjörer. Skåpet är en världssensation som visas på mässor runt om i Europa. Albert Einstein, som en gång arbetat vid patentverket i Bern är djupt imponerad av två uppfinnarnas geniala lösningar – lösningar som än idag är förbluffande. Einstein var så imponerad att han arbetade vidare med en egen variant på kylskåpet.

För att utveckla skåpet vidare och få igång en produktion behövs mer kapital än Munters och von Platen kan skaffa fram. De saknar även försäljningskanaler.

Tillgång till försäljningskanaler har den fiffige och detaljkänslige Axel Wenner-Gren, VD för Electrolux som 1925 köper upp Platen-Muntersbolaget, Arctic samt patentet.

För sitt patent får Platen- Muntersbolaget 1,5 miljoner kronor i aktier och 900.000 kronor kontant. Personligen får de 560.000 kronor var i aktier och kontanter samt royalty på 50 öre för varje sålt kylskåp. En för sin tid sagolik affär men senare skulle ett amerikanskt konsortium erbjuda Electrolux 12,6 miljoner kronor för patentet. Det väckte ont blod, särskilt hos von Platen som känner sig lurad. Munters och von Platen arbetar med att utveckla skåpet hos Electrolux. Det blir ofta bråk om förbättringar, energikällor (både gas och el kan användas för att driva skåpet) och royalties med följd att von Platen lämnar Electrolux 1927.

Electrolux tillverkade dammsugare för den internationella marknaden och använder amerikanska försäljningsmetoder som avbetalningsköp och demonstrationer. Kylskåpen säljs på personliga kontakter vid ”E-lux Té-seanser” där skåpet demonstreras på hotell för rikare husmödrar med med te och bakelser. Munters byggde värmeväxlare som gjorde driften mer ekonomisk. Han forskar kring effektiv isolering för olika länders olika klimat och samtidigt förstå hur absorptionsprocessen fungerar inne i skåpet.

Kylskåp började bli vanliga i hemmen först efter 1930, då den giftiga ammoniaken ersatts med freon. HSB började att installera kylskåp som standard i sina nybyggda lägenheter. På 40-talet ligger årsproduktion på 400.000 skåp årligen och totalt fyra miljoner sålda.

Carl Munters hävdade alltid att hans relation med Electrolux varit god. Fast han saknar utmaningar, då Electrolux inte har intresse att vidareutveckla sin storsäljare. Munters är företagets stora stjärna men hans uppfinning är bortom hans kontroll, den har laboratoriechefen som han arbetar under. Han kände att han gjort sitt med kylskåpet och 1936 så lämnar Munters Electrolux.

Hur har kylskåpet förbättrat folkhälsan? Marie-Louise Danielsson-Tham är professor vid Restaurang – och hotellskolan vid Grythytte Akademi, ”med kylskåpet behöver man inte slänga så mycket mat eller salta för att bevara den. Tidigare blev folk ofta sjuka av mat då det i all mat finns bakterier och mögelsvampar som trivs bra i källar- och skafferitemperatur”.

Frysning är en utmärkt konserveringsmetod som används alldeles för lite i Sverige. I frysen kan inga mikroorganismer föröka sig. Däremot överlever bakterier, virus och mögelsvampar frysningen och piggnar till så fort maten tinar. De enda mikroorganismer som dör vid frystemperatur är parasitlarver.

”Sänk gärna temperaturen i kylskåpet till 5 – 6 grader. Visserligen är den lagstadgade kyltemperaturen i Sverige 8 grader, men desto kallare det är i kylskåpet, ju längre håller sig maten. I många andra europeiska länder är lagens övre gräns för kyltemperatur 6 grader”. Med dagens effektiva kylskåp ser Danielsson-Tham bara en marginell ökning av elförbrukningen. Det gäller dock att se till att det inte bildas fukt i kylen, och inte öppna dörren stup i kvarten.

Danielsson-Tham pekar på en farlig utvecklingstrend i USA. Där desinficeras råa livsmedel och kött för att ta död på salmonella och andra farliga bakterier. I Sverige satsar vi i stället på att råvarorna ska komma från djur som inte är sjuka eller bärare av farliga bakterier. Förutom kyl och frys är kunskaper A och O för att förhindra matförgiftningar både i rika och fattiga länder.

Munters fortsatte att uppfinna. Han fick tillfälle att arbeta i fria experiment och bearbetning resultaten med liten självständig grupp arbetskamrater. Det blev närmare tusen patentansökningar innan han gick bort 1989. Bland hans uppfinningar finns skumplasten och isoleringsmaterialet wellit. En idé om luftkonditionering i slutet av 40-talet utvecklades till en avfuktaranläggning som vände på kylskåpets princip. Ur det utvecklade han kyltorn för kraftverk, värmeåtervinnare för sjukhus och skrubber för att avskilja svaveldioxid från rökgaserna från eldning med kol och olja. Det företag han grundade under sitt eget namn tillverkar hans uppfinningar.

Var Munters en av de sista geniala svenska uppfinnarna? Idag sägs det inte vara möjligt att utan specialistkunskap sitta på kammaren och med konkreta tester göra genombrott. Vetenskapen är för komplicerad och de lågt hängande frukterna är redan plockade. Nu är det teamwork som gäller och marknadsavdelningen som styr.

Fast uppfinnare spelar med möjligheterna och kombinerar ihop rätt element, precis som konstnärer. Carl Munters var även han intuitiv och okonventionell. Lennart Lindquist, tidigare VD för AB Carl Munters, beskriver hans drivkrafter som ”teknisk nyfikenhet och intuition. Han gav sig på problem som han inte alltid förstod och löste dem”. Samtidigt var han medveten om att tillfället att uppfinna kommer genom envist arbete. Han ville vara bäst, men utan räddhågsen aggressivitet.

Efter nattmackan stänger jag kylskåpet. Det är ett kompressorkylskåp. På 60-talet gick tekniken tillbaka till dem. De var lättare att tillverka än Platen-Muntersskåpet, som krävde skickliga hantverkare i svetsningen. Absorptionskylskåpen överlevde som en nisch i husvagnar, båtar och minibarer på hotell, där skåpets tysthet är en fördel. Kylskåpen från 30-talet var mer energieffektiva än senare skåp. Tillverkarna lade till nya features som automatisk avfrostning. Det var också en fråga om att sänka kostnaderna, t.ex. med att minska på isoleringen.

De nya kraven på energieffektivitet har nu gett kylskåp som drar samma energi som Munters men kyler en tre gånger större volym. Kylskåp drar drygt en femtedel av hushållselen, mot en tredjedel för femton år sedan. Moderna energieffektiva kylskåp har tjockare isolering och standarden i byggsektorn tillåter inte att skåpen sväller ut. Därför rymmer moderna kylskåp mindre. Kylskåpet är en mogen produkt med hård konkurrens och låg vinstmarginal, så det behövs innovationer för att pressa energieffektiviteten ytterligare. Hur mycket är konsumenten beredd att betala för en sänkning av elräkningen? Det hade varit ett problem som lockat Carl Munters.

Läs även andra bloggares åsikter om teknik, teknikhistoria, carl munters, baltzar von platen, kylskåp, innovation, ekonomi, vetenskap, reportage

Intressant