Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Problem Identification for Product Development Opportunities of Wine Refrigerators
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Problemidentifikation för produktutvecklingsmöjligheter av vinkylare (Swedish)
Abstract [en]

Both value and flavor of wines can improve with time if stored properly. The factors with the most profound effect on the wine are light, humidity, temperature, vibrations, and ventilation. Light consisting of shorter wavelengths, under 450 nm, are dangerous for wine and can destroy the structure in wine. The humidity is supposed to be kept between 50-80 %, mainly to prevent the wine cork from drying out, since this would result in a shrinkage that will let in air to the bottle. When considering temperature, the ideal maturing temperature is 12-14 °C for both reds and whites. It is also essential to keep the wine at a stable temperature; it should not fluctuate more than 1.5 °C per day or 2-3 °C over a year. Larger amplitudes of vibrations cause an increased structural change in wine molecules. Therefore, they should be kept as small as possible. Ventilation is required since a reasonably small closed space with high humidity leads to a mold-prone environment which could be devastating to the wine. 

The wine market is shifting from bulk wine to becoming more wine enthusiast focus where it is believed the importance of a wine refrigerator will increase with this shift.  The wine business is not scientifically originated. Several requirements are mainly “hearsay” and “common knowledge”. The aim of this paper was to identify scientifically founded facts to product develop wine refrigerators for a global market. 

Four different wine refrigerators called A, B, C, and D, from different brands, were tested in a laboratory from a wine requirement perspective with a focus on temperature, humidity, and electricity consumption. All tests were conducted for 24 hours. Both temperature and humidity were logged every 10 seconds and results were processed in MATLAB and presented in graphs. It was found that cabinets with separators held a more accurate temperature than those without one. It was also found that most of them held a temperature within the allowed fluctuation interval. Moreover, the air temperature fluctuation did not significantly affect the temperature inside the wine bottle indicating it is not important to further improve.

The humidity was tested both with and without load but did not give a significant difference, which indicates the cabinets does not have a unique system to add humidity to the cabinet. Overall, all cabinets except one reached an average of at least 50 % relative humidity, which is the minimum requirement. The functionality of the humidity system of each unit is in question. 

Most surprisingly, the high electricity consumption for all of the wine fridges entails potential improvement area of the cooling system that uses more energy than what is thought to be needed. A comparison with a regular domestic refrigerator shows great potential for improvement, especially since a wine fridge only needs to perform a temperature of 12 °C, while a domestic fridge keeps a temperature of approximately 4 °C. The vast amount of energy use could also be because of inadequate insulation, with leakage through or around the glass door. A closer look at the gaskets showed small unsealed spots where the gasket was not tightly against the cabinet, enabling ambient air to leak in. Overall, the energy consumption results highlighted an inefficient cooling cycle. 

The found development opportunity is to include a variable-speed compressor into the refrigeration unit to maintain proper internal climate regarding temperature, humidity, and energy demand. Furthermore, the results of this thesis highlight the light blockage solutions which seem non-considered in the tested refrigerators and what was found in the market. 

Abstract [sv]

Både värde och smak hos vin kan öka över tid om det lagras på ett korrekt sätt. De faktorer som har mest påverkan på vinet är ljus, luftfuktighet, temperatur, vibrationer och ventilation. Ljus som består av korta våglängder under 450 nm är farliga för vinet och kan förstöra dess struktur. Luftfuktigheten bör hållas mellan 50 - 80 %, detta framförallt då korken annars kan torka ut vilket då kan leda till att korken krymper och luft kommer in i vinflaskan. Gällande temperaturen, är det ideala intervallet vid åldring av vin är 12 - 14 °C för både vitt och rött vin. Det är även viktigt att hålla vinet på en stabil temperatur, det bör inte fluktuera mer än 1,5 °C per dygn eller 2 - 3 °C över ett år. Ett forskningsarbete om vibrationer påvisar att ökade vibrationsamplituder orsakar ökade strukturella förändringar i vinets molekyler, därför bör de vara så små som möjligt. Ventilation är nödvändigt eftersom ett litet slutet utrymme med hög luftfuktighet leder till en miljö med mögelbenägenhet, vilket kan vara förödande för vinet.

Vinmarknaden skiftar från bulkviner till att bli mer vinentusiast-fokuserade i köp där vikten av vinkyl tros öka i detta skifte. Hela vinindustrin är inte tungt forskningsgrundad där mycket tillgänglig kunskap ”hörsägen” och ”allmän kunskap”. Målet med denna studie var därmed att identifiera vetenskapligt grundade fakta för att produktutveckla vinkylar på en global marknad.

Fyra olika vinkylar från olika märken, kallade A, B, C och D, testades utifrån ett vinperspektiv i ett laboratorium med fokus på temperatur, luftfuktighet och energikonsumtion. Samtliga tester utfördes under en period på 24 timmar där temperatur och luftfuktighet loggade var 10e sekund där resultaten sedan behandlades i MATLAB och presenterades i grafer. Det kom fram att skåp med separatorer höll en mer exakt temperatur än dom utan. Majoriteten av skåpen höll temperaturen inom det tillåtna fluktuationsintervallet under ett dygn. Slutligen visade resultaten att temperaturfluktuationerna i luften inte påverkade temperaturen i vinet inuti en vinflaska marginellt varpå slutsatsen blev att detta inte skall vara ett fokusområde vid fortsatt utveckling.

Alla vinkylar testades med och utan last och påvisade inte en signifikant skillnad vilket indikerar att respektive kabinett inte inkluderas av ett unikt luftfuktighetssystem som tillför fukt till skåpet. Alla kylar utom en uppnådde ett genomsnitt av minst 50 % relativ luftfuktighet som definierades till minimikravet. Funktionen av respektive fuktighetssystem är ifrågasättbar där lite eller noll information gås att få.

Mest överraskande, resultaten indikerade en hög energikonsumtion för alla vinkylar vilket indikerar en förbättringspotential av kylsystemet då den förbrukar mer energi än vad som är nödvändigt. Vid en jämförelse med ett vanligt konsumentkylskåp vidare indikerar samma slutsats då den ofta använder mindre energi trots att den skall åskakomma temperaturer runt 4 °C i jämförelse med en vinkyl som skall hålla temperaturer runt 12 °C.  Stora energikonsumtionen kan också härstamma från bristfällig isolering med läckage genom och runt glasdörren. Empiriskt syntes små hålrum genom isolerande packningen där luft kunde läcka igenom. Däremot tros den största energikonsumtionen vara ett resultat av en ineffektiv kylcykel. 

Funna utvecklingsmöjligheten är att inkludera en variabel-hastighetskompressor i kylcykeln för att upprätthålla lämpligt internt klimat med avseende på temperatur, luftfuktighet och energikonsumtion. Avhandlingen påvisar även att ljusblockeringslösningen verkar ogenomtänkt i respektive testad kabinett och vad som är funnet på marknaden.  

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 112
Series
TRITA-ITM-EX 2018 ; 492
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-245196OAI: oai:DiVA.org:kth-245196DiVA, id: diva2:1294192
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-03-06 Created: 2019-03-06 Last updated: 2019-03-06Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(39372 kB)33 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 39372 kBChecksum SHA-512
42a32a71eb89e322731bc026ef6d13feb02683ec2ade8ea81e5d8bc595a846bf4b456d4c464716423781c5f74854540b462e0c2adb56bb30a728568738b5e7fd
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 33 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 49 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf