СПОСОБ ХРАНЕНИЯ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПРОДУКТОВ Российский патент 1998 года по МПК A01F25/00 

Изобретение относится к способам создания регулируемых газовых сред в герметичных контейнерах, в которых производится длительное хранение скоропортящихся продуктов.

Известны способы длительного хранения скоропортящихся продуктов, в которых используются регулируемые газовые среды различного состава. Так, в способе хранения винограда (SU 1738140 A1 публ. 07.06.92, Бюл. N 21, МКИ A 01 F 25/00, A 23 B 7/152) предварительно виноград охлаждают и помещают в продезинфицированный сернистым ангидридом герметичный контейнер, в котором создают газовую среду, содержащую диоксид углерода 20-70%, кислород 4-6%, азот - остальное, и выдерживают в ней в течение первых 1-7 дней. Последующее хранение ведут при свободном доступе воздуха и с ежемесячной обработкой сернистым ангидридом в количестве 1,0-1,5 г/м³.

Примеры конкретного выполнения этого способа представлены в таблице.

Недостатком способа следует отметить ограниченность применения и сложность и трудоемкость обработки хранимой продукции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ и контейнер для хранения продуктов (ЕВП (EP) N 0368678, публ. 16.05.90, N 20, МКИ B 65 D 88/74, A 23 L 3/34), при котором уровни кислорода и углекислого газа внутри контейнера поддерживают на заданном уровне. Нормативные заданные уровни кислорода и углекислого газа выбирают в зависимости от типа хранимой продукции (эти уровни, в основном, хорошо известны и могут быть установлены с помощью простых экспериментов).

Уровень кислорода внутри контейнера регулируют с помощью направления азотообогащенного газа внутрь контейнера. Азотообогащенный газ добавляют в небольшом количестве, но регулярно, ориентировочно 1% от кислорода. Азотообогащенный газ получают из окружающего воздуха, находящегося вне контейнера, через воздухоразделитель, который размещен в закрытом пространстве, в передней части контейнера. Если уровень углекислого газа ниже нормального уровня, то углекислый газ направляют внутрь контейнера до нормы. Углекислый газ подается из хранилища сухого льда, размещенного внутри контейнера.

Особенностью воздухоразделителя является то, что окружающий воздух нагнетается под давлением через полости полупроникаемых мембран, состоящих из микроскопических полых волокон. Т. о. на выходе воздухоразделителя имеем раздельно кислород и азот. Кислород проникает через волоконные стенки, в то время как азот проходит через канал полого волокна.

Кроме того компрессор может оперативно взаимодействовать с контроллером уровня углекислого газа, и если уровень углекислого газа поднимается выше допустимого максимума, то азотообогащенный газ направляется в контейнер для разбавления углекислого газа до нормы.

Газы, циркулирующие внутри пространства контейнера с помощью вентилятора, могут быть подвержены термообработке за счет использования рефрижераторной системы.

Вследствие утечек из контейнера и дыхательной способности загруженной продукции, среда внутри контейнера может непрерывно меняться. Она также непрерывно восстанавливается до нормы с помощью соответствующих действий воздухоразделителя и контрольного клапана.

Таким образом, основными характерными чертами способа является то, что азотообогащенный газ подают из окружающего контейнер воздуха и углекислый газ- из хранилища сухого льда, размещенного внутри контейнера;
азотообогащенный газ получается использованием воздухоразделителя такого типа, который состоит из мембран, разделяющих воздух из окружающей контейнер среды под давлением на азот и кислород соответственно;
азотообогащенный газ направляется внутрь пространства вышеупомянутого контейнера, в случае, если уровень углекислого газа превышает допустимый нормой максимум.

Основные недостатки представленного выше способа создания регулируемой газовой среды (РГС) в контейнере:
поддержание постоянной температуры и состав РГС во всем объеме контейнера, заполненного различными видами скоропортящейся продукции;
создание регулируемой газовой среды только из воздуха при движении газового потока от источника РГС в грузовой контейнер при наличии в нем значительных утечек приводит, в конечном итоге, к значительным экономическим затратам при создании устройств хранения продукции и поддержании заданных концентраций РГС;
сложность поддержания заданного уровня температуры и концентрации регулируемой газовой среды в большом объеме контейнера;
поддержание концентрации CO₂ при помощи сухого льда, находящегося в теплоизолированном ящике, уменьшает полезный объем грузового контейнера;
сложность устройств и трудоемкость представленного способа хранения скоропортящихся продуктов, не позволяющая разрабатывать устройства хранения продукции для массового потребителя, при котором уровни концентраций задаются и регулируются с помощью различных контроллеров РГС.

Предлагается создать РГС определенной температуры и концентрации с использованием обратных газовых потоков, предварительно разделив газовые среды со скоропортящейся продукцией на малые объемы стандартного типа.

Для этого в способе хранения скоропортящихся продуктов, при котором их закладывают в камеру и создают внутри пространства регулируемую газовую среду из углекислого и азотообогащенного газов, используя для получения последнего окружающий воздух, согласно изобретению предлагается газовые среды с продукцией предварительно разделить на малые объемы стандартного типа (контейнеры), а параметры газовой среды поддерживать образованием обратных газовых потоков из газовой среды контейнера и окружающего воздуха и подпиткой газовой среды по временному интервалу, характеризующемуся степенью утечек системы хранения продукции.

При этом движение газовой среды могут задать переключением последовательности соединения малых объемов с продукцией. Для индивидуального поддержания температуры газовой смеси внутри каждого малого объема (контейнера), в зависимости от вида хранимой продукции, состав газовой среды задают обратными связями и системами термостатирования.

Основные отличия заявляемого способа заключаются в следующем:
I. РГС получают из РГС контейнера и окружающего воздуха за счет образования обратных газовых потоков;
II. подпитку РГС осуществляют по временному интервалу, характеризующемуся степенью утечек системы хранения продукции;
III. для точного поддержания параметров регулируемой газовой среды (в основном за счет ликвидации мест утечек газа) во всем объеме хранимой продукции, газовую среду и продукцию заключают в малые объемы стандартного типа;
IV. в каждом малом объеме с продукцией поддерживают РГС при заданной температуре и определенного состава. Состав РГС задают обратными связями и системами термостатирования РГС, позволяющими осуществлять индивидуальное поддержание температуры РГС внутри каждого малого объема, в зависимости от вида хранимой там продукции;
V. движение РГС задается переключением последовательности малых объемов с продукцией.

Примеры выполнения предлагаемого способа представлены графически на фиг. 1-3.

В представленном примере (фиг. 1) реализован вариант режима хранения скоропортящейся продукции, в котором чистый азот от источника "А" нагнетается вентилятором "B" через фильтр "Ф" и далее поступает в контейнеры Кн1 - Кн3. Для того, чтобы преодолеть большое гидравлическое сопротивление, создаваемое скоропортящейся продукцией, находящейся в контейнерах, после них устанавливается еще один вентилятор "В", который облегчает прохождение газовой смеси через продукцию.

Характерной особенностью является то, что создание РГС осуществляется подачей азота (жидкого или газообразного) от стороннего источника с учетом того, что увеличение концентрации O₂ будет происходить за счет инфильтрации из окружающего воздуха, а содержание CO₂ - за счет биологического дыхания хранимой продукции. Возможное избыточное давление газовой смеси стравливается через предохранительный клапан "ПК".

Контейнеры имеют достаточно высокую степень герметичности и соединяются между собой в определенной последовательности быстроразъемными соединителями с обратными клапанами в пакеты, обратные клапаны позволяют извлечь из общего пакета один или несколько контейнеров с минимальными потерями газовой смеси.

На фиг. 2 представлен вариант, когда воздух из контейнеров и окружающей среды засасывается компрессором "К" и нагнетается через фильтр "Ф" - влагомаслоотделитель в мембранный газоразделительный аппарат (ГРА). После него азотообогащенная смесь поступает в блок термообработки и обогащения азота "ТО", откуда газовая смесь с определенными параметрами (РГС1, РГС2, РГС3) подается к конкретной группе пакетов из контейнеров "Кн1 ... Кн4". В каждой группе пакетов контейнеров могут находиться различные виды скоропортящейся продукции, требующие индивидуальной подачи РГС с определенными параметрами.

Далее газовая смесь под давлением проходит через контейнеры и захватывает с собой пары воды и CO₂, являющиеся продуктами жизнедеятельности хранимой продукции растительного происхождения. Соединенные между собой контейнеры совместно с газоразделительным аппаратом и компрессором образуют замкнутый циркуляционный контур. Ввиду того, что в газоразделительном аппарате происходит разделение воздуха на кислородо- и азотообогащенные газовые смеси, а система циркуляции газа замкнута, то всасывающий трубопровод компрессора начинает забирать большее количество газовой смеси из контейнеров, чем поступает в них из ГРА. Чтобы скомпенсировать возникающее при этом разрежение, всасывающий трубопровод снабжен калиброванным отверстием "КО", сообщенным с атмосферой. Для предотвращения натекания атмосферного воздуха в контейнеры при остановке компрессора трубопровод снабжен обратным клапаном "ОК".

Отработанная газовая смесь сжимается компрессором, очищается в фильтре влаго- маслоотделителе и далее цикл разделения газовой смеси повторяется.

Отметим, что в данном варианте газовая среда обогащается азотом за счет использования мембранного газоразделительного аппарата с последующей циркуляцией и регенерацией азотовоздушной газовой смеси.

В представленном на фиг. 3 варианте система работает аналогичным образом, как и во втором варианте. Отличие заключается в том, что источник чистого азота "А" подключается к блоку термообработки "ТО" и осуществляет обогащение азотовоздушной смеси чистым азотом. Это позволяет более оперативно достигать газовых режимов с высоким содержанием азота (до 97 - 98%). Таким образом, создание РГС осуществляется комбинированным способом - за счет мембранного газоразделительного аппарата и подпитки азотом от стороннего источника. Здесь приняты следующие обозначения:
А - баллон азота,
К - компрессор,
Кн1 ... Кн4 - контейнер N 1 ... N 4 соответственно,
Т₁ ... Т₃ - температуры РГС в различных объемах с продукцией,
РГС1 ... РГС4 - различные составы регулируемых газовых сред,
Ф - фильтр,
В - вентилятор,
ТО - блок термообработки,
ПК - предохранительный клапан,
ГРА - газоразделительный аппарат,
ОК - обратный клапан,
КО - калиброванное отверстие.

Благодаря использованию вышеприведенного метода становится возможным снижение эксплуатационных затрат на создание и поддержание РГС при одновременном упрощении конструкции и расширение номенклатуры хранимой продукции за счет создания и поддержания оптимальных параметров хранения, приемлемых для каждого вида скоропортящейся продукции.

Изобретение относится к области хранения сельскохозяйственных продуктов, конкретно к способам создания регулируемых газовых средств для длительного хранения скоропортящихся продуктов. Способ заключается в размещении продуктов в камере, разделении среды с продукцией на герметичные объемы, создании регулируемой газовой среды и ее поддержание путем соединения герметичных объемов в определенной последовательности в зависимости от вида хранимой продукции. Поддержание параметров газовой среды в каждом объеме осуществляют образованием обратных газовых потоков из газовой среды герметичных объемов и окружающего воздуха или азота и индивидуального поддержания температуры и состава газовой среды. Способ позволяет снизить затраты на создание и поддержание регулируемой газовой среды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 1 табл.

1. Способ хранения скоропортящихся продуктов, включающий закладку их в камеру, создание внутри пространства регулируемой газовой среды из азотообогащенного и углекислого газов с использованием окружающего воздуха, отличающийся тем, что газовую среду с продукцией в камере предварительно разделяют на герметичные объемы, а поддержание параметров газовой среды в каждом герметичном объеме осуществляют соединением их в определенной последовательности, определяемой составом газовой среды, образующей в каждом герметичном объеме и параметры которой рекомендованы для хранения сельскохозяйственной продукции в последующих герметичных объемах. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддерживание параметров газовой среды осуществляют образованием обратных газовых потоков из газовой среды герметичных объемов и окружающего воздуха или озота и индивидуального поддержания температуры и состава газовой среды внутри каждого из объемов, в зависимости от вида хранимой продукции.