Способ хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа и система для его осуществления (варианты) Российский патент 2017 года по МПК A01F25/14 

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к холодильным камерам для овощей, фруктов, ягод и цветов с регулируемой газовой средой (РГС) применяемой в домохозяйствах, малом предпринимательстве, торговле, предприятиях общественного питания и фермерских хозяйствах.

Наиболее эффективно применение изобретения для длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов не промышленных объемов собственного или заготовительного производства в загородных домах, коттеджах, садоводческих товариществах, столовых, ресторанах и т.п.

Хранение овощей, фруктов, ягод и цветов в РГС с заданным содержанием кислорода, углекислого газа и азота является одним из известных эффективных способов холодильного хранения и его дальнейшим усовершенствованием. Понижение поражаемости овощей, фруктов, ягод и цветов в условиях модифицированной газовой среды обусловлена сохранением их естественной устойчивости в результате замедления процессов метаболизма и отмирания клеток.

Основные преимущества хранения фруктов и овощей в регулируемой газовой среде перед традиционным холодильным хранением без заморозки состоят в следующем:

- предупреждаются «низкотемпературные» заболевания, которыми поражаются некоторые сорта фруктов и овощей;

- уменьшается поражаемость фруктов и овощей физиологическими заболеваниями;

- лучше сохраняется вкус и аромат фруктов и овощей;

- потери при хранении в регулируемой газовой среде в 2-3 раза меньше, а сроки хранения значительно больше благодаря замедлению процесса созревания и сохранению устойчивости к инфекционным и физиологическим болезням присущей фруктам и овощам.

Фрукты и овощи при хранении используют накопленные запасы питательных веществ. Связь фруктов и овощей с окружающей средой осуществляется путем газообмена и состоит в поглощении из окружающей среды кислорода и выделении углекислого газа, водяных паров и летучих органических веществ.

Единственным процессом синтеза энергии, необходимой для поддержания клеточных структур и протекания биохимических процессов в хранящихся фруктах и овощах, является дыхание.

В ягодах и цветах протекают близкие или аналогичные процессы, поэтому все вышеуказанные преимущества холодильного хранения в РГС распространяются и на них.

РГС - термин, отражающий процессы в камерах холодильников для овощей и фруктов в условиях, когда осуществляется контроль и регулирование температурно-влажностных и газовых параметров среды, образованных за счет жизнедеятельности продукции (дыхание) и путем искусственного формирования и поддержания.

Основной формой взаимодействия овощей и фруктов с окружающей средой является процесс дыхания. Овощи и фрукты поглощают кислород (О₂) и выделяют углекислый газ (CO₂). Хранение фруктов и овощей в газонепроницаемом объеме позволяет снизить исходное содержание О₂ и тем самым ограничить уровень CO₂ в среде хранения. Во время хранения выделяется теплота дыхания. Однако в воздух выделяется не все тепло, так как часть его используется клеткой для обменных реакций и на процесс испарения, часть запасается в виде химически связанной энергии.

Биологическая роль дыхания состоит в том, чтобы обеспечивать живые ткани овощей и фруктов энергией, необходимой для их жизнедеятельности. Наряду с испарением влаги процесс дыхания неизбежно сопровождается убылью массы овощей и фруктов. Поэтому такие потери называются естественными. Их можно снизить путем регулирования интенсивности дыхания и испарения влаги, что имеет важное практическое значение.

Длительное хранение овощей и фруктов заключается в подавлении созревания и процессов старения, сохраняя, таким образом, вкус и качество. При этом процесс созревания замедляется. Это достигается путем изменения содержания кислорода в холодильной камере с целью снижения частоты дыхания овощей и фруктов.

РГС - это технология хранения, при которой снижается содержание O₂ и не увеличивается содержание CO₂. Качество и свежесть овощей и фруктов сохраняется при хранении в РГС без использования токсичных (опасных для человека в высоких концетрациях или не пищевых) химикатов. В условиях РГС многие овощи и фрукты хранятся в 2-4 раза дольше.

Хранение в обычных условиях предполагает обычную воздушную среду с нормальным содержанием в атмосфере O₂, CO₂ и других газов. Суммарное содержание O₂ и CO₂ в воздухе составляет около 21%.

Замена воздуха другим газом позволяет довести этот процент до оптимальных, рекомендованных биологами для хранения.

Способы наполнения газом емкостей известны. Наполнение осуществляют продувками, вакуумированием, вытеснением и другими способами.

Так, при вводе в эксплуатацию емкостей промышленного назначения, например аккумуляторов газа, состоящих из батареи баллонов в технологической линии, освобождение внутренних полостей баллонов от содержащегося в них воздуха и заполнение их кондиционным рабочим газом осуществляют продувками аккумуляторов в атмосферу рабочим или инертным, а затем рабочим газом (во избежание образования взрывоопасной смеси, если рабочий газ - горючий), с неоднократными в процессе продувок газовыми анализами внутренней среды: на содержание кислорода воздуха и на соответствие газа техническим условиям. При этом из-за образования застойных зон обычная продувка всей батареи баллонов, аналогичная продувке трубопроводов, практически невозможна, так как продувочный газ проходит по наикратчайшему пути, не воздействуя на весь внутренний объем аккумулятора. В связи с этим результаты газовых анализов не всегда достоверно отражают состав среды во всем объеме аккумулятора.

При вакуумировании в грузовых емкостях создают вакуум, затем в них подают заменяющий газ. В процессе замещения контролируется газовый состав в емкости. Процесс повторяют по нескольку раз до получения нужного состава газовой среды в емкостях.

Способ наполнения газом емкостей вакуумированием пригоден не для всех сосудов, а только для тех из них, в частности грузовых емкостей судов-газовозов, которые допускают понижение давления внутренней среды ниже атмосферного, к тому же этот способ увеличивает энергозатраты для работы оборудования

Недостатками известных способов являются значительные расходы продувочных инертных газов, затраты на выполнение многочисленных газовых анализов, конструктивное усложнение, дополнительный расход энергии на вакуумирование и т.п.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ контейнерного хранения биологических объектов в регулируемой газовой среде, которое относится к хранилищам сельскохозяйственной продукции и других биологических объектов растительного и животного происхождения в регулируемой газовой среде и может быть использовано, в частности, при контейнерном хранении картофеля, овощей и фруктов типа яблок, груш, слив (Патент RU 2094976, 03.03.1992). Это достигается за счет того, что в способе контейнерного хранения биологических объектов в РГС, основанном на раздельной загрузке биологических объектов по видам в контейнеры, герметизации последних, создании газовой среды заданного состава путем подключения к газовым баллонам и поддержании заданного состава путем периодической дозировки газов из баллонов, контейнеры при загрузке группируют партиями, а в каждой партии несколько контейнеров последовательно соединяют в блок с условием соответствия суммарного объема контейнеров этого блока объему одного газового баллона, при этом заправку и повторную дозировку газов производят из расчета создания концентрации CO₂, характеризующей интенсивность дыхания объектов, на 5-10% меньше предельно допустимой.

Недостатком указанного способа является невозможность полного замещения воздуха или перерасход газа для замещения воздуха, а также отсутствие возможности поддержания температурного режима хранения.

Отличие настоящего изобретения от других известных способов хранения овощей и фруктов и способов замещения газовой среды состоит в следующем:

- областью применения является сохранение относительно небольшого количества сельхозпродукции;

- рабочие давления близки к естественному атмосферному;

- нет вакуумирования, которое может вызвать переохлаждение и порчу плодов;

- предварительное охлаждение продукции можно производить жидкостью, что уменьшает время процесса охлаждения;

- жидкость может быть носителем антисептиков и консервантов, что уменьшает количество необходимых операций при закладке продукции на длительное хранение;

- возможность дополнительной обработки продукции антисептиками или консервантами в любой момент без нарушения охладительного процесса и без ее извлечения из системы хранения;

- возможность использования аргона и гелия в качестве рабочего газа, что важно для удаленных районов, т.к. эти газы используют в технике и строительстве, поэтому весьма распространены и доступны;

- высокая точность создания первичной газовой среды без применения газоанализаторов;

- объем хранимой продукции;

- хладагентом является распространенная, взрывобезопасная, химически не агрессивная, не требующая специальных знаний при обращении жидкость;

- повышенная система безопасности для пользователей.

Задачей, стоящей перед предлагаемыми способом и системой для его осуществления, является увеличение сроков хранения овощей, фруктов, ягод и цветов, а также уменьшение порчи и поражаемости, сохранение вкусовых качеств, аромата и полезных свойств овощей, фруктов и ягод, за счет применения в качестве среды хранения инертного газа аргон и поддержания определенного температурно-влажностного режима хранения.

Поставленная задача решается способом хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа, заключающимся в том, что в емкость для хранения, в которой находятся продукты хранения, подается замещающая воздух вода, при этом вода, используемая для вытеснения воздуха, может быть предварительно охлаждена и содержать в своем составе безопасные антисептики и природные консерванты, при этом поступающая вода вытесняет в атмосферу, необходимое для создания требуемого состава газовой смеси количество воздуха, находящегося в емкости хранения, после чего подачу замещающей воды прекращают, сообщение емкости хранения с окружающей средой перекрывают и в емкость хранения подают инертный газ аргон или иную смесь газов, не содержащих в своем составе кислород и CO₂, соединяют емкость хранения в нижней ее части с выпуском, через который выводят из емкости хранения замещающую воду, а затем соединение перекрывают и в емкости хранения обеспечивают необходимый температурный режим хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа при помощи встроенной системы охлаждения, использующей хладагент, состоящий из смеси спирта и воды, температурная подготовка которого происходит через теплообменники в устройствах-охладителях, работающих по циклу Карно, для поддержания заданной среды хранения, предусмотрена циркуляция газовой смеси вовне через патрубки, а возможность дополнительной обработки хранимой продукции антисептиками и консервантами в любой момент процесса хранения обеспечивается без извлечения из зоны охлаждения, запустив для этого процесс с замещением среды хранения водой, повторно.

Для этого в герметичной емкости, размеры которой позволяют расположить в нем один или несколько стандартных «евро» ящиков объемом от 1 до 150 литров, где размещаются хранимые овощи и фрукты, методом вытеснения производиться замещение атмосферного воздуха любым из доступных инертных газов хранения - аргоном, гелием или азотом, создается и поддерживается весь период хранения благоприятный температурно-влажностный режим. Использование вида инертного газа определяется пользователем системы. Аргон относится к наиболее распространенным и доступным инертным газам, поэтому предложен как базовый газ. Но система позволяет с одинаковым успехом использовать любой другой инертный газ или смесь инертных газов не содержащих в своем составе O₂ и CO₂.

Для реализации поставленных задач, изложенных в описании способа хранения, собирается система длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа (п. 2 формулы), включающая емкость хранения, на которой может быть установлен датчик температуры, выполненную из любого металлического и неметаллического материала, допускающего безопасный контакт с продуктами питания и способного сохранять форму при температурах от -10 до +45 градусов Цельсия и внутреннем избыточном давлении 0,1 кг/см², с установленной на ней съемной крышкой, герметизирующей емкость хранения и содержащей радиатор для охлаждения и поддержания температурного режима, штуцеры для подвода и слива воды, подвода и дренажа газа, шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа атмосферного воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном высокого давления с инертным газом, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, линию подвода и отвода хладагента через штуцеры, включающую кондиционер-охладитель с насосом, использующим в качестве хладагента спирто-водяную смесь, при этом кондиционер-охладитель, газовый баллон, трубопроводы и электроклапаны смонтированы на отдельном основании, кроме того, настоящая система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляется в ручном режиме или автоматической системой управления.

На фиг. 1 изображена принципиальная пневмогидравлическая схема системы длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа, выполненная в модульном и мобильном исполнении с отдельным кондиционером охладителем (вариант 1).

Система содержит:

1 - вентиль запорный;

2 - горловина подачи воды;

3 - горловина слива воды;

4 - газовый баллон с инертным газом хранения;

5 - герметичная емкость хранения;

6 - датчик давления манометрический;

7 - датчик давления цифровой;

8 - раструб газовый;

9 - редуктор газовый регулируемый;

10 - термодатчик цифровой на штуцере подачи газа;

11 - термодатчик цифровой в герметичной емкости хранения;

12 - шариковый концевой выключатель подачи;

13 - шариковый концевой выключатель слива;

14 - штуцера для подвода и слива воды;

15 - штуцера для подвода и дренажа газа;

16 - электроклапан подачи газа хранения нормально закрытый;

17 - электроклапан дренажа нормально закрытый;

18 - электроклапан подачи воды хранения нормально закрытый;

19 - электроклапан слива воды нормально закрытый;

20 - кондиционер-охладитель;

21 - насос;

22 - радиатор;

23 - теплообменник газовый (функционально входит в состав кондиционера-охладителя).

Герметичная емкость хранения 5 (ГХ) обеспечивает объем для хранения продуктов питания заданного размера под стандартную емкость, но заведомо меньше чем 200 литров и выполняется с теплоизоляцией для уменьшения расхода энергии на создание и поддержание температурного режима хранения внутри ГХ 5. Для доступа внутрь ГХ 5 применяется съемная крышка, которая также обеспечивает тепловую изоляцию внутреннего объема ГХ 5. Конструктивно крышка содержит в своем составе все средства для обеспечения функционирования системы хранения и подключения внешних устройств, а именно: радиатор 22, штуцера для подвода и слива воды 14, подвода и дренажа газа 15, а также шариковые концевые выключатели (ШК) подачи 12 и слива 13, датчик давления цифровой 7 и термодатчик цифровой 10. На фиг. 2 схематично представлено конструктивное исполнение крышки ГХ 5.

На отдельном мобильном постаменте располагается газовый баллон (ГБ) с инертным газом хранения 4 и все остальные устройства входящие в состав системы хранения. Подводка газа и воды к штуцерам в крышке обеспечивается гибкими шлангами, оснащенными быстросъемными соединителями.

Перед началом хранения в ГХ 5 осуществляется загрузка продуктов хранения и осуществляется закрытие крышки (на схеме не показано) для создания герметичного объема. Цикл удаления воздуха и замещения его инертным газом осуществляется автоматически по команде «ВКЛ». Кнопка подачи данной команды на схеме не указана. В исходном состоянии системы все электроклапаны (ЭПК) 16, 17, 18, 19 закрыты. Вентиль запорный 1 является принадлежностью ГБ 4 и открыт. Горловина подачи воды 2 подсоединена к системе водоснабжения, горловина слива воды 3 к канализации, а раструб газовый 8 выведен в вентиляционную систему здания или напрямую в атмосферу. По команде «ВКЛ» открываются ЭПК подачи воды 18 и ЭПК дренажа газа 17. Через ЭПК подачи воды 18 чистая или подготовленная вода поступает в ГХ 5 и вытесняет находящийся там воздух. По достижении необходимого уровня воды ШК подачи 12 формируется сигнал и ЭПК подачи воды 18 закрывается и с задержкой закрывается ЭПК дренажа 17. Задержка нужна для удаления воздуха из застойных зон. После закрытия ЭПК дренажа 17 открывается клапан ЭПК подачи газа хранения 16 и ЭПК слива воды 19. Вода, находящаяся в ГХ 5, сливается в канализацию или в специальный бак для повторного использования и происходит замещение инертным газом, содержащемся в ГБ 4. Редуктор газовый 9 задает незначительное избыточное давление, но не более чем на 0,1 ати ±10% (0,1 кг/см²) от атмосферного. Давление контролируется по датчику давления (ДД) цифровому 7 установленному на штуцере подачи газа хранения вблизи крышки, температура инертного газа контролируется по термодатчику (ТД) цифровому 10 также установленному на штуцере подачи газа. Давление в ГБ 4 контролируется визуально по датчику давления манометрическому 6 установленный на линии подачи газа сразу после редуктора газового 9. После опускания уровня воды ниже ШК слива 13 формируется команда на закрытие ЭПК подачи газа 16 и с временной задержкой на ЭПК слива 19. Задержка требуется для удаления остатков воды из ГХ 5 естественным стеканием. На время задержки контроль давления в ГХ 5 по показаниям ДД 7 не проводиться. По закрытии ЭПК 19 производиться восстановление требуемого уровня избыточного давления в ГХ 5 по показаниям ДД 7. После чего автоматически запускается цикл создания температурного режима в ГХ 5. Для этого насосом 21 осуществляется прокачка охладителя через радиатор 22. В качестве охладителя используется смесь этилового спирта с водой. Передача тепла во вне от хранимых в ГХ 5 продуктов производиться в кондиционере-охладителе 20. Управление осуществляется по показаниям ТД в герметичной емкости хранения 11. При достижении и стабилизации температуры хранения производится поддержание постоянной температуры в ГХ 5. Для извлечения продуктов хранения из ГХ 5 по команде «ВЫКЛ» происходит отключение насоса 21, прерывание цикла хранения, прекращение автоматического контроля показаний ТД 10, 11 и ДД 7, открытие ЭПК дренажа 17 и ЭПК слива 19. При открытие указанных клапанов происходит выравнивание давление между окружающей атмосферой и внутренним объемом ГХ 5 и частичное удаление и замещение инертного газа в объеме ГХ 5.

Для успешного осуществления и использования предлагаемого способа целесообразно иметь модульное исполнение конструкции, небольшие 1-150 л объемы ГХ 5 под стандартные ящики российского или зарубежного производства и мобильность всей конструкции системы, что позволит размещать ее в том числе в помещениях домохозяйств не приспособленных для хранения сельхозпродукции. Предусмотрена возможность количественного наращивания необходимого объема за счет интегрирования отдельных модулей с унифицированной конструкцией крышки ГХ 5 и избыточной мощности системы охлаждения и циркуляции инертного газа.

Задача, изложенная в описании способа хранения, также может решаться с помощью 2 варианта таким образом, что система длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа (п. 3 формулы), включающая емкость хранения, на которой может быть установлен датчик температуры, выполненную из любых металлических и неметаллических материалов, допускающих безопасный контакт с продуктами питания и способных обеспечить теплообмен при температурах от -10 до +45 градусов Цельсия и внутреннем избыточном давлении 0,1 кг/см², размещаемая в камере хранения холодильника бытового или промышленного назначения, при этом демонтируется штатная крышка, вместо которой устанавливается съемная крышка, герметизирующая емкость хранения и содержащая в своем составе штуцеры для подвода и слива воды, подачи инертного газа и удаления атмосферного воздуха, шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа атмосферного воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном высокого давления с инертным газом, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, кроме того, настоящая система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляется в ручном режиме или автоматической системой управления.

На фиг. 3 изображена принципиальная пневмогидравлическая схема системы длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа, выполненная в виде встраиваемого модуля в холодильник бытового или промышленного назначения (вариант 2).

Система содержит:

1 - вентиль запорный;

2 - горловина подачи воды;

3 - горловина слива воды;

4 - газовый баллон с инертным газом хранения;

5 - герметичная емкость хранения;

6 - датчик давления манометрический;

7 - датчик давления цифровой;

8 - раструб газовый;

9 - редуктор газовый регулируемый;

10 - термодатчик цифровой на штуцере подачи газа;

11 - термодатчик цифровой в герметичной емкости хранения;

12 - шариковый концевой выключатель подачи;

13 - шариковый концевой выключатель слива;

14 - штуцера для подвода и слива воды;

15 - штуцера для подвода и дренажа газа;

16 - электроклапан подачи газа хранения нормально закрытый;

17 - электроклапан дренажа нормально закрытый;

18 - электроклапан подачи воды хранения нормально закрытый;

19 - электроклапан слива воды нормально закрытый

24 - кондиционер-охладитель холодильника;

25 - специальная крышка.

В данном варианте исполнения системы герметичная емкость хранения (ГХ) 5 обеспечивает объем для хранения продуктов питания, при этом размеры ГХ 5 позволяют разместить ее в холодильнике как бытового, так и промышленного назначения. Герметичная емкость выполняется из металла или неметаллических материалов без теплоизоляции. С холодильника демонтируется штатная дверь и вместо нее устанавливается специальная крышка (Кр) 25, которая обеспечивает герметизацию внутреннего объема ГХ 5 и теплоизоляцию емкости холодильника вместо штатной двери. Кр 25 монтируется на штатные элементы монтажа двери холодильника, но для обеспечения герметичности ГХ 5 имеет дополнительные фиксаторы аналогичные по конструкции применяемым в варианте 1.

Конструктивно Кр 25 содержит в своем составе все средства для обеспечения функционирования системы хранения и подключения внешних устройств, а именно: штуцера для подвода и слива воды 14, подвода и дренажа газа 15, а также шариковые концевые выключатели (ШК) подачи 12, ШК слива 13, термодатчик цифровой (ТД) на штуцере подачи газа 10 и датчик давления (ДД) цифровой 7. На фиг. 4 схематично представлено конструктивное исполнение Кр 25, смонтированной на ГХ 5 перед установкой в холодильник бытового или промышленного назначения.

Перед началом хранения в ГХ 5 осуществляется загрузка продуктов хранения и осуществляется закрытие Кр 25 для создания герметичного объема. Цикл удаления воздуха и замещения его инертным газом осуществляется автоматически по команде «ВКЛ» и по циклограмме работы, аналогично как представлено для варианта 1 выше. Создание и поддержание температурного режима в ГХ 5 осуществляется техническими устройствами входящими в состав холодильника. Передача тепла во вне от хранимых в ГХ 5 продуктов производиться в кондиционере-охладителе холодильника 24. Управление осуществляется средствами управления холодильника и задается вручную.

Для извлечения продуктов хранения из ГХ 5 по команде «ВЫКЛ» происходит прерывание цикла хранения, прекращение автоматического контроля показаний ТД 10, термодатчика цифрового в герметичной емкости хранения 11, и ДД 7, открытие электроклапана (ЭПК) дренажа 17 и ЭПК слива 19. При открытии указанных ЭПК происходит выравнивание давление между окружающей атмосферой и внутренним объемом ГХ 5 и частичное удаление и замещение инертного газа в объеме ГХ 5.

Задача, изложенная в описании способа хранения, также решается с помощью 3 варианта таким образом, что система длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа (п. 4 формулы), включающая емкость хранения с установленным в ней датчиком температуры, выполненной в виде отдельного модуля, который по габаритам соответствует встраиваемой бытовой технике, например посудомоечной машине или холодильнику, с установленной на ней открывающейся крышкой, герметизирующей емкость хранения и содержащей шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит штуцеры для подвода и воды, подвода и дренажа газа, кондиционер-охладитель для охлаждения и поддержания температурного режима, линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном или баллонами высокого давления с инертным газом, расположенную снизу емкости, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, кроме того, настоящая система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляется в ручном режиме или автоматической системой управления.

Системы длительного хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа, также может быть выполнена в виде отдельного модуля, предназначенного для монтажа в состав кухни и использования в домохозяйстве (вариант 3). Принципиальная компоновочная схема такого встраимого модуля представлена на фиг. 5.

Система содержит:

26 - газовый баллон или баллоны с инертным газом хранения;

27 - герметичная емкость хранения;

28 - герметичная дверь-крышка с запорным механизмом;

29 - компрессор охладителя;

30 - радиатор охладителя;

31 - теплообменник охладителя;

32 - штуцер для подвода/отвода инертного газа;

33 - штуцера для подвода/отвода замещающей воды.

Принципиальная пневмогидравлическая схема будет такой же, как и в варианте 1 и представлена на фиг. 1. Циклограмма работы системы также аналогична варианту 1. Отличия состоят в конструктивно-компоновочном исполнении.

Вся система изготавливается в виде единого модуля, который по габаритам соответствует встраиваемой бытовой технике, например посудомоечной машине, и позволяет размещать систему в кухонных гарнитурах. Так же, как и в случае с посудомоечной машиной, осуществляется подключение системы к водопроводу и канализации. Баллон или баллоны для хранения инертного газа емкостью 2,5-20 литров размещаются снизу системы. Система может имеет фронтальную или вертикальную загрузку.

Циклограмма работы автоматическая и принципиально аналогична варианту 1.

Использование изобретения позволяет увеличить сроки хранения овощей, фруктов, ягод и цветов, повысить сохраняемость вкусовых и питательных качеств продуктов хранения.

Способ хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа (ИГ) и система для его осуществления относятся к области холодильной техники и могут быть использованы при заготовке и хранении сельскохозяйственной продукции. Способ хранения в среде ИГ включает вытеснение воздуха чистой или содержащей антисептики и консерванты водой из герметичной емкости хранения с последующим вытеснением воды инертным газом для обеспечения условий хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в бескислородной среде с заданной температурой. Замещение производится после загрузки овощей, фруктов, ягод и цветов, предназначенных для хранения, в герметичную емкость. Технический результат заключается в создании среды с пониженным содержанием кислорода или бескислородной среды и уменьшении расхода инертного газа при проведении замещения атмосферного воздуха в герметичной емкости хранения. 4 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа, заключающийся в том, что в емкость для хранения, в которой находятся продукты хранения, подают замещающую воздух воду, при этом вода, используемая для вытеснения воздуха, может быть предварительно охлаждена и содержать в своем составе безопасные антисептики и природные консерванты, при этом поступающая вода вытесняет в атмосферу необходимое для создания требуемого состава газовой смеси количество воздуха, находящегося в емкости хранения, после чего подачу замещающей воды прекращают, сообщение емкости хранения с окружающей средой перекрывают и в емкость хранения подают инертный газ аргон или иную смесь газов, не содержащих в своем составе кислорода и СО₂, соединяют емкость хранения в нижней ее части с выпуском, через который выводят из емкости хранения замещающую воду, а затем соединение перекрывают и в емкости хранения обеспечивают необходимый температурный режим хранения овощей, фруктов, ягод и цветов в среде инертного газа при помощи встроенной системы охлаждения, использующей хладагент, состоящий из смеси спирта и воды, температурная подготовка которого происходит через теплообменники в устройствах-охладителях, работающих по циклу Карно, для поддержания заданной среды хранения, предусмотрена циркуляция газовой смеси вовне через патрубки, а возможность дополнительной обработки хранимой продукции антисептиками и консервантами в любой момент процесса хранения обеспечивается без извлечения их из зоны охлаждения, запустив для этого процесс с замещением среды хранения водой повторно.

2. Система для реализации способа по п. 1, включающая емкость хранения, на которой может быть установлен датчик температуры, выполненную из любого металлического и неметаллического материала, допускающего безопасный контакт с продуктами питания и способного сохранять форму при температурах от -10 до +45 градусов Цельсия и внутреннем избыточном давлении 0,1 кг/см², с установленной на ней съемной крышкой, герметизирующей емкость хранения и содержащей радиатор для охлаждения и поддержания температурного режима, штуцеры для подвода и слива воды, подвода и дренажа газа, шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа атмосферного воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном высокого давления с инертным газом, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, линию подвода и отвода хладагента через штуцеры, включающую кондиционер-охладитель с насосом, использующим в качестве хладагента спирто-водяную смесь, при этом кондиционер-охладитель, газовый баллон, трубопроводы и электроклапаны смонтированы на отдельном основании, кроме того, система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляются в ручном режиме или автоматической системой управления.

3. Система для реализации способа по п. 1, включающая емкость хранения, на которой может быть установлен датчик температуры, выполненную из любых металлических и неметаллических материалов, допускающих безопасный контакт с продуктами питания и способных обеспечить теплообмен при температурах от -10 до +45 градусов Цельсия и внутреннем избыточном давлении 0,1 кг/см², размещаемая в камере хранения холодильника бытового или промышленного назначения, при этом демонтируется штатная крышка, вместо которой устанавливается съемная крышка, герметизирующая емкость хранения и содержащая в своем составе штуцеры для подвода и слива воды, подачи инертного газа и удаления атмосферного воздуха, шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа атмосферного воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном высокого давления с инертным газом, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, кроме того, система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляются в ручном режиме или автоматической системой управления.

4. Система для реализации способа по п. 1, включающая емкость хранения с установленным в ней датчиком температуры, выполненную в виде отдельного модуля, который по габаритам соответствует встраиваемой бытовой технике, например посудомоечной машине или холодильнику, с установленной на ней открывающейся крышкой, герметизирующей емкость хранения и содержащей шариковые концевые выключатели подвода и слива, датчик температуры и датчик давления, концевые сигнализаторы для определения уровня воды, система содержит штуцеры для подвода и слива воды, подвода и дренажа газа, кондиционер-охладитель для охлаждения и поддержания температурного режима, линию подачи воды с присоединительной горловиной и электроклапаном, линию дренажа воздуха из емкости хранения с горловиной и электроклапаном, линию подачи инертного газа с баллоном или баллонами высокого давления с инертным газом, расположенную снизу емкости, включающую вентиль, понижающий редуктор, электроклапан и датчик давления, линию слива воды с горловиной и электроклапаном, кроме того, система позволяет исключить использование воды и выполнить замену атмосферного воздуха в емкости хранения посредством его вытеснения избыточным давлением и объемом подаваемого инертного газа, а управление процессом замещения атмосферного воздуха на инертный газ, поддержание необходимого температурного режима хранения и циркуляция газовой смеси осуществляются в ручном режиме или автоматической системой управления.