容器中的受控氣氛的製作方法

2023-09-17 20:33:15

專利名稱：容器中的受控氣氛的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於控制氣體組分的裝置。優選地，本發明可適 於提供用於容器的裝置，其中這種裝置優選地適於控制容器內的氣體 組分。在本說明書中，本發明將參照用來控制容器內的氣體組分，但 是本領域技術人員應當理解對於本發明也可想到其它應用。本發明還涉及一種用於控制氣體組分的方法。
技術背景裝運或運輸容器的用途公知地是長距離運輸產品和商品。為了延 長或者要不然的話保存這種可運輸產品的保存期，裝運容器通常裝備 有某種形式的溫度調節系統，比如冷凍系統。在將要運輸的產品是易腐爛物品(比如水果和/或蔬菜)的情況下， 運輸容器還可結合一種系統，該系統適於改變被存儲內容周圍的冷凍 空氣的組分。在新鮮水果和蔬菜代表活性生物系統時，容器的氣氛將 一直改變，因為氣體和潮氣通過發生在所出現生物系統內的新陳代謝 過程(例如呼吸作用)而產生。此外，許多裝運產品的保存期高度依 賴於容器內氣體的組分，其中存儲容器的最佳氣態組分高度依賴於所 存儲的具體產品。通過將氣氛改變或控制系統結合入運輸容器中，可以調節存儲產 品的呼吸速度和容器內出現的氣體，從而除了空氣的致冷以外還提供 一種用於延長容器內容物保存期的有效手段。特別地，存儲產品的呼 吸速度可通過控制容器內的氧氣、二氧化碳和氮氣的混合和/或體積來 減慢。此外，容器可提供適於腐敗微生物生長和昆蟲以及其它有害生物 繁殖的環境。為了抗衡這種活動，系統通常依賴於使用化學物質以消 除損害存儲產品的病原體和昆蟲。適於控制呼吸作用的氣氛控制系統5的使用還可抑制病原體產生和殺死昆蟲，並且因此有助於減少化學物 質的數目和數量，所述化學物質被應用以減少或消除對存儲產品的這 種損害。例如，試驗已經證明，對容器內昆蟲繁殖的最強烈影響可通 過延長時間地保持降低水平的氧氣來獲得，這導致昆蟲體組織缺氧。在裝運容器中使用的用來增加存儲產品保存期的普通方法是在存 儲時期開始時形成"理想"或最佳存儲氣氛(其不同於周圍空氣)並且 維持這種氣氛。在一些情況下，容器最初被清洗以移除或增加氣體， 從而在存儲產品周圍產生與周圍空氣不同的內部氣體組分。 一旦容器 內氣體的氧氣含量由於呼吸作用的緣故而進一步下降，可打開入口以 允許新鮮空氣進入容器，從而將氧氣輸送入容器。這種系統通常依賴 於使用適於防止氣體運動進出容器的膜片或薄膜，並且這種系統通常稱之為改變氣氛(MA)系統。然而，通過將新鮮空氣通入容器並且釋放容器內空氣，容器中氣 體的組分隨著時間的推移最終產生其中二氧化碳和氧氣含量(作為容 器氣體的總比例)接近大約21%的氣體組分。二氧化碳和氧氣的這種 比例並非必然是用於存儲某些產品的最佳環境。如果容器最初沒有清 洗，氧氣和二氧化碳的總和將一直保持大約21%。雖然這種系統可相對便宜地結合入容器，但是它們不能很好地適 於充分地控制和維持容器內二氧化碳的最佳水平，其中這種最佳水平 通常不同於存在於周圍空氣中的二氧化碳的那些水平。而且，容器中二氧化碳和氧氣的總比例將一直保持大約21%，除需要改變這個總比例(21%)。其它方法(例如使用二氧化碳吸收性石 灰)能使用來積極地和選擇性地從容器的貨物空間中移除氣體。然而， 這些方法存在著缺點，包括已使用石灰的棄置以及無效的控制。一個可選的方法是提供一種其氧氣和/或二氧化碳濃度與周圍空 氣不同並且在存儲期間定期測量和積極地維持這些濃度的容器。特別 地，這種系統通常將維持低水平的氧氣以及高水平的二氧化碳(和周 圍空氣對比)以使得存儲產品內出現的呼吸水平可以被控制。為了有效地測量容器內氧氣和其它氣體的濃度和/或體積，這樣的系統經常可 使用定位於容器內並且適於積極地測定容器內氣體組分的傳感器技
術。這些系統通常稱為受控氣氛(CA)系統。
這種受控氣氛(CA)系統適於確保在出現偏差時採取適當的補救 措施以保證維持容器的氣體組分，或者返回至最佳水平。為了確保維 持氣體的最佳水平(通常這涉及降低的氧氣水平以及增大的二氧化碳 水平)，許多受控氣氛(CA)系統設有適於壓縮和分離進入空氣組分 的過濾器。這樣，在將空氣導向入容器時，可防止過量的氧氣進入容 器，這是期望的，因為其將確保容器內呼吸活動的減緩。
受控氣氛(CA)系統的使用將使得容器能維持特別適合於存儲在 其中的產品和/或物品的最佳氣體組分，其中這種氣體組分可在整個存 儲期間被積極地控制。
雖然這種系統可有效地控制和維持有助於存儲產品耐久性的最佳 狀態，但是這種系統的製造和維護都非常昂貴。而且，這些系統傾向維護。
有利的是提供改進的控制系統，其能積極地監測容器中的氣體組 分並且為容器內容物的存儲提供最佳環境。
有利的是提供一種系統，其能有效地控制流入和/或流出容器的氣 流從而促進容器中將延長存儲產品保存期的氣體氣氛。有利的是提供 這種生產和製造都相對便宜的系統。
公認地，詞語"包括，，在不同的司法解釋中被認為具有唯一的或包 含性的意思。對於本說明書的目的，除非另有說明，詞語"包括"將具 有包含性的意思，即其視為意味著不僅包括其直接涉及的所列部件， 而且還包括其它未說明的部件或元件。在針對方法或工藝中的一個或 多個步驟使用詞語"包含"或"具有"時，也使用這種理論。
這種用於控制容器內氣氛的裝置在國際專利申請 WO2004/107868中描述，其中公開了包括多個壁以及至少一個入口和 /或出口的容器。容器內具有一種裝置，其包括傳感器、控制器以及透氣膜片，所述透氣膜片適合於便於氣體的不同組分以不同的速度穿過 其中。膜片將裝置分為第一區域和第二區域，第一區域用於容納貨物 並且第二區域限定了氣體緩沖區域，其中至少一個入口和/或出口與緩 衝區域相通。在另一個實施例中，至少一個入口和/或出口適於能使貨物區域和 緩沖區域相互連通。要解決的問題是在貨物區域中獲得一種氣氛，其中膜片能在貨物 區域中的氣氛中獲得並控制低濃度的二氧化碳和氧氣。解決這個問題的裝置的一個實施例可以是使用具有高選擇性的膜 片，使用具有不同選擇性的數個膜片(每個膜片對於存儲期間不同階 段的氣體濃度和組分具有特定選擇性)是獲得以上氣氛的解決方案， 雖然不是最恰當的解決方案。依賴於使用數個膜片是不方便的；因此本發明的目的是生產一種 具有選擇性和滲透性的膜片，其能處理氣氛組分從大約21%氧氣至大約0%氧氣以及從0%二氧化碳至21%二氧化碳的變化。目的是提供一種膜片，其能確保通量足夠地高以匹配在過程開始時由於物品高呼 吸速度所產生的二氧化碳"生成"。當氧氣濃度在貨物區域中降低並且 因此呼吸速度降低時，本發明的目的是膜片具有足夠高的選擇性以確 保二氧化碳/氧氣的通量比大於在任何最終設定點處貨物區域中氧氣 降低和二氧化碳升高期間的任何時刻通過該膜片的二氧化碳/氧氣的通量比，例如2%氧氣和2%二氧化碳、2%氧氣和1%二氧化碳、1% 氧氣和1%二氧化碳、1%氧氣和大約0%二氧化碳或者大約0%氧氣 和二氧化碳。當過程已經開始並且裝置已經獲得一種平衡時，氣氛中二氧化碳 和氧氣的含量應當處於大於0至12-13%的範圍內。本發明的目標是至少解決一些前述問題或者至少給公眾提供有用 的選擇。本發明的其它方面和優點從下面僅以舉例的方式給出的描述中變 得很明顯。

發明內容
根據本發明的一個方面，目標是提供一種用於控制容器內氣體組 分的裝置。
這通過使用對於二氧化碳而言的滲透性比對於氧氣而言的滲透性
高出至少8倍的膜片來獲得。
膜片可限定為薄的障礙並且這種可滲透膜片適於便於氣體的不同 分子種類或組分以不同速度輸送穿過障礙(膜片)。此外，材料滲透穿 過膜片可由相對材料濃度、應用於膜片兩側的氣體組分的局部壓力和/ 或極性差異、氣體組分為分子、原子等來驅動。優選地至少一個容器 壁適於定位所述膜片。
本發明的範圍是以充分且穩定的方式控制容器內的氣氛。 如果必須設計一種特定的膜片與每種易腐爛的物品(比如水果和/ 或蔬菜)一起使用，那麼這是不恰當的。因此優選地設計一種單個膜 片，這種膜片能處理貨物區域中從儘可能接近0%二氧化碳至大約 21%二氧化碳以及從大約21%氧氣至儘可能接近0%氧氣的氣體濃 度。
膜片適於促進作為包含在氣氛中的氣體組分的不同分子種類以不 同速度穿過膜片。在本發明的優選實施例中使用一種膜片，其中二氧 化碳的滲透性比氧氣的滲透性高出至少8倍。
在本發明的另 一個實施例中，使用其中二氧化碳的滲透性比氧氣 的滲透性高出至少9.5倍的膜片。
在本發明的另一個實施例中，使用其中二氧化碳的滲透性比氧氣 的滲透性高出至少19倍的膜片。
在本發明的又一實施例中，使用其中二氧化碳的滲透性比氧氣的 滲透性高出至少38倍的膜片。
在本發明的又一實施例中，第一區域和第二區域被膜片分隔或分離。
周圍空氣中二氧化碳和氧氣的組合比例為大約21%。然而，二氧 化碳和氧氣的這種比值或組分通常不適合或提供用於增加大量存儲產品保存期的最佳環境。
另外，在正常的需氧呼吸期間，氧氣量將用完並且由二氧化碳(以 及增大水平的水蒸汽)替換。在封閉環境中，比如密封容器中，易腐 爛物品的保存期已經顯示為受到負面的影響，也就是長期存儲在缺氧 環境中的水果和蔬菜將變壞和/或腐爛。這種現象認為是厭氧呼吸開始 的結果，其副產品是更多的二氧化碳還有酒精和乙醛。這些副產品可 迅速累計至導致水果和蔬菜組織褐變及死亡的有害水平。於是，為了 延長存儲產品的保存期，考慮到必須確保可獲得容器內氧氣的最佳濃 度和/或體積。
因此，在容器內的氧氣水平降低時，控制器可適於發送指令以啟 動(與雙向流動裝置以及入口或出口相聯繫的)閥以使得新鮮空氣能 經由入口流入容器。相反地，在新鮮空氣流入容器時，二氧化碳的體 積可經由定位在容器中的出口而從容器排出。
流動裝置表示為提供來引導或輸送氣體或氣體混合物的裝置，比 如導管、管、管道、軟管、通道，將氣體或氣體混合物(或周圍空氣) 從一個包圍物引導或輸送至另一個和/或從包圍物至周圍大氣和/或從 周圍大氣至包圍物。
因此，為了提高存儲產品的耐久性，必須控制容器內的氣體組分
以使得二氧化碳和氧氣的比率或總比例不同於周圍空氣(大約21%)。 優選地，根據本發明的裝置可包括僅一個膜片，但是也能使用多 於一個的大致相同類型的膜片以增大總膜片面積。膜片優選地可由容 器的至少一個壁定位並且可適於附著至容器內部以便將所述容器分成 至少兩個區段。例如，附著至容器側壁、頂部以及底板的膜片可有效 地將容器分為兩個室，第一室大致定位於容器的前面附近，並且第二 室大致定位於容器的後面或門端附近。
在另一個優選實施例中，膜片可大致定位於容器的後面附近。在 這樣的實施例中，氣體緩衝區域因此可定位於容器的後面附近。此外， 這種膜片可定位成在至少一個雙向流動裝置周圍提供一真空(void) 或緩沖區域，所述雙向流動裝置適於控制空氣(從容器外部)流入緩
10沖區域、氣體從緩沖區域流出、進入存儲室以及完全流出容器。然而，在可選實施例中，氣體可滲透膜片可相對於容器以任何數 量的方位定位或布置並且不需要大致定位在容器後面附近以便將容器 分成兩個室。例如，氣體可滲透膜片可形成為袋或盒狀。通過將氣體 可滲透膜片形成為袋或盒狀，緩沖區域能形成為獨立或可替換的單元， 其能定位於容器的內部或外部上，其甚至能定位於容器的外側和內側。 在可選實施例中，容器可包括兩個、三個或更多膜片，它們定位來將 容器分成三個、四個或更多區域。另外，適於和本發明一起使用的膜種:的材料形成。-'本°領;技術人員-應當理解;i，也能想到可i透膜-的其它位置以及膜片的數量和性質，並且僅在本說明書中對以上的參 照不應當視為是限制性的。優選地，氣體可滲透膜可適於促進二氧化碳從容器貨物室流動至 容器的氣體緩衝區域。如上所述，正常的需氧呼吸要求可獲得氧氣並 且產生作為廢產物的二氧化碳。這種廢產物的有效處理是基本的，因 為高於特定閾值水平、容器中高濃度的二氧化碳和低水平的氧氣會產 生易腐爛物品的新陳代謝不平衡，從而導致物品內部損壞。在又一優選實施例中，膜片全部或部分地包括聚合物材料。在一 個實施例中這種膜片是適合的，其中緩衝區域形成為一種盒。這種盒 最終可更換並且能位於容器內側或容器外側，其中膜片暴露於周圍大 氣或貨物區域中的氣氛。而且，膜片能全部或部分地由陶瓷材料或陶瓷和聚合物材料的組 合組成。然而，在最佳水平，二氧化碳的濃度可用作易腐爛貨物呼吸活動 的抑制劑。此外，容器內二氧化碳的最佳組分，與最佳的氧氣組分相 組合，可使得存儲的易腐爛貨物存在於接近休眠狀態下，其結果是自 然成熟並且允許農作物在接近成熟時收割或暴露於延長的運輸期。容器的貨物區域內的二氧化碳的組分通常增大(由於存儲產品的 自然呼吸)。這種二氧化碳因此可適於穿過可滲透膜片從貨物存儲室流入氣體緩沖區域，從而降低貨物區域內二氧化碳的體積。
二氧化碳從貨物區域至氣體緩沖區域的流動將繼續，只要貨物區 域內二氧化碳的濃度保持高於氣體緩衝區域中二氧化碳的濃度。 一旦 貨物區域內二氧化碳的濃度等於氣體緩衝區域內二氧化碳的濃度，將 達到平衡一也就是，二氧化碳穿過可滲透膜片的流動將停止。
在又一優選實施例中，氣體可滲透膜可適於促進氧氣從容器的氣 體緩沖區域流入容器的存儲室。特別地，選擇性可滲透的聚合物膜片 可允許氧氣穿過其中，只要這種流動的方向與二氧化碳的流動方向相 反。
在又一優選實施例中，定位於容器內的傳感器可適於感測容器的 貨物存儲室內二氧化碳的濃度和/或體積。
傳感器可適當地定位來禁止(illicit)容器的不同區域內二氧化碳 的濃度。特別地，當貨物區域內的二氧化碳水平處於表示容器內已經 發生呼吸活動的水平時，傳感器能檢測或感測到。在這種情況下，傳 感器可將信號(比如數字或模擬信號，或者電壓或振幅值)發送至控 制器，控制器適於啟動或停用控制雙向流動裝置的閥，以使得定位於 氣體緩衝區域中的出口可打開，從而從該區域排出二氧化碳並且允許
二氧化碳繼續流動穿過膜片。
優選地，定位於容器後面附近的雙向流動裝置可打開以允許空氣 流入緩衝區域。在這種情況下，緩沖區域內二氧化碳的組分將降低並 且其內氧氣濃度增大。
由於大量二氧化碳產生於貨物區域中並且穿過膜片進入緩沖區域 中(並且然後經由雙向流動裝置從容器中消除)，所以貨物區域內的壓
力將由於氧氣和二氧化碳體積的減少而降低。
因此，並且在又一優選實施例中，控制器可啟動或停用控制雙向 流動裝置的閥，以打開入口使得空氣可流入容器的貨物區域。在容器 內的氧氣濃度減小時(由於正常需氧呼吸的結果)或者在貨物區域內 操作的壓力減小時，定位在容器的貨物室內的入口可打開以將大量新 鮮空氣供應入容器。這種入口的操作可由控制器來控制，所述控制器從適於感測容器 內氧氣和/或二氧化碳組分的傳感器接收信號。於是，通過適當地打開和關閉容器的入口和出口，容器內的氣體 組分能被控制。這種操作使用控制器來實現並且可由多個適於檢測容 器內氣體組分的傳感器來促進。另外，提供適於附著至容器內部的選擇性可滲透膜片將使得二氧 化碳能從容器的貨物區域排出到氣體緩衝區域。氣體緩衝區域能類似 地通過雙向流動裝置的操作被排空，所述雙向流動裝置作為出口工作， 其可打開和關閉以調節空氣(從容器外側)流入緩衝區域。在另一個方面，本發明提供了一種用於利用一裝置控制容器內氣 體組分的方法，所述容器包括多個壁以及至少一個入口和/或出口 ，所 述裝置包括至少一個傳感器、至少一個控制器、至少一個氣體可滲透 膜片、第一區域和第二區域，氣體的不同組分能以不同速度穿過所述 可滲透膜片，第一區域用於容納貨物並且第二區域限定氣體緩衝區域， 所述至少一個入口和/或出口與所述緩衝區域相通，該方法包括通過使 用膜片從第一區域移除二氧化碳，並且包圍物中氣體組分的調節通過 將氣體緩衝區域中的氣體組分與來自周圍大氣的空氣混合而進行。在該方法的又一實施例中，貨物區域和緩沖區域由膜片分隔或分離。該方法還使得可以通過打開一個或多個通向周圍大氣的閥，通過 將氣體緩沖區域和/或貨物區域中的氣體組分與來自大氣的空氣相混 合而調節和/或控制包圍物中的氣體組分。此外，能通過將氣體緩衝區域和/或貨物區域中的氣體組分與來自 供應源的氣體或氣體混合物相混合來調節和/或控制包圍物中的氣體 組分。在易腐爛物品定位於貨物區域中之後，氣體或氣體混合物能用於 衝洗貨物區域、緩沖區域或者兩者，或者氣體或氣體混合物能用於調 節貨物區域、緩衝區域或兩者內的瞬間氣體組分。在該方法的又一實施例中，能通過以下特徵中的至少一個調節和/或控制包圍物中的氣體組分
(i) 測量緩衝區域中二氧化碳的含量並且如果必要的話用來自外 面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體；
(ii) 測量貨物區域中二氧化碳的含量並且如果必要的話用來自外 面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體；
(iii) 測量緩衝區域中氧氣的含量並且如果必要的話用來自外面大 氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體；
(iv) 測量貨物區域中氧氣的含量並且如果必要的話用來自外面大 氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體。
根據該方法的調節基於讀取如上所述的一個或多個傳感器。 本發明提供了超越現有技術控制系統的眾多優點。 提供適於調節容器內氣體組分的有效但成本經濟的系統是一個優點。
本發明能以現有技術受控氣氛(CA)系統的一小部分成本而有效 地集成和安裝至現有容器是其一個優點。
通過本發明獲得的又一優點是能將貨物區域中二氧化碳含量控制 在低濃度的二氧化碳和氧氣。這可用如上所述的所述膜片和方法來實 現。
該方法使得能通過用來自周圍大氣的空氣"稀釋，，緩衝區域中的 氣體或者通過注射來自氣體源的氣體來控制二氧化碳、氧氣或兩者的 濃度。
傳感器給出關於貨物-和/或緩衝區域中氣體或氣氛的條件或組 分的讀數，所述讀數或脈衝用於直接地或在由一個或多個處理單元處 理之後啟動一個或多個閥和/或泵、通風孔、鼓風機。
為了獲得具有足夠表面積並且具有適當物理尺寸的膜片，膜片的 優選實施例是摺疊或打褶以獲得比實際物理延展更大的表面積。
因此，能通過相對小物理延展的膜片維持大體積(或通量)的流量。
通過膜片的體積流量直接與膜片面積成比例。適合膜片的可能構造包括附著至中間層的第一層，中間層又附著 至第二層。第一層是決定膜片選擇性的選擇層。中間層優選地具有高 於第一層的滲透性並且最優選地具有與第二層相同的滲透性。第二層 優選地由具有非常高滲透性的多孔材料製成。中間層以薄層的形式(優選地比第一層薄)施加至第二層並且應 該與第一層形成良好的粘合。


本發明的其它方面從下面參照附圖僅以舉例的方式給出的描述中將變得很明顯，其中圖1示出了根據一個優選實施例形成的裝置的側視圖，圖2示出了一種容器，其具有定位在容器外側的緩衝區域/範圍，圖3示出了一種容器，其具有定位於容器內部的緩衝區域/範圍，並且圖4示出了用於根據本發明的裝置中的膜片的優選實施例的示意圖。
具體實施方式
圖1示出了容器1，其具有安裝為根據本發明優選實施例構造的 裝置的元件。容器1包括頂部2、底板3、兩個側壁(未示出)、後壁 4 (形成為門)和前壁5。還示出膜片6,其形成為氣體可滲透的塑料薄膜。膜片6適於附 著至容器1的側壁、頂部2和底板3以將容器1分隔為存儲區域7和 氣體緩沖區域8。膜片6構造為相比較對於存在於容器1內的其它氣 體(例如氧氣、氮氣、乙烯)具有對於二氧化碳而言更大的可滲透性。還示出了雙向流動裝置9，其包括閥IO並且適於打開以促進氣體 流入或流出容器以及空氣進入容器的貨物區域7。另外，示出了雙向 流動裝置11，其用作入口和出口並且在閥12的操作下適於促進空氣 流入和/或流出氣體緩沖區域8。在示出的實施例中，由於存儲區域7內二氧化碳的組分升高(例 如，由於正常呼吸的結果)，產生的大量二氧化碳經由膜片6輸送至氣體緩衝區域8。膜片6作為選擇性滲透膜片操作，所述膜片對於二氧 化碳比對於容器1中存在的其它氣體具有更高的滲透性。
在本發明的優選實施例中使用膜片6，其中二氧化碳的滲透性比 氧氣的滲透性高出至少8倍。
在本發明的另一個實施例中使用膜片6，其中二氧化碳的滲透性 比氧氣的滲透性高出至少9.5倍。
在本發明的另一個實施例中使用膜片6，其中二氧化碳的滲透性 比氧氣的滲透性高出至少19倍。
在本發明的另一個實施例中使用膜片6，其中二氧化碳的滲透性 比氧氣的滲透性高出至少38倍。
適合膜片6的可能構造包括附著至中間層14的第一層13，中間 層14又附著至第二層15。第一層13是確定膜片6的選擇性的選擇層。 中間層14優選地具有高於第一層13的滲透性，並且最優選地其滲透 性與第二層15相同。第二層15由具有高滲透性的多孔材料製成。
中間層14以薄層的形式(優選地比第一層13薄)施加至第二層 15並且應當與第一層13形成良好的粘合。
貨物存儲區域7還包括傳感器(未示出)，其適於查詢容器的內部 以評定容器內氣體的組分。由於存儲區域7內的氧氣體積減少(由於 正常需氧呼吸的結果)，傳感器(未示出)將檢測這個的發生並且將適 當的信號發送至控制器(未示出)，控制器將啟動或停用閥IO以打開 流動裝置9。通過打開入口 9，空氣將供應入存儲區域7，從而增加存 儲區域7的氧氣含量。
由於存儲在容器內的易腐敗貨物的正常呼吸，二氧化碳的組分通 常在容器1的存儲區域7內增大。這種二氧化碳將通過滲透性膜片6 流入氣體緩沖區域8中，從而降低存儲區域7內二氧化碳的體積和/ 或濃度。
適當地定位於容器中的傳感器能檢測或感測何時貨物區域7和/ 或氣體緩衝區域8內的二氧化碳水平處於允許水平。當貨物區域7和/ 或氣體緩沖區域8內的二氧化碳水平變得太高時，傳感器將信號發送至控制器以啟動或停用(與雙向流動裝置ll聯繫的)閥12以打開， 這便於新鮮空氣根據需要進入氣體緩衝區域8以及從氣體緩衝區域8 中排出二氧化碳。在緩衝區域8內的二氧化碳的濃度降低至低於存儲區域7內的二 氧化碳的濃度時，存儲區域7內的二氧化碳將通過滲透性膜片6流入 緩衝區域8，從而降低存儲區域7內的二氧化碳的濃度。因此，該系統在容器1中的使用將有效地控制容器1內氣體的組 分以使得容器中二氧化碳和氧氣的總比例可從21%改變。特別地，流 出和/或流入的空氣可通過入口和出口的打開和/或關閉被積極地操 縱，這有效地控制氣體流入和/或流出容器1，從而便於根據需要改變 這個總比例(21%)。包括該裝置的系統使得可以使用 一種方法用於利用 一裝置控制容 器1內氣體的組分，所述容器1包括多個壁以及至少一個入口和/或出 口 11，所述裝置包括至少一個傳感器、至少一個控制器、至少一個氣 體滲透性膜6、第一區域7和第二區域8，氣體的不同組分能以不同速 度穿過所述氣體滲透性膜片6，第一區域7用於容納貨物並且第二區 域8限定氣體緩沖區域，所述至少一個入口和/或出口 ll與所述緩沖 區域8相通，該方法包括通過使用膜片6從第一區域7移除二氧化碳， 並且通過將氣體緩沖區域8中的氣體組分與來自周圍大氣的空氣相混 合而調節包圍物中的氣體組分。在該方法的另一個實施例中，第一區域7和第二區域8由膜片6 分隔或分離。該方法還使得能通過打開一個或多個通向周圍大氣的閥，通過將 氣體緩衝區域8和/或貨物區域7中的氣體組分與來自大氣的空氣混合 來調節和/或控制包圍物中的氣體組分。另外能通過將氣體緩沖區域和/或貨物區域中的氣體組分與來自 供應源的氣體或氣體混合物混合來調節和/或控制包圍物中的氣體組 分。在該方法的另一個實施例中，能通過至少一個下述特徵來調節和/或控制包圍物中的氣體組分。(i )測量緩衝區域中二氧化碳的含量並且如果必要的話用來自外面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體；(ii) 測量貨物區域中二氧化碳的含量並且如果必要的話用來自外 面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體；(iii) 測量緩沖區域中氧氣的含量並且如果必要的話用來自外面大 氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體；(iv) 測量貨物區域中氧氣的含量並且如果必要的話用來自外面大 氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體；實際上，上述系統提供了改進的控制方法，其能積極地監測容器 1中氣體的組分並且為容器內容物的存儲提供優化的環境。參照圖2和3，代替具有如參照圖1所述適於附著至容器側壁、 頂部和底板的膜片6，該裝置是包括緩衝區域8的可互換單元，該緩 衝區域包括定位於如圖2所示容器內部或如圖3所示容器外部的選擇 性滲透膜片6。此外，該系統能有效地控制氣體流入和/或流出容器從而促進容器 中的氣體氣氛，這將延長被存儲產品的保存期一其中所提供系統的制 造和維護都相對便宜。本發明的各個方面已經僅以舉例的方式被描述並且應當理解到在 不脫離其範圍之下可做出變型和增加。
權利要求
1.一種用於控制容器內氣體組分的裝置，所述容器包括多個壁和至少一個入口和/或出口，所述裝置包括至少一個傳感器、至少一個控制器以及至少一個氣體可滲透膜片，氣體的不同組分能以不同速度穿過所述氣體可滲透膜片，所述裝置具有第一區域和第二區域，所述第一區域用於容納貨物並且所述第二區域限定一氣體緩衝區域，所述至少一個入口和/或出口與所述緩衝區域相通，所述膜片適於允許氧氣和二氧化碳流動穿過其中，只要氧氣的流動方向與二氧化碳的流動方向相反，其中所述膜片對於二氧化碳的滲透性比對於氧氣的滲透性高出至少8倍。
2. 根據權利要求1的裝置，其中所述膜片對於二氧化碳的滲透性 比對於氧氣的滲透性高出至少9.5倍。
3. 根據權利要求1的裝置，其中所述膜片對於二氧化碳的滲透性 比對於氧氣的滲透性高出至少19倍。
4. 根據權利要求l的裝置，其中所述膜片對於二氧化碳的滲透性 比對於氧氣的滲透性高出至少38倍。
5. 根據權利要求l的裝置，其具有以下特徵中的至少一個(i) 所迷膜片限定定位於所述容器內部的一氣體緩沖區域；(ii) 所述膜片限定定位於所述容器外部上的一氣體緩衝區域；(iii) 所述膜片限定定位於一盒中的一氣體緩衝區域；(W)位於所述貨物區域和所迷膜片之間的至少一個氣體緩沖區 域，並且所述膜片的一側暴露於周圍大氣；(v) 由一個或多個平行布置的膜片限定的氣體緩沖區域。(vi) 由一個或多個串聯布置的膜片限定的氣體緩衝區域。
6. 根據權利要求5的裝置，其中至少一個閥適於在由控制器啟動 或停用時打開，以提供供氣體流入和/或流出容器的通道。
7. 根據權利要求l的裝置，其中所述膜片定位成在至少一個雙向 流動裝置周圍提供一真空或緩衝區域，所述雙向流動裝置適於控制氣體流入緩沖區域、氣體流出緩沖區域、進入存儲室以及完全流出容器。
8. 根據權利要求l的裝置，其中定位於容器內的傳感器適於感測 容器的貨物存儲室內二氧化碳和/或氧氣的濃度和/或體積。
9. 根據權利要求l的裝置，包括能打開以允許氣體流入緩沖區域 的雙向流動裝置。
10. 根據權利要求l的裝置，包括能打開一個入口以使得氣體可 流入容器的貨物區域內的雙向流動裝置。
11. 根據權利要求l的裝置，包括能打開以允許氣體在貨物區域 和緩沖區域之間流動的雙向流動裝置。
12. 根據權利要求l的裝置，包括能打開一個入口以使得氣體可 流入容器的貨物區域內的雙向流動裝置。
13. 根據權利要求l的裝置，包括將來自供應源的氣體或氣體混 合物提供給貨物區域和/或緩沖區域的流動裝置。
14. 根據權利要求l的裝置，其中所述容器是建築物。
15. 根據權利要求14的裝置，其中所述容器是冷凍倉庫。
16. —種用於利用一裝置控制容器內氣體組分的方法，所述容器 包括多個壁以及至少一個入口和/或出口 ，所述裝置包括至少一個傳感 器、至少一個控制器、至少一個氣體可滲透膜片以及第一區域和第二 區域，氣體的不同組分能以不同速度穿過所述氣體可滲透膜片，所述 第一區域用於容納貨物，所述第二區域限定一氣體緩沖區域，所述至 少一個入口和/或出口與所述緩衝區域相通，所述方法包括通過使用一 膜片從第 一 區域移除二氧化碳，其中通過將氣體緩衝區域中的氣體組 分與來自周圍大氣的空氣混合來調節包圍物中的氣體組分。
17. 根據權利要求16的方法，其中通過打開一個或多個通向周圍 大氣的閥，通過將氣體緩沖區域和/或貨物區域中的氣體組分與來自大 氣的空氣混合而調節包圍物中的氣體組分。
18. 根據權利要求16的方法，其中包圍物中氣體組分的調節通過 將氣體緩沖區域和/或貨物區域中的氣體組分與來自供應源的氣體或 氣體混合物相混合而進行。
19.根據權利要求16的方法，其具有以下特徵中的至少一個(i) 測量緩沖區域中二氧化碳的含量，並且如果必要的話用來自 外面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體；(ii) 測量貨物區域中二氧化碳的含量，並且如果必要的話用來自 外面大氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體；(iii) 測量緩衝區域中氧氣的含量，並且如果必要的話用來自外面 大氣的空氣混合、稀釋或替換緩沖區域和/或貨物區域中的氣體；(iv) 測量貨物區域中氧氣的含量，並且如果必要的話用來自外面 大氣的空氣混合、稀釋或替換緩衝區域和/或貨物區域中的氣體。
全文摘要
本發明涉及一種用於控制貨物容器內氣體組分的裝置。該裝置包括至少一個傳感器、至少一個控制器以及至少一個氣體可滲透膜片，該氣體可滲透膜片適於促進不同氣體組分以不同速度穿過其中。該裝置具有第一區域和第二區域，第一區域用於容納貨物並且第二區域限定氣體緩衝區域，至少一個入口和/或出口與所述緩衝區域相通，所述膜片適於允許氧氣和二氧化碳流動穿過其中，只要氧氣的流動方向與二氧化碳的流動方向相反，其中膜片對於二氧化碳的滲透性比對於氧氣的滲透性高出至少8倍。本發明還涉及一種方法。
文檔編號B65D88/74GK101331071SQ200680041418
公開日2008年12月24日 申請日期2006年9月18日 優先權日2005年9月22日
發明者G·約恩森, R·D·施密特 申請人:馬士基貨櫃工業公司