農產品的貯藏運輸方法
2023-10-11 12:34:09 2
專利名稱：農產品的貯藏運輸方法
技術領域：
本發明涉及適於農產品貯藏和運輸的裝置，農產品包括穀類(例如稻米和麥子)或品嘗材料(例如紅茶)，對其要求高度新鮮並保持香味。
本發明還涉及用於貯藏和運輸農產品(如稻米)的包裝材料、包裝容器和包裝。
長期貯存穀類，包括白米、麥子、大麥、燕麥和黑麥、玉米或各種豆類及品嘗材料例如已處理的茶葉和烤好的咖啡豆，會有許多問題，如由於氧化作用使其不新鮮，它們的味道和香味損失以及由於產生黴菌使其質量下降。
一般，穀類是裝在袋中的，如麻袋、紙袋和塑料薄膜袋。然而，使用這種形式的包裝，不能充分防止上述質量問題。
對於大容量的倉庫貯藏，有通常已知的一種方法即所謂的空氣控制貯藏(CAS)及真空貯藏方法，在前一方法中，由於在控制其組成、溫度和溼度的氣體下貯藏，所以保持了新鮮;而在真空貯藏中，其中保持高度真空。然而，使用這些方法，倉庫規模很大，而且價格成比例上漲，並且當產品從倉庫取出進入分配或消費者的系統後，不能防止新鮮度和質量下降。
另外，對長距離運輸已經建議把貯藏室分為小規模的室，並對每個室的保存條件逐一進行控制。但是，在這種情況下，保藏和運輸裝置規模很大，並且當產品從貯藏室取出後，不能防止其質量的下降。
另一方面，在通常的包裝中，已經使用大型的金屬容器和桶。這是非常昂貴的，並且除此之外，不能採用不用回收的系統。因為它們是不透明的，因此不能看見內容量，而且不能獲得從設計和外觀的觀點出發的效果。
在稻米作為一種代表性穀類使用通常包裝的情況下，在最終分配過程和貯藏中，該穀類是包裝在聚乙烯薄膜或紙袋中進行銷售的。尤其在聚乙烯薄膜袋的情況下，要扎一些小孔以防止袋子迸破，並保持袋子透氣。因此，無論如何當長期貯藏稻米時，就出現了問題，其味道和香味降低，出現奇異的氣味。為了保持良好的貯藏特性，已經考慮使用附鋁薄膜，但這將使成本增加，並且因為薄膜具有相當厚的鋁層，因此看不見袋中的內容量，這樣就很不方便。而且，這樣的袋子大部分比較軟，所以在貯藏中其裝飾度被破壞。
已知一種密接觸休眠包裝方法，具有在高濃度二氧化碳氣體中大量吸收二氧化碳的性質的稻米裝進一個薄膜製成的袋子中，該薄膜的二氧化碳滲透性很差，(例如，一種同時雙軸取向的尼龍薄膜和聚乙烯薄膜複合薄膜)。在用高純度的二氧化碳氣體取代空氣以後，把稻米包裝起來，然後把袋子封合。使用密接觸休眠包裝方法，在封合和包裝以後的短期內，大米是可流動的，經過這段時間以後，袋子在裡面被拉伸，並且在包裝袋子上可能形成不平的表面形狀，具體說來，就是密接觸休眠包裝在外觀上表現出與通常的真空包裝相同的類型，這防止了稻米的流動，並且它變成密封封合袋的硬塊。
在這個方法中，當袋子的外表面出現某些摺疊表面外觀時，就不可能達到為利用包裝的透明性的有效設計。另外，如果在袋子的表面上有某些印刷，就不可能有高效顯示，並且在貯藏室中不可能獲得有效顯示。而且在運輸、貯藏和陳列期間的裝卸時，在不平的部分會形成某些小的裂紋，並關係到某些密封封合可能破裂。
因此本發明的一個目的是提供一種優異的系統化貯藏和運輸方法，防止農產品(例如穀類)的新鮮度和質量降低。
本發明的另一個目的是提供一種優異的、便宜的農產品包裝材料、容器和包裝，適於用在不用回收的包裝運輸方法中，並且，所有這些都防止了農產品(例如穀類)的新鮮度和質量的降低，而且也提供了一個有效的顯示。
通過發現了密封封合包裝而實現了本發明的第一個目的，其中，保持固有形狀的容器的內側是由一種阻氣性塑料材料構成的，將農產品連同一種惰性氣體一起填充入包裝內並密封封合。農產品(例如稻米)一旦密封封合在這種包裝中，它是以一個整體方式進行裝卸，從包裝場進入貯藏庫，通過分配通道直到最終的消費點。省去了必要的大規模貯藏設備和昂貴的容器，但卻有效地防止了農產品的新鮮度和質量的降低。容易進行裝卸，可以採用不用回收的容器以提供一個高效的貯藏和運輸系統。
本發明的發明者已經探索了容器的材料和形狀以及裝填的方法。作為材料研究的一個結果，已經發現，通過使用高腈樹脂作為包裝材料，或通過將農產品裝填入由該樹脂的片材構成的容器中，可以改進貯藏和顯示效果。
此外，作為包裝容器的形狀和裝填方法的一個研究結果，已經發現，通過在由具有阻氣性質的一種塑料材料製成的容器中充入一種過量惰性氣體，同時估算了可被農產品吸收的惰性氣體的量，對於貯藏農產品可以獲得好的貯藏特性和顯示效果的雙重效應，使用這種方法，容器的固有形狀不會被損壞。
而且，已經發現，通過在由阻氣性塑料材料構成的保持固有形狀的容器上，用比其它容器壁(主要部分)薄的膜構成容器壁的一部分，並同惰性氣體一起將農產品充填入這個密封封合的容器中，可以獲得不但高效的貯藏而且高效的顯示特性。
在圖中，
圖1是根據本發明的一個容器實例的部分剖面視圖。
圖2是根據本發明的一個包裝實例的部分剖面視圖。
圖3是根據本發明的一個包裝實例的外部視圖。
圖4是一個呈現圖3中沿線A-A的部分剖面視圖。
圖5和圖6是根據本發明的容器的另一實例的部分剖面視圖。
在本發明的貯藏和運輸方法中，密封封合包裝的製備是在農產品(例如稻米)的收穫場所，在稻米淨化設備處(如稻米的情況下)或在運輸終點的裝料場所實施的。然後，密封封合包裝被直接運到最終消費點或加工點，而沒有打開緊密封合的結構，所以農產品(例如稻米)可以完全保持其新鮮度進行運輸和貯藏，而不需要任何特殊的運輸和保存設備(例如冷藏設備)。而且，因為使用一種塑料材料，所以價格較低，並適合用作不用回收的容器。
作為這種塑料材料，最好是提供一種具有優異的阻氣性、剛性、可加工性、封合後有氣密性及透明性的塑料材料。
這種塑料的例子是具有高含量腈組分的一種高腈樹脂和一種包括一個阻氣性薄膜的多層片材，其組成為(1)一種阻氣性樹脂，例如尼龍、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯和高腈樹脂，(2)一個另一種樹脂(如聚乙烯和聚丙烯)的片材。
用於本發明的容器具有良好的保持固有形狀的特性。該容器可具有圓柱形筒、方形筒或箱形的外部形狀。
填入容器的農產品應該是容易損失其味道和香味的材料。可包含在這類容器中的農產品是例如穀類，包括稻米(如白米)、麥子、大麥、燕麥和黑麥，豆類(例如大豆或紅豆)和玉米以及品嘗材料如烤好的咖啡豆、紅茶葉、綠茶葉和香味茶葉。
任何這些農產品伴隨一種惰性氣體一起充填入該容器。適於本申請的惰性氣體是二氧化碳氣體、氮氣或這些氣體的混合氣體。同產品一起充填一種惰性氣體，防止了由於氧化作用及產生細菌、黴菌和昆蟲而損失香味。最好附加使用一種脫氧劑如細鐵粉、硫酸鈉粉末，以除去剩餘在容器中的氧。當同時使用空氣和這類脫氧劑而不使用氮氣時，也能達到同樣的效果。二氧化碳是特別好的，因為它具有休眠形成和抑制細菌的特性。
用於本貯藏/運輸系統的包裝尺寸取決於該應用的目的。可以使用任何合適的尺寸，但是，根據運輸系統的效率，考慮了所有情況，包括容器的強度、運輸的成本和裝卸上方便，以10～50kg較好，20～40kg更好。而且，應該考慮在最終消費點的出售單位和用於家庭的單位，所以，較小的單位，例如小於10kg也可能更適用。
任何上述的塑料材料可用於該包裝。在這些塑料材料中，高腈樹脂對於包裝農產品(例如稻米)是最好的，由於它具有阻氣特性、透明性和合適的強度，使它適於作為稻米的包裝材料。
較好地用於本發明的包裝材料和容器材料的高腈樹脂是共聚物，它主要包括不飽和腈組分(如丙烯腈和甲基丙烯腈)及其它單體(如苯乙烯、丁二烯、異戊二烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯)，其不飽和腈的含量是50%(重量)或更多。一種或多種這些單體可與一種不飽和腈(如丙烯腈)聚合。
另外，該高腈樹脂可結合使用一種橡膠型聚合物，例如丁二烯-丙烯腈共聚物、異戊二烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丁二烯和聚異戊二烯。在這些橡膠型聚合物的存在下，通過所述不飽和組分及上述單體的接枝聚合，可以獲得該高腈樹脂。
作為這種高腈樹脂，BAREX(Sohio化學公司生產)和PANEX(鍾淵化學工業公司生產)是商業上可得到的。一種片材型BAREX是商業上能得到的，三井曹達化學公司的商標是ZEXLON。BAREX是一種丙烯腈熱塑性樹脂，其阻氣性、剛性、透明性和加工性(例如，在深度撐壓加工中)非常好，所以，成型容器沒有困難。另外，這種材料具有優異的粘合性，所以，在填充後，容器的密封封合容易通過熱封合來進行。
當高腈樹脂用於本發明的包裝材料時，通過常規的擠塑、壓延和吹脹成型加工，可以獲得片材結構的包裝材料。片材的厚度不限，但100μm～5000μm較好。而且，可通過真空模塑或壓力成型，或通過直接注塑成型將高腈樹脂成型為片材來製備該包裝容器。
另外，通過常規的熱封合由上述單薄膜層壓而成或由上述單薄膜與聚丙烯、聚乙烯、聚酯、尼龍等薄膜層壓而成的多層薄膜，能夠以與通常的包裝相同的方式使用這種材料作為袋包裝。而且，可以在表面上印刷。
對於容器的截面，可以採用各種形狀如環形、三角形、方形等。
容器的壁厚根據內容量、所需強度等變化，但通常約100～800μm最好。壁厚小於100μm，容器的強度可能不夠。相反，壁厚可容許超過800μm，但其加工性是不能令人滿意的，並且其成本增加了。
容器的蓋或頂膜可由一種具有高阻氣性的薄膜製成，例如單層上述高腈樹脂或偏二氯乙烯樹脂，或多層薄膜，它包括由一種樹脂(例如聚丙烯、聚乙烯和尼龍)製成的一層薄膜，它是貼在上述單層上面的。鉛和鋼也可用作這種蓋或頂膜。
圖1是根據本發明的這類容器實例的一個剖面視圖。一定量的農產品如穀類19貯藏在由一種高腈樹脂片材製成的容器體11中。在容器體11的頂部，把一個頂膜17封合在容器體11上形成的法蘭部分13上。另外，在容器體11上提供一個肋材15，它具有增加強度的效果，或用來改進結構。
乾燥的穀類如稻米和麥子，具有吸收惰性氣體特別是二氧化碳氣體的性質，當穀類填充入通常所用的容器中後，內部的壓力較低，密封封合的容器壁被向裡拉伸，所以破壞了容器的外部形狀。當容器變形時，其外部形貌被損壞並在容器壁中出現裂紋，使其封合開裂。
另外，當容器凹進時，周圍的部分變弱，並由於在貯藏和運輸時使用裝卸和運載設備而出現裂紋。在最壞的情況下，密封封合開裂。即使密封封合結構不開裂，當容器變得不平時，降低了顯示效果。
為了防止出現這種問題，容器可基本保持其初始條件，即使在包裝的農產品吸收了所充的氣體以後。也就是說，需要容器具有保持固有形狀的特性。這可通過增加容器強度來實現，換句話說，就是通過使用一種厚的塑料片材或應用一種穩固的熱封合，或通過嚴格地控制充入的惰性氣體的量來實現。然而，這使生產成本增加。例如，可通過下列系統比較簡便地提供保持固有形狀的特性(1)把惰性氣體充入容器，同時考慮了可被所包裝的穀類(例如稻米)吸收的氣體量。在氣體被吸收以後，容器的內部保持了合適的壓力，所以容器不變形。
(2)在填充穀類以後，只在容器的一個邊上，例如在一個阻氣性塑料薄膜上封合開口，該薄膜比容器的其它邊要薄。當內部壓力由於氣體的吸收而降低時，這個薄的薄膜被拉到裡面而容器本身的形狀基本上不變形。
(3)加入穀類(例如稻米)使之完全充滿容器。存在於穀類間的空隙中的惰性氣體被吸收，內部壓力降低。然而，容器是保持固有形狀的並且不會變形或變得不平。如有必要，選用一種比較厚壁的容器。
圖2是上述系統(1)所採用的一種容器形式的部分剖面視圖。一種包裝21是由一種具有高阻氣性的塑料片材構成，其中貯藏有稻米，該包裝21是由一種圓筒形的或具有方形截面的容器體23和一個頂蓋25構成的，該頂蓋封合了容器底部的開口。另外，如圖1所示，容器體23和底盤27也可以整體形成。前述的高腈樹脂可容易地加工成這種結構，因為它具有優異的深度撐壓加工特性。所以最好採用這種成型方法。頂蓋25可預先形成，以提供一種拉頂封合方法。
當預定量的稻米29已裝入包裝21中以後，並且當空氣已用氣體置換方法除去後，在一個預定壓力下充入用於食物的高純度二氧化碳氣體、氮氣或二氧化碳氣體和氮氣的混合物，並用頂蓋25封合。
測定貯藏在容器21中的稻米29的體積和充入的氣體(包括二氧化碳氣)的體積，以使稻米29的新鮮度和質量可適當地保持。然而，即使充入的載氣保持了以後，最好是氣體在所需壓力下進行壓力充填，該壓力應保持到這樣的程度，即當填入稻米29時，包裝本身能夠保持其固有的外部形狀。
另外，為了以這種方式保持其形狀，根據貯藏在包裝21中的稻米29的量保持一定的空著的空間31，並且最好利用這個空間作為載氣的充填場所。
圖3和4表示根據本發明的另一個包裝實例。一種包裝41是以袋子的形式製造的，它可由下面部分43進行充填，當貯藏稻米29時，該部分形成了一個預定面積。用熱封合通過封合部分45密封開口。
圖5是根據本發明的又一個包裝實例的部分剖面視圖。具有方形外套形狀的容器體51的容器壁53是由一種比較厚的具有阻氣性和保持固有形狀的特性的塑料片材構成的。一定量的稻米29貯藏在這種包裝中，它用二氧化碳氣充填，熱封合薄的薄膜55後，則該包裝變成一個密封封合結構。這時，如圖5中的點劃線所示，用薄的薄膜55′或是崩得很直，或是稍稍放鬆這樣熱封合以後就形成了密封封合。該塑料容器51是用一種比蓋膜55厚的塑料片材構成的。表示出了熱封合部分57。
隨著時間的流逝，二氧化碳氣被稻米29吸收，當容器內部的壓力降低時，該薄的薄膜55被向裡拉伸，並且該包裝表現出圖5中所示的形狀。在此時，由相對較厚的塑料片材構成的容器體53保持了其固有形狀，因為通過薄膜55的凹下補償了內壓的降低，該薄膜消弱了對抗強度，所以，也根據容器的尺寸不同，即使容器體53是由相對較厚的塑料片材製成的，容器的固有形狀可基本保持。而且，以同樣的方式，甚至在引入的二氧化碳氣的量和被稻米所吸收的量有一些程度的變化的情況下，減除了這個影響。
進一步，因為容器中空的空間較小，所以防止了這部分的損壞並避免了密封封合的損壞。
二氧化碳氣防止了由於氧化作用及需氧細菌的繁殖而造成的新鮮度降低，並且也對稻米(如白米)提供了一種休眠形式和抑細菌效果，使白米可在合適的條件下貯藏。
二氧化碳氣的充填可用通常已知的方法來完成，但使用乾冰也是一種很好的方法。為充填氣體，可在容器體51中加進所需量的乾冰。也可以獲得一個冷卻效果。
在圖5的實例中，殼體的形狀是一個方形外套，但本發明不限於這種形狀。例如，圓筒形、立方體形、箱形等形狀也是令人滿意的。在圓筒形的情況下，底表面和/或頂表面由一層薄的薄膜構成。在立方體形或箱形的情況下，根據條件，一個或兩個合適的表面由一個薄的薄膜構成。
圖6表示用於上述系統(3)的包裝。用一種惰性氣體和一定量的稻米29完全充填容器61。參考數字63表示一個蓋片材，而65表示熱封合部分。
對於圖2至6所示的容器，正如已經解釋的那樣，使用有阻氣性的塑料，最好使用高腈樹脂，如BAREX。
參考下列實例，現將詳細解釋本發明。這些實例為具體說明本發明而給出，並且在這裡不打算限制它們。
在下列實施例中，「白米的味道」和「香味」的評價是基於5個檢測器的鑑定。
實例1通過使用由氮值分析約含70%(重量)丙烯腈的一種高腈樹脂，用擠塑獲得了厚度為500μm的片材，該樹脂是在10份(重量)丁二烯-丙烯腈橡膠型共聚物(含70%(重量)丁二烯)的存在下，由75份(重量)的丙烯腈和25份(重量)的甲基丙烯酸甲酯通過乳液聚合得到的。對這樣獲得的片材進行真空成型加工，以提供一個具有5Cm深500ml內容積的容器。
該容器用400g白米充填並用二氧化碳氣充填。通過使用一個由上述高腈樹脂製成的具有40μm厚的獨立製成的薄膜，對該容器進行熱封合。6個月以後，白米仍然具有同樣的味道並且沒有一點奇異的氣味存在。
實例2重複實例1，只是用如下製備的高腈樹脂取代實例1中所用的高腈樹脂，由此製備了本發明的容器。
一種含約65%(重量)丙烯腈(通過含氮分析)的高腈樹脂是在10份(重量)的丁二烯-丙烯腈橡膠型共聚物的存在下，通過70份(重量)的丙烯腈、15份(重量)的甲基丙烯酸甲酯和5份(重量)的苯乙烯的聚合製備的。以與實例1相同的方式進行白米味道和存在香味的檢查。6個月以後，白米的味道依然存在並且沒有奇異氣味存在。
實例3經吹塑的工藝並使用與實例1相同的樹脂，製備一個具有平均壁厚為500μm內容積為500ml的容器，並且重複與實例1所給出的同樣的過程。即使在6個月後，白米的味道仍然保持並且沒有奇異氣味。
實例4使用與實例1相同的樹脂，並且通過注塑成型，製備一個內容積為500ml平均壁厚為500μm的容器，重複實例1中所給的過程，只是用一種二氧化碳氣/氮氣(1∶1)的混合氣體取代二氧化碳。即使在6個月後，白米的味道仍然保持並且沒有奇異氣味。
對比例1除用聚乙烯作為樹脂外，重複實例1，由此製備一個容器。對該容器進行與實例1相同的測試。結果是因強度較弱而破壞了容器的形狀，另外，6個月以後，白米的味道急劇下降並且存在奇異氣味。
實例5在實例1所製備的容器中充填250g紅茶葉而不用米，用氮氣充填，並用獨立製成的100μm厚的高腈樹脂片材熱封合，然後在相對溼度90%、35℃的溫度下保存6個月。此後打開它，檢查香味及味道、奇異氣味，但沒有任何一點變化。
另一方面，作為參考，通常市售的紅茶葉包裝(由聚乙烯薄膜製成)在相對溼度90%、35℃下保存6個月，發現香味和味道降低了。
實例6在實例1所製備的容器中充填300g大豆而不用米，用氮氣充填，並用獨立製備的100μm厚的高腈樹脂片材熱封合，然後在相對溼度90%、35℃下保存6個月。該大豆無論如何沒有一點變化。
另一方面，作為參考，大豆被包裝在氮氣取代的厚度為50μm的聚乙烯薄膜袋中，並在相對溼度90%、35℃下保存6個月。在部分大豆中，發現變黑部分。
權利要求
1.農產品的貯藏和運輸方法，它包括如下步驟將一種農產品及一種惰性氣體一起充填入包裝，這種包裝是由阻氣性塑料材料製成的，並且具有保持固有形狀的特性緊密封合上述包裝；在密封情況下，貯藏和運輸上述密封的包裝。
2.按權利要求1所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的惰性氣體選自下列氣體，包括氮氣、二氧化碳及它們的混合物。
3.按權利要求1所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的塑料材料是一種高腈樹脂，這種樹脂包括下列組份的一種共聚物，(ⅰ)含量為50%(重量)或更多的一種不飽和腈組份;(ⅱ)能與上述不飽和腈組份共聚的一種單體組份。
4.按權利要求3所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的高腈樹脂是一種由下列組份共聚得到的共聚物(ⅰ)丙烯腈;(ⅱ)一種在共軛二烯合成橡膠存在下能與上述丙烯腈共聚的單體組份。
5.按權利要求4所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的共軛二烯合成橡膠選自下列物質，包括丁二烯-丙烯腈共聚物、異戊二烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丁二烯及聚異戊二烯。
6.按權利要求1所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的農產品是穀類。
7.按權利要求6所述的農產品的貯藏和運輸方法，其中所說的穀類是稻米。
全文摘要
一種密封封合包裝，其中保持固有形狀的容器內部是用一種阻氣性塑料材料，將農產品如稻米填進該容器並與一種惰性氣體一起封合，產品封合進這種包裝後，從包裝場地去貯藏，通過分配渠道到最終的消費點是一個整體化方式裝卸。它提供了有效的貯藏和運輸系統。用高腈樹脂制的容器適用該系統。為達到保持固有形狀的特性，由阻氣性塑料材料制的容器，一是充填入一種過量的惰性氣體；二是其一小部分的壁是由比剩餘大部分的壁薄的薄膜部分製成。
文檔編號B65D81/20GK1045744SQ9010257
公開日1990年10月3日 申請日期1987年10月13日 優先權日1986年10月13日
發明者島祥介, 柴崎有宏, 小西良幸, 龍野敏郎, 藤田光審, 吉田久治 申請人:三井東壓化學株式會社, 株式會社旭日, 小池化學株式會社