專利名稱：調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品貯藏室內(nèi)空氣的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品，如蘋果、梨、馬鈴薯、花、谷物等等的貯藏室或存貯單元內(nèi)的空氣的方法及裝置。
對于所有關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品的貯藏方法來說，最基本的問題是在貯藏期間將所貯藏的產(chǎn)品的質(zhì)量損失控制在盡可能低的水平上。因此，重要的是盡可能地阻止所貯藏產(chǎn)品的老化、微生物引起的或生理性的腐爛、水份的損失及產(chǎn)品損傷。為了達(dá)到上述目的，現(xiàn)有技術(shù)中已披露了關(guān)于調(diào)節(jié)貯藏農(nóng)產(chǎn)品的貯藏室內(nèi)的空氣的方法。這些調(diào)節(jié)貯藏室內(nèi)空氣的方法之一包括用氮氣清洗所述的貯藏室，借此排除貯藏室內(nèi)的氧氣。然而，這種方法的缺點是由于空氣中缺氧，厭氧菌變得活潑起來，結(jié)果是所貯藏的產(chǎn)品的質(zhì)量有可能急劇下降。例如，在蘋果發(fā)酵的情況下，將導(dǎo)致形成不受顧客歡迎的產(chǎn)品。另一種貯藏方法包括將農(nóng)產(chǎn)品冷藏于貯藏室內(nèi)。一般來說這種方法的缺點是貯藏時間相對較短。對于蘋果來說，用這種方法貯藏2-3個月后，其質(zhì)量即降至不受歡迎的程度。還有一種調(diào)節(jié)此類貯藏室內(nèi)空氣的方法包括降低其中的氧氣含量，并同時增加空氣中二氧化碳的含量至其在貯藏室中為主要氣體。然而，這種方法將導(dǎo)致“CO2病害”發(fā)生的危險，結(jié)果仍是使所貯藏產(chǎn)品的質(zhì)量降低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述已知方法的缺點可以采用下述方法加以克服將貯藏室作為構(gòu)成系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)由一個相應(yīng)的貯藏室1，至少兩個，優(yōu)選三個相互順流設(shè)置、并且內(nèi)裝N2/O2分離膜的氣體分離單元2，3和4，至少一個壓縮機5和至少一個控制閥6組成，-所述的壓縮機吸入三股氣流，即(a)、從貯藏室吸入的氣流F1;
(b)、大量的外部空氣F2和(c)再循環(huán)氣流F3，由從最后兩個分離單元3和4中滲透出的氣流合并而成;
-第一分離單元2產(chǎn)生的滲透氣流作為氣流F4從系統(tǒng)中被排出，氧氣和二氧化碳也因此從系統(tǒng)中被排出，直至氣流F4中氧氣濃度達(dá)到平衡值21%(體積)，保留部分被送入第二分離單元3，-第二分離單元3產(chǎn)生的保留部分被送入第三分離單元4(如果其存在的話)，其滲透氣流與第三分離單元4的滲透氣流作為氣流F3一起被送入壓縮機5，并且-第三分離單元4的保留部分通過控制閥6被送入貯藏室1中。
更具體地說，根據(jù)本發(fā)明，在開始調(diào)節(jié)貯藏室內(nèi)空氣時，被吸入壓縮機5的氣流F1的氧濃度將達(dá)到約21%(體積)(大約等于外部空氣的氧濃度)。在初始階段，再循環(huán)氣流F3將導(dǎo)致送入壓縮機中的氣體中的氧濃度的增加。通過這種方式可以適當(dāng)改進(jìn)第一分離單元2去除氧的效果。第一分離單元2去除氧是由兩個要素決定的，即(a)引入的氣體中氧氣濃度和(b)流速，即空氣要素。高流速導(dǎo)致作為滲透部分逃逸的氣流中氧濃度的增加。富氧空氣流在

圖1中用氣流F4表示。這股空氣流的氧濃度在調(diào)節(jié)開始時將達(dá)到46%，并在調(diào)節(jié)過程中逐漸降低，并依賴于氣流F1的O2濃度。被分離出去的作為富氧滲透氣流的氣體量等于由壓縮機吸入的、作為氣流F2的外部空氣量。當(dāng)氣流F4的氧濃度等于外部空氣的氧濃度時，貯藏室1的氧含量將達(dá)到最低值。只有在貯藏室內(nèi)空氣中O2濃度低時，流過此單元的氣流量會很大。單元3和4將使離開單元2的保留氣流F6的氧濃度進(jìn)一步降低。從膜單元氣流逸出的O2濃度由保留時間或流速確定，這可通過針狀閥6加以調(diào)整。由最后一個單元出口出來、到達(dá)貯藏室1的氣流中的O2濃度將變得依賴于貯藏室1的空氣中的O2濃度，同時因系統(tǒng)中的壓力的增加，氣體量稍有增加。滲透氣流F3提供了一個確保從第一分離單元滲透出的氣流中的O2濃度維持在高水平上的氧氣回路。通過這種方法，貯藏室內(nèi)空氣中的O2濃度的最終值可達(dá)到一低濃度。由于經(jīng)過貯藏室的再循環(huán)，特別是氧氣回路F3的作用，調(diào)節(jié)貯藏室內(nèi)空氣的時間可以被適當(dāng)?shù)乜s短。
上面已描述的關(guān)于氧濃度的調(diào)節(jié)原則上適用于貯藏室1內(nèi)空氣中二氧化碳濃度的調(diào)節(jié)。在此種情況下，大部分的CO2通過第一單元2被分離出去。此外，與氧比較，不同之處在于二氧化碳與氮氣的分離系數(shù)明顯地高于氧氣與氮氣的分離系數(shù)，結(jié)果導(dǎo)致離開膜設(shè)備并到達(dá)貯藏室的二氧化碳濃度將會很低。存在于外界空氣中并被壓縮機吸入的氣流F2中的CO2濃度僅為0.05%。因而，可獲得一個實際上沒有二氧化碳的貯藏室。特別地，CO2的去除實際上不依賴于膜的設(shè)置。
通過改變膜的設(shè)置，可以在貯藏室1中獲得任何所需的氧濃度，同時此裝置可連續(xù)去除CO2。
貯藏室內(nèi)空氣中的O2含量調(diào)整到小于5%(體積)的值是有利的，優(yōu)選1～2%(體積)或0.5～1%(體積)。
用于本發(fā)明的，可以作為N2/O2氣體分離膜的膜是所有已在現(xiàn)有技術(shù)中披露的膜。這些膜的例子是Prism α膜(Prism Alpha membrane(Permea Inc.Sc.Louis，USA))，Generon膜(Linde division Union Carbide Industrial Gases)和聚(2，6-二甲基-對-亞苯基氧化物)非對稱的空心纖維濾膜(EP-B-O，298，531)。
本發(fā)明還涉及一種調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品貯藏室內(nèi)空氣的裝置，該裝置包括-一個農(nóng)產(chǎn)品貯藏室1，-至少兩個，優(yōu)選三個相互連接并且內(nèi)裝N2/O2分離膜的氣體分離單元2、3和4，-至少一個壓縮機5及-至少一個控制閥6，所述的分離單元2、3和4相互順流設(shè)置，所述的貯藏室1的一端通過壓縮機5與第一個分離單元2的進(jìn)口相連;最后一個分離單元4的出口通過控制閥6與貯藏室1的另一端相連。該裝置的各部分之間的連接關(guān)系如圖1所示。
附圖簡要說明圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)，其包括-一個貯藏室1-三個分離單元2，3和4，其相互順流設(shè)置并內(nèi)裝N2/O2分離膜，-一個壓縮機5及-一個控制閥6，各部分通過圖示的線相互連接。
圖2表示了在一個具有225m3的自由空間的貯藏室中去除CO2的試驗結(jié)果的曲線圖。縱坐標(biāo)為貯藏室內(nèi)空氣中CO2濃度(%體積)，橫坐標(biāo)為時間(小時)。
圖3表示了在一個具有225m3的自由空間的貯藏室中去除O2的試驗結(jié)果的曲線圖。縱坐標(biāo)為貯藏室內(nèi)空氣中O2濃度(%體積)，橫坐標(biāo)為時間(小時)。
實施例一股流速為18，500升/小時的氣流F1經(jīng)壓縮機5從貯藏室1中排出，該貯藏室裝有60噸蘋果，其中還有225m3的自由空間。所述的壓縮機以13，800升/小時的流速從外部吸入空氣。來源于第二和第三氣體分離單元3、4的氣流F3的流速為23，300升/小時。由壓縮機5放出的氣流以0.72升的徑流體積(flow-through volume)被送入第一氣體分離單元2，該單元內(nèi)裝PPO濾膜(聚(2，6-二甲基-對-亞苯基氧化物)非對稱空心纖維濾膜，其表層厚度為0.2μm;見EP-B-0，298，531)，其表面積為13m2。由第一氣體分離單元得到的保留部分以0.72升的徑流體積被送入內(nèi)裝表面積為13m2的PPO濾膜(同上)的第二氣體分離單元3。然后，由第二氣體分離單元3得到的保留部分以0.72升的徑流體積接著被送入內(nèi)裝表面積為13m2的PPO濾膜(同上)的第三氣體分離單元4。由第三氣體分離單元得到的保留部分經(jīng)針狀閥6被送回貯藏室1。
在環(huán)境溫度(20℃)下，所獲得的有關(guān)貯藏室1內(nèi)空氣的實驗結(jié)果如下面的表A所示(同樣示于圖2和圖3中)。
表A時間測得的測得的(小時) O2濃度 CO2濃度018.141215.8314.83.2413.8512.96122.9711.1810.399.6108.92.6118.2127.8137.1146.7156.1165.82.2175.5185.1194.9204.51.8214.2223.9
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品貯藏室內(nèi)空氣的方法，其特征在于所述的貯藏室可以成為一個系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)由一個相應(yīng)的貯藏室(1)，至少兩個，優(yōu)選三個相互順流設(shè)置、并且內(nèi)裝N2/O2分離膜的氣體分離單元(2)、(3)和(4)，至少一個壓縮機(5)和至少一個控制閥(6)，該方法包括--壓縮機5吸入三股氣流，即(a)從貯藏室吸入的氣流(F1)；(b)大量的外部空氣(F2)和(c)再循環(huán)氣流(F3)，由從最后兩個分離單元(3)和(4)中滲透出的氣流合并而成；--第一分離單元(2)產(chǎn)生的滲透氣流作為氣流(F4)從系統(tǒng)中排出，保留部分被送入第二分離單元(3)，--第二分離單元(3)產(chǎn)生的保留部分被送入第三分離單元(4)，滲透氣流與第三分離單元(4)的滲透氣流一起被送入壓縮機(5)，并且--由第三分離單元(4)得到的保留部分通過控制閥(6)被送入所述的貯藏室(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將所述的貯藏室內(nèi)的空氣中O2含量值調(diào)整并維持在低于5%(體積)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將所述的貯藏室內(nèi)的空氣中O2含量值調(diào)整并維持在1至2%(體積)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將所述的貯藏室內(nèi)的空氣中O2含量值調(diào)整并維持在0.5至1%(體積)。
5.用于調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品貯藏室內(nèi)空氣的裝置，其特征在于該裝置包括-一個農(nóng)產(chǎn)品貯藏室(1)，-至少兩個，優(yōu)選三個相互連接并且內(nèi)裝N2/O2分離膜的分離單元(2)、(3)、和(4)，-至少一個壓縮機(5)及-至少一個控制閥(6)，該裝置的各部分通過圖1所示的管線相互連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品貯藏室內(nèi)空氣的方法及裝置，其中該貯藏室構(gòu)成系統(tǒng)的一部分，所述的系統(tǒng)由一個貯藏室，至少兩個相互順流設(shè)置，并且內(nèi)裝N
文檔編號F24F5/00GK1075539SQ9310021
公開日1993年8月25日 申請日期1993年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月10日
發(fā)明者庫斯特斯·阿諾德斯·彼得勒斯·瑪麗亞, 迪邦特·約翰尼斯·馬塞爾斯 申請人:迪拉爾干燥和空氣處理技術(shù)有限公司