EA 025771B1 20170130 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/025771 Полный текст описания [**] EA201290214 20101028 Регистрационный номер и дата заявки US61/256,868 20091030 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2010/054421 Номер международной заявки (PCT) WO2011/053676 20110505 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21701 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000025\771BS000#(1107:573) Основной чертеж [**] СИСТЕМА И СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Название документа [8] A23B 4/16, [8] A23L 3/00, [8] A23L 3/3418, [8] B65B 55/02, [8] H01M 8/00 Индексы МПК [US] Белл Лоуренс Д. Сведения об авторах [US] ГЛОУБАЛ ФРЕШ ФУДС Сведения о патентообладателях [US] ГЛОУБАЛ ФРЕШ ФУДС Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000025771b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая: a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении; c) топливный элемент, способный превращать водород и кислород в воду; d) источник водорода; и e) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода, при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.

2. Система для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая контейнер, в котором размещены одна или более упакованных единиц по п.1.

3. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.1, согласно которому: a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.1, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары упакованной единицы по п.1; b) продувают транспортную тару упакованной единицы по п.1 инертным газом, так что первоначальное свободное газовое пространство, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода; c) герметизируют транспортную тару; d) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения, так что кислород превращается в воду под действием водорода, присутствующего в транспортной таре, чтобы поддерживать внутри тары среду с пониженным содержанием кислорода; и e) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.

4. Способ транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, путем транспортировки и хранения упакованной единицы по п.1, согласно которому: a) получают устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару упакованной единицы по п.1, при этом топливный элемент и источник водорода упакованной единицы по п.1 размещены таким образом, что анод топливного элемента находится в непосредственной связи со средой транспортной тары; b) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения таким образом, что кислород в транспортной таре превращается в воду с помощью топливного элемента; и c) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.

5. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая: a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении; и c) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода, при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.

6. Способ подготовки упакованной единицы по п.5 к транспортировке и хранению, согласно которому: а) получают транспортную тару, включающую герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная тара содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) добавляют пищевой(ые) продукт(ы), разлагающий(ие)ся при окислении, в указанную транспортную тару; c) герметизируют транспортную тару; d) проводят одну или более начальных продувок транспортной тары газом с низким содержанием кислорода путем инжекции достаточного количества такого газа в транспортную тару через газовпускной канал при удалении газа через газовыпускной канал с обеспечением в указанной таре среды с пониженным содержанием кислорода и первоначального свободного газового пространства в верхней части транспортной тары над продуктом, занимающего по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, полученного в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, с объемом, достаточным для поглощения газа пищевым продуктом без увеличения содержания кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве транспортной тары до уровня, превышающего примерно 1500 ppm; e) герметизируют газовпускные и газовыпускные каналы; и f) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени.

7. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.5, согласно которому: a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.5, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары; b) герметизируют транспортную тару; c) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, заполненное газом с низким содержанием кислорода, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени; и d) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.5.

8. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.

9. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.

10. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что газ в первоначальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО 2 и 40% азота или по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.

11. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.

12. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.

13. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен внутри транспортной тары.

14. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен вне транспортной тары.

15. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что дополнительно поддерживают в транспортной таре температуру, достаточную для сохранения свежести пищевого продукта в процессе транспортировки или хранения.

16. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит менее чем 1% кислорода или менее чем 0,1% кислорода.

17. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит диоксид углерода и/или азот.

18. Способ по любому из пп.3, 4, отличающийся тем, что топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума, или прекращения газообмена, или когда уровень кислорода достигает или поддерживается ниже заранее установленного уровня.

19. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что начальное "давление напора" транспортной тары составляет от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления.

20. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.

21. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.

22. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что газ в первоначальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО 2 и 40% азота или по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.

23. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.

24. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.

25. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают внутри транспортной тары.

26. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают вне транспортной тары.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая: a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении; c) топливный элемент, способный превращать водород и кислород в воду; d) источник водорода; и e) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода, при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.

2. Система для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая контейнер, в котором размещены одна или более упакованных единиц по п.1.

3. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.1, согласно которому: a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.1, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары упакованной единицы по п.1; b) продувают транспортную тару упакованной единицы по п.1 инертным газом, так что первоначальное свободное газовое пространство, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода; c) герметизируют транспортную тару; d) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения, так что кислород превращается в воду под действием водорода, присутствующего в транспортной таре, чтобы поддерживать внутри тары среду с пониженным содержанием кислорода; и e) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.

4. Способ транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, путем транспортировки и хранения упакованной единицы по п.1, согласно которому: a) получают устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару упакованной единицы по п.1, при этом топливный элемент и источник водорода упакованной единицы по п.1 размещены таким образом, что анод топливного элемента находится в непосредственной связи со средой транспортной тары; b) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения таким образом, что кислород в транспортной таре превращается в воду с помощью топливного элемента; и c) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.

5. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая: a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении; и c) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода, при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.

6. Способ подготовки упакованной единицы по п.5 к транспортировке и хранению, согласно которому: а) получают транспортную тару, включающую герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная тара содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема; b) добавляют пищевой(ые) продукт(ы), разлагающий(ие)ся при окислении, в указанную транспортную тару; c) герметизируют транспортную тару; d) проводят одну или более начальных продувок транспортной тары газом с низким содержанием кислорода путем инжекции достаточного количества такого газа в транспортную тару через газовпускной канал при удалении газа через газовыпускной канал с обеспечением в указанной таре среды с пониженным содержанием кислорода и первоначального свободного газового пространства в верхней части транспортной тары над продуктом, занимающего по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, полученного в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, с объемом, достаточным для поглощения газа пищевым продуктом без увеличения содержания кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве транспортной тары до уровня, превышающего примерно 1500 ppm; e) герметизируют газовпускные и газовыпускные каналы; и f) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени.

7. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.5, согласно которому: a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.5, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары; b) герметизируют транспортную тару; c) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, заполненное газом с низким содержанием кислорода, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени; и d) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.5.

8. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.

9. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.

10. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что газ в первоначальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО 2 и 40% азота или по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.

11. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.

12. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.

13. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен внутри транспортной тары.

14. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен вне транспортной тары.

15. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что дополнительно поддерживают в транспортной таре температуру, достаточную для сохранения свежести пищевого продукта в процессе транспортировки или хранения.

16. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит менее чем 1% кислорода или менее чем 0,1% кислорода.

17. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит диоксид углерода и/или азот.

18. Способ по любому из пп.3, 4, отличающийся тем, что топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума, или прекращения газообмена, или когда уровень кислорода достигает или поддерживается ниже заранее установленного уровня.

19. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что начальное "давление напора" транспортной тары составляет от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления.

20. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.

21. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.

22. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что газ в первоначальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО 2 и 40% азота или по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.

23. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.

24. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.

25. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают внутри транспортной тары.

26. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают вне транспортной тары.


(19)
Евразийское
патентное
ведомство
025771
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201290214
(22) Дата подачи заявки 2010.10.28
(51) Int. Cl.
A23B 4/16 (2006.01) A23L 3/00 (2006.01) A23L 3/3418 (2006.01) B65B 55/02 (2006.01) H01M 8/00 (2006.01)
(54)
СИСТЕМА И СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
(31) 61/256,868; 61/275,720
(32) 2009.10.30
(33) US
(43) 2013.01.30
(86) PCT/US2010/054421
(87) WO 2011/053676 2011.05.05
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ГЛОУБАЛ ФРЕШ ФУДС (US)
(72) Изобретатель:
Белл Лоуренс Д. (US)
(74) Представитель:
Рыбина Н.А., Рыбин В.Н., Рогачева Е.А., Соболев А.Ю. (RU)
(56) WO-A2-2008005810 US-B1-6256905 DE-A1-4430617 US-A1-2004031240
(57) В изобретении предложены упакованные единицы и способы упаковки для применения для продления срока хранения пищевого продукта, такого как свежая рыба. Упакованные единицы и способы упаковки можно применять для транспортировки или хранения пищевого продукта на протяжении длительного периода времени. В упакованных единицах предпочтительно используют высокое свободное пространство над продуктом и эластичную архитектуру и могут применять топливный элемент для поддержания пониженного уровня кислорода в среде с высоким содержанием диоксида углерода, окружающей пищевой продукт. Также предложены способы для применения для продления срока хранения пищевого продукта, такого как свежая рыба. Указанные способы можно применять для транспортировки или хранения пищевого продукта на протяжении продолжительного периода времени. В предложенных способах предпочтительно используют источник газа с низким содержанием кислорода для поддержания пониженного уровня кислорода в среде, окружающей пищевой продукт.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании заявки на изобретение США № 12/610126, поданной 30 октября 2009 г., и предварительной заявки на патент США № 61/256868, поданной 30 октября 2009 г., которые в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники
Изобретение относится к системам и способам увеличения срока хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления, таких как свежая рыба.
Уровень техники
Срок хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления, таких как рыба, мясо, птица, хлебобулочные изделия, фрукты, зерна и овощи, ограничен в присутствии нормальной атмосферной среды. Присутствие кислорода в концентрациях, встречающихся в нормальной атмосферной среде, приводит к изменению запаха, вкуса, цвета и текстуры пищевых продуктов, вызывая общее ухудшение их качества либо за счет химического воздействия, либо за счет роста аэробных микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов. Упаковывание в модифицированной атмосфере (УМА, MAP, modified atmosphere packaging) применяют для увеличения срока хранения и сохранности находящихся на хранении пищевых продуктов за счет подавления вызывающих порчу организмов и патогенов. УМА состоит в замене нормальной атмосферной среды в упаковке для хранения пищевых продуктов на один газ или смесь газов. Газы, применяемые при УМА, чаще всего представляют собой комбинации кислорода (О2), азота (N2) и диоксида углерода (СО2). В большинстве случаев бактериостатический эффект достигается за счет сочетания пониженных концентраций О2 и повышенных концентраций СО2. Farber 1М. 1991. Microbiological aspects of modified-atmosphere packaging technology: a review. J. Food Protect. 54:58-70.
В общепринятых системах УМА состав газа для УМА не регулируют после первоначальной замены нормальной атмосферной среды. Соответственно, состав газов, присутствующих в упаковке с продуктом, вероятно, изменяется со временем. Изменения газовой составляющей упаковки могут быть обусловлены диффузией газов в продукт и из продукта, диффузией газов в упаковку с продуктом и из упаковки и эффектами микробиологического метаболизма. В некоторых случаях пищевой продукт будет поглощать диоксид углерода (СО2), уменьшая количество СО2 в газовой составляющей упаковки при сопутствующем росте относительных количеств других газов, таких как кислород. Поглощение диоксида углерода может привести к отрицательному давлению в транспортной таре и возникновению состояния "вакууми-рования", которое может потенциально повредить пищевой продукт путем, например, понижения концентрации диоксида углерода ниже уровней, эффективных для подавления порчи продукта микроорганизмами при соответствующем увеличении концентраций остаточного кислорода. Вакуумирование, вызванное поглощением СО2, может также вызвать утечку, в частности, в жестких транспортных тарах, что приведет к повреждениям.
Системы УМА и родственные технологии применяют для перевозки и хранения пищевых продуктов. Однако такие системы налагали значительные ограничения на доставку продуктов питания, чувствительных к окислительному разложению, таких как рыба. Во-первых, что наиболее важно, процессы охлаждения и удаления кислорода в указанных системах были встроены в единый герметизированный контейнер (как правило, охлаждаемый контейнер грузоперевозчика - рефрижераторный блок), так что при открывании контейнера весь груз подвергался воздействию окружающих атмосферных условий. Это ограничивало возможность распространения продукта питания в различные места доставки и, как правило, требовало приобретения покупателем всего продукта после открывания контейнера. Во-вторых, встраивание процесса удаления кислорода в контейнер приводило к тому, что неумышленное или преждевременное повреждение уплотняющего материала в герметизированном контейнере подвергало риску порчи весь продукт. В-третьих, встраивание процессов удаления кислорода в контейнере грузоперевоз-чика не позволяло создавать внутри контейнера особые атмосферные условия во время хранения и/или транспортировки, ограничивая, тем самым, эксплуатационную гибкость процесса. В-четвертых, герметизация контейнера грузоперевозчика создавала трудности, в частности, когда атмосферное давление внутри контейнера становилось меньше, чем давление за пределами контейнера. Наиболее часто при применении УМА используют принцип мешок-в-контейнере, при котором скоропортящийся продукт содержится внутри мешка/пакета, находящегося внутри контейнера/картонной коробки. Мешок/пакет продувают газом один или более раз для создания требуемой модифицированной атмосферы перед тем, как подвергнуть мешок/пакет термосвариванию и закрыть контейнер. В такой системе можно использовать или не использовать избыточное свободное пространство над продуктом, которое дает возможность заполнять указанное пространство избыточным количеством газов, таких как СО2, которые поглощаются многими скоропортящимися продуктами. Как правило, размер избыточного пространства над продуктом ограничен необходимостью штабелирования указанных упаковок УМА при транспортировке и погру-зочно-разгрузочных операциях. Для такого структурного ограничения требуется наружная картонная коробка или контейнер, которые могут охватывать по окружности мешок/пакет, которые можно складировать штабелями и которые легко подвергаются разгрузке и погрузке по всей цепи поставок. Поэтому "избыточное" свободное пространство над продуктом, выполненное в указанных структурах, недостаточно для предотвращения уменьшения со временем парциальных давлений СО2 при соответствующем
увеличении содержания кислорода. Наряду с общепринятыми системами УМА, рассмотренными выше, были разработаны системы для транспортировки скоропортящихся пищевых продуктов с применением внешнего топливного элемента для удаления кислорода, например, описанные в патенте США №6179986. В этом патенте не описано применение топливного элемента, но вместо этого предложено применение электрохимической системы регулирования кислорода с применением твердого полимерного электролита (ЕОС) на основе батареи протонообменных мембран (ПОМ), функционирующей иначе, чем топливный элемент, и требующей применения источника постоянного тока. ПОМ функционирует как внешнее устройство относительно герметизированного контейнера в том смысле, что она требовала удаления по меньшей мере одного из продуктов реакции топливного элемент за пределы герметизированного контейнера. Кроме того, система, описанная в патенте '986, требовала применения специального электропитания для снабжения топливного элемента энергией. Системы, описанные выше, имеют много недостатков, которые делают их неудобными при длительной транспортировке или хранении пищевого продукта, разлагающегося путем окисления. Таким образом, существует потребность в улучшенной системе, которая позволит увеличить срок хранения материалов разлагающихся путем окисления, во время транспортировки и хранения и избежать недостатков общепринятых технологий перевозки и хранения. Кроме того, было бы целесообразно иметь возможность перевозить и затем поставлять в различные места назначения модульные пакеты с транспортируемыми пищевыми продуктами, не подвергая риску сохранность содержимого пакетов.
Кроме того, описанные структуры, которые обычно имеют небольшой размер, в общем, требуют одноразовой упаковки (при многократной продувке газом), поскольку они не содержат никаких клапанов или соединительных деталей, облегчающих первоначальную газовую продувку или дополнительные газовые продувки, проводимые после первоначальной продувки. Кроме того, многократные продувки газом является экономически невыгодными вследствие необходимости соблюдения разумных технологических требований в отношении пропускной способности. Поскольку указанные архитектуры, в общем, небольшие, стоимость на фунт простых в обращении пакетов (обычно 40 фунтов или менее) при применении в процессе УМА очень высока, а образующаяся УМА газовая смесь не особенно идеально подходит для увеличения максимального срока годности при хранении.
Усовершенствование рассмотренной выше системы предложено в заявке на патент США № 11/769944, согласно которой топливный элемент встроен в транспортную тару, содержащую пищевые продукты, разлагающиеся путем окисления, и внутренний источник водорода. Топливный элемент функционирует, превращая избыточный кислород в транспортной таре в воду за счет реакции с водородом.
Таким образом, уровень техники на сегодняшний день можно, в общем, охарактеризовать как герметизированные системы, из внутренней части которых удаляют или не удаляют остаточный кислород с помощью химических, электрических или каталитических процессов.
Было бы предпочтительно избежать функциональных и экономических недостатков существующих способов удаления кислорода из указанных систем хранения. Также существует потребность в удалении остаточного кислорода из таких систем хранения.
Краткое описание изобретения
В одном аспекте в настоящем изобретении предложены транспортные тары, упаковочные модули, упаковочные системы и способы упаковки, подходящие для применения для увеличения срока хранения пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода, такого как свежая рыба. Согласно одному из аспектов изобретения предложена устойчивая к давлению герметизируемая транспортная тара с ограниченной кислородопроницаемостью, подходящая для применения для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления. Транспортная тара содержит один или более топливных элементов, расположенных внутри транспортной тары, которые способны превращать водород и кислород в воду. Необязательно, транспортная тара дополнительно содержит удерживающий элемент, подходящий для размещения внутри тары источника водорода. Удерживающий элемент для размещения источника водорода в транспортной таре предпочтительно представляет собой контейнер или эластичный баллон, выполненный с возможностью удержания источника водорода и согласно некоторым вариантам реализации изобретения - топливного элемента. Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения транспортная тара выбрана из группы, состоящей из тары, выполненной из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема. Согласно другим вариантам реализации изобретения один или более топливных элементов и/или источник водорода могут находиться вне транспортной тары. Будучи за пределами транспортной тары, топливные элементы связаны с транспортной тарой через газовую фазу. Данный аспект изобретения основан на обнаружении того факта, что пищевые продукты, поглощающие диоксид углерода, такие как свежая рыба, могут значительно и пагубно влиять на газовый состав атмосферы над рыбой. Согласно таким вариантам реализации изобретения первоначально приемлемые низкие уровни, например, кислорода будут возрастать по мере поглощения все большего количества диоксида углерода, что ведет к более высоким уровням кислорода в оставшемся газе. Указанный процесс может также вызвать состояние "вакуумирования", которое потенциально может испортить продукт и транспортную тару, приводя к структурным повреждениям или понижая концентрацию диоксида углерода
ниже уровней, эффективных для подавления порчи продукта микроорганизмами.
В предельном случае поглощаются достаточные количества диоксида углерода, так что после хранения или перевозки над продуктом не остается или остается только небольшое свободное пространство, что приводит к образованию негативно влияющего вакуума. Настоящий аспект изобретения также основан на обнаружении того факта, что описанную выше проблему можно решить с помощью упаковочного модуля, подходящего для применения для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода, содержащего устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью и заданным свободным пространством над продуктом, при этом указанная тара выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема, пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления, топливный элемент, применяемый совместно с транспортной тарой, который способен превращать водород и кислород в воду, источник водорода, находящийся, предпочтительно, внутри транспортной тары, при этом первоначальное свободное пространство над продуктом занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода. Согласно одному варианту реализации изобретения свободное пространство над продуктом занимает по меньшей мере 50 об.% транспортной тары. Согласно одному варианту реализации изобретения свободное пространство над продуктом занимает примерно или по меньшей мере 69 об.% от транспортной тары. Согласно одному варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 60 об.% диоксида углерода. Согласно другому варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 90 об.% диоксида углерода.
Согласно этому варианту реализации изобретения первоначально уровень диоксида углерода в свободном пространстве над продуктом значительно превышает количество диоксида углерода, которое будет поглощаться пищевым продуктом, что, тем самым, компенсирует его поглощение. Количество диоксида углерода, которое может абсорбировать пищевой продукт во время хранения и/или транспортировки, можно определить эмпирически или известно в данной области техники.
Согласно другому аспекту изобретения предложена система, подходящая для применения для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся путем окисления, содержащая одну или более транспортных тар. Каждый упаковочный модуль включает устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемо-стью, при этом транспортная тара выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема, пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления, топливного элемента, способного превращать водород и кислород в воду, источника водорода, при этом первоначальное свободное пространство над продуктом занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары. Согласно одному варианту реализации изобретения первоначальное свободное пространство над продуктом занимает по меньшей мере 50 об.% транспортной тары. Согласно другому варианту реализации изобретения первоначальное свободное пространство над продуктом занимает примерно или по меньшей мере 69 об.% транспортной тары. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода. Согласно одному варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 60 об.% диоксида углерода. Согласно другому варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 90 об.% диоксида углерода. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения топливный элемент и/или источник водорода расположены внутри транспортной тары. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения упаковочный модуль также содержит удерживающий элемент, подходящий для размещения источника водорода внутри транспортной тары; удерживающий элемент для размещения источника водорода в транспортной таре предпочтительно представляет собой контейнер или эластичный баллон, выполненный с возможностью удержания источника водорода, и, при необходимости, топливного элемента. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения топливный элемент и/или источник водорода являются внешними устройствами относительно транспортной тары. Когда топливный элемент расположен вне транспортной тары, он связан через газовую фазу с транспортной тарой, при этом один топливный элемент может быть связан через газовую фазу с одной или несколькими транспортными тарами, а продукт топливного элемента может выделяться внутри или вне транспортной тары.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения пищевые продукты, поглощающие диоксид углерода и разлагающиеся путем окисления, предназначенные для транспортировки и/или хранения, предпочтительно представляют собой рыбу. Более предпочтительно, рыба представляет собой свежую рыбу, выбранную из группы, состоящей из лосося, тилапии, тунца, креветки, форели, зубатки, морского леща, морского окуня, полосатого окуня, красного горбыля, помпано, пикши, хека, палтуса, трески и арктического гольца. Наиболее предпочтительно, свежая рыба, предназначенная для транспортировки и/или хранения, представляет собой лосося или тилапию. Свежеприготовленный скоропортящийся пищевой продукт также предпочтительно помещать в среду с низким содержанием кислорода.
Кроме того, согласно некоторым вариантам реализации изобретения источником водорода является эластичный баллон, жесткий контейнер или газовая смесь, содержащая диоксид углерода и менее чем 5% по объему водорода. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения упаковочный модуль также содержит вентилятор. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения источником питания для вентилятора служит топливный элемент. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения источником питания для вентилятора является другой источник энергии.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения указанная система также содержит систему терморегулирования, которая может быть расположена внутри упаковочного модуля или вне его и предназначена для поддержания температуры в модуле на уровне, достаточном для сохранения свежести пищевого продукта.
Согласно другому аспекту изобретения предложен способ транспортировки и/или хранения разлагающихся путем окисления пищевых продуктов с помощью упаковочных модулей, описанных выше. Способ включает стадии удаления кислорода, содержащегося в упаковочном модуле, загруженном пищевым продуктом, поглощающем диоксид углерода и разлагающимся путем окисления, для создания внутри упаковочного модуля среды с пониженным содержанием кислорода, заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода для получения первоначального свободного газового пространства над продуктом, при этом первоначальное свободное пространство занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в указанном свободном пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода, герметизации транспортной тары, функционирования топливного элемента во время транспортировки или хранения таким образом, что кислород в таре превращается в воду при реакции с водородом, благодаря чему внутри транспортной тары сохраняется среда с пониженным содержанием кислорода, и транспортировки или хранения материала в указанной транспортной таре. Упаковочный модуль включает устойчивую к давлению герметизируемую транспортную тару с ограниченной кислородопроницаемостью, при этом транспортная тара выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема, топливный элемент и источник водорода. Согласно одному варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 60 об.% диоксида углерода. Согласно другому варианту реализации изобретения газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 90 об.% диоксида углерода.
Согласно одному варианту реализации изобретения процесс удаления кислорода происходит перед загрузкой пищевого продукта в транспортную тару; согласно еще одному варианту реализации указанный процесс происходит после загрузки пищевого продукта в транспортную тару. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения внутри транспортной тары расположены трубопроводные клапаны и соединительные детали, которые применяют для продувки транспортной тары источником газа с низким содержанием кислорода и заполнения свободного пространства над продуктом. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортную тару продувают перед включением топливного элемента. Далее топливный элемент продолжает удалять остаточный кислород.
Описанный способ можно применять при транспортировке или хранении пищевого продукта на протяжении периода времени вплоть до 100 дней. Например, время хранения составляет от 5 до 50 дней, или в качестве альтернативы от 5 и 45 или от 15 до 45 дней. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения предложенный способ также позволяет поддерживать в транспортной таре температуру, достаточную для сохранения свежести материала во время транспортировки или хранения.
Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения способ реализуют таким образом, чтобы среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 1% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 0,1% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 0,01% кислорода.
Среда с пониженным содержанием кислорода содержит диоксид углерода и водород; содержит диоксид углерода и азот; содержит азот; или содержит диоксид углерода, азот и водород.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложены способы удаления кислорода, содержащегося внутри транспортной тары, загруженной пищевым продуктом, разлагающимся путем окисления, без необходимости применения каких-либо химических, электрических и/или каталитических процессов.
В частности, этот аспект изобретения основан на обнаружении того факта, что транспортные тары с подходящей архитектурой можно продувать с применением источника газа с низким содержанием кислорода, так что любое скопление кислорода в транспортной таре выдувается из тары до того, как его концентрация достигнет уровней, негативно воздействующих на пищевой продукт. Соответственно, в одном из аспектов этого способа предложен способ для удаления кислорода из транспортной тары, содержащей пищевой продукт (пищевые продукты), разлагающийся путем окисления, который включает:
a) транспортную тару, имеющую герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовы-
пускной канал, оба расположенные в свободном пространстве транспортной тары, при этом транспорт-
ная тара выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не
образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема;
b) добавление пищевого продукта (пищевых продуктов), разлагающегося путем окисления, в ука-
занную транспортную тару в количестве, которое не блокирует впускной и выпускной каналы;
c) герметизацию транспортной тары;
d) проведение одной или более начальных продувок транспортной тары с помощью источника газа с низким содержанием кислорода путем инжекции достаточного количества газа из такого источника в транспортную тару через впускной канал и удаления газа через выпускной канал с тем, чтобы обеспечить в указанной таре атмосферу с низким содержанием кислорода и свободное газовое пространство над продуктом с объемом, достаточным для обеспечения поглощения газа пищевым продуктом без увеличения содержания кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве транспортной тары до уровня выше примерно 1500 ppm;
e) герметизацию впускного и выпускного каналов; и
f) необязательную периодическую продувку транспортной тары с помощью источника газа с низким содержанием кислорода, такую, что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени.
Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения, транспортная тара не содержит каких-либо внутренних компонентов для удаления из нее кислорода, таких как топливный элемент, катализатор и т.д.
Пищевые продукты, разлагающиеся путем окисления, предназначенные для транспортировки и/или хранения, предпочтительно представляют собой рыбу. Более предпочтительно, рыба представляет собой свежую рыбу, выбранную из группы, состоящей из лосося, тилапии, тунца, креветки, форели, зубатки, морского леща, морского окуня,полосатого окуня, красного горбыля, помпано, пикши, хека, палтуса, трески и арктического гольца. Наиболее предпочтительно, свежая рыба, предназначенная для транспортировки и/или хранения, представляет собой лосося или тилапию.
Вертикальная структура транспортных тар, описанных в настоящей заявке, способствует уменьшению до минимума потребности в горизонтальном пространстве при перевозке максимального количества расположенных параллельно паллет. Варианты реализации изобретения, в которых свободное пространство над продуктом распределено горизонтально, не могут быть экономически оправданными при перевозках в больших масштабах, а также не отличаются сопротивляемостью утечки, пока давление свободного пространства над продуктом остается положительным. Согласно определенным вариантам реализации изобретения при увеличении объема транспортной тары на увеличение объема в горизонтальном направлении приходится не более чем примерно 20%, тогда как остальное увеличение объема газов происходит в вертикальном направлении, что создает, таким образом, "давление напора" и высоту свободного пространства транспортных тар. Транспортная тара выполнена таким образом, чтобы увеличивать объем в вертикальном направлении, создавая начальное "давление напора". Величины начального давления напора транспортной тары могут изменяться от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления или более. Эластичную транспортную тару можно сделать более гибкой в вертикальном направлении, чем в горизонтальном направлении путем применения общепринятых способов, таких как использование более эластичного материала в вертикальном направлении.
Кроме того, согласно некоторым вариантам реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой любой внешний источник газа, который можно адаптировать таким образом, чтобы ввести его во впускной канал транспортной тары. Газовый источник предпочтительно представляет собой диоксид углерода и, более предпочтительно, диоксид углерода содержит менее чем примерно 1500 ppm кислорода. Также более предпочтительно, когда диоксид углерода, предназначенный для инжекции в транспортную тару, содержит менее чем примерно 100 ppm кислорода.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара также содержит систему терморегулирования, расположенную за пределами упаковочного модуля, для поддержания внутри модуля температуры на уровне достаточном для сохранения свежести пищевого продукта.
В другом аспекте изобретения предложен способ транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления, внутри транспортных тар, описанных выше. Способ включает стадии выдувания кислорода из транспортной тары с помощью диоксида углерода, содержащего менее чем 1500 ppm кислорода, при этом транспортная тара содержит пищевой продукт, разлагающийся путем окисления, создание тем самым внутри транспортной тары среды с пониженным содержанием кислорода, герметизацию транспортной тары и, необязательно, периодическую продувку транспортной тары диоксидом углерода для сохранения внутри транспортной тары среды с пониженным содержанием кислорода, и транспортировку и/или хранение пищевого продукта в транспортной таре, выполненной из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема. Согласно одному варианту реализации изобретения процесс удаления кислорода происходит перед загрузкой пищевого продукта в транспортную тару; согласно еще одному варианту реализации этот процесс происходит после загрузки пищевого продукта в транспортную тару. Согласно одному варианту реализации изобретения удаление кислорода можно осуществить посредством газовой продувки через впускной и выпускной каналы, предпочтительно расположенные в
свободном пространстве транспортной тары. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения периодические продувки газом можно осуществлять многократно. Впускные и выпускные каналы можно герметизировать, так что после продувки транспортной тары с помощью источника газа с низким содержанием кислорода, внутренняя часть транспортной тары изолируется. Согласно одному варианту реализации изобретения впускные и выпускные каналы представляют собой отверстия, которые можно просто закрывать и открывать, когда требуется продувка газом. Согласно такому варианту реализации изобретения отверстия (впускные и выпускные каналы) можно заклеить липкой лентой. Это позволяет периодически герметизировать и разгерметизировать указанные впускные и выпускные каналы. Описанная структура облегчает экономически целесообразную практику проведения многократных газовых продувок в течение долгого времени для удаления кислорода и повышения уровней газа с низким содержанием кислорода, такого как азот и/или СО2.
Описанный способ можно использовать при транспортировке и/или хранении пищевого продукта на протяжении периода времени вплоть до 100 дней. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения способ можно применять для транспортировки и/или хранения пищевого продукта на протяжении периода времени более чем 100 дней. Например, время хранения составляет от 5 до 50 дней или, в качестве альтернативы, от 15 до 45 дней. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения способ также включает поддержание температуры в транспортной таре достаточной для сохранения свежести материала во время транспортировки или хранения. Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения способ реализуют таким образом, чтобы среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 2% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 1,5% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 1% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 0,1% кислорода, или, в качестве альтернативы, среда с пониженным содержанием кислорода содержала менее чем 0,01% кислорода. Уровень кислорода можно контролировать.
Среда с пониженным содержанием кислорода содержит диоксид углерода или в некоторых случаях содержит диоксид углерода и азот.
Краткое описание чертежей
Изобретение также будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично показан упаковочный модуль, применяемый для транспортировки или хранения материала, разлагающегося путем окисления;
на фиг. 2 - система, содержащая множество упаковочных модулей, расположенных в контейнере;
на фиг. 3 - вариант реализации устройства для удаления кислорода, содержащего топливный элемент;
фиг. 4 представляет собой график, показывающий повышенную продолжительность наличия низких уровней кислорода при применении упаковочного модуля по сравнению со стандартной системой
УМА;
фиг. 5 - фотографию свежего чилийского атлантического искусственно выращенного лосося, находящегося на хранении в упаковочном модуле, по сравнению со стандартной системой хранения УМА;
на фиг. 6 схематично показан вариант реализации устройства для удаления кислорода, содержащий топливный элемент, оборудованный устройством для удаления диоксида углерода;
фиг. 7 представляет собой фотографию варианта реализации упаковочного модуля перед транспортировкой;
фиг. 8 - фотографию варианта реализации упаковочного модуля после транспортировки; на фиг. 9 показан пример транспортной тары;
на фиг. 10 схематично показана транспортная тара, применяемая для транспортировки или хранения материала, разлагающегося путем окисления;
на фиг. 11 - система, содержащая множество транспортных тар, связанных с источником газа с низким содержанием кислорода, расположенная в грузовом судне;
фиг. 12 представляет собой иллюстрацию транспортных тар, загруженных материалом, разлагающимся путем окисления, расположенных в грузовом судне.
Подробное описание
Изобретение включает системы и способы, подходящие для применения для транспортировки и хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления. Системы и способы, описанные в настоящей заявке, позволяют удалять кислород, например периодически или непрерывно, из атмосферной среды, окружающей пищевой продукт, разлагающийся путем окисления и находящийся на хранении в отдельной транспортной таре внутри транспортировочного контейнера. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения пищевой продукт представляет собой разлагающийся путем окисления пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода.
Транспортные тары или упаковочные модули, применяемые в настоящем изобретении, как более подробно описано ниже, предпочтительно не содержат встроенную систему терморегулирования, а скорее выполнены с расчетом на систему терморегулирования транспортировочного контейнера, в котором
их перевозят. Кроме того, транспортная тара или упаковочный модуль выполнены таким образом, чтобы выдержать или компенсировать потерю (или усиление) внутреннего давления, например, вследствие поглощения пищевым продуктом не содержащего кислород газа (диоксида углерода), во время транспортировки и/или погрузки, например, путем применения эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема, а также путем создания внутри транспортной тары свободного газового пространства над продуктом, которое компенсирует указанное поглощение, не создавая вакуум и/или не позволяя содержанию кислорода в газе, находящемся в транспортной таре, превысить 1500 ppm.
Периодическое или непрерывное удаление кислорода во время транспортировки и/или хранения позволяет создать регулируемую среду с пониженным содержанием кислорода, подходящую для сохранения свежести материала в течение продолжительного периода. В результате материалы, разлагающиеся путем окисления, можно транспортировать и/или хранить в течение более длительных периодов времени, чем это возможно в настоящее время при применении общепринятых технологий перевозки и хранения. Способы, описанные в настоящей заявке, дают возможность, например, использовать грузопере-возчики для транспортировки материалов, разлагающихся путем окисления, таких как пищевые продукты, разлагающиеся путем окисления и поглощающие диоксид углерода, например рыба, на рынки сбыта, которые обычно обеспечивают продукцией только с помощью более дорогостоящих воздушных перевозок. Согласно одному варианту реализации в настоящем изобретении предложены системы и способы, подходящие для применения для продления срока годности при хранении пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения пищевой продукт, разлагающийся путем окисления, не является дышащим. Недышащие пищевые продукты не дышат. Это означает, что такие пищевые продукты не поглощают кислород с сопутствующим выделением углерода. Примеры недышащего пищевого продукта включают свежую или обработанную рыбу, мясо (такое как говядина, свинина и баранина), птицу (такую как курица, индейка и другую дикую и домашнюю птицу) и хлебобулочные изделия (такие как хлеб, тортильи и мучные кондитерские изделия, сухие смеси, применяемые для изготовления хлеба и мучных кондитерских изделий, и закусочные пищевые продукты на основе зерновых). Предпочтительный недышащий пищевой продукт, предназначенный для транспортировки и/или хранения с помощью систем и способов согласно настоящему изобретению, включает свежую или обработанную рыбу, такую как лосось, тилапия, тунец, креветка, форель, зубатка, морской лещ, морской окунь, полосатый окунь, красный горбыль, помпано, пикша, хек, палтус, треска, арктический голец, моллюск и другой морепродукт. Более предпочтительно, недышащий пищевой продукт представляет собой свежего лосося или свежую тилапию и, наиболее предпочтительно, недышащий пищевой продукт представляет собой свежего чилийского атлантического искусственно выращенного лосося. В общем, системы и способы согласно изобретению включают транспортную тару, пищевой продукт, разлагающийся путем окисления и предназначенный для транспортировки и/или хранения, и источник газа с низким содержанием кислорода, с помощью которого транспортную тару периодически продувают газом с низким содержанием кислорода, таким как диоксид углерода, удаляя, таким образом, из внутренней части транспортной тары содержащийся там кислород с целью регулирования газовой среды, окружающей пищевой продукт, по меньшей мере в течение части времени на протяжении хранения и/или транспортировки. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения среда с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары образуется в результате продувки среды внутри указанной тары путем применения вакуума и/или введения источника газа с низким содержанием кислорода через впускной канал, при этом газ, присутствующий во внутренней части транспортной тары, вытесняется через выпускной канал. После продувки транспортной тары впускной и выпускной каналы герметизируют, и среда внутри транспортной тары представляет собой среду с пониженным содержанием кислорода. Затем, необязательно, транспортную тару по мере необходимости периодически продувают диоксидом углерода на протяжении всего периода транспортировки/или хранения, в случае присутствия кислорода, для поддержания внутри упаковочного модуля среды с пониженным содержанием кислорода, сохраняя, таким образом, свежесть материала, разлагающегося путем окисления. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения внутри транспортной тары имеется кислородный датчик для предупреждения о необходимости продувки ее диоксидом углерода.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения системы и способы согласно изобретению включают упаковочный модуль, содержащий транспортную тару, пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления, предназначенный для транспортировки и/или хранения, и устройство, непрерывно удаляющее имеющийся кислород из внутренней части транспортной тары, в случае если кислород там присутствует, для регулирования газовой среды, окружающей пищевой продукт, по меньшей мере в течение части времени на протяжении хранения и/или транспортировки. Такое устройство также называют устройством для удаления кислорода. В некоторых случаях будет желательно применять более чем одно устройство для удаления кислорода для более эффективного удаления кислорода из среды внутри транспортной тары. Пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления, загружают в транспортную тару и регулируют среду в транспортной таре для создания среды с пониженным содержанием кислорода. Согласно предпочтительному варианту
реализации изобретения среду с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары создают с помощью продувки среды в указанной таре путем применения вакуума и/или введения источника газа с низким содержанием кислорода. После продувки тары среда внутри нее представляет собой среду с пониженным содержанием кислорода. Транспортную тару заполняют газом с низким содержанием кислорода для создания свободного газового пространства, объем которого больше объема газа, поглощаемого пищевым продуктом, который разлагается путем окисления и поглощает диоксид углерода. Согласно одному варианту реализации изобретения транспортную тару заполняют диоксидом углерода таким образом, что свободное газовое пространство над продуктом занимает по меньшей мере 30 об.% от общего объема транспортной тары, а газ в свободном пространстве над продуктом содержит по меньшей мере 99 об.% диоксида углерода. Затем транспортную тару герметизируют. В присутствии кислорода устройство для удаления кислорода функционирует на протяжении всего периода транспортировки и/или хранения для поддержания внутри упаковочного модуля среды с пониженным содержанием кислорода, сохраняя, таким образом, свежесть материала, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления. Однако поскольку количество применяемого диоксида углерода значительно больше, чем количество, которое будет поглощено пищевым продуктом, количество кислорода в свободном пространстве над продуктом, при пересчете на объемный процент, ограничено, поэтому существует вероятность уменьшения объема транспортной тары, если свободное газовое пространство над продуктом недостаточно для компенсирования поглощения диоксида углерода.
Термин "источник газа с низким содержанием кислорода" относится к источникам газа, содержащим менее чем 1000 ppm кислорода; предпочтительно менее чем 100 ppm кислорода и более предпочтительно менее чем 10 ppm кислорода. Источник газа с низким содержанием кислорода предпочтительно состоит из СО2 или смеси газов, содержащих СО2 в качестве одного из ее компонентов. СО2 представляет собой бесцветный, негорючий и бактериостатический газ без запаха, который не оставляет токсичных остатков на пищевых продуктах. Согласно одному варианту реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой 100% СО2. Согласно другому варианту реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой смесь СО2 и азота или другого инертного газа. Примеры инертных газов включают, но не ограничиваются ими, аргон, криптон, гелий, оксид азота, закись азота и ксенон. Состав источника газа с низким содержанием кислорода, подходящий для конкретного пищевого продукта, может варьировать и находится в пределах знания и опыта специалиста в данной области техники. Например, источник газа с низким содержанием кислорода, применяемый для транспортировки и хранения лосося, предпочтительно представляет собой 100% СО2. Другую рыбу, такую как тилапия, предпочтительно хранить или перевозить, применяя в качестве источника газа с низким содержанием кислорода 60% СО2 и 40% азота. Как описано выше, устойчивая к давлению герметизируемая транспортная тара с ограниченной кислородопроницаемостью выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема, или представляет собой тару, выполненную из жесткого материала. Такие транспортные тары, в общем, изготовлены из эластичного формованного или экструдиро-ванного полимерного листового материала.
Эластичные, способные к уменьшению или увеличению объема материалы, из которых изготавливают транспортные тары, применяемые в настоящем изобретении, представляют собой материалы с ограниченной кислородопроницаемостью. Скорость проницаемости кислорода (СПК) материалов с ограниченной кислородопроницаемостью предпочтительно составляет менее чем 10 см3/100 кв.дюймов/ 24 ч/атм, более предпочтительно материалы с ограниченной кислородопроницаемостью представляют собой материалы с СПК менее чем 5 см3/100 кв.дюймов/24 ч/атм, даже более предпочтительно материалы с ограниченной кислородопроницаемостью представляют собой материалы с СПК менее чем 2 см3/100 кв.дюймов/24 ч/атм; наиболее предпочтительно материалы с ограниченной кислородопроницаемостью представляют собой материалы с СПК менее чем 1 см3/100 кв.дюймов/24 ч/атм. Неполный перечень материалов, которые можно применять для изготовления эластичной, способной к уменьшению или увеличению объема транспортной тары показан в табл. 1.
Таблица 1
Материал
Скорость
Скорость
проницаемости водяных
проницаемости
паров
кислорода
(г/100 кв. дюймов/24
(см. куб./100 кв
часа)
дюймов/24 часа /атм.)
Саран (винилиденхлорнд) 1 мил
0,2
0,8-1,1
Саран НВ 1 мил
0,05
0,08
Саранекс 142 мил
0,2
0,5
Aclar ЗЗС 75 мил (армейский)
0,035
7 1
Барекс 210 1 мил
4,5
0,7
Полиэстер 48 калибра
2,8
Полиэстеровая пленка 50 М-30
2,8
Полиэстер 50 М-30 с ПВХ покрытием
0,4
0,5
Металлизированный полиэстер 48 калибра
0,05
0,08-0,14
Нейлон 1 мил
19-20
2,6
Металлизированный нейлон 48 калибра
0,2
0,05
Нейлон с ПВХ покрытием 1 мил
0,2
0,5
250 К Cello
0,5
0,5
1195 MSBO Cello
45-65
1-2
LDPE 2 мил
0.6
275
Opp 9 мил
0,45
EVAL, Biax 60 калибра
2,6
0,03
EVAL EF-E 1 мил
1,4
0,21
EVAL EF-F 1 мил
3,8
0,025
Benyl H 60 Ga
0,7
0,4
ПБХ 1 мил
4-5
8-20
Поликарбонат 1 мил
160
Полистирол 1 мил
7,2
4800
Плиофильм 1 мил
1,7
660
Транспортная тара может также содержать один или более внешних источников газа с низким содержанием кислорода, находящихся в контакте с тарой через газовую фазу посредством впускного канала для периодической продувки транспортной тары и удаления, таким образом, кислорода из среды внутри транспортной тары через один или более выпускных каналов. Кислород может накапливаться в транспортной таре при ее использовании, например, за счет диффузии через транспортную тару через материал с ограниченной кислородопроницаемостью или через уплотняющий материал транспортной тары. Кислород также может выделяться пищевыми продуктами, разлагающимися путем окисления, внутри транспортной тары или из контейнеров, в которые упакован пищевой продукт. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения диоксид углерода представляет собой газ на основе диоксида углерода, содержащий менее 10 ppm кислорода. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара также содержит одно или более устройств для удаления кислорода, чтобы непрерывно удалять кислород из среды внутри транспортной тары до тех пор, пока там присутствует кислород. Устройство для удаления кислорода поддерживает среду с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары путем непрерывного удаления любого кислорода, который может попасть в систему после герметизации транспортной тары. Например, кислород может проникать за счет диффузии через транспортную тару через материал с ограниченной кислородопроницаемостью или через уплотняющий материал транспортной тары. Кислород также может выделяться пищевым продуктом, поглощающим диоксид углерода и разлагающимся путем окисления, внутри транспортной тары или из контейнеров, в которые упакован пищевой продукт.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения устройство для удаления кислорода представляет собой молекулярный топливный элемент, потребляющий кислород. Топливный элемент предпочтительно представляет собой водородный топливный элемент. В настоящей заявке "водородный топливный элемент" представляет собой любое устройство, способное превращать кислород и водород в воду. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения топливный элемент целиком находится внутри транспортной тары. Такую компоновку можно получить при наличии источника водорода внутри или вне транспортной тары или упаковочного модуля. Анод топливного элемента связан с источником водорода. Описанный источник водорода позволяет генерировать протоны и электроны. Катод топливного элемента связан со средой в транспортной таре (источником кислорода). В присутствии кислорода протоны и электроны, генерированные анодом, взаимодействуют с кислородом, присутствующим на катоде, с образованием воды. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения топливный элемент не требует внешнего источника энергии для превращения кислорода и водорода в воду. Согласно дополнительному варианту реализации изобретения топливный элемент связан с индикатором, который указывает, когда топливный элемент работает и когда присутствует водород.
Согласно другому варианту реализации изобретения физический топливный элемент является внешним устройством относительно транспортной тары, но находится в непосредственной связи с газовой средой тары таким образом, что продукты, полученные на аноде и катоде, остаются внутри транспортной тары. Один топливный элемент может быть связан через газовую фазу с одной или несколькими транспортными тарами. Согласно такому варианту реализации изобретения топливный элемент рассматривается как внутреннее устройство относительно к транспортной тары, поскольку образованные с его
помощью продукты находятся внутри транспортной тары. Когда топливный элемент физически установлен вне транспортной тары, вода, полученная с помощью топливного элемента, может выделяться за пределы транспортной тары.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения источник водорода представляет собой чистый газообразный водород. Источник водорода предпочтительно содержится в эластичном баллоне, при этом эластичный баллон размещен внутри транспортной тары, так что весь процесс происходит внутри транспортной тары. Источник водорода предпочтительно находится в непосредственной связи с анодом водородного топливного элемента с тем, чтобы генерировать водород в течение всего периода транспортировки или хранения. Эластичный баллон изготовлен из любого материала, способного содержать газообразный водород. Например, материалы, перечисленные в табл. 1, можно применять в качестве материала для изготовления эластичного баллона. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения эластичный баллон содержит источник несжатого водорода, хотя можно применять источники сжатого водорода при условии, что такой источник может находиться в эластичном баллоне. Согласно другому варианту реализации изобретения источник водорода находится внутри жесткого контейнера, такого как газовый цилиндр, размещенного в транспортной таре, так что весь процесс происходит внутри транспортной тары. Согласно этому варианту реализации изобретения источник водорода представляет собой источник сжатого или несжатого водорода. Жесткий контейнер находится в непосредственной связи с анодом водородного топливного элемента с тем, чтобы генерировать водород в течение всего периода транспортировки или хранения. Давление источников сжатого водорода предпочтительно поддерживают на уровне не большем чем 10000 psia. Предпочтительно, когда источник представляет собой несжатый водород с давлением, например, не большим чем 40 psia.
Согласно дополнительным вариантам реализации изобретения источник водорода получают с помощью химической реакции. Примеры способов химического генерирования водорода хорошо известны в данной области техники и включают получение водорода с помощью электролитического процесса, в том числе способы с применением электролизёров на основе протонообменных мембран (ПОМ), щелочных электролизёров с применением гидроксида натрия или калия, электролизёров на основе твердых оксидов и получение водорода из борогидрида натрия. В каждом случае водород получают таким образом, чтобы он был доступен аноду топливного элемента.
Согласно другому варианту реализации изобретения источник водорода представляет собой газовую смесь, содержащую водород, присутствующий в среде транспортной тары. Согласно этому варианту реализации изобретения газовая смесь предпочтительно содержит диоксид углерода и водород. Согласно другим вариантам реализации изобретения газовая смесь содержит азот и водород. Согласно дополнительным вариантам реализации изобретения газовая смесь содержит водород, диоксид углерода и азот. Полагают, что в газовой смеси могут присутствовать другие инертные газы. Количество водорода, содержащегося в газовой смеси, предпочтительно составляет менее чем 10 об.%, более предпочтительно менее чем 5 об.%, наиболее предпочтительно менее чем 2 об.%. Указанную газовую смесь вводят в транспортную тару перед, во время или после размещения материала, разлагающегося путем окисления, и перед герметизацией транспортной тары.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения топливный элемент содержит устройство для удаления диоксида углерода, непосредственно связанное с герметизированным анодом топливного элемента. Диоксид углерода обладает способностью проникать через ПОМ в анодную пластину, препятствуя, тем самым, доступу водорода к анодной пластине. Удаление части или всего диоксида углерода от анодной пластины топливного элемента с помощью устройства для удаления диоксида углерода позволяет увеличить доступ водорода к топливному элементу и, таким образом, повысить способность топливных элементов удалять кислород из среды транспортной тары. Существует множество способов, известных в данной области техники, которые можно использовать в устройстве для удаления диоксида углерода. Такие способы включают абсорбционные процессы, адсорбционные процессы, такие как способы адсорбции с перепадом давления (PSA) и адсорбции с перепадом температуры (TSA), и удаление диоксида углерода с помощью мембран. Соединения, которые можно применять в устройствах для удаления диоксида углерода, включают, но не ограничиваются ими, гашеную известь, активированный углерод, гидроксид лития и оксиды металлов, такие как оксид серебра, оксид магния и оксид цинка. Диоксид углерода также можно удалять от анода путем продувки анода газом, таким как газообразный водород или водяной пар. Согласно одному варианту реализации изобретения устройство для удаления диоксида углерода содержит гашеную известь. Согласно этому варианту реализации изобретения гашеная известь, например, содержится в фильтрующем патроне, который сообщается через паровую фазу с анодом топливного элемента, так что диоксид углерода, присутствующий у анодной пластины топливного элемента, вступает в контакт с гашеной известью и абсорбируется ею. Конкретный вариант реализации включает два фильтрующих патрона с гашеной известью, каждый из которых связан через паровую фазу с выходным отверстием анода. Фильтры с гашеной известью способствуют удалению диоксида углерода от анодной пластины топливного элемента (фиг. 6).
Транспортную тару можно спроектировать таким образом, чтобы обеспечить доступ к трубам, проводам и т.д., так что внешние газы, такие как диоксид углерода, можно ввести через впускной канал.
Впускной канал снабжен соединительными деталями, которые могут быть герметизированы и сохранять внутри транспортной тары среду с низким содержанием кислорода. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения для функционирования вентиляторов и устройства для удаления кислорода можно применять внешний источник энергии. Согласно одному конкретному варианту реализации изобретения транспортная тара выполнена таким образом, чтобы можно было ввести водород из внешнего источника во внутреннюю систему подачи водорода в топливный элемент. Согласно дополнительному варианту реализации изобретения внешний источник водорода предназначен для облегчения продувки топливного элемента водородом.
Для удаления кислорода, содержащегося в транспортной таре, можно применять устройства для удаления кислорода, отличные от водородных топливных элементов. Например, можно применять кислородные абсорберы, такие как железосодержащие абсорберы и поглотители кислорода. Кислородные абсорберы и поглотители известны в данной области техники и доступны для приобретения. Устройства для удаления кислорода также включают устройства, в которых используют способы адсорбции с перепадом давления (PSA) и способы мембранного разделения.
Каталитические системы, например системы, в которых применяют элементарный металл, такие как платиновые или палладиевый катализаторы, можно использовать в качестве устройств для удаления кислорода, хотя применение порошков, необходимых для обеспечения большой площади каталитической поверхности, вызывает риск загрязнения. Тем не менее указанные каталитические системы можно использовать при применении подходящих мер безопасности. Такие меры безопасности включают встраивание металлических катализаторов в блок мембранных электродов, например, имеющийся в ПОМ топливных элементах.
Транспортная тара предпочтительно дополнительно содержит удерживающий элемент, подходящий для размещения источника водорода так, чтобы источник водорода был устойчиво закреплен внутри транспортной тары. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, удерживающий элемент представляет собой коробку, выполненную с возможностью устойчивого закрепления источника водорода. Согласно дополнительному предпочтительному варианту реализации изобретения, удерживающий элемент выполнен с возможностью закрепления, как источника водорода, так и топливного элемента. Согласно другим вариантам реализации изобретения, удерживающий элемент представляет собой рукав, прикрепленный к внутренней стенке транспортной тары. Такой рукав способен удержать источник водорода, содержащийся в эластичном баллоне или жестком контейнере, а также другие контейнеры, подходящие для размещения источника водорода. В любом случае, источник водорода находится в непосредственной связи с анодом топливного элемента.
Когда устройство для удаления кислорода, применяемое в упаковочном модуле, представляет собой водородный топливный элемент, в результате реакции водорода и кислорода образуется какое-то количество воды, в жидкой или газообразной форме. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения генерируемая таким образом вода высвобождается в транспортную тару. Может быть целесообразным поместить внутрь транспортной тары средство для размещения или удаления вод. Например, транспортная тара может также включать водоудерживающий аппарат, такой как поддон или чан, выполненный с возможностью сбора воды, образующейся в топливном элементе. В качестве альтернативы, транспортная тара может содержать десикант или абсорбирующий материал, применяемый для поглощения и содержания воды. Подходящие десиканты и абсорбирующие материалы хорошо известны в данной области техники. В качестве альтернативы, воду можно слить за пределы транспортной тары, обеспечивая, таким образом, подходящую среду для хранения и транспортировки товаров, которые предпочтительно хранить в сухих условиях.
Транспортная тара выполнена с возможностью поддержания среды с пониженным содержанием кислорода, окружающей материал. Среда с пониженным содержанием кислорода позволяет хранить и/или транспортировать материал в течение продолжительного периода при сохранении свежести материала. Перед размещением материала или после него, но до герметизации транспортной тары, среду внутри тары, при необходимости, продувают путем применения вакуума и/или введения источника свободного газа с низким содержанием кислорода. В этот момент среда внутри транспортной тары представляет собой среду с пониженным содержанием кислорода. Согласно конкретному варианту реализации изобретения уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составляет менее чем 1%, или, в качестве альтернативы, уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составляет менее чем 0,1%, или в качестве альтернативы, уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составляет менее чем 0,01%. Через определенный период времени уровни кислорода, содержащегося в транспортной таре или упаковочном модуле, сохраняются на пониженном уровне, поскольку газообмен между пищевым продуктом и средой транспортной тары достиг естественного минимума или прекратился. В этот момент топливный элемент прекратит работу. Согласно одному варианту реализации изобретения топливный элемент можно запрограммировать на прекращение работы после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума или прекращения газообмена. Предпочтительно, топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 0,5 до 50 ч, более предпочтительно топливный элемент запрограммирован на
прекращение работы после периода времени от примерно 1 до 25 ч; более предпочтительно топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 2 до 15 ч; даже более предпочтительно топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 3 до 10 ч. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода вводят в транспортную тару перед ее герметизацией. Источник газа с низким содержанием кислорода предпочтительно состоит из СО2 или смеси газов, содержащих СО2 в качестве одного из ее компонентов. СО2 представляет собой бесцветный, негорючий и бактериостатиче-ский газ без запаха, который не оставляет токсичных остатков на пищевых продуктах. Согласно одному варианту реализации изобретения, источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой 100% СО2. Согласно другому варианту реализации изобретения, источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой смесь СО2 и азота или другого инертного газа. Примеры инертных газов включают, но не ограничиваются ими, аргон, криптон, гелий, оксид азота, закись азота и ксенон. Состав источника газа с низким содержанием кислорода, подходящий для конкретного пищевого продукта, может варьировать и находится в пределах знания и опыта специалиста в данной области техники. Например, источник газа с низким содержанием кислорода, применяемый для транспортировки и хранения лосося, предпочтительно представляет собой 100% СО2. Другую рыбу, такую как тилапия, предпочтительно хранить или перевозить, применяя в качестве источника газа с низким содержанием кислорода 60% СО2 и 40% азота. Чтобы скомпенсировать перепад давления, который имеет место во время продолжительной транспортировки или хранения, транспортная тара имеет первоначальной объем свободного пространства над продуктом, который позволяет поглощать газы, такие как кислород, источник газа с низким содержанием кислорода, например диоксид углерода. Подразумевают, что термин "первоначальное свободное пространство над продуктом" относится к величине избыточного объема газов в транспортной таре после ее заполнения пищевым продуктом, поглощающим диоксид углерода и разлагающимся путем окисления. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения первоначальное свободное пространство над продуктом занимает от примерно 30 до примерно 95% внутреннего объема транспортной тары. Согласно другим вариантам реализации изобретения, первоначальное свободное пространство над продуктом занимает от примерно 35 до примерно 40% внутреннего объема транспортной тары, или, в качестве альтернативы, первоначальное свободное пространство над продуктом занимает от примерно 30 до примерно 35% внутреннего объема транспортной тары, или, в качестве альтернативы, первоначальное свободное пространство над продуктом занимает примерно 35% внутреннего объема транспортной тары.
В конечном счете, транспортную тару заполняют газом с достаточно низким содержанием кислорода для обеспечения первоначального свободного газового пространства над продуктом так, чтобы объем свободного газового пространства был больше объема газа, который поглощается пищевым продуктом, разлагающимся путем окисления, чтобы компенсировать перепад давления, который имеет место во время продолжительной транспортировки или хранения. Результат перепада давления можно видеть на фиг. 7 и 8. На фиг. 7 показана эластичная транспортная тара согласно изобретению, которая была заполнена достаточным количеством диоксида углерода, чтобы обеспечить поглощение диоксида углерода пищевым продуктом на протяжении всего цикла транспортно-погрузочных операции с участием транспортных тар и предотвратить возникновение отрицательного давления, создаваемого в процессе удаления кислорода. На фиг. 8 показаны такие же транспортные тары, что и на фиг. 7, после 17 дней транспортировки при пониженном объеме свободного газового пространства над продуктом. Хотя на фотографии, представленной на фиг. 8, кажется, что правая транспортная тара надута больше (или спущена меньше), чем тара слева, фактически, обе тары спущены одинокого, если рассматривать их со всех сторон. Объем свободного пространства над продуктом, остающийся после транспортировки, должен быть достаточным, чтобы не возникало отрицательное давление, поскольку такое "вакуумирование" может потенциально повредить продукт за счет снижения концентрации диоксида углерода ниже уровней, эффективных для подавления бактериальной порчи, и/или увеличивает остаточные концентрации кислорода и возможность утечки. Согласно определенным вариантам реализации изобретения концентрация диоксида углерода в транспортной таре после транспортировки или хранения составляет по меньшей мере 90%.
Транспортная тара выполнена таким образом, что ее внутренняя среда связана с устройством для удаления кислорода, что позволяет непрерывно удалять молекулярный кислород из внутренней среды тары до тех пор, пока кислород там присутствует. Устройство для удаления кислорода, расположенное в транспортной таре, выполнено с возможностью удаления кислорода из внутренней среды транспортной тары так, чтобы уровень кислорода оставался ниже уровня, который привел бы к снижению свежести или порче материала. Такой пониженный уровень кислорода поддерживают с помощью устройства для удаления кислорода в течение всего периода транспортировки и/или хранения. Уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составляет менее чем 1%, более предпочтительно менее чем 0,1%, наиболее предпочтительно менее чем 0,01%. Эффективность устройств для удаления кислорода можно повысить путем применения вентилятора для циркуляции воздуха внутри транспортной тары, что облегчает, таким образом, контакт между устройством для удаления кислорода и кислородом, содержащимся в среде транспортной тары. При применении топливного элемента вентилятор согласно опреде
ленным вариантам реализации изобретения можно спроектировать таким образом, чтобы он работал от энергии, вырабатываемой при превращении топливным элементом водорода и кислорода в воду.
В случае нарушения целостности транспортной тары, при котором большое количество содержащего кислород воздуха внезапно попадает в среду транспортной тары, устройство для удаления кислорода не сможет удалить весь внесенный кислород. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения транспортная тара также содержит индикатор кислорода, который предупредит о том факте, что уровень кислорода в транспортной таре превысил уровни, описанные как среда с пониженным содержанием кислорода.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения полагают, что многократные продувки газом с низким содержанием кислорода позволят скомпенсировать поглощение газа пищевым продуктом, что, таким образом уменьшит потребность в таком большом первоначальном объеме свободного пространства над продуктом. Однако также полагают, что при перевозке в крупных масштабах (т.е. 2000 фунтов пищевых продуктов, упакованных во множество картонных коробок) свободное пространство может быть необходимым, так как поглощение газа требует слишком много дней, чтобы иметь практическое значение для целей перевозок.
Согласно определенным вариантам реализации изобретения транспортные тары могут вместить очень большое свободное пространство над продуктом (главным образом, чтобы обеспечить поглощение СО2 и защитить от утечек воздуха/замедлить утечку воздуха), так что свободное пространство в сочетании с многократными первоначальными продувками газом не потребуют непрерывного мониторинга кислорода или дополнительной периодической продувке газом в дополнение к первоначальным многократным газовым продувкам. Полагают, что первоначальные продувки газом можно продолжать периодически в течение первых 72 ч после герметизации транспортной тары с пищевым продуктом, разлагающимся путем окисления. В качестве альтернативы, начальные продувки газом могут продолжаться в течение первых 72 ч или менее после герметизации транспортной тары, или, в качестве альтернативы, первые 60 ч, или в качестве альтернативы, первые 48 ч, или в качестве альтернативы, первые 24 ч.
Вертикальная структура транспортных тар, описанная в настоящей заявке, способствует уменьшению до минимума потребности в горизонтальном пространстве при перевозке максимального количества расположенных параллельно паллет. Варианты реализации изобретения, в которых свободное пространство над продуктом увеличивается горизонтально, не могут быть экономически оправданными при перевозках в больших масштабах, а также не отличаются сопротивляемостью утечки, пока давление свободного пространства над продуктом остается положительным. Согласно определенным вариантам реализации изобретения при увеличении объема транспортной тары на увеличение объема в горизонтальном направлении приходится не более чем примерно 20%, тогда как остальное увеличение объема газов происходит в вертикальном направлении, что создает, таким образом, "давление напора" и высоту свободного пространства транспортных тар. Транспортная тара выполнена таким образом, чтобы увеличивать объем в вертикальном направлении, создавая начальное "давление напора". Начальное давление напора транспортной тары может изменяться от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления или более.
Согласно определенным вариантам реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован для продувки внутренней среды транспортной тары через заранее установленные промежутки времени на протяжении всего периода транспортировки и/или хранения. Согласно другим вариантам реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован для продувки внутренней среды транспортной тары, когда уровень кислорода во внутренней среде тары превышает уровень, который наносит вред пищевому продукту. В начале транспортировки и/или хранения кислород может выделяться пищевыми продуктами, разлагающимися путем окисления, внутри транспортной тары или из контейнеров, в которые упакован пищевой продукт.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения транспортная тара также содержит индикатор, который предупредит о том факте, что уровень кислорода в транспортной таре превысил уровни, описанные как среда с пониженным содержанием кислорода. Согласно определенным вариантам реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован для продувки внутренней среды транспортной тары, когда уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составит примерно 2%, более предпочтительно примерно 1,5%, более предпочтительно примерно 1%, более предпочтительно примерно 0,1%, наиболее предпочтительно примерно 0,01%, или когда уровень кислорода превысит примерно 1500 ppm. Согласно конкретному варианту реализации изобретения для мониторинга уровня кислорода, присутствующего в среде транспортной тары, используют кислородный датчик, например датчик для обнаружения следовых количеств кислорода (Teledyne).
При необходимости, транспортная тара содержит контрольно-измерительные устройства для мониторинга уровней кислорода, уровней водорода, работы топливного элемента и температуры. Согласно конкретному варианту реализации изобретения для мониторинга уровня кислорода, присутствующего в среде транспортной тары, используют кислородный датчик, например датчик для обнаружения следовых количеств кислорода (Teledyne). Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара представляет собой контейнер (см. фиг. 9), снабженный устройствами, которые включают топлив
ный элемент, индикатор кислорода, подающий сигнал, когда уровень кислорода в транспортной таре превышает уровни, описанные как среда с пониженным содержанием кислорода, и/или контрольно-измерительные устройства для мониторинга уровней кислорода, уровней водорода, работы топливного элемента и температуры. Контейнер также может содержать индикатор визуального контроля, такой как светодиодный индикатор, который указывает на неисправность оборудования, установленного в контейнере, так что неисправную установку или сам контейнер можно заменить непосредственно перед герметизацией транспортной тары. Такой индикатор способствует быстрому обнаружению любой поломки, вызванной неквалифицированной рабочей силой, и позволяет быстро вернуть контейнеры в эксплуатацию при минимальном тестировании. Контейнер также предупреждает пользователей о приеме сигнала от системы в случае, если превышены предельные уровни кислорода или температуры (времени и температуры), предпочтительно, с помощью беспроводной связи, такой как передача радиочастоты, а также индикатора визуального контроля, такого как красный светодиодный индикатор.
В еще одном аспекте изобретения предложен упаковочный модуль, подходящий для применения для транспортировки и/или хранения материала, разлагающегося путем окисления. Упаковочный модуль включает транспортную тару, выполненную, как описано выше. В упаковочном модуле транспортная тара герметизирована и содержит материал, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления, предназначенный для транспортировки и/или хранения, и установку, непрерывно удаляющую кислород из среды, окружающей материал тары до тех пор, пока кислород там присутствует. Установка расположена внутри герметизированной транспортной тары. Предпочтительно, если средства терморегулирования, такие как кондиционирование воздуха, подогрев и т.д., не встроены в упаковочный модуль, при этом размер модуля такой, что контейнер грузоперевозчика, оборудованный единым средством терморегулирования, может содержать несколько модулей. В таких случаях каждая транспортная тара может содержать различные газовые среды и различные упаковочные материалы.
В другом аспекте изобретения предложена система для транспортировки и/или хранения пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления. Система включает один или более упаковочных модулей, каждый из которых содержит транспортную тару, пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления, и устройство для удаления кислорода. Упаковочный модуль и его компоненты описаны выше.
Система или транспортные тары выполнены таким образом, чтобы их можно было применять для транспортировки и/или хранения продуктов на грузоперевозчике. Грузоперевозчик означает любой контейнер, который можно применять для транспортировки и/или хранения системы, в том числе, но не ограничиваясь ими, морской грузоперевозчик, автомобильный грузоперевозчик (такой как тягач с прицепом), железнодорожный вагон и самолет, способный переводить груз. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара также содержит установку для регулирования и/или регистрации температуры в системе или контейнере. Такие установки коммерчески доступны и могут быть приобретены у таких производителей, как Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathon, Testo и Hobo.
Как указано выше, одну или более транспортных тар или упаковочных модулей можно перевозить в одном грузоперевозчике и, соответственно, каждую тару или модуль можно спроектировать таким образом, чтобы они содержали разные газовые среды, а также разные пищевые продукты. Кроме того, при доставке, открывание грузоперевозчика не приводит к нарушению внутренней атмосферы какой-либо транспортной тары или упаковочного модуля и, соответственно, одну или более транспортных тар или упаковочных модулей можно доставить в одно место, а другие - в другое место (места). Перед погрузкой размер каждой транспортной тары или упаковочного модуля можно спроектировать таким образом, чтобы он соответствовал количеству пищевого продукта, который необходимо доставить каждому покупателю. По существу, транспортные тары или упаковочные модули могут предпочтительно иметь такие размеры, чтобы вмещать от нескольких унций до 50000 фунтов или 1 т пищевого продукта или более. Кроме того, вертикальная архитектура способствует уменьшению до минимума потребности в горизонтальном пространстве при перевозке максимального количества расположенных параллельно паллет. Варианты реализации изобретения, в которых свободное пространство над продуктом увеличивается горизонтально, не могут быть экономически оправданными при перевозках в больших масштабах, а также не отличаются сопротивляемостью утечки, пока давление свободного пространства над продуктом остается положительным. Количество упаковочных модулей на систему зависит как от размера грузопе-ревозчика, применяемого для транспортировки и/или хранения систем, так и размера упаковочных модулей. Конкретные примеры количества упаковочных модулей на систему приведены ниже при описании отдельных вариантов реализации изобретения.
Размер каждого упаковочного модуля может быть достаточно большим так, чтобы можно было упаковать груз из примерно 500 или более фунтов пищевого продукта, поглощающего диоксида углерода и разлагающегося путем окисления, в одну транспортную тару. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения в одну транспортную тару можно упаковать примерно 500 фунтов пищевого продукта, поглощающего диоксида углерода и разлагающегося путем окисления, или, в качестве альтернативы, примерно 1000 фунтов, или, в качестве альтернативы, примерно 2000 фунтов, или, в качестве альтернативы, более чем примерно 2000 фунтов. Такой большой размер позволяет заполнить грузоперевоз
чик до отказа без необходимости штабелирования транспортных тар, что обеспечивает, таким образом, свободное газовое пространство над продуктом. Если упаковочные модули меньше, чем внутренние размеры грузоперевозчика, можно использовать подмости для размещения упаковочных модулей и обеспечения штабелирования.
Согласно другому варианту реализации изобретения система включает одну или более транспортных тар, каждая из которых содержит пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся путем окисления. Согласно этому варианту реализации изобретения транспортные тары связаны с отдельным модулем, содержащим устройство для удаления кислорода, с возможностью разъединения. Отдельный модуль также содержит источник водорода, когда устройство для удаления кислорода представляет собой водородный топливный элемент. Устройство для удаления кислорода функционирует с целью удаления кислорода из всех транспортных тар, с которыми связан отдельный модуль. Согласно этому варианту реализации изобретения физический топливный элемент находится за пределами транспортной тары, но в непосредственной связи с газовой средой тары. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения продукты, образующиеся на аноде и катоде, остаются внутри транспортной тары. Согласно такому варианту реализации изобретения топливный элемент рассматривается как внутреннее устройство относительно транспортной тары, поскольку образованные с его помощью продукты находятся внутри транспортной тары. Согласно другому варианту реализации изобретения вода, получаемая с помощью топливного элемента, выделяется за пределы транспортной тары. Согласно другому варианту реализации изобретения транспортная тара представляет собой жесткую транспортную тару, и отдельный модуль также содержит источник газа для поддержания положительного давления в связанных транспортных тарах. При необходимости, контейнер может содержать контрольно-измерительные устройства для мониторинга уровней кислорода, уровней водорода и температуры внутри транспортных тар, а также индикатор, который показывает, как функционирует топливный элемент. Согласно одному варианту реализации изобретения модуль представляет собой контейнер, размер которого подобен размеру упаковочных модулей. Согласно другому варианту реализации изобретения модуль прикреплен к стенке, крышке или двери грузоперевозчика, применяемого для транспортировки и/или хранения описанных систем.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения система и/или грузоперевозчик также содержит систему охлаждения, чтобы поддерживать температуру упаковочных модулей достаточной для сохранения свежести пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления. Температура, необходимая для сохранения свежести пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления, зависит от природы указанного пищевого продукта. Специалист в данной области техники знает или сможет определить подходящую температуру, необходимую для транспортировки или хранения материала в системе или грузоперевозчике. В общем, при транспортировке и/или хранении пищевых продуктов температура составляет примерно 30°F (по Фаренгейту). В целом, температуру поддерживают в диапазоне от 32 до 38°F, более предпочтительно в диапазоне от 32 до 35°F, наиболее предпочтительно в диапазоне от 32 до 33°F или от 28 до 32°F. Например, подходящая температура для сохранения рыбы во время транспортировки или хранения составляет от 32 до 35°F. Допускается изменение температуры при условии, что температуру поддерживают в пределах диапазона, подходящего для сохранения пищевого продукта. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара также содержит установку для регулирования и/или регистрации температуры в системе или контейнере. Такие установки коммерчески доступны и могут быть приобретены у таких производителей, как Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathon, Testo и Hobo. Согласно одному варианту реализации изобретения система способна поддержать в упаковочном модуле температуру охлаждения, необходимую для сохранения пищевого продукта. В качестве альтернативы, грузоперевозчик, применяемый для транспортировки и/или хранения системы, представляет собой охлаждаемый грузопе-ревозчик, способный поддерживать в упаковочном модуле температуру охлаждения, необходимую для сохранения пищевого продукта.
Предполагается, что может быть желательным ограничить воздействие на пищевой продукт избыточного количества водорода во время транспортировки или хранения. Соответственно, согласно некоторым вариантам реализации изобретения транспортная тара или система выполнена с целью минимизации воздействия водорода, присутствующего в среде транспортной тары, на пищевой продукт. Такую минимизацию можно достигнуть путем удаления избыточного водорода, содержащегося в транспортной таре или системе, с помощью механических способов, химическим способов или их комбинаций. Примеры химических способов удаления водорода включают применение поглотителя водорода, состоящего из полимеров или других соединений, абсорбирующих водород. Соединения, подходящие для применения в качестве водородных абсорберов, известны в данной области техники и являются коммерчески доступными ("Hydrogen Getters "Sandia National Laboratories, New Mexico; REB Research & Consulting, Femdale, MI.). Такие соединения могут находиться в транспортной таре или могут быть непосредственно связаны с катодом топливного элемента.
Количество избыточного водорода можно ограничить путем применения механических средств, в том числе применения запорных клапанов или ограничителей потока, для модулирования или перекры
вания потока водорода в среду транспортной тары. Модуляцию водорода можно регулировать путем применения кислородного датчика, связанного с источником водорода, так что поток водорода уменьшается до минимального уровня или прекращается, когда уровень кислорода падает ниже минимальной заданной точки.
В другом аспекте изобретения предложены способы транспортировки и хранения пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления. В указанных способах используют упаковочные модули и систему, описанные выше. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения способ включает удаление кислорода, содержащегося в упаковочном модуле, после размещения пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления, для создания внутри упаковочного модуля среды с пониженным содержанием кислорода. Наряду с пищевым продуктом, поглощающим диоксид углерода и разлагающимся путем окисления, упаковочный модуль включает устойчивую к давлению герметизируемую транспортную тару с ограниченной кисло-родопроницаемостью и устройство для удаления кислорода. Внутри упаковочного модуля создается среда с пониженным содержанием кислорода, например, при продувке среды внутри тары путем применения вакуума и/или введения источника газа с низким содержанием кислорода для продувки указанной тары. После продувки транспортной тары среда внутри тары представляет собой среду с низким содержанием кислорода. Транспортную тару заполняют газом с низким содержанием кислорода для получения первоначального свободного газового пространства над продуктом так, чтобы первоначальное свободное пространство над продуктом занимало по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в свободном пространстве над продуктом содержал по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода. Затем транспортную тару герметизируют.
В другом аспекте, в изобретении предложены способы транспортировки и/или хранения пищевого продукта, разлагающегося путем окисления. Этот аспект обеспечивает способы, описанные в настоящей заявке, которые позволяют, при необходимости, периодически удалять кислород из атмосферной среды, окружающей пищевой продукт, разлагающийся путем окисления и находящийся на хранении в отдельной транспортной таре внутри транспортировочного контейнера.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретение представляет собой способ удаления кислорода из транспортной тары, содержащей пищевой продукт (пищевые продукты), разлагающийся путем окисления, включающий:
a) транспортную тару, имеющую герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, оба расположенные в свободном пространстве транспортной тары, при этом транспортная тара выполнена из эластичного, способного к уменьшению или увеличению объема материала, не образующего разрывов при уменьшении или увеличении объема;
b) добавление пищевого продукта (пищевых продуктов), разлагающегося путем окисления, в указанную транспортную тару в количестве, которое не блокирует впускной и выпускной каналы;
c) герметизацию транспортной тары;
d) проведение одной или более начальных продувок транспортной тары с помощью источника газа с низким содержанием кислорода путем инжекции достаточного количества газа из такого источника в указанную тару через впускной канал при удалении газа через выпускной канал с обеспечением в транспортной таре атмосферу с низким содержанием кислорода и свободного газового пространства над продуктом с объемом, достаточным для обеспечения поглощения газа пищевым продуктом без увеличения содержания кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве транспортной тары до уровня выше примерно 1500 ppm;
e) герметизацию впускного и выпускного каналов; и
f) необязательную периодическую продувку транспортной тары с помощью источника газа с низким содержанием кислорода, такую, что после продувки в таре остается свободное газовое пространство достаточное, чтобы компенсировать поглощение газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени.
Источник газа с низким содержанием кислорода предпочтительно состоит из СО2 или смеси газов, содержащих СО2 в качестве одного из ее компонентов. Согласно одному конкретному варианту реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой 100% СО2. Согласно другому варианту реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода представляет собой смесь СО2 и азота или другого инертного газа. Примеры инертных газов включают, но не ограничиваются ими, аргон, криптон, гелий, оксид азота, закись азота и ксенон. Состав источника газа с низким содержанием кислорода, подходящий для конкретного пищевого продукта, может варьировать. Например, источник газа с низким содержанием кислорода, применяемый для транспортировки и хранения лосося, предпочтительно представляет собой 100% СО2. Другую рыбу, такую как тилапия, предпочтительно хранить или перевозить, применяя в качестве источника газа с низким содержанием кислорода 60% СО2 и 40% азота. Устройство для удаления кислорода, содержащегося в упаковочном модуле, функционирует во время транспортировки и/или хранения до тех пор, пока там присутствует кислород, с тем чтобы уровень кислорода оставался ниже уровня, который приведет к уменьшению свежести или порче
материала. Такой пониженный уровень кислорода поддерживают с помощью устройства для удаления кислорода в течение всего периода транспортировки и/или хранения. Уровень кислорода в среде с пониженным содержанием кислорода составляет менее чем 1%, более предпочтительно менее чем 0,1%, наиболее предпочтительно менее чем 0,01%.
Через определенный период времени уровни кислорода, содержащегося в транспортной таре, сохраняются пониженными, поскольку газообмен между пищевым продуктом и средой транспортной тары достиг естественного минимума или прекратился. Согласно одному варианту реализации изобретения источник газа с низким содержанием кислорода можно запрограммировать на прекращение работы после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума или прекращения газообмена. Предпочтительно, источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 0,5 до 50 ч, более предпочтительно источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 1 до 25 ч; более предпочтительно источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 2 до 15 ч; даже более предпочтительно источник газа с низким содержанием кислорода запрограммирован на прекращение работы после периода времени от примерно 3 до 10 ч.
В качестве альтернативы, источник газа с низким содержанием кислорода можно запрограммировать на прекращение работы при достижении концентрации кислорода заранее установленного уровня и поддержании ее ниже такого уровня. Согласно одному варианту реализации изобретения уровень кислорода достигает и сохраняется ниже 5 об.%, или, в качестве альтернативы, уровень кислорода достигает и сохраняется ниже 1 об.%, или, в качестве альтернативы, уровень кислорода достигает и сохраняется ниже 0,1 об.%, или, в качестве альтернативы, уровень кислорода достигает и сохраняется ниже примерно 1500 ppm.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения, начальной продувки с помощью источника газа с низким содержанием кислорода достаточно для поддержания среды с низким содержанием кислорода во время транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, разлагающихся путем окисления.
Согласно вариантам реализации изобретения в которых топливный элемент расположен в модуле, представляющем собой внешнее устройство относительно транспортных тар, указанный модуль можно удалить после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума или прекращения газообмена, или при достижении концентрации кислорода заранее установленного уровня и поддержании ее ниже такого уровня в соответствии с параметрами, рассмотренными выше. Любой внешний источник газа, применяемый для поддержания положительного давления внутри транспортной тары, также можно удалить после достижения естественного минимума или прекращения газообмена между пищевым продуктом и средой транспортной тары, поскольку необходимость компенсировать изменение давления внутри транспортной тары минимизирована.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения способ относится к системе для транспортировки и/или хранения материала, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления, описанной выше. Таким образом, согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, способ включает транспортировку или хранение одного или более упаковочных модулей в одном контейнере грузоперевозчика. Согласно этому варианту реализации изобретения отдельные упаковочные модули или транспортные тары можно удалять из системы по отдельности. Эта особенность позволяет осуществлять доставку отдельных упаковочных модулей или транспортных тар с упаковочными модулями, не нарушая целостность упаковочных модулей или транспортных тар, остающихся в системе.
Таким образом, транспортные тары, упаковочные модули и/или систему применяют для транспортировки и/или хранения материала, разлагающегося путем окисления, например, пищевого продукта, поглощающего диоксид углерода и разлагающегося путем окисления, в течение длительного периода времени. Предпочтительно, длительный период времени составляет от 1 до 100 дней; более предпочтительно длительный период времени составляет от 5 до 50 дней, даже более предпочтительно длительный период времени составляет от 10 до 45 дней. Способы, описанные в настоящей заявке, позволяют транспортировать или хранить материал, разлагающийся путем окисления, в течение продолжительного периода времени, которое невозможно при применении стандартной технологии УМА или других стандартных способов хранения пищевых продуктов. Продолжительный период будет изменяться в зависимости от природы материала, разлагающегося путем окисления. Полагают, что при применении способов, описанных в настоящей заявке, свежего лосося можно хранить или транспортировать в сохраненном виде в течение продолжительного периода, составляющего по меньшей мере 30 дней. В сравнении, в отсутствие среды с пониженным содержанием кислорода свежего лосося можно хранить или транспортировать в неиспорченном виде только в течение периода от 10 до 20 дней (см. примеры).
Описание конкретных вариантов реализации изобретения
В следующем описании приведен конкретный вариант реализации, который можно применять в настоящем изобретении. Однако этот конкретный вариант реализации представляет собой только одну из возможных конфигураций и способов применения настоящего изобретения и не должен рассматриваться
каким-либо образом как ограничение изобретения.
Изобретение особенно подходит для транспортировки и хранения рыбы, такой как лосось. В частности, изобретение позволяет с помощью грузоперевозчика перевозить искусственно выращенного чилийского лосося к местам назначения в США. Продолжительность такой транспортировки (приблизительно 30 дней) требует применения настоящего изобретения для сохранения свежести лосося. Традиционно чилийского лосося обычно перевозят посредством воздушных грузоперевозок для доставки лосося в места назначения в США до того, как он испортится.
Лосось предварительно упаковывают в коробки. Каждая коробка содержит примерно 38,5 фунтов лосося. Шестьдесят четыре таких коробок помещают в одну транспортную тару. Размеры транспортной тары приблизительно составляют 50"х42"х130", 42"х50"х130"или 48"х46"х100"при этом тара изготовлена из смешанног о материала полиэфир/нейлон. Размеры такой транспортной тары превышают стандартные на примерно 35 или 50%, что обеспечивает достаточный объем свободного газового пространства над продуктом и позволяет поглощать СО2 (и кислород). Один конец транспортной тары предварительно загерметизирован, а другой конец может быть загерметизирован. Транспортную тару помещают на паллет предварительно загерметизированным концом вниз. Паллет предпочтительно покрывают защитным листом, чтобы защитить транспортную тару и обеспечить ее устойчивость. В транспортной таре укладывают штабелями пятьдесят четыре коробки лосося. Схематично транспортная тара показана на фиг. 1.
Другой контейнер, в идеале с таким же размером, что и коробка с лососем, помещают в транспортную тару. Такой контейнер содержит один или несколько водородных топливных элементов и источник водорода. Источник водорода представляет собой эластичный баллон, содержащий чистый водород. Эластичный баллон выполнен таким образом, чтобы быть в непосредственной связи с анодами топливных элементов, что позволяет указанным водородным топливным элементам превращать кислород, присутствующий в транспортной таре, в воду в течение всего периода транспортировки и/или хранения.
Контейнер также содержит вентилятор для циркуляции воздуха внутри транспортной тары, облегчая, таким образом, контакт между устройством для удаления кислорода и кислородом, содержащимся в среде транспортной тары. Источником питания для вентилятора служит энергия, вырабатываемая при превращении топливными элементами кислорода в воду, или отдельная батарея.
Кроме того, контейнер содержит регистратор температуры, так что можно регистрировать изменения температуры в течение всего периода транспортировки и/или хранения. Подобным образом, контейнер содержит регистратор уровня кислорода, так что можно регистрировать уровни кислорода в течение всего периода транспортировки и/или хранения. Контейнер также содержит индикатор, который подает предупреждающие сигналы, когда уровни кислорода внутри транспортной тары превышают заданный максимальный уровень или температура достигает заданного максимального значения. Согласно такому конкретному варианту реализации изобретения индикатор сделает предупреждение, если уровень кислорода превысил 0,1% и если температура превышает 38°F. Контейнер может также содержать контрольно-измерительные устройства для мониторинга уровней водорода и работы топливного элемента. При необходимости, контейнер также включает индикатор визуального контроля, такой как светодиодный индикатор, который указывает на неисправность оборудования, установленного в контейнере, и предупреждает пользователей о приеме сигнала от системы с случае, если превышены предельные уровни кислорода или температуры, предпочтительно, с помощью беспроводной связи, такой как передача радиочастоты, а также индикатора визуального контроля, такого как светодиодный индикатор.
Затем коробки с лососем и контейнер объединяют в единый штабель (скрепленный по углам и стянутый ремнями) и натягивают транспортную тару со всех четырех сторон собранного штабеля через открытый конец тары, собранной в аппарат для термосварки. Осуществляют продувку газом, содержащим до 100% диоксида углерода до тех пор, пока остаточное содержание кислорода не составит менее чем примерно 5 об.% и предпочтительно менее чем примерно 1 об.%. Транспортную тару переполняют диоксидом углерода, так что первоначальное свободное пространство над продуктом занимает примерно 50 или 30 об.% транспортной тары. После такого модифицирования среды в транспортной таре начинают процесс термосклеивания и герметизируют транспортную тару, получая упаковочный модуль. Топливный элемент функционирует в течение всего времени транспортировки и хранения и удаляет кислород, попадающий в упаковочный модуль за счет диффузии через материал транспортной тары или через уплотняющий материал транспортной тары. Внутри упаковочного модуля небольшие количества кислорода также могут выделяться рыбой или упаковочными материалами. Тип используемого топливного элемента представляет собой топливный элемент ПОМ, который не требует внешнего источника энергии для превращения кислорода и водорода в воду. См. фиг. 3.
Упаковочный модуль загружают в охлаждаемый грузоперевозчик вместе с дополнительными упаковочными модулями, скомпонованными как описано выше. См. фиг. 2. Такую систему упаковочных модулей загружают в морской охлаждаемый грузоперевозчик. Указанный грузоперевозчик перевозит лосось из Чили в США. После прибытия в первое место назначения в США из грузоперевозчика выгружают некоторое количество упаковочных модулей. Поскольку каждая из транспортных тар содержит топливные элементы для удаления кислорода, упаковочные модули, оставшиеся на грузоперевозчике, можно транспортировать к другим местам назначения, на указанном морском грузоперевозчике или на дополнительных на- 18 -
земных или воздушных грузоперевозчиках, в условиях пониженного содержания кислорода. Пример 1.
Были изготовлены два настольных жестких контейнера, один с топливным элементом, а другой -без. Два девятилитровых пластмассовых контейнера для хранения пищевых продуктов с герметизируемыми крышками были модифицированы таким образом, чтобы газы можно было удалять и непрерывно вводить (при очень низком давлении) в каждый контейнер. Коммерчески доступный топливный элемент (расширенный комплект демонтируемых топливных элементов hydro-Genius(tm), который можно приобрести через компанию Fuel Cell Store) устанавливали в крышке одного девятилитрового жесткого контейнера таким образом, чтобы водород можно было вводить из источника, расположенного вне жесткого контейнера, непосредственно в (неподвижно закреплённую) боковую анодную поверхность топливного элемента. Боковую катодную поверхность топливного элемента оборудовали пластиной для конвекционного потока, что позволяло газам в контейнере иметь свободный доступ к катоду топливного элемента. В компании Fuel Cell Store был приобретен борогидрид натрия в качестве химического источника газообразного водорода (при смешивании с водой). Из двух пластмассовых бутылей был изготовлен реактор на основе борогидрида натрия (NaBFU) таким образом, чтобы можно было применять гидростатическое давление для постоянного выталкивания водорода в топливный элемент и регулирования получения и потребления избыточного количества водорода. Это позволило автоматически получать водород и вводить его в топливный элемент в течение длительных периодов времени (дней).
Цилиндры с диоксидом углерода (газ), регуляторы, клапаны и трубы были приобретены вместе с большим домашним холодильником. Холодильник был оборудован трубопроводом, что позволяло непрерывно вводить диоксид углерода из внешнего источника в жесткие контейнеры, а водород в топливный элемент.
Настольную систему испытывали, понижая за счет продувки с помощью CO2 начальный уровень кислорода до порядка 1%, закрывая выпускные клапаны, оставляя впускные клапаны открытыми, поддерживая оба контейнера при очень низком постоянном давлении CO2. Концентрации кислорода и CO2 измеряли в зависимости от времени, используя анализатор CO2/кислорода (Dansensor), при этом топливный элемент потреблял оставшийся кислород из одного контейнер. Было установлено, что контейнер с топливным элементом способен поддерживать уровни кислорода ниже 0,1%, тогда как контейнер без топливного элемента не мог удержать уровни кислорода ниже 0,3%.
В 1-й день покупали свежее филе чилийского атлантического лосося непосредственно в местном (Санд Сити, Калифорния) магазине розничной торговли. Лосось был взят из пенопластового контейнера с этикеткой, указывающей, что (филейные части без жира) были упакованы в Чили шесть дней ранее. Персонал розничного магазина поместил шесть 6 кусков филе (по 2 куска) в лотки на витрине магазина, обернул растягивающейся пленкой, взвесил и пометил каждый из трех лотков.
Эти три пакета были перевезены на льду в лабораторию, где каждый лоток разрезали пополам, так что половину каждого пакета можно было непосредственно сравнивать с другой половиной, подвергаемой отличному способу обработки. Половинки пакетов распределяли на три экспериментальные группы; 1) контрольная группа, хранение в воздушной среде, 2) 100% CO2, без устройства для удаления кислорода, оборудованного топливным элементом, 3) 100% CO2 с устройством для удаления кислорода, оборудованным топливным элементом. Все три экспериментальные группы хранили на протяжении эксперимента в одном холодильнике при 36°F. Уровни кислорода и CO2 контролировали ежедневно и проводили сенсорную оценку, как описано ниже. После начального удаления кислорода, концентрации кислорода оставались на уровне, необнаруживаемом инструментальными методами. Результаты показаны в табл. 2.
Таблица 2
День
Топливный элемент -
Без топливного элемента -
уровень 02
уровень 02
0,0
0,0
0,0
0,5
0,0
0,7
0,0
0,7
0,0
0,8
0,0
0,8
0,0
0,8
0,0
0,8
0.0
0,7
0,0
0,7
0,0
0,7
0,0
0,6
0,0
0,5
0.0
0,4
0,0
0,3
Уровни кислорода на протяжении эксперимента графически показаны на фиг. 4. Сенсорная оценка.
Через семь дней после размещения трех экспериментальных групп в холодильнике рыба из контрольной группы, хранящейся в обычной воздушной среде, согласно оценкам по запаху, была испорчена
в небольшой степени и неприемлемо испорчена на 8-й день хранения при 36°F. Такая оценка позволила установить для филе из контрольной группы, хранящейся на воздухе, общий срок годности при хранении приблизительно 13 дней от производства и 7 дней при 36°F (после первых 6 дней при неизвестных температурах).
Через 22 дня куски филе из экспериментальных групп, хранящихся в среде с высоким содержанием CO2 (плюс 6 дней перед началом испытания) при применении топливного элемента и без применения топливного элемента, удалили из контейнеров и оценивали с помощью 4 дегустаторов. Использовали следующую оценочную шкалу: 5 - наисвежайший, 4 - свежий, 3 - слегка не свежий, 2 - несвежий, 1 - не-примлемый. Необработанные результаты сенсорного исследования показаны в табл. 3.
После дополнительных 6 дней хранения на воздухе при 36°F оставшиеся образцы фотографировали сырыми и образцы "без применения топливного элемента" были признаны несъедобными, главным образом, из-за отвратительного постороннего запаха (без бактериальной порчи) и крайне желтоватого цвета мякоти. Образцы "при применении топливного элемента" оценивались в сыром виде как свежие (4) по запаху и цвету. Затем указанные образцы были приготовлены и оценивались 4 дегустаторами по вкусу и текстуре и были признаны свежими (4) согласно обоим свойствам. Результаты визуального сравнения образцов лосося представлены на фиг. 5.
Таким образом, образцы "при применении топливного элемента" все еще оценивались как свежие после в общей сложности 34 дневного периода хранения, тогда как образцы "без применения топливного элемента" были неприемлемыми.
Пример 2.
На фиг. 7 показаны эластичные транспортные тары (описанные выше в настоящей заявке) вскоре после продувки диоксидом углерода, первоначальное свободное пространство которых составляет примерно 30 об.%. Каждая из транспортных тар имеет размер приблизительно 42"х130"содержит приблизительно от 2000 до 2200 фунтов рыбы, находящейся в 54 отдельных картонных коробках. Можно также использовать транспортные тары с другими размерами, например транспортные тары с размером 50"х42"х130" или 48"х46"х100". Вначале транспортные тары продували азотом (через клапаны и систему трубопроводов). Примерно через 8 ч или более транспортные тары продували диоксидом углерода для достижения очень низкого уровня кислорода перед включением топливного элемента. Полагают, что продувку азотом можно заменить, используя продувку только одним CO2 и топливный элемент. Были вырезаны отверстия (впускное и выпускное) (или можно применять систему трубопроводов) для первоначальной продувки транспортной тары CO2 и достижения уровня CO2 большего чем 90%. Кроме того, продувку азотом можно применять для снижения уровня кислорода до примерно 1%, после чего клапаны закрывают и выжидают в течение по меньшей мере 9 ч, позволяя уловленному кислороду выделяться из упаковки и продукта. В этот момент (через 9 ч) уровень кислорода, в общем, вырос до 1,5-2% и транспортные тары заполняют CO2 до по меньшей мере 90% (при содержании кислорода менее чем 1500 ppm) и закрывают клапаны в течение погрузки. Тот факт, что мы имеем дело с 2000 фунтовым пакетом (вместо 40 фунтового пакета) в сочетании с тем фактом, что этот процесс проводят "автономно", тогда как большинство процессов УМА выполняют "поточно", делает многократные продувки газом на протяжении более длительного периода времени экономически целесообразными.
На фиг. 8 показаны эти же эластичные транспортные тары через 17 дней после транспортировки и хранения. Внутри указанных транспортных тар первоначально нагнетали большой объем CO2, чтобы обеспечить поглощение CO2 рыбой на протяжении всего периода транспортировки, погрузочно-разгрузочных операций и хранения транспортных тар. Кроме того, первоначальное свободное газовое пространство над продуктом предотвращало возникновение отрицательного давления, вызванное удалением кислорода. Важно отметить, что указанные транспортные тары не имели протечек и что степень выпуска газа, показанная на фиг. 8 (по сравнению с фиг. 7), обусловлена, главным образом, поглощением CO2 в течение 17 дней транспортировки. Уровни CO2 оставались выше 90% на протяжении всей транспортировки и хранения. Затем рыбу оценивали с точки зрения свежести. На фиг. 9 показана транспортная тара, содержащая примерно 1 т рыбы, водородный эластичный баллон и контейнер, в котором расположены топливный элемент, индикатор кислорода, указывающий, превышает ли содержание кислорода в
транспортной таре уровни, описанные как среда с пониженным содержанием кислорода, и контрольно-измерительные устройства для мониторинга уровней кислорода, уровней водорода, работы топливного элемента и температуры. Контейнер также содержит светодиодный индикатор, который указывает на неисправность любого установленного в нем оборудования, и беспроводную систему сигнализации, предупреждающую потребителей о приеме сигнала от системы в случае, если превышены предельные уровни кислорода или температуры (времени и температуры).
Таким образом, каждая транспортная тара включала первоначальное свободное пространство над продуктом, содержащее диоксид углерода, составляющее примерно 30 об.%. Уровень CO2 в газе в транспортных тарах оставался в диапазоне от 90 до 100% на протяжении всей транспортировки и погру-зочно-разгрузочных операций, что привело к подавлению бактериальной порчи.
Пример 3.
Обратимся к фиг. 10, на которой транспортная тара 1 содержит эластичный непроницаемый для кислорода барьерный слой 3, впускной канал 5 и выпускной канал 7, при этом впускной канал 5 связан с источником 9 газа с низким содержанием кислорода. Транспортная тара 1 содержит пищевой продукт (например, рыбу) 11 и свободное пространство 13 над продуктом. Свободное пространство 13 обеспечивает значительное превышение размера транспортной тары относительно содержащегося в ней пищевого продукта 11. Согласно одному варианту реализации изобретения вследствие такого превышения свободное пространство над продуктом занимает до 40 об.% от объема транспортной тары.
Уникальная структура, описанная в настоящей заявке, включает значительное увеличение размеров транспортной тары 1 и свободного пространства 13 (см. фиг. 12), впускное (входное) и вентиляционное (выходное) отверстия и продувку газом (в отличие от вакуума, с последующей инжекцией газа). Итак, транспортную тару загружают, помещая пищевые продукты, разлагающиеся путем окисления, внутрь тары, при этом указанную тару устанавливают на паллете, размещая ее заводской загерметизированный конец (закрытый конец) на дно (в отличие от имеющих заводскую герметизацию представляет собой верхнюю часть, поскольку транспортную тару помещают поверх пищевых продуктов). Затем, после штабелирования или размещения пищевых продуктов "внутри" транспортной тары, установленной на паллет, тару подвергают термосвариванию по периметру ее верхней части (выше пищевых продуктов). Впускное (входное) и вентиляционное (выходное) отверстия в транспортной таре применяют для облегчения ее продувки с целью понижения содержания кислорода. Приток газа расположен в нижней части паллета, а выпуск - в верхней части, на противоположной стороне (чтобы стимулировать продувку сверху донизу). Для притока и/или выпуска газа можно применять клапаны или отверстия (заклеенные сверху липкой лентой). При использовании CO2, который гораздо тяжелее воздуха, можно медленно закачивать CO2 в нижнюю часть транспортной тары, так что тара наполняется подобно плавательному бассейну, при этом CO2 выталкивает воздух вверх и из вентиляционного отверстия. Последняя стадия после продувки состоит в том, чтобы заполнить газом свободное пространство транспортной тары для увеличения до максимума давления напора и объема свободного пространства тары перед закрытием вентиляционного отверстия (выпускного канала) и прекращением подачи (притока) газа (газов) с низким содержанием кислорода. После того как уровень CO2 достигнет 90+%, поток газа останавливают и оставляют транспортную тару на от нескольких часов до дня или более, что позволяет уловленному кислороду диффундировать из упаковки и скоропортящегося продукта, так что последующая продувка/заполнение удалит большую часть такого остаточного кислорода. Основное свободное пространство с завышенным объемом остается необходимым для предотвращения утечки воздуха в транспортную тару (в случае, если утечка имеет место) из-за большой продолжительности полного поглощения CO2 и появления дополнительной емкости (и небольшого положительного давления), образуемой избыточным свободным пространством.
Как показано на фиг. 12, в транспортной таре 1 также используют "давление напора", которое создается в эластичной таре увеличенной до предела высотой свободного пространства 13. Полагают, что высота CO2, заключенного в вертикальную транспортную тару, создает положительное давление, подобно надутому воздушному шару. Хотя показанная на фиг. 12 транспортная тара не находится под давлением в буквальном смысле благодаря растяжению, такое возможно при изготовлении транспортной тары из подходящего материала. В одном примере транспортную тару накачивают газом до давления примерно 2,2 дюйма водяного столба выше атмосферного давления или более и фиксируют время падения давления до примерно 1,8 дюймов водяного столба для обнаружения утечек. После того как транспортная тара проходит испытание на герметичность (6 мин или более), ее продувают газом и полагают, что конечная газовая продувка создает давление примерно 0,5 или менее дюймов водяного столба. В этот момент транспортная тара "надута как воздушный шарик". Пластмассовая тара выполнена с возможностью увеличения объема в вертикальном направлении, причем соответствующие способы и материалы известны в данной области техники. Величины начального давления напора в транспортной таре могут изменяться от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления или более. Кроме того, вертикальная архитектура способствует уменьшению до минимума потребности в горизонтальном пространстве при перевозке максимального количества расположенных параллельно паллет. При увеличении объема транспортной тары на увеличение объема в горизонтальном направле
нии приходится не более чем примерно 20%, тогда как остальное увеличение объема газов происходит в вертикальном направлении, что создает, таким образом, "давление напора" и высоту свободного пространства.
Согласно определенным вариантам реализации изобретения транспортные тары могут вместить очень большое свободное пространство над продуктом (главным образом, чтобы обеспечить поглощение CO2 и защиту против утечки воздуха/замедление утечки воздуха), так что свободное пространство над продуктом в комбинации с многократными начальными продувками газом не потребуют непрерывного мониторинга кислорода или дополнительной периодической продувки газом в дополнение к первоначальным многократным газовым продувкам. Предполагается, что первоначальные продувки газом можно периодически продолжать в течение первых 72 ч после герметизации транспортной тары с пищевым продуктом, разлагающимся путем окисления. В качестве альтернативы, первоначальные продувки газом можно продолжать в течение первых 72 ч или менее после герметизации транспортной тары, или, в качестве альтернативы, в течение первыех 60 ч, или, в качестве альтернативы, первых 48 ч, или, в качестве альтернативы, первых 24 ч.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая:
a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопро-ницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема;
b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении;
c) топливный элемент, способный превращать водород и кислород в воду;
d) источник водорода; и
e) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода,
при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.
2. Система для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая контейнер, в котором размещены одна или более упакованных единиц по п.1.
3. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.1, согласно которому:
a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.1, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары упакованной единицы по п.1;
b) продувают транспортную тару упакованной единицы по п.1 инертным газом, так что первоначальное свободное газовое пространство, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода;
c) герметизируют транспортную тару;
d) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения, так что кислород превращается в воду под действием водорода, присутствующего в транспортной таре, чтобы поддерживать внутри тары среду с пониженным содержанием кислорода; и
e) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.
4. Способ транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, путем транспортировки и хранения упакованной единицы по п.1, согласно которому:
a) получают устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару упакованной единицы по п.1, при этом топливный элемент и источник водорода упакованной единицы по п.1 размещены таким образом, что анод топливного элемента находится в непосредственной связи со средой транспортной тары;
b) обеспечивают функционирование топливного элемента во время транспортировки или хранения таким образом, что кислород в транспортной таре превращается в воду с помощью топливного элемента; и
c) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.1.
5. Упакованная единица для транспортировки и/или хранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, содержащая:
a) устойчивую к давлению герметизированную транспортную тару с ограниченной кислородопро-ницаемостью и свободным газовым пространством, заполненным газом с низким содержанием кислорода, в верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная транспортная тара включает герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, и содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема;
b) пищевой продукт, поглощающий диоксид углерода и разлагающийся при окислении; и
c) при этом первоначальное свободное газовое пространство над продуктом, полученное в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, занимает по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, а газ в первоначальном газовом пространстве содержит по меньшей мере 99 об.% газов, отличных от кислорода,
при этом увеличение объема транспортной тары в горизонтальном направлении за счёт свободного газового пространства составляет не более чем примерно 20% первоначального свободного газового пространства транспортной тары, тогда как остальное увеличение объема транспортной тары за счёт свободного газового пространства происходит в вертикальном направлении.
6. Способ подготовки упакованной единицы по п.5 к транспортировке и хранению, согласно которому:
a) получают транспортную тару, включающую герметизируемый газовпускной канал и герметизируемый газовыпускной канал, расположенные в упомянутой верхней части транспортной тары над продуктом, при этом указанная тара содержит эластичный, способный к уменьшению или увеличению объема материал, не образующий разрывов при уменьшении или увеличении объема;
b) добавляют пищевой(ые) продукт(ы), разлагающий(ие)ся при окислении, в указанную транспортную тару;
c) герметизируют транспортную тару;
d) проводят одну или более начальных продувок транспортной тары газом с низким содержанием кислорода путем инжекции достаточного количества такого газа в транспортную тару через газовпускной канал при удалении газа через газовыпускной канал с обеспечением в указанной таре среды с пониженным содержанием кислорода и первоначального свободного газового пространства в верхней части транспортной тары над продуктом, занимающего по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, полученного в результате заполнения транспортной тары газом с низким содержанием кислорода, с объемом, достаточным для поглощения газа пищевым продуктом без увеличения содержания кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве транспортной тары до уровня, превышающего примерно 1500 ppm;
e) герметизируют газовпускные и газовыпускные каналы; и
f) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени.
7. Способ сохранения пищевых продуктов, поглощающих диоксид углерода и разлагающихся при окислении, при транспортировке и/или хранении упакованной единицы по п.5, согласно которому:
a) удаляют кислород, находящийся в транспортной таре упакованной единицы по п.5, для создания среды с пониженным содержанием кислорода внутри транспортной тары;
b) герметизируют транспортную тару;
c) при необходимости периодически продувают транспортную тару газом с низким содержанием кислорода, так что после продувки в таре остается свободное газовое пространство, занимающее по меньшей мере 30 об.% транспортной тары, заполненное газом с низким содержанием кислорода, достаточное для компенсации поглощения газа пищевым продуктом, таким образом, что концентрация кислорода в оставшемся свободном газовом пространстве над продуктом не превышает 1500 ppm в любой заданный момент времени; и
d) транспортируют и/или хранят упакованную единицу по п.5.
8. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.
9. Упакованная единица по пп.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.
10. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что газ в первона-
чальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО2 и 40% азота или по мень-
шей мере примерно 90% диоксида углерода.
11. Упакованная единица по п. 1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.
12. Упакованная единица по п.1 или 5 или система по п.2, отличающиеся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.
13. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен внутри транспортной тары.
14. Упакованная единица по п.1 или система по п.2, отличающиеся тем, что топливный элемент расположен вне транспортной тары.
15. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что дополнительно поддерживают в транспортной таре температуру, достаточную для сохранения свежести пищевого продукта в процессе транспортировки или хранения.
16. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит менее чем 1% кислорода или менее чем 0,1% кислорода.
17. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что среда с пониженным содержанием кислорода содержит диоксид углерода и/или азот.
18. Способ по любому из пп.3, 4, отличающийся тем, что топливный элемент запрограммирован на прекращение работы после начального периода времени, достаточного для достижения естественного минимума, или прекращения газообмена, или когда уровень кислорода достигает или поддерживается ниже заранее установленного уровня.
19. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что начальное "давление напора" транспортной тары составляет от примерно 0,1 до примерно 1,0 дюймов водяного столба выше атмосферного давления.
20. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет до 69 об.% от транспортной тары.
21. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что первоначальное свободное газовое пространство над продуктом составляет от примерно 30 до примерно 35 об.%, или от 40 до 69 об.%, или по меньшей мере 50 об.% транспортной тары.
22. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что газ в первоначальном свободном газовом пространстве над продуктом содержит 60% СО2 и 40% азота или по меньшей мере примерно 90% диоксида углерода.
23. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что пищевой продукт представляет собой рыбу.
24. Способ по любому из пп.3, 4, 6, 7, отличающийся тем, что транспортировка или хранение происходит на протяжении периода времени от 5 до 50 дней.
25. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают внутри транспортной тары.
26. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что топливный элемент располагают вне транспортной
тары.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 1 -
- 1 -
025771
025771
- 4 -
- 3 -
025771
025771
- 17 -
025771
025771
- 20 -
- 20 -
025771
025771
- 25 -
- 25 -
025771
025771
- 27 -
- 27 -
025771
025771
- 28 -
- 28 -