JP2017198410A - 冷蔵又は冷凍コンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】酸素濃度だけでなくエチレン濃度もコントロールし、さらにコンテナ内の酸素濃度を上昇させない方法で内容物の乾燥を防ぐことができる、海上輸送等に用いるための冷蔵又は冷凍コンテナを提供することである。【解決手段】冷蔵又は冷凍コンテナ（10）であって、温度制御装置（3）と、酸素濃度センサー（41A）、エチレン濃度センサー（41B）、ガス制御装置（42）及び、窒素ガス補充手段（43）を有し、所定の酸素濃度及びエチレン濃度を維持するためのガス管理システム（4）と、湿度センサー（51）及び、窒素水による加湿手段（52,53,54）を有する湿度管理システム（5）を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、冷蔵又は冷凍コンテナに関する。特に、農産物や生鮮品の鮮度を落とさずに海上輸送等するための冷蔵又は冷凍コンテナに関する。

農産物は鮮度が重視されるため、海外への輸送では空輸がよく使われている。しかし、農産物は比較的単価が安いにもかかわらず空輸では輸送コストが大きくなり、輸送先での小売価格を跳ね上げることとなる。農産物の鮮度を保ったまま海上輸送等することができれば、空輸に比べ輸送コストがはるかに小さくなる。

農産物を長期保存する際に、劣化の原因として、温度、呼吸量、二酸化炭素濃度、エチレン濃度、湿度などが挙げられる。温度が上昇すると呼吸量が上がり、農産物の成熟、劣化、腐敗の原因となる。また、呼吸量が増加すると、エチレンの放出量が増加する。エチレンは植物ホルモンの一種であり、植物の種類によっては成長や成熟のために必要であるが、老化を促進するホルモンとしても知られている。また、植物体内の水分量の低下や周囲の湿度が低下すると、農産物の乾燥がおこり、みずみずしさが失われる。一方、湿度が高すぎたり水浸しの状態だったりすると水腐れの原因にもなる。

農産物の呼吸量を低下させることにより、農産物が放出する二酸化炭素量やエチレン量を低下させ、劣化を防ぐことができる。植物の呼吸は、周囲の温度を低下させたり、酸素濃度を低下させたりすることにより抑制することができる。そのため、農産物の輸送には従来から冷蔵機能を備えたコンテナ等が使用されていた。

また、空気中の酸素及び二酸化炭素の濃度をコントロールし、貯蔵する農産物の呼吸量を抑えるＣＡ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）貯蔵という貯蔵法がある。
特許文献１で提案されている容器内の雰囲気ガス組成を制御する装置及び方法は、海上輸送用のコンテナをＣＡ化する技術である。

特許文献２で提案されているコンテナ用冷凍装置は、窒素濃縮空気のガス供給装置を備えてコンテナの庫内空気の酸素濃度を調節するコンテナ用冷凍装置である。コンテナ内に圧縮窒素を供給することによりコンテナ内の酸素を追い出して目標の酸素濃度まで低下させ、農産物の呼吸量を低下させることができる。また、製造コストを増大させることなくガス供給装置の不具合を検出可能にしている。

一方、異なる技術分野ではあるが、特許文献３の漬け汁、漬け汁製造装置及び加工漬け方法では、生鮮食品の酸化、腐敗を防ぐために、通常の水に含まれる酸素を窒素に置換した窒素水又は窒素水を凍結させた窒素氷を用いた保存方法が提示されている。

また、海上輸送用ではなく野菜の収納庫ではあるが、特許文献４では、ミスト噴霧装置を備えた収納庫が提案されている。ミストは、野菜や果実等の農産物に付着した有害物質の除去及び、収納庫の湿度の管理のために用いられている。

特開第２０１４−５２２２３４号公報 特開第２０１５−２００４８９号公報 特許第４９６９８９７号公報 特開第２０１０−６０２７６号公報

特許文献１に記載の発明では、酸素又は二酸化炭素が選択的に通過できる選択膜を通してガスの交換を行うため、酸素と二酸化炭素は目標の濃度にコントロールすることができる。しかし、農産物の劣化の原因のひとつであるエチレンについては考慮されていないという問題があった。

特許文献２に記載の発明では、エチレンについては考慮されていないものの、酸素と共にエチレンもある程度は追い出されているものと推察される。しかし、エチレンは植物ホルモンの一種であることからも、極めて低濃度で植物に影響を与えると考えられるため、十分に追い出されているかという懸念が残る。

また、特許文献１、特許文献２の発明はいずれもコンテナ内の湿度のコントロールや農産物の乾燥について考慮されておらず、乾燥により農産物が劣化するおそれがあった。また、特許文献４のように、通常の水を用いてミストを噴霧すると、水に溶けている酸素が気体として空気中に放出され、コンテナ内の酸素濃度を上げてしまうおそれがある。

本発明の目的は、酸素濃度だけでなくエチレン濃度もコントロールし、さらにコンテナ内の酸素濃度を上昇させない方法で内容物の乾燥を防ぐことができる、海上輸送等に用いるための冷蔵又は冷凍コンテナを提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。

本発明の態様は、冷蔵又は冷凍コンテナ（10）であって、温度制御装置（3）と、酸素濃度センサー（41A）、エチレン濃度センサー（41B）、ガス制御装置（42）及び、窒素ガス補充手段（43）を有し、所定の酸素濃度及びエチレン濃度を維持するためのガス管理システム（4）と、湿度センサー（51）及び、窒素水による加湿手段（52,53,54）を有する湿度管理システム（5）を備え、前記ガス管理システム（4）は、コンテナ（10）内に窒素ガスを注入し、酸素及びエチレンと窒素ガスを置換することにより酸素濃度及びエチレン濃度をコントロールし、前記湿度管理システム（5）は、窒素水により収納物（7）の乾燥を防ぐことを特徴とする。

上記の態様において、生鮮品の海上輸送に用いることを特徴とする。

上記の態様において、前記加湿手段（52,53,54）は、窒素水から生成した水蒸気又は超音波による窒素水ミストを発生させる加湿装置（54A）を有することを特徴とする。

上記の態様において、前記加湿手段（52,53,54）は、窒素水噴霧装置（54B）を有することを特徴とする。

上記の態様において、コンテナに収納する収納物の最適な温度、ガス濃度、湿度を記憶し、内容物を特定することで温度、ガス濃度、湿度を最適に設定する指令を前記温度制御装置（3）、前記ガス管理システム（4）、前記湿度管理システム（5）に送る指令部（8）を有することを特徴とする。

本発明の冷蔵又は冷凍コンテナによれば、コンテナ内の酸素濃度及びエチレン濃度を任意にコントロールすることができる。内容物が農産物であれば、酸素濃度を低下させることで農産物の呼吸を抑制し、品質を保つことができる。また、劣化の原因となるエチレン濃度を低下させることができる。内容物が肉類や魚類等の場合は、酸素濃度を低下させることで酸化を防ぐことができる。

また、コンテナ内を任意の湿度に保ったり、農産物を直接保湿したりすることで乾燥による農産物の劣化を防ぎ、みずみずしい状態を保つことができる。さらに、加湿の際に酸素の発生を抑制することができる。

図１は、本発明の冷蔵又は冷凍コンテナの構成例を示す概略側面図である。 図２は、図１に示すガス管理システムの構成例の機能を示すブロック図である。 図３（ａ）は、図１に示す湿度管理システムの構成例の機能を示すブロック図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す窒素水製造装置の構成例の機能を示すブロック図である。 図４は、本発明の冷蔵又は冷凍コンテナの別の構成例の機能を示すブロック図である。

上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。

本発明に係るコンテナは、輸送に長期間を要する海上輸送に好適であるが、海上輸送に限らず陸上輸送、空輸に用いることも可能である。また、輸送に限らず貯蔵用として用いることも可能である。
図１は、本発明の冷蔵又は冷凍コンテナの構成例を示す概略側面図である。コンテナの側壁は一部省略している。
本発明の冷蔵又は冷凍コンテナ１０は、箱体であるコンテナ本体１、温度制御装置３、ガス管理システム４及び、湿度管理システム５を備える。

コンテナ本体１は、略直方体形状であり、内部に収納物を収納するための収納空間２を有する。図示しなかったが、側壁部には、収納物を出し入れするために少なくとも１つ以上のドア部を有する。コンテナ本体１は、海上輸送等に一般的に用いられる冷蔵又は冷凍用のコンテナであるが、冷蔵・冷凍のメカニズムや冷媒の種類は特に限定せず、一般的に知られている技術を採用することができる。

温度制御装置３は、コンテナ１０内の温度を、あらかじめ設定した温度に制御する。例えば、コンテナ１０内の温度が設定温度より高くなっていることを検知すると冷却装置が働き、設定温度まで下げ、設定温度よりも下回ると冷却装置が停止する。設定温度は、収納物の種類や状態により決定する。例えば、果実や野菜の一部等常温で保存するもの、一部の農産物や加工食品等４℃付近で保存するもの、生の状態の肉類・魚類等０℃付近で保存するもの、冷凍の肉類・魚類、冷凍食品等−２０℃付近で保存するもの、長期保存するものや業務用の生鮮食品等−４０℃以下で保存するもの等がある。

外部の温度がコンテナ内に与える影響や、温度管理にかかるコストの観点から、コンテナ本体１は断熱性の高い仕様であることが好適である。

ガス管理システム４は、酸素濃度センサー４１Ａ、エチレン濃度センサー４１Ｂ、ガス制御装置４２及びガス補充手段４３を備える。ガス管理システム４の機能の詳細は後述する。湿度管理システム５は、湿度センサー５１及び窒素水による加湿手段を有し、加湿手段は湿度制御装置５２、窒素水製造装置５３、放出部５４を備える。放出部５４は加湿装置５４Ａ又は窒素水噴霧装置５４Ｂである。加湿装置５４Ａ又は窒素水噴霧装置５４Ｂのいずれか一方を備えてもよいし、両方を備えてもよい。湿度管理システム５の機能の詳細は後述する。

図２は、図１に示すガス管理システム４の構成例の機能を示すブロック図である。
ガス管理システム４は、酸素濃度センサー４１Ａ、エチレン濃度センサー４１Ｂ、ガス制御装置４２及び、窒素ガス補充手段４３を備える。窒素ガス補充手段は、エアコンプレッサ４３ａ、窒素ガス抽出器４３ｂ及び、窒素ガス注入器４３ｃを備える。

酸素濃度センサー４１Ａは、コンテナ１０内の酸素濃度を恒常的又は定時的に測定し、測定値をガス制御装置４２に伝達する。エチレン濃度センサー４１Ｂは、コンテナ１０内のエチレン濃度を恒常的又は定時的に測定し、測定値をガス制御装置４２に伝達する。酸素濃度センサー４１Ａ及びエチレン濃度センサー４１Ｂは、一般的に知られている汎用品を利用することができる。

エアコンプレッサ４３ａは、大気を圧縮して窒素ガス抽出機に送るエアコンプレッサ（例えば株式会社日立産機システム製のオイルフリーベビコン（登録商標））である。供給エア圧力が０．５ＭＰａ〜０．９ＭＰａのものを用いる。

窒素ガス抽出器４３ｂは、ポリイミド中空糸膜からなる窒素分解膜を設けた圧力容器の一端に圧縮空気を取り込み、横の口から酸素Ｏ_２をパージ（排出）し、圧力容器の多端から窒素ガスを送出する脱気装置である。気体の種類により膜の透過速度が異なることを利用したものである。この脱気装置は、窒素ガス抽出器と窒素ガス注入器とを一体的に構成した装置として提供されている（例えば株式会社片山化学工業研究所製の脱気装置「リプレル」（登録商標））。

窒素ガスを抽出する際に酸素ガスを排出することから、コンテナ１０内の酸素濃度を上げないためには、少なくとも窒素ガス抽出機４３ｂはコンテナの外部に設けるのか好適である。また、海上輸送等の際に輸送船等に複数のコンテナを積載する場合には、複数のコンテナに対し１つの窒素ガス抽出機を設置してもよい。

ガス制御装置４２は、酸素濃度センサー４１Ａ及びエチレン濃度センサー４１Ｂから伝達されたコンテナ内の酸素濃度又はエチレン濃度が、あらかじめ設定した酸素濃度又はエチレン濃度よりも高いことを検知すると、窒素ガス抽出器４３ｂにより抽出された窒素ガスが窒素ガス注入器４３ｃによりコンテナ１０内に注入される。注入された窒素ガスによりコンテナ１０内の圧が高まり、コンテナ１０内の空気はコンテナ本体１に設けられた通気口６から排出される。

通気口の別の例として、開口部に酸素ガスを選択的に透過させるフィルター及びエチレンを選択的に透過させるフィルター等を設けたダクトファンを介して、酸素及びエチレンを積極的にコンテナ１０外に排出する構成にしてもよい。

図示の例では、コンテナ１０内に注入する窒素ガスは大気中から抽出しているが、必須の構成要素ではなく、酸素濃度及びエチレン濃度をコントロールするのに十分な量の窒素ガスを供給できるのであればよい。例えば、十分な量の窒素ガスボンベをコンテナ外部に設置し、ガス制御装置４２により、窒素ガスのコンテナ内への注入を制御する等の構成でもよい。

図３（ａ）は、湿度管理システム５の構成例の機能を示すブロック図である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示した窒素水製造装置５３の構成例の機能を示すブロック図である。

窒素水製造装置５３は、原水中に溶存する酸素を窒素に置換した窒素水を製造する装置であり、コンプレッサ５３ａ、窒素ガス抽出機５３ｂ及び、窒素ガス注入器５３ｃを備える。まず、貯水槽５３ｄ内に原水を充填し、原水に窒素ガスを注入し酸素溶存量を減少させて窒素水とした後、窒素水を取り出して本発明の湿度管理システムに用いる。

大気中から窒素ガスを抽出する方法は前述のとおりである。また、大気中から窒素ガスを抽出する構成は必ずしも必須の構成要素ではなく、窒素水を製造するのに十分な量の窒素ガスを供給できればよい。例えば、窒素ガスボンベを利用して窒素水を製造してもよい。

窒素ガス注入器５３ｃと貯水槽５３ｄの間でポンプにより水を循環させる。窒素ガス注入器５３ｃは、例えば、１時間当たり２ｍ３の水を透過させ、１リットルあたり１．０ｍｇの酸素溶存量まで酸素を追い出す能力を有する。

通常、水温と酸素溶存量との関係は、例えば次の通りである。
水温（℃） 酸素溶存量ＤＯ（ｍｇ／Ｌ）
０ １４．６
１０ １０．９
２０ ８．８

図３（ｂ）に示したシステムを用いて窒素水の生成試験を行った。
＜試験方法＞
貯水槽に３００リットルの原水（試験のため、水道水で行った）を充填し、エアコンプレッサの供給圧力０．２ＭＰａで３時間半、窒素ガスを注入した。

＜試験結果＞
時間 水温（℃） 酸素溶存量ＤＯ（ｍｇ／Ｌ）
開始時 ： ８．４ ４．９９
１時間後 ： ９．１ ３．１３
２時間後 ： ９．６ ３．０２
３時間半後： ９．２ １．３６
試験結果が示すように、窒素ガスを水中に注入することにより、水中の酸素溶存量は大きく減少する。

湿度センサー５１はコンテナ１０内の湿度を恒常的又は定時的に測定し、測定結果を湿度制御装置５２に伝達する。湿度制御装置５２は、湿度センサー５１から伝達されたコンテナ１０内の湿度が、あらかじめ設定した湿度を下回ったことを検知すると、窒素水製造装置５３が製造した窒素水による加湿及び／又は窒素水の噴霧を開始する。

窒素水による加湿は、加湿装置５４Ａにより行う。加湿装置５４Ａによる加湿の方法は、一般的に知られている加湿方式を採用することができ、スチームファン式、超音波式、気化式等のいずれでもよい。水を沸騰させて水蒸気を発生させるスチームファン式や、水を含んだフィルター等に送風して加湿する気化式等では、通常の水を使用した場合には、水に溶存していた酸素が気体の状態で放出され、空気中の酸素量を増加させると考えられるが、窒素水の場合は酸素溶存量が少ないため、空気中の酸素量の増加を抑制することができる。また、微細な水の粒を放出する超音波式等では、通常の水の場合は、酸素が溶けた水が直接貯蔵物に付着し、酸化を促進するおそれがあるが、窒素水は酸素溶存量が少ないため、水の付着による酸化を抑制することができる。

窒素水の噴霧は、噴霧装置５４Ｂにより窒素水を直接農産物に噴霧する。農産物を長時間かけて輸送する際には、成熟が進みすぎることによる劣化とは別に、乾燥による劣化が懸念されるが、加湿だけでなく窒素水を農産物に直接噴霧することにより乾燥を抑制することができる。通常の水を噴霧した場合には、農産物の乾燥を抑制することはできるものの、酸素が溶けた水を直接農産物に噴霧することになるため、農産物の酸化や呼吸量の増大による劣化のおそれがある。窒素水は酸素溶存量が少ないため、直接噴霧しても農産物の酸化や呼吸量に対する影響が少ない。

噴霧装置５４Ｂの１度に噴霧する窒素水の量や放射の角度等は特に限定しない。また、一定であってもよいし、湿度制御装置により制御されてもよい。１つのコンテナに設置する噴霧装置５４Ｂの数も特に限定しない。

ガス管理システム４と湿度管理システム５は、共に窒素ガスを利用するシステムであるため、システムの一部を共有することができる。例えば、ガス管理システムのエアコンプレッサ４３ａ、窒素ガス抽出器４３ｂ及び窒素ガス注入器４３ｃを、湿度管理システムのエアコンプレッサ５３ａ、窒素ガス抽出器５３ｂ及び窒素ガス注入器５３ｃとしても利用することができる。

図４は、本発明の別の構成例の機能を示すブロック図である。
図４に示す構成例では、温度制御装置、ガス管理システム及び、湿度管理システムを制御する指令部８を備える。

指令部８は、様々な収納物の種類や、保存のための最適な条件を記憶することができる記憶部８１を有する。記憶部８１は、指令部８に内蔵された領域であってもよいし、外部接続のメディア等であってもよい。

コンテナ１０に収納する収納物によって、温度、酸素・エチレン濃度、湿度等の保存に最適な条件は異なる。例えば、同じ農産物であっても葉菜類は特に乾燥に弱いが、高湿度を好まないものもある。湿度の管理が必要であっても直接の窒素水の噴霧は必要としないものもある。また、収納物が密閉包装された加工品や飲料であれば、酸素・エチレン濃度や湿度は特に気にする必要がない。

コンテナ１０に収納する際に収納物を特定すると、指令部８は、記憶部８１に記憶された最適な温度、酸素・エチレン濃度、湿度、窒素水噴霧の条件等を、温度制御装置３、ガス管理システム４、湿度管理システム５に伝達する。温度制御装置３、ガス管理システム４、湿度管理システム５は、それぞれ伝達された条件に応じて温度の調整、酸素・エチレン濃度の調整、湿度の調整、窒素水の噴霧等を行い、最適な温度条件、ガス条件、湿度条件等に制御する。

以上に述べた本発明の実施形態は一例を示したものであり、これら以外にも種々の公知技術を適用した多様な変形形態が可能であり、それらについても本発明に含まれるものとする。

１０：冷蔵・冷凍コンテナ
１：コンテナ本体
２：収納空間
３：温度調節装置
４：ガス管理システム
４１Ａ：酸素濃度センサー
４１Ｂ：エチレン濃度センサー
４２：ガス制御装置
４３：窒素ガス補充手段
５：湿度管理システム
５１：湿度センサー
５２：湿度制御装置
５３：窒素水製造装置
４３ａ、５３ａ：エアコンプレッサ
４３ｂ、５３ｂ：窒素ガス抽出器
４３ｃ、５３ｃ：窒素ガス注入器
５３ｄ：貯水槽
５４：放出部
５４Ａ：加湿装置
５４Ｂ：噴霧装置
６：通気口
７：収納物
８：指令部
８１：記憶部

Claims (5)

1. 冷蔵又は冷凍コンテナ（10）であって、
   温度制御装置（3）と、
   酸素濃度センサー（41A）、エチレン濃度センサー（41B）、ガス制御装置（42）及び、窒素ガス補充手段（43）を有し、所定の酸素濃度及びエチレン濃度を維持するためのガス管理システム（4）と、
   湿度センサー（51）及び、窒素水による加湿手段（52,53,54）を有する湿度管理システム（5）を備え、
   前記ガス管理システム（4）は、コンテナ（10）内に窒素ガスを注入し、酸素及びエチレンと窒素ガスを置換することにより酸素濃度及びエチレン濃度をコントロールし、前記湿度管理システム（5）は、窒素水により収納物（7）の乾燥を防ぐことを特徴とする、
   冷蔵又は冷凍コンテナ。
2. 生鮮品の海上輸送に用いることを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵又は冷凍コンテナ。
3. 前記加湿手段（52,53,54）は、窒素水から生成した水蒸気又は超音波による窒素水ミストを発生させる加湿装置（54A）を有することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の冷蔵又は冷凍コンテナ。
4. 前記加湿手段（52,53,54）は、窒素水噴霧装置（54B）を有することを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれかに記載の冷蔵又は冷凍コンテナ。
5. コンテナに収納する収納物の最適な温度、ガス濃度、湿度を記憶し、内容物を特定することで温度、ガス濃度、湿度を最適に設定する指令を前記温度制御装置（3）、前記ガス管理システム（4）、前記湿度管理システム（5）に送る指令部（8）を有することを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれかに記載の冷蔵又は冷凍コンテナ。
   

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