JP7760498B2 - 食品保存方法 - Google Patents

Description

本出願は、２０１９年９月３０日に出願された米国特許出願第６２／９０７，９０４号の優先権を主張し、その全内容は、参照によりその全体が援用される。

本発明は食品保存に関する。

今日、食品及び飲料の寿命を延ばすための様々な方法又は技術を記載する文字通り何百もの特許がある。これらの特許は、典型的には、３つの基本的な技術又はそれらの組み合わせを記載している。これらの装置のほぼすべての意図は、この消費財（食品及び飲料）が曝される空気の２１％を構成する酸素の量を減少させることである。もちろん、冷蔵の場合のように温度を下げると、細菌の増殖過程が遅くなり、食品及び飲料の寿命が延びるが、この分析では温度を下げることを考慮しない。

第１の技術は、真空を作ることを含む。実際には、様々な程度の部分真空しか生成されない。真空レベルが増加する（より低い圧力）につれて、食品又はワインと反応するために利用可能な酸素の量が減少し、食材の寿命が延びる。このアプローチに関連する課題は、真空システムが高価であり、低圧を維持するための容器が高価であり、酸素の一部のみが除去されて利点が限られることである。圧力を５ｐｓｉ（約３４．５ｋＰａ）絶対圧（大気圧の約１／３）に低下させることができる高レベル真空であっても、酸素の２／３が除去されるに過ぎない。換言すれば、酸素の１／３が残る。

第２の技術は、非常に一般的なもので、空気（２１％酸素）を窒素又はアルゴンのような不活性ガスで置換することである。このアプローチをめぐる考え方はきわめて単純である。これらの不活性ガスで空気（酸素）を置換することにより、この消費財の酸化及び劣化が低減される。この技術は、世界中で使用されており、実際、食品及びワインの貯蔵期間（日持ち）の向上をもたらす。酸素レベル（０．１～１％）をかなり低下させるシステムは、ワインの貯蔵期間を無期限に延長し、一方、食物は数ヶ月延長されている。しかしながら、この技術に関連する多くの問題がある。不活性ガスの使用は、大規模にこの消費財を保存する費用効果の高い手段であることが分かっているが、ほとんどの家庭及び施設は、これらのタイプのガスに容易にアクセスできない。これらのガスをボトル詰めし、ガスの主要な消費者に分配することが既に確立されている専用のビジネスがあるが、この方法は、ガス供給の問題、並びにガスが維持される重い高圧タンクの取り扱いのために、典型的なユーザには役立たない。

最後に、第３のアプローチは、消費財の劣化を遅らせるために化学薬品を使用する。言うまでもなく、これはかなり危険であり（化学物質が食物連鎖に入る可能性がある）、非常に高価である。その結果、この方法は、食品及び化粧品において、十分に制御された防腐剤を超えて使用されることはまれである。

いくつかの実施態様では、容器から酸素を除去するためのシステムは、再循環ポンプ及び酸素除去装置を含む。再循環ポンプは、吸入口及び排出口を含み、吸入口は、第１のコネクタを含む。排出口は、酸素除去装置に流体的に接続されている。

記載されたシステムは、以前のシステムに勝る多くの利点を提供する。第１に、延長された貯蔵期間／低酸素レベルで測定される優れた保存性能が達成可能である。その保存性能は、農場から、流通、小売り、及び最終的に家庭又は小売りでの使用を通して、食物連鎖のあらゆる点で与えることができる。この性能は、確立された市場及び新興市場の両方において高く評価され得る。第２に、補充及び／又は輸送を継続する必要のある負担の大きいガスタンクはない。第３に、容器の最終的な酸素含有量は、介入なしに制御することができ、非常に低いレベルに保つことができる。第４に、コストが妥当であり得る。最後に、酸素を環境中に戻すことを許容する酸素吸収材料を利用することは、政治的に、商業的に、そして環境的に正しく、そしてマーケティング及び操作の観点から非常に有利である。

添付図面及び以下の説明において、本発明の一つ又は複数の実施の形態の詳細を説明する。本発明の他の特徴、対象、及び利点は、当該説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。

例示的な食品保存システムである。 食品保存システムの別の例である。 食品保存システムの別の例である。 種々の図面における同様の参照記号は、同様の要素を示す。

図１は、本開示のいくつかの実施の形態による食品保存システム１００を示す。いくつかの実施態様では、システム１００は、実質的に不活性ガスの環境を生成することができる。これらの場合、システム１００は、消費財の劣化を遅らせることができ、費用対効果がよいだけでなく、食品及びワインの容器から酸素を除去するための効率的な解決策である。システム１００は、酸素の存在によって悪影響を受ける任意のアイテム（衣類）に適用することができる。低酸素環境は、カビ及びそれに関連する臭いを低減することができ、昆虫が衣類を攻撃することを低減又は排除することができる。

現在、ヨーロッパは、果実が熟成直前に密封容器に入れられることが多い。これらの場合、果実は、枯渇した閉じ込められた酸素を用いて熟し、その後、容器を開けて酸素を入れない限り、果実は、数ヶ月間保存され続ける。図示されたシステム１００は、成熟した果実を貯蔵し、次いで、酸素を低減又は除去し、さらなる成熟及び腐敗を遅らせる又は防止することができる。

図示のように、システム１００は循環システム１０２を含み、これは空気から酸素を抽出し、これによって大気圧環境において不活性ガス又は実質的に不活性ガスをもたらす。循環システムは、酸素低減材料（１回限り使い捨て又は再充填可能な多数使用材料）で満たされたキャニスタ１０６を含む循環ポンプ１０４を含み、酸素低減材料から、酸素低減気体が、例えば食品、瓶詰めされた物品、衣類、又は他の物品を収容している閉鎖容器１０８内にポンプで注入される。次いで、容器１０８からの気体は、空気ポンプ１０４を通って再循環され、酸素除去プロセスが特定の容器１０８について繰り返される。このプロセスは、他の容器についても繰り返すことができる。

システム１００は、酸素低減材料を含んでおり、未だ知られていない他の技術が将来開発され、その後、提案されたシステム１００に適用される可能性がある。これらは、例えば、真空ベース又は電場ベースであってもよい。

再循環は、複数の利点を提供することができる。第１に、容器１０８内の酸素除去は、どのような実際のシステムに対しても１００％の効率にはならない。酸素の一部のみが容器１０８を通過するときに除去される場合、容器１０８内の最終酸素含有量の下限を設定することができる。一例として、６０％の酸素除去は、８％の酸素（空気中の元の２０％の酸素含有量の４０％）が容器１０８内に残ることをもたらし得る。酸素除去が９０％であっても、容器１０８内の気体は、依然として２％の酸素を有し得る。しかし、容器１０８を出る酸素欠乏気体を再循環すると、酸素含有量を継続的に減少させることができる。表１は、各循環後の残留酸素を示す例である。

たった７０％の酸素吸収効率であっても、容器内の酸素含有量は、例えば３回の循環で０．６％未満に低下することができ、例えば５回の循環で０．１％未満に低下することができる。

システム１００は、酸素吸収材料をより効率的に使用するために閉鎖することができる。キャニスタ１０８を通って気体を再循環させるとき、典型的には、各循環で除去される酸素はより少ない。循環が何回実行されても、除去される酸素の量は、容器１０８の元の２０％からである。とはいえ、容器１０８は、システム１００に追加の酸素をもたらす取るに足りない漏れを有することがある。技術的に正確にするために、圧力均等化（容器の最終圧力はほぼ大気圧となる）により、除去される酸素の量は、元の空気の体積の約２５％に等しくすることができる。

いくつかの実施態様では、酸素除去材料（ＯＲＭ）は、再活性化可能であり得る。場合によっては、ＯＲＭは、酸素が放出されるように、おそらく熱又はＵＶで処理することができ、次いで、ＯＲＭは、酸素を再び除去するために再使用される。これらの場合、再活性化は、システム１００内で行うことができる。

図２は、保存方法を自動化するための別の例示的な食品保存システム２００である。図示されているように、システム２００は、容器１０８の入力及び出力に固定スナップコネクタ２０２ａ～２０２ｄを含んでいる。これらの例では、再循環ユニット１０２は、容器１０８に対して迅速に接続及び切断することができる。システム２００は、ポンプ１０４の動作（オン／オフ、タイミングなど）を制御するための電子機器２０４を含む。逆止弁をＯＮ／ＯＦＦ弁の代わりに使用することができ、又はスナップコネクタ２０２も使用することができる。一例として、逆止弁を使用して、酸素が除去されるときにシステム２００内に空気を入れることができる。これらの品物のコストは、典型的には１ドル未満である。現在のシステム２００は、低圧ブリーダ弁２０６を含む。

システム２００の性能を最適化するために、適切な制御が実施され得る。一例として、システム２００は、所与の期間にわたって動作するように設定することができる。異なるサイズの容器では、オペレータ（操作者）は、容器のサイズを選択することができ、又は、システム２００が、ほとんど又はすべての酸素に対して長期間（例えば、数分、数時間）にわたって動作することを単に可能にすることができる。

図３は、本開示によるいくつかの実施形態による保存システム３００を示す。図示するように、システム３００は酸素センサを含み、その結果、酸素レベルがあるレベル未満になったときに制御装置がポンプをオフにすることを可能にする。

酸素レベルを監視する間接的でより費用効果の高い手段は、圧力センサ３０２の使用によるものである。酸素レベルが低下するにつれて、閉鎖システム／容器内の圧力が低下する。この圧力低下、並びに圧力の速度変化を監視することにより、酸素含有量の正確な決定が可能になる。この技術は、使用に伴って変化し得る、酸素吸収材料の容器容積又は効率を知る必要性を回避するであろう。

表２を以下に掲載する。表２は、空気から酸素を抽出するために使用される材料が再活性化可能（酸素を放出するために使用される熱又は光）であるという仮定に基づいて、媒体量についての推定値を列挙する。

システム１００～３００は、独立したもの（スタンドアロン）として説明したが、他のシステムに含まれるサブシステムであってもよいことに留意されたい。一例として、今日の冷蔵庫は、野菜、果物等を貯蔵するための閉鎖貯蔵容器を有している。提案されたシステム１００～３００は、容器が開放され、続いて閉鎖されたときに、酸素低減再循環システム１０２が手動で又は閉鎖を感知することによって起動されるように、冷蔵庫に組み込むことができる。冷蔵庫がより「賢く（インテリジェントに）」なるにつれて、このサブシステムは、冷蔵庫に直接組み込まれ、冷蔵庫によって監視され得る。

Claims (12)

1. 容器から酸素を除去するシステムであって：
   吸入口及び排出口を有する再循環ポンプであって、前記吸入口は前記容器に流体的に接続されている第１のコネクタを有し、前記排出口は酸素除去装置に流体的に接続されている、再循環ポンプと；
   前記酸素除去装置と；を備え、
   前記酸素除去装置は、
   前記再循環ポンプの前記排出口に流体的に接続された入口と；
   前記容器に流体的に接続された第２のコネクタを含む出口と；
   前記入口から前記出口へ流れる流体から酸素を除去するように構成された酸素除去部と；を備え、
   前記再循環ポンプの前記入口に流体的に接続された低圧ブリーダ弁をさらに備え、前記低圧ブリーダ弁は、前記システムにおける圧力が所定の閾値よりも低いことに応えて、追加の流体を前記システムに導入するように構成されており、前記追加の流体は前記容器に導入される前に酸素除去のために前記酸素除去装置に導入される、
   システム。
2. 前記システムの入口に接続された第１の端部及び第１の空気スイッチの入口に接続された第２の端部を有する第１の流路と；
   前記第１の空気スイッチの出口に接続された第１の端部及び前記再循環ポンプの前記吸入口に接続された第２の端部を有する第２の流路と；
   前記再循環ポンプの前記排出口に接続された第１の端部及び前記酸素除去装置の入口に接続された第２の端部を有する第３の流路と；
   前記酸素除去装置の出口に接続された第１の端部及び前記システムの出口に接続された第２の端部を有する第４の流路と；
   前記第３の流路の前記第１の端部と前記第２の端部との間に接続された又は前記第４の流路の前記第１の端部と前記第２の端部との間に接続された逆止弁と；を備える、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記酸素除去装置は、酸素放出システムをさらに備え：
   前記酸素放出システムは：
   前記酸素除去装置の前記酸素除去部からの流体の流れを前記システムの外へ出すことができるように構成された放出路と；
   掃気された酸素を前記酸素除去部が放出するのに十分な前記酸素除去装置の前記酸素除去部上のエネルギーを分配するように構成されたエネルギー源と；を備え、任意で、前記エネルギー源は紫外線、熱、電場、又は真空である、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記酸素除去装置に組み込まれ、前記入口から前記出口までの流路に沿う酸素除去材料（ＯＲＭ）であって、接触により酸素を吸収する酸素除去材料（ＯＲＭ）を備える、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタは、それぞれ、切断されたときに流体の流れを止めるスナップディスコネクタを備える、
   請求項１又は請求項４に記載のシステム。
6. 前記第１のコネクタと前記再循環ポンプとの間に接続された第１の弁と；
   前記第２のコネクタと前記酸素除去装置との間に接続された第２の弁と；
   前記システムにおける圧力を検知すると共に検知された圧力の信号を生成するように構成された圧力センサと；
   前記第１の弁及び前記第２の弁を開閉すると共に前記圧力センサからの圧力信号に基づいて前記再循環ポンプを起動するように構成された制御装置と；をさらに備える、
   請求項１又は請求項４に記載のシステム。
7. 前記システムは容器型保管装置に組み込まれており、前記容器型保管装置は１つ又は複数の容器を備える、
   請求項１又は請求項４に記載のシステム。
8. 容器から酸素を除去する方法であって：
   前記容器から再循環ポンプを介して流体を引き出すステップと；
   前記流体を酸素除去装置に通すステップであって、前記流体は、前記流体から酸素を掃出して酸素が減少した流体にする酸素除去材料（ＯＲＭ）に接触する、ステップと；
   前記酸素が減少した流体を前記容器に戻すステップと；
   前記容器における圧力が所定の量よりも下に落ちたことに応えて、新しい流体を前記容器に導入するステップであって、前記新しい流体は前記容器に導入される前に酸素除去のために前記酸素除去装置に導入される、ステップと；を備える、
   方法。
9. 前記容器における圧力に関連した第１の圧力測定値を受信するステップと；
   前記容器から酸素を除去するのに関連した前記容器の目標圧力を決定するステップと；
   １つ又は複数の弁を開けて流体を流すステップと；
   前記再循環ポンプを動かすステップと；
   前記容器における前記圧力に関連した第２の圧力測定値を受信するステップと；
   前記第２の圧力測定値が前記目標圧力以下であることに応えて、前記１つ又は複数の弁を閉じ、前記再循環ポンプを停止するステップと；を備える、
   請求項８に記載の方法。
10. 掃気効率を決定するステップと；
    前記掃気効率が所定の閾値を下回ったことに応えて、
    １つ又は複数の弁を開けて前記ＯＲＭからの流体の流れが外部領域に到達するようにし、
    前記ＯＲＭを、掃気された酸素を前記ＯＲＭが放出するのに十分なエネルギーにさらす、ステップと；をさらに備え、任意で、前記エネルギーは紫外線又は熱である、
    請求項８に記載の方法。
11. 前記容器の内部の湿度を制御するステップをさらに備える、
    請求項８に記載の方法。
12. 前記容器は、容器型保管装置を形成する１つ又は複数の容器のうちの１つである、
    請求項８に記載の方法。