JPS6055110B2 - 低酸素容量に制御されたガス媒体中で、腐りやすい生産物を貯蔵するための設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷蔵設備・装置に関するものであり、特に、低
酸素容量に制御されたガス媒体中で、新鮮な果物、野菜
、ふどう、花、肉、魚などのよう；な腐りやすい生産物
を貯蔵するための設備に関する。

低酸素容量のガス媒体中での生産物の貯蔵設備は既知で
ある（参照：フランス特許第１５９０５７９、Ｃｌ．Ａ
２３Ｂ５／００、１９７＠）が、これはガス混合物こで
満たされた冷却室、バイブラインを経由して冷却室に通
じる選択膜を備えたガス交換機、及びガス混合物の循環
送風機から成るものである。

ガス交換機は、多岐管を通して結合されたシリコンポリ
マーフィルムのスリーブの一組を含んでいる。送風機に
よつて、冷却室からのガス混合物はスリーブを通り抜け
、そして冷却室へと再循環する。スリーブを通して大気
が吹き込まれる。分圧の違いの結果として、冷却室と大
気の中の二酸化炭素（ＣＯ２）と窒素（Ｎ２）と酸素（
０２）がそのフィルムを通つて拡散する。

すなわち、果物のｊ呼吸によつて発生する二酸化炭素と
、窒素は冷却室から大気中へ拡散し、一方大気中からは
酸素が冷却室へ拡散する。ここでは酸素の果物の呼吸に
よつて消費される。しかしながら、このガス交換機を具
体化する場合、冷却室内のガス媒体の予定された組成へ
の到達は、まさに冷却室内ての酸素の吸収（果物の呼吸
という過程によつて）のために酸素濃度が低下するから
、非常にゆつくりしたものになる。

その吸収過程が非常にゆつくりと進むのは、酸素濃度が
一日にせいぜい０．５％だけしか変化しないためであり
、また果物の貯蔵能率を最終的に低下させる冷却室内の
酸素量の減少につれて酸素容量の減少速度がよソー層低
下するためである。ガス交換機は予定された組成のガス
媒体を生産せす、媒体は冷却室内の果物による酸素吸収
と膜を通してのガス交換機とを経由して生産されるから
、この設備においては冷却室の気密性に対する要求が非
常に厳しい。

さらに、上述のガス交換機を具体化する場合、冷却室内
のガス媒体組成を制御することは不可能である。

このことは、冷却室内のガス媒体組成が、その膜を通る
混合物成分の流出速度値と割合とによつて決定されるこ
とに主に関係している。これらのファクターは、一方で
はその膜の拡散特性に依存し、他方ではその膜の上下に
おける分圧の違いに依存する。膜上の空気は常に大気圧
以下てあるから、膜を通して大気から冷却室内へ動く酸
素の力は常に高い。この場合、冷却室内では、膜の拡散
特性にのみ依存する、媒体の平衡組成が形成される。こ
のために、ガス媒体組成を変えるためには膜を取り換え
ることが必要となる。腐りやすい生産物を貯蔵するため
の設備として他のものも既知である（参照：ＪＯｕｍａ
ｌ６６ＫｈＯｌＯｄｉｌｎａｙａＴｅｋｈｎｉｋａ″（
ＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉＯｎＥｎｇｉｒｌｅｅｒｉｎｇ
）、ＮＯ．ｅｌＳｐ．７、１９８＠）が、これは密閉さ
れた冷却室、及び２つのキャビティに分離する膜を有し
かつ大気に連絡しているガス分離装置からなるものであ
る。ガス分離装置の膜上キャビティはガス媒体の循環を
確実にする送風機を通して冷却室に接続され、一方、ガ
ス分離装置の膜下キャビティは真空ポンプに接続されて
いる。この設備によつて、膜下の特定の減圧の形成と、
装置の膜下キャビティ中の大気の必要とされる流速の選
択を通して、冷却室内のガス媒体組成を広い範囲で変化
されることが可能となる。しかしながら、この設備にお
けるガス分離装置の操作の能率は、もし冷却室に要求さ
れる気密性が保証されないならば、極端に悪くなる。こ
のことは、冷却室の気密性が不充分な場合には、酸素が
その中へ浸入するという事実に主に関係している。冷却
室内のガス混合物のゲージ圧の減少速度は、冷却室の気
密性の規準として役立ち得る。例えば、冷却室内のゲー
ジ圧が１５？（水柱）から７．５ｗ！ｔ（水柱）へ５分
以内に減少したとき、冷却室内の酸素濃度は必要とされ
る３％ではなく６〜７％へと増加していることになる。
さらに、気密性冷却室内でさえ、酸素濃度を３％以下に
維持することは実質的に不可能であり、このような条件
の下で設備を充分に操作するためには、大面積の膜を有
するガス分離装置が必要となろう。というのは、膜の表
面面積が大きくなればなるほど、高濃度の窒素が多量に
生産され、故にガス媒体中の酸素容量が減少することに
なる。本発明は、大気を分離して低酸素容量にしたガス
媒体中で、腐りやすい生産物を貯蔵するための設備を提
供することを目的とするものであり、本発明によれば、
予定される酸素及び二酸化炭素濃度の範囲を広くとるこ
とができ、そして冷却室の気密性を余り厳しく要求しな
い条件下で予定される組成のガス媒体をす早く生成させ
ることができると共にその組成を制御する機会を与える
ものである。この目的の達成のために、冷却室、真空ポ
ンプに接続される膜下キャビティと冷却室に接続される
膜上キャビティとを有しかつ大気に通じる膜ガス分離装
置、及びガス媒体の強制循環手段から成る低酸素容量に
制御されたガス媒体中で腐りやすい生産物を貯蔵するた
めの設備であつて、本発明に従つて、一方でガス分離主
装置の膜上キャビティに通じかつ他方で出口バイブを介
して大気に通・じる膜上キャビティを有する、主装置類
似の膜ガス分離副装置を少なくとも一つ備えており、そ
して副装置の膜下キャビティは真空ポンプに接続され、
したがつてガス分離主装置はガス分離副装置の膜上キャ
ビティを介して大気に通じている設備が用いられる。

ガス分離副装置の使用によつて、ガス混合物の必要とさ
れる濃度をかなり早く生成することができる。

というのは、大気は冷却室へ動く際に必要とされる成分
濃度が２倍に濃くされるからである。このように、ガス
分離副装置から通つてきてすでに低い酸素濃度を含有す
るガス混合物は、ガス分離主装置内で窒素濃度がさらに
濃くされる。このために、冷却室内へ導入されるガス混
合物は高窒素濃度を有し、よつて気密性が余り厳密に要
求されない場合でさえも冷却室内の酸素濃度を３％にす
早く低下させそしてこの濃度に維持することができる。
さらに、ガス分離主装置のキャビティから排出されたガ
ス混合物は、ガス分離副装置から吸入される高濃度窒素
によつてすぐに補充される。このため、冷却室内の減圧
の存在と、非気密性壁接合部を介しての大気の吸入とは
、さけることができる。ガス媒体の所定の濃度の維持の
ための費用を節約しかつ設備の設計を簡単にするために
、ガス分離副装置の膜上キャビティは、ガス媒体の強制
循環手段を介してガス分離装置の膜上キャビティと連絡
していることが好ましい。

さらに、ガス分離副装置の膜上キャビティは、バルブを
備えたバイブによつて冷却室に接続されＬることができ
る。

本発明の設備においては、ガス分離副装置の膜上キャビ
ティを大気に連絡する出口バイブは、バルブを備えたバ
イブを介して冷却室へ接続され得るが、これによつて、
冷却室に果物を入れた後、２台連結のガス分離装置の膜
上キャビティを通るガス混合物の循環のために冷却室内
の酸素濃度をす早く低下することが可能となる。

本発明の設備は、添付図面に関す発明の詳細な説明にお
いて一層よく明らかになろう。

本発明にかかる、低酸素容量に制御されたガス媒体中で
腐りやすい生産物を貯蔵する設備は、気密性のあるいは
密閉された冷却室１（第１図〜第３図）、膜ガス分離主
装置２と副装置３、真空ポンプ４及びガス媒体の強制循
環手段５から成るものであり、制御循環手段は従来の送
風機タイプのものであつてもよい。

低酸素容量を有するガス媒体で満たされた冷却室内には
、腐りやすい生産物が置かれる。ガス分離主装置２と副
装置３は、同タイプのものであり、各装置は、ハウジン
グの中に包含された１組の膜要素によつて１個のシステ
ムとして構成されており、各装置は２つのキャビティか
らなり、そのうち膜上キャビティは大気圧で循環するガ
ス媒体を有し、膜下キャビティはポンプて減圧されてお
り、このような主装置２と副装置３は互いに連続して設
置されている。冷却室１の容積によつて、本発明の設備
においては、数台の膜ガス分離副装置が使用され得る。
膜ガス分離主装置及び副装置としては、二酸化炭素、酸
素及び窒素に対して異なる貫通速度を有する選択的な膜
の一組から成り、そしてガス分離装置２と３をおのおの
複数のキャビティ、すなわち主装置２内の膜上キャビテ
ィ６と膜下キャビティ７及び副装置３内の膜上キャビテ
ィ８と膜下キャビティ９に仕切られるものであるが、既
知のガ．ス分離装置が用いられる。

副装置３の膜上キャビティ８は、一方では出口バイブ１
０によつて大気に接続され、他方ではバイブ１１を介し
てガス分離主装置の膜上キャビティ６に接続されている
。

このために、ガス分離主．装置２は、膜ガス分離副装置
３の膜上キャビティ８を通つて大気と連絡している。膜
ガス分離主装置２（第１図）の膜上キャビティ６は２つ
のバイブ１２と１３によつて冷却室１と接続される。こ
れらのバイブ１２と１３は、ガース媒体の強制循環手段
５を備えている。ガス分離装置の膜下キャビティ７と９
（第１図〜第３図）は、ライン１４，１５及び１６を通
して真空ポンプ４へ連絡している。

ライン１４と１５には、バルブ１７と１８が備えられて
おり、これによつて必要な時に、ライン１４と１５を閉
じて真空ポンプから膜下キャビティの１つを遮断するこ
とが可能である。主装置２の膜下キャビティ７はバルブ
２０を有するバルブ１９を備えることができ、必要な時
には、このキャビティ７を大気に連絡するように意図さ
れ得る。

第２図に示される、腐りやすい生産物を貯蔵するための
設備においては、第１図に示される設備とはちがつて、
膜ガス分離副装置３の膜上キャビティ８が、ガス媒体の
強制循環手段５を通して、膜ガス分離主装置２の膜上キ
ャビティと連絡している。

ガス分離副装置３の膜上キャビティ８はバルブ２２を有
するバイブ２１を通して冷却室１と接続される。一方、
ガス分離主装置２の膜上キャビティ６はバルブ２４を備
えたバイブ２３を通して冷却室１と連絡する。これによ
つて、必要な時には、装置２の膜上キャビティ６を冷却
室１から遮断することが可能となる。第３図に示される
、腐りやすい生産物を貯蔵するための設備においては、
第２図に示される設備とは異なつて、ガス分離副装置３
の膜上キャビティ８を大気に連絡するバイブ１０が、バ
ルブ２６を備えたバイブ２５によつて冷却室１と連絡さ
れている。

このため、冷却室１内のガス混合物を、２台連結装置２
と３を通すかまたは装置３によつて高濃度にされた窒素
ガスを与える主装置だけを通すかのいずれかにより循環
させることが可能になる。冷却室１（第１図〜第３図）
内には、ガス混合物流の自動調整を監視しかつ全バルブ
の操作を制御するシステム中に挿入されるセンサー２７
（ガス分析器又は時間リレー）が設置される。ガス流の
自動調整を監視するセンサー２７とシステムとしては、
当業者にとつてよく知られた装置が用いられる。添付図
面の第１図に示された設備は、次のようにして操作され
る。

真空ポンプ４と送風機５のスイッチを入れると、ガス媒
体が冷却室１と膜ガス分離装置の間を反時計方向に循環
しはじめ、膜内圧力は０１絶対気圧まで低下する。この
事実によつて、（膜下キャビティ中において）膜を横切
つて二酸化炭素、酸素及び窒素の分圧の低下が生じ、膜
を通してのガス混合物のこれら成分の拡散流が生じる。
冷却室１から吸引され、次いで膜を通して拡散されたガ
ス混合物の一部は、副装置３の膜上キャビティ８から主
装置２の膜上キャビティ６へ、さらに冷却室へと至る高
濃度窒素流によつて補充される。このために、冷却室１
内での減圧の生成と、非気密性密閉部を通しての冷却室
１内への空気・酸素の浸入は、全くあり得なくなつた。

高濃度窒素は、従来法によつて、副装置３中の膜の上に
、バイブ１０を通して供給された空気を分離する間に得
られる。

装置２中に通すと、高濃度窒素流は、装置２の膜上キャ
ビティ中の窒素で、一層高濃度となる。それによつて、
冷却室壁の接合部が非気密性である場合でさえも、冷却
室内の酸素の低濃度が確実となる。副装置３から主装置
２へは、主装置の膜を通して排気されるガス混合物量と
同じ量のガスが常に通つている。それによつて、冷却室
１内での減圧の存在はさけられる。冷却室１内の酸素濃
度が設定値以下に低下すると、センサー２７はバルブ２
０に信号を出し、バルブがわずかに開かれ、主装置２の
膜下キャビティ内に大気の流れが導入される。

膜を通して酸素が装置２の膜上空間６内に入り、そして
さらに冷却室１内に入る。このようにして、冷却室１内
の酸素濃度は上昇する。冷却室１内の酸素濃度が設定値
以上に上昇すると、センサー２７は信号をバルブ２０，
１７及び１８に出す。

バルブ２０は閉じられ、主装置の膜下空間７からの大気
の流れを遮断する。一方、バルブ１７と１８においては
、通過断面が増大し、両装置の膜下キャビティ内の減圧
を発生する。このようにして、装置２と３の膜を通して
の拡散排気によつて、冷却室内の酸素濃度は低下する。
これをさらにわかりやすく説明すると、主装置と副装置
の膜を横切つて発生する分圧の低下によつて、膜を横切
つてガスが移送される。膜の上では圧力が形成され、こ
の圧力は膜下の圧力より高い。圧力降下が大きければ大
きいほど、膜を横切つてのガス拡散速度は大きくなる。
膜はポリビニルトリメチルシランを基剤とするシリコン
／有機ポリマー構造であつてよい。

等しい条件のもとで、二酸化炭素、酸素及び窒素の膜を
横切つての貫通速度はそれぞれ１２：３：１である。二
酸化炭素及び酸素の貫通速度は窒素の場合よりそれぞれ
１２、３倍大きく、膜は二酸化炭素及び酸素に対して選
択的であると言える。膜の上に大気圧の空気が供給され
、一方膜下の圧力を下げた場合、すなわち、本設備が動
作する方法そのものにおいて、酸素が濃縮された空気が
膜を貫通し、一方、酸素の選択的拡散によつて窒素が豊
富になつた空気が膜の上にたまる。同時に、二酸化炭素
はポンプによつて膜を通して排気され、二酸化炭素濃度
は膜上では低下する。膜の表面積が大きくなればなるほ
ど、また、膜上のガス移動距離が長くなればなるほど、
ガス混合物中の窒素含量は大きくなる。ガス混合物の一
部は、主装置の膜を通して冷却室から動作中に漏れる。

しかしながら、この条件によつて冷却室の圧力は低下し
ない。漏れ出る流れは、副装置のキャビティの膜を通つ
た濃縮窒素流で補われ、冷却室の壁が気密効率を失つて
いる場合でも、本設備の動作は安定に保たれる。第２図
に示される設備は、第１図の設備とほぼ同様に操作され
るが、異なつているのは、副装置３の膜上キャビティか
らの高濃度窒素が、ライン２１を介して冷却室から供給
されるガス媒体と混合された後に、主装置２に入れられ
る点である。このことによつて、冷却室１内の減圧の生
成の可能性と、冷却室壁の非気密性接合部を通つて大気
が冷却室に浸入する可能性は、一層減少する。第３図に
示される設備は、第２図に示される設・備と本質的に同
じ様に操作されるが、異なつているのは、副装置３の膜
上空間に接続される。バルブ２６を備えてなるバイブ２
５を設置したため、連結装置２と３を通してガス混合物
の循環をすることができる点であり、冷却室に果物を入
れた直．後が効果的である。このことにより、冷却室内
の酸素濃度を２０．７％から１０％へとす早く低下する
ことが可能となる。１０％の酸素濃度に到達すると、バ
ルブ２６は閉じられ、設備は上述の条件すなわちガス混
合物は主装置２を通して循環し、一方副ノ装置３を通し
ては高濃度窒素が系内に導入されるという条件て操作さ
れる。

したがつて、本発明の設備の冷却室においては、冷却室
１の気密性に対する緩やかな要求という条件のもとてガ
ス媒体組成の形成と制御が確実となる。

例えば、冷却室内において、ゲージ圧１５Ｔ１ｎ（水柱
）から７．５？（水柱）への変化（すなわち７．５ｍ！
（水柱）の変化）が５分間で起こる。このことは、従来
技術の設備に比して、微生物学的及び生理学的病原に起
因する腐りやすい生産物の損失を１ゐ倍にまで低下する
ことを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は低酸素容量に制御されたガス媒体中で、腐りや
すいものを貯蔵するための設備の模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却室１、真空ポンプ４に接続される膜下キャビテ
   ィ７と冷却室１に接続される膜上キャビティ６とを有し
   かつ大気に通じる膜ガス分離装置２、及びガス媒体の強
   制循環手段から成る低酸素容量に制御されたガス媒体中
   で腐りやすい生産物を貯蔵するための設備であつて、一
   方でガス分離主装置２の膜上キャビティ６に通じかつ他
   方でパイプ１０を経由して大気に通じる膜上キャビティ
   ８を有する、主装置２類似の膜ガス分離副装置３を少な
   くとも一つ備えていること、副装置の膜下キャビティ９
   は真空ポンプ４に接続されていること、及びガス分離主
   装置２はガス分離副装置３の膜上キャビティ８を経由し
   て大気に通じていることを特徴とする設備。 ２ ガス分離副装置３の膜上キャビティ８が、ガス媒体
   の強制循環手段５を通してガス分離主装置２の膜上キャ
   ビティ６に接続され、そしてバルブ２２を備えたパイプ
   ２１を通して冷却室１に接続されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載された設備。 ３ ガス分離副装置３の膜上キャビティ８を大気に連絡
   するパイプ１０が、バルブ２６を備えたライン２５を通
   して冷却室１に接続されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項あるいは第２項のいずれかに記載され
   た設備。