DE69934520T2

DE69934520T2 - Vorrichtung zur kontrollierten belueftung eines raumes

Info

Publication number: DE69934520T2
Application number: DE69934520T
Authority: DE
Inventors: Sanjay Melbourne SAVUR; Gerrit Melbourne LINDE; A. Rodney Brisbane JORDAN; J. Lee Brisbane JONES; R. Leigh Brisbane BARKER
Original assignee: Mitsubishi Australia Ltd
Current assignee: Mitsubishi Australia Ltd
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: EP1175353A4; US20060199267A1; US8677893B2; EP1175353A1; US9032867B2; HK1044321A1; WO2000023350A1; NZ511678A; DE69934520D1; ES2279648T3; ATE348763T1; US20140242236A1; EP1175353B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Verzögerung des Verderbens von verderblichen Produkten durch Verwaltung der Zusammensetzung der Atmosphäre, mit welcher sich das Produkt in Kontakt befindet, sowie auf eine Vorrichtung dafür.
Hintergrund der Erfindung
Viele landwirtschaftliche Erzeugnisse atmen auch nach der Ernte. Das heißt, sie verbrauchen Sauerstoff und erzeugen Kohlendioxid. Es ist bekannt, dass, wenn die Rate der Atmung während des Transports verlangsamt werden kann, die landwirtschaftlichen Erzeugnisse weniger degenerieren. Die Rate der Atmung kann durch Steuerung der Menge von Sauerstoff und bzw. oder Kohlendioxid, welche den landwirtschaftlichen Erzeugnissen zur Verfügung steht, gesteuert werden.
Viele der landwirtschaftlichen Erzeugnisse verderben nach dem Entfernen von der Pflanze. Dieser Verfall, welchem in gewöhnlicher Weise der Begriff Seneszenz zugeordnet wird, kann verzögert werden durch Einschließen des verderblichen Erzeugnisses in einer Kammer, auf welche sehr anerkannte Verfahren angewandt werden, wie die Verringerung der Temperatur unter die Umgebungs- bzw. Raumtemperatur, und bzw. oder die Verringerung der Konzentration von Sauerstoff unter die in Luft auftretende Konzentration, und bzw. oder die Anhebung der Konzentration von Kohlendioxid über die in natürlicher Weise in Luft vorkommende Konzentration. Jeder dieser Zustände kann einzeln oder in Kombination mit einem oder sämtlichen der anderen zur Anwendung gebracht werden.
Wenn jedoch die Sauerstoffkonzentration zu sehr verringert wird oder die Kohlendioxidkonzentration auf ein zu hohes Niveau ansteigt, kann das verderbliche Erzeugnis beeinträchtigt werden, was sogar zu einem noch schnelleren Verfall führt, als vorkommen kann, wenn keine Behandlung zur Anwendung gebracht wird. In Folge dessen ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, die Zusammensetzung der Atmosphäre innerhalb der Kammer einzustellen, und in entsprechender Art und Weise wurde eine Vorrichtung zum Einstellen der Atmosphäre in der Kammer entwickelt.
Zum Transport von verderblichen landwirtschaftlichen Erzeugnissen kann die in Bezug genommene Kammer ein Frachtcontainer sein, welcher in einer geläufigen Form mit einem Kühlsystem ausgerüstet sein kann, um die Temperatur einzustellen.
Container mit kontrollierter Atmosphäre werden in gewöhnlicher Weise für einen bestimmen Zweck hergestellt. Jedoch können Vorrichtungen mit kontrollierter Atmosphäre ebenso in einem gekühlten Container installiert werden, im Wege einer zeitaufwändigen und teuren Operation.
Container mit kontrollierter Atmosphäre müssen im Wesentlichen abgedichtet werden, um die kontrollierte Atmosphäre von der Umgebungsatmosphäre abzusondern. Es wurde herausgefunden, dass die Türdichtungen in Containern mit kontrollierter Atmosphäre im Allgemeinen der Ursprung der meisten Undichtigkeiten sind. Jedes Mal, wenn die Tür geöffnet wird, wird die Dichtung unterbrochen.
In einer existierenden Vorrichtung zum Kontrollieren der Atmosphäre in einem Container wird die Atmosphäre aus dem Container entnommen und durch eine Vorrichtung zum aktiven Modifizieren der Atmosphäre, wie einem Schacht zur Absorption von Kohlendioxid, hindurchgeleitet, und die modifizierte Atmosphäre wird wieder in den Container eingeführt. Die verschiedenartigen Vorrichtungen zum aktiven Modifizieren der Atmosphäre in dem Container sind teuer und während des Transports im Allgemeinen schwierig zu warten.
Dort, wo eine solche Vorrichtung zu verwenden ist, um einen gekühlten Container in einen Container mit einer kontrollierten Atmosphäre umzuwandeln, müssten Löcher in die Wände des Containers eingebracht werden, um zu ermöglichen, dass die Atmosphäre in dem Container aus dem Container abgezogen werden kann, um modifiziert zu werden und zu dem Container zurückgeführt zu werden. Ein solcher Prozess würde eine permanente Modifikation bei einem gekühlten Container notwendig machen und würde zeitaufwändig und teuer sein.
Die EP 0 457 431 bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Steuern der Atmosphäre von atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnissen in Behältern. Das System und das Verfahren umfasst Mittel zum Überwachen und Steuern der Konzentration von Kohlendioxid ebenso wie Mittel zum Überwachen und Steuern der Konzentration von Sauerstoff. Als solches erreicht das System, dass die Konzentrationen von Kohlendioxid und Sauerstoff auf einem erwünschten Zielwert gehalten werden. Eine Wascheinrichtung, die von einer Aufspüreinrichtung dynamisch gesteuert wird, wird zum Entfernen von Kohlendioxid aus der Atmosphäre verwendet.
Die EP 0 136 042 bezieht sich ebenso auf ein System und ein Verfahren zum Steuern der Atmosphäre von atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnissen in Containern. Das System und das Verfahren umfassen Mittel zum Überwachen und Steuern der Konzentration von Kohlendioxid ebenso wie Mittel zum Überwachen und Steuern der Konzentration von Sauerstoff. Als solches erreicht das System, dass die Konzentrationen von Kohlendioxid und Sauerstoff auf einem erwünschten Zielwert gehalten werden. Eine Wascheinrichtung, die von einem steuernden System dynamisch gesteuert wird, wird zum Entfernen von Kohlendioxid aus der Atmosphäre eingesetzt.
Die EP 0 353 021 bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Steuern der Atmosphäre von atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnissen in Containern. Das System und das Verfahren umfassen Mittel zum Überwachen der Konzentration von Kohlendioxid und Mittel zum Überwachen und Steuern der Konzentration von Sauerstoff. Das Kontrollieren der Konzentrationen wird durch Durchspülung mit einem sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Gas gesteuert, ohne die Verwendung von Mitteln zur Entfernung von Kohlendioxid.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer, enthaltend atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse, bereitgestellt, wobei die Kammer Einlassmittel aufweist, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, und Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Überwachen der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer;
(b) in Folge der Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, Öffnen des Einlassmittels, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, so dass die Menge des Sauerstoffs in der Kammer ansteigt; und
(c) ohne aktive Überwachung und Steuerung des Kohlendioxidlevels, Entfernen von Kohlendioxid aus der Kammeratmosphäre im Wesentlichen in einer vorgegebenen Rate, wobei die vorgegebene Rate ausgewählt wurde, so dass die Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Verfahren vor, dass das Einlassmittel für eine Zeit geöffnet ist, die zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert näherungsweise proportional ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Verfahren vor, dass die vorgegebene Rate zur Entfernung von Kohlendioxid aus einer Formel zu berechnen ist, die aus einem mathematischen Modell der Proportionen der Kammeratmosphäre abgeleitet ist, die dem Erfordernis unterliegt, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer im Wesentlichen auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Die vorgegebene Rate der Entfernung von Kohlendioxid wird in bevorzugter Weise aus einer Formel berechnet, die ein Ergebnis produziert, welches im Wesentlichen gleich ist zu dem Ergebnis, dass durch eine Berechnung im Einklang mit der folgenden Formel produziert wird:
wobei
die Rate der Entfernung von Kohlendioxid ist:
der Sauerstoffzielwert ist, ausgedrückt als Verhältnis;
die erwünschte Konzentration von Kohlendioxid innerhalb der Kammer ist, ausgedrückt als ein Verhältnis;
die Rate der Atmung ist; und
die Rate der Erzeugung von Kohlendioxid durch die Atmung ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Verfahren vor, dass zumindest ein Teil der Entfernung von Kohlendioxid bewirkt wird, indem eine Menge von Kohlendioxid absorbierendem Material mit der Kammeratmosphäre in Kontakt gebracht wird. Das Kohlendioxid absorbierende Material ist in bevorzugter Weise in zumindest einem Kohlendioxid durchlässigen Behälter enthalten, wie z.B. einem Kohlendioxid durchlässigen Beutel. In bevorzugter Weise ist der zumindest eine Kohlendioxid durchlässige Behälter so ausgewählt, dass die Rate des Durchlasses von Kohlendioxid in den zumindest einen Kohlendioxid durchlässigen Behälter im Wesentlichen gleich zu der vorgegebenen Rate der Entfernung von Kohlendioxid ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer, enthaltend atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse, bereitgestellt, wobei die Kammer Einlassmittel aufweist, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, und Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Überwachen der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer;
(b) in Folge der Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, Öffnen des Einlassmittels, um die Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, so dass die Menge an Sauerstoff in der Kammer ansteigt, wobei das Einlassmittel für eine bestimmte Zeit geöffnet ist, die zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert näherungsweise proportional ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Umwandeln eines Behälters in eine Kammer mit eingestellter Atmosphäre zum Aufnehmen von atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnissen bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Ausbilden einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer in dem Behälter, optional umfassend das Installieren eines Dichtungsmittels, um die im Wesentlichen abgedichtete Kammer in dem Behälter auszubilden;
(b) Installieren eines Einlassmittels, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen;
(c) Installieren eines Auslassmittels, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen;
(d) Installieren einer Steuereinrichtung mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor und einem Steuermittel, das auf den Sauerstoffkonzentrationssensor anspricht, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, um das Einlassmittel zu öffnen, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, in Folge dessen, dass der Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist; und
(e) Installieren eines Mittels zum Entfernen von Kohlendioxid, das eingerichtet ist, um Kohlendioxid aus der Kammeratmosphäre im Wesentlichen in einer vorgegebenen Rate zu entfernen, wobei die Konzentration von Kohlendioxid innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigen wird, wenn die Kammer atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse enthält.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Verfahren vor, dass das Einlassmittel für eine bestimmte Zeit geöffnet ist, die zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert näherungsweise proportional ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter bereitgestellt, der im Einklang mit den Verfahren zum Umwandeln eines Behälters in eine Kammer mit eingestellter Atmosphäre, die hierin beschrieben werden, in eine Kammer mit eingestellter Atmosphäre umgewandelt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer Kammer bereitgestellt, umfassend:

(a) Dichtungsmittel, um die Kammer im Wesentlichen abzudichten;
(b) Einlassmittel, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen;
(c) Auslassmittel um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen; und
(d) eine Steuereinrichtung mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor und einem Steuermittel, das auf den Sauerstoffkonzentrationssensor anspricht, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, um das Einlassmittel zu öffnen, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, in Folge dessen, dass der Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um das Einlassmittel für eine bestimmte Zeit offen zu halten, die zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert näherungsweise proportional ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer Kammer bereitgestellt, umfassend:

(a) Dichtungsmittel, um die Kammer im Wesentlichen abzudichten;
(b) Einlassmittel, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen;
(c) Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen;
(d) ein Steuergerät mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor und einem Steuermittel, das auf den Sauerstoffkonzentrationssensor anspricht, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, um das Einlassmittel zu öffnen, um die Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, in Folge dessen, dass der Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist; und
(e) ein Mittel zur Reduzierung von Kohlendioxid, das eingerichtet ist, um Kohlendioxid aus der Kammeratmosphäre im Wesentlichen in einer vorgegebenen Rate zu entfernen, so dass bei der Anwendung die Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigt, wenn die Kammer verderbliche landwirtschaftliche Erzeugnisse enthält.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet, das Einlassmittel für eine Zeit geöffnet zu halten, die zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert näherungsweise proportional ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer Kammer bereitgestellt, umfassend:

(a) Dichtungsmittel, um die Kammer im Wesentlichen abzudichten;
(b) Einlassmittel, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen;
(c) Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen; und
(d) ein Steuergerät mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor und einem Steuermittel, das auf den Sauerstoffkonzentrationssensor anspricht, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, um das Einlassmittel zu öffnen, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, in Folge dessen, dass der Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist;

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer, enthaltend die verderblichen landwirtschaftlichen Erzeugnisse, bereitgestellt, wobei die Kammer Einlassmittel aufweist, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, und Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Überwachen der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer;
(b) in Folge der Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einem vorgegebenen Wert gefallen ist, Öffnen des Einlassmittels, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, so dass die Menge an Sauerstoff in der Kammer ansteigt;
(c) Öffnen des Auslassmittels, um den Druck innerhalb der Kammer im Wesentlichen auf Umgebungsdruck zu halten; und
(d) Auswählen eines Sauerstoffzielwerts, so dass die Schritte (a), (b) und (c) dazu führen, dass die Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, sieht das Verfahren vor, dass der Sauerstoffzielwert aus einer Formel berechnet wird, die aus einem mathematischen Modell der Proportionen der Kammeratmosphäre abgeleitet ist, die dem Erfordernis unterliegt, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer im Wesentlichen auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Der Sauerstoffzielwert wird in bevorzugter Weise aus einer Formel berechnet, die ein Ergebnis hervorbringt, welches im Wesentlichen gleich ist zu dem Ergebnis, das durch Berechnung im Einklang mit der folgenden Formel erzeugt wird:
wobei
der Sauerstoffzielwert ist, ausgedrückt als Verhältnis;
die erwünschte Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammer ist, ausgedrückt als Verhältnis; und RQ der Atmungsquotient ist.
Eine Kammer im Einklang mit der vorliegenden Erfindung kann in jeder Form eines Behälters bereitgestellt werden.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Kammern, die innerhalb eines Behälters in der Form eines Frachtcontainers ausgebildet sind. Während es zweckmäßig ist, hiernach die Erfindung in Bezug auf diese beispielhafte Anwendung zu beschreiben, versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung in gleicher Weise anwendbar ist auf Kammern, die durch oder in anderen Formen von Behältern bereitgestellt werden, umfassend Kühlhäuser, gekühlte Transporter, Schienenfahrzeuge und andere Speicheranlagen.
Die vorliegende Erfindung stellt in entsprechender Art und Weise in einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer Kammer bereit. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren den Schritt des Vorausberechnens des Kohlendioxidlevels in der Kammer, wenn der Sauerstoffzielwert in der Kammer ermittelt wurde. Auf diese Art und Weise kann der Kohlendioxidlevel in der Kammer eingestellt werden.
Es wurde in überraschender Weise herausgefunden, dass der Kohlendioxidlevel in der Kammer durch Veränderung des Zielwerts des Sauerstoffs in der Kammer eingestellt werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Sauerstofflevel in der Kammer über dem Sauerstoffzielwert festgelegt werden, nach dem Durchfluten der Kammer mit einem Reinigungsgas, in Folge dessen sich der Sauerstofflevel auf den Zielwert verringert als Folge des Verbrauchs des Sauerstoffs durch die atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnisse, was zu einem proportionalen Anstieg des Kohlendioxidlevels in der Kammer führt.
Ein signifikanter Vorteil der Erfindung ist, dass die Kohlendioxidlevels in der Kammer aus der Ferne, vor dem Transport der landwirtschaftlichen Erzeugnisse genau vorausberechnet werden können, d.h., die Erfindung erfordert keine aktive Überwachung und Steuerung der Kohlendioxidlevels während die landwirtschaftlichen Erzeugnisse trans portiert werden. Dies vermeidet das Erfordernis einer komplexen Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung von Kohlendioxid, weil eine Vorausberechnung des Kohlendioxidlevels ausgeführt werden kann, bevor die landwirtschaftlichen Erzeugnisse in der Kammer angeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem anderen gesonderten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum unabhängigen Einstellen der Kohlendioxidlevels in einer Kammer bereit, wobei das Verfahren den Schritt des Anordnens eines Kohlendioxid absorbierenden Materials in der Kammer umfasst, wobei das Kohlendioxid in das Material absorbiert wird, so dass der Level des Kohlendioxids in der Kammer einen erwünschten Gleichgewichtspunkt erreicht. Dieser Aspekt der Erfindung begründet sich auf der Basis, dass, wenn die Rate der Erzeugung von Kohlendioxid in der Kammer durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse abgeschätzt wird, durch Hinzufügen der erforderlichen Menge von Kohlendioxid absorbierendem Material in die Kammer ein vorgegebenes Gleichgewicht erreicht werden kann. Damit kann eine unabhängige Einstellung des Kohlendioxidlevels in der Kammer erreicht werden.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem anderen gesonderten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer, enthaltend atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse, bereit, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Durchfluten der Kammer mit einem Reinigungsgas mit einer geringen Sauerstoffkonzentration oder ohne Sauerstoff;
(b) im Wesentlichen Abdichten der Kammer entweder vor oder nach dem Schritt (a);
(c) Einstellen des Sauerstofflevels in der Kammer auf einen Level oberhalb eines erwünschten Sauerstoffzielwerts;
(d) Zulassen, dass sich der Sauerstofflevel in der Kammer ungefähr auf den Sauerstoffzielwert verringert, in Folge dessen, dass Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse verbraucht wird und in Kohlendioxid umgewandelt wird;
(e) Entfernen der Kammeratmosphäre aus der Kammer; und
(f) Wiederholen der Schritte (c), (d) und (e) wie erforderlich, wenn der Sauerstofflevel unter den Sauerstoffzielwert fällt, um den Sauerstofflevel im Bereich des Sauerstoffzielwerts zu halten.

Vor dem Schritt (c) kann das Verfahren ebenso den Schritt des Anordnens eines Kohlendioxid absorbierenden Materials in der Kammer umfassen, um die Differenz zwischen einem vorausberechneten Level des Kohlendioxids in der Kammer basierend auf der Rate des Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse und einem erwünschten Kohlendioxidlevel zu absorbieren, so dass die Kohlendioxidkonzentration in der Kammer den besagten erwünschten Level im Wesentlichen nicht übersteigt.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem anderen gesonderten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Einstellen des Levels des Kohlendioxids in einer Kammer, enthaltend atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse, bereit, wobei das Verfahren den Schritt des Anordnens eines Kohlendioxid absorbierenden Materials in der Kammer umfasst, um die Differenz zwischen einem vorausberechneten Level des Kohlendioxids in der Kammer basierend auf der Rate des Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse und einem erwünschten Kohlendioxidlevel zu absorbieren, so dass die Kohlendioxidkonzentration in der Kammer den besagten erwünschten Level im Wesentlichen nicht übersteigt.
Eine Vorrichtung zur Einstellung der Atmosphäre, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, umfasst ein Dichtungsmittel, Einlassmittel, Auslassmittel und ein Steuergerät.
Ein Dichtungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt, um die Kammer im Wesentlichen abzudichten, d.h. ein innerhalb des Behälters verfügbares Volumen zum Unterbringen der landwirtschaftlichen Erzeugnisse in einer eingestellten Atmosphäre.
Dort, wo die Kammer gemäß der vorliegenden Erfindung atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse enthält, ist die Kammer in bevorzugter Weise in einem ausreichenden Ausmaß abgedichtet, so dass die Rate des Verbrauchs des Sauerstoffs durch die atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnisse innerhalb der Kammer die Rate des Eindringens von Sauerstoff in die Kammer übersteigt.
Es wurde als nützlich befunden, Tests bei potentiellen Containern durchzuführen, um die Leckagerate herauszufinden, um zu bestimmen, ob sie im Einklang mit der vorliegenden Erfindung unmittelbar eingesetzt werden können oder ob sie verworfen oder repariert werden sollten. Die gegenwärtig bevorzuge Testmethode für den Einsatz in Bezug auf (leere) Frachtcontainer ist es: zuerst den Container mit Dichtungsmitteln gemäß der vorliegenden Erfindung abzudichten (wie nachstehend zu erörtern ist). Auf die Abdichtung folgend, wird Luft durch einen geeigneten Einsatz in einem Belüftungsventil in dem Container in einer regulierten Flussrate in den Container eingepumpt. An einem anderen Belüftungsventil wird eine Druckmessstelle bereitgestellt, um den Druck innerhalb des Containers zu messen.
Die bevorzugte Testmethode nutzt das Prinzip, dass bei konstantem Druck innerhalb des Containers die Flussrate in den Container gleich der Flussrate aus dem Container (durch die verschiedenen Leckagepfade) sein muss. In entsprechender Art und Weise wird die Flussrate der in den Container hineingepumpten Luft eingestellt, bis der Druck konstant auf einem speziellen Zieldruck bleibt, in bevorzugter Weise 50 Pascal über dem atmosphärischen Druck. Im Falle eines 20 Fuß langen standardisierten und gekühlten Frachtcontainers, und bei diesem Druck, stellt ein Container mit einer Leckagerate von nicht mehr als ungefähr 10 bis 12 Liter pro Minute in üblicher Weise einen für die Verwendung im Einklang mit der vorliegenden Erfindung geeigneten Container dar, ohne jedes Bedürfnis für eine Ausbesserung. Im Falle eines 40 Fuß langen standardisierten und gekühlten Frachtcontainers, und bei dem besagten Druck, stellt ein Container mit einer Leckagerate von nicht mehr als ungefähr 25 Liter pro Minute in üblicher Weise einen für die Verwendung im Einklang mit der vorliegenden Erfindung geeigneten Container dar, ohne jedes Bedürfnis für Ausbesserung. Für Fachleute versteht es sich von selbst, dass das geeignete Maß der Luftdichtigkeit für einen Container davon abhängt, ob die darin zu lagernden landwirtschaftlichen Erzeugnisse eine hohe oder geringe Atmungsrate aufweisen, und dass die genannten Zahlen nur als Richtwert dienen.
Das Dichtungsmittel kann als Feuchtigkeitsbarriere wirken. Das Dichtungsmittel kann ebenso als Barriere für den Durchgang von Gas in die oder aus der Kammer dienen. Die Kammer kann im Wesentlichen das gesamte innere Volumen des Behälters oder ein verringertes Volumen innerhalb der Kammer umfassen.
Die Stelle des Zugangs in eine Kammer ist anfällig für eine Leckage. Die Stelle des Zugangs in eine Kammer ist in üblicher Weise in der Gestalt von einer oder mehreren Türen ausgebildet. Insbesondere wurde herausgefunden, dass für Frachtcontainer die Dichtungen der Türen des Containers im Allgemeinen die Quelle der meisten Leckage darstellen. In Folge dessen kann das im Einklang mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Dichtungsmittel ein Türdichtungsmittel umfassen.
Das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Dichtungsmittel kann ebenso einen Vorhang umfassen. Der Vorhang kann eine für Flüssigkeiten im Wesentlichen undurchdringliche Schicht aufweisen. Der Vorhang kann ein offenes Ende eines Behälters im Wesentlichen abdichten, um die Kammer zu bilden. Der Vorhang kann die Kammer gegenüber Leckagepfaden in dem Behälter abdichten, die sich außerhalb der Kammer befinden. Im Speziellen kann der Vorhang die Kammer gegenüber sämtlichen Leckagepfaden in den Türdichtungen des Behälters abdichten, indem er zwischen der Kammer und einer Tür des Behälters angeordnet wird.
Ein Vorhang kann ebenso an den inneren und bzw. oder den äußeren Wänden des Behälters durch jedes geeignete Mittel angebracht sein. Dabei können Klebstoffe, umfassend Klebebänder oder Kleister, verwendet werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Vorhang für die Verwendung im Zusammenhang mit einem Behälter, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist, wie ein Stahlfrachtcontainer, bereitgestellt. Der Vorhang ist mit zahlreichen Dauermagneten angrenzend an seinen Umfang ausgebildet, um den Vorhang an dem Behälter zu befestigen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel für die Verwendung im Zusammenhang mit einem Stahlfrachtcontainer wird der Vorhang in dem Container durch Anbringen der Magnete an den äußeren Wänden des Containers installiert, wenn die Türen geöffnet sind. Wenn der Container einmal in geeigneter Weise angeordnet ist, werden die Türen des Containers verschlossen, um den Vorhang gegenüber dem Container im Wesentlichen abzudichten.
Ein Vorhang gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in bevorzugter Weise in der Nähe der Tür des Behälters angeordnet, um das Volumen der Kammer zu maximieren. Der Vorhang ist in bevorzugter Weise näherungsweise koplanar mit der Tür des Behälters, wenn der Vorhang sich in einem im Wesentlichen unverformten Zustand befindet, wenn der gleiche Druck auf beiden Seiten des Vorhangs vorliegt.
Gekühlte Frachtcontainer (gelegentlich bekannt als Kühlcontainer) sind in gewöhnlicher Weise von einem standardisierten Konstruktionsstil. Solche Container umfassen in üblicher Weise einen Zwischenboden. Die landwirtschaftlichen Erzeugnisse sind auf dem Zwischenboden angeordnet, welcher von der äußeren Wand des Containers beabstandet ist, um den Luftstrom innerhalb des Containers zu erleichtern. Der Zwischenboden endet in üblicher Weise in einem kurzen Abstand von dem Ende des Containers, um den Luftstrom an den Enden der innerhalb des Containers gespeicherten Ladung zu erleichtern.
Der Vorhang ist in bevorzugter Weise innerhalb des Raums zwischen der Containertür und dem Beginn des Zwischenbodens angeordnet.
In dieser Anordnung ist die Kammer in entsprechender Art und Weise von den Containerwänden und dem Vorhang begrenzt, wobei der Raum zwischen dem Vorhang und der Containertür sich außerhalb der Kammer befindet.
Das im Einklang mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Dichtungsmittel kann ebenso eine Abdeckung für jeden Belüftungszugang in dem Frachtcontainer oder einem anderen Behälter umfassen. Die Abdeckung kann eine Schicht aus flexiblem Material wie eine ausgedehnte Gummischicht umfassen. Die Schicht kann im Ausgangszustand zu groß bemessen sein und nachfolgend am Einsatzort zurechtgestutzt werden, um eine Abdeckung auszubilden, die auf das Profil des Belüftungszugangs abgestimmt ist, um diesen abzudichten. Die Abdeckung kann durch jedes Mittel über dem Belüftungszugang installiert werden. In bevorzugter Weise wird die Abdeckung an dem Zugang und bzw. oder der Wand, die den Zugang unmittelbar umgibt, mit Klebeband und bzw. oder Kleister befestigt. Dort, wo ein Zugang eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, können eine oder mehrere Abdeckungen verwendet werden, um den Zugang abzudichten.
Die Abdeckung ist im Wesentlichen undurchlässig. Die Abdeckung kann eine oder mehrere Schichten umfassen, die im Wesentlichen nicht undurchlässig sind. In diesem Fall kann die Abdeckung eine im Wesentlichen undurchlässige Schicht wie eine Klebstoff schicht umfassen, um die Abdeckung an dem Zugang und bzw. oder an der den Zugang unmittelbar umgebenden Wand anzukleben. Die im Wesentlichen undurchlässige Klebstoffschicht wird in bevorzugter Weise so aufgetragen, um das durchlässige Material im Wesentlichen abzudecken. Auf diese Art und Weise wird die Abdeckung im Wesentlichen undurchlässig ausgeführt.
Die Einlass- und Auslassmittel, die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, können betätigbar sein, um jeweils den Zulauf von Umgebungsatmosphäre in die Kammer und den Ablauf der Kammeratmosphäre aus der Kammer zu erleichtern.
Die Einlass- und Auslassmittel können jeweils ein oder mehrere Ventile umfassen, die betätigbar sind, um in einer geöffneten Stellung die Kommunikation zwischen der Kammeratmosphäre innerhalb der Kammer und der Umgebungsatmosphäre, welche die Kammer umgibt, zu bewerkstelligen. Jedes Ventil kann in eine geschlossene Position betätigbar sein, um eine solche Kommunikation im Wesentlichen einzuschränken.
Das Einlassmittel und das Auslassmittel können jeweils in irgendeinem Randbereich der Kammer angeordnet sen.
In einer typischen Anordnung ist das Auslassmittel angrenzend an ein Schaufelrad angeordnet, das in der Kammer bereitgestellt wird, um Luft innerhalb der Kammer in Umlauf zu bringen. In bevorzugter Weise ist das Auslassmittel in einem Belüftungszugang in der Nähe des Schaufelrades montiert. Im Falle eines standardisierten und gekühlten Frachtcontainers mit einem Schaufelrad an einem Ende des Containers, ist das Auslassmittel in bevorzugter Weise in dem Belüftungszugang montiert, der in üblicher Weise angrenzend an das Schaufelrad angeordnet ist.
Das Auslassmittel ist in bevorzugter Weise auf der Hochdruckseite des Schaufelrades angeordnet, so dass, wenn der Auslass geöffnet ist, die Kammeratmosphäre aus der Kammer herausgedrängt wird.
Das Einlassmittel ist in bevorzugter Weise von dem Auslassmittel beabstandet. In bevorzugter Weise ist die Anordnung des Einlassmittels und des Auslassmittels so, um den freien Fluss der Atmosphäre zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Kammer zu erleichtern. Besonders bevorzugt sind die Einlass- und Auslassmittel relativ zueinander derart angeordnet, um die Querflussbelüftung zu erleichtern, wenn jedes sich in der geöffneten Stellung befindet.
Besonders bevorzugt sind die Einlass- und Auslassmittel an jedem Ende der Kammer angeordnet. Das Einlassmittel kann in einem Vorhang gemäß der vorliegenden Erfindung montiert sein. In diesem Fall umfasst die Installation des Vorhangs ebenso die Installation des Einlassmittels. Das Einlassmittel und das Auslassmittel können jeweils eine Vielzahl von Ventilen umfassen. Solche Ventile können beabstandet voneinander in Positionen angeordnet sein, welche den gewünschten Luftstrom erleichtern.
Die Ventile, umfassend die Einlass- und Auslassmittel, können in Antwort auf ein Signal von dem Steuergerät betätigbar sein. Jedes Ventil kann durch Kabel oder andere Mittel zum Fördern eines Signals von dem Steuergerät zu dem Ventil an das Steuergerät angeschlossen sein.
Jedes Ventil, das gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, kann magnetisch zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung betätigbar sein. Ein Solenoid wird in bevorzugter Weise bereitgestellt, um ein magnetisches Feld in Antwort auf das Anlegen eines Gleichstroms bereitzustellen, wobei das Ventil in Abhängigkeit von der Richtung des Stroms in Richtung einer geöffneten oder einer geschlossenen Stellung gedrängt wird.
Ventile, umfassend die Einlass- und Auslassmittel gemäß der vorliegenden Erfindung, sind in bevorzugter Weise elektromagnetisch betätigbare Ventile mit einem Solenoid, so dass sie durch Anlegen eines elektrischen Gleichstroms auf das Solenoid aus einer geschlossenen Position geöffnet und aus einer geöffneten Position geschlossen werden können, wobei das besagte eine Ventil oder die besagten mehreren Ventile in der Abwesenheit des Anlegens des besagten elektrischen Gleichstroms entweder in der geöffneten Position oder in der geschlossenen Position gehalten werden.
Ventile gemäß der vorliegenden Erfindung können durch Anlegen eines Pulses von elektrischem Gleichstrom an das Solenoid in bevorzugter Weise sowohl aus einer geschlossenen Position geöffnet werden und aus einer geöffneten Position geschlossen werden. In bevorzugter Weise sind die Ventile dazu eingerichtet, um in der Abwesenheit eines elektrischen Stroms in dem Solenoid durch magnetische Kräfte in der geschlossenen Position oder der geöffneten Position gehalten zu werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventil, enthaltend die Einlass- oder Auslassmittel gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Bohrung, ein innerhalb der Bohrung bewegbares Element, zumindest eine dem Element zugeordnete Dichtungsfläche, zumindest eine Öffnung, durch welche ein Fluid hindurchströmen kann, um durch das Ventil zu laufen, einen Solenoid, der dazu eingerichtet ist, um in Antwort auf das Anlegen eines elektrischen Gleichstroms ein magnetisches Feld in der Bohrung zu erzeugen, wobei das Element dazu eingerichtet ist, sich in Bezug auf die Bohrung in Antwort auf das besagte magnetische Feld zwischen einer geöffneten Ventilstellung, in welcher ein Fluid durch die besagte zumindest eine Öffnung hindurchläuft, und einer geschlossenen Ventilstellung, in welcher die besagte zumindest eine Dichtungsfläche das Fluid daran hindert, durch die besagte zumindest eine Öffnung hindurchzulaufen, zu bewegen. In bevorzugter Weise ist das Element innerhalb der Bohrung gleitfähig. In bevorzugter Weise trägt das gleitfähige Element zumindest eine Abdeckung, die dazu eingerichtet ist, die besagte zumindest eine Öffnung abzudecken, um zu verhindern, dass Fluid durch die besagte zumindest eine Öffnung hindurchläuft.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventil, enthaltend die Einlass- oder Auslassmittel gemäß der vorliegenden Erfindung, zumindest eine Öffnung, durch welche ein Fluid hindurchströmen kann, um durch das Ventil zu laufen, ein Solenoid, um ein magnetisches Feld in Antwort auf das Anlegen eines elektrischen Gleichstroms zu erzeugen und eine Klappe, welche dazu eingerichtet ist, sich in Antwort auf das besagte magnetische Feld zwischen einer geöffneten Ventilstellung, in welcher das Fluid durch das Ventil durch die besagte zumindest eine Öffnung hindurchlaufen kann, und einer geschlossenen Ventilstellung, in welcher die Klappe das Fluid daran hindert, durch das Ventil durch die besagte zumindest eine Öffnung zu strömen, zu bewegen.
In bevorzugter Weise ist das Solenoid zwischen der Klappe und einem von der Klappe getragenen Element angeordnet, wobei das Element und die Klappe jeweils einen Dau ermagneten aufweisen, der so angeordnet ist, dass, wenn ein elektrischer Gleichstrom durch das Ventil in einer Richtung hindurchgeleitet wird, das Solenoid den Magneten an dem Element anzieht und den Magneten an der Klappe abstößt, um die Klappe in eine offene Ventilstellung zu bewegen, und wenn ein elektrischer Gleichstrom in einer zu der besagten einen Richtung entgegengesetzten Richtung durch das Solenoid geleitet wird, das Solenoid den Magneten an dem Element abstößt und den Magneten an der Klappe anzieht, um die Klappe in eine geschlossene Ventilstellung zu bewegen.
In bevorzugter Weise ist ein Anker in dem Solenoid ausgebildet, und die Klappe kann in der Abwesenheit eines elektrischen Stroms in dem Solenoid durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker und dem Magneten in dem Element in der geöffneten Ventilstellung gehalten werden, und die Klappe kann in der Abwesenheit eines elektrischen Stroms in dem Solenoid durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker und dem Magneten an der Klappe in der geschlossenen Ventilstellung gehalten werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Ventil ein magnetisches Element, das in Antwort auf das Feld, das durch Hindurchleiten eines Gleichstroms durch ein die Bohrung umgebendes Solenoid erzeugt wird, entlang einer Bohrung bewegbar ist. Das Element kann innerhalb der Bohrung gefangen gehalten werden und zwischen Stellungen bewegbar sein, welche das Ventil öffnen und schließen.
Das magnetische Element kann jede geeignete Form annehmen. Das magnetische Element kann eine Kugel sein. Es kann aber auch ein entsprechender kreisförmiger Zylinder sein. Es kann ein prismatisches Element sein mit einem Querschnitt von jeder geeigneten Form. Andere Formen von magnetischen Elementen werden im Rahmen der Erfindung ins Auge gefasst.
In einem Ausführungsbeispiel dieses Prinzips ist das magnetische Element in der Gestalt einer Kugel. Das Ventil umfasst ein Loch, durch welches ein Fluid hindurchströmen muss, um das Ventil zu durchlaufen. Die Kugel dichtet das Ventil ab, indem sie sich an der Kante der Öffnung in abdichtender Art und Weise abstützt. In bevorzugter Weise ist die Öffnung eine Öffnung in einer Scheibe in dem Ventil. Der Durchmesser der Kugel ist größer als der Durchmesser des Loches.
In einem anderen Ausführungsbeispiel dieses Prinzips, ist das magnetische Element in der Gestalt eines Elementes ausgeführt, welches mit Bezug auf den Ventilkörper gleitfähig ist. In bevorzugter Weise ist das gleitfähige Element eine zylindrische Stange. Das gleitfähige Element trägt eine Abdeckung mit einer Dichtungsfläche. In bevorzugter Weise ist die Abdeckung ein Paneel mit einer ringförmigen Dichtungsfläche. Der Fluidpfad durch das Ventil, wenn das Ventil geöffnet ist, umfasst eine Öffnung oder mehrere Öffnungen. In bevorzugter Weise sind die Öffnungen Öffnungen in einer Scheibe in dem Ventil. Die Abdeckung dichtet das Ventil ab, indem sie sich in abdichtender Art und Weise an der Oberfläche um die Öffnungen abstützt. Wenn die Abdeckung ein Paneel mit einer ringförmigen Dichtungsfläche ist, wird das Ventil von der ringförmigen Dichtungsfläche, die sich in abdichtender Weise an der Oberfläche um die Öffnungen abstützt, geschlossen. Der äußere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche ist größer als der Durchmesser eines Kreises, welcher die Öffnung oder die Öffnungen umgibt. In bevorzugter Weise ist der innere Durchmesser der ringförmigen Dichtungsfläche ebenso größer als der Durchmesser eines Kreises, der die Öffnung oder die Öffnungen umgibt.
In einer anderen bevorzugten Form umfasst das Ventil eine Klappe, die unter der Anlegung eines magnetischen Feldes zwischen den geöffneten und geschlossenen Stellungen bewegbar ist. Die Klappe kann einen Magneten tragen. Die Klappe kann gelenkig in Bezug auf eine Basis festgelegt sein. Die Basis kann ein Solenoid oder eine Spule zum Erzeugen eines magnetischen Feldes tragen, um die Klappe und damit das Ventil in Antwort auf ein Signal von dem Steuergerät zu öffnen oder zu schließen.
Ein Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem Gehäuse ausgebildet sein. Jedes derartige Gehäuse muss einen ausreichenden Fluidfluss durch das Ventil zulassen, wenn das Ventil geöffnet ist. Das Gehäuse kann das Ventil auch nur teilweise umgeben. Das Gehäuse kann mit Öffnungen versehen sein. Im Speziellen kann ein Gehäuse Löcher enthalten. Solche Löcher können jede geeignete Form aufweisen. Sie können kreisförmig sein. Sie können aber auch Schlitze sein. Andere Formen von Öffnungen werden im Rahmen der Erfindung ins Auge gefasst.
In Fällen, in welchen ein Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein mit Öffnungen versehenes Gehäuse aufweist, sind die Öffnungen in bevorzugter Weise so angeordnet, dass jede relative Bewegung zwischen dem Ventil und dem Inhalt der Kammer oder einem anderen Teil der Kammer den Fluss des Fluides durch das Ventil nicht verhindert, wenn das Ventil geöffnet ist. Im Speziellen, in Fällen, in welchen ein Ventil mit einem mit Öffnungen versehenen Gehäuse an einem Vorhang gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist, sind die Öffnungen in bevorzugter Weise so angeordnet, dass die Öffnungen nicht versperrt werden, um sicherzustellen, dass der Fluss des Fluides nicht in einem bedeutenden Ausmaß eingeschränkt wird.
Beispielsweise in Fällen, in welchen ein Ventil mit einem Gehäuse in einem Vorhang befestigt wird, welcher näherungsweise koplanar zu der Tür des Behälters ist, wenn sich der Vorhang in einem im Wesentlichen unverformten Zustand befindet, umfasst das Gehäuse in bevorzugter Weise Öffnungen auf der Seite des Ventils eher als oder zusätzlich zu der Vorder- oder Rückseite des Ventils, so dass, wenn sich das Ventil bewegt, so dass die Vorder- oder Rückseite an der Tür oder einem anderen Objekt mit seiner Vorder- oder Rückseite anstößt, die Öffnungen dadurch nicht versperrt werden.
In Fällen, in welchen es einen Vorhang gemäß der vorliegenden Erfindung gibt, der flexibel ist, kann das Differenzial zwischen den Drücken der Atmosphären auf beiden Seiten des Vorhangs an unterschiedlichen Punkten auf dem Vorhang variieren. Diese Variation kann dazu führen, dass sich der Vorhang etwas unberechenbar bewegt. Um den Ausgleich des Druckdifferenzials über die Oberfläche des Vorhangs zu erleichtern, kann der Vorhang mit Einlassmitteln in der Gestalt von Ventilen, die voneinander beabstandet sind, ausgebildet sein. In einer typischen Anordnung kann ein Vorhang Einlassmittel in der Gestalt von einem Paar von Ventilen tragen. Ein Ventil kann in dem oberen Abschnitt und das andere in dem unteren Abschnitt des Vorhangs angeordnet sein.
Wie für Fachleute verständlich ist, können die oben beschriebenen bevorzugten Positionen der Auslassmittel und der Einlassmittel ausgetauscht werden, wobei das Auslassmittel in einem Vorhang gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet werden kann, und das Einlassmittel in der Nähe des Schaufelrades angeordnet werden kann. In dieser Konfiguration kommuniziert das Einlassmittel mit einer der Öffnungen des Belüftungszugangs, der in der Nähe des Schaufelrades angeordnet ist, das in der Kammer vorgesehen ist, um die Luft innerhalb der Kammer in Umlauf zu bringen. Ein solches Einlassmittel ist auf einer Niedrigdruckseite des Schaufelrades anzuordnen, so dass, wenn das Einlassmittel geöffnet ist, die Atmosphäre außerhalb der Kammer in die Kammer hineingedrückt wird. In dieser Anordnung kann das Auslassmittel in einem Vorhang gemäß der vorliegenden Erfindung montiert sein.
Ein Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sensormittel und ein Steuermittel. Das Sensormittel ist zum Messen der Konzentration des Sauerstoffs betätigbar. Das Sensormittel kann ebenso andere Variablen innerhalb der Kammer messen, beispielsweise die Feuchtigkeit. In bevorzugter Weise umfasst das Sensormittel ein Gerät zur Messung der Sauerstoffkonzentration, welches eine Ausgabe in der Gestalt eines elektrischen Signals bereitstellt, welches Information über den Sauerstoffkonzentrationslevel innerhalb der Kammer enthält. Ein solches elektrisches Signal kann ein Gleichstromsignal mit einer Spannung proportional zu der Sauerstoffkonzentration sein, oder das Signal kann den Sauerstoffkonzentrationslevel oder eine Anzahl die proportional ist, oder auf andere Weise in einem bekannten Verhältnis zu der Sauerstoffkonzentration steht, digital codieren. Andere Formen von Ausgaben werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso ins Auge gefasst.
Ein Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann Mittel zum Empfangen und Beantworten der Sensormittelausgabe enthalten. Eine solche Antwort kann das Aktivieren eines Ventils oder mehrerer Ventile oder anderer Geräte, die der Steuerung des Steuergeräts unterliegen, umfassen. Das Steuergerät kann durch direkte Drahtverkabelung oder andere Mittel zum Erleichtern der Aktivierung des einen Ventils oder der mehreren Ventile durch das Steuergerät operativ mit den Ventilen verbunden sein. Das Steuergerät kann Signale von dem Sensormittel in kontinuierlicher Weise empfangen oder kann die Signale in diskontinuierlicher Weise abfragen. In Fällen, in welchen die Signale in diskontinuierlicher Weise abgefragt werden, können die Abfrageintervalle gleich oder ungleich sein. Das Abfrageintervall kann dazu gebracht werden, dass es gemäß der Ausgabe des Sensormittels variiert oder es kann festgelegt sein.
Ein Modifikationsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst in bevorzugter Weise ein passives Mittel zur Reduktion der Konzentration von Kohlendioxid. in bevorzugter Weise umfasst das Reduktionsmittel eine vorgegebene Menge einer geeigneten Substanz zum Extrahieren von Kohlendioxid aus der Atmosphäre, wie Kalkhydrat, das in Kohlendioxid durchlässigen Beuteln gehalten wird. Ein solches Reduktionsmittel ist bereits im Stand der Technik bekannt. Die Menge der geeigneten Substanz, die innerhalb der Kammer anzuordnen ist, kann aus einer Kenntnis der Gesamtmenge des Kohlendioxids oberhalb der maximalen erträglichen Menge des Kohlendioxids innerhalb der Kammer, die wahrscheinlich in die Kammer eindringen wird und bzw. oder durch die At mung der landwirtschaftlichen Erzeugnisse erzeugt wird, berechnet werden. Diese maximale Menge kann aus einer Kenntnis der Temperatur, auf welcher die Kammer zu halten ist, der Zeit, über welche die Atmosphäre einzustellen ist, der Menge an landwirtschaftlichen Erzeugnissen, die innerhalb der Kammer aufzunehmen ist, und der Atmungsrate der innerhalb der Kammer aufzunehmen landwirtschaftlichen Erzeugnisse abgeschätzt werden. Das Mittel der Abschätzung wird nachstehend weiter erläutert.
Das Modifikationsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen Befeuchter, in bevorzugter Weise einen passiven Befeuchter umfassen. Ein passiver Befeuchter kann eine Schale zum Auffangen von Wasser, das von der Verdampfungsspule einer Kühleinheit innerhalb der Kammer herabtropft, enthalten. Der Befeuchter kann ein Dochtmittel zum Fördern des Wassers an eine Stelle in der Nähe des Schaufelrades, um die Luft innerhalb der Kammer in Umlauf zu bringen, enthalten, so dass die Feuchtigkeit in die Kammer eingeblasen werden kann, um die Feuchtigkeit davon zu erhöhen.
Nachdem die landwirtschaftlichen Erzeugnisse in eine Kammer, die mit der Vorrichtung zur Einstellung der Atmosphäre gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, eingegeben wurden, kann die Kammer mit einem Gas mit geringer Sauerstoffkonzentration oder einem Gas, das gar kein Sauerstoff enthält, durchströmt werden. Stickstoff kann als das Gas verwendet werden. Ein solcher Schritt der Durchströmung mit Gas kann ausgeführt werden, um die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer unter eine vorgegebene maximale Sauerstoffkonzentration zu verringern. Wenn der Sauerstoffgehalt dabei unter eine vorgegebene minimale Sauerstoffkonzentration verringert wird, kann das Steuergerät bewirken, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer erhöht wird. Wenn ein solcher Schritt zum Durchströmen mit einem Gas nicht ausgeführt werden würde, würde es eine beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen, bis die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer als Ergebnis eines Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse während der Atmung verringert werden kann.
Der Schritt des Durchströmens mit Gas kann ausgeführt werden, um die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer in einem Bereich innerhalb weniger Prozent des Sauerstoffzielwerts zu verringern. Wenn der Sauerstoffgehalt durch die Wirkung der atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnisse auf den Sauerstoffzielwert verringert wird, wurde beobachtet, dass es einen entsprechenden proportionalen Anstieg des Kohlendioxidlevels in der Kammer gibt.
Eine Vorausberechnung der erwünschten Eigenschaften der Absorptionseinheit, um die erwünschte Konzentration von Kohlendioxid entsprechend zu einem besonderen voreingestellten Sauerstofflevel in der Kammer zu erreichen, basiert unter anderen Dingen auf dem Gewicht der Fracht, der Temperatur in der Kammer, der Zeit, während welcher sich die Fracht auf Reise befindet, und dem Atmungsquotienten der landwirtschaftlichen Erzeugnisse.
Wenn die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer im Einsatz unter einen ersten vorgegebenen minimalen Wert fällt, bringt das Steuergerät das Einlassmittel und bzw. oder das Auslassmittel dazu, für eine erste vorgegebene Zeitdauer oder mehrere Zeitdauern zu öffnen (je nach dem, wie der Fall gelagert sein kann), um Luft, welche die Kammer umgibt, in die Kammer eindringen zu lassen und bzw. oder Atmosphäre innerhalb der Kammer aus der Kammer austreten zu lassen. Das Einströmen der Luft in die Kammer wird dabei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer erhöhen.
Das Einlassmittel und das Auslassmittel können simultan geöffnet sein. Sie können aber auch simultan geschlossen sein. Ebenso können sie zu unterschiedlichen Zeiten geöffnet sein. Gleichsam können sie auch zu unterschiedlichen Zeiten geschlossen sein. Die Option des Abstufens des Öffnens (oder des Schließens) des Einlassmittels in Bezug auf das Öffnen (oder das Schließen) des Auslassmittels, im Vergleich zum einfachen simultanen Öffnen und Schließen des Einlassmittels und des Auslassmittels, kann eine zusätzliche Steuerung über die Rate der Veränderung der Konzentrationen von Gasen innerhalb der Kammer ermöglichen.
Wenn, nachdem das Einlassmittel und bzw. oder das Auslassmittel geschlossen wurde, die Sauerstoffkonzentration, die von dem Sensormittel gemessen wurde, sich nicht auf zumindest einen zweiten vorgegebenen minimalen Wert erhöht hat, kann das Steuergerät das Einlassmittel und bzw. oder das Auslassmittel dazu bringen, für eine zweite vorgegebene Zeitdauer oder mehrere Zeitdauern (je nachdem, wie der Fall gelagert sein kann) auf einen geöffneten Zustand umzuschalten, um weiterhin Luft, welche die Kammer umgibt, in die Kammer eindringen zu lassen und bzw. oder Atmosphäre von innerhalb der Kammer aus der Kammer austreten zu lassen. Der zweite vorgegebene mini male Wert der Sauerstoffkonzentration kann gleich oder ungleich dem ersten vorgegebenen minimalen Wert der Sauerstoffkonzentration sein.
Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis sich die Sauerstoffkonzentration auf ein akzeptables Level erhöht hat.
Wenn, nachdem das Einlassmittel und bzw. oder das Auslassmittel geschlossen wurden, die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer, die von dem Sensormittel gemessen wurde, sich nicht bis auf zumindest den zweiten vorgegebenen minimalen Wert erhöht hat, kann das Steuergerät bestimmen, das Einlassmittel und bzw. oder das Auslassmittel nicht auf einen geöffneten Zustand umzuschalten, für irgendeinen zweiten oder irgendwelche nachfolgenden vorbestimmten Zeitdauern, um Zeit zu lassen, bis die Sauerstoffkonzentration, die von dem Sensormittel gemessen wird, aufgrund des Vermischens der Atmosphäre innerhalb der Kammer ansteigt.
In einem vorgegebenen Zyklus des Erhöhens der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer, in welchem das Einlass- und bzw. oder das Auslassmittel für ein zweites oder nachfolgendes vorgegebenes Zeitintervall oder Zeitintervalle geöffnet werden, können die verschiedenen vorgegebenen Zeitintervalle gleich oder ungleich sein. In bevorzugter Weise ist jede nachfolgende Öffnung des Einlass- und bzw. oder Auslassmittels innerhalb eines einzelnen Zyklus des Erhöhens der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer länger als die vorhergehende. Zum Beispiel ist das zweite vorgegebene Zeitintervall oder sind die zweiten vorgegebenen Zeitintervalle in bevorzugter Weise länger als das erste vorgegebene Zeitintervall oder die ersten vorgegebenen Zeitintervalle, wobei das bzw. die dritten länger als das zweite bzw. die zweiten ist bzw. sind usw.
In einem gegebenen Zyklus des Erhöhens der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer, wenn das Einlass- und bzw. oder das Auslassmittel für ein zweites oder nachfolgendes vorgegebenes Zeitintervall oder für zweite oder nachfolgende vorgegebene Zeitintervalle geöffnet werden, können die verschiedenen vorgegebenen Zeitintervalle von dem Steuergerät in Antwort auf die Messungen des Sensormittels eingestellt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Einlassmittel und Auslassmittel jeweils gemeinsam geöffnet und geschlossen, d.h. sie sind jeweils zu denselben Zeiten geöffnet und geschlossen.
In bevorzugter Weise ist die Länge der Zeit, für welche das Einlassmittel und das Auslassmittel geöffnet sind, näherungsweise proportional zu der Differenz zwischen der gemessenen Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffzielwert. Durch "näherungsweise proportional", meinen wir, dass die Dauer der Zeit, für welche das Einlassmittel geöffnet ist, klein sein sollte, wenn die Differenz klein ist, und groß sein sollte, wenn die Differenz groß ist. Eine wahre Proportionalität im Sinne eines linearen Verhältnisses zwischen der Differenz der Sauerstoffkonzentration und der Dauer der Zeit der Öffnung des Einlassmittels ist aber nicht erforderlich. (Diese Situation entsteht nur, wenn die gemessene Sauerstoffkonzentration geringer ist als der Sauerstoffzielwert, weil das Einlassmittel und das Auslassmittel geschlossen bleiben würden, wenn die gemessene Sauerstoffkonzentration den Sauerstoffzielwert übersteigt.)
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in weichem die Kammer gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb eines kühlbaren Frachtcontainers ausgebildet ist, wird die folgende Logik angewandt, um die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer zu steuern:

1. Eine Messung der Sauerstoffkonzentration in der Kammer findet alle 8 Minuten statt.
2. Wenn die Differenz zwischen der gemessenen Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffzielwert mehr als 0,9% beträgt, wird das Einlassmittel geöffnet, um Umgebungsluft in die Kammer eindringen zu lassen, um dabei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer zu erhöhen. (Zur Vermeidung von Unklarheiten ist der Referenzwert von "0,9%" in Einheiten der Sauerstoffkonzentration in der Kammer angegeben und stellt kein Verhältnis des Sauerstoffzielwerts dar.) Das Einlassmittel wird geschlossen, nachdem die gemessene Sauerstoffkonzentration den Sauerstoffzielwert übertroffen hat.
3. Wenn sich die gemessene Sauerstoffkonzentration in dem Bereich von 0 bis 0,9% geringer als der Sauerstoffzielwert befindet, wird das Einlassmittel geöffnet, um Umgebungsluft in die Kammer eindringen zu lassen, um dabei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer zu erhöhen. Das Einlassmittel wird nach einer Zeit geschlossen, die von der Sauerstoffkonzentration abhängt, die vor dem Öffnen des Einlassmittels gemessen wurde, wie folgt:

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die Verfahren gemäß der Erfindung die Ermittlung eines Atmungsquotienten von speziellen landwirtschaftlichen Erzeugnissen, die in der Kammer anzuordnen sind, d.h. die Menge an Sauerstoff, die sich durch die Atmung dieser landwirtschaftlichen Erzeugnisse in Kohlendioxid umwandelt. Der Atmungsquotient ist von den landwirtschaftlichen Erzeugnissen abhängig, wenngleich es im Allgemeinen beobachtet wurde, dass es ein direktes proportionales Verhältnis zwischen der Menge des von den landwirtschaftlichen Erzeugnissen verbrauchten Sauerstoffs gibt, die in Kohlendioxid umgewandelt wird. Damit wurde herausgefunden, dass die Erzeugung von Kohlendioxid innerhalb der Kammer von dem Sauerstofflevel innerhalb der Kammer abhängig ist. In einer abgedichteten Kammer, deren Volumen landwirtschaftliche Erzeugnisse und Luft enthält, wurde beobachtet, dass die landwirtschaftlichen Erzeugnisse Sauerstoff verbrauchen und dabei den Sauerstofflevel in der Kammer verringern. Als Folge des Verbrauchs des verfügbaren Sauerstoffs geben die landwirtschaftlichen Erzeugnisse eine zu dem verbrauchten Sauerstoff verhältnismäßige Menge von Kohlendioxid ab.
Im Wege des Beispiels ist es wohlbekannt, dass Umgebungsluft näherungsweise 21% Sauerstoff pro Volumen enthält. Falls ein Sauerstofflevel von 6% in einer Kammer ent haltend landwirtschaftliche Erzeugnisse und Umgebungsluft erforderlich ist, kann es im Einklang mit der vorliegenden Erfindung vorausberechnet werden, dass die Zusammensetzung der Atmosphäre in der Kammer als Folge des Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse über die Zeit näherungsweise 15% Kohlendioxid (ausgehend von einem Grundwert von näherungsweise Null) enthalten wird. In ähnlicher Weise, wenn ein Level von 3% Sauerstoff in der Kammer erforderlich ist, kann es vorausberechnet werden, dass die Zusammensetzung der Atmosphäre in der Kammer als eine Folge des Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse über die Zeit näherungsweise 18% Kohlendioxid (ausgehend von einem Grundwert von näherungsweise Null) enthalten wird.
Im Einklang mit dem Verfahren zum unabhängigen Einstellen des Kohlendioxidlevels, kann das Kohlendioxid absorbierende Material so bereitgestellt werden, um die Differenz zwischen dem vorausberechneten Level des zu erzeugenden Kohlendioxids und einem erwünschten Gleichgewichtspunkt, beispielsweise 10%, zu absorbieren. Eine Berechnung kann damit in einem Ausführungsbeispiel auf der Basis der bekannten Absorptionseigenschaften des Kohlendioxid absorbierenden Materials und dem erwünschten Maß der Absorption von Kohlendioxid durchgeführt werden, um eine Abschätzung der Menge des Materials zu erreichen, das erforderlich ist, um die Differenz zwischen dem vorausberechneten Level von Kohlendioxid und dem erwünschten Kohlendioxidgleichgewichtspunkt zu absorbieren.
Im Allgemeinen ist in der Kammer ein Kohlendioxidlevel im Bereich von ungefähr 0 bis 15% des Volumens der Kammer erwünscht. Der Vorteil davon, zumindest einen Anteil von Kohlendioxid in der Zusammensetzung der Kammeratmosphäre zu haben, ist, dass es dazu beiträgt, dass die landwirtschaftlichen Erzeugnisse ihre Farbe beibehalten, dass es die Entwicklung von Schimmel und Verwesung aufhält, und dass es zur Verzögerung der Reifung der landwirtschaftlichen Erzeugnisse beiträgt. Zu viel Kohlendioxid könnte jedoch eine Verschlechterung der Qualität der landwirtschaftlichen Erzeugnisse bewirken.
Im Einklang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn zum Beispiel ein Sauerstoffzielwert von 5% des Volumens in der Kammer erforderlich ist, wird der Sauerstofflevel im Ausgangszustand auf innerhalb ungefähr 3% oberhalb des Zielwerts verringert, in Folge dessen sich der Sauerstofflevel auf 5% verrin gert und der Kohlendioxidlevel auf näherungsweise 3% ansteigt (von einem Grundwert von näherungsweise Null). Der Sauerstofflevel kann auf dem Sauerstoffzielwert gehalten werden, indem man Luft in die Kammer eindringen lässt, wenn der Level unter den Zielwert fällt.
Naturgemäß werden die landwirtschaftlichen Erzeugnisse jedoch weiterhin Sauerstoff verbrauchen und damit wird Kohlendioxid auch weiterhin erzeugt werden. Die unabhängige Einstellung des Kohlendioxidlevels kann erreicht werden durch Anordnen eines Kohlendioxid absorbierenden Materials, wie einem oder mehreren Behältern von Kalkhydrat von vorgegebener Durchlässigkeit gegenüber Kohlendioxid in der Kammer, um die Differenz zwischen dem vorausberechneten Kohlendioxid in der Kammer (basierend auf einer vorausberechneten Rate des Verbrauchs von Sauerstoff durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse) und dem erwünschten Level zu absorbieren.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb der Kammer zur Aufnahme von atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnissen bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorausberechnen des Kohlendioxidlevels in der Kammer, wenn der Sauerstoffzielwert in der Kammer einmal ermittelt wurde, und unabhängiges Einstellen des Kohlendioxidlevels in der Kammer durch Ermitteln der Differenz zwischen dem vorausberechneten Level des Kohlendioxids in der Kammer und dem erwünschten Kohlendioxidgleichgewichtspunkt und Hinzufügen von einem oder mehreren Behältern von Kalkhydrat von vorgegebener Durchlässigkeit gegenüber Kohlendioxid zur Kammer, wobei Kohlendioxid in den Behältern absorbiert wird, so dass der erwünschte Gleichgewichtspunkt erreicht wird, wobei der Level des Kohlendioxids in der Kammer eingestellt wird.
Beim Beschreiben der Operation der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, zuerst ein Ausführungsbeispiel zu beschreiben, in welchem der Kohlendioxidlevel in der Kammer nicht modifiziert wird.
In Folge des Abdichtens der Kammer wird die Atmung der landwirtschaftlichen Erzeugnisse bewirken, dass sich die Sauerstoffkonzentration in der Kammer verringert und sich die Kohlendioxidkonzentration erhöht. Wenn die ursprüngliche Kammeratmosphäre Umgebungsatmosphäre ist, dann ist die ursprüngliche Kohlendioxidkonzentration in einer guten Annäherung gleich Null. Die molare Menge des durch die Atmung erzeugten Koh lendioxids ist, per Definition, das Produkt der Menge an verbrauchtem Sauerstoff und des Atmungsquotienten.
Das Einlassmittel und das Auslassmittel gemäß der vorliegenden Erfindung bleiben geschlossen bis der Sensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist (der in üblicher Weise innerhalb einer speziellen Marge oder Toleranz des Sauerstoffzielwerts festgelegt ist). Anhaltende Atmung der landwirtschaftlichen Erzeugnisse bewirkt, oder würde bewirken, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer unter den Zielwert fällt (oder unter einen Level innerhalb einer angemessenen Marge oder Toleranz des Zielwerts). Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt, dass sich die Einlassmittel und Auslassmittel für jeweilige vorgegebene Zeitintervalle öffnen (aber nicht notwendigerweise für dieselbe Zeit oder zur selben Zeit), um die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer zu erhöhen.
Der Zyklus des Öffnens des Einlassmittels und des Auslassmittels, wenn die Sauerstoffkonzentration unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, hält an, um die Sauerstoffkonzentration in der Kammer näherungsweise auf dem Sauerstoffzielwert zu halten.
Wenngleich der Zulauf zur und der Ablauf aus der Kammer, wie beschrieben, zu diskreten Zeitintervallen stattfinden, ist es nützlich, das Verfahren als kontinuierliches Verfahren zu simulieren, durch die Annahme, dass es eine konstante Rate von Luftzulauf, eine konstante Rate von Ablauf der Kammeratmosphäre und eine konstante Rate der Atmung innerhalb der Kammer gibt. Die fiktiven kontinuierlichen Flussraten können als Form von Durchschnittswerten der tatsächlichen, diskreten Flussraten betrachtet werden. Die Erfindung ist nicht dahingehend auszulegen, als dass sie in irgendeiner Weise auf einen theoretischen Modus der Handlung, der Simulation oder der Beschreibung beschränkt ist. Jedoch, wie man sehen wird, ist ein solches Modell beim Einstellen der Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammer nützlich.
In der Abwesenheit der Steuerung der Kohlendioxidkonzentration in der Kammer, wird die Kohlendioxidkonzentration in der Kammer einen Gleichgewichtszustand erreichen. Im Gleichgewichtszustand gleicht die Rate der Erzeugung von Kohlendioxid in der Kammer durch die Atmung die Rate des Kohlendioxids, das die Kammer durch das Aus lassmittel verlässt, aus. Beim Berechnen der Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand wird ein Modell mit den folgenden Annahmen verwendet:

1. Die Kammeratmosphäre, welche die Kammer durch das Auslassmittel verlässt, ist perfekt vermischt (d.h., es wird angenommen, dass die Verhältnisse der einzelnen Gase der Atmosphäre, welche die Kammer verlässt, gleich zu den Verhältnissen der einzelnen Gase innerhalb der Kammer ist).
2. Die Zusammensetzung der Luft, die durch das Einlassmittel in die Kammer eindringt, besteht aus 21% Sauerstoff und 79% Stickstoff.
3. Die Rate des Zulaufs an Stickstoff ist gleich der Rate des Ablaufs an Stickstoff.

Berechnungen im Einklang mit dem obigen Modell sind im Anhang zu dieser Beschreibung dargestellt.
Unter Verwendung eines Modells mit den obigen Annahmen, beträgt die Kohlendioxidkonzentration in der Kammeratmosphäre im Gleichgewichtszustand in der Abwesenheit einer Kohlendioxidmodifikation innerhalb der Kammer
näherungsweise RQ·(0,21 –
wobei
der Sauerstoffzielwert ist, und RQ der Atmungsquotient ist. (Der korrekte Ausdruck unter Verwendung des Modells ist
siehe Gleichung (9) im Anhang).
Wenn zum Beispiel die Sauerstoffkonzentration pro Volumen vom Umgebungslevel (d.h. 21%) auf einen Zielwert von beispielsweise 6% verringert ist, wird die Kohlendioxidkonzentration ausgehend von einem Grundwert von näherungsweise Null auf näherungsweise 15% ansteigen, in der Annahme eines einheitlichen Atmungsquotienten.
Wenn ein anfänglicher Schritt des Durchströmens mit Gas, wie hierin beschrieben wurde, eingesetzt wird, wird die Kohlendioxidkonzentration immer noch dieselbe Konzentration
im Gleichgewichtszustand erreichen, wie wenn kein ursprünglicher Schritt des Durchströmens mit Gas eingesetzt wird. In Folge dessen umfasst die vorliegende Erfin dung eine Methode zum Abschätzen der Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand, basierend nur auf dem Sauerstoffzielwert und dem Atmungsquotienten.
Unter Verwendung des vorangehenden numerischen Beispiels, wenn ein Sauerstoffzielwert von 6% eingesetzt wird, dann (unter Verwendung eines einheitlichen Atmungsquotienten) wird die Kohlendioxidkonzentration in der Kammer im äußersten Fall eine Konzentration von 15% im Gleichgewichtszustand erreichen, egal ob die ursprüngliche Kammeratmosphäre Umgebungsbedingungen aufweist, und egal ob oder ob nicht ein ursprünglicher Schritt der Durchströmung mit inertem Gas, wie oben beschrieben wurde, angewandt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand in der Kammer ohne jede Überwachung des Kohlendioxidlevels in der Kammer modifiziert werden. Aus der Gleichung (10) im Anhang, kann die Rate der Kohlendioxidabsorption berechnet werden. Wenn zum Beispiel ein Sauerstoffzielwert von 6% angewandt wird, wird die Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand in der Abwesenheit von Kohlendioxidabsorption näherungsweise 15% betragen, wie vorangehend ausgeführt wurde. Wenn es erwünscht ist eine Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand von 10% zu erhalten, dann wird auf Grundlage der Gleichungen (10) oder (12) die Rate der erforderlichen Kohlendioxidabsorption näherungsweise 0,39·
d.h. 0,39 mal die Rate der Atmungsrate der landwirtschaftlichen Erzeugnisse (unter der Annahme eines einheitlichen Atmungsquotienten) betragen.
Wenn die erforderliche Kohlendioxidabsorptionsrate
einmal bekannt ist, kann diese Information verwendet werden, um die Eigenschaften der Kohlendioxiddurchlässigkeit eines Behälters von Kohlendioxid absorbierendem Material, wie Beuteln von Kalk, zu berechnen.
Kommerzielle Folien von bekannter Durchlässigkeit gegenüber Kohlendioxid sind in üblicher Weise spezifiziert mit Bezug auf einen Durchlässigkeitskoeffizienten k_f, welche die Flussrate von Kohlendioxid durch die Folie (in üblicher Weise in Litern pro Minute) darstellt, pro Prozent von Kohlendioxid in der Atmosphäre, pro Flächeneinheit der Folie (in üblicher Weise in Quadratmetern). Daher, wenn die erforderliche Rate der Kohlendioxidabsorption in geeigneten Flußeinheiten ausgedrückt ist (bezeichnet als
(bei spielsweise Einheiten der Flussrate wie Liter pro Minute), wird das Produkt der Fläche der Folie und des Durchlässigkeitskoeffizienten gleich dem Quotienten der Kohlendioxidabsorptionsrate und der Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand sein. Das heißt,
Geeignete Kohlendioxid durchlässige Behälter können dann auf der Basis des Produkts kfA ausgewählt werden.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, kann die vorausberechnete Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand in der Kammer im Voraus festgelegt werden, so dass sie den erwünschten Level durch Verwendung eines Reduktionsmittels für die Kohlendioxidkonzentration (wie Kohlendioxid durchlässige Behälter, die mit Kohlendioxid absorbierendem Material gefüllt sind) erreicht.
Die Menge des Kohlendioxid absorbierenden Materials, die in den Kohlendioxid durchlässigen Behältern angeordnet wird, sollte ausreichend sein, um in der Lage zu sein, das gesamte Kohlendioxid, das in die Kohlendioxid durchlässigen Behälter eindringt, zu absorbieren, und muss dafür in ausreichender Menge vorhanden sein, um die abgeschätzte Lagerzeit der landwirtschaftlichen Erzeugnisse innerhalb der Kammer zu überdauern.
Für Fachleute ist es leicht verständlich, dass andere geeignete Formen des Modellierens der Verhältnisse der Kammeratmosphäre angewandt werden können, wobei solche Modelle als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallend betrachtet werden. Beispielsweise kann ein Modell einen Faktor der Leckage aus dem Container berücksichtigen. Ein Modell kann ebenso auf diskreten Zeitintervallen basieren, eher als die kontinuierliche Flussannäherung anzuwenden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Zeichnung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Seitenansicht eines standardisierten gekühlten Containers ist, der mit einer Vorrichtung zur Einstellung der Atmosphäre im Einklang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
2 eine Seitenansicht eines Ventils zur Verwendung an dem Maschinenende eines gekühlten Containers im Einklang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Vorderansicht des Ventils im Einklang mit 2 ist;
4 eine Rückansicht des Ventils im Einklang mit 2 ist;
5 eine Vorderansicht eines Ventils zur Verwendung in einem Vorhang im Einklang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 1 ist;
6 eine Rückansicht des Ventils im Einklang mit 4 ist; und
7 eine Seitenansicht des Ventils im Einklang mit 4 und 5 ist;
8 und 9 Seitenansichten eines Ventils zur Verwendung in einem Vorhang im Einklang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 1 ist; und
10 eine Vorderansicht einer Scheibe innerhalb des Ventils im Einklang mit 8 und 9 ist.
Kurze Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
1 zeigt einen Behälter in der Gestalt des gekühlten Containers 10, welcher die Kühleinheit 12 und Türen 14 umfasst.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst das Dichtmittel einen Vorhang 16. Der Vorhang umfasst in bevorzugter Weise eine undurchlässige Schicht und ist an den äußeren Wänden eines Containers 10 mit Klebeband (nicht gezeigt) angebracht, um die Kammer 11 zu bilden. Ein Modifikationsmittel 9, umfassend eine Menge an Kalkhydrat, das in Kohlendioxid durchlässigen Beuteln gehalten wird, ist innerhalb der Kammer 11 angeordnet.
Ein Dichtungsmittel (nicht gezeigt) in der Gestalt einer Abdeckung für einen Belüftungszugang 18 ist an dem Maschinenende des Containers 10 angeordnet. Die Abdeckung umfasst eine undurchlässige Plastikschicht, die mit Klebeband an der Wand des Containers 10 angeklebt ist. Die Abdeckung ist dazu eingerichtet, um den Belüftungszugang 18 abzudecken und damit abzudichten. Die Abdeckung ist mit dem Auslassmittel in der Gestalt eines Ventils 20 ausgebildet.
Das Ventil 20 ist auf der Hochdruckseite des Schaufelrades angeordnet, so dass, wenn das Ventil 20 geöffnet ist, die Kammeratmosphäre aus der Kammer hinausgedrängt wird.
Einlassmittel in der Gestalt von Ventilen 100 sind in dem Vorhang 16 angeordnet. Die Umgebungsatmosphäre kann in die Kammer 11 eindringen, wenn die Ventile 100 geöffnet sind.
Das Steuergerät 8 umfasst ein Sensormittel (nicht gezeigt) in der Gestalt eines Sauerstoffkonzentrationsmessgeräts. Das Sensormittel nimmt in bevorzugter Weise Messungen in gleichmäßig beabstandeten Intervallen, welche in Abhängigkeit von der Rate der Atmung (sofern es eine gibt) der landwirtschaftlichen Erzeugnisse in der Kammer 11 eingestellt werden können. Wenn die Sauerstoffkonzentration unter einen vorgegebenen Wert fällt (welcher in Abhängigkeit von der Rate der Atmung der landwirtschaftlichen Erzeugnisse in der Kammer, sofern es eine gibt, eingestellt werden kann), sendet das Steuergerät 8 über Drähte 17 oder andere Kommunikationsmittel ein Signal aus, um die Ventile 100 und 20 zu öffnen. Dies ermöglicht den Zulauf von Umgebungsatmosphäre in die Kammer 11 durch die Ventile 100 und den Ablauf der Kammeratmosphäre aus der Kammer 11 durch das Ventil 20.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das Ventil 20 ein Gehäuse 22 mit einer kreisförmig zylindrischen äußeren Fläche 23 und ein mit Öffnungen versehenes Endstück 24. Das Endstück 24 umfasst Öffnungen 25, wie in 3 gezeigt ist. Das Endstück 24 enthält einen mittleren, kreisförmigen zylindr ischen Ansatz 26, wie in 2 und in einem gepunkteten Umriss in 3 gezeigt ist. Der Ansatz 26 enthält einen Magneten 28.
Das Ventil 20 umfasst die Distanzringe 30 und 32.
Das Ventil 20 umfasst eine Spule 38, die mit Flanschen 40 und 42 und einer mittleren kreisförmigen Bohrung 44 ausgebildet ist. Ein Draht (nicht gezeigt) ist zwischen den Flanschen 40 und 42 um die Spule 38 gewickelt, um ein Solenoid auszubilden. In dem bevorzugten veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist eine ballförmige Kugel 60 in der Bohrung 44 der Spule 38 angeordnet. Die Kugel 60 kann durch einen geeigneten kreisförmig zylindrischen Stößel oder durch ein Element von einer geeigneten Form ersetzt werden.
In dem bevorzugten veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Kugel 60 magnetisch, d.h. sie wird von einem Magneten angezogen. Der Durchmesser der Kugel 60 ist größer als die Länge der Spule 38, gemessen von der äußeren Fläche des Flansches 40 bis zur äußeren Fläche des Flansches 42 entlang einer Linie parallel zu der Achse der Bohrung 44. Der Durchmesser der Bohrung 44 übertrifft den Durchmesser der Kugel 60.
Eine Dichtungsscheibe 34 ist vorgesehen, die eine mittlere kreisförmige Öffnung 36 aufweist, welche im Wesentlichen konzentrisch mit der Bohrung 44 ausgebildet ist. Der Durchmesser der Öffnung 36 ist geringer als der Durchmesser der Kugel 60.
Eine Abschlusskappe 50 ist vorgesehen, die sechs kreisförmige Öffnungen 52 und einen mittleren Ansatz 54 aufweist, welcher den Dauermagneten 56 aufnimmt.
Das Ventil 20 ist geschlossen, wenn die Kugel 60 derart angeordnet ist, um die Öffnung 36 in der Dichtungsscheibe 34 abzudichten, so dass kein Fluid durch die Bohrung 44 hindurchdringen kann. In dem bevorzugten veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird das Ventil durch die Einwirkung des Magneten 28, der die Kugel 60 in der geschlossenen Position hält, geschlossen gehalten. Für Fachleute versteht es sich von selbst, dass ebenfalls andere Mittel zum Zurückhalten der Kugel 60 eingesetzt werden können.
Wenn das Ventil 20 geöffnet werden soll, kann ein Gleichstrom in bevorzugter Weise in der Gestalt eines Pulses an das Solenoid (nicht gezeigt), das um die Bohrung 44 herumgewickelt ist, angelegt werden, wobei die magnetische Anziehungskraft des Magneten 28 überwunden werden würde und die Kugel 60 in Richtung des Magneten 56 gedrückt werden würde.
Das Ventil 20 ist geöffnet, wenn die Kugel 60 derart angeordnet ist, um gegenüber der Abschlusskappe 50 zu lagern. Wenn der Gleichstrompuls ausbleibt, wird das Ventil 20 durch die Einwirkung des Magneten 56, der die Kugel 60 in der geöffneten Position hält, geöffnet gehalten, wenngleich es für Fachleute selbstverständlich ist, dass auch andere Mittel zum Zurückhalten des Balles 60 eingesetzt werden können. Beispielsweise kann das Ventil 20 geöffnet gehalten werden, indem der Strom durch das Solenoid aufrechterhalten wird.
Wenn das Ventil 20 geschlossen werden soll, kann ein Gleichstrom in bevorzugter Weise in der Gestalt eines Pulses in der entgegengesetzten Richtung zu dem Ventilöffnungspuls an das Solenoid angelegt werden, um die magnetische Anziehungskraft des Magneten 56 zu überwinden und um die Kugel 60 in Richtung der geschlossenen Position, die zuvor beschrieben wurde, zu drücken.
Es ist für Fachleute selbstverständlich, dass das Ventil 20 geschlossen gehalten werden kann, indem der Strom durch das Solenoid aufrechterhalten wird, anstelle von oder zusätzlich zu der Ausnutzung des Effekts des Magneten 28 auf die Kugel 60.
Die 8 bis 10 zeigen eine andere Form eines Ventils 100, das zur Befestigung an dem Vorhang 16 geeignet ist. Wie in 8 gezeigt ist, umfasst das Ventil 100 ein Gehäuse 101 mit einer kreisförmigen zylindrischen äußeren Fläche mit Einlassluftöffnungen 102, Auslassluftöffnungen 103 und einem ringförmigen Flansch 104. In dem bevorzugten veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Luftöffnungen kreisförmig. Jedoch können sie die Form von Schlitzen oder Öffnungen von jeder geeigneten Form annehmen. Einlassluftöffnungen 102 und Auslassluftöffnungen 103 sind von ausreichender Größe, um einen ausreichenden Luftfluss durch die Ventile zu ermöglichen, wenn sie geöffnet sind. Das Ventil 100 umfasst ein Endstück 105, welches einen mittleren kreisförmig zylindrischen Ansatz 106 zur Aufnahme des Magneten 107 enthält. Es versteht sich von selbst, dass die Einlassluftöffnungen 102 auch als Auslassluftöffnungen dienen können und dass die Auslassluftöffnungen 103 auch als Einlassluftöffnungen dienen können, in Abhängigkeit von der Richtung des Fluidflusses durch das Ventil.
Das Ventil 100 umfasst eine Spule 108, die mit Flanschen 109 und 110 ausgebildet ist, und eine mittlere kreisförmige Bohrung 111 (wobei die innere Wand davon im Umriss gezeigt ist). Ein Draht (nicht gezeigt) ist zwischen den Flanschen 109 und 110 um die Spule 108 gewickelt, um ein Solenoid auszubilden.
Das Endstück 105 umfasst ein mittleres kreisförmig zylindrisches Rohr 112. Die Bohrung 111 der Spule 108 ist über dem Rohr 112 angeordnet, so dass die Spule 108 auf dem Rohr 112 montiert ist.
Eine kreisförmig zylindrische Stange 113 ist zumindest teilweise innerhalb des Rohrs 112 angeordnet. Die Stange 113 ist in linearer Richtung innerhalb des Rohrs 112 gleitfähig. Die Stange 113 ist magnetisch, d.h. sie wird von einem Magneten angezogen. Die Stange 113 trägt ein Paneel 114 mit einem ringförmigen Dichtring 115.
Das Ventil 100 enthält eine Scheibe 116. Wie in den 8 und 10 gezeigt ist, umfasst die Scheibe 116 Luftöffnungen 117 und einen mittleren kreisförmig zylindrischen Ansatz 118 zur Aufnahme eines Magneten 119.
Wie in 9 gezeigt ist, ist das Ventil 100 geschlossen, wenn die Stange 113 derart angeordnet ist, dass der Dichtring 115 auf dem Paneel 114 dichtend gegenüber der Scheibe 116 abschließt. In dieser Konfiguration ist das Ventil geschlossen, weil der Dichtring 115 in Kombination mit dem Paneel 114 verhindert, dass Fluid durch die Öffnungen 117 und um das Paneel 114 hindurchdringt, und verhindert dabei eine Fluidkommunikation zwischen den Öffnungen 102 und den Öffnungen 103. In dem bevorzugten veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird das Ventil aufgrund der Einwirkung des Magneten 119, welcher die Stange 113 in der geschlossenen Position hält, geschlossen gehalten. Für Fachleute ist es selbstverständlich, dass auch andere Mittel zum Zurückhalten der Stange 113 eingesetzt werden können.
Wenn das Ventil 110 geöffnet werden soll, kann ein Gleichstrom in bevorzugter Weise in der Gestalt eines Pulses an das Solenoid (nicht gezeigt), das um die Bohrung 111 der Spule 108 herumgewickelt ist, angelegt werden, um die magnetische Anziehungskraft des Magneten 119 zu überwinden und um die Stange 113 in Richtung des Magneten 107 zu fahren.
Wie in 8 gezeigt ist, ist das Ventil 100 geöffnet, wenn die Stange 113 derart angeordnet ist, dass der Dichtring 115 auf dem Paneel 114 von der Scheibe 116 beabstandet ist. In dem in 8 veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiel, ist der Magnet 107 von ausreichender Stärke, und die Stange 113 befindet sich in ausreichender Nähe des Magneten 107, wenn sich das Ventil 110 in der geöffneten Position befindet, so dass, wenn der Gleichstrompuls ausbleibt, das Ventil 100 aufgrund der Einwirkung des Magneten 107, der die Stange 113 in der geöffneten Position hält, offen gehalten wird. Jedoch versteht es sich für die Fachleute ganz von selbst, dass andere Mittel zum Zurückhalten der Stange 113 eingesetzt werden können. Beispielsweise kann das Ventil 100 durch Beibehalten des Stroms durch das Solenoid offen gehalten werden.
In der in 8 gezeigten Konfiguration ist das Ventil geöffnet, weil der Dichtring 115 und das Paneel 114 nicht verhindern, dass Fluid durch die Öffnungen 116 und um das Paneel 113 fließt, um dabei eine Fluidkommunikation zwischen den Öffnungen 102 und 103 zu ermöglichen.
Wenn das Ventil 100 zu schließen ist, kann ein Gleichstrom in bevorzugter Weise in der Gestalt eines Pulses in der entgegengesetzten Richtung zu dem Ventilöffnungspuls an das Solenoid angelegt werden, um die magnetische Anziehungskraft des Magneten 107 zu überwinden und um die Stange 113 in Richtung der geschlossenen Position, die zuvor beschrieben wurde, zu fahren.
Für Fachleute versteht es sich von selbst, dass das Ventil 100 durch Beibehalten des Stromes durch das Solenoid geschlossen gehalten werden kann, anstelle von oder zusätzlich zu der Verwendung des Effekts des Magneten 119 auf die Stange 113.
Die 5 bis 7 zeigen eine alternative Form des Ventils 70, das zur Montage an dem Vorhang 16 in derselben Art und Weise geeignet ist, wie mit Bezug auf das Ventil 100 beschrieben wurde. Das Ventil 70 umfasst eine Basis 72 mit einem Loch, das in üblicher Weise oval oder kreisförmig ist. Eine Klappe 74 ergänzt das Loch in der Basis 72. Eine Dichtung 75 erstreckt sich zwischen der Basis 72 und der Klappe 74. Die Klappe 74 ist über das Gelenk 76 gelenkig an der Basis 72 befestigt. Ein Magnet 78 ist an der Klappe 74 befestigt. An der Basis 72 ist eine Spule 80 um einen Kern 82 angebracht, um ein Solenoid zu bilden.
Ein Distanzhalter 84 ist an der Mitte der Klappe 74 angebracht. Der Arm 86, der den Magneten 88 trägt, ist an dem Distanzhalter 84 montiert.
Der Distanzhalter 84, der Arm 86, der Magnet 88, der Kern 82 und die Spule 80 werden von einem Schutzschild 91 geschützt. Der Schutzschild 91 umfasst Luftlöcher 92. In ähnlicher Weise wird der Magnet 78 von dem Schild 90 geschützt.
In 7 ist das Ventil 70 in der geschlossenen Position dargestellt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Ventil 70 von der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Magneten 78 und dem Kern 82 des Solenoids geschlossen gehalten, wenngleich es sich für Fachleute von selbst versteht, dass auch andere Mittel zum Zurückhalten der Klappe 78 eingesetzt werden können.
Wenn das Ventil 70 geöffnet werden soll, kann ein Gleichstrom in bevorzugter Weise in der Gestalt eines Pulses an das Solenoid 80 angelegt werden, so dass der Kern 82 den Magneten 78 abstößt und den Magneten 88 anzieht. Die Anziehungskraft des Magneten 88 gegenüber dem Kern 82 treibt den Arm 86 in Richtung des Kerns 82, um die Klappe 74 unter dem Einfluss des Gelenks 76 von der Dichtung 75 weg zu bewegen, und um damit das Ventil 70 zu öffnen. Wenn der Gleichstrompuls ausbleibt, wird das Ventil 70 durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Magneten 88 und dem Kern 82 offen gehalten. Für Fachleute versteht es sich von selbst, dass auch andere Mittel zum Zurückhalten des Arms 86 eingesetzt werden können.
Wenn das Ventil geschlossen werden soll, kann ein Direktstrom oder Puls in der entgegengesetzten Richtung zu dem Ventilöffnungspuls an das Solenoid 80 angelegt werden, so dass der Kern 82 den Magneten 88 abstößt und den Magneten 78 anzieht. Das Ventil 70 wird dann geschlossen gehalten, wie vorangehend beschrieben wurde.
Im Einsatz wird eine Vorausberechnung des Kohlendioxidlevels in der Kammer auf der Basis des erwünschten Sauerstoffzielwerts durchgeführt. Die Vorausberechnung wird unter anderen Dingen auf der Basis des Gewichts der Fracht, der Temperatur in der Kammer, der Zeitdauer für welche die Fracht sich auf Reise befindet, und dem Atmungsquotienten der landwirtschaftlichen Erzeugnisse bewerkstelligt.
Weil die landwirtschaftlichen Erzeugnisse auch weiterhin Sauerstoff verbrauchen werden und damit auch Kohlendioxid weiterhin erzeugt werden wird, wird eine Vorausberechnung ebenso auf der Basis des erwünschten Kohlendioxidzielwerts, d.h. der Differenz zwischen dem vorausberechneten Kohlendioxidwert (basierend auf der vorausberechneten Rate des Verbrauchs des Sauerstoffs durch die landwirtschaftlichen Erzeugnisse) und dem gewünschten Level bewerkstelligt. Die unabhängige Steuerung des Kohlendioxidlevels kann erreicht werden durch Anordnen von Beuteln von Kalkhydrat von vorgegebener Durchlässigkeit gegenüber Kohlendioxid in der Kammer, um die Differenz zwischen den vorausberechneten und den erwünschten Levels zu absorbieren.
Nachdem die landwirtschaftlichen Erzeugnisse in den Container 10 eingeladen wurden, wird der Vorhang 16 installiert, um dabei die im Wesentlichen abgedichtete Kammer 11 auszubilden. Die Kammer 11 wird mit einem Stickstoff durchströmt, um die ursprüngliche Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer unter eine vorgegebene maximale Sauerstoffkonzentration zu verringern.
Während des Einsatzes, wenn das Steuergerät 8 misst, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer unter einen ersten vorgegebenen minimalen Wert gefallen ist, sendet das Steuergerät 8 über die Kabel 17 ein Signal aus, welches bewirkt, dass sowohl das Einlassmittel als auch das Auslassmittel in der Gestalt der Ventile 100 und 20 jeweils für ein erstes vorgegebenes Zeitintervall geöffnet werden, um Luft, welche die Kammer umgibt, in die Kammer 11 eindringen zu lassen, und die Kammeratmosphäre innerhalb der Kammer unter dem Einfluss des Schaufelrades aus der Kammer 11 austreten zu lassen.
Der Zulauf von Luft in die Kammer 11 erhöht dabei die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer 11.
Wenn, nachdem die Ventile 100 und bzw. oder 20 geschlossen wurden, die Sauerstoffkonzentration, die von dem Sensormittel gemessen wird, sich nicht auf zumindest einen zweiten vorgegebenen minimalen Wert erhöht hat, bewirkt das Steuergerät 8, dass sich beide Ventile 100 und bzw. oder 20 für ein zweites vorgegebenes Zeitintervall in einen geöffneten Zustand umschalten, um weitere Luft, welche die Kammer umgibt, in die Kammer 11 eindringen zu lassen, und Kammeratmosphäre von innerhalb der Kammer 11 unter dem Einfluss des Schaufelrades aus der Kammer 11 austreten zu lassen.
Dieser Vorgang wird wiederholt, bis sich die Sauerstoffkonzentration auf ein angemessenes Level erhöht hat.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird Umgebungsluft im Ausgangszustand aus dem Raum 15 zwischen den Türen 14 und dem Vorhang 16 in die Kammer 11 eingezogen. Weil die Kammeratmosphäre unter dem Einfluss des Schaufelrades aus der Kammer 11 herausgezogen wird, sinkt der Druck innerhalb der Kammer 11.
Das Sinken des Drucks innerhalb der Kammer 11 bewirkt, dass sich der Vorhang 16 nach innen biegt, wie in 1 gezeigt ist. Diese Wirkung verringert im Ausgangszustand den Umgebungsdruck innerhalb des Raums 15. Weil jedoch im Rahmen der Anwendung der vorliegenden Erfindung kein Bedürfnis besteht, luftdichte Türdichtungen an dem Container zu haben, wird Umgebungsluft von der Außenseite des Containers 10 durch und um die Türen 14 in den Raum 15 und nachfolgend in die Kammer 11 eingezogen.
Dieser Vorhang 16 kann als eine Art von Membran wirken, die sich mit Veränderungen des jeweiligen Drucks zwischen der Kammer 11 und dem Raum 15 bewegt, und einen Ausgleich des Drucks dazwischen bewirkt, wenn die Ventile 11 geöffnet sind. In dieser Hinsicht wird es bevorzugt, die Ventile 100 an dem Vorhang 16 zu verwenden, eher als die Ventile 70, weil, wie in 8 gezeigt ist, das Ventil 100 Luftlöcher 102 und Luftlöcher 103 aufweist, welche auf der Seite des Ventils montiert sind. Diese Konfiguration verhindert, dass ein Fluiddurchgang durch das Ventil beeinträchtigt oder behindert wird, wenn sich das Ventil an der Tür 14 oder einer Fläche innerhalb der Kammer 11 abstützt.
Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Vorrichtung ist verhältnismäßig kostengünstig zu installieren. Die Vorrichtung kann in einer Vielzahl von Behältern installiert werden und ist nicht auf die Effizienz der Türdichtungen angewiesen, um die Atmosphäre innerhalb der Kammer aufrechtzuerhalten.
Anhang
Dieser Anhang beschreibt die Ableitung der Gleichungen für ein kontinuierliches Modell der Kammeratmosphäre genau. Die Annahmen, auf welchen dieses Modell beruht, sind die folgenden:

1. Die Kammeratmosphäre, welche die Kammer durch das Auslassmittel verlässt, ist perfekt vermischt (d.h., es wird angenommen, dass die Verhältnisse der einzelnen Gase der Atmosphäre, welche die Kammer verlässt, gleich zu den Verhältnissen der einzelnen Gase innerhalb der Kammer sind).
2. Die Zusammensetzung der Luft, die durch das Einlassmittel in die Kammer eindringt, besteht aus 21% Sauerstoff und 79% Stickstoff.
3. Die Rate des Zulaufs an Stickstoff ist gleich zu der Rate des Ablaufs an Stickstoff.
4. Das System hat das Gleichgewicht erreicht.

Eine diagrammartige Darstellung des Modells ist in 11 gegeben. Die Symbole werden nachstehend mit Bezug auf das in der Figur gezeigte Modell definiert. Die Kammer ist als Bezugszeichen 200 dargestellt. Der Zulauf an Stickstoff aus der Umgebungsluft wird mit
bezeichnet und ist als Bezugszeichen 206 gezeigt. Der Zulauf an Sauerstoff aus der Umgebungsluft wird als
bezeichnet und ist als Bezugszeichen 208 gezeigt. Der Ablauf des Stickstoffs aus der Kammer 200 ist als
bezeichnet und ist als Bezugszeichen 210 gezeigt. Der Ablauf des Sauerstoffs aus der Kammer 200 ist als
bezeichnet und wird als Bezugszeichen 212 gezeigt. Der Ablauf des Kohlendioxids aus der Kammer wird mit
bezeichnet und ist als Bezugszeichen 214 gezeigt. Die gesamte Zulaufrate (nicht gezeigt) wird als
bezeichnet und stellt die Summe von
und
dar. Die Gesamtablaufrate (nicht gezeigt) wird als
bezeichnet und stellt die Summe von
und
dar.
Die atmenden landwirtschaftlichen Erzeugnisse 202 verbrauchen Sauerstoff mit einer Flussrate, die durch Bezugszeichen 216 dargestellt ist und als
bezeichnet wird, und erzeugen Kohlendioxid in einer Flussrate, die durch das Bezugszeichen 218 dargestellt ist und mit
bezeichnet wird. Das Mittel zum Entfernen von Kohlendioxid 204 entfernt Kohlendioxid mit einer Flussrate, die durch das Bezugszeichen 220 dargestellt ist und mit
bezeichnet wird. Innerhalb der Kammer wird die Sauerstoffkonzentration mit
bezeichnet und wird als am Zielwert befindlich angenommen, weil angenommen wird, dass das System den Gleichgewichtszustand erreicht hat. Die Stickstoffkonzentration wird mit
bezeichnet und die Kohlendioxidkonzentration wird mit
bezeichnet.
Per Definition ist die Summe der Konzentrationen in der Kammer gleich Eins:
Es wird angenommen, dass der Zulauf des Stickstoffs gleich dem Ablauf des Stickstoffs ist:
Folglich gilt:
Der Ablauf des Sauerstoffs aus der Kammer ist gleich dem Zulauf des Sauerstoffs in die Kammer, abzüglich der Rate des Sauerstoffverbrauchs durch Atmung:
Durch Neuordnung ergibt sich:
Der Zulauf an Sauerstoff ist derselbe Anteil des Gesamtzulaufs wie der Anteil an Sauerstoff in der Luft:
Durch Gleichsetzen der rechten Seite aus Gleichung (3) und der rechten Seite aus Gleichung (4) und Neuordnung ergibt sich:
Durch Gleichsetzen der rechen Seite aus Gleichung (2) mit der rechten Seite aus Gleichung (5) ergibt sich:
Durch Neuordnung ergibt sich:
Der gesamte Ablauf ist gleich zu dem gesamten Zulauf, abzüglich des Flusses an Sauerstoff, der durch Atmung verbraucht wird, zuzüglich des Flusses an Kohlendioxid, der durch Atmung erzeugt wird, abzüglich der Entfernung von Kohlendioxid durch das Mittel zur Entfernung von Kohlendioxid:
Durch Einsetzen von Gleichung (5) und Gleichung (6) in Gleichung (7) und Auflösen nach
ergibt sich:
Unter Berücksichtigung, dass die Größe
der Atmungsquotient RQ ist, ergibt sich aus Gleichung (8) das Folgende, wenn
gleich Null ist (bezeichnet als
Gleichung (8) kann neugeordnet und aufgelöst werden nach
Gleichung (10) kann wie folgt neu geschrieben werden durch Ersetzen eines Ausdrucks
mit dem Ausdruck: (0,21 –
und Neuordnung:
Die Gleichung (11) kann wie folgt angenähert werden, weil der Ausdruck (0,79 + 0,21 RQ) im Allgemeinen nahe bei Eins liegt:
Gleichung (12) zeigt wie sich das Verhältnis der Rate der Kohlendioxidabsorption zu der Rate der Kohlendioxidproduktion in einer Näherung als Funktion der Kohlendioxidkon zentration im Gleichgewichtszustand in der Abwesenheit von Kohlendioxidabsorption und der Kohlendioxidkonzentration im Gleichgewichtszustand mit Kohlendioxidabsorption verändert.

Claims

Ein Verfahren zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Kammer, enthaltend atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse, wobei die Kammer Einlassmittel aufweist, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, und Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lasen, wobei das Verfahren umfasst: (a) Überwachen der Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer; (b) in Folge der Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, Öffnen des Einlassmittels, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, so dass die Menge an Sauerstoff in der Kammer ansteigt; und (c) ohne aktive Überwachung und Steuerung des Kohlendioxidlevels, Entfernen von Kohlendioxid aus der Kammeratmosphäre im Wesentlichen mit einer vorgegebenen Rate, wobei die vorgegebene Rate ausgewählt wurde, so dass die Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigt.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der besagten Entfernung von Kohlendioxid bewirkt wird durch Inkontaktbringen einer Menge von Kohlendioxid absorbierendem Material mit der Kammeratmosphäre, wobei das besagte Kohlendioxid absorbierende Material in zumindest einem Kohlendioxid durchlässigen Behälter enthalten ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der besage zumindest eine Kohlendioxid durchlässige Behälter so ausgewählt ist, dass die Rate der Kohlendioxidübertragung in den besagten zumindest einen Kohlendioxid durchlässigen Behälter im Wesentlichen gleich zu der besagten vorgegebenen Kohlendioxidentfernungsrate ist.
Ein Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1–3, wobei die besagte vorgegebene Kohlendioxidentfernungsrate aus der folgenden Formel berechnet wird, die abgeleitet ist von einem mathematischen Modell der Verhältnisse der Kammeratmosphäre, die dem Erfordernis unterliegt, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb der Kammer im Wesentlichen auf einen vorgegebenen Wert gehalten wird:
wobei
die Kohlendioxidentfernungsrate ist;
der Sauerstoffzielwert ist, ausgedrückt als ein Verhältniswert;
die erwünschte Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammer ist, ausgedrückt als ein Verhältniswert;
die Atmungsrate ist; und
die Rate der Erzeugung von Kohlendioxid durch die Atmung ist, wobei die Raten in Liter pro Minute ausgedrückt sind und wobei die Verhältnisse in Volumen/Volumen ausgedrückt sind.
Ein Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, wobei die besagte vorgegebene Rate ausgewählt ist auf der Grundlage der landwirtschaftlichen Erzeugnisse, die in der Kammer aufzunehmen sind.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einlassmittel für eine Zeitdauer geöffnet ist, die näherungsweise proportional zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 6, wobei, wenn die Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffzielwert einen vorgegebenen Wert übersteigt, das Einlassmittel geöffnet bleibt, bis zur Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer einen vorgegebenen Wert überstiegen hat.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dem das Durchströmen der Kammer mit einem Reinigungsgas mit geringer Sauerstoffkonzentration oder ohne Sauerstoff vorausgegangen ist.
Vorrichtung zum Einstellen der Atmosphäre innerhalb einer Kammer umfassend: (a) Dichtungsmittel, um die Kammer im Wesentlichen abzudichten; (b) Einlassmittel, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen; (c) Auslassmittel, um die Kammeratmosphäre aus der Kammer austreten zu lassen; (d) ein Steuergerät mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor und einem auf den Sauerstoffkonzentrationssensor ansprechenden Steuermittel, wobei das Steuermittel dazu eingerichtet ist, um das Einlassmittel zu öffnen, um Umgebungsatmosphäre in die Kammer eindringen zu lassen, in Folge dessen, dass der Sauerstoffkonzentrationssensor ermittelt, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist; und (e) ein Kohlendioxidreduktionsmittel, das eingerichtet ist, um Kohlendioxid aus der Kammeratmosphäre mit einer vorgegebenen Rate zu entfernen, so dass, im Einsatz, die Kohlendioxidkonzentration innerhalb der Kammeratmosphäre einen vorgegebenen Wert im Wesentlichen nicht übersteigt, wenn die Kammer atmende landwirtschaftliche Erzeugnisse enthält, wobei die Vorrichtung keine Mittel zum aktiven Überwachen und Steuern des Kohlendioxidlevels enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das besagte Kohlendioxidreduktionsmittel ein Kohlendioxid absorbierendes Material ist, das in zumindest einem Kohlendioxid durchlässigen Behälter enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das besagte Steuergerät dazu eingerichtet ist, um das Einlassmittel für eine Zeit, die proportional zu der Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffzielwert ist, geöffnet zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das besagte Steuergerät so eingerichtet ist, dass, wenn die Differenz zwischen der ermittelten Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffzielwert einen vorgegebenen Wert übersteigt, das Einlassmittel geöffnet bleibt bis im Anschluss an eine Ermittlung, dass die Sauerstoffkonzentration in der Kammer einen vorgegebenen Wert überstiegen hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das besagte Dichtungsmittel zumindest eine im Wesentlichen fluidundurchlässige flexible Schicht enthält, die ein Einlassmittel und bzw. oder ein Auslassmittel trägt.