ES2279648T3 - Metodo para regular la atmosfera dentro de una camara cerrada. - Google Patents
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Abstract
Un método para regular la atmósfera dentro de una cámara cerrada fundamentalmente herméticamente que contiene productos que respiran, presentando la cámara medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara, y medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara, comprendiendo el método: (a) la vigilancia de la concentración de oxígeno en el interior de la cámara; (b) la detección subsiguiente de que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, abriendo los medios de entrada para admitir atmósfera ambiente en la cámara de modo que la cantidad de oxígeno de la cámara aumente, y (c) sin vigilancia activa y control de los niveles de dióxido de carbono, la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada, habiendo sido seleccionada la tasa predeterminada de modo que la concentración de dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara no sobrepase fundamentalmente una cantidad predeterminada.
Description
Método para regular la atmósfera dentro de una
cámara cerrada.
La presente invención se refiere de forma
general al retraso de la deterioración de productos perecederos por
medio de la gestión de la composición de la atmósfera que está en
contacto con el producto y al aparato utilizado para ello.
Muchos elementos entre los productos perecederos
respiran después de la cosecha. Esto es consumen oxígeno y producen
dióxido de carbono. Se sabe que si la tasa de respiración puede ser
disminuida durante el transporte, el producto se degradará menos.
La tasa de respiración puede ser controlada por medio del control
de la cantidad de oxígeno y/o dióxido de carbono que el producto
puede disponer.
Muchos elementos entre los productos se
deterioran después de su evacuación de la planta. Esta deterioración
a la que normalmente se da el término de senescencia, puede ser
retrasada encerrando el producto perecedero en una cámara a la que
se aplican métodos bien conocidos, como la disminución de la
temperatura por debajo de la temperatura ambiente de la cámara, y/o
la reducción de la concentración de oxígeno por debajo de aquella
que se encuentra en el aire, y/o la elevación de la concentración de
dióxido de carbono por encima de la concentración que se encuentra
de modo natural en el aire. Cada una de estas condiciones puede ser
aplicada sola o en combinación con cualquiera o con todas las
demás.
Sin embargo si se reduce demasiado la
concentración de oxígeno o se eleva demasiado la concentración de
dióxido de carbono, entonces se puede dañar el producto perecedero,
dando como resultado una deterioración incluso más rápida que la
que podría ocurrir si no se aplicara ningún tratamiento. Por
consiguiente es deseable poder regular la composición de la
atmósfera dentro de la cámara y por consiguiente se ha desarrollado
un aparato para regular la atmósfera de la cámara.
Para el transporte de los productos perecederos,
la cámara a la que se hace referencia puede ser un contenedor de
transporte, en el que de forma corriente se le puede montar un
sistema de refrigeración para regular la temperatura.
Los contenedores de atmósfera controlada se
construyen habitualmente con un propósito determinado. Sin embargo,
también se puede instalar un aparato de atmósfera controlada en un
contenedor refrigerado por medio de una operación cara y que
consume mucho tiempo.
Los contenedores de atmósfera controlada deben
ser fundamentalmente cerrados herméticamente para separar la
atmósfera controlada de la atmósfera ambiente. Se ha averiguado que
los cierres herméticos de las puertas en los contenedores de
atmósfera controlada son generalmente la fuente de la mayor parte de
las fugas. Cada vez que la puerta se abre se rompe el cierre
hermético.
En un aparato existente para controlar la
atmósfera en un contenedor, la atmósfera es tomada del contenedor y
se pasa a través de un dispositivo para modificar activamente la
atmósfera como una torre de absorción de dióxido de carbono y se
reintroduce la atmósfera modificada en el contenedor. Los diferentes
dispositivos para modificar activamente la atmósfera del contenedor
son caros y generalmente difíciles de mantener durante el
transporte.
Allí donde se debe utilizar este tipo de
aparatos para convertir un contenedor refrigerador en un contenedor
de atmósfera controlada, puede ser necesario realizar agujeros en
las paredes del contenedor para permitir que la atmósfera del
contenedor sea extraída desde el contenedor para ser modificada y
poder ser devuelta al contenedor. Un proceso como ese puede
necesitar el realizar una modificación permanente a un contenedor
de refrigeración y sería costosa económicamente y en tiempo.
EP 0457 431 hace referencia a un sistema y un
método para controlar la atmósfera de productos que respiran en
contenedores. El sistema y el método comprenden medios para vigilar
y controlar la concentración de dióxido de carbono así como medios
para vigilar y controlar la concentración de oxígeno. Propiamente
dicho el sistema consigue que las concentraciones de dióxido de
carbono y de oxígeno se mantengan a un nivel de regulación deseado.
Se utiliza un scrubber, controlado dinámicamente por un controlador,
para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera.
EP 0136 042 también hace referencia a un sistema
y un método para controlar la atmósfera de productos que respiran
en contenedores. El sistema y el método comprenden medios para
vigilar y controlar la concentración de dióxido de carbono así como
medios para vigilar y controlar la concentración de oxígeno.
Propiamente dicho el sistema consigue que las concentraciones de
dióxido de carbono y de oxígeno se mantengan a un nivel de
regulación deseado. Se utiliza un scrubber, controlado dinámicamente
por un sistema de control, para eliminar dióxido de carbono de la
atmósfera.
EP 0353021 hace referencia a un sistema y un
método para controlar la atmósfera de productos que respiran en
contenedores. El sistema y el método comprenden medios para vigilar
y controlar la concentración de dióxido de carbono así como medios
para vigilar y controlar la concentración de oxígeno. El control de
las concentraciones es controlado por barrido con un gas con baja
concentración de oxígeno o sin oxígeno, sin la utilización de
medios de eliminación del dióxido de carbono.
Según un primer aspecto de la presente invención
se proporciona un método para regular la atmósfera dentro de una
cámara cerrada fundamentalmente herméticamente que contiene
productos que respiran, presentando la cámara medios de entrada
para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara, y medios
de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la
cámara, comprendiendo el método:
- (a)
- la vigilancia de la concentración de oxígeno en el interior de la cámara;
- (b)
- la detección subsiguiente de que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, abriendo los medios de entrada para admitir atmósfera ambiente en la cámara de modo que la cantidad de oxígeno en la cámara aumente, y
- (c)
- sin vigilancia activa y control de los niveles de dióxido de carbono, la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada, habiendo sido seleccionada la tasa predeterminada de modo que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la cámara no sobrepase fundamentalmente una cantidad predeterminada.
Según un aspecto adicional de la presente
invención el método prevé que los medios de entrada se abran
durante un tiempo que es aproximadamente proporcional a la
diferencia entre la concentración detectada de oxígeno y un nivel
de regulación predeterminado de oxígeno.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, el método prevé que la tasa predeterminada de
eliminación de dióxido de carbono se calcule a partir de una fórmula
derivada de un modelo matemático de las proporciones de la
atmósfera de la cámara sujeta a la condición de que la concentración
de oxígeno dentro de la cámara se mantenga fundamentalmente a un
nivel predeterminado. La tasa predeterminada de eliminación de
dióxido de carbono se calcula preferentemente a partir de una
fórmula que da un resultado fundamentalmente igual al resultado
dado por un cálculo de acuerdo con la siguiente fórmula:
en la que a_{CO_{2}} es la tasa
de eliminación de dióxido de carbono; p_{O_{2}} es el nivel de
regulación del oxígeno, expresado como una proporción; p_{CO_{2}}
es la concentración deseada de dióxido de carbono en el interior de
la cámara, expresada como una proporción; r_{O_{2}} es la tasa de
respiración; y r_{CO_{2}} es la tasa de producción de dióxido de
carbono a partir de la
respiración.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, el método prevé que al menos parte de la eliminación del
dióxido de carbono se efectúe por medio de la puesta en contacto de
una cantidad de material absorbente de carbono con la atmósfera de
la cámara. El material absorbente de carbono está contenido
preferentemente en al menos un envoltorio permeable al dióxido de
carbono, como por ejemplo un bolsa permeable al dióxido de carbono.
Preferentemente, el al menos un envoltorio permeable al dióxido de
carbono se elige de modo que la cantidad de dióxido de carbono que
atraviesa el al menos un envoltorio permeable al dióxido de carbono
sea fundamentalmente igual a la tasa predeterminada de eliminación
del dióxido de carbono.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, se proporciona un método para regular la temperatura
dentro de una cámara cerrada fundamentalmente herméticamente que
contiene productos que respiran, presentando la cámara medios de
entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara,
y medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara
salga de la cámara, comprendiendo el método:
- (a)
- la vigilancia de la concentración de oxígeno en el interior de la cámara;
- (b)
- la detección subsiguiente de que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, abriendo los medios de entrada para admitir atmósfera ambiente en la cámara de modo que la cantidad de oxígeno en la cámara aumente, siendo abiertos los medios de entrada durante un tiempo que es aproximadamente proporcional a la diferencia entre la concentración detectada de oxígeno y un nivel de regulación predeterminado de oxígeno.
Según un aspecto adicional de la presente
invención se proporciona un método para convertir un receptáculo en
una cámara de atmósfera regulable para contener productos que
respiran, comprendiendo el método:
- (a)
- la formación de una cámara cerrada fundamentalmente herméticamente en el receptáculo que incluye opcionalmente la instalación de medios de cierre hermético de modo que se forme la cámara cerrada fundamentalmente herméticamente en el receptáculo;
- (b)
- la instalación de medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara;
- (c)
- la instalación de medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara;
- (d)
- la instalación de un controlador que comprenda un detector de concentración de oxígeno y medios de control que obedecen al detector de concentración de oxígeno, estando adaptados los medios de control para hacer que los medios de entrada se abran para admitir atmósfera ambiente en la cámara después de que el detector de concentración de oxígeno haya detectado que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un nivel predeterminado; y
- (e)
- la instalación de medios de eliminación del dióxido de carbono apropiados para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada por medio de lo cual la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la cámara no sobrepasará fundamentalmente un nivel predeterminado cuando la cámara contenga productos que respiran.
Según un aspecto adicional de la presente
invención el método prevé que los medios de entrada estén abiertos
durante un tiempo que es aproximadamente proporcional a la
diferencia entre la concentración detectada de oxígeno y un nivel
de regulación de oxígeno predeterminado.
Según un aspecto adicional de la presente
invención se proporciona un receptáculo que se ha convertido en una
cámara de atmósfera regulada según los métodos para convertir un
receptáculo en una cámara de atmósfera regulada descritos en este
documento.
Según un aspecto adicional de la presente
invención se proporciona un aparato para regular la atmósfera
dentro de la cámara que comprende:
- (a)
- medios de cierre hermético para cerrar fundamentalmente herméticamente la cámara;
- (b)
- medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara;
- (c)
- medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara; y
- (d)
- un controlador que comprende un detector de concentración de oxígeno y medios de control que obedecen al detector de concentración de oxígeno, estando preparados los medios de control para provocar que los medios de entrada se abran para admitir atmósfera ambiente en la cámara después de que el detector de concentración de oxígeno haya detectado que la concentración de oxígeno de la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, estando preparado el controlador para provocar que los medios de entrada permanezcan abiertos durante un tiempo que es aproximadamente proporcional a la diferencia entre la concentración de oxígeno detectada y un nivel de regulación de oxígeno.
Según un aspecto adicional de la presente
invención se proporciona un aparato para regular la atmósfera
dentro de una cámara que comprende:
- (a)
- medios de cierre hermético para cerrar fundamentalmente herméticamente la cámara;
- (b)
- medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara;
- (c)
- medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara;
- (d)
- un controlador que comprende un detector de concentración de oxígeno y medios de control que obedecen al detector de concentración de oxígeno, estando preparados los medios de control para provocar que los medios de entrada se abran para admitir atmósfera ambiente en la cámara después de que el detector de concentración de oxígeno haya detectado que la concentración de oxígeno de la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado; y
- (e)
- medios de reducción del dióxido de carbono preparados para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada de modo que, durante su utilización, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la cámara no sobrepasará fundamentalmente un valor predeterminado cuando la cámara contenga productos que respiran.
\newpage
Según un aspecto adicional de la presente
invención el controlador también está preparado para provocar que
los medios de entrada permanezcan abiertos durante un tiempo que es
aproximadamente proporcional a la diferencia entre la concentración
detectada de oxígeno y un nivel de regulación de oxígeno.
Según un aspecto adicional de la presente
invención se proporciona un aparato para regular la atmósfera en el
interior de una cámara que comprende:
- (a)
- medios de cierre hermético para cerrar fundamentalmente herméticamente la cámara;
- (b)
- medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara;
- (c)
- medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara; y
- (d)
- un controlador que comprende un detector de concentración de oxígeno y medios de control que obedecen al detector de concentración de oxígeno, estando preparados los medios de control para provocar que los medios de entrada se abran para admitir atmósfera ambiente en la cámara después de que el detector de concentración de oxígeno haya detectado que la concentración de oxígeno de la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado;
caracterizado por el hecho de que
los susodichos medios de entrada y/o medios de salida comprenden una
o más válvulas electromagnéticas que comprenden un solenoide de
modo que las susodichas una o más válvulas pueden ser abiertas a
partir de una posición cerrada y cerradas a partir de una posición
abierta por medio de la aplicación de corriente eléctrica continua
al solenoide, siendo mantenidas las susodichas una o más válvulas o
bien en la posición abierta o bien en la posición cerrada en
ausencia de la susodicha aplicación de corriente eléctrica
continua.
Según también un aspecto adicional de la
presente invención, se proporciona un método para regular la
atmósfera dentro de una cámara cerrada fundamentalmente
herméticamente que contiene productos que respiran, comprendiendo
la cámara medios de entrada para permitir a la atmósfera ambiente
entrar en la cámara, y medios de salida para permitir a la
atmósfera de la cámara salir de la cámara, comprendiendo el
método:
- (a)
- la vigilancia de la concentración de oxígeno dentro de la cámara;
- (b)
- la detección subsiguiente de que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, abriendo los medios de entrada para admitir atmósfera ambiente en la cámara de modo que la cantidad de oxígeno en la cámara aumente;
- (c)
- la apertura de los medios de salida para mantener fundamentalmente la presión en el interior de la cámara a presión ambiente; y
- (d)
- la selección de un nivel de regulación de oxígeno de modo que los pasos (a), (b) y (c) hagan que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la cámara no sobrepase fundamentalmente un valor predeterminado.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, el método prevé que el nivel de regulación de oxígeno
sea calculado a partir de una fórmula derivada de un modelo
matemático de las proporciones de la atmósfera de la cámara sujeta
a la condición que le concentración de oxígeno dentro de la cámara
se mantiene fundamentalmente a un valor predeterminado. El nivel de
regulación de oxígeno se calcula preferentemente a partir de una
fórmula que da un resultado fundamentalmente igual al resultado
producido por un cálculo según la siguiente fórmula:
en la que p_{O_{2}} es el nivel
de regulación de oxígeno, expresado como una proporción;
p_{CO_{2}} es la concentración deseada de dióxido de carbono en
la cámara, expresada como una proporción; y RQ es el cociente de
respiración.
Una cámara según la presente invención puede ser
acondicionada en el interior de cualquier receptáculo.
La invención es aplicable particularmente a
cámaras acondicionadas en el interior de un receptáculo en forma de
un contenedor de transporte. A pesar de que es conveniente de ahora
en adelante el describir la invención en relación a un ejemplo de
aplicación se debe considerar que la presente invención es
igualmente aplicable a cámaras acondicionadas junto a o dentro de
otras formas de receptáculos incluyendo almacenes refrigerados,
furgonetas refrigeradas, vagones de tren y otras instalaciones de
almacenamiento.
La presente invención por consiguiente
proporciona en una realización un método para regular la atmósfera
en el interior de una cámara. En esta realización el método
comprende la etapa de predecir el nivel de dióxido de carbono en la
cámara una vez que se ha determinado el nivel de regulación de
oxígeno de la cámara. De este modo se puede regular el nivel de
dióxido de carbono de la cámara.
Se ha averiguado de forma sorprendente que el
nivel de dióxido de carbono de la cámara puede regularse por medio
de la alteración del nivel de regulación de oxígeno en la cámara. En
una realización preferida, se puede dejar el nivel de oxígeno de la
cámara por encima del nivel de regulación de oxígeno después de
haber barrido la cámara con un gas de limpieza, después de lo cual
el nivel de oxígeno se degrada hasta el nivel de regulación como
consecuencia del consumo de oxígeno por los productos que respiran,
dando como resultado un incremento proporcional del nivel del
dióxido de carbono de la cámara.
Una ventaja significativa de la invención es el
hecho de que los niveles de dióxido de carbono de la cámara se
pueden predecir con exactitud a distancia y antes de transportar el
producto, esto es, la invención no requiere vigilancia activa y
control de los niveles de dióxido de carbono mientras que el
producto está siendo transportado. Esto hace innecesario los
aparatos complejos de vigilancia y control de dióxido de carbono,
ya que la predicción del nivel de dióxido de carbono se puede
realizar antes de que el producto sea colocado en la cámara.
La presente invención proporciona en otra
realización diferente un método para regular de modo independiente
los niveles de dióxido de carbono en una cámara, comprendiendo el
método la etapa de colocar un material absorbente de dióxido de
carbono en la cámara en la cual el dióxido de carbono es absorbido
por el material de modo que el nivel de dióxido de carbono de la
cámara alcanza un nivel de equilibrio deseado. Este aspecto de la
invención se fundamenta en la base de que si se estima la tasa de
producción de dióxido de carbono en la cámara por los productos, se
puede alcanzar un equilibrio predeterminado añadiendo la cantidad
requerida de material absorbente de dióxido de carbono en la
cámara. Gracias a ello se puede conseguir una regulación
independiente del nivel de dióxido de carbono.
La presente invención proporciona en otra
realización diferente un método para regular la atmósfera en una
cámara cerrada fundamentalmente herméticamente que contiene
productos que respiran, comprendiendo el método:
- (a)
- el barrido de la cámara con un gas de limpieza que presenta una baja concentración de oxígeno o que no presenta oxígeno;
- (b)
- el cierre fundamentalmente herméticamente de la cámara bien antes o bien después del paso (a)
- (c)
- la regulación del nivel de oxígeno de la cámara a un nivel por encima de un nivel de regulación deseado de oxígeno;
- (d)
- el permitir que el nivel de oxígeno de la cámara se degrade hasta alrededor del nivel de regulación de oxígeno como consecuencia de que el oxígeno consumido por los productos se convierte en dióxido de carbono;
- (e)
- la eliminación de atmósfera de la cámara de la cámara; y
- (f)
- la repetición de las etapas (c), (d) y (e) del modo necesario si el nivel de oxígeno cae por debajo del nivel de regulación de oxígeno, para mantener el nivel de oxígeno en el entorno del nivel de regulación de oxígeno.
Antes de la etapa (c), el método también puede
comprender la etapa de colocar un material absorbente de dióxido de
carbono en la cámara de modo que se absorba la diferencia entre un
nivel predicho de dióxido de carbono en la cámara basado en la tasa
de consumo de oxígeno de los productos y un nivel deseado de dióxido
de carbono de modo que la concentración de dióxido de carbono de la
cámara no sobrepase fundamentalmente el susodicho nivel
deseado.
deseado.
La presente invención proporciona en una
realización diferente un método para regular el nivel de dióxido de
carbono en una cámara que contiene productos que respiran,
comprendiendo el método la etapa de colocar un material absorbente
de dióxido de carbono en la cámara de modo que se absorba la
diferencia entre un nivel predicho de dióxido de carbono en la
cámara basado en la tasa de consumo de oxígeno de los productos y
un nivel deseado de dióxido de carbono de modo que la concentración
de dióxido de carbono en la cámara no sobrepase fundamentalmente el
susodicho nivel deseado.
El aparato de regulación de la atmósfera
proporcionado por la presente invención comprende medios de cierre
hermético, medios de entrada, medios de salida y un controlador.
Los medios de cierre hermético según la presente
invención se proporcionan para cerrar fundamentalmente
herméticamente la cámara, a saber un volumen disponible en el
receptáculo para almacenar productos en una atmósfera regulada.
En el caso de que una cámara según la presente
invención contenga productos que respiran, preferentemente la
cámara se cierra herméticamente hasta un punto suficiente para que
la tasa de consumo de oxígeno de los productos que respiran dentro
de la cámara sobrepase la tasa de fugas de oxígeno de la cámara.
Se ha averiguado que es útil el realizar pruebas
en contenedores potenciales para determinar la tasa de pérdidas
para determinar si pueden ser utilizados inmediatamente según la
presente invención o si deberían ser rechazados o reparados. El
método de prueba preferido en estos momentos para utilizar en
relación con contenedores (vacíos) de transporte es primero cerrar
herméticamente el contenedor con medios de cierre hermético según
la presente invención (que van a comentarse más abajo). Después del
cierre hermético, se bombea aire en el contenedor a un caudal
regulado a través de una lumbrera de entrada y un respiradero
apropiados. En otro respiradero, se provee un manómetro acoplado
para medir la presión en el interior del contenedor.
El método de prueba preferido emplea el
principio de que, a presión constante dentro del contenedor, el
caudal de entrada al contenedor debe ser igual al caudal de salida
del contenedor (a través de los diferentes caminos de fuga). Por lo
tanto, se regula el caudal de aire que se bombea dentro del
contenedor hasta que la presión permanece constante en una presión
de regulación particular, preferentemente 50 pascales por encima de
la presión atmosférica. En el caso de un contenedor de transporte
estándar de 20 pies de largo, a esa presión, un contenedor con un
caudal de fuga de no más de alrededor de 10 a 12 litros por minuto
típicamente representa un contenedor apropiado para ser utilizado
según la presente invención, sin ninguna necesidad de reparación.
En el caso de un contenedor de transporte estándar de 4 pies de
largo, a la presión establecida, un contenedor con un caudal de
fuga de no más de 25 litros por minuto típicamente representa un
contenedor apropiado para ser utilizado según la presente invención
sin ninguna necesidad de reparación. Las personas formadas en la
técnica apreciarán que el nivel de estanqueidad al aire apropiado
para un contenedor depende de si el producto que se debe almacenar
tiene una tasa de respiración elevada o reducida y que las cifras
que se citan sirven únicamente de referencia.
Los medios de cierre hermético pueden actuar
como una barrera contra la humedad. Los medios de cierre hermético
pueden actuar como una barrera contra el paso de gas a la cámara o
hacia fuera de la cámara. La cámara puede comprender
fundamentalmente el volumen interno completo del receptáculo o un
volumen reducido en el receptáculo.
El punto de entrada a una cámara es responsable
de fugas. El punto de entrada a una cámara está formado típicamente
por una o más puertas. En particular, se ha averiguado que para
contenedores de transporte, los cierres herméticos de las puertas
del contenedor generalmente son la fuente de la mayor parte de las
pérdidas. Por consiguiente, los medios de cierre hermético
proporcionados según la presente invención pueden incluir medios de
cierre hermético de puertas.
Los medios de cierre hermético proporcionados
por la presente invención pueden incluir también una cortina. La
cortina puede comprender una hoja fundamentalmente estanca al aire.
La cortina puede cerrar fundamentalmente herméticamente un extremo
abierto de un receptáculo para formar la cámara. La cortina puede
aislar herméticamente la cámara de caminos de fuga del receptáculo
que están fuera de la cámara. En particular, la cortina puede
aislar herméticamente la cámara de cualquier camino de fuga de los
cierres herméticos de puerta del receptáculo al estar interpuesta
entre la cámara y la puerta del receptáculo.
Se puede añadir una cortina a las paredes
internas y/o externas del receptáculo por medio de cualquier medio
apropiado. Se pueden utilizar adhesivos, incluyendo cintas o
adhesivos.
En una realización preferida de la presente
invención, se proporciona una cortina para ser utilizada
conjuntamente con un receptáculo hecho de material magnético, como
un contenedor de transporte de acero. La cortina está provista de
numerosos imanes permanentes adyacentes a su periferia para fijar la
cortina al receptáculo. En una realización preferida particular
para ser utilizada conjuntamente con un contenedor de transporte de
acero, se instala la cortina en el contenedor cuando las puertas
están abiertas fijando los imanes a las paredes externas del
contenedor. Una vez que se ha colocado la cortina de modo apropiado,
se cierran las puertas del contenedor para de ese modo hacer un
cierre fundamentalmente hermético de la cortina con el
contenedor.
Una cortina según un aspecto de la presente
invención se coloca preferentemente cerca de la puerta del
receptáculo para maximizar el volumen de la cámara. La cortina es
preferentemente aproximadamente coplanar con la puerta del
receptáculo cuando la cortina se encuentra en un estado
fundamentalmente no deformado en el que hay una presión igual a
cada lado de la cortina.
Los contenedores de transporte refrigerados (a
veces conocidos como contenedores frigorífico) son generalmente de
un estilo de construcción estándar. Estos contenedores típicamente
tienen un falso suelo. El producto permanece en el falso suelo que
está separado de la pared exterior del contenedor para facilitar
que el aire fluya en el interior del contenedor. El falso suelo se
termina típicamente a pequeña distancia del extremo del contenedor
para facilitar que el aire fluya en los extremos de la carga
almacenada en el contenedor.
La cortina se coloca preferentemente en el
espacio entre la puerta del contenedor y el inicio del falso
suelo.
En esta disposición la cámara por lo tanto está
limitada por las paredes del contenedor y la cortina por el espacio
entre la cortina y la puerta del contenedor que está fuera de la
cámara.
Los medios de cierre hermético proporcionados
según la presente invención pueden también incluir una cubierta
para cualquier lumbrera de ventilación en el contenedor de
transporte u otro receptáculo. La cubierta puede comprender una
hoja de material flexible como una hoja de goma celular. La hoja
puede dimensionarse por exceso inicialmente y posteriormente
recortada en el lugar de montaje para formar una cubierta que
coincide con el perfil de la lumbrera de ventilación para de ese
modo cerrarla herméticamente. La cubierta puede ser instalada por
encima de la lumbrera de ventilación por cualquier medio.
Preferentemente la cubierta se adhiere a la lumbrera y/o la pared
que rodea de modo inmediato la lumbrera con cinta y/o cola. Cuando
una lumbrera comprende varias aberturas, se pueden utilizar una o
más cubiertas para cerrar herméticamente la lumbrera.
La cubierta es fundamentalmente impermeable. La
cubierta puede comprender una o más capas que no son
fundamentalmente impermeables. En este caso, la cubierta puede
incluir una capa fundamentalmente impermeable como una hoja
adhesiva que se adhiere a la cubierta de la lumbrera y/o pared que
rodea de modo inmediato la lumbrera. La hoja adhesiva
fundamentalmente impermeable se aplica preferiblemente de modo que
cubra fundamentalmente el material permeable. De este modo la
cubierta se puede convertir en fundamentalmente impermeable.
Los medios de entrada y de salida proporcionados
según la presente invención pueden ser controlables para facilitar
respectivamente el flujo de entrada de atmósfera ambiente a la
cámara y el flujo de salida de atmósfera de la cámara de la
cámara.
Los medios de entrada y de salida pueden
comprender cada uno una o más válvulas controlables para
proporcionar en posición abierta una comunicación entre la atmósfera
de la cámara que está en el interior de la cámara y la atmósfera
ambiente que rodea la cámara. Cada válvula puede ser controlable
para que en posición cerrada se restrinja fundamentalmente esta
comunicación.
Los medios de entrada y los medios de salida
pueden situarse cada uno en cualquier límite de la cámara.
En una disposición típica, los medios de salida
se colocan adyacentes a un ventilador que comprende la cámara para
que circule el aire en el interior de la cámara. Preferiblemente,
los medios de salida se montan en una lumbrera de ventilación al
lado del ventilador. En el caso de un contenedor refrigerado de
transporte estándar que presenta un ventilador en un extremo del
contenedor, los medios de salida se montan preferiblemente en la
lumbrera de ventilación que está situada típicamente al lado del
ventilador.
Los medios de salida se colocan preferiblemente
en el lado de alta presión del ventilador de modo que cuando la
salida se abre, la atmósfera de la cámara es obligada a salir de la
cámara.
Los medios de entrada están preferiblemente
separados de los medios de salida. Preferiblemente la disposición
de los medios de entrada y de los medios de salida es tal que
facilita la libre circulación de atmósfera entre el interior y el
exterior de la cámara. Más preferiblemente los medios de entrada y
de salida se colocan uno con respecto a otro de modo que se
facilite una ventilación por medio de una corriente transversal
cuando cada uno está en la posición abierta.
Más preferiblemente los medios de entrada y de
salida se colocan en cada uno de los extremos de la cámara. Los
medios de entrada se pueden montar en una cortina según la presente
invención. En ese caso, la instalación de la cortina también
incluye la instalación de los medios de entrada. Los medios de
entrada y de salida pueden incluir cada uno una pluralidad de
válvulas. Esas válvulas pueden estar separadas una de otra en
lugares que faciliten el flujo de aire deseado.
Las válvulas que comprenden los medios de
entrada y de salida pueden ser accionadas en respuesta a una señal
del controlador. Cada válvula puede estar conectada al controlador
por cable o por otros medios para trasladar una señal desde el
controlador a la válvula.
Cada válvula proporcionada según la presente
invención puede ser controlable magnéticamente entre una posición
abierta y una posición cerrada. Se prevé preferiblemente un
solenoide para generar un campo magnético como respuesta a una
aplicación de corriente continua por medio del cual se impulsa la
válvula hacia una posición abierta o cerrada según la dirección de
la corriente.
Las válvulas que comprenden los medios de
entrada y de salida según la presente invención son preferiblemente
válvulas que pueden ser accionadas electromagnéticamente que
comprenden un solenoide de modo que pueden ser abiertas desde una
posición cerrada y cerradas desde una posición abierta por medio de
la aplicación de corriente continua al solenoide, siendo mantenidas
las susodichas una o más válvulas o bien en la posición abierta o
bien en la posición cerrada en ausencia de la aplicación de la
susodicha corriente eléctrica continua.
Las válvulas según la presente invención
preferiblemente pueden ser abiertas ambas desde una posición
cerrada y cerradas desde una posición abierta por medio de la
aplicación de un pulso de corriente eléctrica continua al
solenoide. Preferiblemente, las válvulas están preparadas para
mantenerse en la posición cerrada o en la posición abierta en
ausencia de corriente eléctrica por el solenoide gracias a fuerzas
magnéticas.
Según un aspecto de la presente invención, una
válvula que comprenden los medios de entrada o de salida según la
presente invención comprende un orificio interior, un elemento
movible dentro del orificio, al menos una superficie de cierre
hermético asociada al orificio, al menos una abertura a través de la
cual puede pasar el fluido para pasar a través de la válvula, un
solenoide preparado para generar un campo magnético en el orificio
como respuesta a la aplicación de una corriente eléctrica continua,
estando preparado el elemento para moverse con respecto al orificio
en respuesta al susodicho campo magnético entre una posición de
válvula abierta en la que el fluido pasa a través de la susodicha
al menos una abertura y una posición de válvula cerrada en la que
la susodicha al menos una superficie de cierre hermético impide que
el fluido pase a través de cada susodicha al menos una abertura.
Preferiblemente, el elemento es un elemento de deslizamiento en el
interior del orificio. Preferiblemente, el elemento de deslizamiento
soporta al menos una cubierta adaptada para cubrir cada susodicha
al menos una abertura para impedir que el fluido pase a través de la
susodicha al menos una abertura.
Según un aspecto de la presente invención, una
válvula que comprenden los medios de entrada o de salida según la
presente invención comprende al menos una abertura a través de la
cual puede pasar el fluido para pasar a través de la válvula, un
solenoide para generar un campo magnético como respuesta a la
aplicación de una corriente eléctrica continua y una trampilla que
está preparada para moverse en función del susodicho campo
magnético entre una posición abierta de válvula en la que el fluido
pasa a través de la válvula a través de la susodicha al menos una
abertura y una posición cerrada de válvula en la que la trampilla
impide que el fluido pase a través de la válvula a través de
cualquiera de las susodichas al menos una abertura.
Preferiblemente, se coloca el solenoide entre la
trampilla y un elemento soportado por la trampilla, presentando el
elemento y la trampilla cada uno un imán permanente dispuesto de tal
modo que cuando pasa por la válvula una corriente eléctrica
continua en una dirección el solenoide atrae el imán que hay en el
elemento y repele el imán que hay en la trampilla para desplazar la
trampilla a una posición de válvula abierta y cuando pasa una
corriente eléctrica continua por el solenoide en dirección opuesta a
la susodicha dirección el solenoide repele el imán que hay en el
elemento y atrae el imán que hay en la trampilla para desplazar la
trampilla a una posición de válvula
cerrada.
cerrada.
Preferiblemente se provee un armazón en el
solenoide y la trampilla se puede mantener en la posición de
válvula abierta en ausencia de una corriente eléctrica en el
solenoide gracias a la atracción magnética entre el armazón y el
imán permanente que hay en la trampilla.
En una forma preferida una válvula comprende un
elemento magnético movible a lo largo de un orificio como respuesta
al campo generado por el paso de una corriente continua por un
solenoide que rodea el orificio. El elemento puede ser retenido en
el interior del orificio y ser movible entre posiciones que abren y
cierran la válvula.
El elemento magnético puede tomar cualquier
forma apropiada. El elemento magnético puede ser una bola. Puede
ser un cilindro de revolución recto. Puede ser un elemento
prismático que presente una sección transversal de cualquier forma
apropiada. Otras formas de elementos magnéticos se consideran dentro
del alcance de la invención.
En una realización de este principio, el
elemento magnético presenta una forma de bola. La válvula contiene
un agujero a través del cual el fluido debe pasar para pasar a
través de la válvula. La bola cierra herméticamente la válvula al
hacer tope de manera hermética en el borde del agujero.
Preferiblemente el agujero es un agujero en una pletina de la
válvula. El diámetro de la bola es mayor que el diámetro del
agujero.
En otra realización de este principio, el
elemento magnético presenta la forma de un elemento deslizable con
respecto al cuerpo de la válvula. Preferiblemente, el elemento
deslizable es una varilla cilíndrica. El elemento deslizable
soporta una cubierta con una superficie de cierre hermético.
Preferiblemente la cubierta es una pared con una superficie anular
de cierre hermético. El camino del fluido a través de la válvula
cuando la válvula está abierta incluye uno o más agujeros.
Preferiblemente los agujeros son agujeros en una pletina de la
válvula. La cubierta cierra herméticamente al hacer tope de modo
hermético con la superficie que rodea los agujeros. En el caso en
el que la cubierta sea una pared con una superficie de cierre
hermético anular, la válvula es cerrada por la superficie de cierre
hermético anular al hacer tope de modo hermético con la superficie
que rodea los agujeros. El diámetro exterior de la superficie de
cierre hermético anular es mayor que el diámetro de un círculo
circunscrito al agujero o los agujeros. Preferiblemente, el diámetro
interior de la superficie de cierre hermético es también mayor que
el diámetro de un círculo circunscrito al agujero o agujeros.
En otra forma preferida la válvula comprende una
trampilla movible bajo la aplicación de un campo magnético entre
las posiciones abierta y cerrada. La trampilla puede llevar un imán.
La trampilla puede montarse articulada con respecto a una base. La
base puede llevar un solenoide o una bobina para generar un campo
magnético para abrir o cerrar la trampilla y debido a ello la
válvula como respuesta a una señal proveniente del controlador.
Una válvula según la presente invención puede
estar provista de una cubierta. Cualquier tipo de cubierta que sea,
ésta debe permitir un flujo de fluido suficiente a través de la
válvula cuando la válvula esté en posición abierta. La cubierta
puede envolver sólo parcialmente la válvula. La cubierta puede
comprender aberturas. En particular, una cubierta puede comprender
agujeros. Estos agujeros pueden ser de cualquier forma apropiada.
Pueden ser circulares. Pueden ser ranuras. Otras formas de aberturas
se consideran dentro del alcance de la invención.
En el caso en el que una válvula según la
presente invención tenga una cubierta con aberturas, preferiblemente
las aberturas están situadas de modo que cualquier movimiento
relativo entre la válvula y el contenido de la cámara u otra parte
de la cámara no impida el paso de aire a través de la válvula cuando
la válvula esté abierta. En particular, en el caso en el que una
válvula con una cubierta con aberturas se monte en una cortina
según la presente invención, preferiblemente se colocan las
aberturas de tal forma que las aberturas no estén obstruidas de
modo que se garantice que no se restringe el flujo de fluido de un
modo significativo.
Por ejemplo, en el caso en el que una válvula
con una cubierta se monte en una cortina que es aproximadamente
coplanar con la puerta del receptáculo cuando la cortina está en un
estado fundamentalmente no deformado, preferiblemente la cubierta
comprende aberturas en el lateral de la válvula antes que, o además
de, en la cara trasera o frontal de la válvula de modo que si la
válvula se desplaza de modo que la cara frontal o trasera hace tope
contra la puerta o contra otro objeto con su cara frontal o trasera,
las aberturas no serán obstruidas debido a ello.
En el caso en el que haya una cortina según la
presente invención que sea flexible, la diferencia entre las
presiones de las atmósferas que hay a cada lado de la cortina puede
variar en diferentes puntos de la cortina. Esta variación puede
provocar que la cortina se desplace en cierto modo erráticamente.
Para facilitar la igualación de la diferencia de presión sobre la
superficie de la cortina, la cortina puede estar provista de medios
de entrada en forma de válvulas que están separadas una de otra. En
una disposición típica una cortina puede estar provista de medios
de entrada en forma de un par de válvulas. Una válvula puede estar
situada en la porción superior y la otra en la porción inferior de
la cortina.
Como puede ser apreciado por aquellos formados
en la técnica, los emplazamientos preferidos arriba descritos de
los medios de salida y de los medios de entrada pueden ser
intercambiados por lo cual se pueden colocar los medios de salida
en una cortina según la presente invención y se pueden colocar los
medios de entrada cerca del ventilador. En esta configuración los
medios de entrada se comunican con una de las aberturas de la
lumbrera de ventilación que está situada cerca del ventilador
previsto en la cámara para la circulación de aire en el interior de
la cámara. Unos medios de entrada como estos se deben colocar en el
lado de baja presión del ventilador de modo que cuando los medios
de entrada estén abiertos, la atmósfera del exterior de la cámara
sea empujada hacia la cámara. En esta disposición se pueden montar
medios de salida en una cortina según la presente invención.
Un controlador según la presente invención
comprende medios de detección y medios de control. Los medios de
detección son apropiados para detectar la concentración de oxígeno.
Los medios de detección pueden también detectar otras variables en
el interior de la cámara, por ejemplo, la humedad. Preferiblemente,
los medios de detección comprenden un dispositivo de medida de la
concentración de oxígeno que proporciona una salida en forma de una
señal eléctrica que contiene información acerca del nivel de
concentración de oxígeno dentro de la cámara. Una señal eléctrica
como esa puede ser una señal de corriente continua que presente un
voltaje proporcional a la concentración de oxígeno o la señal puede
codificar digitalmente el nivel de la concentración de oxígeno o un
número que sea proporcional, o de otro modo en una relación
conocida, a la concentración de oxígeno. Otras formas de salida se
consideran dentro del alcance de la invención.
Un controlador según la presente invención puede
comprender medios para recibir y proporcionar una respuesta en
función de la salida de los medios de detección. Una respuesta como
esa puede incluir el activar una o más válvulas u otros
dispositivos bajo el control del controlador. El controlador puede
estar conectado operativamente a las válvulas por medio de una
conexión cableada o por otros medios que posibiliten la activación
de una o más válvulas por el controlador. El controlador puede
recibir señales de los medios de detección de modo continuo o puede
muestrear las señales de modo discontinuo. En el caso en el que tome
muestras de las señales de modo discontinuo, los intervalos de
muestreo pueden ser iguales o diferentes. El intervalo de muestreo
puede estar hecho para variar en función de la salida de los medios
de detección o puede ser fijo.
Los medios de modificación según la presente
invención preferiblemente comprenden medios pasivos de reducción de
la concentración de dióxido de carbono. Preferiblemente los medios
de reducción comprenden una cantidad predeterminada de una
sustancia apropiada para extraer el dióxido de carbono de la
atmósfera, como cal hidratada, contenida en bolsas permeables al
dióxido de carbono. Este tipo de medios de reducción ya se conocen
en la técnica. La cantidad de sustancia apropiada que se debe
colocar en la cámara se puede calcular a partir del conocimiento de
la cantidad total de dióxido de carbono por encima de la cantidad
máxima de dióxido de carbono tolerable en el interior de la cámara
que podría entrar en la cámara y/o ser producida a partir de la
respiración de los productos. Se puede estimar esta cantidad máxima
a partir del conocimiento de la temperatura a la que se debe
mantener la cámara, el tiempo a lo largo del cual se debe regular la
atmósfera de la cámara, la cantidad de productos que se deben
almacenar en el interior de la cámara y la tasa de respiración de
los productos que se deben almacenar en el interior de la cámara. El
medio de hacer esta estimación se discute más ampliamente más
abajo.
Los medios de modificación según la presente
invención pueden comprender un humidificador preferiblemente un
humidificador pasivo. Un humidificador pasivo puede comprender una
bandeja para recoger las gotas de agua del serpentín de evaporación
de una unidad de refrigeración en el interior de la cámara. El
humidificador puede comprender medios de canalización para
trasportar el agua a un punto cerca del ventilador para la
circulación de aire en el interior de la cámara de modo que la
humedad puede ser impulsada por el aire al interior de la cámara
para incrementar la humedad de la misma.
Después de que se hayan cargado los productos en
una cámara provista de un aparato para la regulación de la
atmósfera según la presente invención la cámara puede ser barrida
con un gas que presente una baja concentración de oxígeno o que no
contenga oxígeno. Como gas se puede utilizar nitrógeno. Se puede
realizar una etapa de barrido por gas como esa para reducir la
concentración inicial de oxígeno en el interior de la cámara por
debajo de una concentración máxima predeterminada de oxígeno. Si el
contenido de oxígeno es por ello reducido por debajo de una
concentración predeterminada mínima de oxígeno, el controlador puede
actuar para provocar un aumento en la concentración de oxígeno en
el interior de la cámara. Si no se llevara a cabo una etapa de
barrido por gas como esa, llevaría un tiempo considerable el reducir
la concentración de oxígeno en el interior de la cámara como
resultado del consumo de oxígeno de los productos durante la
respiración.
La etapa de barrido por gas puede ser efectuada
para reducir la concentración inicial de oxígeno en el interior de
la cámara a un porcentaje pequeño del nivel de regulación de
oxígeno. Si el contenido de oxígeno se reduce al nivel de
regulación de oxígeno por la acción de los productos que respiran,
se ha observado que se produce un incremento proporcional
correspondiente del nivel de dióxido de carbono en la cámara.
La predicción de las características deseadas de
la unidad de absorción para conseguir la concentración deseada de
dióxido de carbono que corresponde a un nivel particular de oxígeno
preestablecido en la cámara se basa también en, entre otras cosas,
el peso de la carga, la temperatura de la cámara, el tiempo durante
el cual la carga será transportada, y el cociente de respiración del
producto.
En funcionamiento, cuando la concentración de
oxígeno dentro de la cámara cae por debajo de un primer valor
mínimo predeterminado, el controlador provoca la apertura de los
medios de entrada y/o de los medios de salida durante una primera
duración o duraciones de tiempo (según el caso) de modo que se
permita al aire que rodea la cámara entrar en la cámara y/o a la
atmósfera de dentro de la cámara salir de la cámara. El flujo de
entrada de aire que entra en la cámara hará por ello mismo que se
incremente la concentración de oxígeno dentro de la
cámara.
cámara.
Se pueden abrir simultáneamente los medios de
entrada y los medios de salida. Se pueden cerrar simultáneamente.
Se pueden abrir en momentos diferentes. La opción de escalonar la
apertura (o el cierre) de los medios de entrada con respecto a la
apertura (o cierre) de los medios de salida, comparado con
simplemente abrir y cerrar los medios de entrada y los medios de
salida simultáneamente, puede otorgar un control adicional sobre la
tasa de variación de las concentraciones de los gases en el interior
de la cámara.
Si, después de que se hayan cerrado los medios
de entrada y/o los medios de salida, la concentración de oxígeno
medida por los medios de detección no ha aumentado hasta al menos un
segundo valor mínimo predeterminado, el controlador puede provocar
que los medios de entrada y/o los medios de salida conmuten a un
estado abierto durante una segunda duración o duraciones de tiempo
predeterminadas (según el caso) de modo que permita que aire
adicional que rodea la cámara entre en la cámara y/o que la
atmósfera de dentro de la cámara salga de la cámara. El segundo
valor mínimo predeterminado de la concentración de oxígeno puede ser
igual o diferente al primer valor mínimo predeterminado de
concentración de oxígeno.
Se puede repetir este proceso hasta que la
concentración de oxígeno se haya incrementado hasta un nivel
aceptable.
Si, después de que los medios de entrada y/o los
medios de salida se hayan cerrado, la concentración de oxígeno en
la cámara medida por los medios de detección no se ha incrementado
hasta al menos el segundo valor mínimo predeterminado, el
controlador puede determinar el no provocar que los medios de
entrada y/o los medios de salida conmuten a un estado abierto
durante una segunda o siguientes duraciones de tiempo
predeterminadas para dar tiempo a la concentración de oxígeno
medida por los medios de detección que aumente debido a la mezcla
de la atmósfera en el interior de la cámara.
En un ciclo dado de aumento de la concentración
de oxígeno dentro de la cámara, en el que los medios de entrada y/o
los medios de salida se abren por una segunda o siguientes duración
o duraciones de tiempo predeterminadas, las diferente duraciones de
tiempo predeterminadas pueden ser iguales o diferentes.
Preferiblemente, cada siguiente apertura de los medios de entrada
y/o de salida dentro de un único ciclo de aumento de la
concentración de oxígeno en el interior de la cámara es más larga
que la precedente. Por ejemplo, preferiblemente la segunda duración
o duraciones de tiempo predeterminadas son más largas que la primera
duración o duraciones de tiempo predeterminadas, la tercera es o
son más largas que la segunda y así sucesivamente.
En un ciclo dado de aumento de la concentración
de oxígeno en el interior de la cámara, en el que los medios de
entrada y/o los medios de salida se abren durante una segunda o
siguiente duración o duraciones de tiempo predeterminadas, las
diferentes duraciones de tiempo predeterminadas pueden ser reguladas
por el controlador en función de las medidas de los medios de
detección.
En una realización preferida de la presente
invención, los medios de entrada y los medios de salida se abren y
se cierran juntos, esto es, se cierran y se cierran los dos al mismo
tiempo.
Preferiblemente, la duración de tiempo durante
la cual se abren los medios de entrada y los medios de salida es
aproximadamente proporcional a la diferencia entre la concentración
de oxígeno medida y el nivel de regulación de oxígeno. Por
"aproximadamente proporcional" queremos decir que la duración
de tiempo en que los medios de entrada están abiertos debería ser
pequeña si la diferencia es pequeña y grande si la diferencia es
grande. No se requiere una proporcionalidad real en el sentido de
una relación lineal entre la diferencia de concentración de oxígeno
y la duración de la apertura de los medios de entrada. (Esta
situación se da únicamente cuando la concentración medida de
oxígeno es menor que el nivel de regulación de oxígeno porque cuando
la concentración de oxígeno medida sobrepasa el nivel de regulación
de oxígeno, los medios de entrada y los medios de salida permanecen
cerrados).
En una realización preferida de la presente
invención, en la que se forma la cámara según la presente invención
en el interior de un contenedor refrigerado de transporte, se
utiliza la siguiente lógica para controlar la concentración de
oxígeno en el interior de la cámara:
- 1.
- La medida de la concentración de oxígeno de la cámara toma lugar cada 8 minutos.
- 2.
- Si la diferencia entre la concentración medida de oxígeno y el nivel de regulación de oxígeno es más de 0.9%, entonces los medios de entrada se abren para permitir que el aire ambiente entre en la cámara para gracias a ello incrementar la concentración de oxígeno en el interior de la cámara. (Para evitar la duda, la referencia a 0.9% es en unidades de concentración de oxígeno en la cámara y no representa una proporción con respecto al nivel de regulación de oxígeno). Los medios de entrada se cierran después de que la concentración de oxígeno medida haya superado el nivel de regulación de oxígeno.
- 3.
- Si la concentración de oxígeno medida se encuentra en el intervalo entre 0 y 0.9% menos que el nivel de regulación de oxígeno, entonces los medios de entrada se abren para permitir que el aire ambiente entre en la cámara para incrementar gracias a ello la concentración de oxígeno en el interior de la cámara. Los medios de entrada se cierran después de un intervalo de tiempo que depende de la concentración de oxígeno medida previamente a la apertura de los medios de entrada, como se muestra a continuación:
| Nivel de regulación - Concentración de oxígeno (%) | Tiempo (minutos) |
| Por encima de 0 hasta 0.09 | 1.5 |
| Por encima de 0.09 hasta 0.18 | 2 |
| Por encima de 0.18 hasta 0.27 | 2.5 |
| Por encima de 0.27 hasta 0.36 | 3 |
| Por encima de 0.36 hasta 0.45 | 3.5 |
| Por encima de 0.45 hasta 0.54 | 4 |
| Por encima de 0.54 hasta 0.63 | 4.5 |
| Por encima de 0.63 hasta 0.72 | 5 |
| Por encima de 0.72 hasta 0.81 | 5.5 |
| Por encima de 0.81 hasta 0.9 | 6 |
En una realización preferida de la presente
invención métodos según la presente invención comprenden la
determinación de un cociente de respiración de unos productos en
particular que se van a colocar en la cámara, esto es, la cantidad
de oxígeno que se convierte en dióxido de carbono debido a la
respiración de esos productos. El cociente de respiración depende
de los productos aunque en términos generales se ha observado que
hay una relación directamente proporcional con la cantidad de
oxígeno consumida por los productos que se convierte en dióxido de
carbono. Por lo tanto, se ha averiguado que la generación de dióxido
de carbono en el interior de la cámara es dependiente del nivel de
oxígeno en el interior de la cámara. En una cámara cerrada
herméticamente en cuyo volumen hay productos y aire, se ha observado
que los productos consumen oxígeno y por ello se reduce el nivel de
oxígeno de la cámara. Como consecuencia del consumo del oxígeno
disponible, el producto despide una cantidad de dióxido de carbono
proporcional al oxígeno consumido.
Por ejemplo, se sabe con seguridad que el aire
contiene aproximadamente 21% de oxígeno en volumen. Si se requiere
un nivel de oxígeno de un 6% en una cámara que contiene productos y
aire ambiente, se puede predecir según la presente invención que la
composición de la atmósfera en la cámara con el paso del tiempo
contendrá aproximadamente un 15% de dióxido de carbono (partiendo de
una base de cero aproximadamente) como consecuencia del consumo de
oxígeno de los productos. Similarmente, si se requiere un nivel del
3% de oxígeno en la cámara, se puede predecir que la composición de
la atmósfera de la cámara con el paso del tiempo contendrá
aproximadamente un 18% de dióxido de carbono (partiendo de una base
de cero aproximadamente) como consecuencia del consumo de oxígeno
de los productos.
Según el método para regular independientemente
el nivel de dióxido de carbono, el material absorbente de dióxido
de carbono puede proveerse de modo que absorba la diferencia entre
el nivel predicho de dióxido de carbono que se va a generar y un
nivel deseado de equilibrio, de digamos 10%. En una realización se
puede por ello realizar un cálculo basado en las características de
absorción conocidas del material absorbente de dióxido de carbono y
el grado de absorción deseado de dióxido de carbono, para llegar a
una estimación de la cantidad de material que se necesita para
absorber la diferencia entre el nivel predicho de dióxido de
carbono y el nivel de equilibrio deseado de dióxido de carbono.
En general, un nivel de dióxido de carbono en la
cámara dentro del intervalo de 0 a 15% del volumen de la cámara es
deseable. La ventaja de tener al menos una proporción de dióxido de
carbono en la composición de la atmósfera de la cámara es que ayuda
a los productos manteniendo su color, inhibe el crecimiento de moho
y podredumbres, y ayuda al retrasar la maduración de los productos.
Sin embargo demasiado dióxido de carbono podría producir una
deterioración de la calidad del producto.
Según una realización preferida de la presente
invención, si por ejemplo se requiere un nivel de regulación de
oxígeno de 5% en volumen en la cámara, se reduce inicialmente el
nivel de oxígeno hasta alrededor de 3% por encima del nivel de
regulación, a continuación de lo cual el nivel de oxígeno se degrada
hasta el 5% y el nivel de dióxido de carbono aumenta hasta
aproximadamente el 3% (partiendo de una base de cero
aproximadamente). Se puede mantener el nivel de oxígeno en el nivel
de regulación permitiendo la entrada de aire en la cámara si el
nivel cae por debajo del nivel de regulación.
Naturalmente sin embargo, los productos
continuarán consumiendo oxígeno y por ello continuará la producción
de dióxido de carbono. Se puede conseguir una regulación
independiente del nivel de dióxido de carbono colocando un material
absorbente de dióxido de carbono, como uno o más envases de cal
hidratada con una permeabilidad predeterminada al dióxido de
carbono de la cámara, de modo que absorban la diferencia entre la
cantidad de dióxido de carbono predicha en la cámara (basada en la
tasa de consumo de oxígeno predicha de los productos) y el nivel
deseado.
La presente invención proporciona en una
realización preferida particular un método para regular la
atmósfera del interior de una cámara para almacenar productos que
respiran, comprendiendo el método las etapas de predecir el nivel
de dióxido de carbono en la cámara una vez que se ha determinado el
nivel de regulación de oxígeno en la cámara, e independientemente
ajustar el nivel de dióxido de carbono de la cámara determinando la
diferencia entre el nivel de dióxido de carbono predicho en la
cámara y el nivel de equilibrio deseado del dióxido de carbono y
añadir uno o más envases de cal hidratada de permeabilidad
predeterminada al dióxido de carbono de la cámara por lo cual el
dióxido de carbono es absorbido en las bolsas de modo que alcanza el
nivel de equilibrio deseado, gracias a lo cual se ajusta el nivel
de dióxido de carbono de la cámara.
Al describir el funcionamiento de la presente
invención, es conveniente describir primero una realización en la
que no se modifica el nivel de dióxido de carbono de la cámara.
Después del cierre hermético de la cámara, la
respiración de los productos provocará que la concentración de
oxígeno de la cámara decrezca y que la concentración de dióxido de
carbono se incremente. Si la atmósfera inicial de la cámara es
atmósfera ambiente, entonces una buena aproximación es suponer que
la concentración inicial de dióxido de carbono es cero. El volumen
molar de dióxido de carbono producido durante la respiración es,
por definición, el producto entre la cantidad de oxígeno consumido y
el cociente de respiración.
Los medios de entrada y los medios de salida de
la presente invención permanecerán cerrados hasta que el detector
detecte que la concentración de oxígeno en el interior de la cámara
ha caído por debajo de una cantidad predeterminada (que típicamente
se establece dentro de un margen o tolerancia particular del nivel
de regulación de oxígeno). La respiración continua de los productos
provoca, o provocaría, que la concentración de oxígeno en el
interior de la cámara descienda por debajo del nivel de regulación
(o por debajo de un nivel dentro de un margen o tolerancia
apropiada a partir del nivel de regulación). El aparato de la
presente invención provoca que los medios de entrada y los medios
de salida se abran durante intervalos de tiempo predeterminados
respectivos (pero no necesariamente durante, o al, mismo tiempo)
para aumentar la concentración de oxígeno dentro de la cámara.
El ciclo de abrir los medios de entrada y los
medios de salida cuando la concentración de oxígeno ha caído por
debajo de un nivel predeterminado continua para mantener la
concentración de oxígeno en la cámara fundamentalmente en el nivel
de regulación de oxígeno.
Aunque el flujo de entrada y el flujo de salida
hacia y desde la cámara pasan como se ha descrito a intervalos
discretos de tiempo, es útil tomar un modelo del proceso como un
proceso continuo asumiendo que hay un caudal constante de flujo de
entrada de aire, un caudal constante de flujo de salida de la
atmósfera de la cámara y una tasa constante de respiración en el
interior de la cámara. Los caudales de flujo continuos teóricos
pueden ser considerados como una forma de media de de los caudales
de flujo reales, discretos. No se debe interpretar que la invención
está de algún modo limitada por un modo de actuación teórico, modelo
o descripción. Sin embargo, como se verá, un modelo como este es
útil para ajustar la concentración del dióxido de carbono dentro de
la
cámara.
cámara.
En ausencia de control del dióxido de carbono en
el interior de la cámara, la concentración de dióxido de carbono en
la cámara alcanza un valor de equilibrio. En equilibrio, la tasa de
producción de dióxido de carbono en la cámara debido a la
respiración iguala a la tasa de dióxido de carbono que sale de la
cámara a través de los medios de salida. Al calcular la
concentración de equilibrio del dióxido de carbono, se utiliza un
modelo con las siguientes
hipótesis:
hipótesis:
- 1.
- La atmósfera de la cámara que sale de la cámara a través de los medios de salida está perfectamente mezclada (a saber se asume que las proporciones de los gases constituyentes de la atmósfera que sale de la cámara son iguales a las proporciones de los gases constituyentes en el interior de la cámara).
- 2.
- La composición del aire que entra en la cámara a través de los medios de entrada está formada por un 21% de oxígeno y un 79% de nitrógeno.
- 3.
- El caudal del flujo de entrada del nitrógeno es igual al caudal del flujo de salida del nitrógeno.
Los cálculos según el modelo expuesto más arriba
se presentan en el apéndice de esta especificación.
Usando un modelo que presenta las hipótesis
expuestas más arriba, la concentración de dióxido de carbono en la
atmósfera de la cámara en equilibrio en ausencia de una modificación
del dióxido de carbono en el interior de la cámara
3 es aproximadamente
RQ·(0.21-P_{O_{2}}) dónde P_{O_{2}} es el nivel
de regulación de oxígeno, y RQ es el cociente de respiración. (La
expresión correcta al utilizar el modelo es 4 véase
la ecuación (9) en el Apéndice).
Por ejemplo, cuando la concentración por volumen
de oxígeno se reduce desde el nivel ambiente (a saber 21%) hasta un
nivel de regulación de, digamos, 6%, entonces la concentración de
dióxido de carbono será de aproximadamente 15% desde
aproximadamente una base de cero, asumiendo un cociente de
respiración unidad.
Cuando se utiliza una etapa inicial de barrido
por gas como se ha descrito, la concentración de dióxido de carbono
alcanzará de todos modos la misma concentración de equilibrio
5 igual que cuando no se utiliza ninguna etapa de
barrido por gas. Por consiguiente, la presente invención comprende
un método para estimar la concentración de equilibrio del dióxido
de carbono basada únicamente en el nivel de regulación de oxígeno y
el cociente de respiración.
Usando el ejemplo numérico precedente, si se
adopta un nivel de regulación de oxígeno del 6%, entonces
(utilizando un cociente de respiración de la unidad), la
concentración de dióxido de carbono de la cámara alcanzará
finalmente una concentración de equilibrio del 15%, tanto si la
atmósfera inicial de la cámara es la atmósfera ambiente y tanto si
se ha utilizado como si no una etapa inicial de barrido por gas como
se ha descrito.
Según la presente invención la concentración de
equilibrio del dióxido de carbono en la cámara puede ser modificada
sin ninguna vigilancia del nivel de dióxido de carbono de la cámara:
A partir de la ecuación (10) en el Apéndice, se puede calcular la
tasa de absorción de dióxido de carbono. Por ejemplo, si se utiliza
un nivel de regulación de oxígeno del 6%, entonces como se ha
establecido previamente, en ausencia de absorción de dióxido de
carbono, la concentración de equilibrio del dióxido de carbono será
de aproximadamente 15%. Si se desea conseguir una concentración de
equilibrio del dióxido de carbono del 10%, entonces a partir de la
ecuación (10) ó (12), la tasa requerida de absorción de dióxido de
carbono será de aproximadamente 0.39r_{O_{2}}, a saber una
proporción de 0.39 veces la tasa de respiración de los productos
(asumiendo un cociente de respiración de la unidad).
Una vez que se conoce la tasa de absorción
a_{CO_{2}} del dióxido de carbono, se puede utilizar esa
información para calcular las propiedades de permeabilidad al
dióxido de carbono de un envoltorio de material absorbente de
dióxido de carbono, como bolsas de cal.
Las capas comerciales de permeabilidad conocida
al dióxido de carbono se especifican típicamente con la referencia
a un coeficiente de permeabilidad K_{f} el cual representa el
caudal de dióxido de carbono que atraviesa la capa (típicamente en
litros por minuto), por porcentaje de dióxido de carbono en la
atmósfera, por unidad de área de capa (típicamente en metros
cuadrados). De este modo, si la tasa requerida de absorción de
dióxido de carbono se expresa en unidades de flujo apropiadas
(designada a_{CO_{2}}) (por ejemplo unidades de caudal como
litros por minuto), entonces el producto de la superficie de la capa
y el coeficiente de permeabilidad será igual al cociente entre la
tasa de absorción de dióxido de carbono y la concentración de
equilibrio del dióxido de carbono. Esto es, K_{f}A =
\frac{a_{CO_{2}}}{p_{CO_{2}}}. Se pueden elegir entonces
envoltorios apropiados permeables al dióxido de carbono a partir
del producto K_{f}A.
Según el método de la presente invención, se
puede establecer por anticipado la concentración de equilibrio
predicha del dióxido de carbono en la cámara de modo que alcanzará
el nivel deseado por medio de la utilización de medios de reducción
de la concentración de dióxido de carbono (como envoltorios
permeables al dióxido de carbono rellenados con un material
absorbente de dióxido de carbono).
La cantidad de material absorbente de dióxido de
carbono que se coloca en los envoltorios permeables al dióxido de
carbono debería ser suficiente para ser capaz de absorber todo el
dióxido de carbono que penetra en los envoltorios permeables al
dióxido de carbono y por lo tanto debe ser una cantidad suficiente
para durar el tiempo de almacenamiento estimado de los productos en
el interior de la cámara.
Aquellos formados en la técnica apreciarán de
inmediato que se pueden utilizar otras formas apropiadas de hacer
un modelo de las proporciones de la atmósfera en la cámara, y tales
modelos se consideran dentro del alcance de la presente invención.
Por ejemplo, un modelo puede tomar en consideración un factor para
las fugas del contenedor. Un modelo puede basarse en intervalos de
tiempo discretos en vez de utilizar la aproximación de flujo
conti-
nuo.
nuo.
Se describirá a continuación una realización
preferida de la invención en referencia a las figuras en anexo en
las cuales:
La Figura 1 es una vista lateral esquemática de
un contenedor de refrigeración estándar provisto de un aparato de
regulación de la atmósfera según una realización preferida de la
presente invención;
La Figura 2 es un alzado lateral de una válvula
que se utiliza en el extremo de la estructura de un contenedor
refrigerado según una realización preferida de la presente
invención;
La Figura 3 es un alzado frontal de la válvula
según la Figura 2;
La Figura 4 es un alzado trasero de la válvula
según la Figura 2;
La Figura 5 es un alzado frontal de una válvula
que se utiliza en una cortina según la realización preferida de la
Figura 1;
La Figura 6 es un alzado trasero de la válvula
según la Figura 4; y
La Figura 7 es un alzado lateral de la válvula
según las figuras 4 y 5.
Las Figuras 8 y 9 son alzados laterales de una
válvula que se utiliza en una cortina según la realización
preferida de la Figura 1.
La Figura 10 es un alzado frontal de una pletina
en el interior de la válvula según las Figuras 8 y 9.
La Figura 1 muestra un receptáculo en forma de
un contenedor refrigerado 10 que comprende una unidad de
refrigeración 12 y puertas 14.
En la realización ilustrada los medios de cierre
comprenden una cortina 16. La cortina preferiblemente comprende una
hoja impermeable y está unida a las paredes externas del contenedor
10 con cinta (no mostrada) para formar la cámara 11. Se colocan en
el interior de la cámara medios de modificación 9 que comprenden una
cantidad de cal hidratada contenida en bolsas permeables al dióxido
de carbono.
Se colocan medios de cierre hermético (no
mostrados) en forma de cubierta para una lumbrera de ventilación 18
en el extremo de la estructura del contenedor 10. La cubierta
comprende una hoja de plástico impermeable adherida con cinta a la
pared del contenedor 10. La cubierta está adaptada para cubrir y por
lo tanto cerrar herméticamente, la lumbrera de ventilación 18. La
cubierta está provista de medios de salida en forma de una válvula
20.
La válvula 20 está situada en el lado de alta
presión del ventilador de modo que cuando la válvula 20 está
abierta, la atmósfera de la cámara es expulsada fuera de la
cámara.
Se colocan medios de entrada en forma de
válvulas 100 en la cortina 16. La atmósfera ambiente puede entrar
en la cámara 11 cuando las válvulas 100 están abiertas.
El controlador comprende medios de detección (no
mostrados) en forma de un dispositivo de medida de la concentración
de oxígeno. Los medios de detección preferiblemente toman medidas a
intervalos espaciados regularmente que se pueden ajustar en función
de la tasa de respiración de los productos (si hay) en la cámara
11. Si la concentración de oxígeno cae por debajo de un valor
predeterminado (que se puede ajustar en función de la tasa de
respiración de los productos (si hay) en el contenedor), el
controlador 8 envía una señal por medio de cables 17 u otro medio
de comunicación para abrir las válvulas 100 y 20. Esto permite el
flujo de entrada de aire ambiente a la cámara 11 a través de las
válvulas 100 y la descarga desde la cámara 11 de atmósfera de la
cámara a través de la válvula 20.
Como se muestra en la Figura 2, la válvula 20
comprende una cubierta 22 que presenta una superficie exterior
cilíndrica circular 23 y una pieza de extremo con aberturas 24. La
pieza de extremo 24 comprende aberturas 25 como se muestra en la
Figura 3. La pieza de extremo 24 comprende una protuberancia central
cilíndrica circular 26 como se muestra en la Figura 2 y con una
línea de puntos de contorno en la Figura 3. La protuberancia 26
comprende un imán 28.
La válvula 20 comprende anillos separadores 30 y
32.
La válvula 20 comprende un carrete 28 provisto
de rebordes 40 y 42 y un orificio central circular 44. Alrededor
del carrete 38 se devana cable (no mostrado) entre los rebordes 40 y
42 para crear un solenoide. En la realización preferida ilustrada,
se coloca una bola esférica 60 en el orificio 44 del carrete 38. Se
puede sustituir la bola 60 por un tapón cilíndrico circular recto o
un elemento con una forma cualquiera apropiada.
En la realización preferida ilustrada, la bola
60 es magnética, a saber es atraída por un imán.
El diámetro de la bola 60 es mayor que la
longitud del carrete 38 cuando se mide entre la superficie exterior
del reborde 40 hasta la superficie exterior del reborde 42 a lo
largo de una línea paralela al eje del orificio 44. El diámetro del
orificio 44 es mayor que el diámetro de la bola 60.
Se provee una pletina de cierre hermético 34 que
presenta un agujero central circular 36 que es fundamentalmente
concéntrico con el orificio 44. El diámetro del agujero 36 es menor
que el diámetro de la bola 60.
Se provee una tapa de extremo 50 que presenta 6
aberturas circulares 52 y una protuberancia central 54 que recibe
el imán permanente 56.
La válvula 20 está cerrada cuando la bola 60 se
sitúa de modo que cierra herméticamente el agujero 36 en la pletina
de cierre hermético 34 de modo que no puede pasar ningún fluido a
través del orificio 44. En la realización preferida ilustrada, la
válvula se mantiene cerrada gracias al imán 28 que retiene a la
bola 60 en la posición cerrada. Aquellos formados en la técnica
apreciarán que se pueden adoptar otros medios para retener la bola
60.
Cuando se debe abrir la válvula 20 se puede
aplicar una corriente continua preferiblemente en forma de un pulso
al solenoide (no mostrado) devanado alrededor del orificio 44 debido
a lo cual se vence la fuerza de atracción magnética del imán 28 y
se empuja la bola 60 hacia el imán 56.
La válvula 20 está abierta cuando la bola 60 se
sitúa de modo que hace tope contra la tapa de extremo 50. Si cesa
el pulso de corriente continua, la válvula 20 se mantiene abierta
gracias al imán 56 que mantiene la bola 60 en la posición abierta,
aunque aquellos formados en la técnica apreciarán que se pueden
adoptar otros medios para retener la bola 60. Por ejemplo, la
válvula 20 puede mantenerse abierta al mantener la corriente que
pasa por el solenoide.
Cuando se debe cerrar la válvula 20 se puede
aplicar una corriente continua preferiblemente en forma de un pulso
al solenoide en dirección opuesta al pulso de apertura de la válvula
de modo que venza la fuerza de atracción magnética del imán 56 e
impulse la bola 60 hacia la posición cerrada previamente
descrita.
Aquellos formados en la técnica apreciarán que
la válvula puede mantenerse cerrada manteniendo la corriente que
pasa por el solenoide en vez de, o además de, utilizar el efecto del
imán 28 sobre la bola 60.
Las Figuras 8 a 10 muestran otra forma de
válvula 100 apropiada para ser montada en la cortina 16. Como se
muestra en la Figura 8, la válvula 100 comprende una cubierta 101
que presenta una superficie exterior cilíndrica circular con
agujeros de entrada de aire 102, agujeros de salida de aire 103 y un
reborde anular 104. En la realización preferida ilustrada, los
agujeros de aire son circulares. Sin embargo, pueden tomar la forma
de ranuras o aberturas con cualquier forma apropiada. Los agujeros
de entrada de aire 102 y los agujeros de salida de aire 103 son de
tamaño suficiente como para permitir un flujo de aire apropiado a
través de la válvula cuando está abierta. La válvula 100 comprende
una pieza de extremo 105 que comprende una protuberancia central
cilíndrica circular 106 para recibir el imán 107. Se comprenderá que
los agujeros de entrada de aire 102 pueden funcionar como agujeros
de salida de aire y los agujeros de salida de aire 103 pueden
funcionar como agujeros de entrada de aire, dependiendo de la
dirección del flujo de fluido que atraviesa la válvula.
La válvula 100 comprende un carrete 108 provisto
de rebordes 109 y 110 y un orificio central circular 111 (del cual
se muestra la pared interna con línea puntos de contorno). El hilo
(no mostrado) se devana alrededor del carrete 108 entre los
rebordes 109 y 110 para crear un solenoide.
La pieza de extremo 105 comprende un tubo
central cilíndrico circular 112. El orificio 111 del carrete 108 es
ajustado sobre el tubo 112 de modo que se monta el carrete 108 sobre
el tubo 112.
Se coloca al menos parcialmente una varilla
cilíndrica circular 113 dentro del tubo 112. La varilla 113 se
puede deslizar linealmente dentro del tubo 112. La varilla 113 es
magnética, a saber es atraída por un imán. La varilla 113 soporta
el panel 114 con un anillo anular de cierre hermético 115.
La válvula 100 comprende una pletina 116. Como
se muestra en las Figuras 8 y 10, la pletina 116 presenta agujeros
de aire 117 y una protuberancia central circular 118 para recibir el
imán 119.
Como se muestra en la Figura 9, la válvula 100
está cerrada cuando la varilla 113 está situada de modo que el
anillo de cierre hermético 115 en el panel 114 hace tope de modo
hermético contra la pletina 116. En esta configuración la válvula
está cerrada ya que el anillo de cierre hermético en combinación con
el panel 114 impide que el fluido pase a través de los agujeros 117
y alrededor del panel 114 y por ello impide una comunicación de
fluidos entre los agujeros 102 y 103. En la realización preferida
ilustrada, la válvula se mantiene cerrada gracias al imán 119 que
retiene la varilla 113 en la posición cerrada. Aquellos formados en
la técnica apreciarán que se pueden adoptar otros medios para
retener la varilla 113.
Cuando se deba abrir la válvula 100 se puede
aplicar al solenoide (no mostrado) enrollado alrededor del orificio
111 del carrete 108 una corriente continua preferiblemente en forma
de pulso para vencer gracias a ello la fuerza de atracción
magnética del imán 119 e impulsar la varilla 113 hacia el imán
107.
Como se muestra en la Figura 8, la válvula 100
está cerrada cuando la varilla 113 está situada de modo que el
anillo de cierre hermético 115 en el panel 114 está separado de la
pletina 116. En la realización ilustrada de la Figura 8, el imán
107 presenta una fuerza suficiente, y la varilla 113 está lo
suficientemente cerca del imán 107 cuando la válvula 100 está en la
posición abierta, que, si se corta el pulso de corriente continua,
la válvula 100 se mantiene abierta gracias a que el imán 107 retiene
la varilla 113 en la posición abierta. Sin embargo, aquellos
formados en la técnica apreciarán que se pueden adoptar otros
métodos para retener la varilla 113. Por ejemplo, la válvula 100
puede mantenerse abierta manteniendo la corriente que pasa por el
solenoide.
En la configuración mostrada en la Figura 8, la
válvula está abierta ya que el anillo de cierre hermético 115 en el
panel 114 no impide que el fluido pase a través de los agujeros 116
y alrededor del panel 114, permitiendo por ello que se comuniquen
los fluidos entre los agujeros 102 y los agujeros 103.
Cuando se debe cerrar la válvula 100 se puede
aplicar al solenoide una corriente continua preferiblemente en
forma de pulso en dirección opuesta al pulso de apertura de la
válvula de modo que se venza la fuerza de atracción magnética del
imán 107 e impulse la varilla 113 hacia la posición cerrada descrita
previamente.
Aquellos formados en la técnica apreciarán que
se puede mantener cerrada la válvula 100 manteniendo la corriente
que pasa por el solenoide en vez, o además de, utilizar el efecto
del imán 119 sobre la varilla 113.
Las Figuras 5 a 7 muestran una forma alternativa
de válvula 70 apropiada para ser montada en la cortina 16 de la
misma manera que se ha descrito en relación a la válvula 100. La
válvula 70 comprende una base 72, que comprende un agujero
típicamente oval o circular. La trampilla 74 es complementaria al
agujero de la base 72. La junta 75 se extiende entre la base 72 y
la trampilla 74. La trampilla 74 se monta articulada en la base 72
por medio de la articulación 76. El imán 78 se monta en la trampilla
74. Unida a la base 72 hay una bobina 80 alrededor de un núcleo 82
para formar un solenoide.
Un elemento de separación 84 está unido al
centro de la trampilla 74. Un brazo 86, que soporta el imán 88, se
monta en el elemento de separación.
El elemento de separación 84, el brazo 86, el
imán 88, el núcleo 82 y la bobina 80 están protegidos por un
elemento de protección 91. El elemento de protección 91 comprende
agujeros para el aire 92. De modo similar el imán 78 está protegido
por una protección 90.
En la figura 7 la válvula 70 se muestra en la
posición cerrada. En la realización preferida, se mantiene cerrada
la válvula 70 por medio de la atracción magnética entre el imán 78 y
el núcleo 82 del solenoide, aunque aquellos formados en la técnica
apreciarán que se pueden adoptar otros medios para retener la
trampilla 74.
Cuando se debe abrir la válvula 72 se puede
aplicar al solenoide 80 una corriente continua preferiblemente en
forma de pulso de modo que el núcleo 82 repele el imán 78 y atrae el
imán 88. La atracción del imán 88 al núcleo 82 impulsa el brazo 86
hacia el núcleo 82 de modo que aleja la trampilla 74 de la junta 75
bajo la influencia de la articulación 76 y por lo tanto abre la
válvula 70. Si se corta el pulso de corriente continua la válvula
70 se mantiene abierta gracias a la atracción magnética entre el
imán 88 y el núcleo 82. Aquellos formados en la técnica apreciarán
que se pueden adoptar otros medios para retener el brazo 86.
Cuando se debe cerrar la válvula 70 se puede
aplicar un pulso de corriente continua al solenoide 80 en dirección
opuesta al pulso de apertura de la válvula de modo que el núcleo 82
repele el imán 88 y atrae el imán 78. La válvula se mantiene
cerrada a continuación como se ha descrito previamente.
\newpage
En funcionamiento, se realiza un predicción del
nivel de dióxido de carbono en la cámara basada en el nivel de
regulación de oxígeno deseado. La predicción se basa en, entre otras
cosas, el peso de la carga, la temperatura de la cámara, el tiempo
durante el cual la carga será transportada, y el cociente de
respiración de los productos.
Como los productos continuarán consumiendo
oxígeno y por lo tanto se continuará produciendo dióxido de
carbono, se realiza una también predicción basada en el nivel de
regulación deseado de dióxido de carbono, esto es, la diferencia
entre la predicción del nivel de dióxido de carbono (basada en la
tasa predicha de consumo de oxígeno por los productos) y el nivel
deseado. Se puede conseguir un control independiente del nivel de
dióxido de carbono por medio de la colocación de bolsas de cal
hidratada de permeabilidad predeterminada al dióxido de carbono de
la cámara de modo que absorban la diferencia entre los niveles
predicho y deseado.
Después de haberse cargado los productos en el
contenedor 10 se instala la cortina 16 para formar con ello una
cámara cerrada fundamentalmente herméticamente 11. Se barre la
cámara 11 con nitrógeno para reducir la concentración inicial de
oxígeno en el interior de la cámara hasta quedar por debajo de una
concentración máxima de oxígeno predeterminada.
En funcionamiento, si el controlador 8 detecta
que la concentración de oxígeno en el interior de la cámara ha
caído por debajo de un primer valor mínimo predeterminado, el
controlador 8 envía una señal vía cables 17 que provoca que ambos
medios de entrada y de salida en forma de válvulas 100 y 20
respectivamente se abran durante un primer intervalo de tiempo de
modo que se permita que el aire que rodea la cámara entre en la
cámara 11 y que la atmósfera de la cámara que está en el interior de
la cámara salga de la cámara 11 bajo la influencia del
ventilador.
Debido al caudal de entrada de aire al interior
de la cámara 11 se incrementa la concentración de oxígeno en el
interior de la cámara 11.
Si, después de que las válvulas 100 y/o 20 se
hayan cerrado, la concentración de oxígeno medida por los medios de
detección no se ha incrementado hasta al menos un segundo valor
mínimo predeterminado, el controlador 8 provoca la conmutación de
ambas válvulas 100 y/o 20 a un estado abierto durante un segundo
intervalo de tiempo predeterminado de modo que se permita que aire
adicional que rodea la cámara entre a la cámara 11 y que atmósfera
de la cámara del interior de la cámara 11 salga de la cámara 11 bajo
la influencia del ventilador.
Se repite este proceso hasta que la
concentración de oxígeno se haya incrementado hasta un nivel
aceptable.
En la realización ilustrada el aire ambiente es
inicialmente impulsado a la cámara 11 desde el espacio 15 que hay
entre las puertas 14 y la cortina 16. Como la atmósfera de la cámara
es impulsada desde la cámara 11 bajo la influencia del ventilador
la presión en el interior de la cámara 11 desciende.
La caída de presión en el interior de la cámara
11 provoca que la cortina 16 se combe hacia dentro como se muestra
en la Figura 1. Esta acción reduce inicialmente la presión ambiente
en el interior del espacio 15. Sin embargo, como no hay ninguna
necesidad de tener cierres herméticos estancos al aire en el
contenedor 10 para la aplicación de la presente invención, el aire
ambiente del exterior del contenedor 10 es arrastrado a través o
alrededor de las puertas 14 al espacio 15 y posteriormente a la
cámara 11.
De este modo la cortina 16 puede actuar como una
especie de diafragma que se mueve con los cambios de las presiones
respectivas entre la cámara 11 y el espacio 15 y interviene para
igualar la presión entre ellos cuando las válvulas están abiertas.
En este sentido es preferible utilizar válvulas 100 en la cortina
16 antes que válvulas 70 ya que, como se muestra en la Figura 8, la
válvula 100 presenta agujeros para el aire 102 y agujeros para el
aire 103 que están en el lateral de la válvula. Esta configuración
impide que se impida o dificulte el paso del fluido a través de la
válvula cuando la válvula hace tope con la puerta 14 o una
superficie en el interior de la cámara 11.
El aparato proporcionado por la presente
invención es de instalación relativamente barata. El aparato puede
ser instalado en varios receptáculos y no depende de la eficacia de
de los cierres herméticos de las puertas para mantener la atmósfera
en la cámara.
Este apéndice detalla la derivación de
ecuaciones para un modelo continuo de la atmósfera de la cámara.
Las hipótesis en las que se basa este modelo son las siguientes:
- 1.
- La atmósfera de la cámara que sale de la cámara a través de los medios de salida está perfectamente mezclada (a saber se asume que las proporciones de los gases constituyentes de la atmósfera que sale de la cámara son iguales a las proporciones de los gases constituyentes en el interior de la cámara).
- 2.
- La composición del aire que entra en la cámara a través de los medios de entrada está formada por un 21% de oxígeno y un 79% de nitrógeno.
- 3.
- El caudal del flujo de entrada del nitrógeno es igual al caudal del flujo de salida del nitrógeno.
- 4.
- El sistema ha alcanzado el equilibrio.
En la Figura 11 se da una representación
esquemática del modelo. A continuación se definirán los símbolos en
referencia al modelo mostrado en la figura. La cámara se representa
como 200. El flujo de entrada de nitrógeno del aire ambiente se
designa f_{1,N_{2}} y se muestra como 206.
El flujo de entrada de oxígeno del aire ambiente
se designa f_{1,O_{2}} y se muestra como 208. El flujo de salida
de nitrógeno de la cámara 200 se designa f_{2,N_{2}} y se muestra
como 210. El flujo de salida de oxígeno de la cámara 200 se designa
f_{2,O_{2}} y se muestra como 212. El flujo de salida de dióxido
de carbono de la cámara 200 se designa f_{2,CO_{2}} y se muestra
como 214.
El caudal total de entrada (no mostrado) se
designa f_{v_{1}} y representa la suma de f_{1,N_{2}} y
f_{1,O_{2}}. El caudal total de salida (no mostrado) se designa
f_{v_{2}} y representa la suma de f_{2,N_{2}} y
f_{2,O_{2}}.
Los productos que respiran 202 consumen oxígeno
a un caudal representado por 216, designado r_{O_{2}} y producen
dióxido de carbono a un caudal representado por 218, designado
r_{CO_{2}}. Los medios de eliminación de dióxido de carbono 204
eliminan el dióxido de carbono a un caudal representado por 220 y
designado a_{CO_{2}}.
En el interior de la cámara, la concentración de
oxígeno se designa p_{O_{2}} y se asume que está en el nivel de
regulación ya que se asume que el sistema ha alcanzado el
equilibrio. La concentración de nitrógeno se designa p_{N_{2}} y
la concentración de dióxido de carbono se designa p_{CO_{2}}.
Por definición, la suma de las concentraciones
de la cámara es la unidad:
Se asume que el flujo de entrada de nitrógeno es
igual al flujo de salida de nitrógeno:
Por consiguiente:
\hskip3.8cm
El flujo de salida de oxígeno desde la cámara es
igual al flujo de entrada de oxígeno en la cámara menos el caudal
de oxígeno que se consume por respiración:
Reorganizando:
\hskip4cm
El flujo de entrada de oxígeno es la misma
proporción del flujo de entrada total que la proporción de oxígeno
en el aire:
\hskip3.8cm
Tomando la parte de la derecha de (3), e
igualándola a la parte de la derecha de (4) y reorganizando:
\hskip3.8cm
Tomando la parte de la derecha de (2) e
igualándola a la parte de la derecha de (5):
Reorganizando:
\hskip3.5cm
El flujo total de salida es igual al flujo total
de entrada menos el flujo de oxígeno consumido por respiración más
el flujo de dióxido de carbono producido por respiración menos la
eliminación de dióxido de carbono realizada por los medios de
eliminación de dióxido de carbono:
\hskip4cm
Sustituyendo (5) y (6) en (7) y despejando
p_{CO_{2}}:
\hskip3.8cm
Observando que la cantidad 17
es el cociente de respiración RQ, entonces la ecuación (8)
queda de la forma siguiente cuando a_{CO_{2}} es
cero(designado * PCO_{2}):
\hskip3.8cm
La ecuación (8) puede reorganizarse para
despejar a_{CO_{2}}:
\hskip1.8cm
La ecuación (10) puede expresarse de otro modo
como se muestra a continuación al sustituir una expresión que
contiene 20 por la expresión
(0.21-p_{O_{2}}), y reorganizando:
Se puede aproximar la ecuación (11) del modo
siguiente ya que la expresión (0.79+0.21RQ) es generalmente cercana
a la unidad:
\hskip1.9cm
La ecuación (12) muestra como, aproximando, el
ratio entre la tasa de absorción de dióxido de carbono y la tasa de
producción de dióxido de carbono varía en función de la
concentración de equilibrio de dióxido de carbono en ausencia de
absorción de dióxido de carbono y de la concentración de equilibrio
de dióxido de carbono con absorción de dióxido de carbono.
Claims (13)
1. Un método para regular la atmósfera dentro
de una cámara cerrada fundamentalmente herméticamente que contiene
productos que respiran, presentando la cámara medios de entrada para
permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara, y medios de
salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la
cámara, comprendiendo el método:
- (a)
- la vigilancia de la concentración de oxígeno en el interior de la cámara;
- (b)
- la detección subsiguiente de que la concentración de oxígeno en la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, abriendo los medios de entrada para admitir atmósfera ambiente en la cámara de modo que la cantidad de oxígeno de la cámara aumente, y
- (c)
- sin vigilancia activa y control de los niveles de dióxido de carbono, la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada, habiendo sido seleccionada la tasa predeterminada de modo que la concentración de dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara no sobrepase fundamentalmente una cantidad predeterminada.
2. Un método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que al menos una parte de la
eliminación del susodicho dióxido de carbono se realiza por medio
de la puesta en contacto de una cantidad de material absorbente de
dióxido de carbono con la atmósfera de la cámara, estando envuelto
el susodicho material absorbente de dióxido de carbono en al menos
un envoltorio permeable al dióxido de carbono.
3. Un método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por el hecho de que se elige el susodicho al
menos un envoltorio permeable al dióxido de carbono de modo que la
tasa de entrada de dióxido de carbono en el susodicho al menos un
envoltorio permeable al dióxido de carbono es fundamentalmente igual
a la susodicha tasa predeterminada de eliminación de dióxido de
carbono
4. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1-3,
caracterizado por el hecho de que la susodicha tasa
predeterminada de eliminación de dióxido de carbono se calcula a
partir de la siguiente fórmula, derivada de un modelo matemático de
las proporciones de la atmósfera de la cámara sujeto a la exigencia
de que la concentración de oxígeno en el interior de la cámara se
mantiene fundamentalmente a un nivel predeterminado:
en la que a_{CO_{2}} es la tasa
de eliminación de dióxido de carbono; p_{O_{2}} es el nivel de
regulación del oxígeno, expresado como una proporción; p_{CO_{2}}
es la concentración deseada de dióxido de carbono dentro de la
cámara, expresada como una proporción; r_{O_{2}} es la tasa de
respiración; y r_{CO_{2}} es la tasa de producción de dióxido de
carbono a partir de la respiración, estando expresadas las tasas en
litros por minuto, estando expresadas las proporciones en
volumen/volumen.
5. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la susodicha tasa predeterminada se elige a partir de los
productos que se deben almacenar en la cámara.
6. Un método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los medios de entrada se
abren durante un tiempo que es aproximadamente proporcional a la
diferencia entre la concentración detectada de oxígeno y un nivel
de regulación de oxígeno.
7. Un método según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que si la diferencia entre la
concentración detectada de oxígeno y el nivel de regulación de
oxígeno sobrepasa un valor predeterminado, los medios de entrada
permanecen abiertos hasta la detección de que la concentración de
oxígeno de la cámara ha sobrepasado un valor predeterminado.
8. El método de la reivindicación 1, precedido
por el barrido de la cámara con un gas de limpieza que presenta una
concentración baja de oxígeno o que no presenta oxígeno.
9. Un aparato para regular la atmósfera en el
interior de una cámara que comprende:
- (a)
- medios de cierre hermético para cerrar fundamentalmente herméticamente la cámara;
- (b)
- medios de entrada para permitir que la atmósfera ambiente entre en la cámara;
- (c)
- medios de salida para permitir que la atmósfera de la cámara salga de la cámara; y
- (d)
- un controlador que comprende un detector de concentración de oxígeno y medios de control que obedecen al detector de concentración de oxígeno, estando preparados los medios de control para provocar que los medios de entrada se abran para admitir atmósfera ambiente en la cámara después de que el detector de concentración de oxígeno haya detectado que la concentración de oxígeno de la cámara ha caído por debajo de un valor predeterminado, y
- (e)
- medios de reducción del dióxido de carbono preparados para eliminar dióxido de carbono de la atmósfera de la cámara fundamentalmente a una tasa predeterminada de modo que, durante su utilización, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la cámara no sobrepasará fundamentalmente un valor predeterminado cuando la cámara contenga productos que respiran.
caracterizado por el hecho
de que el aparato no comprende medios para vigilar activamente y
controlar los niveles de dióxido de
carbono.
10. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que los susodichos medios de
reducción del dióxido de carbono son un material absorbente de
dióxido de carbono, contenido en al menos un envoltorio permeable
al dióxido de carbono.
11. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el susodicho controlador
está preparado para provocar que los medios de entrada permanezcan
abiertos durante un tiempo que es proporcional a la diferencia
entre la concentración detectada de oxígeno y un nivel de regulación
de oxígeno.
12. Aparato según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que el susodicho controlador
está preparado de tal modo que si la diferencia entre la
concentración detectada de oxígeno y el nivel de regulación de
oxígeno sobrepasa un valor predeterminado, los medios de entrada
permanecen abiertos hasta la detección subsiguiente de que la
concentración de oxígeno en la cámara ha sobrepasado un valor
predeterminado.
13. Aparato según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que los susodichos medios de
cierre hermético comprenden al menos una hoja flexible
fundamentalmente impermeable al fluido que soporta los medios de
entrada y/o los medios de salida.
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