JP2022550444A - 食品保存方法 - Google Patents
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Abstract
いくつかの実施態様では、容器から酸素を除去するためのシステムは、再循環ポンプと酸素除去装置とを含む。再循環ポンプは吸入口と排出口とを含み、吸入口は第1のコネクタを含む。排出口は、酸素除去装置に流体的に接続されている。
Description
本出願は、2019年9月30日に出願された米国特許出願第62/907,904号の優先権を主張し、その全内容は、参照によりその全体が援用される。
本発明は食品保存に関する。
今日、食品及び飲料の寿命を延ばすための様々な方法又は技術を記載する文字通り何百もの特許がある。これらの特許は、典型的には、3つの基本的な技術又はそれらの組み合わせを記載している。これらの装置のほぼすべての意図は、この消費財(食品及び飲料)が曝される空気の21%を構成する酸素の量を減少させることである。もちろん、冷蔵の場合のように温度を下げると、細菌の増殖過程が遅くなり、食品及び飲料の寿命が延びるが、この分析では温度を下げることを考慮しない。
第1の技術は、真空を作ることを含む。実際には、様々な程度の部分真空しか生成されない。真空レベルが増加する(より低い圧力)につれて、食品又はワインと反応するために利用可能な酸素の量が減少し、食材の寿命が延びる。このアプローチに関連する課題は、真空システムが高価であり、低圧を維持するための容器が高価であり、酸素の一部のみが除去されて利点が限られることである。圧力を5psi(約34.5kPa)絶対圧(大気圧の約1/3)に低下させることができる高レベル真空であっても、酸素の2/3が除去されるに過ぎない。換言すれば、酸素の1/3が残る。
第2の技術は、非常に一般的なもので、空気(21%酸素)を窒素又はアルゴンのような不活性ガスで置換することである。このアプローチをめぐる考え方はきわめて単純である。これらの不活性ガスで空気(酸素)を置換することにより、この消費財の酸化及び劣化が低減される。この技術は、世界中で使用されており、実際、食品及びワインの貯蔵期間(日持ち)の向上をもたらす。酸素レベル(0.1~1%)をかなり低下させるシステムは、ワインの貯蔵期間を無期限に延長し、一方、食物は数ヶ月延長されている。しかしながら、この技術に関連する多くの問題がある。不活性ガスの使用は、大規模にこの消費財を保存する費用効果の高い手段であることが分かっているが、ほとんどの家庭及び施設は、これらのタイプのガスに容易にアクセスできない。これらのガスをボトル詰めし、ガスの主要な消費者に分配することが既に確立されている専用のビジネスがあるが、この方法は、ガス供給の問題、並びにガスが維持される重い高圧タンクの取り扱いのために、典型的なユーザには役立たない。
最後に、第3のアプローチは、消費財の劣化を遅らせるために化学薬品を使用する。言うまでもなく、これはかなり危険であり(化学物質が食物連鎖に入る可能性がある)、非常に高価である。その結果、この方法は、食品及び化粧品において、十分に制御された防腐剤を超えて使用されることはまれである。
いくつかの実施態様では、容器から酸素を除去するためのシステムは、再循環ポンプ及び酸素除去装置を含む。再循環ポンプは、吸入口及び排出口を含み、吸入口は、第1のコネクタを含む。排出口は、酸素除去装置に流体的に接続されている。
記載されたシステムは、以前のシステムに勝る多くの利点を提供する。第1に、延長された貯蔵期間/低酸素レベルで測定される優れた保存性能が達成可能である。その保存性能は、農場から、流通、小売り、及び最終的に家庭又は小売りでの使用を通して、食物連鎖のあらゆる点で与えることができる。この性能は、確立された市場及び新興市場の両方において高く評価され得る。第2に、補充及び/又は輸送を継続する必要のある負担の大きいガスタンクはない。第3に、容器の最終的な酸素含有量は、介入なしに制御することができ、非常に低いレベルに保つことができる。第4に、コストが妥当であり得る。最後に、酸素を環境中に戻すことを許容する酸素吸収材料を利用することは、政治的に、商業的に、そして環境的に正しく、そしてマーケティング及び操作の観点から非常に有利である。
添付図面及び以下の説明において、本発明の一つ又は複数の実施の形態の詳細を説明する。本発明の他の特徴、対象、及び利点は、当該説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。
図1は、本開示のいくつかの実施の形態による食品保存システム100を示す。いくつかの実施態様では、システム100は、実質的に不活性ガスの環境を生成することができる。これらの場合、システム100は、消費財の劣化を遅らせることができ、費用対効果がよいだけでなく、食品及びワインの容器から酸素を除去するための効率的な解決策である。システム100は、酸素の存在によって悪影響を受ける任意のアイテム(衣類)に適用することができる。低酸素環境は、カビ及びそれに関連する臭いを低減することができ、昆虫が衣類を攻撃することを低減又は排除することができる。
現在、ヨーロッパは、果実が熟成直前に密封容器に入れられることが多い。これらの場合、果実は、枯渇した閉じ込められた酸素を用いて熟し、その後、容器を開けて酸素を入れない限り、果実は、数ヶ月間保存され続ける。図示されたシステム100は、成熟した果実を貯蔵し、次いで、酸素を低減又は除去し、さらなる成熟及び腐敗を遅らせる又は防止することができる。
図示のように、システム100は循環システム102を含み、これは空気から酸素を抽出し、これによって大気圧環境において不活性ガス又は実質的に不活性ガスをもたらす。循環システムは、酸素低減材料(1回限り使い捨て又は再充填可能な多数使用材料)で満たされたキャニスタ106を含む循環ポンプ104を含み、酸素低減材料から、酸素低減気体が、例えば食品、瓶詰めされた物品、衣類、又は他の物品を収容している閉鎖容器108内にポンプで注入される。次いで、容器108からの気体は、空気ポンプ104を通って再循環され、酸素除去プロセスが特定の容器108について繰り返される。このプロセスは、他の容器についても繰り返すことができる。
システム100は、酸素低減材料を含んでおり、未だ知られていない他の技術が将来開発され、その後、提案されたシステム100に適用される可能性がある。これらは、例えば、真空ベース又は電場ベースであってもよい。
再循環は、複数の利点を提供することができる。第1に、容器108内の酸素除去は、どのような実際のシステムに対しても100%の効率にはならない。酸素の一部のみが容器108を通過するときに除去される場合、容器108内の最終酸素含有量の下限を設定することができる。一例として、60%の酸素除去は、8%の酸素(空気中の元の20%の酸素含有量の40%)が容器108内に残ることをもたらし得る。酸素除去が90%であっても、容器108内の気体は、依然として2%の酸素を有し得る。しかし、容器108を出る酸素欠乏気体を再循環すると、酸素含有量を継続的に減少させることができる。表1は、各循環後の残留酸素を示す例である。
たった70%の酸素吸収効率であっても、容器内の酸素含有量は、例えば3回の循環で0.6%未満に低下することができ、例えば5回の循環で0.1%未満に低下することができる。
たった70%の酸素吸収効率であっても、容器内の酸素含有量は、例えば3回の循環で0.6%未満に低下することができ、例えば5回の循環で0.1%未満に低下することができる。
システム100は、酸素吸収材料をより効率的に使用するために閉鎖することができる。キャニスタ108を通って気体を再循環させるとき、典型的には、各循環で除去される酸素はより少ない。循環が何回実行されても、除去される酸素の量は、容器108の元の20%からである。とはいえ、容器108は、システム100に追加の酸素をもたらす取るに足りない漏れを有することがある。技術的に正確にするために、圧力均等化(容器の最終圧力はほぼ大気圧となる)により、除去される酸素の量は、元の空気の体積の約25%に等しくすることができる。
いくつかの実施態様では、酸素除去材料(ORM)は、再活性化可能であり得る。場合によっては、ORMは、酸素が放出されるように、おそらく熱又はUVで処理することができ、次いで、ORMは、酸素を再び除去するために再使用される。これらの場合、再活性化は、システム100内で行うことができる。
図2は、保存方法を自動化するための別の例示的な食品保存システム200である。図示されているように、システム200は、容器108の入力及び出力に固定スナップコネクタ202a~202dを含んでいる。これらの例では、再循環ユニット102は、容器108に対して迅速に接続及び切断することができる。システム200は、ポンプ104の動作(オン/オフ、タイミングなど)を制御するための電子機器204を含む。逆止弁をON/OFF弁の代わりに使用することができ、又はスナップコネクタ202も使用することができる。一例として、逆止弁を使用して、酸素が除去されるときにシステム200内に空気を入れることができる。これらの品物のコストは、典型的には1ドル未満である。現在のシステム200は、低圧ブリーダ弁206を含む。
システム200の性能を最適化するために、適切な制御が実施され得る。一例として、システム200は、所与の期間にわたって動作するように設定することができる。異なるサイズの容器では、オペレータ(操作者)は、容器のサイズを選択することができ、又は、システム200が、ほとんど又はすべての酸素に対して長期間(例えば、数分、数時間)にわたって動作することを単に可能にすることができる。
図3は、本開示によるいくつかの実施形態による保存システム300を示す。図示するように、システム300は酸素センサを含み、その結果、酸素レベルがあるレベル未満になったときに制御装置がポンプをオフにすることを可能にする。
酸素レベルを監視する間接的でより費用効果の高い手段は、圧力センサ302の使用によるものである。酸素レベルが低下するにつれて、閉鎖システム/容器内の圧力が低下する。この圧力低下、並びに圧力の速度変化を監視することにより、酸素含有量の正確な決定が可能になる。この技術は、使用に伴って変化し得る、酸素吸収材料の容器容積又は効率を知る必要性を回避するであろう。
表2を以下に掲載する。表2は、空気から酸素を抽出するために使用される材料が再活性化可能(酸素を放出するために使用される熱又は光)であるという仮定に基づいて、媒体量についての推定値を列挙する。
システム100~300は、独立したもの(スタンドアロン)として説明したが、他のシステムに含まれるサブシステムであってもよいことに留意されたい。一例として、今日の冷蔵庫は、野菜、果物等を貯蔵するための閉鎖貯蔵容器を有している。提案されたシステム100~300は、容器が開放され、続いて閉鎖されたときに、酸素低減再循環システム102が手動で又は閉鎖を感知することによって起動されるように、冷蔵庫に組み込むことができる。冷蔵庫がより「賢く(インテリジェントに)」なるにつれて、このサブシステムは、冷蔵庫に直接組み込まれ、冷蔵庫によって監視され得る。
システム100~300は、独立したもの(スタンドアロン)として説明したが、他のシステムに含まれるサブシステムであってもよいことに留意されたい。一例として、今日の冷蔵庫は、野菜、果物等を貯蔵するための閉鎖貯蔵容器を有している。提案されたシステム100~300は、容器が開放され、続いて閉鎖されたときに、酸素低減再循環システム102が手動で又は閉鎖を感知することによって起動されるように、冷蔵庫に組み込むことができる。冷蔵庫がより「賢く(インテリジェントに)」なるにつれて、このサブシステムは、冷蔵庫に直接組み込まれ、冷蔵庫によって監視され得る。
Claims (32)
- 容器から酸素を除去するシステムであって:
吸入口及び排出口を有する再循環ポンプであって、前記吸入口は第1のコネクタを有し、前記排出口は酸素除去装置に流体的に接続されている、再循環ポンプと;
前記酸素除去装置と;を備え、
前記酸素除去装置は、
前記再循環ポンプの前記排出口に流体的に接続された入口と;
第2のコネクタを含む出口と;
前記酸素除去装置に組み込まれ、前記入口から前記出口までの流路に沿う酸素除去材料(ORM)であって、接触により酸素を吸収する酸素除去材料(ORM)と;を備える、
システム。 - 前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタは、それぞれ、切断されたときに流体の流れを止めるスナップディスコネクタを備える、
請求項1に記載のシステム。 - 前記再循環ポンプの前記入口に流体的に接続された低圧ブリーダ弁をさらに備え、前記低圧ブリーダ弁は、前記システムにおける圧力が所定の閾値よりも低いことに応えて、追加の流体を前記システムに導入するように構成されている、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第1のコネクタと前記再循環ポンプとの間に接続された第1の弁と;
前記第2のコネクタと前記酸素除去装置との間に接続された第2の弁と;
前記システムにおける圧力を検知すると共に検知された圧力の信号を生成するように構成された圧力センサと;
前記第1の弁及び前記第2の弁を開閉すると共に前記圧力センサからの圧力信号に基づいて前記再循環ポンプを起動するように構成された制御装置と;をさらに備える、
請求項1に記載のシステム。 - 前記システムにおける酸素濃度を測定するように構成された酸素センサをさらに備える、
請求項1に記載のシステム。 - 前記ORMは、ピロガロール系の材料である、
請求項1に記載のシステム。 - 前記酸素除去装置は、酸素放出システムをさらに備え:
前記酸素放出システムは:
前記ORMからの流体の流れを前記システムの外へ出すことができるように構成された放出路と;
掃気された酸素を前記ORMが放出するのに十分な前記ORM上のエネルギーを分配するように構成されたエネルギー源と;を備える、
請求項1に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は紫外線である、
請求項7に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は熱である、
請求項7に記載のシステム。 - 前記システムは容器型保管装置に組み込まれており、前記容器型保管装置は1つ又は複数の容器を備える、
請求項1に記載のシステム。 - 容器から酸素を除去する方法であって:
前記容器から再循環ポンプを介して流体を引き出すステップと;
前記流体を酸素除去装置に通すステップであって、前記流体は、前記流体から酸素を掃出して酸素が減少した流体にする酸素除去材料(ORM)に接触する、ステップと;
前記酸素が減少した流体を前記容器に戻すステップと;を備える、
方法。 - 前記容器における圧力が所定の量よりも下に落ちたことに応えて、新しい流体を前記容器に導入するステップをさらに備える、
請求項11に記載の方法。 - 前記容器における圧力に関連した第1の圧力測定値を受信するステップと;
前記容器から酸素を除去するのに関連した前記容器の目標圧力を決定するステップと;
1つ又は複数の弁を開けて流体を流すステップと;
前記再循環ポンプを動かすステップと;
前記容器における前記圧力に関連した第2の圧力測定値を受信するステップと;
前記第2の圧力測定値が前記目標圧力以下であることに応えて、前記1つ又は複数の弁を閉じ、前記再循環ポンプを停止するステップと;を備える、
請求項11に記載の方法。 - 掃気効率を決定するステップと;
前記掃気効率が所定の閾値を下回ったことに応えて、
1つ又は複数の弁を開けて前記ORMからの流体の流れが外部領域に到達するようにし、
前記ORMを、掃気された酸素を前記ORMが放出するのに十分なエネルギーにさらす、ステップと;をさらに備える、
請求項11に記載の方法。 - 前記エネルギーは紫外線である、
請求項14に記載の方法。 - 前記エネルギーは熱である、
請求項14に記載の方法。 - 前記流体は空気を含み、前記容器は保存される食品を収容する、
請求項11に記載の方法。 - 前記食品は、さらに、前記容器の内部の温度を下げることにより保存される、
請求項17に記載の方法。 - 前記ORMは、ピロガロール系の材料である、
請求項11に記載の方法。 - 前記容器の内部の湿度を制御するステップをさらに備える、
請求項11に記載の方法。 - 前記容器は、容器型保管装置を形成する1つ又は複数の容器のうちの1つである、
請求項11に記載の方法。 - 容器から酸素を除去するシステムであって:
吸入口及び排出口を有する再循環ポンプであって、前記吸入口は第1のコネクタを有し、前記排出口は酸素除去装置に流体的に接続されている、再循環ポンプと;
前記酸素除去装置と;を備え、
前記酸素除去装置は、
前記再循環ポンプの前記排出口に流体的に接続された入口と;
第2のコネクタを含む出口と;
前記入口から前記出口へ流れる流体から酸素を除去するように構成された酸素除去部と;を備える、
システム。 - 前記第1のコネクタ及び前記第2のコネクタは、それぞれ、切断されたときに流体の流れを止めるスナップディスコネクタを備える、
請求項22に記載のシステム。 - 前記再循環ポンプの前記入口に流体的に接続された低圧ブリーダ弁をさらに備え、前記低圧ブリーダ弁は、前記システムにおける圧力が所定の閾値よりも低いことに応えて、追加の流体を前記システムに導入するように構成されている、
請求項22に記載のシステム。 - 前記第1のコネクタと前記再循環ポンプとの間に接続された第1の弁と;
前記第2のコネクタと前記酸素除去装置との間に接続された第2の弁と;
前記システムにおける圧力を検知すると共に検知された圧力の信号を生成するように構成された圧力センサと;
前記第1の弁及び前記第2の弁を開閉すると共に前記圧力センサからの圧力信号に基づいて前記再循環ポンプを起動するように構成された制御装置と;をさらに備える、
請求項22に記載のシステム。 - 前記システムにおける酸素濃度を測定するように構成された酸素センサをさらに備える、
請求項22に記載のシステム。 - 前記酸素除去装置は、酸素放出システムをさらに備え:
前記酸素放出システムは:
前記酸素除去装置の前記酸素除去部からの流体の流れを前記システムの外へ出すことができるように構成された放出路と;
掃気された酸素を前記酸素除去部が放出するのに十分な前記酸素除去装置の前記酸素除去部上のエネルギーを分配するように構成されたエネルギー源と;を備える、
請求項22に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は紫外線である、
請求項27に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は熱である、
請求項27に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は電場である、
請求項27に記載のシステム。 - 前記エネルギー源は真空である、
請求項27に記載のシステム。 - 前記システムは容器型保管装置に組み込まれており、前記容器型保管装置は1つ又は複数の容器を備える、
請求項22に記載のシステム。
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