JP2022552461A - エネルギー制御 - Google Patents
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Abstract
一般的なエネルギー制御のためのシステムおよび方法、より具体的には、化学反応の閾値エネルギーレベルを制御するためのシステムおよび方法が提供される。これは、エネルギーの痕跡を有するパッドを使用して実行される。
Description
本発明は、エネルギー制御全般、より具体的には、化学反応の閾値エネルギーレベルを制御するためのシステムおよび方法に関する。
温度制御には最先端技術が反映されている。多くの物理・化学反応は、温度を下げることによって著しく遅くなり、低温では事実上停止してしまう。逆に、温度が高いほど反応速度が早くなるものも多い。
温度制御の問題として、凍結は結晶の形成等によって損傷を引き起こす可能性があり、加熱は特に複雑な有機化合物に損傷を引き起こす可能性があることが挙げられる。
先行技術から、透明なハウジングとハウジング内に収容される感温変質性材料とを含む臨界温度インジケータに関する特許文献1を参照すべきである。
先行技術から、透明なハウジングとハウジング内に収容される感温変質性材料とを含む臨界温度インジケータに関する特許文献1を参照すべきである。
また、抗菌性ゼオライト粒子とビニルアルコール系重合体とからなるフィルムを使用して生鮮食品を包装することにより生鮮食品の鮮度を維持する方法に関する特許文献2も参照すべきである。
したがって、上記の問題を克服するための方法およびシステムが必要である。
したがって、本発明の主たる目的は、化学反応の閾値エネルギーを制御するためのシステムおよび方法を提供することである。
その目的は、本発明によれば、請求項1の前提部分に定義された、エネルギー制御に使用するための露光によって第1の物体にエネルギーを与える方法であって、請求項1の特徴部分の特徴を有する方法、請求項10の前提部分に定義された、パッドと呼ばれるエネルギーを与えられた物体であって、請求項10の特徴部分の特徴を有する、エネルギーを与えられた物体、および、請求項11の前提部分に定義された、白身魚を保存するためのパッドと呼ばれる、エネルギーを与えられた物体の使用であって、請求項11の特徴部分の特徴を有する、エネルギーを与えられた物体の使用によって達成される。
本発明のいくつかの非網羅的な実施形態、変形例または代替例は、従属請求項によって定義される。
本発明は、エネルギーを取得する方法、エネルギーを物体またはパッドに転写する方法、および、前記パッドを使用して前記パッドに近接する物品の閾値エネルギーを制御することによって、上記の目的を達成する。
本発明は、エネルギーを取得する方法、エネルギーを物体またはパッドに転写する方法、および、前記パッドを使用して前記パッドに近接する物品の閾値エネルギーを制御することによって、上記の目的を達成する。
便宜上、ここに開示された方法に従って活性化された物体はパッドと呼ばれる。実際には、パッドは厚紙のような外観になりうるが、他の形状も想定される。
本開示において、白身魚とは、サケやサバなどの脂肪の多い魚とは対照的に、タラなどの肝臓に脂肪を蓄える脂肪の少ない魚を意味する。
本開示において、白身魚とは、サケやサバなどの脂肪の多い魚とは対照的に、タラなどの肝臓に脂肪を蓄える脂肪の少ない魚を意味する。
本発明は、露光されたパッドによる閾値エネルギーへの直接的な効果を利用することで、既知のシステムおよび方法に対して技術的な利点を有している。
本発明は、いくつかのさらに有利な効果を提供する。
本発明は、いくつかのさらに有利な効果を提供する。
●システムを非常に低い温度に曝す必要がない。
●パッドは近接して配置できるが、必ずしも直接接触する必要はないので、制御対象の製品またはシステムの取り扱いが容易になる。
●パッドは近接して配置できるが、必ずしも直接接触する必要はないので、制御対象の製品またはシステムの取り扱いが容易になる。
●閾値エネルギーの制御が容易になる。
本発明の上記およびさらなる特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に示され、その利点とともに、添付の図面を参照して与えられる本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することからより明確になる。
本発明の上記およびさらなる特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に示され、その利点とともに、添付の図面を参照して与えられる本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することからより明確になる。
本発明は、図面に概略的に示される例示的な実施形態に関連して、以下にさらに説明される。
本開示の様々な態様は、添付の図面を参照して以下により完全に説明される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化され得るものであり、本開示全体を通して提示される特定の構造または機能に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が徹底的かつ完全であり、当業者に本開示の範囲を完全に伝えるように提供される。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本開示の範囲が、本開示の他の態様とは独立して実施されるか、または組み合わせて実施されるかにかかわらず、本明細書に開示される開示の任意の態様をカバーすることを意図することを理解すべきである。例えば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置を実現することができ、または方法を実施することができる。さらに、本開示の範囲は、本明細書に記載された本開示の様々な態様に加えて、またはそれ以外の他の構造、機能、または構造および機能を使用して実施されるそのような装置または方法を網羅することを意図している。本明細書に開示される開示内容の任意の態様は、特許請求の範囲の1つまたは複数の要素によって具体化され得ることを理解されたい。
本発明は、図面に概略的に示される例示的な実施形態に関連してさらに説明される。
本発明の基礎となる原理
本発明者は、化学プロセスを阻害することが、望ましくない生化学的プロセスによる食品の劣化を防ぐための、冷却の代替手段であることを認識した。
本発明の基礎となる原理
本発明者は、化学プロセスを阻害することが、望ましくない生化学的プロセスによる食品の劣化を防ぐための、冷却の代替手段であることを認識した。
図1は、化学プロセスを概略的に示す。エネルギーを加えない限り、化学プロセスは通常、ギブズの自由エネルギーを減らす方向に進む。しかし、初期位置が半安定であるということは、ある閾値を超えないと先に進めないということであり、そうでなければ初期位置が安定することはあり得ない。システム100は、半安定状態102から始まり、化学的活性化エネルギーに打ち勝つためにある量のエネルギー104を取り込み、活性化状態106に引き上げられる。その後まもなく、システムは新しい安定状態108に低下し、活性化位置106と新しい安定位置108との間のエネルギー差に対応するエネルギー112を放出する。
本発明者は、システムが活性化位置106に到達するのを防ぐことにより、食品の劣化を引き起こす生化学的プロセスが停止することに気付いた。
以下では、ビオトープという用語は、生物、特にウイルス、生きている細菌、真菌などを含む食品、を含む場所を意味する。
以下では、ビオトープという用語は、生物、特にウイルス、生きている細菌、真菌などを含む食品、を含む場所を意味する。
図2は、最も単純な形態のエネルギー回収システム200におけるプロセスを示しており、作動媒体204は、入射放射202、典型的には電磁エネルギー、好ましくは光エネルギーに曝される。次に、生じた曝露は、水などの作動流体を保持する容器212に近接してパッドを配置することによって、受容のためのパッド206に転写され、パッド206は、好ましくは、容器と接触している。防水仕様のパッドであれば、パッドを水に浸すことも可能である。パッドは最初は液状で、固化または硬化すると、パッドは曝露による痕跡(impression)を保持する。これは本質的に、液体から固体へ、または気体から固体への相転移である。固化したパッドは、エネルギーとそのエネルギーの痕跡を保持する。本開示では、パッドは、別のパッドまたはエネルギーから曝露されかつ曝露の痕跡を保持することができる任意の物体である。
パッド206は、さらに、以前に曝露された放射用の第2のパッド208にさらに曝露されることができ、第2のパッド208は、図2では、容器に取り付けられているように示されている。この実施形態では、第2のパッドが作動流体を活性化させ、そして、その作動流体が第1のパッド206を活性化させる。
曝露すると、作動媒体にエネルギーが与えられる。このエネルギーは時間とともに散逸することが分かっているが、実験によれば、曝露されたパッド206をそのまま配置しておくと、パッドを配置しておかない場合よりも長期間、作動媒体のエネルギーレベルを維持することができる。また、上記の入射放射の代わりに、すでに曝露されているパッドによって作動媒体にエネルギーを与えることができることも判明している。
図3は、作動媒体を介した曝露によってパッドを複製するシステムを示す。このシステムは、エネルギー投射システム220をさらに備える。この投射システムにおいて、投射システムは、作動流体の一方の側で投射物に放射するための放射パッド222と、作動流体から放射パッドの反対側に位置する、投射物を受容するための受容パッド226と、作動媒体204と受容パッド226との間に位置する投射部224と、を備える。このプロセスは、エネルギー自体を複製するのではなく、最初に曝露されたエネルギーの痕跡を複製する。
動作中、作動媒体212からのエネルギーは、受容パッドに集束される。投射部は光学プロジェクターのように機能する。
あるいは、作動媒体がすでにエネルギーを与えられている場合、放出パッド222を使用する必要はなく、代わりに、作動媒体だけで受容パッドへ投射することができる。
あるいは、作動媒体がすでにエネルギーを与えられている場合、放出パッド222を使用する必要はなく、代わりに、作動媒体だけで受容パッドへ投射することができる。
エネルギーの転写は、様々なルートや組み合わせを取ることができる。このため、本発明者は以下のような呼称を開発した。
最初の文字は、初期の直接曝露を示す。
最初の文字は、初期の直接曝露を示す。
後続の文字は、前の媒体からの間接的な曝露である。
0: 光曝露
H: 曝露中の硬化または固化
F: 流体を使用
したがって、OFHは、流体への光曝露を行い、流体を硬化させて転写するもので、一般的にはパッドがこれにあたる。
0: 光曝露
H: 曝露中の硬化または固化
F: 流体を使用
したがって、OFHは、流体への光曝露を行い、流体を硬化させて転写するもので、一般的にはパッドがこれにあたる。
光曝露
この文脈では、光曝露は、入力エネルギー源への曝露と、すでにエネルギーを与えられた媒体への曝露の両方を含む。この媒体は流体であってもよい。
この文脈では、光曝露は、入力エネルギー源への曝露と、すでにエネルギーを与えられた媒体への曝露の両方を含む。この媒体は流体であってもよい。
曝露中の硬化または固化
この文脈では、硬化とは、入力エネルギー源に曝露されている間、またはすでにエネルギーを与えられた媒体に曝露されている間に、物体が固体に相転移することを意味する。この物体は液体または気体としてスタートし、プロセスを経て固体の状態になる。
この文脈では、硬化とは、入力エネルギー源に曝露されている間、またはすでにエネルギーを与えられた媒体に曝露されている間に、物体が固体に相転移することを意味する。この物体は液体または気体としてスタートし、プロセスを経て固体の状態になる。
流体
この場合、流体は入力エネルギー源に曝露されるか、すでにエネルギーを与えられた媒体に曝露される。このエネルギーを与えられた媒体は流体であってもよい。曝露された流体は、エネルギーを与えられた特性を保持するが、時間の経過とともにその性質を損なう傾向がある。
この場合、流体は入力エネルギー源に曝露されるか、すでにエネルギーを与えられた媒体に曝露される。このエネルギーを与えられた媒体は流体であってもよい。曝露された流体は、エネルギーを与えられた特性を保持するが、時間の経過とともにその性質を損なう傾向がある。
例
実験が、太陽光のもとでエポキシを硬化させることによって行われた。硬化プロセスは、効果の維持を達成するのに十分な、相転移の実用的な形態であることが見出された。上記の呼称では、これはOHプロセスである。行われたテストでは、硬化したエポキシは短い円柱の形状をしており、パッドの効果がいくつかの幾何学的形状で存在することを示している。
実験が、太陽光のもとでエポキシを硬化させることによって行われた。硬化プロセスは、効果の維持を達成するのに十分な、相転移の実用的な形態であることが見出された。上記の呼称では、これはOHプロセスである。行われたテストでは、硬化したエポキシは短い円柱の形状をしており、パッドの効果がいくつかの幾何学的形状で存在することを示している。
他の実験では、液体ポリマーを、水で満たされた容器に取り付けるとともに、硬化する際に太陽光に曝露した。また、このプロセスは、事実上、硬化したポリマーにその効果を残す相転移プロセスであった。上記の呼称では、これはOFHプロセスである。
どちらの場合も、エポキシおよび硬化したポリマーはパッドである。
食品の劣化
食品の保存は、ここに開示されている技術の応用である。食品の劣化にはいくつかの原因がある。いくつかの原因は、細菌や酵母およびカビを含む真菌による攻撃など、生物学的なものである。その他、酵素、酸化、および、その他の化学反応に基づくものもある。魚介類では、遊離アミノ酸のプロテアーゼが食品劣化の原因として一般的である。
食品の劣化
食品の保存は、ここに開示されている技術の応用である。食品の劣化にはいくつかの原因がある。いくつかの原因は、細菌や酵母およびカビを含む真菌による攻撃など、生物学的なものである。その他、酵素、酸化、および、その他の化学反応に基づくものもある。魚介類では、遊離アミノ酸のプロテアーゼが食品劣化の原因として一般的である。
これらのプロセスはすべて、化学的または生化学的なプロセスである。試験では、上記の方法で作成されたパッドを白身魚に近づけると、白身魚の保存性が向上することが確認されている。白身魚の通常の保存期間は、4℃で保存した場合は1週間程度、0℃近くで保存した場合は最大2週間程度である。この後は、食用にするには劣化が進みすぎて、消費者が受け付けないような匂いや見た目の魚になってしまうこともある。
発明を実施するための最良の形態
図2および図3に示す本発明による装置の実施形態は、水を作動媒体として備え、透明なプラスチック容器に入れられる。透明であることから、投射のための位置合わせを容易に行うことができる。したがって、このプロセスは、硬化(H)を受けるパッドに近接した、流体(F)への光曝露(O)である。上記の呼称では、これはOFHプロセスであり、中間結果として、エネルギーを与えられたパッドを提供する。
図2および図3に示す本発明による装置の実施形態は、水を作動媒体として備え、透明なプラスチック容器に入れられる。透明であることから、投射のための位置合わせを容易に行うことができる。したがって、このプロセスは、硬化(H)を受けるパッドに近接した、流体(F)への光曝露(O)である。上記の呼称では、これはOFHプロセスであり、中間結果として、エネルギーを与えられたパッドを提供する。
次に、パッドをマスターとして使用して、転写中のパッドへの光曝露(O)を行うことで、その後の量産が行われる。転写の定着は、実質的に硬化(H)の形態である。したがって、量産されたパッドは、呼称上、OFHOHプロセスの結果物となる。
曝露、転写、または投射のいずれかの、最初に曝露されたエネルギーが印加されたパッドは、食物の劣化に関連する、白身魚におけるプロセスの活性化エネルギーを増加させることが判明している。また、この望ましい効果を得るためにパッドが食品と直接接触している必要がないことも、定性的かつ定量的に判明している。これは、パッドを食品用のトレイの下に置いて、シュリンクラップで包むことができるため、工程を簡略化することができることを意味する。試験では、エンドユーザーへの販売時に使用される、白身魚の盛り付けに使われる一般的な食品容器の場合、パッドの有効範囲は少なくとも製品全体に及ぶことが示されている。
また、パッケージの一部を固化時にマスターパッドに曝露することで、パッケージの一部自体をトレイやシュリンクラップなどのパッドにすることも可能である。
試験では、白身魚の賞味期限を通常予測される2週間から3週間に延長した場合、その魚が独立した検査機関により最高品質であるとまだ判定されることが確認されている。
試験では、白身魚の賞味期限を通常予測される2週間から3週間に延長した場合、その魚が独立した検査機関により最高品質であるとまだ判定されることが確認されている。
試験
本発明の効果は、以下の方法で試験し、再現性を示すことができる。
試験用に選ばれた魚はタラである。タラは漁船の上で頭を取って内臓を取り出し、予め冷凍される。試験施設に到着すると、新鮮な魚として、解凍、加工、および、部分梱包が行われる。
本発明の効果は、以下の方法で試験し、再現性を示すことができる。
試験用に選ばれた魚はタラである。タラは漁船の上で頭を取って内臓を取り出し、予め冷凍される。試験施設に到着すると、新鮮な魚として、解凍、加工、および、部分梱包が行われる。
試験パックの梱包材は、透明なプラスチックを上部に接着したプラスチック製のボウルで構成される。各パックにおける魚の部分の重量は約300グラムである。各パックの上部には、望ましくは、試験名および試験日を示すラベルが貼られる。魚は3℃から4℃の温度に保たれた冷蔵保管室に保管される。
調査は3週間にわたって実施され、サンプルは次のようにパッケージから取り出される: 1日目、10日目、14日目、16日目、21日目。
2つのパック(1と2)が各試験日に試験される。その平均値がトレンド値となる。
2つのパック(1と2)が各試験日に試験される。その平均値がトレンド値となる。
本試験では、最大細菌コロニー形成単位(「cfu」)に関する以下の基準/限界値がベンチマークとして使用される。
●生鮮食品、一般: 最大合計5000000cfu/g - log cfu/g 6,70
●生鮮食品、プライム: 最大合計1200000cfu/g - log cfu/g 6,08
21日後、結果は5000000cfu/g未満を示すはずである。いくつかの試験では、1200000cfu/gを下回る結果も出ている。
●生鮮食品、一般: 最大合計5000000cfu/g - log cfu/g 6,70
●生鮮食品、プライム: 最大合計1200000cfu/g - log cfu/g 6,08
21日後、結果は5000000cfu/g未満を示すはずである。いくつかの試験では、1200000cfu/gを下回る結果も出ている。
代替実施形態
上記の他にも様々なバリエーションが想定され得る。例えば、作動媒体は、水、アルコール、酸などの各種のものであってもよいが、これらに限定されない。
上記の他にも様々なバリエーションが想定され得る。例えば、作動媒体は、水、アルコール、酸などの各種のものであってもよいが、これらに限定されない。
実験では、作動媒体が液体、固体、または気体のいずれの形態でも良いことが示されている。これらのいくつかの例は、酢酸などの液体、水氷などの固体、水蒸気などの気体である。
得られるパッドの効率は異なるが、極性媒体でも非極性媒体でも使用可能である。これらの例としては、水や酢酸などの極性物質と、エポキシ、ガソリン・軽油に含まれる炭化水素、および、ブタン・プロパンなどのガスなどの非極性媒体と、が挙げられる。
作動媒体を介した曝露によってパッドを複製する代わりに、作動媒体なしで投射することが可能である。このシステムは、エネルギー投射システム220を備える。この投射システムにおいて、投射システムは、投射物に放射するための放射パッド222と、放射パッドに向き合うように配置される、投射物を受容するための受容パッド226と、放射パッド222と受容パッド226との間に位置する投射部224と、を備える。
作動流体が既にエネルギーを与えられており、かつこの状態に維持されている場合には、放射パッドを使用せずに作動流体から受容パッドに投射させる直接転写方式が可能である。好ましくは、作動流体は、連続照射によってエネルギーを与えられた状態に維持される。
本出願による発明は、白身魚の保存に利用することができる。その効果は、独立した研究機関によって証明されている。
100 化学エネルギーシステム
102 初期位置
104 活性化エネルギーに達するまでの付加エネルギー
106 活性化位置
108 新しい安定位置
112 放出エネルギー
200 エネルギー回収システム200
202 入射放射
204 作動媒体、流体
206 受容のためのパッド、エネルギーを与えられた物体
208 放射用の第2のパッド
212 作動媒体用の容器
220 エネルギー投射システム
222 投射物に放射するための放射パッド
224 投射部
226 投射物を受容するための受容パッド
102 初期位置
104 活性化エネルギーに達するまでの付加エネルギー
106 活性化位置
108 新しい安定位置
112 放出エネルギー
200 エネルギー回収システム200
202 入射放射
204 作動媒体、流体
206 受容のためのパッド、エネルギーを与えられた物体
208 放射用の第2のパッド
212 作動媒体用の容器
220 エネルギー投射システム
222 投射物に放射するための放射パッド
224 投射部
226 投射物を受容するための受容パッド
本発明は、エネルギー制御全般、より具体的には、化学反応の閾値エネルギーレベルを制御するためのシステムおよび方法に関する。
温度制御には最先端技術が反映されている。多くの物理・化学反応は、温度を下げることによって著しく遅くなり、低温では事実上停止してしまう。逆に、温度が高いほど反応速度が早くなるものも多い。
温度制御の問題として、凍結は結晶の形成等によって損傷を引き起こす可能性があり、加熱は特に複雑な有機化合物に損傷を引き起こす可能性があることが挙げられる。
先行技術から、透明なハウジングとハウジング内に収容される感温変質性材料とを含む臨界温度インジケータに関する特許文献1を参照すべきである。
先行技術から、透明なハウジングとハウジング内に収容される感温変質性材料とを含む臨界温度インジケータに関する特許文献1を参照すべきである。
また、抗菌性ゼオライト粒子とビニルアルコール系重合体とからなるフィルムを使用して生鮮食品を包装することにより生鮮食品の鮮度を維持する方法に関する特許文献2も参照すべきである。
先行技術から、その要約書によれば冷却ツールを有するマットに関連する特許文献3も参照すべきである。
特許文献4は、樹脂組成物が、UV放射に代表されるエネルギー放射に曝される樹脂硬化法に関する。
特許文献4は、樹脂組成物が、UV放射に代表されるエネルギー放射に曝される樹脂硬化法に関する。
特許文献5は、その要約書によれば、プレウロタス・エリンギの保存のための相変化型冷蔵剤およびその調製方法を開示している。
特許文献6は、その要約書によれば、天然または合成ポリマーと、前記天然または合成ポリマー内に分散、分布、および懸濁された吸熱体と、を含む可撓性熱制御組成物を開示している。
特許文献6は、その要約書によれば、天然または合成ポリマーと、前記天然または合成ポリマー内に分散、分布、および懸濁された吸熱体と、を含む可撓性熱制御組成物を開示している。
特許文献7は、その要約書によれば、天然または合成ポリマーと、前記天然または合成ポリマー内に分散、分布、および懸濁された吸熱体と、を含む可撓性熱制御組成物を開示している。
したがって、上記の問題を克服するための方法およびシステムが必要である。
したがって、本発明の主たる目的は、化学反応の閾値エネルギーを制御するためのシステムおよび方法を提供することである。
その目的は、本発明によれば、請求項1の前提部分に定義された、エネルギー制御に使用するための露光によって第1の物体にエネルギーを与える方法であって、請求項1の特徴部分の特徴を有する方法、および、請求項10の前提部分に定義された、白身魚を保存するためのパッドと呼ばれる、エネルギーを与えられた物体の使用であって、請求項10の特徴部分の特徴を有する、エネルギーを与えられた物体の使用によって達成される。
本発明のいくつかの非網羅的な実施形態、変形例または代替例は、従属請求項によって定義される。
本発明は、エネルギーを取得する方法、エネルギーを物体またはパッドに転写する方法、および、前記パッドを使用して前記パッドに近接する物品の閾値エネルギーを制御することによって、上記の目的を達成する。
本発明は、エネルギーを取得する方法、エネルギーを物体またはパッドに転写する方法、および、前記パッドを使用して前記パッドに近接する物品の閾値エネルギーを制御することによって、上記の目的を達成する。
便宜上、ここに開示された方法に従って活性化された物体はパッドと呼ばれる。実際には、パッドは厚紙のような外観になりうるが、他の形状も想定される。
本開示において、白身魚とは、サケやサバなどの脂肪の多い魚とは対照的に、タラなどの肝臓に脂肪を蓄える脂肪の少ない魚を意味する。
本開示において、白身魚とは、サケやサバなどの脂肪の多い魚とは対照的に、タラなどの肝臓に脂肪を蓄える脂肪の少ない魚を意味する。
本発明は、露光されたパッドによる閾値エネルギーへの直接的な効果を利用することで、既知のシステムおよび方法に対して技術的な利点を有している。
本発明は、いくつかのさらに有利な効果を提供する。
本発明は、いくつかのさらに有利な効果を提供する。
●システムを非常に低い温度に曝す必要がない。
●パッドは近接して配置できるが、必ずしも直接接触する必要はないので、制御対象の製品またはシステムの取り扱いが容易になる。
●パッドは近接して配置できるが、必ずしも直接接触する必要はないので、制御対象の製品またはシステムの取り扱いが容易になる。
●閾値エネルギーの制御が容易になる。
本発明の上記およびさらなる特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に示され、その利点とともに、添付の図面を参照して与えられる本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することからより明確になる。
本発明の上記およびさらなる特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に示され、その利点とともに、添付の図面を参照して与えられる本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することからより明確になる。
本発明は、図面に概略的に示される例示的な実施形態に関連して、以下にさらに説明される。
本開示の様々な態様は、添付の図面を参照して以下により完全に説明される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化され得るものであり、本開示全体を通して提示される特定の構造または機能に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が徹底的かつ完全であり、当業者に本開示の範囲を完全に伝えるように提供される。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本開示の範囲が、本開示の他の態様とは独立して実施されるか、または組み合わせて実施されるかにかかわらず、本明細書に開示される開示の任意の態様をカバーすることを意図することを理解すべきである。例えば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置を実現することができ、または方法を実施することができる。さらに、本開示の範囲は、本明細書に記載された本開示の様々な態様に加えて、またはそれ以外の他の構造、機能、または構造および機能を使用して実施されるそのような装置または方法を網羅することを意図している。本明細書に開示される開示内容の任意の態様は、特許請求の範囲の1つまたは複数の要素によって具体化され得ることを理解されたい。
本発明は、図面に概略的に示される例示的な実施形態に関連してさらに説明される。
本発明の基礎となる原理
本発明者は、化学プロセスを阻害することが、望ましくない生化学的プロセスによる食品の劣化を防ぐための、冷却の代替手段であることを認識した。
本発明の基礎となる原理
本発明者は、化学プロセスを阻害することが、望ましくない生化学的プロセスによる食品の劣化を防ぐための、冷却の代替手段であることを認識した。
図1は、化学プロセスを概略的に示す。エネルギーを加えない限り、化学プロセスは通常、ギブズの自由エネルギーを減らす方向に進む。しかし、初期位置が半安定であるということは、ある閾値を超えないと先に進めないということであり、そうでなければ初期位置が安定することはあり得ない。システム100は、半安定状態102から始まり、化学的活性化エネルギーに打ち勝つためにある量のエネルギー104を取り込み、活性化状態106に引き上げられる。その後まもなく、システムは新しい安定状態108に低下し、活性化位置106と新しい安定位置108との間のエネルギー差に対応するエネルギー112を放出する。
本発明者は、システムが活性化位置106に到達するのを防ぐことにより、食品の劣化を引き起こす生化学的プロセスが停止することに気付いた。
以下では、ビオトープという用語は、生物、特にウイルス、生きている細菌、真菌などを含む食品、を含む場所を意味する。
以下では、ビオトープという用語は、生物、特にウイルス、生きている細菌、真菌などを含む食品、を含む場所を意味する。
図2は、最も単純な形態のエネルギー回収システム200におけるプロセスを示しており、作動媒体204は、入射放射202、典型的には電磁エネルギー、好ましくは光エネルギーに曝される。次に、生じた曝露は、水などの作動流体を保持する容器212に近接してパッドを配置することによって、受容のためのパッド206に転写され、パッド206は、好ましくは、容器と接触している。防水仕様のパッドであれば、パッドを水に浸すことも可能である。パッドは最初は液状で、固化または硬化すると、パッドは曝露による痕跡(impression)を保持する。これは本質的に、液体から固体へ、または気体から固体への相転移である。固化したパッドは、エネルギーとそのエネルギーの痕跡を保持する。本開示では、パッドは、別のパッドまたはエネルギーから曝露されかつ曝露の痕跡を保持することができる任意の物体である。
パッド206は、さらに、以前に曝露された放射用の第2のパッド208にさらに曝露されることができ、第2のパッド208は、図2では、容器に取り付けられているように示されている。この実施形態では、第2のパッドが作動流体を活性化させ、そして、その作動流体が第1のパッド206を活性化させる。
曝露すると、作動媒体にエネルギーが与えられる。このエネルギーは時間とともに散逸することが分かっているが、実験によれば、曝露されたパッド206をそのまま配置しておくと、パッドを配置しておかない場合よりも長期間、作動媒体のエネルギーレベルを維持することができる。また、上記の入射放射の代わりに、すでに曝露されているパッドによって作動媒体にエネルギーを与えることができることも判明している。
図3は、作動媒体を介した曝露によってパッドを複製するシステムを示す。このシステムは、エネルギー投射システム220をさらに備える。この投射システムにおいて、投射システムは、作動流体の一方の側で投射物に放射するための放射パッド222と、作動流体から放射パッドの反対側に位置する、投射物を受容するための受容パッド226と、作動媒体204と受容パッド226との間に位置する投射部224と、を備える。このプロセスは、エネルギー自体を複製するのではなく、最初に曝露されたエネルギーの痕跡を複製する。
動作中、作動媒体212からのエネルギーは、受容パッドに集束される。投射部は光学プロジェクターのように機能する。
あるいは、作動媒体がすでにエネルギーを与えられている場合、放出パッド222を使用する必要はなく、代わりに、作動媒体だけで受容パッドへ投射することができる。
あるいは、作動媒体がすでにエネルギーを与えられている場合、放出パッド222を使用する必要はなく、代わりに、作動媒体だけで受容パッドへ投射することができる。
エネルギーの転写は、様々なルートや組み合わせを取ることができる。このため、本発明者は以下のような呼称を開発した。
最初の文字は、初期の直接曝露を示す。
最初の文字は、初期の直接曝露を示す。
後続の文字は、前の媒体からの間接的な曝露である。
0: 光曝露
H: 曝露中の硬化または固化
F: 流体を使用
したがって、OFHは、流体への光曝露を行い、流体を硬化させて転写するもので、一般的にはパッドがこれにあたる。
0: 光曝露
H: 曝露中の硬化または固化
F: 流体を使用
したがって、OFHは、流体への光曝露を行い、流体を硬化させて転写するもので、一般的にはパッドがこれにあたる。
光曝露
この文脈では、光曝露は、入力エネルギー源への曝露と、すでにエネルギーを与えられた媒体への曝露の両方を含む。この媒体は流体であってもよい。
この文脈では、光曝露は、入力エネルギー源への曝露と、すでにエネルギーを与えられた媒体への曝露の両方を含む。この媒体は流体であってもよい。
曝露中の硬化または固化
この文脈では、硬化とは、入力エネルギー源に曝露されている間、またはすでにエネルギーを与えられた媒体に曝露されている間に、物体が固体に相転移することを意味する。この物体は液体または気体としてスタートし、プロセスを経て固体の状態になる。
この文脈では、硬化とは、入力エネルギー源に曝露されている間、またはすでにエネルギーを与えられた媒体に曝露されている間に、物体が固体に相転移することを意味する。この物体は液体または気体としてスタートし、プロセスを経て固体の状態になる。
流体
この場合、流体は入力エネルギー源に曝露されるか、すでにエネルギーを与えられた媒体に曝露される。このエネルギーを与えられた媒体は流体であってもよい。曝露された流体は、エネルギーを与えられた特性を保持するが、時間の経過とともにその性質を損なう傾向がある。
この場合、流体は入力エネルギー源に曝露されるか、すでにエネルギーを与えられた媒体に曝露される。このエネルギーを与えられた媒体は流体であってもよい。曝露された流体は、エネルギーを与えられた特性を保持するが、時間の経過とともにその性質を損なう傾向がある。
例
実験が、太陽光のもとでエポキシを硬化させることによって行われた。硬化プロセスは、効果の維持を達成するのに十分な、相転移の実用的な形態であることが見出された。上記の呼称では、これはOHプロセスである。行われたテストでは、硬化したエポキシは短い円柱の形状をしており、パッドの効果がいくつかの幾何学的形状で存在することを示している。
実験が、太陽光のもとでエポキシを硬化させることによって行われた。硬化プロセスは、効果の維持を達成するのに十分な、相転移の実用的な形態であることが見出された。上記の呼称では、これはOHプロセスである。行われたテストでは、硬化したエポキシは短い円柱の形状をしており、パッドの効果がいくつかの幾何学的形状で存在することを示している。
他の実験では、液体ポリマーを、水で満たされた容器に取り付けるとともに、硬化する際に太陽光に曝露した。また、このプロセスは、事実上、硬化したポリマーにその効果を残す相転移プロセスであった。上記の呼称では、これはOFHプロセスである。
どちらの場合も、エポキシおよび硬化したポリマーはパッドである。
食品の劣化
食品の保存は、ここに開示されている技術の応用である。食品の劣化にはいくつかの原因がある。いくつかの原因は、細菌や酵母およびカビを含む真菌による攻撃など、生物学的なものである。その他、酵素、酸化、および、その他の化学反応に基づくものもある。魚介類では、遊離アミノ酸のプロテアーゼが食品劣化の原因として一般的である。
食品の劣化
食品の保存は、ここに開示されている技術の応用である。食品の劣化にはいくつかの原因がある。いくつかの原因は、細菌や酵母およびカビを含む真菌による攻撃など、生物学的なものである。その他、酵素、酸化、および、その他の化学反応に基づくものもある。魚介類では、遊離アミノ酸のプロテアーゼが食品劣化の原因として一般的である。
これらのプロセスはすべて、化学的または生化学的なプロセスである。試験では、上記の方法で作成されたパッドを白身魚に近づけると、白身魚の保存性が向上することが確認されている。白身魚の通常の保存期間は、4℃で保存した場合は1週間程度、0℃近くで保存した場合は最大2週間程度である。この後は、食用にするには劣化が進みすぎて、消費者が受け付けないような匂いや見た目の魚になってしまうこともある。
発明を実施するための最良の形態
図2および図3に示す本発明による装置の実施形態は、水を作動媒体として備え、透明なプラスチック容器に入れられる。透明であることから、投射のための位置合わせを容易に行うことができる。したがって、このプロセスは、硬化(H)を受けるパッドに近接した、流体(F)への光曝露(O)である。上記の呼称では、これはOFHプロセスであり、中間結果として、エネルギーを与えられたパッドを提供する。
図2および図3に示す本発明による装置の実施形態は、水を作動媒体として備え、透明なプラスチック容器に入れられる。透明であることから、投射のための位置合わせを容易に行うことができる。したがって、このプロセスは、硬化(H)を受けるパッドに近接した、流体(F)への光曝露(O)である。上記の呼称では、これはOFHプロセスであり、中間結果として、エネルギーを与えられたパッドを提供する。
次に、パッドをマスターとして使用して、転写中のパッドへの光曝露(O)を行うことで、その後の量産が行われる。転写の定着は、実質的に硬化(H)の形態である。したがって、量産されたパッドは、呼称上、OFHOHプロセスの結果物となる。
曝露、転写、または投射のいずれかの、最初に曝露されたエネルギーが印加されたパッドは、食物の劣化に関連する、白身魚におけるプロセスの活性化エネルギーを増加させることが判明している。また、この望ましい効果を得るためにパッドが食品と直接接触している必要がないことも、定性的かつ定量的に判明している。これは、パッドを食品用のトレイの下に置いて、シュリンクラップで包むことができるため、工程を簡略化することができることを意味する。試験では、エンドユーザーへの販売時に使用される、白身魚の盛り付けに使われる一般的な食品容器の場合、パッドの有効範囲は少なくとも製品全体に及ぶことが示されている。
また、パッケージの一部を固化時にマスターパッドに曝露することで、パッケージの一部自体をトレイやシュリンクラップなどのパッドにすることも可能である。
試験では、白身魚の賞味期限を通常予測される2週間から3週間に延長した場合、その魚が独立した検査機関により最高品質であるとまだ判定されることが確認されている。
試験では、白身魚の賞味期限を通常予測される2週間から3週間に延長した場合、その魚が独立した検査機関により最高品質であるとまだ判定されることが確認されている。
試験
本発明の効果は、以下の方法で試験し、再現性を示すことができる。
試験用に選ばれた魚はタラである。タラは漁船の上で頭を取って内臓を取り出し、予め冷凍される。試験施設に到着すると、新鮮な魚として、解凍、加工、および、部分梱包が行われる。
本発明の効果は、以下の方法で試験し、再現性を示すことができる。
試験用に選ばれた魚はタラである。タラは漁船の上で頭を取って内臓を取り出し、予め冷凍される。試験施設に到着すると、新鮮な魚として、解凍、加工、および、部分梱包が行われる。
試験パックの梱包材は、透明なプラスチックを上部に接着したプラスチック製のボウルで構成される。各パックにおける魚の部分の重量は約300グラムである。各パックの上部には、望ましくは、試験名および試験日を示すラベルが貼られる。魚は3℃から4℃の温度に保たれた冷蔵保管室に保管される。
調査は3週間にわたって実施され、サンプルは次のようにパッケージから取り出される: 1日目、10日目、14日目、16日目、21日目。
2つのパック(1と2)が各試験日に試験される。その平均値がトレンド値となる。
2つのパック(1と2)が各試験日に試験される。その平均値がトレンド値となる。
本試験では、最大細菌コロニー形成単位(「cfu」)に関する以下の基準/限界値がベンチマークとして使用される。
●生鮮食品、一般: 最大合計5000000cfu/g - log cfu/g 6,70
●生鮮食品、プライム: 最大合計1200000cfu/g - log cfu/g 6,08
21日後、結果は5000000cfu/g未満を示すはずである。いくつかの試験では、1200000cfu/gを下回る結果も出ている。
●生鮮食品、一般: 最大合計5000000cfu/g - log cfu/g 6,70
●生鮮食品、プライム: 最大合計1200000cfu/g - log cfu/g 6,08
21日後、結果は5000000cfu/g未満を示すはずである。いくつかの試験では、1200000cfu/gを下回る結果も出ている。
代替実施形態
上記の他にも様々なバリエーションが想定され得る。例えば、作動媒体は、水、アルコール、酸などの各種のものであってもよいが、これらに限定されない。
上記の他にも様々なバリエーションが想定され得る。例えば、作動媒体は、水、アルコール、酸などの各種のものであってもよいが、これらに限定されない。
実験では、作動媒体が液体、固体、または気体のいずれの形態でも良いことが示されている。これらのいくつかの例は、酢酸などの液体、水氷などの固体、水蒸気などの気体である。
得られるパッドの効率は異なるが、極性媒体でも非極性媒体でも使用可能である。これらの例としては、水や酢酸などの極性物質と、エポキシ、ガソリン・軽油に含まれる炭化水素、および、ブタン・プロパンなどのガスなどの非極性媒体と、が挙げられる。
作動媒体を介した曝露によってパッドを複製する代わりに、作動媒体なしで投射することが可能である。このシステムは、エネルギー投射システム220を備える。この投射システムにおいて、投射システムは、投射物に放射するための放射パッド222と、放射パッドに向き合うように配置される、投射物を受容するための受容パッド226と、放射パッド222と受容パッド226との間に位置する投射部224と、を備える。
作動流体が既にエネルギーを与えられており、かつこの状態に維持されている場合には、放射パッドを使用せずに作動流体から受容パッドに投射させる直接転写方式が可能である。好ましくは、作動流体は、連続照射によってエネルギーを与えられた状態に維持される。
本出願による発明は、白身魚の保存に利用することができる。その効果は、独立した研究機関によって証明されている。
100 化学エネルギーシステム
102 初期位置
104 活性化エネルギーに達するまでの付加エネルギー
106 活性化位置
108 新しい安定位置
112 放出エネルギー
200 エネルギー回収システム200
202 入射放射
204 作動媒体、流体
206 受容のためのパッド、エネルギーを与えられた物体
208 放射用の第2のパッド
212 作動媒体用の容器
220 エネルギー投射システム
222 投射物に放射するための放射パッド
224 投射部
226 投射物を受容するための受容パッド
102 初期位置
104 活性化エネルギーに達するまでの付加エネルギー
106 活性化位置
108 新しい安定位置
112 放出エネルギー
200 エネルギー回収システム200
202 入射放射
204 作動媒体、流体
206 受容のためのパッド、エネルギーを与えられた物体
208 放射用の第2のパッド
212 作動媒体用の容器
220 エネルギー投射システム
222 投射物に放射するための放射パッド
224 投射部
226 投射物を受容するための受容パッド
Claims (11)
- エネルギー制御で使用するために第1の物体(206)にエネルギーを与える方法であって、前記方法は、エネルギー制御で使用するための曝露を含み、前記方法は、
前記第1の物体を曝露用の位置に配置すること、および
前記第1の物体を入射放射に曝露すること(202)、を含む方法。 - 前記第1の物体は、光曝露(O)によってエネルギーを与えられ、前記入射放射は、入射電磁放射(O)である、請求項1に記載の方法。
- 入射放射は、すでにエネルギーを与えられている第2の物体からの曝露である、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の物体への曝露を停止する前に、前記第1の物体が固体状態に移行することによって硬化される(H)、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の物体は、請求項4に記載の方法に従ってエネルギーを与えられた硬化物体である、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の物体は流体(204)(F)である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の物体は、請求項6に記載の方法に従ってエネルギーを与えられた流体(204)である、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の物体は流体(204)であり、
第2の物体が、請求項4に記載の方法に従ってエネルギーを与えられた硬化物体であり、
前記第2の物体は、前記流体を安定させるために前記流体に近接した状態に保たれる、請求項2に記載の方法。 - 前記第2の物体は、前記流体(204)に近接した状態に保たれている間、第4に記載の方法に従って硬化する、請求項8に記載の方法。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載の方法を使用して作成された、エネルギーを与えられた物体(206,208,212,214)。
- 閾値エネルギーを制御することによって、白身魚を保存するための、請求項10に記載のエネルギーを与えられた物体からのパッド(206、208、212、210)の使用。
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