JP5745766B2 - 可撓性の流体透過膜を用いた流体放出バルブ - Google Patents

Description

本発明は、流体放出装置、特に、エチレン放出装置、及び植物材料を調整するための関連方法に関する。

エチレンは、周知の果実熟成剤である（Ｋａｙｓ，Ｓ．及びＢｅａｕｄｒｙ，Ｒ．Ａｃｔａ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｅ ２０１：７７〜１１５（１９８７））。エチレンは、収穫後の果実熟成化のためガス形態で広く用いられてきている。エチレン含有調整室が、大量に果実及び野菜を熟成するために用いられる。

エチレンそれ自体だけでなく、多数のエチレン放出化合物もまた、熟成法において用いられてきている（上述のＫａｙｓ，Ｓ．及びＢｅａｕｄｒｙ）。これらのエチレン放出化合物には、一般に、硫黄、リン、又はケイ素原子に結合するハロエチル基が挙げられる。それらの働きはｐＨ依存性である場合があり、用いられる場合に毒性分解産物が生じる場合がある。こうした化合物は、主として、収穫前の植物調整用途用に用いられる。

収穫後果実熟成に有用な包装及び装置もまた公知である。例えば、米国特許第３，０６９，２７４号明細書には、果実熟成用の二塩化エチレン等のエチレンハロゲン化物を含浸した果実用のフォームプロテクターが記載されている。皮膚を水ぶくれさせ、ヒトへの重篤な肺損傷、角膜の曇り、及び肝臓及び腎臓の損傷を引き起こす場合がある刺激性蒸気を産生する、包装におけるエチレンハロゲン化物の使用は禁止される。

米国特許第５，５２５，１３０号明細書には、２つの仕切りカプセルからなるラベル装置が記載されている。仕切り室は、破裂可能膜により分離され、混合時にエチレンを放出する組成物を含有する。例えば、（２−クロロエチル）リン酸及び塩基。装置は高価であり、仕切り室成分は公知の皮膚及び目への刺激物である。

果実熟成用のエチレンガスを含有するカプセルがまた、Ｍａら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｒｕｉｔ Ｑｕａｌｉｔｙ：２３（２００）２４５〜２５９に記載されている。これらは、包装におけるエチレン放出を可能とするために栓又はキャップ除去を必要とする非実用的な大容量の、栓をされたカプセルである。さらに、ガス放出は比較的迅速であり、非線形である。

従って、望ましくない生成物を生成しないエチレンを放出することができるエチレン放出装置のための必要性が存在する。また、包装における封入に好適なサイズ及びタイプを含んで成るエチレン放出装置のための必要性が存在する。また、望ましいエチレン放出速度を適切に制御することができるエチレン放出装置のための必要性が存在する。

従って、上述の制約の少なくとも１つに対応するか、又は、少なくとも有用な選択を有するパブリックを提供することができる、植物材料を調整する上での使用に好適な流体放出バルブ及び関連方法を提供することが、本発明の目的である。

また、上述の制約の少なくとも一部に対応するか、又は少なくとも有用な選択を有するパブリックを提供することができる流体放出バルブを提供することも、本発明の目的であることができる。

従って、本発明は、流体ストレージリザーバ内部が周囲環境よりも高圧である流体向けの流体流出通路を含む、流体ストレージリザーバから周囲環境への流体の流速を制御するために好適な流量制御バルブにあることができ、上記流量制御バルブが、下記；
上記通路を通る流量を制御するための弾性流体透過膜；
を含む、上記膜が、下記；
流体をリザーバから上記膜内に吸収するための吸収面、
流体を上記膜から周囲環境に脱着するための脱着面、
を含み、
上記膜が、リザーバと周囲環境との間の圧力差に比例する圧力を受けて、その弾性に起因してその特性を変化させ、それにより上記リザーバと周囲環境との間の有効な流体流路を変化させる。

好ましくは、上記膜は、下記の間を受動的に移行するように構成されている；
上記リザーバからの流量に対するより大きな抵抗となる、上記膜を通る有効な流体流路を規定するような様式で、流路レストリクターに対して当該膜にバイアスをかけるために、上記リザーバ内の上記流体により上記膜に圧力が加えられている、高加圧された状態；及び
上記リザーバからの流量に対するより低い抵抗となる、上記膜を通る有効な流体流路を規定するような様式で、流路レストリクターに対して当該膜にバイアスをかけるために、上記リザーバ内の上記流体により上記膜に低い圧力が加えられている、低加圧された状態。

好ましくは、上記リザーバ内の流体の圧力は、上記リザーバと周囲環境との間の圧力差により制御されるその排除量を有するピストンを介して上記膜と通じることができる。

好ましくは、上記有効な流体流路は、流体リザーバからの流体吸収に利用できる膜の表面積、及び／又は周囲環境への流体脱着に利用できる膜の表面積により規定される。

好ましくは、上記膜の吸収表面積及び脱着表面積の少なくとも一方は、上記リザーバ内の流体が枯渇するにつれ、上記リザーバ内の流体により膜に加えられる低下された圧力に比例して大きくなる。

好ましくは、上記流体透過膜は、ガス透過性の変形性エラストマーである。
好ましくは、上記流体透過膜は、Ｏリングの形状にある。
好ましくは、上記流体透過膜は、Ｏリング等の複数のガス透過性の変形性エラストマー系構成部品を含むことができる。

好ましくは、上記装置は、
有効な流体流路を規定し且つ可変有効サイズを提供するように構成されるオリフィスを含む流路レストリクター、
をさらに含み、
有効サイズの変動が、上記膜と流路レストリクターとの間の相互作用の結果として生じ、そして
上記リザーバ内の流体が、上記膜に作用するように接し、上記膜の両端の圧力差に比例して、上記膜に流体圧力を直接伝える。

好ましくは、上記流路レストリクターは、上記オリフィスの縁と連絡する窪みを包含する。
好ましくは、上記窪みは、上記オリフィスの縁の少なくとも一部の成形部分を含むことができる。
好ましくは、使用の際、上記膜のバイアスが、上記膜の脱着面を、上記流路レストリクターの少なくとも１つと接触させることにより生じ、上記オリフィスにより規定される有効な流体流路が小さくなる。

好ましくは、上記流路レストリクターの少なくとも１つと接触する膜の脱着面の面積は、リザーバ内の流体と周囲環境との間の圧力差に反比例する。
好ましくは、上記膜は、上記膜に加えられる圧力を感知し、膜を通る流体の透過性を変化させ、それにより有効な流体流路の特性が、少なくとも一部制御される。

好ましくは、上記膜は、シリコーン、合成炭化水素及び天然ゴム、並びにそれらの組合せ等の弾性ポリマーを含む群から選択される。
好ましくは、上記流体は、ガスである。
好ましくは、上記ガスは、エチレン、プロピレン、メチルシクロプロペン、ピレトリン／合成ピレスロイド、エチレンオキシド、臭化メチル、二酸化炭素若しくは二酸化硫黄、又は成分としてこれらのガスの１つを含有する任意の類似のガス若しくはガス混合物である。

好ましくは、上記ガスは、麻酔、推進、芳香、風味、香気、フェロモン、燻蒸剤、殺菌剤及び／又は腐食性を有することができる。
好ましくは、上記流量制御バルブは、上記リザーバからの流体の放出の時間の実質的部分にわたり、実質的に線形の流体流速を提供する。
好ましくは、上記流量制御バルブは、所定の圧力差で上記リザーバ内の残留流体を、最終的に迅速に放出する。

さらなる態様において、本発明は、上述のように、流量制御バルブに関連するリザーバを含む流体放出装置に存する。

さらなる態様において、本発明は、次の各ステップ；
少なくとも部分的に気密性である環境内に植物材料を包含させるステップ；
上記植物材料を、本明細書において既述の流体放出装置から放出される流体にさらすステップ：
を含む植物材料を調整するための方法に存する。

好ましくは、上記少なくとも部分的に気密性である環境は、外筒を含み、望ましくは、上記外筒は、果実がエチレンを受け入れるための有益な環境を保持するために、二酸化炭素及び酸素等の呼吸ガスを十分透過させながら、内部にエチレンガスを蓄積させることができるガスの大量輸送を実質的に制限するように働く。

さらなる態様において、本発明は、
植物材料を、約０．５日〜１４日間にわたり、約１ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍの濃度のエチレンガスにさらすステップ、
を含む植物材料を調整するための方法に存する。

好ましくは、上記植物材料が梨又はバナナである場合において、上記範囲は、２〜５日間、１００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍに保持される。
好ましくは、本方法は２箇所間の上記植物材料の運搬の間に行われる。

さらなる態様において、本発明は、流体ストレージリザーバと周囲環境との間に提供される流体透過膜を含む流体放出バルブに存し、
上記膜が、下記；
上記膜の表面上の流体の吸収の速度；
上記膜を通る流体の透過の速度；及び
上記膜の表面から上記周囲環境への流体の脱着の速度；
の少なくとも１つを制御するように構成されている。

さらなる態様において、本発明は、流体ストレージリザーバからの流量を制御するために好適な流体放出バルブに存し、
上記流体放出バルブは、下記；
（ｉ）入口；及び
（ｉｉ）流路を介して上記入口と流体連通する出口；
（ｉｉｉ）上記入口と出口との間の流量を制限するための、上記流路にわたって延びる流体透過膜；及び
（ｉｖ）不透過性流路レストリクター；
を含む本体部材を含み、
上記流路レストリクター及び膜が、運転中、相互作用するように構成され且つ適合され、上記流体リザーバ内の流体量の関数として、流路に沿った流量を可能とする。

好ましくは、上記流路に沿った流体の流速は、上記流路レストリクター及び膜の相互作用により実質的に一定に制御されうる。
好ましくは、上記流体放出バルブは、上記流体が密閉部材を通って全く流れないことができるような、流路を閉じるための密閉部材を含む。
好ましくは、流体放出バルブは、流体リザーバを含む。

好ましくは、上記流路レストリクターは、下記；
上記膜によりさらに拘束され、それにより上記流体流路がさらに制限される、制限されたバリア位置；及び
上記膜により、より少なく拘束され、それにより上記流体流路がより少なく制限される、より少なく制限されたバリア位置；
の間で転置できる。

好ましくは、上記膜は、下記；
上記流路レストリクターによりさらに拘束され、それにより上記流体流路がさらに制限される、制限されたバリア位置；及び
上記流路レストリクターにより、より少なく拘束され、それにより上記流体流路がより少なく制限される、より少なく制限されたバリア位置；
の間で転置できる。

好ましくは、上記流体リザーバは、周囲環境に関連して加圧され、上記膜及び流路レストリクターが相互作用して、加圧流体によって上記通路を通る有効流路を変化させる。
好ましくは、上記流路レストリクター及び膜の相互作用は、上記流体リザーバ内の圧力が高い場合に上記流路がさらに制限され、そして上記流体リザーバ内の圧力が比較的低い場合に上記流路がより少なく制限されるようである。

好ましくは、流路に沿った流体の流速は、上記流体ストレージリザーバ内の流体の量が、所定より低い閾値に到達するまでの時間にわたり実質的に一定であるように上記流路レストリクター及び膜の相互作用により制御され、その後、上記流路が膜及び／又は流路レストリクターの相互作用により制限されず、そして連続する通路が、上記リザーバ内の任意の残留流体と周囲環境との間に確立される。

好ましくは、上記流路レストリクターは、上記膜に隣接して配置され、それらの間の接触量の変化により、上記膜を通る流体の透過が変化することができる。
好ましくは、上記流路レストリクターは、上記膜に対して、通路の入口により近接して配置され、上記流路レストリクターが、上記膜と相互作用し、上記流体の膜内への吸収に影響を与えるように提供される。

好ましくは、上記流路レストリクターは、上記膜に対して、上記通路の出口により近接して配置され、上記膜と相互作用し、上記膜からの流体の脱着に影響を与える。好ましくは、上記流路レストリクター及び膜は、お互いに相対的に移動し、そして可変の接触度合いを作り出し、上記膜を通る流体の透過性を制限するように膜を変形することができる。

好ましくは、上記膜は、弾力があり、回復性を有する材料を含んで成る。
好ましくは、上記膜は、シリコーン、合成炭化水素及び天然ゴム、並びにそれらの任意の組合せ等の弾性ポリマーの群から選択される材料を含んで成る。

好ましくは、上記流路レストリクターは、不透過性材料に属する。
好ましくは、上記流路レストリクターは、弾性がなく、回復性を有する材料を含んで成る。
好ましくは、上記流体リザーバ内の流体は、ガスである。

好ましくは、上記ガスは、エチレン、プロピレン、メチルシクロプロペン、ピレトリン又は合成ピレスロイド、エチレンオキシド、臭化メチル、フェロモン、燻蒸剤、殺菌剤、二酸化炭素、二酸化硫黄又は成分としてこれらのガスの１つを含有する任意の類似ガス又はガス混合物から選択される。

好ましくは、上記ガスは、麻酔、推進、香気、芳香、風味及び腐食性を含むことができる。
好ましくは、上記膜は、平面フィルムの形態にある。
好ましくは、上記膜は、中空のシースである。

好ましくは、上記流路レストリクターは、上記周囲環境と、上記膜を介して上記リザーバ内の上記流体と流体連通するキャビティへの少なくとも１つの開口部と流体連通するキャビティを有する本体により規定される。

好ましくは、上記本体は、中空の円筒型部分を含む。
好ましくは、上記中空のシースは、上記円筒型部分の少なくとも一部の周りにぴったりと適合するように構成され且つ寸法化され、そして流体圧力が上記シースに作用し、中空本体に対してそれにバイアスをかけることができる。

好ましくは、少なくとも１つの環状チャネルが円筒領域で形成され、その中では、上記膜が、上記流体からの圧力の下で、チャネルから外の方向に押され、さらに弾性的にバイアスがかけられうる。
好ましくは、上記円筒領域は複数の環状チャネルを含む。

好ましくは、上記流体圧力が、上記シースの弾性に作用して、下記；
（ａ）より高いリザーバ流体圧力において一又は複数のチャネルに適合させ、それにより中空の管内のアパーチャを通る流量を制限する；そして
（ｂ）より低い圧力で一又は複数のチャネルとの接触から少なくとも部分的に後退し、それにより上記流量に及ぼす制限を小さくする；
のように、上記シースを促進することができる。

好ましくは、上記本体は、上記本体の外面に形成された圧力放出通路を含み、スリーブが、当該圧力放出通路と相互作用して、より高い流体圧力の下で上記圧力放出通路と迎合し、それにより上記通路を閉鎖することができ、そして上記圧力放出通路は、所定のより低い流体閾値圧力において流体ストレージリザーバの周囲環境との制限されない流体連通を可能とする。

好ましくは、上記流路レストリクターは、本体部材中の円筒型穴内の移動可能な円筒型ピストンを包含することができる。
好ましくは、環状リングを含む。
好ましくは、上記環状リングは、円形、三角形、四角、多角形、又は任意の他の形状である断面形状である。

好ましくは、上記ピストンは、加圧流体の圧力下で環状リングを押圧するように構成されている。
好ましくは、上記本体部材は、環状リングをピストンにより押すことができる内部環状リップを包含する。

好ましくは、上記ピストンは、加圧流体の圧力下で環状リップに対して環状リングを押すように構成されている。
好ましくは、高圧での環状リングの増大変形は、透過性環状リングを通る流量を制限し、低圧での環状リングの変形減少は、透過性環状リングを通してさらに制限されない流量を可能とする。

好ましくは、上記流体放出バルブは、複数の環状リングを包含する。
好ましくは、上記複数の環状リングは、それぞれ、不透過性スペーシング部材により間隔が空けられている。

好ましくは、上記環状リングは、Ｏリングであることができる。
好ましくは、上記流体放出バルブは、使用の際、装置の運転時間の実質的な部分にわたり実質的に線形の流量プロフィールを提供する。

さらなる態様において、本発明は、次の各ステップ；
少なくとも部分的に流体密封性を有し且つ植物材料を含む環境内の加圧された流体リザーバと連携する、上述の流体放出バルブを準備するステップ；
上記植物材料を、ある期間にわたり流体放出バルブからの流体にさらすステップ；
を含む、植物材料を調整するための方法に存する。

好ましくは、上記期間は、０．５〜１４日間である。
好ましくは、上記期間は、５日である。
好ましくは、上記流体放出バルブにより放出される流体は、エチレンである。

好ましくは、少なくとも部分的に流体密封性の環境は、果実がエチレンを受け入れるための有益な環境を保持するように空気に十分通気されながら、内部にエチレンガスの蓄積を可能とするような、ガスの分散を制限する蓋付き容器を含む。

好ましくは、上記植物材料は、半日〜７日間の期間にわたり、約１ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍの濃度のエチレンガスを有する環境内に保持される。
好ましくは、上記植物材料は、２日〜５日間にわたり、約１００ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの濃度のエチレンガスを有する環境内に保持される。

さらなる態様において、本発明は、次の各ステップ；
植物材料を、隔離された環境内に、少なくとも部分的に密封するステップ；
上記植物材料を輸送手段上に積載するステップ；
カバー内で、加圧された流体リザーバと連携する、上述の流体放出バルブを準備するステップ；
ある期間にわたり、上記リザーバから上記流体放出バルブにより放出される流体を含む隔離された環境内に上記植物材料を保持するステップ；
を含む、移動中の植物材料を調整する方法に存する。

好ましくは、上記植物材料は、果実である。

さらなる態様において、本発明は、下記；
放出すべき加圧されたガスのリザーバ；
上記リザーバから出口への通路；
上記出口への又は上記出口から、膜を介すのみのガス放出を可能とする通路内及び／又は上記出口における弾性を有するガス透過膜；及び
上記ガス透過膜と接触するように位置付けられたガス透過性部材界面を包含する上記通路内のガス不透過性部材：
を含むか、又は包含するガス放出装置であって、
上記ガス透過膜の排除量が、より低い圧力におけるよりもより高いガス圧力において上記ガス不透過性部材と上記ガス透過膜との間のより大きな界面接触が存在し、それにより圧力と逆の関係にある流れに利用できる透過膜の暴露された断面積を変化させるように、上記リザーバ内のガスの圧力に応答する。

好ましくは、上記ガス透過膜は、弾性を有する。
好ましくは、上記ガス不透過性部材が、剛性を有する。
好ましくは、界面におけるガス透過膜の弾性により、圧力が下がると、上記ガス不透過性部材との界面接触が少なくなる。
好ましくは、上記ガス透過膜は、連続様式で応答する。

さらなる態様において、本発明は、次の各ステップ；
果実を保持しているか又は保持すべきコンテナ内に、ある期間にわたり、一定流速でエチレンを放出するように活性化しうる固定された量のエチレンを含むカートリッジを置区ステップ；
カートリッジを活性化するステップ；そして
上記コンテナ内に含まれる果実と共に、上記コンテナを目的地に輸送するステップ：
を含む、果実を包装する方法に存する。

さらなる態様において、本発明は、ある期間にわたり、一定流速でエチレンを放出するように活性化しうる固定された量のエチレンを含むカートリッジを含む、果実を含有するコンテナであって、上記カートリッジを活性化し、そして上記コンテナ内に含まれる果実と共に、じょう気コンテナを目的地に輸送する、果実を含有するコンテナに存する。

さらなる態様において、本発明は、ある期間にわたり、一定流速でガスを放出することができる自給式ガス放出装置に存し、
上記装置は、
圧力容器であって、当該圧力容器から放出すべきガスを含むもの；
上記圧力容器からガスの放出を制御するための上記圧力容器用のバルブ；
を含み、上記バルブは、下記；
（ａ）（ｉ）上記装置を囲む環境に通すようにガスを排出するためのアパーチャ及び（ｉｉ）制御表面を規定する本体、
（ｂ）上記圧力容器から上記アパーチャまでガス流を直接挿入する、弾性を有するガス透過膜；
を含み、その結果、ガスが、上記圧力容器から排出するために上記膜を通って透過しなければならず、
上記膜は、上記ガスのより低いガス圧力において、上記制御表面と近接して配置され、より高いガス圧力におけるよりも大きなサイズである上記アパーチャ及び制御表面の間に通路を形成し、
上記膜は、上記制御表面に対して上記膜にバイアスをかけるより高いガス圧力の長所により、上記制御表面の形態にさらに迎合する。

さらなる態様において、本発明は、ある期間にわたり、一定流速でガスを放出することができる自給式ガス放出装置に存し、
上記装置は、下記；
圧力容器であって、当該圧力容器から放出すべきガスを含むもの；
上記圧力容器からガスの放出を制御するための上記圧力容器用のバルブ；
を含み、上記バルブは、下記；
（ａ）本体内に形成された少なくとも１つの周囲の溝を有する円筒型本体部分を包含する本体であって、上記溝内には、通過するガスを排出するための上記装置を囲む環境と溝との間の流体接続する少なくとも１つのアパーチャがあるもの；
（ｂ）上記圧力容器から上記アパーチャまでガス流を直接挿入するように上記溝上に置かれた弾性を有するガス透過膜；
を含み、その結果、ガスが、上記圧力容器から排出するために上記膜を通って透過しなければならず、
上記溝は、上記膜上に作用するガスの圧力の変化の結果として、上記溝の少なくとも一部に対して上記膜の可変のコンプライアンスを可能とするプロフィールからなり、
上記ガスが排出され、そして上記容器内のガス圧力が下がるにつれて、上記膜が、上記溝から離れ、上記膜を透過するガスの脱着のために利用できるよりさらなる表面積をつくり、ガス用の有効流路を大きくし、そして
圧力の減少に起因して、ガス放出速度が、ある期間にわたり実質的に一定のままであることができる。

好ましくは、一定期間には、０．５〜７日間が含まれる。
本明細書において、特許明細書及び他文書を含む外部情報源に対して引用がなされる場合、これは、一般に、本発明の態様を論じるための背景状況を提供する目的のためにある。特記のない限り、こうした情報源に対する引用は、任意の管轄下で、こうした情報源が従来技術であるか、又は技術上通常の一般的知識の一部を形成することの承認であるとはみなされない。

本明細書において用いられる用語「及び／又は」は、「及び」又は「又は」、あるいはその両方を意味する。
本明細書において用いられる名詞に続く「（ｓ）」は、名詞の複数及び／又は単数形式を意味する。

本明細書において用いられる用語「含んでいる」は、「から少なくとも部分的に成る」を意味する。その用語を包含する本明細書における記述を解釈する場合に、各記述においてその用語により前書きされる態様は、すべて、存在することが必要とされるが、しかし、他の態様も、また、存在することができる。「含む、含んで成る」及び「含まれる」等の関連用語は、同じ方式で解釈することができる。

本明細書において開示される数字の範囲（例えば、１〜１０）に対する言及は、また、その範囲内の任意の有理数（例えば、１、１．１、２、３、３．９、４、５、６、６．５、７、８、９及び１０）、及びまたその範囲内の有理数の任意の範囲（例えば、２〜８、１．５〜５．５及び３．１〜４．７）に対する言及を組み込むことが意図されている。

本発明は、また、個々に又は集合的に、本出願の明細書内に言及されるか又は示される部品、要素及び態様、及び任意の２以上の上記部品、要素又は態様の任意の又はすべての組合せに広く存すると言うことができると共に、本発明が関係する技術上公知の同等物を有する特定の整数が本明細書において述べられる場合、こうした公知の同等物はあたかも個々に示されるように本明細書に組み込まれると見なされる。

本発明を、ここで、ほんの一例として、そして図面を参照して説明する。
図１は、条件を規定する制限の少ない有効な流体流路内のダイナミック膜を有する流量制御バルブを有する流体放出装置の簡単な断面図である。 図２は、条件を規定するさらに制限的な有効な流体流路内のダイナミック膜を有する流量制御バルブを有する流体放出装置の一部の簡単な断面図である。 図３は、条件を規定する中間的な制限の有効な流体流路内のダイナミック膜を有する流量制御バルブを有する流体放出装置の一部の単純化した断面図である。

図４は、シリコーンの比較的高い透過速度を示す、種々のゴム及び樹脂膜のエチレンガス透過速度のグラフである。 図５は、Ｏリング成形加工膜による流量制御バルブを有する流体放出装置の断面図である。 図５ｂは、流量制御バルブ内のキャップのエンド・ビューである。

図６ａは、ピストン及び膜に及ぼす減少圧力差の影響を説明する図５のバルブの一部の断面図を示す。 図６ｂは、ピストン及び膜に及ぼす減少圧力差の影響を説明する図５のバルブの一部の断面図を示す。 図６ｃは、ピストン及び膜に及ぼす減少圧力差の影響を説明する図５のバルブの一部の断面図を示す。 図７は、離れたエチレンリザーバに接続される２０のＯリング成形加工膜による流量制御バルブを有する流体放出装置の断面図である。 図８は、図７のバルブの一部の断面透視図である。

図９は、「押込み」流量制御バルブを包含する流体放出装置の断面図である。 図９ａは、図９の変形の透視図である。 図９ｂは、図９ａの断面透視図である。

図９ｃは、リザーバに関連する透視図及び断面図での流体放出装置を示す。 図９ｄは、７個の溝実施形態を示す、図９ａの流体放出装置の正面図である。 図９ｅは、図９ｄに示す流体放出装置の断面図である。

図１０は、「押抜き」流量制御バルブを包含する流体放出装置の断面図である。 図１１ａは、流れ線形放出プロフィールに寄与する各種放出プロフィールを生み出す膜の異なる部分を示す「押抜き」又は「押込み」タイプに属する流体放出バルブの一部の概略図である。 図１１ｂは、流れ線形放出プロフィールに寄与する各種放出プロフィールを生み出す膜の異なる部分を示す「押抜き」又は「押込み」タイプに属する流体放出バルブの一部の概略図である。 図１１ｃは、流れ線形放出プロフィールに寄与する各種放出プロフィールを生み出す膜の異なる部分を示す「押抜き」又は「押込み」タイプに属する流体放出バルブの一部の概略図である。 図１２は、装置内の流体圧力が減じるにつれての、「押込み」流量制御バルブを有する流体放出装置からの流体の流速のグラフである。

図１３は、エチレンガス放出間の、「押込み」流量制御バルブを有する流体放出装置用の質量データのグラフである。 図１４は、流体放出装置から放出されるエチレンへの暴露ありなしでのユーロボックス及び標準カートン内に含有される梨の硬度のグラフである。 図１５は、エチレンを熟していない果実を事前に積んだ密封調整用チャンバ内に注入することにより達成されるエチレン濃度、及び調整期間の長さの、２０℃でのグリーンアンジュ梨の硬度及び芳香に及ぼす影響のグラフである。 図１６は、図９Ａ〜９Ｅに示す基本単位に対する定速排出用の放出速度を示すグラフである。

本明細書において用いられる用語「ストレージリザーバ」は、好ましくはエチレンであるか、又はエチレンを包含することができる加圧及び／又は濃縮流体を保持するための、コンテナ、タンク、缶、カプセル又は類似物を指す。

本明細書において用いられる用語「流体」は、流れることができる物質を指し、ガス又は液化することができるガスを包含することができる。流体放出装置による放出のための一般的な流体には、エチレン、プロピレン、臭化メチル及びエチレンオキシド等の燻蒸剤、ピレトリン及び合成ピレスロイド等の殺虫剤、フェロモン、従来型の流量調整器内の金属成分と反応するであろうフッ化水素等の腐食性ガス、メントール及びユーカリ等の薬用及びレクリエーション用途用の芳香放出流体、薬剤及び麻酔剤を挙げることができる。

本明細書において用いられる「周囲環境」は、流体が流体放出装置からそこに放出される環境を指す。環境は植物材料を保持するためのクラムシェル、パレット又はユーロボックス等の熟成用コンテナを含むことができる。本明細書において記載されるもの以外の他の物質との混合、又は他の流量調整等の流体の介在処理は、ストレージリザーバと周囲環境との間で生じることができる。

本明細書において用いられる用語「吸収する」及び関連用語「吸収」及び「吸収性」は、流体の原子、分子又はイオンが入り込んで膜を透過する過程を指す。

本明細書において用いられる用語「脱着する」及び関連用語「脱着」及び「脱着性」は、流体の原子、分子又はイオンが膜を離れる過程を指し、膜からの流体の原子、分子又はイオンの浸出を包含する。

本明細書において用いられる用語「膜」は、流体リザーバと周囲環境との間で操作可能なように提供される流体透過性バリアを指す。下記の記載から理解されるように、当該膜は、フィルム様又は平面構造に属する必要はない。

本明細書において用いられる用語「受動的移行」は、圧力差の変化に応答する膜の幾何学的調整を指す。

図１〜３に示すように、流体放出装置（１）は、一般に、流量調節バルブ（２）及び流体ストレージリザーバ（３）を包含すると言及することができる。装置（１）のさらに好ましい形態は、下記に記載されている。図１〜３は、本発明の顕著な態様を説明する。

リザーバ（３）は、周囲大気よりも大きな圧力でガス（又は液化ガス）を貯蔵することができる圧力容器である。使用の際、リザーバ（３）は、バルブ（２）と流体連通するが、しかし、バルブ（２）とリザーバ（３）との間の任意のこうした流体連通はフローバルブ（４）により遮断されうる。１以上の流体流路が、リザーバ（３）とバルブ（２）との間に延びることができる。あるいは、リザーバ（３）の密閉空間は、１つには、バルブ（２）の一部により規定することができる。

バルブ（２）は、流体がリザーバ（３）から放出されることを可能とするための出口（６）等の少なくとも１つの出口を包含する。こうした放出は、装置（１）から周囲環境又は別のリザーバ又はキャビティへの直接放出であることができる。
流体は、流量調節バルブ（２）の調整下で、リザーバから（及び、提供される場合、フローバルブ（４）が開であることに基づき）放出される。

バルブ（２）を通る流体のフロー特性は、バルブを横切る圧力差の因子である。
流量調節バルブ（２）は、それを通るガスが透過することができる透過膜（７）を包含する。それは、また、膜用の流路調整表面８等の流路レストリクターを包含する。

好ましくは、膜（７）はリザーバ側１上の流体にさらされる少なくとも１つの第１表面を有する。一又は複数の表面（９）は、それを通るリザーバからの流体が最初に通過して膜本体を透過する吸収面である。

好ましくは、膜（７）は出口（６）と流体連通する少なくとも１つの第２表面（１０）を有する。一又は複数の表面（１０）は、それを通る一又は複数の吸収面から膜を透過してきた流体が出口（６）を通して排出されるために通過する脱着面である。

好ましくは、上記膜は、（ｉ）流体が通過するための第１有効流路（１０）をバルブが有する第１加圧差（Ａ１＞Ａ２図２）、と（ｉｉ）第１（図２）よりも大きな脱着面（図３）を含んで成るそれを通る第２有効流路（１０）をバルブ２が有する第１よりも少なく（Ａ３＜Ａ１図２及び３）ある第２圧力差間で、リザーバと周囲環境との間の圧力差の影響下で受動的に移行するダイナミック膜である。

これは、好ましくは、膜がダイナミックに協同する表面（８）等の少なくとも１つの流路レストリクターの提供により達成される。
上記レストリクターは、バルブの有効流路寸法を変化させる。上記レストリクターは、吸収面及び脱着面の一方又は両方に作用して、それらの有効な自由表面積を変化させることができる。有効面積の変化は、流路寸法、従って、膜を通る流速に正比例する。

図１〜３において、脱着面（１０）は一部調節面（８）に押しつけることができるように提供される。図１に示す条件において、出口６と流体連通する脱着面は、図２及び３よりも大きい。従って、より高い流速を、バルブを横切る所定の圧力差に期待することができる。

膜の一又は複数の調節面との相互作用は、バルブを横切る圧力差に応じて決まる。上記膜がダイナミック膜であり、高圧リザーバ側流体と低圧側及び有効に定圧の周囲大気間に位置付けられるので、リザーバ内の流体の圧力変化は、膜の一又は複数のレストリクターとの相互作用を変化させる。図１〜３に示す構造において、圧力差の低下は、調節面から膜を少なくとも部分的に引き離し、暴露脱着面積を増大させ、それにより流体流路面積を増大させる。

膜の剛性、厚さ、無負荷形状、調節面（一又は複数）に対する位置付けの適切な選択、及び調節面形状の適切な選択は、経時的に望ましい流体放出プロフィールが達成されることを可能とすることができる。これは、適切なソフトウエアツールを用いて簡単にモデル化することができる。

膜を通してのガス透過は、３つの因子に起因して生ずることができる；第１の要因は、膜表面上へのガス吸収速度であり、第２の要因は、ポリマー構造を通してのガス透過であり、第３の要因は、膜表面から離れるガスの脱着速度である。

好ましくは、流体放出プロフィールは一定時間にわたりそれが実質的に一定であるようなものである。この一定期間は、好ましくは、使用の際の装置からの流体の放出全体持続時間の実質的な期間である。
従って、ダイナミック膜は、リザーバからの流体の線形放出速度を可能とする。

一定放出速度が必要とされない場合、剛性、アップロード形状、調節面形状に対する位置付けは、どんな望ましい流体放出プロフィールでも可能とするように修正することができる。

本発明の好ましい実施形態において、流量調節バルブはエチレンを含有するリザーバに取り付けられるか、又は一体化され、それにより、植物材料の調整化で用いるためのエチレン放出装置を提供する。この好ましい実施形態において望ましくは、上記透過膜は、上述のシリコーンゴムの透過度特性に起因し、シリコーンゴムを含んで成る。

図４は、さまざまなゴム及び樹脂膜のエチレン透過度のグラフである。試験は、シリコーンエラストマーを通る透過速度が他のゴム（例えば、ＥＶＡ１９０、天然レッドラバー）よりも有意に速いことを示す。

本発明の装置の果実熟成用途のため、膜のエチレン透過速度は、おおよそ２．５×１０^-11ｃｍ³／材料厚さｃｍ／ｃｍ^-2ｓ^-1Ｐａ（これは、所定の膜面積上の圧力差の下での一定時間（秒）における所定の膜厚さを通して伝わるエチレンの体積である）程度であることができる。３０〜７０ショア硬度を有するシリコーンエラストマーは、これらの要求事項に適合する材料である。

本発明のエチレン放出装置は、移動式且つ有効であり、そして個々のカートン内の従来型包装の果実において十分な風味を有する果実を熟成するための純粋エチレンの必要量を蓄えることができる（約０．１２ｇの総エチレン）。（２．５ｇの総エチレン）を含有するこれらの装置は、自動的な条件付けに適することができるか、あるいは、プラスチック覆いのパレット内に密閉して、小バッチにおいて周辺温度で１〜５日間にわたり「注文に応じて」果実を調整することができる。

調整の間、装置はカートン又は覆われたパレット内に置くことが可能であり、次に、エチレンは放出時間の実質的な部分にわたり一定速度で放出される。これは、要求事項に応じての特定数の日数にわたるカートン又は覆われたパレット内部での例えば約１００ｐｐｍエチレンの保持を促す。例えば、本発明の装置は、約５〜７日の期間にわたり大気にＣ₂Ｈ₄２０ｍｇｈｒ^-1を放出して、ポリエチレンライナー内に包装される梨のパレットに対応する包装体積内で１００ｐｐｍ以上の濃度を保持することができる。

必要とされる調整時間の直後に、エチレンは、装置内に組み込むことができるアバランシェバルブによる等で、自動的且つ速やかに装置から取り除くことができる。
装置の一部の特定実施形態は、今、実施例として記載される。

［Ｏリング膜を組み込むエチレン放出装置］
図５は、バルブが、中で、ダイナミックＯリング成形加工膜４０５、及び流体リザーバ４０９と流体連通する部分を形成するか、又は流体連通状態にあることができる円筒穴により滑ることができるように位置付けられるピストン４０３を包含するエチレン放出装置４０１の１つの実施形態を描く。膜４０５はピストン４０３とバルブの底部リム４１４との間に挟まれる。リザーバはばね錠溝４１１内にはめ込まれる蓋４１０により密閉し、ニトリルＯリング４１２により密封することができる。Ｏリングは４１１と４０９との間のガス不透過性シールを作り出し、ニトリルゴム等の材料から選択することができる。

リザーバ４０９に蓄えられるエチレンは、アパーチャ４０４を通過して、シリコーンＯリング膜４０５に接触し、その中に吸収される。エチレンはＯリング膜４０５を透過し、Ｏリング膜４０５から脱着されて円形ベント４０８を介して周囲環境内に放出される。

装置がエチレンで十分に満たされる場合に、Ｏリング膜４０５はピストンによる圧縮下でピストン４０３と下部リム４１４との間にあり、それにより、エチレンに利用可能なＯリング膜の吸収表面積及び／又は脱着表面積を下げる。これは装置からのエチレンの周囲環境内への放出速度を制限する。

エチレンが放出されるにつれて、リザーバ４０９内の内圧が減少する。Ｏリング４０５上のピストン４０３を介して与えられる圧力は減少し、圧縮Ｏリング膜が膨らみ、ピストン４０３を上方に押し上げることができる。これはエチレンに利用できるＯリング膜４０５の吸収表面積及び／又は脱着表面積を増大させる。これは装置からのエチレンの周囲環境内への放出速度を高めると共に、一定の全体流体放出速度を保持するために、エチレンが放出され、内圧が降下するにつれて予想されるエチレン放出速度の減少を補償する。

図６ａ〜ｃはエチレン放出装置内のシリコーンゴムＯリング膜を示す。図６ａ〜ｃは内圧が減少する際のＯリング膜の形状変化を示す。

装置が約８バールでエチレンにより十分に満たされる場合に（図６ａ中段階１）、圧縮Ｏリング膜は完全に周囲キャビティを満たし、枠内のすべての四方の壁並びに直交ベント上を密閉する。この構造において、エチレン６１２は、内部リザーバ壁とピストンとの間を通過し、圧縮シリコーンＯリング膜を透過し、膜の脱着面６１０から脱着すると共に、リザーバとピストンとの間の直交ベント溝４０７を通して放出される。

エチレンが放出されるにつれて、ピストンは上方に動き、Ｏリング膜はより円形に近くなり、枠の一部又はすべての４隅から離れる。これは、漸次Ｏリング膜のより大きな表面積をリザーバ内のエチレンにさらす。得られるリザーバからＯリング膜内へのエチレンの吸収増大及び脱着用の表面積６１０増大は、リザーバ内のエチレンの圧力降下を補い、その結果、Ｏリング膜を通るエチレン放出速度は一定のままであることができる。

調整が行われる圧力は、４０３内の垂直溝４１５に示すように修正することができる（図５）。ニトリルＯリング膜４１２は、４１１と４０９との間の気密シールを作り出す。

約２〜３バール内部ガス圧力で（図６ｂ）、Ｏリング膜は直交ベント溝４０７から離れることができ、内部／上部ピストンキャビティ内に蓄積したエチレンは大気に逸散する。これは、膜のより大きな脱着面６１０を周囲環境にさらすと共に、また、Ｏリング膜を通るエチレン放出用のより短い通路を作り出す。

ガス圧力が減少し続けるにつれて（図６ｃ）、Ｏリング膜はキャビティの両側壁から離れて、Ｏリング膜を通るエチレン逸散用のさらに短い通路を提供することができる。

エチレンダンプ安全機構がＯリングの上部及び／又は下部及び／又は側面（一又は複数）により提供され、枠を解放し、任意の残留エチレンを放出する。この機構は：
（ｉ）潜在的に爆発性のエチレンガスの安全処置を確実にし、
（ｉｉ）調整期間の長さを調整し、及び
（ｉｉｉ）すぐ近くの果実に対する継続的付随的な損傷に対する可能性を減じる。
ガスダンピングが有効に生ずるために、残留エチレンのリザーバからの迅速な放出が必要とされる。

この機構は、約１バール内圧で生じ、Ｏリング膜上部及び下部上のシールは解放することが可能であり、残留エチレンは迅速に且つ完全にリザーバから消去される。

本発明のエチレン放出装置は、複数のＯリング膜７０３を含むことができ、各Ｏリング膜は図８に描くようにスペーサ部材７０５間に挟まれる。Ｏリング膜の数を増大させることにより、エチレンの放出速度は変わることができる。エチレン用の流路は円筒型穴７０９の内表面とスペーサ部材７０５間の間隙７０１、スペーサ部材７０５の上部及び下部表面間を通して下向きにあり、次に、Ｏリング膜を通して透過し、スペーサ部材７０５間の間隙を通して中央通路７１３を通して出る。ニトリルｏリング７１０は本体７１４と外壁７０９間の間隙をシールする。同じ運転原理は、末端膜６０６、６０９と隣接スペーサ部材６０５間に適用される。

図７に示すバルブは、コネクタ６０１を介して加圧カプセル６０３に取り付けるために好適である。あるいは、バルブはエチレンストレージリザーバと一体化することができる。

［スリーブ膜を組み込むエチレン放出装置］
図９は、バルブが中でダイナッミック・シリコーンゴムスリーブ膜１８３を包含するエチレン放出装置の別の好ましい実施形態を描く。好ましくは、スリーブ膜１８３の両端は開放されるが、スリーブ膜１８３の一端を閉じることができる。第１構造において、スリーブ膜は「押込み」構造に配置される。バルブは内部穴１８９を有する中空シリンダ１８５を包含する。シリンダ１８５はシリコーンゴムスリーブ膜１８３内にはめ込まれる。エチレンガス１８２はシリコーンを通して内側に浸透し、次に、オリフィス１８７を通過し、シリンダ１８５の中空内部穴１８９内に入り、大気に排出される。

バルブは上述の幾何学的効果を実践するために１以上の周辺溝１８４を有して設計される。シリコーンゴムスリーブ１８３の追従性は、それが圧力差の影響下で溝１８４の形状に成形できる。シリコーンスリーブ１８３と接触する溝１８４の表面は、流路レストリクターとして機能し、ガスのシリコーンスリーブ表面からの脱着を抑制する。加えて、又は代替的に、オリフィス１８７の縁は、また、上述の幾何学的効果を実践することができる。

圧力差はリザーバ内の圧力と大気圧との間の差により作り出される。シリコーンゴムスリーブ１８３からエチレンが放出されると、圧力が減少し、シリコーンゴムスリーブ１８３の弾性が、圧力差を克服し、その結果、上記シリコーンが、穴１８５の内部表面から離れ、結局、ガス脱着用のスリーブ膜のより大きな表面積をさらし、従って、少なくとも部分的に圧力差減少を克服する。

図９Ａ〜９Ｅに関して、本発明のバルブの変形が示される。このバルブは図９の「押込み」バルブ様であり、図９Ｃに示すように圧力容器４１０内に位置付けることができる円筒型本体４００を包含する。本体は、シリコーンゴムスリーブ等の弾性スリーブ（ファントム内に示される）がぴったり合う様式でその周りに位置付けることができる円筒型外面４１１を包含する。本体は、圧力容器４１０の出口又は開口部４１３と直接又は間接流体連通するように、又は直接エチレン放出装置４８３の外部に位置付けることができるキャビティ４１２を包含する。円筒型本体は、本体４００に沿った軸方向に離して置かれる少なくとも１つの、好ましくは複数の溝４８４を包含する。

溝はすべてシリコーンスリーブにより覆われている。各溝は、キャビティ４１２と流体接続している。こうした流体接続は、好ましくは、キャビティ４１２とそれぞれの溝の間の少なくとも１つのアパーチャ４１９により提供される。各溝は、図９Ｄ及び９Ｅに示すように一部円形又はＵ形状の断面であることができるか、又は、Ｖ形状断面か又は他の非円形形状であることができる。溝は、それぞれ、シリコーン膜が溝の曲線に対応できるプロフィールに属する。高圧力差の下で、シリコーンスリーブは各溝のプロフィールに十分に対応する。こうした高圧下で、ガスは各溝のアパーチャ４１９でのみシリコーン膜を通して透過する。

圧力が下がり、シリコーンスリーブの各溝の表面の一部との接触が引き離されるにつれて、追加の脱着面積を、シリコーンスリーブを通るガスの通過に利用できる。初期放出速度が各溝のアパーチャ上の暴露膜により決定されるであろうことを確実にするために、最大と考えられる運転圧力で十分な常用圧力を膜が経験するであろうように、溝の深さ及び幅を策定することができる。幅の広い溝は極低い圧力まで離昇しないことができる周辺溝の中心で膜領域をもたらすことができる。

狭すぎる溝は、例えば、０．８ｍｍ厚さの膜で塞がれる溝をもたらす場合があり、溝チャネル内の膜は、十分に深い場合、少なくとも１．６ｍｍ幅のチャネルを必要とする場合がある。さもなければ、上記膜が、それ自体で妨害される場合がある。

装置の実行のため、リザーバ内のガスからの圧力下でそれが初期に引き延ばされることにより、膜から引き出される仕事が必要とされる。次に、膜はこうした負荷状態下で潜在的エネルギーを担持する。高圧下での膜材料は、それが溝形状に対応できることになる圧力下で各溝内に強制的に押し込められる。材料の弾性は圧力が下がるにつれて非接触位置へのその戻りに役立つ。戻りの力は膜の変形を増大させることにより増すことができる。

実際に、これは溝の深さを増すことにより達成することができる。これに対する制限は、膜が軸方向に引き伸ばされて溝表面に対する余剰距離を提供するが、しかし、それが同時に膜スリーブの自然な引き伸ばしのない周囲よりも小さな周囲を想定せざるをえないという事実から生じる。従って、極めて深い溝は、静水圧がかかる場合に膜に及ぼす望ましくない皺がよる影響をもたらして、基礎をなす構造本体をそれが形成することを余儀なくさせることができる。

各アパーチャの入口は、高圧下で、シリコーンがアパーチャ内に差し込まれることを防止するように修正することができる（上述のシリコーンがアパーチャ内に差し込まれることが生ずる場合があり、そしてこれが望ましくない放出プロフィールを提供する場合）。こうした修正には、アパーチャ４１９への入口での高度に透過性であるが、しかし剛性又は半剛性の本体の位置付けを挙げることができる。好ましくは、アパーチャは実質的に溝の幅を延ばすようなサイズに属する。アパーチャが溝に較べて不十分な幅に属する場合、膜はアパーチャ内への栓を形成することができ、膜の他部分が溝表面から離昇する間でさえそこに残ったままでいることができる。

溝の数又は本体の径を変化させることにより、異なる放出速度を達成することができる。全体放出速度は、単一溝の基本単位を単純に繰り返すことにより容易にプログラム化される。図１６は、１、２、４及び７単位装置に対する結果を示す。

本体は約３６ｍｍの全体長さ、約１９ｍｍの径であることができる。溝は約１．８ｍｍの幅及び約０．６ｍｍの深さに属することができる。各アパーチャは１．７ｍｍ以下の径であることができる。用いることができるシリコーンスリーブは約０．８ｍｍ厚さであることができる。溝間のピッチは３ｍｍであることができる。

図９Ａ〜９Ｃに示すバルブはまた、スロットにより規定されるアバランシェバルブを包含する。アバランシェスロット４３６は、好ましくは、また、シリコーンスリーブ（アドバンタルピュア（ＡｄｖａｎｔａｌＰｕｒｅ）：ＡＰＳＴ−０７５０−０８１３Ｐ）により覆われている。アバランシェスロットは、最末端の溝４４０及びその関連アパーチャを介して、圧力容器４１０の内部とキャビティ４１２との間の流体連通を作り出すことができる。アバランシェバルブは円筒型本体４００の先端から最も近い溝まで切られる浅いスロット４３６により形成される。これは、閾値圧力レベルが圧力容器内の減圧により達せられる場合に、圧力容器内のガスを外部大気に排出するための直接経路を提供する。

この溝はシリコーン膜の溝への対応を可能とするような形状に属する。シリコーン膜は溝の形状に対応したままで残って、圧力容器からのガス排出の終了寸前まで、圧力容器４１０の封じ込め領域４１４からキャビティ４１２までの溝を通しての流路を閉じる。エチレンは、キャップ４１３の穴開けを通して、又はキャップにはめ込まれるバルブを通してキャビティから排出される。ガスの実質的な量が排出される直前になってから、シリコーンは溝表面から移動し、それにより、ガスが封じ込め領域から放出されるための直接通路を作り出す。

図９ｃに関して、本発明のバルブを圧力容器４１０内に収納することができることが見出されうる。上記バルブは、実際に標準エアゾール缶内に収納することができ、エアゾール缶の標準開口部を通して挿入することができる。この缶は、バルブがエアゾール缶内の保護環境内に提供され、従って、さもなければ、一定日数にわたり運転用のコンテナ内に投じられる場合受けることができる任意の損傷から保護されるという利点を提供することができる。

図１０は、内部ダイナミックシリコーンゴムスリーブ膜１９３を有するバルブ１９６が中でガスリザーバ１９１に取り付けられる、「押抜き」構造エチレン放出装置１９０を描く。上記装置は図９に描かれる装置に類似の様式で運転される。エチレン１９２はリザーバ１９１からバルブ１９６内に流れ込み、そこでそれはシリコーン膜１９３を透過し、アパーチャ１９７を通して放出される。装置外側よりも装置内側のより高い圧力は、流路レストリクター１９５に対してスリーブ膜にバイアスをかける。流路レストリクター１９５は上述の幾何学的効果を実施するための溝１９４を有する。エチレンが放出されるにつれて、膜を横切る圧力差は減少し、スリーブは流路レストリクター１９５から離れて、ガス脱着用のスリーブ膜のより大きな表面積をさらし、従って、少なくとも部分的に圧力差の減少に打ち勝つ。

いかなる特定の理論に制限されることなく、２つの段階が主にエチレン放出速度を制御すると考えられる。これらは、高い圧力範囲及び中間圧力範囲の結果としての効果に広く分類することができる。

初期の高い圧力で、ガス透過度への支配的な寄与要因は、暴露スロット面内で利用できる脱着面に対する膜を横切る圧力駆動拡散である。この面は固定され、その結果、指数関数的に減少する透過速度として説明することができる。

圧力が下がるにつれてシリコーンエラストマーが表面から引き離され始めるので、第２の効果が生じ、それにより、余分の脱着面積がシリコーンと溝との間の絶えず広がっているキャビティ内で利用できる。一旦このキャビティがスロットを介して大気への通路を有すると、次に、全体のガス流はこの第２の寄与要因により大きくなる。

流速は、脱着面積の増加が圧力差低下に起因する透過度の減少に打ち勝つために十分であることを確保することにより線形化される。最大の余剰脱着面は、シリコーンスリーブの周辺により固定され、本質的に溝の面積に制限される。

所定のシリコーンスリーブ厚さ及び初期ガス圧力に対して、望ましい放出速度（例えば、２０ｍｇｈｒ^-1）は単純にスロット面積の関数である。しかし、この放出速度が線形であることを可能とするためには、最終低下圧力勾配での放出速度が実質的に初期放出速度に等しくあるような最終脱着面積を必要とする。この望ましい特性は、シリコーン対応性が同じようには量れないので、単純にスロット長さを大きくすることによっては達成されず、そうするためには、続いて拡散速度の減少を招くであろうより厚いチュービング壁を必要とするであろうが、これは主目的に反する。

望ましい放出特性は、用いられるチュービングの径を量ることにより得ることができる、例えば、チュービング径の増加はより大きな円周をもたらし、このことは、圧力が中間範囲を通して低下する際の、脱着用のより大きな表面積及び速度増加を意味する。

図１１は、それにより望ましい放出速度が得られる理論化機構を示す押込みバルブの概略図である。流路レストリクター１１４は、圧力が下がるにつれて脱着面が増大速度で大きくなるように、溝１１８を有する。加えて、流路レストリクター１１４を通過する排出孔（示されていない）は、シリコーンスリーブが十分低い圧力でその応力を受けない位置に戻って緩められた場合に、次に、シリコーン内の穿孔が作動し、その結果、残留ガス圧力が望ましい放出時間を超えての望ましくないエチレン放出の可能性を減じるために短期間内に大気に排出することができるように、組み込むことができる。

図１１ａは、エチレン放出がスロット１１５を通しての圧力拡散により駆動される高圧状態でのバルブを描く。膜１１６は、流路レストリクター１１４に対して一方に偏らされて、エチレンの周囲環境への放出用の小さな脱着面積を規定する。

図１１ｂは、膜１１６が流路レストリクター１１４から部分的に引き離されて、エチレン放出の周囲環境への放出用のより大きな脱着面積１１０を現す中間圧力状態でのバルブを描く。

図１１ｃは、膜１１６が流路レストリクター１１４からさらに引き離されて、エチレン放出の周囲環境への放出用のより大きな脱着面積１１０を現す低圧状態でのバルブを描く。

バルブ内のスロットの数及び／又はサイズ及び／又は膜の厚さ及び／又は表面積は、望ましいガス放出プロフィールにより変わることができる。スロットの数又はスロットのサイズを増大させることにより、ガスの放出速度は大きくなる。

図１２は、装置内部の圧力が下がるにつれての、図９の「押込み」流体放出装置からのエチレンの実質的に線形の放出速度を示す。約１バール圧力で、装置から環境内へのエチレンの突然で且つ完全な放出（「アバランシェ放出」）が見られる。

図１３は、エチレン放出経過時間に対する図９の「押込み」流体放出装置の減少質量を示す。質量は約７．５時間にわたり線形に減少する。約７．５時間での突然の質量低下は、図１２に見られるエチレンのアバランシェ放出に対応する。

図１４は、梨の５日間のエチレン調整処理への暴露の硬度に及ぼす影響を示す。二重層のユーロパック及び標準カートンの混合パレット内で、内側を８０μｍプラスチックフィルムでシールし、果実を詰めた。エチレン放出装置は、第１シール化パレット内部に置かれて５日間にわたってエチレンを放出するように構成された。第２シール化パレットは対照品であり、中にはエチレン放出装置は全く含まれなかった。エチレン放出装置にさらされた果実の果肉は、有意に柔らかくなり、熟したが、一方で、対照果実は最小の熟成しか表さなかった。

本発明の装置は、また、不透過性基板及び透過膜の両方を一緒に成形することを用いることもできる。換言すれば、例えば、膜は、図９ａ〜９ｅにおける装置に関して用いられるように、円筒型でないことができるが、しかし、平らであることができるであろうと共に、弾性のせいで流速を制御する表面態様は、膜及び／又は不透過性基板のいずれか又は両方上にあることができる。

制御されない放出システムに較べて、本発明による制御された放出ガス装置の利点は、ａ）長期間にわたる最小活性ガス濃度が有効性を達成するために必要とされ、ｂ）活性ガス濃度が、たぶん青果内の吸収のせいで、又は自然酸化のせいで、有意に経時的に自然に減少し、ｃ）活性ガスの過度のレベルが青果を損なう（例えば、処理の初めに高レベルのガスを単純に投入することは許容できないこと）場合に、有効になることができる。本発明の装置は、内蔵式であると共に、それが必要とされるさらなるアクセスなしでコンテナ内部に置くことができるという利点を有する。アバランシェ放出態様は、組み込まれる場合、装置が処分される場合に、危険なレベルのガスが圧力容器内に全く存在しないように、圧力容器の高い含量が排出されることを確実にする。

本発明のシステム、装置及び方法は、果実又は野菜が中に含有される環境内にエチレンを放出することにより、果実又は野菜等の植物材料を調整するために用いることができる。一般的な環境の例は収穫から末端消費者までの植物材料の処理連鎖全体を通して存在し、クラムシェル、ユーロボックス及びブッシェルボックス、ボックスのパレット貨物又はパレットのコンテナ貨物が挙げられる。一般的に、これらの環境は、実質的に植物材料周りにエチレンを含有するための従来型の孔あきリンゴボックスライナー又は使い捨てのプラスチックパレットカバーにより包まれる。

本発明の装置は、使い捨てであることができ、低コストで製造することができる。
前述の記載中で公知の相当語句を有する要素又は整数に言及が及ぶ場合、次に、こうした相当語句はあたかもそれらが個々に述べられるように包含される。

本発明はほんの一例として、及び特定の実施形態を参照して記載されてきたが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく修正及び／又は改善がなされることができることは理解することができる。例えば、植物材料を熟成する方法及びそのためのカプセルは、手動で又は電子的に制御される従来型の機械バルブを含むことができる。

本発明のバルブの使用が植物調整に関して記載されてきたが、一方で、バルブが、流量が制御されるべき多様な状況下、例えば、一定速度で殺虫剤、燻蒸剤又は香りを放出するためのガスタンク内で用いることができることは理解される。

加えて、本発明の特徴又は態様が、マーカッシュ群の観点から記載される場合、当業者は、本発明がまた、それにより、マルクーシュ群の複数の要素の任意の個々の要素又はサブグループの観点から記載されることを認識するであろう。

Claims (15)

1. 次の各ステップ、
   少なくとも部分的に気密性である環境内に植物材料を包含させるステップ、
   前記植物材料を、流体放出装置から放出される流体にさらし、前記植物材料を調整するステップ、
   を含み、
   前記流体放出装置は、
   流体ストレージリザーバ内部が周囲環境よりも高圧である流体向けの流体流出通路を含み、流体ストレージリザーバから周囲環境への流体の流速を制御するために好適な流量制御バルブであって、
   前記流量制御バルブが、前記通路を通しての流量を制御するための、弾性を有する流体透過膜と、有効な流体流路を規定し且つ可変有効サイズを提供するように構成されるオリフィスを含む流路レストリクターとを含み、
   前記膜が、前記リザーバから前記膜内に流体を吸収するための吸収面と、前記膜から周囲環境に流体を脱着させるための脱着面とを含み、
   前記膜が、前記リザーバと周囲環境との間の圧力差に比例する圧力を受けて、その弾性に起因してその特性を変化させ、それにより前記リザーバと周囲環境との間の有効な流体流路を変化させ、
   前記有効サイズの変化が、前記膜と流路レストリクターとの間の相互作用により生じ、
   前記リザーバ内の流体が、前記膜に作用するように接し、前記膜の両端の圧力差に比例する流体圧力を前記膜に直接伝達し、
   前記有効な流体流路が、前記流体ストレージリザーバからの流体の吸収に利用できる前記膜の表面積、及び／又は前記周囲環境への流体の脱着に利用できる前記膜の表面積により規定される、流量制御バルブを含む、植物材料を調整するための方法。
2. 植物材料を、約０．５日〜１４日間にわたり、約１ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍの濃度のエチレンガスにさらすステップ、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記植物材料が梨又はバナナである場合において、エチレンの濃度が、２〜５日間にわたり、１００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍに保持される、請求項２に記載の方法。
4. ２つの場所の間で前記植物材料を運搬する間に実施される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 次の各ステップ、
   少なくとも部分的に流体密封性を有し且つ植物材料を含む、環境内の加圧された流体ストレージリザーバと連携する、流体放出バルブを準備するステップ、
   前記植物材料を、ある期間にわたり、前記流体放出バルブからの流体にさらすステップ、
   を含み、
   前記流体放出バルブが、下記、
   （ｉ）入口、及び
   （ｉｉ）流路を介して前記入口と流体連通する出口、
   （ｉｉｉ）前記入口と出口との間の流量を制限するための、前記流路にわたって延びる流体透過膜、及び
   （ｉｖ）不透過性流路レストリクター、
   を含む本体部材を含み、
   前記流路レストリクター及び膜が、運転中、相互作用するように構成され且つ適合され、前記流体リザーバ内の流体量の関数として、流路に沿った流量を可能とし、
   前記流路レストリクターが、有効な流体流路を規定し且つ可変有効サイズを提供するように構成されるオリフィスを含み、前記有効サイズの変化が、前記膜と流路レストリクターとの間の相互作用の結果として生じ、
   前記リザーバ内の流体が、前記膜に作用するように接し、前記膜の両端の圧力差に比例する流体圧力を前記膜に直接伝達し、
   前記有効な流体流路が、前記流体ストレージリザーバからの流体の吸収に利用できる前記膜の表面積、及び／又は前記周囲環境への流体の脱着に利用できる前記膜の表面積により規定される、植物材料を調整するための方法。
6. 前記期間が、０．５〜１４日間である、請求項５に記載の方法。
7. 前記期間が、５日である、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記流体放出バルブにより放出される流体がエチレンである、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 少なくとも部分的に流体密封性を有する環境が、果実がエチレンを受け入れるための有益な環境を保持するように空気に十分通気されながら、内部にエチレンガスの蓄積を可能とするような、ガスの分散を制限する蓋付き容器を含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記植物材料が、半日〜７日間の期間にわたり、約１ｐｐｍ〜約２５０ｐｐｍの濃度のエチレンガスを有する環境内に保持される、請求項９に記載の方法。
11. 前記植物材料が、２日〜５日間にわたり、約１００ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの濃度のエチレンガスを有する環境内に保持される、請求項９に記載の方法。
12. 次の各ステップ、
    植物材料を、隔離された環境内に、少なくとも部分的に密封するステップ、
    前記植物材料を輸送手段上に積載するステップ、
    カバー内で、加圧された流体ストレージリザーバと連携する流体放出バルブを準備するステップ、
    ある期間にわたり、前記リザーバから前記流体放出バルブにより放出される流体を含む隔離された環境内に前記植物材料を保持するステップ、
    を含み、
    前記流体放出バルブが、下記、
    （ｉ）入口、及び
    （ｉｉ）流路を介して前記入口と流体連通する出口、
    （ｉｉｉ）前記入口と出口との間の流量を制限するための、前記流路にわたって延びる流体透過膜、及び
    （ｉｖ）不透過性流路レストリクター、
    を含む本体部材を含み、
    前記流路レストリクター及び膜が、運転中、相互作用するように構成され且つ適合され、前記流体リザーバ内の流体量の関数として、流路に沿った流量を可能とし、
    前記流路レストリクターが、有効な流体流路を規定し且つ可変有効サイズを提供するように構成されるオリフィスを含み、前記有効サイズの変化が、前記膜と流路レストリクターとの間の相互作用の結果として生じ、
    前記リザーバ内の流体が、前記膜に作用するように接し、前記膜の両端の圧力差に比例する流体圧力を前記膜に直接伝達し、
    前記有効な流体流路が、前記流体ストレージリザーバからの流体の吸収に利用できる前記膜の表面積、及び／又は前記周囲環境への流体の脱着に利用できる前記膜の表面積により規定される、移動中の植物材料を熟成させるための方法。
13. 前記植物材料が、果実である、請求項１２に記載の方法。
14. 次の各ステップ、
    果実を保持しているか又は保持すべきコンテナ内に、ある期間にわたり、一定流速でエチレンを放出するように活性化しうる固定された量のエチレンを含む、ガス放出装置を含んで成るカートリッジを置くステップ、
    前記カートリッジを活性化するステップ、そして
    前記コンテナ内に含まれる果実と共に、前記コンテナを目的地に輸送するステップ、
    を含み、
    前記ガス放出装置が、
    放出すべき加圧されたガスのリザーバ、
    前記リザーバから出口への通路、
    前記出口への又は前記出口から、膜を介してのみのガス放出を可能とする通路内及び／又は前記出口における弾性を有するガス透過膜、及び
    前記ガス透過膜と接触するように位置付けられたガス透過性部材界面を包含する前記通路内のガス不透過性部材、
    を含むガス放出装置であって、
    前記ガス透過膜の排除量が、より低い圧力におけるよりもより高いガス圧力において前記ガス不透過性部材と前記ガス透過膜との間により大きな界面接触が存在し、それにより圧力と逆の関係にある流れに利用可能な透過膜の暴露された断面積を変化させるように、前記リザーバ内のガスの圧力に応答する、果実を包装する方法。
15. ある期間にわたり、一定流速でエチレンを放出するように活性化しうる固定された量のエチレンを含む、ガス放出装置を含んで成るカートリッジを含む、果実を含むコンテナであって、
    前記ガス放出装置が、
    放出すべき加圧されたガスのリザーバ、
    前記リザーバから出口への通路、
    前記出口への又は前記出口から、膜を介してのみのガス放出を可能とする通路内及び／又は前記出口における弾性を有するガス透過膜、及び
    前記ガス透過膜と接触するように位置付けられたガス透過性部材界面を包含する前記通路内のガス不透過性部材、
    を含むガス放出装置であって、
    前記ガス透過膜の排除量が、より低い圧力におけるよりもより高いガス圧力において前記ガス不透過性部材と前記ガス透過膜との間により大きな界面接触が存在し、それにより圧力と逆の関係にある流れに利用可能な透過膜の暴露された断面積を変化させるように、前記リザーバ内のガスの圧力に応答するガス放出装置であり、
    前記カートリッジを活性化し、そして前記コンテナ内に含まれる果実と共に前記コンテナを目的地に輸送する、
    前記果実を含むコンテナ。

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