JP6848307B2 - 貯蔵用ガス製造システム及びその製造方法並びに、貯蔵システム及び貯蔵方法 - Google Patents
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- Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
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Description
水蒸気と窒素及び酸素との透過速度が異なる第1ガス分離膜を有する第1分離手段と、
窒素と酸素との透過速度が異なる第2ガス分離膜を有する第2分離手段と、
原料空気を加圧した状態で第1ガス分離膜に供給する第1供給手段と、を備え、
第1分離手段は、原料空気を第1ガス分離膜に供給することにより水蒸気富化ガスと水蒸気除去空気を得、該水蒸気富化ガスを流通させる流通空間を有するとともに、前記水蒸気除去空気を排出するように構成されており、
第1ガス分離手段により排出された水蒸気除去空気を第2ガス分離膜に供給する第2供給手段を更に備え、
第2分離手段は、第2ガス分離膜により水蒸気除去空気を窒素富化ガスと酸素富化ガスとに分離するように構成されており、
前記窒素富化ガスを第1ガス分離手段における前記流通空間に供給する第3供給手段を有し、該流通空間において該窒素富化ガスと前記水蒸気富化ガスとを合流させることにより前記貯蔵用ガスを製造する、貯蔵用ガスの製造システムを提供するものである。
透過速度が窒素及び酸素と水蒸気とで異なる第1ガス分離膜と、
透過速度が窒素と酸素とで異なる第2ガス分離膜とを用い、
原料空気を第1のガス分離膜に供給して、水蒸気除去空気及び水蒸気富化ガスを得、得られた水蒸気富化ガスにキャリアガスを合流させて合流ガスを得る第1工程と、
第1工程で得られた水蒸気除去空気を第2のガス分離膜に供給して、窒素富化ガスと酸素富化ガスとに分離する第2工程とを備え、
第2工程により得られた窒素富化ガスを第1工程における前記キャリアガスとして用いて前記合流ガスを得ることにより、貯蔵用ガスを製造する方法を提供するものである。また本発明はこのガスを用いた生鮮農産物又は園芸産物の貯蔵方法を提供するものである。
本実施形態の貯蔵用ガスの製造システム10は、植物体を生鮮状態で貯蔵する貯蔵庫80に供給するガスを製造する。植物体は収穫後の農産物又は園芸産物であり、野菜、果物、花き、穀物、豆類が挙げられ、具体的には、リンゴ、ミカン、カキ、ナシ、ジャガイモ、ニンジン、ニンニク、ハクサイ等が挙げられる。ここでいう生鮮状態とは、植物体を収穫してから生鮮物として市場で取引されうる状態で、例えば70〜95重量%程度の水分を含んでいる。
ガス分離膜モジュールとしては、図2に示すような中空糸膜状のガス分離膜を用いたモジュールに限られず、平膜状のガス分離膜を用いたスパイラル型モジュール、プレートアンドフレーム型モジュール等であっても構わない。
ガス分離膜モジュールとしては、図2に示すような中空糸膜状のガス分離膜を用いたモジュールに限られず、平膜状のガス分離膜を用いたスパイラル型モジュール、プレートアンドフレーム型モジュール等であっても構わない。
例えば、図4に示す通り、別の実施形態の貯蔵用ガス製造システム10’及び貯蔵システム100’は、第1供給ライン14が、原料空気の第1分離膜モジュール21への導入流量を調整する調整弁93を有している。また、システム10は、圧縮手段29の圧力を調整する手段を有している。これらの調整手段は不図示の制御装置により駆動されていてもよい。
調整弁94を一定程度開放して第2供給ライン15の流通ガスの一部を分岐ライン97よりシステム10’外に放出した場合、閉鎖した場合に比べて、貯蔵用ガス中の窒素濃度は高くなる傾向にある。また調整弁95を一定程度開放して第3供給ライン16の流通ガスの一部を分岐ライン98よりシステム10’外に放出した場合、閉鎖した場合に比べて、貯蔵用ガス中の窒素濃度は低くなり、湿度は高くなる傾向にある。
図1に示すシステム10を用いて、加湿された窒素富化空気の製造を行った。結果を下記表1に示す。第1ガス分離膜モジュール21として宇部興産株式会社製のUM−A2を1本用い、第2ガス分離膜モジュール22として宇部興産株式会社製のNM−C05を1本用いた。原料ガスとしては、下記表1における第1ガス分離膜モジュールの供給の項に記載の流量、組成、大気圧下露点、供給圧力のガスを用いた。各モジュール及び原料ガスの温度は25℃とした。なおガス組成の項の単位は体積%である。なお、本実施例では、第一ガス分離膜モジュールへの空気供給量に対する得られた加湿窒素富化空気の割合である回収率(体積比率)が26%であった。
第1ガス分離膜モジュール21の透過ガス排出口から排出されたガスは表1の第1ガス分離膜モジュールの透過の項に記載の通り、実施例1では、第1の分離膜モジュールの透過ガス排出口から、25℃での相対湿度(%RH)35%、大気圧下露点8.7℃、窒素濃度97%の加湿窒素富化空気が得られた。これを5℃に温度低下させ、生じた液体水分をエゼクタにより除去することにより、相対湿度(%RH)は100%になった。
なお、下記表1における原料空気の露点は、表1に記載の圧力で圧縮して生成した余剰液体水分を除去した後における大気圧基準のものである。また表1において、第1分離膜モジュールの「供給」、「非透過」、「透過」及び「キャリアガス入口」とは、それぞれ第1分離膜モジュールの供給口における原料空気、非透過ガス排出口における非透過ガス、透過ガス排出口における透過ガス、及びキャリアガス入口におけるキャリアガスを意味する。同様に、表1における第2分離膜モジュールの「供給」及び「非透過」とは、それぞれ第1分離膜モジュールの供給口における供給ガス(水蒸気除去空気)、及び非透過ガス排出口における非透過ガスを意味する。
下記表1における第1ガス分離膜モジュールの供給の項に記載の流量のガスを用いた以外は実施例1と同様とした。本実施例では、第一ガス分離膜モジュールへの空気供給量に対する得られた加湿窒素富化空気の割合である回収率が47%であった。表1の通り、実施例2では、第1の分離膜モジュールの透過ガス排出口から、25℃での相対湿度(%RH)16%、露点―1.6℃、窒素濃度94%の加湿窒素富化空気が得られた。このガスの0℃に冷却すると湿度(%RH)は89%になった。
下記表1における第1ガス分離膜モジュールとして宇部興産社製UBS−BBSを用いた以外は、実施例1と同様とした。本実施例では、第一ガス分離膜モジュールへの空気供給量に対する得られた加湿窒素富化空気の割合である回収率が26%であった。表1の通り、実施例3では、第1の分離膜モジュールの透過ガス排出口から、25℃での相対湿度(%RH)45.9%、大気圧下露点12.5℃、窒素濃度95%の加湿窒素富化空気が得られた。これを5℃に温度低下させ、生じた液体水分をエゼクタにより除去することにより、相対湿度(%RH)は100%になった。
11 第1ガス分離膜
11a ガス供給口
11b 非透過ガス排出口
11c 透過ガス排出口
11d キャリアガス入口
12 第2ガス分離膜
12a ガス入口
12b 非透過ガス排出口
12c 透過ガス排出口
14 第1供給ライン
15 第2供給ライン
16 第3供給ライン
18 第4供給ライン
21 第1分離膜モジュール(第1分離手段)
22 第2分離膜モジュール(第2分離手段)
80 貯蔵庫
Claims (10)
- 生鮮状態の農産物又は園芸産物を貯蔵する貯蔵庫に供給されるガスを製造する、貯蔵用ガスの製造システムであって、
水蒸気と窒素及び酸素との透過速度が異なる第1ガス分離膜を有する第1分離手段と、
窒素と酸素との透過速度が異なる第2ガス分離膜を有する第2分離手段と、
原料空気を加圧した状態で第1ガス分離膜に供給する第1供給手段と、を備え、
第1分離手段は、原料空気を第1ガス分離膜に供給することにより水蒸気富化ガスと水蒸気除去空気とを得、該水蒸気富化ガスを流通させる流通空間を有するとともに、前記水蒸気除去空気を排出するように構成されており、
第1ガス分離手段から排出された水蒸気除去空気を第2ガス分離膜に供給する第2供給手段を更に備え、
第2分離手段は、第2ガス分離膜により水蒸気除去空気を窒素富化ガスと酸素富化ガスとに分離するように構成されており、
前記窒素富化ガスを第1ガス分離手段における前記流通空間に供給する第3供給手段を有し、該流通空間において該窒素富化ガスと前記水蒸気富化ガスとを合流させることにより前記貯蔵用ガスを製造する、貯蔵用ガスの製造システム。 - 第1ガス分離膜は、水蒸気の透過速度が窒素及び酸素に比べて大きく、
第1分離手段は、第1ガス分離膜を収容する第1の容器を有し、該第1の容器は、原料空気が供給される供給口と、第1ガス分離膜を透過したガスが排出される透過ガス排出口と、第1ガス分離膜を未透過であるガスが排出される非透過ガス排出口と、該容器内の透過ガス流通空間と連通するキャリアガス入口とを有しており、
第2分離手段により分離された窒素富化ガスを第1の容器のキャリアガス入口に導入し、第1の容器内の透過ガス流通空間において該窒素富化ガスと水蒸気富化ガスとを合流させる、請求項1に記載の貯蔵用ガス製造システム。 - 貯蔵用ガスを冷却及び/又は加温して、5℃において湿度85%以上に調整する手段を有する、請求項1又は2に記載の貯蔵用ガス製造システム。
- 原料空気の温度及び/又は圧力を調整する調整手段を有するか、水蒸気富化ガスと合流させる窒素富化ガスの量を調整する調整手段を有する、請求項1〜3の何れか1項に記載の貯蔵用ガス製造システム。
- 第2ガス分離膜は、酸素の透過速度が窒素に比べて大きく、
第2分離手段は、第2ガス分離膜を収容する第2の容器を有し、該第2の容器は、前記第2供給手段から供給されたガスが供給される供給口と、第2ガス分離膜を透過したガスが排出される透過ガス排出口と、第2ガス分離膜を未透過であるガスが排出される非透過ガス排出口とを有しており、
第2供給手段は、第1ガス分離膜により分離された水蒸気除去空気を、第2の容器の供給口に供給し、
第2の容器の非透過ガス排出口から排出された窒素富化ガスを、水蒸気富化ガスに合流させる、請求項1〜4の何れか1項に記載の貯蔵用ガス製造システム。 - 第1ガス分離膜及び第2ガス分離膜がポリイミドからなる中空糸膜である、請求項1〜5の何れか1項に記載の貯蔵用ガス製造システム。
- 農産物又は園芸産物を生鮮状態で貯蔵する貯蔵庫を有し、且つ、
請求項1〜6の何れか1項に記載の貯蔵用ガス製造システムにより製造された貯蔵用ガスを前記貯蔵庫に供給する第3供給手段を備えた、貯蔵システム。 - 農産物又は園芸産物を生鮮状態で貯蔵するために用いられる貯蔵用ガスの製造方法であって、
透過速度が窒素及び酸素と水蒸気とで異なる第1ガス分離膜と、
透過速度が窒素と酸素とで異なる第2ガス分離膜とを用い、
原料空気を第1ガス分離膜に供給して、水蒸気除去空気及び水蒸気富化ガスを得、得られた水蒸気富化ガスにキャリアガスを合流させて合流ガスを得る第1工程と、
第1工程で得られた水蒸気除去空気を第2ガス分離膜に供給して、窒素富化ガスと酸素富化ガスとに分離する第2工程とを備え、
第2工程により得られた窒素富化ガスを第1工程における前記キャリアガスとして用いて前記合流ガスを得ることにより、貯蔵用ガスを製造する方法。 - 請求項8に記載の貯蔵用ガスの製造方法であって、
第1工程が、原料空気を第1ガス分離膜に供給して、水蒸気除去空気及び水蒸気富化ガスを得、得られた水蒸気富化ガスにキャリアガスを合流させて、大気圧下露点が0℃以上であり窒素濃度が90体積%以上98体積%以下である合流ガスを得る工程であり、
第2工程が、第1工程で得られた水蒸気除去空気を第2ガス分離膜に供給して、酸素濃度が1体積%以上5体積%以下である窒素富化ガスと酸素富化ガスとに分離する工程であり、
第2工程により得られた窒素富化ガスを第1工程における前記キャリアガスとして用いて前記合流ガスを得、得られた合流ガスを5℃に冷却して相対湿度85%以上にすることにより、貯蔵用ガスを製造する方法。 - 請求項8又は9に記載の製造方法で製造された貯蔵用ガスを、農産物又は園芸産物を生鮮状態で貯蔵する貯蔵庫内に供給する工程を有する、貯蔵方法。
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