JPH0576276A - ガス濃度調整装置 - Google Patents

ガス濃度調整装置

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JPH0576276A
JPH0576276A JP24003291A JP24003291A JPH0576276A JP H0576276 A JPH0576276 A JP H0576276A JP 24003291 A JP24003291 A JP 24003291A JP 24003291 A JP24003291 A JP 24003291A JP H0576276 A JPH0576276 A JP H0576276A
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JP
Japan
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concentration
gas
storage
sensor
oxygen
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JP24003291A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Watanabe
和幸 渡辺
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は貯蔵庫内の所定時間後の気体濃度変
化を予測して庫内への気体供給を制御するガス濃度調整
装置を提供することを目的とする。 【構成】 貯蔵庫1内のO2 濃度はO2 センサ2により
測定され、制御回路3はO2 センサ2からの検出信号に
基づいてN2 ガス供給ユニット4により生成されたN2
ガス又は空気を貯蔵庫1内に供給して、庫内のO2 濃度
を0≦O2 ≦1%に制御する。制御回路3はO2 濃度
0.5%以下の領域においては、一定時間間隔ごとに検
出されたO2 濃度測定値に基づいて所定時間後のO2
度変化を予測して庫内へのN2 ガス供給を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス濃度調整装置に係
り、特に貯蔵庫内の保存物の鮮度維持を図るために貯蔵
庫にガスを充填するガス濃度調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鮮度の維持が要求される保存物の長期保
存の際、貯蔵庫内の保存物が凍結しない程度に低温とし
て不活性化すると共に、庫内雰囲気の酸素濃度を必要最
小限度に低下させ、更に窒素或いは二酸化炭素を与えて
呼吸作用を抑制する手段がとられることがあり、昨今こ
の種の研究が続けられている。この現象を利用した貯蔵
方法は、CA(雰囲気制御又はコントロールド・アトモ
スフィア)貯蔵法と呼ばれている。
【0003】このCA貯蔵法を用いたガス濃度調整装置
では、貯蔵庫内の酸素(O2 )の量を必要最小限(例え
ば0.5%以下)に維持すると共に最大限度の二酸化炭
素(CO2 )ガスを入れ、残りを窒素(N2 )ガス等の
不活性ガスで充填し庫内の濃度割合を一定値に維持する
必要性がある。
【0004】又、保存物の種類によって貯蔵庫内におけ
る最適なO2 ガスとCO2 ガス及びN2 ガスの割合が決
定され、この割合を常に一定に保つ必要がある。ところ
が、保存物が呼吸を行う場合、時間経過と共にO2 ガス
は消費されCO2 ガスが発生し、庫内のガス濃度の割合
が変化してしまう。そこで、保存期間中、庫内のガス濃
度変化を監視し、常にこれが一定となるよう調整する必
要がある。
【0005】そのため、貯蔵庫に庫内のO2 濃度を検出
するO2センサと庫内のCO2 濃度を検出するCO2
ンサとを設け、更にガス供給ユニットがガス供給管路を
介して貯蔵庫と接続されており、この管路にはガス供給
弁が設けられている。更に貯蔵庫には庫内のガスを大気
中に排出する排気弁が設けられている。
【0006】又、O2 センサ及びCO2 センサからの濃
度検出結果に応じてあらかじめ設定されたガス濃度を保
つようにガス供給ユニット、ガス供給弁及び排気弁を制
御する制御回路が設けられている。したがって、貯蔵庫
内の保存物の呼吸作用により庫内のO2 濃度及びCO2
濃度がこの設定から外れると、制御回路は、庫内のガス
濃度に応じた濃度割合のガスをガス供給ユニットから供
給させると共に、ガス供給弁及び排気弁を開弁させ庫内
の雰囲気をガスで置換することにより、庫内のO2 濃度
及びCO2 濃度を設定値に戻すものである。
【0007】ここで、上記のO2 センサとしては、酸素
分子の常磁性を利用した磁気式酸素センサ、酸素が透過
膜を介して電界液に入ると電極で酸化還元反応が起き電
流が流れるのを利用した電磁式酸素センサ、ジルコニア
磁器の内外面に電極を設け、酸素濃度によって起電力が
発生するのを利用したジルコニア酸素センサ等が用いら
れている。これらの酸素センサは、通常0〜100%の
酸素濃度の検出機能を有するが、その検出精度は±0.
5%であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
のガス濃度調整装置では、例えば通常の低酸素濃度下
(数パーセント)においては呼吸作用が抑制されること
がなく、極低酸素濃度下(例えば0.1〜0.5%程
度)で初めて呼吸作用が抑制されるという特性を有する
保存物の貯蔵の際、上記の如くO2 センサの検出精度が
±0.5%であるため、例えば0.1〜0.5%程度の
酸素濃度を保つということが困難である。したがって酸
素濃度を0.5%以下の一定値に保つことにより保存物
の呼吸作用を抑制するということができず、呼吸作用を
抑制することにより保存物の鮮度を保ち保存効果を上げ
るという本来の効果を得ることができなかった。
【0009】このような特性を有する保存物の鮮度を維
持するには、庫内のO2 濃度を常に0≦O2 ≦1%に調
整する必要があり、特に庫内の空気供給のタイミングと
してはO2 濃度が0%になった時点が最も効率が良いた
め、O2 =0%のときを検出する必要がある。しかし、
2 センサの精度ではO2 1%以下の測定誤差が大きい
ので、O2 が0%になった時点を検出することが難し
く、そのため庫内への空気供給もずれてしまい庫内の濃
度制御の信頼性も低かった。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、上記の極低酸
素濃度下のおいて初めて呼吸作用が抑制される保存物の
貯蔵の際にも庫内の酸素濃度の変化を予測して適度の酸
素の供給を行うことにより、保存物の保存効果を上げる
ことのできるガス濃度調整装置を提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、保存物が貯蔵
された貯蔵庫と、貯蔵庫内の気体濃度を検出する検出手
段と、検出手段の検出結果に応じて庫内への気体供給を
制御する制御手段とを有してなるガス濃度調整装置にお
いて、前記制御手段は、前記検出手段により検出された
前記貯蔵庫内の気体濃度を一定時間間隔毎に読み取り、
一定時間内の気体濃度に基づいて所定時間後の気体濃度
を予測する気体濃度予測手段を備えてなる。
【0012】
【作用】一定時間間隔をおいて検出手段により検出され
た気体濃度を読み取り、この一定時間の気体濃度変化に
基づいて、検出手段により正確な気体濃度を検出できな
い濃度領域を予測することができるので、例えば酸素濃
度が1%以下となるように貯蔵庫内の気体濃度を精度良
く制御することが可能となる。
【0013】
【実施例】図1は本発明になるガス濃度調整装置の一実
施例のブロック図を示す。
【0014】図1中、貯蔵庫1には前記検出手段に該当
し庫内の酸素(以下O2 と称す)濃度を検出するO2
ンサ2が設けられている。3は前記制御手段に該当する
制御回路、4はN2 ガス供給ユニットである。
【0015】コンプレッサ5により圧縮された空気は管
路6を介してドライヤ7に供給されて除湿され、さらに
空気供給管路8を介してガス供給ユニット4に供給され
る。N2 ガス供給ユニット4はN2 ガス供給管路9を介
して貯蔵庫1と接続されており、この管路9にはN2
ス供給弁10が配設されている。又、管路8にはドライ
ヤ7より供給された空気を直接貯蔵庫1に供給するため
の空気供給弁11か配設されている。
【0016】これらN2 ガス供給ガスユニット4、コン
プレッサ5、ドライヤ7、N2 ガス供給弁10、空気供
給弁11より気体供給手段が構成されている。又、庫内
のガスはファン12により攪拌されており、庫内の気体
濃度が均一となるように循環する。そして、後述するよ
うに貯蔵庫1に接続された排気管13に設けられた排気
管14が開弁したとき、庫内のガスは大気中に排気され
る。
【0017】O2 センサ2は庫内の酸素濃度に応じた電
流値を酸素濃度計15に出力する。そして、酸素濃度計
15はO2 センサ2からの信号に基づく酸素濃度の検出
信号を制御回路3に出力する。
【0018】貯蔵庫1は保存物が貯蔵されており、庫内
のガス濃度を一定値に保つため、ドア(図示せず)のシ
ール性を高めた気密構造となっている。又、貯蔵庫1で
は保存物を低温で保存するための冷蔵装置(図示せず)
が設けられている。
【0019】又、N2 ガス供給ユニット4はPSA(P
ressure Swing Adsorption)
式の窒素発生装置(同装置の構成及び動作原理は公知で
あるのでここでは詳細な説明は省略する)を内蔵してお
り、制御回路3の制御によりO2 と前記不活性ガスに該
当し、本実施例では窒素(以下N2 と称す)を所定の割
合で混合したN2 ガスを供給する。更に制御回路3の制
御によりN2 ガス供給弁10、空気供給弁11及び排気
弁14が開弁され、N2 ガス供給ユニット4から供給さ
れた極低酸素濃度(O2 1%以下)のN2 ガスはN2
ス供給管路9及びN2 ガス供給弁10を介して貯蔵庫1
へ供給される。
【0020】更に、排気弁14を介して庫内のガスが大
気中に排気される。これにより、貯蔵庫1内の雰囲気が
2 ガス供給ユニット4から供給されたN2 ガスにより
置換される。又、庫内の酸素濃度を高める際は、空気供
給弁11を開弁してドライヤ7からの空気を庫内に供給
する。
【0021】ここで、制御回路4はO2 センサ2からの
検出信号に基づいて予め設定された制御プログラムにし
たがってN2 ガス供給ユニット4、コンプレッサ5、ド
ライヤ7、N2 ガス供給弁10、空気供給弁11及び排
気弁14を制御する。
【0022】さらに、制御回路3は後述するように、タ
イマ3A、一定時間ごとのO2 濃度を記憶するメモリ3
B、メモリ3Bに記憶されたO2濃度に基づいて酸素濃
度変化を予測する酸素濃度予測手段3Cとを有する。
【0023】前述の如く、極低酸素濃度下(例えば0.
1〜0.5%程度)において初めて呼吸作用が抑制され
る保存物の貯蔵の際、O2 センサが0〜100%の酸素
濃度の検出機能を有するが、その検出精度が±0.5%
であるため、このO2 センサを使用して例えば0.1〜
0.5%程度の酸素濃度を抑制するということが困難で
あった。したがって酸素濃度を一定値に保つことによっ
て保存物の呼吸作用を抑制するということができず、呼
吸作用を抑制することにより保存物の鮮度を保ち保存効
果を上げるという本来の効果を得ることができなかっ
た。
【0024】したがって、本発明になるガス濃度調整装
置ではO2 0.5%以下の酸素濃度をO2 センサ2より
検出するのではなく、O2 センサ2の0.5%以上の酸
素濃度を検出している一定時間(例えば1時間程度)間
隔ごとの酸素濃度変化に基づいて0.5%以下の酸素濃
度変化を予測して、N2 又はO2 ガスの供給を制御す
る。
【0025】図2乃至図4は、本発明になるガス濃度調
整装置の制御回路3が実行するフローチャートを示す。
【0026】図2において、制御回路3はステップS1
(以下ステップを省略する)でドライヤ7及びコンプレ
ッサ5を起動する。コンプレッサ5のタンク圧力が所定
圧力(例えば4Kg/cm3程度) に達し、さらにドライヤ7
が除湿可能状態になると、N 2 ガス供給ユニット4の運
転を開始する(S2)。
【0027】N2 ガス供給ユニット4は前述したPSA
方式の気体分離装置よりなり、ドライヤ7より圧縮され
た空気が供給されると、極低酸素濃度(O2 1%以下)
のN 2 ガスを分離生成する。
【0028】次のS3ではN2 ガス供給管路9に設けら
れたN2ガス供給弁10を開弁して、N2 ガス供給ユニ
ット4により生成されたN2 ガスを貯蔵庫1内に供給す
る。このとき、排気弁14も開弁され、庫内の空気を排
気する。貯蔵庫1内の気体濃度は上記N2 ガスの供給に
より次第にO2 濃度が低下する。
【0029】庫内のO2 濃度はO2 センサ2により常時
測定されており、S4において庫内のO2 濃度が1%に
達したかどうかをチェックしている。当初庫内は通常の
空気が充満しているため、O2 濃度が20%程度である
が、上記のようにN2 ガス供給ユニット4からのN2
ス供給によりO2 濃度1%になった時点でS5に移り、
2 ガス供給弁10を閉弁してN2 ガス供給を停止す
る。同時に排気弁14を閉弁する。
【0030】続いてN2 ガス供給ユニット4を停止させ
るとともにコンプレッサ5及びドライヤ7を停止させる
(S6,S7)。
【0031】図3に示す、次のS8では制御回路3内の
タイマ3Aを始動させる。
【0032】S9において、タイマ3Aが1時間をカウ
ントした時点でS10に移り、O2 濃度1%になってか
ら1時間経過した時点でのO2 濃度C1 をメモリ3Bに
記憶する。
【0033】S11においてタイマ3Aが2時間経過し
た時点でS12に移りO2 濃度1%になってから2時間
経過したときのO2 濃度C2 をメモリ3Bに記憶する。
【0034】次のS13ではO2 濃度が0%になる時間
tcoをメモリ3Bに記憶したO2 濃度値C1 ,C2
基づいて予測する(酸素濃度予測手段)。即ち、S13
において次式の演算により時間tcoを算出する。
【0035】
【数1】
【0036】尚、本実施例では、t1 =1時間、t2
2時間とするため、
【0037】
【数2】
【0038】となる。
【0039】このO2 濃度変化をグラフで表わすと、図
5に示すようになる。従って、時間t1 ,t2 における
2 濃度値C1 ,C2 を読み取ることにより線図Iの傾
きが判明し、この延長線上のO2 濃度0%となる時間t
coが予測できる。
【0040】従って、S14ではタイマ3AがS13で
算出したO2 濃度が0%となる時間tcoに達したかど
うかをチェックする。
【0041】そして、S14において、t=tcoとな
った時点でS15(図4に示す)に移りドライヤ7及び
コンプレッサ5を起動させ、さらに空気供給弁11を開
弁して貯蔵庫1内に高酸素濃度の圧縮空気を供給する
(S16)。このとき、排気弁14を開弁して庫内のガ
スを排気する。
【0042】このように、貯蔵庫1内への空気供給によ
り、庫内のO2 濃度が図5の線図IIで示すように急上昇
する。
【0043】S17において、庫内のO2 濃度が1%ま
で上昇すると、S18に移り空気供給弁11を閉弁して
庫内への空気供給を停止する。同時に排気弁14も閉弁
して排気を停止する。
【0044】続いて、コンプレッサ5、ドライヤ7を停
止して(S19)、タイマ3Aをリセットする(S2
0)。その後は、S8に戻り上記S8〜S20の処理を
繰り返す。
【0045】又、庫内の保存物の量が増えて酸素消費量
が増加した場合、図5中線図III (1点鎖線)で示すよ
うに庫内のO2 濃度変化率が変動する。その場合でも、
例えばS10,S12において、一定時間t1 ,t2
ときのO2 濃度値C1 ’,C 2 ’を読み取りメモリ3B
に記憶して前述した式の演算を行なうことによりO 2
濃度が0%となる時間tco’を算出して予測すること
ができる。
【0046】従って、O2 センサ2が検出不可能な0.
5%以下の極低酸素濃度(本実施例ではO2 0%)とな
る時間tcoを上記S8〜S13の処理により予測する
ことができ、常に庫内のO2 濃度を0≦O2 ≦1%に制
御できる。そのため、O2 センサ2の検出精度によって
2 0.5%以下が検出されず、空気供給のタイミング
が速すぎたり、あるいは遅くなるといったずれが生じ最
適な気体濃度調整が行なえず、保存物の鮮度が低下する
ことを防止できる。
【0047】尚、上記実施例では、酸素濃度変化を予測
する場合を一例として説明したが、酸素以外の気体濃度
(例えばCO2 ,N2 等)を上記実施例と同様に予測で
きるようにしても良いのは勿論である。
【0048】又、上記実施例ではO2 濃度が1%になっ
た時点から1時間後、2時間後のO 2 センサ2の測定値
を読み取ってメモリ3Bに記憶したが、この一定時間間
隔は上記実施例に限らず、貯蔵庫1の容量、N2 ガス供
給ユニット4のN2 ガス供給量、保存物の種類等によっ
て任意の時間間隔とする。
【0049】
【発明の効果】上述の如く、本発明になるガス濃度調整
装置は、一定時間間隔をおいて検出手段により検出され
た気体濃度を読み取り、この一定時間の気体濃度変化に
基づいて所定時間後の気体濃度を予測することができ、
例えばO2 センサにより正確に測定することができない
極低酸素濃度領域においても気体濃度を予測することが
できる。そのため、酸素濃度が1%以下に維持する必要
がある保存物を貯蔵する場合でも、貯蔵庫内の気体濃度
を精度良く制御することができる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるガス濃度調整装置の一実施例の概
略構成図である。
【図2】制御回路が実行する処理を示すフローチャート
である。
【図3】図2の処理に続いて実行される処理のフローチ
ャートである。
【図4】図3の処理に続いて実行される処理のフローチ
ャートである。
【図5】貯蔵庫の酸素濃度の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 貯蔵庫 2 O2 センサ 3 制御回路 4 N2 ガス供給ユニット 5 コンプレッサ 7 ドライヤ 10 N2 ガス供給弁 11 空気供給弁 14 排気弁 15 酸素濃度計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保存物が貯蔵された貯蔵庫と、該貯蔵庫
    内の気体濃度を検出する検出手段と、該検出手段の検出
    結果に応じて庫内への気体供給を制御する制御手段とを
    有してなるガス濃度調整装置において、 前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記貯
    蔵庫内の気体濃度を一定時間間隔毎に読み取り、一定時
    間内の気体濃度変化に基づいて所定時間後の気体濃度を
    予測する気体濃度予測手段を備えてなることを特徴とす
    るガス濃度調整装置。
JP24003291A 1991-09-19 1991-09-19 ガス濃度調整装置 Pending JPH0576276A (ja)

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