KR101784297B1 - 상하기 쉬운 음식을 보존하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선어와 같은 식품의 저장 수명을 연장시키는데 유용한 포장 시스템과 방법이 개시된다. 상기 포장 시스템과 방법은 식품을 장기간 동안 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있다. 상기 포장 시스템은 바람직하게는 높은 수준의 헤드스페이스와 가요성 아키텍처를 채용하며 식품을 둘러싸는 고도의 이산화탄소 환경에서 감소된 산소 수준을 유지하기 위해 연료 전지를 사용할 수 있다. 또한 선어와 같은 식품의 저장 수명을 연장하는데 유용한 방법도 개시된다. 상기 방법은 식품을 장기간 동안 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 바람직하게는 식품을 둘러싸고 있는 환경에서 감소된 산소 수준을 유지하기 위해 저-산소 가스 공급원을 사용한다.

Description

상하기 쉬운 음식을 보존하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MAINTAINING PERISHABLE FOODS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 10월 30일 출원된 미국 실용신안 출원 일련번호 12/610,126 으로부터 변경된, 미국 가특허출원 일련번호 61/___,___, 와, 2009년 10월 30일 출원된 미국 가특허출원 일련번호 61/256,868의 이익을 주장하며, 이들 둘다 전체가 참고로 본원에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 예컨대 선어(fresh fish)와 같이 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 저장 수명을 늘리기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
어류, 육류, 가금류 고기, 베이커리 제품, 과일, 곡물, 및 채소류와 같이 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 저장 수명은 보통의 대기 분위기의 존재하에서는 제한적이다. 보통의 대기 분위기에서 발견되는 수준의 산소의 존재는 냄새, 풍미(맛), 색깔, 및 질감의 변화를 초래하여, 결과적으로는 화학적 효과에 의하거나 또는 호기성 부패 미생물의 성장에 의해 전반적인 식품의 품질 저하를 가져온다.
변형 공기 포장법 (Modified atmosphere packaging (MAP))은 부패 유기체 및 병원균의 억제에 의해 저장된 식품의 저장 수명과 안전성을 향상시키는데 사용되어 왔다. MAP 는 식품 저장 팩에서 보통의 대기 분위기를 단일 가스나 가스의 혼합물로의 치환하는 것이다. MAP 에 사용되는 가스는 대개는 산소 (O2), 질소 (N2), 및 이산화탄소 (CO2)의 조합이다. 대부분의 경우에는, 감소된 O2 와 증가된 CO2 농도의 조합에 의해 세균 발육 억제 효과가 얻어진다. Farber, J. M. 1991. 변형 공기 포장 기술의 미생물학적 측면 : 리뷰 [Microbiological aspects of modified-atmosphere packaging technology: a review]. J. Food Protect. 54:58-70.
종래의 MAP 시스템에서는, MAP 가스 조성은 보통의 대기 분위기의 초기 치환 후에는 조종되지 않는다. 따라서, 식품 팩에 존재하는 가스의 조성은 시간이 지남에 따라 변화될 것이다. 포장의 가스 비율의 변화는 제품의 안과 밖으로의 가스의 확산, 식품 팩의 안과 밖으로의 가스의 확산, 및 미생물학적 대사의 영향으로 인한 것일 수 있다. 특정한 경우에, 식품은 이산화탄소(CO2)를 흡수하여 포장의 가스 비율 중에 CO2 의 양이 줄어들어, 산소와 같은 다른 가스의 상대적인 양이 부수적으로 증가할 것이다. 이산화탄소 흡수는 토트(tote)에서 네거티브 압력을 초래하여 "진공화" 환경을 만들어내는데 이것은 예를 들어, 잔류 산소 농도의 상응하는 증가와 함께 이산화탄소 농도를 식품의 미생물 부패를 억제하는데 유효한 수준 아래로 감소시킴으로써, 잠재적으로 식품을 손상시킬 수 있다. CO2 흡수에 의한 진공화는 또한 특히 단단한 토트에서의 누출의 원인이 되어, 파손을 야기할 수 있다.
MAP 시스템 및 관련 기술의 사용은 식품의 수송 및 저장을 위해 사용되어 왔다. 하지만, 이들 시스템은 어류와 같이 산화성 저하에 민감한 식품류의 운반에 상당한 제한을 부과하였다. 우선 가장 중요한 것은, 이들 시스템의 냉각 및 산소 제거 프로세스가 단일 밀폐 용기 (일반적으로 냉장 화물운송 컨테이너 - 리퍼 유닛(refeer unit)) 안으로 통합되어 있어서, 개봉시 전체 수송품이 주변 대기 환경에 노출되게 된다. 이것은 식품을 다른 운반 장소들로 분리할 수 있는 능력을 제한하였고 일반적으로 매입자가 전체 제품을 개봉시에 획득하는 것을 필요로하였다. 두번째는, 산소 제거 프로세스의 용기 안으로의 통합은 밀폐 용기에서 밀봉의 의도치않은 또는 시기상조의 파손이 전체 제품을 위험에 처하게 하였다. 셋째는, 화물운송 컨테이너 안으로 산소 제거 프로세스의 통합은 저장 및/또는 운반하는 동안에 컨테이너 내에서 따로 분리된 대기 환경을 허용하지 않았고 그로 인해서 프로세스의 유연성을 제한하였다. 넷째, 화물운송 컨테이너의 밀봉은 특히 컨테이너 안의 대기 압력이 컨테이너 바깥쪽의 그것보다 더 작아질 때 어려움을 제기하였다. 가장 통상적인 MAP 적용은 백-인-박스(bag-in-box) 아키텍처를 채택하고 그것에 의해 상하기 쉬운(부패성) 부류가 박스/카톤 안에 들어있는 백/포장 안에 함유된다. 백/포장은 1회 또는 수회 가스 플러싱(flushing)되어 백/포장이 열 밀봉되고 박스가 폐쇄되기 전에 원하는 변경 공기를 생성한다. 이 시스템은 많은 상하기 쉬운(부패성) 부류들에 의해 흡수되는 CO2 와 같은 가스들의 과도충전을 감안하여, 초과량의 헤드스페이스(headspace)를 이용하거나 이용하지 않을 수 있다. 얼마나 많은 초과량의 헤드스페이스가 이용될 수 있는지에 대한 전형적인 제약은 이들 MAP 포장이 운반 및 취급에 이용되는(적재되는) 요건이다. 이러한 건축학상(아키텍처상의) 제약은 백/포장 주변에서 폐쇄되고 적재되고 공급망을 통틀어 쉽게 취급될 수 있는 외부의 카톤 또는 박스를 좌우한다. 그 결과, 이들 아키텍처 안에 설계된 초과량의 헤드스페이스는 시간에 따라 산소의 대응하는 증가와 함께 CO2 부분 압력의 감소를 방지하는데 불충분하다.
위에서 논의한 종래의 MAP 시스템 이외에도, 예컨대 미국 특허 No. 6,179,986에 의해 개시된 것과 같이, 산소를 제거하기 위해 외부의 연료 전지를 사용하는, 상하기 쉬운 식품류의 운반을 위한 시스템이 개발되었다. 상기 특허는 연료 전지의 사용을 설명하지는 않지만 대신에 그것은 연료 전지와는 다른 방식으로 작동되고 DC 전력의 적용을 필요로 하는, 고체 폴리머 전해질 (EOC) 전기화학 산소 제어 시스템에 기반한 양자 교환 막 (PEM) 스택의 사용을 개시한다. 연료 전지 반응의 생성물들 중 적어도 하나를 밀폐 용기의 바깥으로 뿜어내어야 하므로 PEM 은 밀폐 용기의 외부에서 작동된다. 게다가, '986 특허에 기재된 시스템은 연료 전지에 전력을 공급하기 위해 전용 전원장치의 사용을 필요로하였다.
위에서 설명한 시스템은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 장기간 운반이나 저장을 위해 그 시스템을 바람직하지 못하게 만드는 여러가지 단점을 갖는다. 그리하여, 종래의 운송 및 저장 기술의 약점들을 회피하는, 운반 및 저장하는 동안 산화에의해 분해될 수 있는 재료의 저장 수명을 증가시켜줄 개선된 시스템에 대한 요구가 존재한다. 부가적으로는, 그것은 포장의 보존저장 환경을 훼손시키지 않으면서 식품을 운반하고 그후 다양한 도착지에서 운반된 식품의 모듈식 포장을 제거할 수 있는 능력을 가지므로 유익할 것이다.
뿐만 아니라 보통 크기가 작은 이들 아키텍처는 일반적으로 최초 가스 플러싱 프로세스 후에 최초 또는 추가의 가스 플러싱을 용이하게 하는 어떠한 밸브나 부속품을 가지지 않기 때문에, 1회 (복합 가스 플러싱 작업)를 지시한다. 더욱이, 복합(다중) 가스 플러싱은 합리적인 생산 처리량 요건의 필요성 때문에 경제적으로 실행가능하지 않다. 이들 아키텍처가 일반적으로 작고, 다루기 쉬운 포장(보통 40 파운드 이하)이므로, MAP 프로세스를 이용하는데 파운드 당 비용은 매우 높고 결과적으로 MAP 가스 혼합물은 최대 유통 기한 연장에 이상적이지 못하다.
상기에 대한 개선은 미국 일련번호 11/769,944 에 개시되어 있으며, 여기에서는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품과 내부 수소 공급원을 포함하는 토트와 함께 연료 전지가 통합된다. 이 연료 전지가 작동하여, 토트에서의 과잉의 산소를 수소와의 반응에 의해 물로 변환시킨다.
이렇듯, 현재까지의 기술은 대부분 화학적, 전기적 또는 촉매 과정에 의해 시스템의 내부로부터 잔류 산소를 제거하거나 제거하지 않는, 밀봉된 시스템으로 특징지어질 수 있다.
그러한 저장 시스템으로부터 산소를 제거하기 위한 기존의 프로세스의 기능적 및 경제적인 결함을 회피하는 것이 유익할 것이다. 그리고 그러한 저장 시스템으로부터 잔류 산소를 제거하기 위한 필요성이 존재한다.
한 측면에서, 본 발명은 선어와 같이 이산화탄소를 흡수하는 식품의 저장 수명을 연장하는데 유용한 토트, 포장 모듈, 시스템, 및 방법을 제공한다. 본 발명의 한 측면은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 운반 및/또는 저장에 유용한 제한된 산소 투과성의 압력-안정적인 밀봉가능한 토트를 제공한다. 토트는 토트의 내부에 들어있는, 한개 이상의 연료 전지를 포함하고, 이것은 수소와 산소를 물로 변환할 수 있다. 토트는 선택적으로 토트의 내부에 수소 공급원을 유지시키기에 적합한 홀딩 요소를 더 포함한다. 토트내의 수소 공급원을 위한 홀딩 요소는 바람직하게는 수소 공급원과, 일부 실시예에서, 연료 전지를 홀딩하도록 구성된 박스 또는 주머니이다. 바람직한 실시예에서, 상기 토트는 접거나 펼칠 때 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 또는 확장가능한 재료를 포함하는 토트로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 다른 실시예에서는, 한개 이상의 연료 전지 및/또는 수소 공급원이 토트 외부에 있을 수 있다. 토트의 외부에 있을 때, 연료 전지는 토트와 가스 소통한다.
본 발명의 이러한 측면은 선어와 같이 이산화탄소를 흡수하는 식품은 그 어류 위에 있는 공기의 가스 조성에 상당히 해롭게 영향을 줄 수 있다는 발견에 기초한다. 그러한 실시예에서, 처음에 허용가능한 낮은 수준의 예를 들어, 산소는 점점 더 많은 이산화탄소가 흡수될수록 증가하여, 남아있는 가스 중에 산소 수준은 더 높아지게 될 것이다. 그것은 또한 잠재적으로 제품을 손상시킬 수 있는 "진공화" 상태를 만들 수 있고, 토트는 구조적인 손상을 야기하거나, 또는 미생물 부패를 억제하는데 유요한 수준 이하로 이산화탄소 농도를 줄일 것이다.
극단적으로, 충분한 양의 이산화탄소가 흡수되어 저장 또는 운송 후에는 헤드스페이스는 거의 없거나 전혀 남아있지 않아 해로운 진공 상태가 된다.
본 발명의 이러한 측면은 상기 문제가, 접거나 확장시킬 때 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료로 구성되는, 제한된 산소 투과성과 한정된 헤드스페이스의 압력-안정적인 밀봉된 토트; 산화에 의해 분해될 수 있는, 이산화탄소를 흡수하는식품; 수소와 산소를 물로 변환시킬 수 있는, 토트와 연관하여 사용된 연료 전지; 및 바람직하게는 토트의 내부에 함유된 수소 공급원을 포함하며; 그리고 또한, 초기의 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 99 부피 퍼센트의 산소 이외의 가스를 포함하는, 이산화탄소 흡수성 식품을 운반 및/또는 저장하는데 유용한 포장 모듈에 의해 다뤄질 수 있다는 발견에 더욱 기초한다. 일 실시예에서, 헤드스페이스는 토트의 적어도 50 부피 퍼센트이다. 일 실시예에서, 헤드스페이스는 토트의 약 또는 적어도 69 부피 퍼센트이다. 일 실시예에서, 헤드스페이스에 있는 가스는 적어도 60 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다. 또다른 실시예에서, 헤드스페이스에 있는 가스는 적어도 90 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다.
이 실시예에서, 처음에 헤드스페이스에 있는 이산화탄소는 식품에 의해 흡수될 이산화탄소의 양을 크게 초과함으로써 그것의 흡수에 대한 보상을 제공하게 된다. 저장 및/또는 운송하는 동안 식품에 의해 흡수될 수 있는 이산화탄소의 양은 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 당업계에 공지되어 있다.
본 발명의 또다른 측면은 한개 이상의 토트를 포함하는, 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및/또는 저장하는데 유용한 시스템을 제공한다. 각각의 포장 모듈은 제한된 산소 투과성의 압력-안정적인 밀봉된 토트를 포함하며, 이때 토트는 접거나 확장할 때 구멍이 나지않는, 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료, 산화에 의해 분해될 수 있는 이산화탄소 흡수성 식품, 수소와 산소를 물로 변환시킬 수 있는 연료 전지, 수소 공급원으로 구성되고 또한 이때 초기의 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지한다. 일 실시예에서, 초기의 헤드스페이스는 토트의 적어도 50 부피 퍼센트이다. 또다른 실시예에서, 초기의 헤드스페이스는 토트의 약 또는 적어도 69 부피 퍼센트이다. 일부 실시예에서, 헤드스페이스에 있는 가스는 산소 이외에, 적어도 99 부피 퍼센트 가스를 포함한다. 일 실시예에서, 헤드스페이스의 가스는 적어도 60 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다. 또다른 실시예에서, 헤드스페이스의 가스는 적어도 90 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다.
일부 실시예에서, 연료 전지 및/또는 수소 공급원은 토트의 내부에 있다. 일부 실시예에서, 포장 모듈은 토트의 내부에 수소 공급원을 유지시키는데 적합한 홀딩 요소를 더 포함하며; 바람직하게는 토트내의 수소 공급원을 위한 홀딩 요소는 수소 공급원과 선택적으로 연료 전지를 홀딩하도록 구성된 박스 또는 주머니이다. 일부 실시예에서, 연료 전지 및/또는 수소 공급원은 토트의 외부에 있다. 연료 전지가 토트의 외부에 있을 때, 그것은 토트와 가스 소통하고 하나의 연료 전지는 한개 또는 다수의 토트와 가스 소통할 수 있고 연료 전지의 생성물은 토트의 내부 또는 외부에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 운반 및/또는 저장될, 산화에 의해 분해될 수 있는, 이산화탄소 흡수성 식품은 바람직하게는 어류이다. 좀더 바람직하게는, 어류는 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크(대구류 생선), 광어, 대구, 및 북극 곤들매기로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 선어이다. 가장 바람직하게는, 운반되고 그리고/또는 저장될 선어는 연어 또는 틸라피아이다. 신선 조리된 상하기 쉬운 음식도 또한 낮은 산소 환경에 이익이 될 것이다.
부가적으로, 일부 실시예에서, 수소 공급원은 주머니 수소 공급원, 단단한 용기 수소 공급원, 또는 이산화탄소와 5부피% 미만의 수소를 포함하는 가스상 혼합물 중의 하나이다. 일부 실시예에서 포장 모듈은 팬을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 팬은 연료 전지에 의해 작동된다. 일부 실시예에서, 상기 팬은 또다른 동력 공급원에 의해 작동된다.
시스템은, 일부 실시예에서, 식품의 신선도를 유지시키기에 충분한 수준으로 모듈 내의 온도를 유지시켜주는, 포장 모듈의 내부 또는 외부에 있을 수 있는 온도 제어 시스템을 더 포함한다.
발명의 또다른 측면은 위에서 설명한 포장 모듈을 사용하여 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및/또는 저장하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 산화에 의해 분해될 수 있는, 이산화탄소를 흡수하는 식품을 함유하는 포장 모듈 내의 산소를 제거하여 포장 모듈 내에서 감소된 산소 환경을 생성하는 단계, 토트를 낮은(저)-산소 가스로 채워 초기의 가스상 헤드스페이스를 제공하는 단계 (이때 초기의 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 점유하고 헤드스페이스 내의 가스는 산소 이외에 적어도 99 부피 퍼센트 가스를 포함한다), 토트를 밀봉하는 단계, 토트 내의 감소된 산소 환경을 유지시키기 위해, 토트내의 산소가 수소와의 반응에 의해 물로 변환되도록, 운반이나 저장하는 동안 연료 전지를 작동시키는 단계, 및 토트내의 재료를 운반 또는 저장하는 단계를 포함한다. 상기 포장 모듈은 제한된 산소 투과성의, 압력-안정적인 밀봉가능한 토트를 포함하며 이때 토트는 접거나 확장시에 구멍이 나지 않는, 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료, 연료 전지, 및 수소 공급원으로 구성된다. 일 실시예에서, 헤드스페이스 내의 가스는 적어도 60 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다. 또다른 실시예에서, 헤드스페이스 내의 가스는 적어도 90 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함한다.
일 실시예에서, 산소 제거 과정은 식품을 토트에 첨가하기 전에 일어난다; 또다른 실시예에서 그것은 식품을 토트에 첨가한 후에 일어난다. 일부 실시예에서, 토트는 헤드스페이스를 채우기 위해 토트를 낮은 산소 가스 공급원으로 플러싱하는데 사용하기 위한 토트내 배관 밸브 및 부속품을 포함한다. 일부 실시예에서, 토트는 연료 전지를 켜기에 앞서 플러싱된다. 연료 전지는 그후 잔류 산소를 계속해서 제거한다.
상기 방법은 100일까지의 기간동안 식품을 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 저장 기간은 5 일에서 50 일 사이이고, 또는 그렇지 않으면, 5 일에서 45일 사이, 또는 15 일에서 45일 사이이다. 일부 실시예에서, 방법은 운반 또는 저장하는 동안 재료의 신선도를 유지하기에 충분한 토트내의 온도를 유지시키는 것을 더 포함한다.
바람직한 실시예에서, 방법은 감소된 산소 환경은 1% 미만 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경은 0.1% 미만 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경이 0.01% 미만의 산소를 포함하도록 수행된다.
감소된 산소 환경은 이산화탄소 및 수소를 포함하고; 이산화탄소 및 질소를 포함하고; 질소를 포함하고; 또는 이산화탄소, 질소, 및 수소를 포함한다.
본 발명의 또다른 측면은 어떠한 화학적, 전기적 및/또는 촉매 프로세스를 사용할 필요없이, 산화하여 분해할 수 있는 식품을 포함하는 토트 내부의 산소를 제거하기 위한 방법을 제공한다.
특히, 본 발명의 이러한 측면은 식품에 부정적인 영향을 주는 농도 수준에 도달하기 전에 토트에서의 어떠한 산소 축적이 토트로부터 플러싱될 수 있도록하는, 적절한 아키텍처를 갖는 토트가 낮은 산소 가스 공급원으로 토트를 플러싱하는 것을 허용할 것이라는 발견에 입각한 것이다. 그러므로, 그것의 방법 측면들 중 하나에서는, 산화하여 분해할 수 있는 식품(들)을 갖는 토트로부터 산소를 제거하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
a) 밀봉가능한 가스 입구 포트와 밀봉가능한 가스 배출구 포트를 갖는 토트 (두개의 포트 모두 토트의 헤드스페이스에 위치하며, 이때 토트는 접거나 확장시에 구멍이 나지 않는, 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료를 포함한다)를 입수하는 단계;
b) 산화하여 분해할 수 있는 식품(들)을 입구 및 배출구 포트들이 막히지(방해되지) 않도록 하는 양으로 상기 토트에 추가하는 단계;
c) 토트를 밀봉하는 단계;
d) 토트에서 남아있는 가스상 헤드스페이스에서의 산소 함량을 약 1500 ppm을 넘는 수준으로 증가시키지 않으면서 식품 안으로의 가스의 흡수를 허용하기에 충분한 부피의 가스상 헤드스페이스와 토트에서의 낮은 산소 분위기를 제공하기 위해, 배출구 포트를 통해 가스를 방출하면서 충분한 양의 낮은 산소 가스 공급원을 입구 포트를 통해 토트 안으로 주입함으로써, 낮은 산소 가스 공급원으로 토트의 한번 이상의 초기 플러싱을 수행하는 단계;
e) 입구 및 배출구 포트를 밀봉하는 단계; 및
f) 선택적으로는, 남아있는 가스상 헤드스페이스에서의 산소 농도가 어떤 시점이든지(언제든지) 1500 ppm를 초과하지 않도록, 플러싱 후에 충분한 가스상 헤드스페이스가 남아있어 식품 안으로의 가스 흡수를 보상할 수 있도록, 토트를 낮은 산소 가스 공급원으로 주기적으로 플러싱하는 단계.
바람직한 실시예에서, 토트는 연료 전지, 촉매, 등과 같이 토트로부터 산소를 제거하기 위한 어떠한 내부 부품들도 함유하지 않는다.
운반 및/또는 저장될, 산화에 의해 분해될 수 있는 식품은 바람직하게는 어류이다. 보다 바람직하게는, 어류는 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크, 광어, 대구, 및 북극 곤들매기로 구성되는 그룹에서 선택된 선어이다. 가장 바람직하게는, 운반 및/또는 저장되는 선어는 연어 또는 틸라피아이다.
본원에 개시된 토트의 수직의 아키텍처는 최대 개수의 팰릿을 나란히 운송하기 위한 수평선상의 공간 요건의 최소화를 가능하게 한다. 헤드스페이스를 수평으로 펼치는(차지하는) 실시예는 헤드스페이스가 포지티브로 남아있는 한은 누설 저항을 향유할 수 없을 뿐더러, 대규모로 경제적으로 실행가능하지 않을 수 있다. 특정 실시예에서는, 토트의 확장의 약 20% 이하는 수평 방향이고, 가스상 확장의 나머지는 수직 방향으로 되어 따라서 "수두압(head pressure)" 및 토트의 헤드스페이스 높이를 야기한다. 토트는 초기의 "수두압"을 만들어내는 수직 방식으로 확장하도록 구성된다. 초기의 토트 수두압은 대기 압력을 넘어 물기둥(수주관)의 약 0.1 내지 약 1.0 인치 또는 그 이상의 범위가 될 수 있다. 가요성 토트는 예컨대 수직 방향으로 더욱 가요성인 재료를 사용함으로써, 종래의 방법에 의한 수평 방향에서보다, 수직 방향에서 보다 더 가요성으로 만들어질 수 있다.
부가적으로, 일부 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 토트의 입구 포트에 가스 공급원을 공급하도록 개조될 수 있는 어떠한 외부 가스 공급원이다. 바람직하게는, 가스 공급원은 이산화탄소이고, 보다 바람직하게는, 이산화탄소는 약 1500 ppm 미만의 산소를 함유한다. 더욱 더 바람직하게는, 토트 안으로 주입되는 이산화탄소는 약 100 ppm 미만의 산소를 함유한다.
토트는, 일부 실시예에서, 식품의 신선도를 유지하기에 충분한 수준으로 모듈내 온도를 유지시키기 위해, 포장 모듈의 외부에 온도 제어 시스템을 더 포함한다.
발명의 또다른 측면은 위에서 설명한 토트 내부에 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및/또는 저장하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 1500 ppm 미만의 산소를 함유하는 이산화탄소로, 토트로부터 산소를 플러싱하고 (이때 토트는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 함유한다) 그로 인해 토트 안에 감소된 산소 환경을 발생시키는 단계, 토트를 밀봉하는 단계, 그리고 선택적으로는 주기적으로 토트를 이산화탄소로 플러싱하여 토트 안의 감소된 산소 환경을 유지시키는 단계, 그리고 토트 안에 식품을 운반 및/또는 저장하는 단계 (여기에서 토트는 접거나 확장시에 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료를 포함한다)를 포함한다.
일 실시예에서, 산소 제거 과정은 토트에 식품을 추가하기 전에 일어난다; 또다른 실시예에서 그것은 식품을 토트에 추가한 후에 일어난다. 일 실시예에서, 산소 제거는 바람직하게는 토트의 헤드스페이스에 위치하도록 설치된 입구 및 배출구 포트를 통해 가스 플러싱을 이용함으로써 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 주기적인 가스 플러싱을 이용할 수 있다. 입구 및 배출구 포트는 토트가 낮은 산소 가스 공급원으로 플러싱된 후에 토트의 내부가 격리되도록, 밀봉가능하다. 일 실시예에서, 입구와 배출구 포트는 구멍이며 여기에서 사람은 가스 플러싱이 필요할 때 간단하게 구멍을 덮개로 커버할 수도 있고 덮개를 열 수도 있다. 그러한 실시예에서, 구멍들 (입구 및 배출구 포트)는 테이프를 사용하여 커버될 수 있다. 이것은 입구 및 배출구 포트가 주기적으로 밀봉되고 개봉되는 것을 허용한다. 이러한 아키텍처는 시간의 경과에 따라 산소를 제거하고 낮은 산소 가스, 이를테면 질소 및/또는 CO2 의 수준을 올리는 복합(다중) 가스 플러싱의 채택의 경제적인 실행을 용이하게 한다.
방법은 100 일까지의 기간 동안 식품을 운반 및/또는 저장하는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서는, 방법은 100 일 이상의 기간 동안 식품을 운반 및/또는 저장하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 저장 기간은 5일에서 50 일 사이이고, 또는 다르게는, 15 일에서 45 일 사이이다. 일부 실시예에서, 방법은 운반 또는 저장하는 동안 재료의 신선도를 유지하는데 충분한 토트내 온도를 유지시키는 것을 더 포함한다.
바람직한 실시예에서, 방법은 감소된 산소 환경이 2% 미만의 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경이 1.5% 미만의 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경 이 1% 미만의 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경이 0.1% 미만의 산소를 포함하거나, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경이 0.01% 미만의 산소를 포함하도록 수행된다. 산소의 수준은 모니터링될 수 있다.
감소된 산소 환경은 이산화탄소를 포함하고, 또는 어떤 경우에는 이산화탄소와 질소를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 산화에 의해 분해될 수 있는 재료를 운반 또는 저장하는데 사용되는 포장 모듈의 개략도이다.
도 2는 용기안에 복수의 포장 모듈을 포함하는 시스템의 개략도이다.
도 3은 산소 제거장치의 연료 전지 실시예의 개략도이다.
도 4 는 표준 MAP 시스템과 비교하여, 포장 모듈을 사용하여 낮은 산소 수준의 증가된 지속기간을 보여주는 그래프이다.
도 5는 표준 MAP 저장 시스템과 비교하여, 포장 모듈에 저장된 신선한 칠레산 대서양 양식 연어의 사진이다.
도 6은 이산화탄소 제거장치와 함께 산소 제거장치의 연료 전지 실시예의 개략도이다.
도 7은 운반하기 전, 포장 모듈 실시예의 사진이다.
도 8은 운반 후의, 포장 모듈 실시예의 사진이다.
도 9는 예시 토트를 보여준다.
도 10은 산화에 의해 분해될 수 있는 재료를 운반 또는 저장하는데 사용되는 토트의 개략도이다.
도 11은 운송 화물수송기에서 낮은 산소 가스 공급원에 연결된 복수의 토트를 포함하는 시스템의 개략도이다.
도 12는 운송 화물수송기에서 산화에 의해 분해될 수 있는 재료가 적재된 토트의 사진이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및 저장하는데 유용한 시스템 및 방법을 포함한다. 본원에 기재된 시스템 및 방법은 운송 용기 내에 개별적인 토트에 저장되는 산화하여 분해할 수 있는 식품을 둘러싸고 있는 대기 분위기(공기)로부터 예를 들어, 주기적이거나 연속적인 산소의 제거를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 식품은 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품이다.
본 발명에 사용된 토트 또는 포장 모듈은, 아래에서 보다 완전하게 설명된 바와 같이, 바람직하게는 통합된 온도 제어 시스템을 합동하지 않고, 오히려 그들이 운송되는 운송 용기의 온도 제어 시스템에 의존한다. 게다가, 토트 또는 포장 모듈은 예를 들어, 접거나 확장시에 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료를 이용하고 추가로 진공 상태를 만들고/또는 토트내의 가스의 산소 함량을 1500 ppm를 초과하도록 허용하지 않으면서, 그러한 흡수를 보상하는 토트내에 가스상 헤드스페이스를 더 채택함으로써, 운반 및/또는 수송 중에, 내부의 압력 손실 (또는 획득), 예컨대 식품에 의한 비-산소 (이산화탄소) 가스 흡수를 견디거나 보상하도록 설계된다.
운반 및/또는 저장 중에 주기적이거나 또는 계속적인 산소의 제거는 재료의 신선도를 장기간 동안 유지하는데 적합한 제어된 감소된 산소 환경을 허용한다. 그 결과, 산화에 의해 분해될 수 있는 재료는 종래의 운송 및 저장 기술을 사용하여 현재 가능한 것보다 더 오랜 기간동안 운반 및/또는 저장될 수 있다. 본원에서 설명한 방법은 예를 들어, 운송 화물수송기의 사용이, 예컨대 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품, 예를 들어 어류와 같이 산화에 의해 분해될 수 있는 재료를, 보통 더 비싼 항공 운송에 의해서만 제공되곤 했던 시장으로 운반할 수 있도록 해준다.
일 실시예에서, 본 발명은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 저장 수명을 연장하는데 유용한 시스템과 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 산화에 의해 분해될 수 있는 식품은 비호흡(Nonrespiratory)이다. 비호흡 식품은 호흡하지 않는다. 다시 말하면 이들 식품은 이산화탄소의 관련 방출과 함께하는, 산소를 흡수하지 않는다. 비호흡 식품의 예에는 선어 또는 가공 어류, 육류(예컨데 소고기, 돼지고기, 및 양고기), 가금류 고기 (예컨대 닭고기, 칠면조, 및 다른 야생조류 및 가금), 및 베이커리 제품 (예컨대 빵, 토르틸라스, 및 패스트리, 빵과 패스트리를 만들어내는데 사용되는 포장된 믹스, 및 곡물 기반의 스낵 식품)이 포함된다. 본 발명의 시스템과 방법에 의해 운반 및/또는 저장될 수 있는 바람직한 비호흡 식품에는 선어 또는 가공 어류, 이를테면 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크, 광어, 대구, 북극 곤들매기, 패류, 및 다른 해산물이 포함된다. 보다 바람직하게는, 비호흡 식품은 신선 연어 또는 신선 틸라피아이고, 가장 바람직하게는 비호흡 식품은 신선 칠레 대서양(칠레산 대서양) 양식 연어이다.
일반적으로, 본 발명의 시스템 및 방법은 토트, 운반 및/또는 저장될 산화에 의해 분해될 수 있는 식품, 그리고 저장 및/또는 운송 기간의 적어도 일부동안, 식품을 둘러싸는 가스상 환경을 제어하기 위하여, 토트를 예컨대 이산화탄소와 같은 낮은 산소 가스로 주기적으로 플러싱함으로써, 토트 내부로부터 어떠한 가용의 산소를 제거하는 낮은 산소 가스 공급원을 수반한다. 바람직한 실시예에서, 토트의 내부에 존재하는 가스가 배출구 포트를 통해 배출되는 동안, 입구 포트를 통한 진공의 적용 및/또는 낮은 산소 가스 공급원의 도입을 통해 토트내의 환경을 플러싱함으로써 토트내의 감소된 산소 환경이 생성된다. 토트를 플러싱한 후에는, 입구 및 배출구 포트는 밀봉되고, 토트내의 환경은 감소된 산소 환경이 된다. 선택적으로, 토트는 그후 운반 및/또는 저장 기간 내내 필요에 따라, 산소가 존재할 때 이산화탄소 산소로 주기적으로 플러싱되어, 포장 모듈내의 감소된 산소 환경을 유지시키고, 그에 따라 산화에 의해 분해될 수 있는 재료의 신선도를 유지한다. 특정 실시예에서는, 이산화탄소로 플러싱해야할 필요성에 대한 신호를 보내기 위해 산소 센서가 토트의 내부에 존재한다.
일부 실시예에서, 본 발명의 시스템 및 방법은 토트, 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 운반 및/또는 저장될 식품, 그리고 산소가 존재할 때, 토트 내부로부터 어떠한 가용의 산소를 계속적으로 제거하여 저장 및/또는 운송 기간의 적어도 일부동안 식품을 둘러싸는 가스상 환경을 제어하도록 하는 장치를 포함하는 포장 모듈을 포함한다. 이 장치는 또한 산소 제거장치라고도 부른다. 어떤 경우에는, 토트 환경으로부터 보다 효과적으로 산소를 제거하기 위해 하나 이상의 산소 제거장치를 이용하는 것이 바람직할 것이다. 이산화탄소를 흡수하는, 산화에 의해 분해될 수 있는 식품이 토트 안에 삽입되고 토트 내의 환경이 조종되어 토트에서 감소된 산소 환경을 생성한다. 바람직한 실시예에서, 토트내의 감소된 산소 환경은 진공의 적용 및/또는 낮은 산소 가스 공급원의 도입을 통해, 토트 내의 환경을 플러싱함으로써 만들어진다. 토트의 플러싱 후에, 토트 내의 환경은 감소된 산소 환경이 된다. 토트는 낮은 산소 가스로 채워져, 가스상 헤드스페이스의 부피가 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 의해 흡수되는 가스의 부피보다 더 크도록 하는 그러한 가스상 헤드스페이스를 제공한다. 일 실시예에서, 토트는 가스상 헤드스페이스가 토트의 전체 부피의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 헤드스페이스의 가스는 적어도 99 부피 퍼센트 이산화탄소를 포함하도록, 이산화탄소로 채워진다. 토트는 그 후 밀봉된다. 산소 제거장치는 운반 및/또는 저장의 기간 내내 산소가 존재할 때 작동하여, 포장 모듈내의감소된 산소 환경을 유지시키고, 그렇게 하여 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 재료의 신선도를 유지시킨다. 하지만, 이용된 이산화탄소의 양이 식품에 의해 흡수될 양보다 상당히 더 클때는, 만약 가스상 헤드스페이스가 이산화탄소 흡수를 처리하는데 불충분하다면, 토트 붕괴의 가능성이 있기 때문에 부피 퍼센트 기준으로 헤드스페이스에 있는 산소의 양은 제한된다.
용어 "낮은 산소 가스 공급원"은 1000 ppm 미만의 산소 ; 바람직하게는, 100 ppm 미만의 산소; 그리고 보다 바람직하게는, 10 ppm 미만의 산소를 함유하는 가스 공급원을 말한다. 낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 CO2 또는 그것의 성분들 중 하나로서 CO2 를 함유하는 가스들의 혼합물로 구성된다. CO2 는 무색, 무취의, 불연성이고, 세균 발육 억제성이고 그것은 음식에 유독성 잔여물을 남기지 않는다. 일 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 100% CO2 이다. 또다른 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 CO2와 질소 또는 다른 불활성 기체의 혼합물이다. 불활성 기체들의 예에는 이것으로 한정되지는 않지만, 아르곤, 크립톤, 헬륨, 산화질소, 아산화질소, 및 제논이 포함된다. 낮은 산소 가스 공급원의 본질(정체)은 식품에 적합한 것으로 변할 수 있으며 당업계의 지식 및 기술 내에 충분히 속한다. 예를 들어, 연어의 운반과 저장에 사용되는 낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 100% CO2 이다. 틸라피아와 같은 다른 어류는 바람직하게는 낮은 산소 가스 공급원으로서 60% CO2 및 40% 질소를 사용하여 저장되거나 운송된다.
위에서 설명한 바와 같이, 제한된 산소 투과성의, 압력-안정적인 밀봉가능한 토트는 접거나 확장시에 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료 또는 단단한 재료를 포함하는 토트를 포함한다. 이들 토트는 일반적으로 가요성 주형(캐스트) 또는 압출된 플라스틱 시이팅(sheeting)으로 구성된다.
본 발명에 사용하기 위한 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 토트 재료는 제한된 산소 투과성을 갖는 것들이다. 제한된 산소 투과성의 재료는 바람직하게는 10 입방 센티미터/100 제곱 인치/24 시간/atm 미만의 산소 투과율 (OTR)을 가지며, 제한된 산소 투과성의 보다 바람직한 재료는 5 입방 센티미터/100 제곱 인치/24 시간/atm 미만의 OTR 을 갖는 재료이고, 보다 더 바람직하게는 제한된 산소 투과성의 재료는 2 입방 센티미터/100 제곱 인치/24 시간/atm 미만의 OTR을 갖는 재료이고; 가장 바람직하게는 제한된 산소 투과성의 재료는 1 입방 센티미터/100 제곱 인치/24 시간/atm 미만의 OTR 을 갖는 재료이다. 가요성의, 접거나 확장가능한 토트를 만드는데 사용될 수 있는 재료들의 비-전면(빠짐없이 완결하지는 않은) 리스트가 표 1에 나와있다.
재료 수분 증기 투과율
( MVTR ) 		산소 투과율
OTR
　 (gm/100 sq. in./24 시간) (c.c./100 sq. in./24 시간/atm)
Saran 1 mil 0.2 0.8-1.1
Saran HB 1 mil 0.05 0.08
Saranex 142 mil 0.2 0.5
Aclar 33C .75 mil (밀리터리 등급) 0.035 7
Barex 210 1 mil 4.5 0.7
폴리에스테르 48 Ga. 2.8 9
50 M-30 폴리에스테르 필름 2.8 9
50 M-30 PVDC 코팅된 폴리에스테르 0.4 0.5
금속화 폴리에스테르 48 Ga. 0.05 0.08-0.14
나일론 1 mil 19-20 2.6
금속화 나일론 48 Ga. 0.2 0.05
PVDC-나일론 1 mil 0.2 0.5
250 K Cello 0.5 0.5
195 MSBO Cello 45-65 1-2
LDPE 2 mil 0.6 275
Opp .9 mil 0.45 80
EVAL, Biax 60 Ga. 2.6 0.03
EVAL EF-E 1 mil 1.4 0.21
EVAL EF-F 1 mil 3.8 0.025
Benyl H 60 Ga 0.7 0.4
PVC 1 mil 4-5 8-20
폴리카보네이트 1 mil 9 160
폴리스티렌 1 mil 7.2 4,800
Pliofilm 1 mil 1.7 660
토트는 입구 포트를 통해 토트와 가스상 접촉하며 주기적으로 토트를 플러싱하여, 따라서 한개 이상의 배출구 포트를 통해 토트 내의 환경으로부터 산소를 제거하는, 한개 이상의 저-산소 가스 공급원을 외부에 더 포함할 수 있다. 산소는 사용하는 동안 예를 들어, 제한된 산소 투과성의 재료를 통해 또는 토트의 밀봉(seal)에서 토트를 통한 확산에 의해 토트에 축적될 수 있다. 산소는 또한 토트내에 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 의해서도 또는 식품이 포장되어 있는 용기로부터 방출될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 이산화탄소는 10 ppm 미만의 산소를 갖는 이산화탄소 기체이다.
일부 실시예에서, 토트는 산소가 존재하는 한, 계속적으로 토트 내의 환경으로부터 산소를 제거하기 위해 한개 이상의 산소 제거장치를 더 포함한다. 산소 제거장치는 토트가 밀봉된 후에 시스템 안으로 도입될 수 있는 어떠한 산소도 계속적으로 제거함으로써 토트내에서 감소된 산소 환경을 유지시킨다. 예를 들어, 산소는 제한된 산소 투과성의 재료를 통해 또는 토트의 밀봉에서 토트를 통한 확산에 의해 도입될 수 있다. 산소는 또한 토트내의 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 의해 또는 식품이 포장되어 있는 용기로부터 방출될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 산소 제거장치는 분자의 산소를 소비하는 연료 전지이다. 바람직하게는 연료 전지는 수소 연료 전지이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "수소 연료 전지"는 산소와 수소를 물로 변환할 수 있는 어떠한 장치이다. 바람직한 실시예에서, 완전한 연료 전지가 토트의 내부에 있다. 이것은 토트 또는 포장 모듈의 내부 또는 외부에 수소 공급원을 구비함으로써 달성될 수 있다. 연료 전지의 애노드는 수소 공급원과 소통한다. 이 수소 공급원은 양성자와 전자들의 발생을 허용한다. 연료 전지의 캐소드는 토트(산소 공급원)에서의 환경과 소통한다. 산소의 존재하에서, 애노드에 의해 발생된 양성자와 전자들은 캐소드에 존재하는 산소와 상호작용하여 물을 발생시킨다. 바람직한 실시예에서, 연료 전지는 산소와 수소를 물로 변환시키기 위한 외부 동력 공급원을 필요로하지 않는다. 또다른 실시예에서는, 연료 전지는 연료 전지가 작동할 때와 수소가 이용가능할 때 표시해주는 지시자(인디케이터)에 연결된다.
또다른 실시예에서, 물리적 연료 전지는 토트의 외부에 있지만, 애노드와 캐소드에서 생산된 생성물은 토트의 내부에 유지되는 그러한 방식으로 토트의 가스상 환경과 직접적인 소통을 한다. 하나의 연료 전지는 한개 또는 다수의 토트들과 가스상 소통할 수 있다. 그러한 실시예에서, 연료 전지는 그것의 생성물이 토트에 내부 유지되므로 토트의 내부인 것으로 해석된다. 연료 전지가 물리적으로 토트의 바깥쪽에 위치할 때는, 연료 전지에 의해 생성된 물은 토트의 바깥으로 방출될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 수소 공급원은 순수한 수소 기체이다. 수소 공급원은 바람직하게는 주머니 안에 함유되고 주머니는 토트의 내부에 함유되므로, 전체의 과정이 토트 내에 포함된다. 수소 공급원은 바람직하게는 운반 또는 저장 기간 동안에 수소를 공급하는 그러한 방식으로 수소 연료 전지의 애노드와 직접적인 소통을 한다. 주머니는 수소 기체를 함유할 수 있는 어떠한 재료로 만들어진다. 예를 들어, 표 1에 열거한 재료를 주머니 재료로서 사용할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 압축된 공급원이 주머니에 함유될 수 있기만 하면, 압축된 수소 공급원이 사용될 수 있긴 하지만, 주머니는 압축되지 않은 수소 공급원을 함유한다.
또다른 실시예에서, 수소 공급원은 토트의 내부에 포함된 가스 실린더와 같은 단단한 용기 안에 함유되어서, 전체의 과정이 토트 내에 포함되도록 한다. 이 실시예에서, 수소 공급원은 압축되거나 또는 압축되지 않은 수소 공급원이다. 단단한 용기는 운반 또는 저장 기간 동안 수소를 공급하는 그러한 방식으로 수소 연료 전지의 애노드와 직접적으로 소통한다. 압축된 수소 공급원은 바람직하게는 10,000 psia 이하의 압력에서 유지된다. 바람직하게는, 수소 공급원은 압축되지 않으며, 이것은 예를 들어, 40 psia 보다 크지 않은 압력을 갖는다.
추가의 실시예에서, 수소 공급원은 화학적 반응에 의해 발생된다. 화학적으로 수소를 발생시키는 방법의 예는 당업계에 잘 알려져있으며 PEM 전해조, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용하는 알칼리성 전해조, 고체 산화물 전해조를 사용하는 방법을 포함하여 전해법에 의한 수소의 발생 및 수소화붕소나트륨으로부터의 수소의 발생을 포함한다. 각각의 경우에, 수소가 발생되어, 따라서 수소는 연료 전지의 애노드에서 이용할 수 있다.
또다른 실시예에서, 수소 공급원은 토트의 환경에 존재하는 수소를 포함하는 가스상 혼합물이다. 이 실시예에서, 가스상 혼합물은 바람직하게는 이산화탄소 및 수소를 포함한다. 다른 실시예에서는, 가스상 혼합물은 질소와 수소를 포함한다. 추가의 실시예에서, 가스상 혼합물은 수소, 이산화탄소, 및 질소를 포함한다. 앞서 말한 다른 불활성 기체들이 가스상 혼합물에 존재할 수 있다는 것이 고려된다. 가스상 혼합물에 존재하는 수소의 양은 바람직하게는 수소 부피로 10% 미만, 좀더 바람직하게는 수소 부피로 5% 미만, 가장 바람직하게는 수소 부피로 2% 미만이다. 이 가스상 혼합물은 산화에 의해 분해될 수 있는 재료의 도입 전, 도입시 또는 도입 후에 그리고 토트의 밀봉에 앞서, 토트 안에 도입된다.
일부 실시예에서, 연료 전지는 연료 전지의 밀봉된 애노드 성분과 직접적인 소통을 하는 이산화탄소 제거장치를 포함한다. 이산화탄소는 PEM을 가로질러 애노드 플레이트로 침투하는 퍼텐셜을 가지며, 그로 인해 애노드 플레이트로의 수소 접근을 방해한다. 이산화탄소 제거장치에 의한 연료 전지의 애노드 플레이트로부터 이산화탄소의 일부 또는 전부의 제거는 수소에 의한 연료 전지로의 접근을 증가시키고 그로써 토트 환경으로부터 산소를 제거하는 연료 전지 능력을 증가시킨다.
이산화탄소 제거장치에 이용될 수 있는 수많은 프로레스들이 당업계에 공지되어 있다. 이들 방법에는 흡수법, 압력-스윙 흡착 (PSA)과 열 스윙 흡착 (TSA) 방법과 같은 흡착법, 및 막-기반 이산화탄소 제거가 포함된다. 이산화탄소 제거장치에 사용될 수 있는 화합물에는 이것으로 제한되지는 않지만, 수화석회, 활성탄, 수산화리튬, 그리고 산화은, 산화마그네슘, 및 산화아연과 같은 금속 산화물이 포함된다. 이산화탄소는 또한 애노드를 수소 가스나 수증기와 같은 기체로 퍼지함으로써 애노드로부터 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 이산화탄소 제거장치는 수화석회를 포함한다. 이 실시예에서, 예를 들어, 상기 수화석회는 연료 전지 애노드와 증기 소통하는 필터 카트리지에 함유되어, 연료 전지의 애노드 플레이트에 존재하는 이산화탄소는 수화석회와 접촉하게 되고 수화석회에 흡수된다. 특정 실시예는 2개의 수화석회 필터 카트리지를 포함하며, 각각은 애노드 배출구와 증기 소통한다. 수화석회 필터는 연료 전지의 애노드 플레이트로부터 이산화탄소의 제거를 촉진한다 (도 6).
토트는 이산화탄소와 같은 외부 가스가 입구 포트를 통해 도입될 수 있도록 하는, 튜브, 와이어 등의 접근을 제공하도록 구성될 수 있다. 입구 포트는 밀봉가능한 부속품을 사용하여 제공되고 토트 내에 낮은 산소 환경을 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 동력 공급원은 팬과 산소 제거장치를 작동시키는데 사용될 수 있다. 일 특정 실시예에서, 토트는 외부 공급원으로부터 내부 연료 전지 수소 공급 시스템으로 수소의 도입을 허용하도록 구성된다. 추가의 실시예에서는, 외부 수소 공급원은 연료 전지를 수소로 퍼지하는 것을 돕기 위한 것이다.
수소 연료 전지 이외에 산소 제거장치가 토트에서 산소를 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 철을 함유하는 흡수체, 및 산소 흡착제와 같은 산소 흡수체가 사용될 수 있다. 산소 흡수체 및 흡착제는 당업계에 공지되어 있고 시중에서 입수가능하다. 산소 제거장치는 또한 압력 스윙 흡착 방법 (PSA) 및 막 분리방법을 이용하는 제거장치를 포함한다.
촉매 시스템, 예컨대 백금 또는 팔라듐 촉매와 같은 원소 금속을 이용하는 것들이 산소 제거장치로 사용될 수 있지만 높은 촉매 표면적을 제공하기 위해 필요한 분말의 사용은 오염의 위험을 무릅쓴다. 그럼에도 불구하고, 적절한 안전보장장치가 사용될 때는, 이들을 채용할 수 있다. 그러한 안전보장장치는 PEM 연료 전지에 존재하는 것과 같이, 금속 촉매를 막 전극 어셈블리에 내장시키는 것을 포함한다.
토트는 바람직하게는 수소 공급원이 토트 내에 안정적으로 유지되도록 하기 위해, 수소 공급원을 유지하기에 적합한 홀딩 요소를 더 포함한다. 바람직한 실시예에서, 홀딩 요소는 수소 공급원을 안정적으로 붙들고 있도록 구성된 박스이다. 더 바람직한 실시예에서, 홀딩 요소는 수소 공급원과 연료 전지 둘다를 유지하도록 구성된다. 다른 실시예에서는, 홀딩 요소는 토트의 내부 벽에 부착된 슬리브이다. 이 슬리브는 수소 공급원을 담기에 적합한 다른 용기는 물론이고, 주머니를 포함하는 수소 공급원 또는 단단한 용기 수소 공급원을 홀딩할 수 있다. 어느 경우든, 수소 공급원은 연료 전지의 애노드와 직접 소통한다.
포장 모듈에 사용된 산소 제거장치가 수소 연료 전지일 때는, 액체 또는 가스상 형태 중의 하나로, 수소와 산소의 반응의 결과로서 발생된 상당량의 물이 존재할 것이다. 일부 실시예에서, 그렇게 발생된 물은 토트 안으로 방출된다. 토트 안에, 물을 담거나 제거하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 토트는 연료 전지에서 물이 발생될 때, 그 물을 수집하도록 구성된 물을 보유하는 기구, 예컨대 트레이나 탱크를 더 포함할 수 있다. 대안으로서는, 토트는 물을 흡수하고 함유하는데 사용되는 건조제 또는 흡수제 재료를 함유할 수 있다. 적절한 건조제와 흡수제 재료는 당업계에 잘 알려져있다. 물은 대안으로서는 토트의 바깥으로 분출되어서, 건조 환경에서 최적으로 저장되는 제품의 저장 및 운송에 적합한 환경을 제공할 수 있다.
토트는 재료를 둘러싸는 감소된 산소 환경을 유지하도록 구성된다. 감소된 산소 환경은 재료의 신선도를 유지하면서, 재료를 장기간 동안 저장 및/또는 운반할 수 있게 해준다. 재료를 도입한 다음에 뒤따라 또는 그 후에, 하지만 토트의 밀봉에 앞서, 토트 내의 환경은 진공의 적용 및/또는 낮은 산소 없는 가스 공급원의 도입을 통해 선택적으로 플러싱된다. 현 시점에서, 토트 내의 환경은 감소된 산소 환경이다. 특정 실시예에서는, 감소된 산소 환경에서의 산소의 수준은 1% 미만 산소이고, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경에서의 산소의 수준은 0.1% 미만 산소이고, 또는 다르게는, 감소된 산소 환경에서의 산소의 수준은 0.01% 미만 산소이다.
일정 기간 후에, 식품과 토트 환경 사이의 가스상 교환이 자연적 최소화 또는 중지에 도달했기 때문에, 토트 또는 포장 모듈에 존재하는 산소 수준은 감소된 수준으로 남아있다. 이 시점에서, 연료 전지는 작동을 중단할 것이다. 일 실시예에서, 연료 전지는 가스상 교환의 자연적 최소화 또는 중지를 허용하기에 충분한 초기의 일정 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍될 수 있다. 바람직하게는, 연료 전지는 대략 0.5 내지 50 시간의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되고, 보다 바람직하게는, 연료 전지는 대략 1 내지 25 시간의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되며; 보다 바람직하게는, 연료 전지는 대략 2 내지 15 시간의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되며; 보다 더 바람직하게는, 연료 전지는 대략 3 내지 10 시간의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍된다.
일부 실시예에서, 토트가 밀봉되기 전에, 낮은 산소 가스 공급원이 토트 안으로 도입된다. 낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 CO2 또는 CO2 을 그것의 성분들 중 하나로 함유하는 기체의 혼합물로 구성된다. CO2 는 무색, 무취의, 불연성이고, 세균 발육 억제성이며 그것은 식품에 유독성 잔여물을 남기지 않는다. 일 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 100% CO2 이다. 또다른 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 CO2 과 질소 또는 다른 불활성 기체의 혼합물이다. 불활성 기체의 예에는 이것들로 한정되지는 않지만, 아르곤, 크립톤, 헬륨, 산화질소, 아산화질소, 및 제논이 포함된다. 낮은 산소 가스 공급원의 본질(정체)은 식품에 적합한 것으로 변할 수 있으며 당업계의 지식 및 기술 내에 충분히 속한다. 예를 들어, 연어의 운반과 저장에 사용되는 낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 100% CO2 이다. 틸라피아와 같은 다른 어류는 바람직하게는 낮은 산소 가스 공급원으로서 60% CO2 및 40% 질소를 사용하여 저장되거나 운송된다.
장기간의 운반이나 저장 동안에 일어나는 압력 차이를 보상하기 위하여, 토트는 예컨대 산소, 낮은 산소 가스 공급원, 예를 들어 이산화탄소와 같은 기체의 흡수를 허용하는 초기의 헤드스페이스 부피를 함유한다. 용어 "초기의 헤드스페이스"란 토트가 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품으로 채워진 후에, 토트의 과잉의 가스상 부피의 양을 말하기 위한 것이다. 일부 실시예에서, 초기의 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 약 30% 내지 약 95% 이다. 다른 실시예에서는, 초기의 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 약 35% 내지 약 40% 이며, 또는 다르게는, 초기의 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 약 30% 내지 약 35% 이고, 또는 다르게는, 초기의 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 약 35% 이다.
최종적으로, 토트는 충분한 저-산소 가스로 채워져 가스상 헤드스페이스의 부피가 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 의해 흡수되는 가스의 부피보다 더 크도록 하는, 초기의 가스상 헤드스페이스를 제공하여, 장기간의 운반 또는 저장 동안에 일어나는 압력 차이를 보상한다. 압력 차이의 결과는 도 7 및 도 8에서 볼 수 있다. 도 7은 충분한 양의 이산화탄소로 채워져, 운반하는 동안 내내 식품 안으로의 이산화탄소의 흡수와 토트의 취급 싸이클을 위한 공간을 제공하고 산소 제거 과정에 의해 음부압이 생기는 것을 막아주는 본 발명의 가요성 토트를 보여준다. 도 8 은 운반 17일 후에 감소된 양의 가스상 헤드스페이스를 갖는 도 7의 동일한 토트를 보여준다. 도 8의 사진에는 오른쪽 토트가 왼쪽에 있는 것보다 더 부풀어져있는(또는 덜 오므라든) 것같아 보이지만, 두개의 토트 모두 실제로는 모든 측면에서 볼 때 동일하게 오므라들어 있었다. 운반 후에 남아있는 헤드스페이스의 양은 부압이 생성되지 않도록 충분해야 하는데, 이 "진공화"가 잠재적으로 제품을 손상시킬 수 있고, 미생물 부패 및/또는 잔류 산소 농도의 증가 및 누출에 대한 증가된 잠재가능성을 억제하는데 효과적인 수준 아래로 이산화탄소 농도를 감소시키기 때문이다. 특정 실시예에서는 운반 또는 저장 후에 토트에서의 이산화탄소의 농도는 적어도 90%이다.
토트는 토트 환경에 존재하는 산소가 존재하는 한, 내부 토트 환경으로부터 분자의 산소를 계속적으로 제거할 수 있게 해주는 산소 제거장치와 내부 토트 환경이 소통하도록 구성된다. 토트에 있는 산소 제거장치는 산소 수준이 재료의 신선도의 감소 또는 부패를 초래하게 되는 수준 아래로 계속 남아있도록, 내부 토트 환경으로부터 산소를 제거하도록 구성된다. 이 감소된 수준의 산소는 운반 및/또는 저장 기간 동안 산소 제거장치에 의해 유지된다. 감소된 산소 환경에 서의 산소의 수준은 1% 미만 산소이고, 보다 바람직하게는 0.1% 미만, 가장 바람직하게는 0.01% 미만 산소이다.
산소 제거장치의 효율은 토트내에서 공기를 순환시킴으로써, 토트 환경에서 산소 제거장치와 산소 사이의 접촉을 촉진시켜주는 팬의 사용을 통해 증대될 수 있다. 연료 전지를 사용할 때는, 팬은 특정 실시예에서, 연료 전지가 수소와 산소를 물로 변환시킬 때 생성된 에너지로부터 작동하도록 구성될 수 있다.
예상치못하게 많은 양의 산소를 함유하는 공기가 토트 환경 안으로 도입되어 토트의 온전함이 파괴된 경우에는, 산소 제거장치가 도입된 산소의 전부를 제거할 수는 없을 것이다. 바람직한 실시예에서, 토트는 토트내의 산소 수준이 감소된 산소 환경으로 설명되는 수준을 초과했다는 사실을 사람에게 알려주는 산소 지시자를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 낮은 산소 가스로 여러번 플러싱은 식품에 의한 가스 흡수를 허용할 것이고, 따라서 그 만큼의 초기의 헤드스페이스에 대한 필요성을 완화시킨다는 것을 고려한다.　 그러나, 대규모 수송품 (즉, 다수의 카톤에 포장된 2,000 파운드 식품)에서는 가스 흡수가 운송 목적을 위해 실제적으로 너무 많은 날들을 필요로하기 때문에 헤드스페이스가 필요할 수 있음을 또한 고려한다.
특정 실시예에서는, 토트가 매우 큰 헤드스페이스 (주로 CO2 흡수를 위한 공간을 제공하고 공기 누출을 막고/지연시킴)을 수용할 수 있으므로, 다수의 초기의 가스 플러싱과 함께 헤드스페이스가 계속적인 산소 모니터링이나 초기의 복합(다중) 가스 플러싱 이외에 추가의 주기적인 가스 플러싱을 전혀 필요로하지 않을 것이다.　 초기의 가스 플러싱은 산화하여 분해할 수 있는 식품과 함께 밀봉되는 토트의 첫번째 72 시간 동안에 주기적으로 진행될 수 있음이 고려된다. 대안으로서는, 초기의 가스 플러싱은 밀봉되는 토트의 처음(첫번째) 72 시간 이하, 또는 다르게는, 처음 60 시간, 또는 다르게는, 처음 48 시간, 또는 다르게는, 처음 24 시간 동안에 진행될 수 있다.
본원에서 개시된 토트의 수직의 아키텍처는 최대 개수의 팰릿을 나란히 운송하기 위한 수평선상의 공간 요건의 최소화를 가능하게 한다. 헤드스페이스를 수평으로 펼치는 실시예는 헤드스페이스가 포지티브로 남아있는 한, 누설 저항을 향유하지 않을 뿐더러, 대규모로 경제적으로 실행가능하지 않을 수 있다. 특정 실시예에서는, 토트의 확장의 20% 이하는 수평 방향이고, 가스상 확장의 나머지는 수직 방향으로 되어 따라서 "수두압(head pressure)" 및 토트의 헤드스페이스 높이를 야기한다. 토트는 초기의 "수두압"을 만들어내는 수직 방식으로 확장하도록 구성된다. 초기의 토트 수두압은 대기 압력을 넘어 물기둥(수주관)의 약 0.1 내지 약 1.0 인치 또는 그 이상의 범위가 될 수 있다.
특정 실시예에서는, 낮은 산소 가스 공급원이 운반 및/또는 저장의 기간동안 내내 미리 정해진 시간 간격으로 토트의 내부 환경을 플러싱하도록 프로그래밍된다. 다른 실시예에서는, 낮은 산소 가스 공급원은 내부 토트 환경의 산소 수준이 식품에 해로운 수준을 초과할 때, 토트의 내부 환경을 플러싱하도록 프로그래밍된다. 운반 및/또는 저장의 초반부에, 산소는 토트내의 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 의해 또는 식품이 포장되어 있는 용기로부터 방출될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 토트는 토트에서의 산소 수준이 감소된 산소 환경이라 설명되는 수준을 초과했다는 사실을 사람에게 경보해주는 지시자를 더 포함한다. 특정 실시예에서는, 저-산소 가스 공급원은 감소된 산소 환경에서의 산소의 수준이 약 2% 산소, 보다 바람직하게는 약 1.5%, 보다 바람직하게는 약 1%, 보다 바람직하게는 약 0.1%, 가장 바람직하게는 약 0.01% 산소일 때, 또는 산소의 수준이 약 1500 ppm 산소를 초과할 때, 토트의 내부 환경을 플러싱하도록 프로그래밍된다. 특정 실시예에서는, 산소 센서, 예를 들어, 극미량 산소 센서 (Teledyne)를 사용하여 토트 환경에 존재하는 산소의 수준을 모니터링한다.
토트는 선택적으로 산소 수준, 수소 수준, 연료 전지 작동, 및 온도를 모니터링하는 모니터를 포함한다. 특정 실시예에서, 산소 센서, 예를 들어, 극미량 산소 센서 (Teledyne)를 사용하여 토트 환경에 존재하는 산소의 수준을 모니터링한다.
일부 실시예에서, 토트는 연료 전지, 토트에서의 산소 수준이 감소된 산소 환경으로 설명되는 수준을 초과할 때 사람에게 경보해주는 산소 지시자, 및/또는 산소 수준, 수소 수준, 연료 전지 작동, 및 온도를 모니터링하는 모니터를 포함하는 디바이스를 포함하는 박스 (도 9 참조)를 포함한다 . 상기 박스는 선택적으로 가시적인(시각적으로 표시된) 지시자, 예컨대 LED 라이트를 더 포함하며, 이것은 박스에 있는 디바이스의 문제를 표시하여, 문제가 있는 디바이스나 박스가 토트를 밀봉하기 전에 즉시 교체될 수 있도록 해준다. 이것은 미숙련공에 의한 어떠한 장애도 신속하게 감지할 수 있게 해주며 최소의 테스트를 갖는 서비스로 박스의 신속한 회송을 가능하게 한다. 박스는 또한 산소 또는 온도 (시간 및 온도) 한계가 초과되면, 바람직하게는, 가시적인 지시자, 예컨대 적색 LED 라이트와 함께, 무선 통신, 이를테면 무선 주파수 전송을 사용하여, 사용자에게 시스템의 도달 즉시 알려준다.
발명의 또다른 측면은 산화에 의해 분해될 수 있는 재료 운반 및/또는 저장에 유용한 포장 모듈을 제공한다. 포장 모듈은 위에서 설명한 바와 같이 구성된 토트를 포함한다. 포장 모듈에서 토트는 밀봉되고 운반 및/또는 저장되는 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 재료 및 산소가 존재하는 한, 재료를 둘러싸고 있는 환경으로부터 계속적으로 산소를 제거하는 디바이스를 함유한다. 디바이스는 밀봉된 토트 안에 위치한다. 공기 조절, 난방 등과 같은 온도 제어 수단은 바람직하게는 포장 모듈 안에 통합되지 않고 모듈의 크기는 단일의 온도 제어 수단을 포함하는 화물운송용기가 다수의 모듈을 포함할 수 있도록 하는 것이다. 그러한 경우에, 각각의 토트가 다른 가스상 환경과 다른 포장된 재료를 갖는 것이 가능하다.
발명의 또다른 측면은 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및/또는 저장하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은 한개 이상의 포장 모듈을 포함하며, 각각의 포장 모듈은 토트, 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품 그리고 산소 제거장치를 포함한다. 포장 모듈 및 그것의 구성요소들은 위에 설명되어있다.
시스템 또는 토트는 운송 화물수송기에서 운반 및/또는 저장하기에 적합하도록 구성된다. 운송 화물수송기는 이것들로 한정되지는 않지만, 바다 선적 화물선, 트럭 운송 화물수송기 (예컨대 트랙터 트레일러), 철도 차량, 및 화물 선적을 운반할 수 있는 비행기를 포함하여, 시스템을 운반 및/또는 저장에 사용될 수 있는 어떠한 용기를 의미한다. 일부 실시예에서, 토트는 시스템 또는 용기의 온도를 모니터링 및/또는 운용기록하기 위한 장치를 더 포함한다. 이러한 장치는 Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathon, Testo, 및 Hobo를 포함하는 제조업체로부터 시중에서 입수가능하다.
위에서 언급한 바와 같이, 한개 이상의 토트 또는 포장 모듈을 단일 운송 화물수송기에서 사용할 수 있고, 그러므로, 각각은 다른 식품은 물론이고 다른 가스상 환경을 갖도록 구성될 수 있다. 게다가, 배달시에, 운송 화물수송기를 개방하는 것은 어떠한 토트나 포장 모듈의 내부 대기(공기)의 붕괴를 초래하지 않으며, 그러므로, 한개 이상의 토트 또는 포장 모듈은 한 장소에 배달되고 나머지는 다른 장소(들)에 배달될 수 있다. 각각의 토트나 포장 모듈의 크기는 수송 전에 각각의 매입자가 원하는 식품의 수량에 부합하도록 구성될 수 있다. 따라서, 토트 또는 포장 모듈은 바람직하게는 몇 온스의 식품만큼 작게 내지는 50,000 파운드, 또는 1 톤 이상의 식품만큼 많이 함유하도록 치수화될 수 있다. 또한, 수직의 아키텍처는 최대 개수의 팰릿들을 나란히 운송하기 위한 수평선상의 공간 요건을 최소화할 수 있게 해준다. 헤드스페이스를 수평으로 펼치는 실시예는 헤드스페이스가 포지티브로 남아있는 한은 누설 저항을 향유하지 않을 뿐더러, 대규모로 경제적으로 실행가능하지 않을 수 있다. 시스템 당 포장 모듈의 수는 시스템을 운반 및/또는 저장하는데 사용되는 운송 화물수송기의 크기와 포장 모듈의 크기 둘다에 의존한다. 시스템 당 포장 모듈의 수의 특정 예는 아래의 특정 실시예의 설명부분에 나와있다.
각각의 포장 모듈의 크기는 약 500 파운드 또는 그 이상의 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 수송품이 단일 토트 안에 포장될 수 있도록 충분히 크게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 약 500 파운드, 또는 다르게는, 약 1000 파운드, 또는 다르게는, 약 2000 파운드, 또는 다르게는, 약 2000 파운드 이상의 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품이 단일 토트 안에 포장될 수 있다. 이렇게 큰 사이즈는 토트를 적층할 필요없이 운송 화물수송기를 꽉 채울 수 있게 해주며, 따라서 가스상 헤드스페이스를 염두해둔다. 만약 포장 모듈이 운송 화물수송기의 내부 치수보다 더 작다면, 비계(스캐폴딩)를 채용하여 포장 모듈을 저장하고 적층을 허용할 수 있다.
또다른 실시예에서, 시스템은 한개 이상의 토트를 포함하며, 각각의 토트는 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 함유한다. 이 실시예에서, 토트는 산소 제거장치를 포함하는 별도의 모듈에 분리가능하게 연결된다. 별도의 모듈은 산소 제거장치가 수소 연료 전지일 때 수소 공급원을 또한 함유한다. 산소 제거장치는 별도의 모듈이 연결되어 있는 토트의 모두로부터 산소를 제거하는 역할을 한다. 이 실시예에서, 물리적 연료 전지가 토트의 외부에 있지만 토트의 가스상 환경과 직접 소통한다. 일부 실시예에서, 애노드와 캐소드에서 생성된 생성물은 토트 내부에 유지된다. 그러한 실시예에서, 연료 전지는 그것의 생성물이 토트 내부에 유지되기 때문에 토트의 내부인 것으로 해석된다. 또다른 실시예에서, 연료 전지에 의해 생성된 물은 토트의 외부로 방출된다. 또다른 실시예에서, 토트는 단단한 토트이고 별도의 모듈은 연결된 토트에서 포지티브 압력을 유지하기 위해 가스 공급원을 더 포함한다. 용기는 선택적으로 연료 전지 작동을 지시해주는 지시자는 물론이고, 토트내 산소 수준, 수소 수준, 및 온도를 모니터링하기 위한 모니터를 포함한다. 일 실시예에서, 모듈은 포장 모듈과 유사한 크기를 갖는 박스이다. 또다른 실시예에서, 모듈은 시스템을 운반 및/또는 저장하는데 사용되는 운송 화물수송기의 벽, 덮개, 또는 문에 부착된다.
일부 실시예에서, 시스템 및/또는 운송 화물수송기는 또한 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 신선도를 보존하기에 충분한 포장 모듈 의 온도를 유지시키기 위한 냉각 시스템을 포함한다. 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 신선도를 보존하는데 요구되는 온도는 그 식품의 성질에 의존한다. 당업자는 시스템 또는 운송 화물수송기에서 운반 또는 저장되고 있는 재료에 필요한 적절한 온도를 알거나 또는 결정할 수 있을 것이다. 식품의 운반 및/또는 저장을 위해서 온도는 일반적으로 약 30 ℉ (화씨)에 있다. 온도는 일반적으로 32-38 ℉의 범위, 보다 바람직하게는 32-35 ℉의 범위, 가장 바람직하게는 32-33 ℉ 또는 28-32 ℉의 범위에서 유지된다. 예를 들어, 운반 또는 저장하는 동안 어류를 보존하는데 적절한 온도는 32-35 ℉ 사이이다. 온도의 변화는 온도가 식품을 보존하기 위한 범위 내에 유지되는 한은 허용된다. 일부 실시예에서, 토트는 시스템 또는 용기의 온도를 모니터링 및/또는 운용기록하기 위한 장치를 더 포함한다. 이러한 장치는 Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathon, Testo, 및 Hobo를 포함하는 제조업체로부터 시중에서 입수가능하다.
일 실시예에서, 시스템은 식품-보존 냉장 온도에서 포장 모듈을 유지할 수 있다. 대안으로서는, 시스템을 운반 및/또는 저장하는데 사용되는 운송 화물수송기는 식품-보존 냉장 온도에서 포장 모듈을 유지할 수 있는 냉장 운송 화물수송기이다 .
운반 또는 저장하는 동안 과잉의 수소에 식품이 노출되는 것을 제한하는 것이 바람직할 수 있음을 고려한다. 그러므로, 일부 실시예에서, 토트 또는 시스템은 토트 환경에 존재하는 수소에 식품의 노출을 최소화하도록 구성된다. 이것은 기계적 방법, 화학적 방법, 또는 이들의 조합을 써서 토트 또는 시스템에서 과잉의 수소를 제거함으로써 달성될 수 있다. 수소를 제거하는 화학적 방법의 예에는 수소를 흡수하는 폴리머 또는 다른 화합물로 구성된 수소 싱크대의 사용이 포함된다. 수소 흡수체로 사용하기에 적합한 화합물은 당업계에 공지되어 있으며 시중에서 입수가능하다. ("Hydrogen Getters" Sandia National Laboratories, New Mexico; REB Research & Consulting, Ferndale, MI.) 화합물은 토트에 존재하거나 또는 연료 전지의 캐소드와 직접 소통할 수 있다.
과잉의 수소는 토트 환경 안으로 수소의 흐름을 조절하거나 폐쇄하는 차단 밸브 또는 흐름 제한장치의 사용을 포함하여, 기계적 수단을 채용함으로써 제한될 수 있다. 수소의 조정은 최소 셋팅점 아래로 산소 수준이 떨어질 때 수소 흐름이 최소화되거나 제거되도록, 수소 공급원에 연결된 산소 센서를 사용함으로써 조절될 수 있다.
본 발명의 추가의 관점은 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및 저장하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 위에서 설명한 바와 같은 포장 모듈과 시스템을 이용한다. 바람직한 실시예에서, 방법은 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 삽입한 후에 포장 모듈에서 산소를 제거하여, 포장 모듈 내에서 감소된 산소 환경을 생성하는 것을 포함한다. 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품에 더하여, 포장 모듈은 제한된 산소 투과성의 압력-안정적인 밀봉가능한 토트와 산소 제거장치를 포함한다. 포장 모듈 내에 감소된 산소 환경은 예를 들어, 토트를 플러싱하기 위해 진공의 적용 및/또는 낮은 산소 가스 공급원의 도입을 통해, 토트 내의 환경을 플러싱함으로써 만들어진다. 토트를 플러싱한 후에, 토트 내의 환경은 낮은 산소 환경이 된다. 토트는 낮은 산소 가스로 채워져, 초기의 헤드스페이스가 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 헤드스페이스에 있는 가스는 적어도 99 부피 퍼센트의 산소 이외의 가스를 포함하도록, 초기의 가스상 헤드스페이스를 제공한다. 토트는 그후에 밀봉된다.
또다른 관점에서는, 본 발명은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 및/또는 저장하기 위한 방법을 제공한다. 이 관점은 운송 용기 내에서 개별 토트에 저장되는 산화하여 분해할 수 있는 식품을 둘러싸는 대기 분위기로부터 산소의 선택적인 주기적인 제거를 가능하게 하는 본원에서 설명된 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 산화하여 분해할 수 있는 식품(들)을 갖는 토트로부터 산소를 제거하기 위한 방법을 포함하여, 이 방법은 다음을 포함한다:
a) 밀봉가능한 가스 입구 포트와 밀봉가능한 가스 배출구 포트를 갖는 토트 (두개의 포트 모두 토트의 헤드스페이스에 위치하며 이때 토트는 접거나 확장시 구멍이 나지 않는, 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료를 포함한다);
b) 산화하여 분해할 수 있는 식품(들)을 입구 및 배출구 포트가 막히지 않도록 하는 양으로 상기 토트에 추가하는 단계;
c) 토트를 밀봉하는 단계;
d) 토트에서 남아있는 가스상 헤드스페이스에서의 산소 함량을 약 1500 ppm을 넘는 수준으로 증가시키지 않으면서 식품 안으로의 가스의 흡수를 허용하기에 충분한 부피의 가스상 헤드스페이스와 토트에서의 낮은 산소 분위기를 제공하기 위해, 배출구 포트를 통해 가스를 방출하면서 충분한 양의 낮은 산소 가스 공급원을 입구 포트를 통해 토트 안으로 주입함으로써, 낮은 산소 가스 공급원으로 토트의 한번 이상의 초기 플러싱을 수행하는 단계;
e) 입구 및 배출구 포트를 밀봉하는 단계; 및
f) 선택적으로는, 남아있는 가스상 헤드스페이스에서의 산소 농도가 어떤 시점이든지 1500 ppm를 초과하지 않도록, 플러싱 후에 충분한 가스상 헤드스페이스가 남아있어 식품 안으로의 가스 흡수를 보상할 수 있도록, 토트를 낮은 산소 가스 공급원으로 주기적으로 플러싱하는 단계.
낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 CO2 또는 CO2 를 그것의 성분들 중 하나로 함유하는 가스들의 혼합물로 구성된다. 일 특정 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 100% CO2 이다. 또다른 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 CO2 와 질소 또는 다른 불활성 기체의 혼합물이다. 불활성 기체의 예에는 이것으로 한정되지는 않지만, 아르곤, 크립톤, 헬륨, 산화질소, 아산화질소, 및 제논이 포함된다. 가스 공급원의 본질(정체)은 식품에 적합한 것으로 변할 수 있다. 예를 들어, 연어의 운반과 저장에 사용되는 낮은 산소 가스 공급원은 바람직하게는 100% CO2 이다. 틸라피아와 같은 다른 어류는 바람직하게는 낮은 산소 가스 공급원으로서 60% CO2 및 40% 질소를 사용하여 저장되거나 운송된다.
포장 모듈에서 산소 제거장치는 운반 및/또는 저장하는 동안 산소 수준을 신선도의 저하 또는 재료의 부패를 초래하게 될 수준 아래로 유지하도록 하기 위해, 산소가 존재하는 한 작동된다. 이러한 감소된 수준의 산소는 운반 및/또는 저장의 기간 동안 산소 제거장치에 의해 유지될 수 있다. 감소된 산소 환경에서 산소의 수준은 1% 미만 산소, 보다 바람직하게는 0.1% 미만, 가장 바람직하게는 0.01% 미만 산소이다.
일정 기간 후에, 토트에 존재하는 산소 수준은 식품과 토트 환경 사이의 가스상 교환이 자연적 최소화 또는중지에 도달했기 때문에, 감소된 수준으로 유지된다. 일 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원은 가스상 교환의 자연적 최소화 또는 중지를 허용하기에 충분한 초기의 일정 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍될 수 있다. 바람직하게는, 낮은 산소 가스 공급원은 대략 0.5 시간에서 50 시간 사이의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되고, 보다 바람직하게는, 낮은 산소 가스 공급원은 대략 1시간에서 25 시간 사이의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되며; 보다 바람직하게는, 낮은 산소 가스 공급원은 대략 2 시간에서 15 시간 사이의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되며; 보다 더 바람직하게는, 낮은 산소 가스 공급원은 대략 3 시간에서 10 시간 사이의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍된다.
대안으로서는, 낮은 산소 가스 공급원은 산소 수준이 미리 정해진 수준 아래에 도달하여 유지될 때 작동을 멈추도록 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서는, 산소 수준이 5% 산소 v/v 아래에 도달하여 유지되거나, 또는 다르게는, 산소 수준이 1% 산소 v/v 아래에 도달하여 유지되거나, 또는 다르게는, 산소 수준 이 0.1% 산소 v/v 아래에 도달하여 유지되거나, 또는 다르게는, 산소 수준이 약 1500 ppm 산소 아래에 도달하여 유지된다.
일부 실시예에서, 낮은 산소 가스 공급원으로 초기의 플러싱은 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 운송 및/또는 저장 동안에 낮은 산소 환경을 유지하기에 충분하다.
연료 전지가 토트의 외부에 있는 모듈에 존재하는 실시예에서는, 모듈은 가스상 교환의 자연적 최소화 또는 중지를 허용하기에 충분한 초기 일정 기간 이후에 또는 산소 수준이 위에서 논의한 매개변수들에 따라 미리 정해진 수준 아래에 도달하여 유지될 때 제거될 수 있다. 토트 내에서 포지티브 압력을 유지하는데 사용되는 어떠한 외부 가스 공급원도 식품과 토트 환경 사이의 가스상 교환이 자연적 최소화 또는 중지에 도달한 후에 역시 제거될 수 있는데, 이는 토트내의 압력 변화를 보상할 필요성이 최소화되기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 방법은 위에서 설명한 바와 같이 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 재료를 운반 또는 저장하기 위한 시스템에 관한 것이다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 방법은 단일 화물운송용기에 한개 이상의 포장 모듈을 운반 또는 저장하는 것을 포함한다. 이 실시예에서, 개별의 포장 모듈 또는 토트는 시스템으로부터 별도로 떼어낼 수 있다. 이러한 특징은 시스템에 남아있는 포장 모듈 또는 토트의 온전함을 방해하지 않으면서, 개별 포장 모듈, 또는 포장 모듈의 토트의 송달을 가능하게 한다.
토트, 포장 모듈 및/또는 시스템은 그다음, 산화에 의해 분해될 수 있는 재료, 예를 들어 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을, 오랜 기간 동안 운반 및/또는 저장하는데 사용된다. 바람직하게는, 오랜 기간은 1일에서 100일 사이이며; 보다 바람직하게는 오랜 기간은 5일에서 50 일 사이이고, 보다 더 바람직하게는 오랜 기간은 15일에서 45일 사이이다.
본원에서 설명한 방법은 표준 MAP 기술이나 다른 표준 식품 저장 방법을 사용할때는 불가능한 장기간 동안, 산화에 의해 분해될 수 있는 재료를 운반 또는 저장이 가능하게 한다. 연장된 기간은 산화에 의해 분해될 수 있는 재료의 성질에 따라 변할 것이다. 본원에 개시된 방법을 사용하면, 신선한 연어를 보존 방식으로 적어도 30일의 장기간 동안 저장 또는 운반할 수 있을 것으로 예상된다. 대조적으로, 신선 연어는 감소된 산소 환경이 없을 때는 단지 10-20 일 사이의 기간 동안만 보존 방식으로 저장 또는 운반될 수 있다. (실시예 참조).
특정 실시예의 설명
하기의 설명은 본 발명에서 사용될 수 있는 특정 실시예를 설명한다. 특정 실시예는 본 발명의 가능한 구성 및 사용들 중 하나이며 본 발명을 제한하는 어떠한 방식으로 해석되어서는 안된다.
본 발명은 특히 예컨대 연어와 같은 어류의 운반 및 저장에 적합하다. 특히, 본 발명은 양식 칠레산 연어를 운송(해운) 화물수송기를 통해 미국에 있는 목적지까지 수송이 가능하다. 이 운반의 기간은 (대략 30 일) 연어의 신선도를 보존하기 위해서 본 발명의 사용을 필요로한다. 종래에는, 칠레산 연어는 연어가 상하기 전에 미국에 있는 목적지에 도착하기 위해서는 반드시 항공 화물운송으로 수송되어야만 했다.
연어는 케이스에 미리 포장된다. 각각의 케이스는 약 38.5 파운드의 연어를 함유한다. 이들 케이스의 64개는 한개의 토트 안에 놓인다. 토트는 대략 50"×42"×130", 42"×50"×130" 또는 48"×46"×100"의 크기이고 폴리/나일론 블렌드 재료로 만들어진다. 토트는 충분한 가스상 헤드스페이스를 제공하고 CO2 (및 산소) 흡수를 허용하기 위해서 약 35 % 또는 50% 만큼 더 커진다. 토트는 하나의 미리밀봉된 단부와 하나의 밀봉가능한 단부를 갖는다. 토트는 미리밀봉된 단부를 아래로 하여 팰릿 위에 놓인다. 팰릿은 바람직하게는 토트를 보호하고 토트에 안정성을 제공하기 위해 보호용 시트로 덮힌다. 연어의 64개 케이스는 토트에 적층된다. 토트의 개략도는 도 1에 나와있다.
이상적으로는 연어 케이스와 동일한 치수를 갖는 또다른 박스가 토트에 추가된다. 이 박스에는 하나 또는 다수의 수소 연료 전지 및 수소 공급원이 들어있다. 수소 공급원은 순수한 수소를 함유하는 주머니이다. 주머니는 수소 연료 전지가 운반 및/또는 저장 기간 동안 토트 안에 존재하는 어떠한 산소를 물로 변환시키도록, 연료 전지의 애노드와 직접 소통하도록 구성된다.
박스는 또한 토트 내부의 공기를 순환시켜 산소 제거장치와 토트 환경에서의 산소 사이의 접촉을 촉진시키기 위한 팬을 포함한다. 팬은 연료 전지가 분리된 배터리에 의해 산소를 물로 변환할 때 발생된 에너지로부터 동력을 얻는다.
더욱이, 박스는 운반 및/또는 저장의 기간 동안 온도 변화를 기록할 수 있게 해주는 온도 기록장치를 함유한다. 유사하게는, 박스는 운반 및/또는 저장의 기간 동안 산소 수준을 기록할 수 있도록 하는 산소 수준 기록장치를 함유한다. 박스는 또한 토트내의 산소 수준이 지정된 최대 수준을 초과하거나 온도가 지정된 최대 수준에 도달했을 때에 대해서 경고를 해주는 지시자를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서는, 지시자가 만약 산소 수준이 0.1% 산소를 초과하고 만약 만일 온도가 38 ℉를 초과하면 경고할 것이다. 박스는 수소 수준과 연료 전지 작동을 모니터링해주는 모니터를 더 포함할 수 있다. 박스는 바람직하게는, 가시적인 지시자, 예컨대 LED 라이트와 함께, 예컨대 무선 주파수 전송과 같은 무선 통신을 사용하는, 가시적인 지시자, 예컨대 LED 라이트를 선택적으로 더 포함하며, 이것은 박스 안의 디바이스들의 문제점을 표시해주고 만일 산소 또는 온도 한계가 초과되면 시스템이 도달하는 즉시 사용자에게 알려준다.
연어 케이스와 박스는 그후 단일화(결합)하고 (구석에 몰고 끈으로 묶는다) 토트는 상기 결합된 스택의 모든 4개의 측면 둘레를 끌어올려 토트의 개방 단부가 열 접착기 안으로 모인다. 잔류 산소가 약 5% v/v 미만, 그리고 바람직하게는 약 1% v/v미만이 될때까지 100%까지의 이산화탄소의 가스 플러싱을 수행한다. 토트는 초기의 헤드스페이스가 토트의 약 50 또는 30 부피 퍼센트를 차지하도록 이산화탄소로 과충전된다. 토트의 환경이 그렇게 수정된 후에, 열 밀봉 싸이클이 개시되고 토트는 밀봉되어, 포장 모듈을 형성한다. 연료 전지는 운반과 저장 기간동안 작동하여, 토트 재료를 통해 또는 토트의 밀봉에서 확산에 의해 포장 모듈 안으로 도입된 어떠한 산소를 제거한다. 소량의 산소는 또한 포장 모듈내에서 어류 또는 포장 재료에 의해 방출될 수 있다. 사용되는 연료 전지의 타입은 산소와 수소를 물로 변환시키기 위해 어떠한 외부 동력 공급원도 필요하지 않은 PEM 연료 전지이다. 도 3 참조.
포장 모듈은 설명된 바와 같이 구성된 추가의 포장 모듈과 함께 냉장 운송 화물수송기 안으로 넣어진다. 도 2 참조. 포장 모듈의 이 시스템은 냉장 바다 선적 화물선 안에 넣어진다. 운송 화물수송기는 연어를 칠레에서 미국까지 운반한다. 미국에 있는 첫번째 목적지에 도달한 후에, 특정 수의 포장 모듈이 운송 화물수송기로부터 제거된다. 토트의 각각이 산소를 제거하는 연료 전지를 함유하기 때문에, 화물수송기에 남아있는 포장 모듈은 바다 선적 화물선을 타고 또는 2차 육지 또는 항공 운송 화물수송기에 의해, 감소된 산소 환경 하에서 다른 목적지로 운반될 수 있다.
실시예 1
2개의 벤치 탑 단단한 용기를 구성하였고, 하나는 연료전지가 있고 하나는 연료 전지가 없다. 밀봉가능한 뚜껑이 있는 2개의 9-리터 플라스틱 식품 저장 용기를 가스가 플러싱되고 계속적으로 (매우 낮은 압력에서) 각각의 용기 안으로 도입될 수 있도록 변경하였다. 시중에서 입수가능한 연료 전지 (hydro-GeniusTM Dismantable Fuel Cell Extension Kit, The Fuel Cell Store를 통해 구매함)를 하나의 9 리터 단단한 용기의 뚜껑 안에 설치하여, 수소가 또한 단단한 용기의 외부로부터 연료 전지의 (끝이 막힌) 애노드 측 안으로 직접 도입될 수 있도록 하였다. 연료 전지의 캐소드 측은 용기 가스가 연료 전지 캐소드에 자유롭게 접근할 수 있도록 하는 대류 흐름 플레이트가 장착되었다. 수소 가스의 화학적 공급원으로서 (물과 혼합할 때) 수소화붕소나트륨은 Fuel Cell Store로부터 구매하였다. 수소화붕소나트륨(NaBH4) 반응기를 2개의 플라스틱 병으로부터 구성하여, 수소를 연료 전지 안으로 끊임없이 밀어넣고 과잉의 수소 생산과 소비를 조절하기 위해 유체 정압이 가해질 수 있도록 하였다. 이는 장기간 동안(일수) 무인 수소 생산 및 연료 전지 안으로의 도입을 가능하게 하였다.
대형 가정용 냉장고와 함께, 이산화탄소 실린더(가스), 조절기, 밸브 및 튜빙을 구매하였다. 냉장고는 배관 공사되어 외부 이산화탄소가 계속적으로 단단한 용기 안으로 도입되고 수소는 연료 전지로 도입되도록 하였다.
벤치 탑 시스템은 유입 밸브를 열어두고 유출 밸브를 차단하고, 두개의 용기 모두를 CO2의 매우 낮은 일정한 압력 하에서 유지하면서, 초기의 산소 수준을 CO2와 함께 1% 가까이 낮게 플러싱함으로써 테스트하였다. 연료 전지가 하나의 용기로부터 남아있는 산소를 소비하는 동안에, (Dansensor) CO2/산소 분석기를 사용하여 시간에 걸쳐 산소와 CO2 농도를 측정하였다. 연료 전지가 없는 용기는 산소 수준을 0.3% 아래로 유지할 수 없는 반면, 연료 전지를 갖는 용기는 산소 수준을 0.1% 아래로 유지할 수 있음이 확인되었다.
첫째날에, 신선 칠레산 대서양 연어 필레를 현지 (Sand City, CA) 소매점으로부터 직접 구입하였다. (지방 없는 허리부분)이 6일 전에 칠레에서 포장되었음이 표시된 라벨이 붙은 스티로폼 용기에서 연어를 꺼냈다. 소매 상 아울렛 직원은 6개의 필레살 (각각 2개)을 소매상 전시 트레이에 넣고, 3개 트레이의 각각을 스트레치 포장하고, 무게를 달고 라벨을 붙였다.
이러한 3개의 패키지를 아이스에 실험실로 운반하였고 거기서 각각의 트레이를 반으로 절단하여, 각각의 패키지의 절반은 다른 처리를 하는 나머지 절반과 직접 비교될 수 있도록 하였다. 패키지 절반을 3개의 처리 그룹에 배치하였다; 1.) 공기 대조군, 2.) 100% CO2, 연료 전지 산소 제거장치 없음, 3) 연료 전지 산소 제거장치와 함께 100% CO2 . 3가지 처리 모두 실험기간 동안 36 F도에서 동일한 냉장고에 저장하였다. 아래에 기재된 바와 같이 산소와 CO2 수준을 매일 모니터링하고 관능 평가를 수행하였다. 산소의 초기 제거 후에, 산소 수준은 계기장비에 의해서는 감지할 수 없는 수준으로 계속 남아있었다. 결과는 표 2에 나와있다.
일수 연료 전지 - O 2 수준 연료 전지 없음- O 2 수준
0 0.0 0.0
1 0.0 0.5
2 0.0 0.7
3 0.0 0.7
4 0.0 0.8
5 0.0 0.8
6 0.0 0.8
7 0.0 0.8
8 0.0 0.7
9 0.0 0.7
10 0.0 0.7
14 0.0 0.6
16 0.0 0.5
19 0.0 0.4
22 0.0 0.3
실험 기간동안의 산소의 수준은 도 4에 그래프로 나와있다.
관능 평가:
냉장고에 3개의 처리물을 넣은지 7일 후에, 공기 대조군은 냄새에 의해 미미하게 부패됨을 판단하였고 36 ℉에서 8일째 날에 허용불가할 정도로 부패하였다. 이는 공기 대조군 필레살에 대해서 생산으로부터 대략 13 일 그리고 36 ℉에서 7일 (미지의 온도에서 처음 6일 후에)의 전체 유통 기한을 확립하였다.
높은 CO2 환경에서 22일 후에 (+ 테스트가 시작되기 전 6일을 더함) 연료 전지와 비-연료 전지 처리로부터의 필레살을 용기로부터 제거하고 4명의 감각(관능) 패널리스트에 의해 평가되었다. 평가 스케일은 5 = 매우 신선함, 4 = 신선함, 3 = 약간 신선하지 않음, 2 = 신선하지 않음, 1 = 허용불가 였다. 그대로의 감각 결과는 표 3에 나와있다.
일수 6 + 22
처리-샘플 신선한 냄새 산패한 나쁜 냄새 고기살 색깔 (핑크-오렌지) 광택 선명도 지방
색깔 		지방
냄새 		단단함
(굳기) 		습윤 점액성
(끈적임)
연료 전지로 평균 평가 4.3 4.5 4.8 3.8 3.8 3.7 4.0 4.0 4.7
연료 전지 없이 평균 평가 2.9 3.1 2.8 2.5 3.0 3.3 4.0 4.0 4.7
36 ℉에서 공기중에서 추가로 6일 저장한 후에, 나머지 샘플들은 날것으로 사진을 찍었고 "연료 전지 없는" 샘플은 주로 산패한 나쁜 냄새 (미생물 부패 없음)와 매우 노르스름한 고기살 색깔 때문에 먹을 수 없는 것으로 간주되었다. " 연료 전지" 샘플은 원시 색깔과 냄새에서 신선한 (4) 것으로 평가되었다. 이 샘플들은 그후 조리되어 4 명의 패널리스트에 의해 풍미(맛)와 질감에 대해 평가를 받았고 두가지 특성 모두에서 신선한 (4) 것으로 평가되었다. 연어 샘플들의 시각적 비교는 도 5에 제시되어 있다.
요약하면, "연료 전지" 샘플은 전체 34 일의 신선한 유통 기한 후에도 여전히 신선한 것으로 평가된 반면, "연료 전지 없는" 샘플은 허용불가였다.
실시예 2
도 7 은 약 30 부피 퍼센트의 초기의 헤드스페이스를 갖는 이산화탄소로 가스 플러싱한 직후에 가요성 토트 (앞서 개시된 바와 같음)를 보여준다. 각각의 토트는 대략 42"× 50"× 130" 이고 54개의 개별 카톤에 들어있는 대략 2,000 내지 2,200 파운드의 어류를 함유한다. 다른 크기의 토트, 예를 들어, 50"× 42"×130" 또는 48"× 46"× 100" 의 크기를 갖는 토트도 또한 사용될 수 있다. 토트는 처음에 질소로 플러싱되었다 (밸브 및 배관을 통해). 약 8 이상의 시간 후에, 토트를 이산화탄소으로 플러싱하여, 연료 전지를 켜기 전에 매우 낮은-산소 수준을 달성하였다. 질소 플러싱은 오로지 한번의 CO2 플러싱 작업과 연료 전지를 사용하여 대체될 수 있다고 생각된다. 구멍을 절단하여 (유입과 유출) (또는 배관을 사용할 수 있음) 토트 안으로 CO2를 처음에 플러싱하여 90% 보다 더 큰 CO2 에 도달하였다. 또한, 질소 플러싱을 채용하여 산소 수준을 약 1% 산소까지 낮출 수 있고 그 후에는 밸브를 잠그고 적어도 9 시간동안 기다려서 포획된 산소가 포장과 제품으로부터 발달하도록 하였다. 그 시점에서 (9 시간 후) 산소는 일반적으로 1.5 내지 2%까지 올라가고 토트는 CO2 로 적어도 90% 까지 (1,500 ppm 미만 산소)플러싱하고 수송을 위해 밸브를 닫는다. 대부분의 MAP 공정은 "인 라인" 으로 행해지는데 이 과정은 "오프 라인" 으로 행해진다는 사실과 함께 본 발명자들이 2,000 파운드 패키지(40 파운드 패키지 대신에)를 취급하고 있다는 사실은 복합(다중) 가스 플러싱을 더 긴 시간의 기간동안 경제적으로 실행가능한 것으로 만들어준다.
도 8 은 운반과 저장 후, 17일 후에 동일한 가요성 토트를 보여준다. 토트는 토트의 운반 및 취급/저장 동안 내내 어류 안으로 CO2 의 흡수를 수용할 공간을 제공하기 위해, 토트내부에 처음에 높은 부피의 CO2 허용하였다. 게다가, 초기의 가스상 헤드스페이스는 산소 제거에 의해 부압이 발생되지 않도록 막아주었다. 이 토트는 누출되지 않았으며 도 8에서 보이는 수축의 정도는 (도 7과 비교할때 ) 운반하는 17 일 동안에 CO2 흡수에 주로 기인한다는 점이 주목할 만하다. CO2 수준은 운반과 저장하는 동안 내내 90% 보다 위에서 유지되었다. 어류는 그후 신선도를 평가하였다.
도 9 는 약 1 톤의 어류, 수소 주머니 그리고 연료 전지, 토트에서의 산소 수준이 감소된 산소 환경으로 설명되는 수준을 초과하는지 여부를 나타내주는 산소 지시자, 및 산소 수준, 수소 수준, 연료 전지 작동, 및 온도를 모니터링해주는 모니터를 포함하는 박스를 포함하는 토트를 도시한다. 박스는 박스안의 디바이스 중 어떤 것의 문제점을 표시해주는 LED 라이트와, 만일 산소 또는 온도 (시간과 온도) 한계가 초과된다면 시스템의 도착하는 즉시 사용자에게 알려주는 무선 경보 시스템를 더 포함한다.
요약하면, 각각의 토트는 약 30 부피 퍼센트의 헤드스페이스를 함유하는 초기의 이산화탄소를 포함하였다. 토트에서의 가스는 운반과 취급하는 동안 내내 90 내지 100% 사이의 CO2 에 머물렀고, 그 결과 미생물 부패가 억제되었다.
실시예 3
도 10을 참조하면, 여기에서 토트(1)는 가요성 산소 불투과성 장벽 층(3), 입구 포트(5) 및 배출구 포트(7)를 포함하며, 이때 입구 포트(5)는 낮은 산소 가스 공급원(9)에 연결된다. 토트(1)는 식품(예를 들어, 어류)(11)과 헤드스페이스(13)를 함유한다. 헤드스페이스(13)는 그 안에 들어있는 식품(11)에 비해 상당히 특대형의 토트를 제공한다. 일 실시예에서, 대형 크기는 토트의 40% 부피 퍼센트 까지의 헤드스페이스를 대비한다.
본원에 개시된 이러한 유례없는 아키텍처는 토트(1)의 핵심적인 대형크기 및 헤드스페이스(13)(도 12 참조), 유입(입구) 및 분출(배출구) 개구부와 가스 플러싱(진공과는 대조적임, 이어서 가스 주입)을 포함한다. 또한, 토트는 산화하여 분해할 수 있는 식품을 토트 내부에 넣음으로써 적재되며, 토트는 팰릿 위에 위치하고 공장 밀봉된 단부(폐쇄된 단부)는 바닥에 있다(토트가 식품의 꼭대기 위에 배치될 때, 공장 밀봉이 상부에 있는 것과는 대조적임). 그 다음, 식품들을 정렬하여 쌓거나 또는 토트 "내부에" 위치시킨 후에, 토트는 팰릿 위에 위치하는 유입 토트의 상단을 가로질러 (식품 위쪽) 열 밀봉된다. 토트를 통한 가스 플러싱을 촉진시켜 산소를 낮추기 위해 유입 (입구)과 분출 (배출구) 개구부가 토트에 채용된다. 가스의 유입은 팰릿의 바닥에 있도록 위치되며, 유출은 반대쪽에 있는 상단부에 있다 (상단에서 바닥으로 플러싱을 조장하기 위함). 밸브 또는 구멍(위쪽을 테이핑함)을 유입 및/또는 유출에 사용할 수 있다. 공기보다 훨씬 더 무거운 CO2를 사용하는 경우, CO2 를 천천히 토트의 바닥안으로 흘려보내어, 토트가 마치 수영장처럼 분출구 위와 아래로 공기를 밀어내는 CO2 로 가득찬다. 플러싱 후에 마지막 단계는 분출구 (배출구 포트)를 폐쇄하고 저-산소 가스(들)의 유입 (입구)을 차단하기 전에, 토트의 헤드스페이스 영역을 팽창시켜 수두압과 토트의 헤드스페이스를 최대화하는 것이다. CO2 수준이 90+%에 도달한 후에는, 가스 흐름은 멈추고 토트는 하루 또는 그 이상까지의 몇 시간동안 유지되어, 차후의 플러싱/충전이 잔류 산소의 과반수를 제거할 수 있도록, 포획된 산소가 포장과 상하기 쉬운(부패성) 내용물 밖으로 확산할 수 있도록 해준다. 오랜 기간의 완전한 CO2 흡수 및 토트 안으로의 공기의 누출(누출이 존재할 것임)을 막기위한 여분의 헤드스페이스에 의해 생성되는 여분의 저장소 (그리고 약간의 포지티브 압력) 때문에, 핵심적인 대형크기의 헤드스페이스는 필요한 것으로 남아있다.
도 12 에서 보이는 바와 같이, 토트(1)는 또한 가요성 토트의 최대화된 헤드스페이스(13) 높이에 의해 생성되는 "수두압"을 이용한다. 수직의 토트에 한정되는 CO2 의 높이는 마치 팽창된 풍선처럼, 포지티브 압력을 만들어내는 것으로 여겨진다. 비록 도 12에서 토트가 스트레칭에 의해 완전히 가압되지는 않지만, 적합한 재료로부터 토트를 구성함으로써 그것이 가능할 수 있다.　 일 실시예에서, 토트는 대기 압력 위에서 약 2.2 인치의 물기둥(수주관) 이상의 압력으로 팽창되고 약 1.8 인치의 물기둥까지 내려가는 쇠퇴는 누출을 탐지하도록 되어있다.　 토트가 누출 테스트 (6분 또는 그 이상)를 통과한 후에 토트는 그다음 가스 플러싱되고 최종 가스 플러싱은 약 0.5 이하 인치의 물기둥을 초래하는 것으로 예상된다. 토트는 그 시점에 "부풀어 오른다". 플라스틱은 수직 방식으로 확대되도록 구성되고 그러한 방법과 재료는 당업계에 공지되어 있다. 초기의 토트 수두압은 대기 압력 위에서 물기둥의 약 0.1 내지 약 1.0 인치 이상의 범위가 될 수 있다. 게다가, 수직의 아키텍처는 최대 개수의 팰릿들을 나란히 운송하기 위한 수평선상의 공간 요건을 최소화할 수 있게 한다. 토트의 겨우 20%의 확장 만이 수평 방향이며, 가스상 확장의 나머지는 수직 방향이므로, "수두압"과 헤드스페이스 높이를 만들어낸다.
특정 실시예에서는, 복합(다중) 초기의 가스 플러싱과 함께 연합하는 헤드스페이스가 계속적인 산소 모니터링이나 초기의 복합(다중) 가스 플러싱을 넘어서는 추가의 주기적인 가스 플러싱을 필요로하지 않도록 하기 위해 토트가 매우 큰 헤드스페이스를 수용할 수 있다(주로 CO2 흡수를 수용하고 공기 누출에 대해 보호하고/지연시킴). 토트가 산화하여 분해할 수 있는 식품과 함께 밀봉되고 처음 72 시간 동안에 초기의 가스 플러싱이 주기적으로 진행될 수 있음이 예상된다. 대안으로서는, 초기의 가스 플러싱은 토트가 밀봉되고 맨 처음의 72 시간 이하의 시간 동안 또는 다르게는는, 처음 60 시간, 또는 다르게는, 처음 48 시간, 또는 다르게는, 처음 24 시간 동안에 진행될 수 있다.

Claims (81)

  1. 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 운반 또는 저장에 유용한 포장 모듈로서,
    a) 접거나 확장시킬 때 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료로 구성되는, 제한된 산소 투과성과 가스상 헤드스페이스의 압력-안정적인 밀봉된 토트;
    b) 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품;
    c) 수소와 산소를 물로 변환시킬 수 있는 연료 전지; 및
    d) 수소 공급원을 포함하며; 그리고
    e) 또한, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 99 부피 퍼센트의 산소 이외의 가스를 포함하며, 토트의 초기의 가스상 헤드스페이스의 20% 이하는 수평 방향이고, 초기의 가스상 헤드스페이스의 나머지는 수직 방향인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 90%의 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 30% 내지 35%를 차지하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  4. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 총 내부 부피의 35% 내지 60%를 차지하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  5. 제 1항에 있어서, 수소 공급원을 토트의 내부에 유지시키는데 적합한 홀딩 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  6. 제 5항에 있어서, 토트에서의 수소 공급원을 위한 홀딩 요소는 수소 공급원과 연료 전지를 홀딩하도록 구성된 박스인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  7. 제 1항에 있어서, 포장 모듈은 운반이나 저장하는 동안 포장 모듈 내에 포지티브 압력을 유지시키기 위한 가스 공급원을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  8. 제 1항에 있어서, 식품은 어류인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  9. 제 8항에 있어서, 어류는 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크, 광어, 대구, 및 북극 곤들매기로 구성되는 그룹에서 선택된 선어(fresh fish)인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  10. 제 9항에 있어서, 선어는 연어 또는 틸라피아인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  11. 제 1항에 있어서, 수소 공급원은 주머니 수소 공급원 또는 단단한 용기 수소 공급원으로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  12. 제 1항에 있어서, 수소 공급원은 이산화탄소와 5부피% 미만의 수소를 포함하는 가스상 혼합물인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  13. 제 1항에 있어서, 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  14. 제 13항에 있어서, 팬은 연료 전지에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  15. 한개 이상의 포장 모듈을 포함하는, 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 운반 또는 저장하는데 유용한 시스템으로서, 각각의 포장 모듈은
    i) 접거나 확장시킬 때 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료로 구성되는, 제한된 산소 투과성과 가스상 헤드스페이스의 압력-안정적인 밀봉된 토트;
    ii) 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품;
    iii) 수소와 산소를 물로 변환시킬 수 있는 연료 전지; 및
    iv) 수소 공급원을 포함하며; 그리고
    v) 또한, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 99 부피 퍼센트의 산소 이외의 가스를 포함하며, 토트의 초기의 가스상 헤드스페이스의 20% 이하는 수평 방향이고, 초기의 가스상 헤드스페이스의 나머지는 수직 방향인 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 90%의 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 내부 부피의 30% 내지 35%를 차지하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 16항에 있어서, 포장 모듈의 외부에 온도 제어 시스템을 더 포함하며, 이때 상기 시스템은 식품의 신선도를 유지시키기에 충분한 수준으로 모듈 내부의 온도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 16항에 있어서, 포장 모듈은 토트의 내부에 수소 공급원을 유지시키기에 적합한 홀딩 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 16항에 있어서, 토트에서의 수소 공급원을 위한 홀딩 요소는 수소 공급원과 연료 전지를 홀딩하도록 구성된 박스인 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제 16항에 있어서, 포장 모듈은 운반이나 저장하는 동안 포장 모듈 내에 포지티브 압력을 유지시키기 위한 가스 공급원을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제 16항에 있어서, 식품은 어류인 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 어류는 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크, 광어, 대구, 및 북극 곤들매기로 구성되는 그룹에서 선택된 선어인 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 선어는 연어 또는 틸라피아인 것을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제 15항에 있어서, 수소 공급원은 수소를 함유하는 주머니인 것을 특징으로 하는 시스템.
  26. 제 15항에 있어서, 수소 공급원은 이산화탄소와 5부피% 미만의 수소를 포함하는 가스상 혼합물인 것을 특징으로 하는 시스템.
  27. 제 15항에 있어서, 포장 모듈은 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  28. 제 27항에 있어서, 팬은 연료 전지에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  29. 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품의 운반 또는 저장 방법으로서,
    a) 접거나 확장시킬 때 구멍이 나지 않는 가요성의, 접을 수 있거나 확장가능한 재료로 구성되는, 제한된 산소 투과성과 가스상 헤드스페이스의 압력-안정적인 밀봉된 토트, 연료 전지, 및 수소 공급원을 포함하는 포장 모듈 내에 감소된 산소 환경을 생성하기 위해 이산화탄소를 흡수하는 산화에 의해 분해될 수 있는 식품을 함유하는 포장 모듈에서 산소를 제거하는 단계;
    b) 토트를 불활성 기체로 플러싱하는 단계로서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 적어도 30 부피 퍼센트를 차지하고 초기의 가스상 헤드스페이스의 가스는 적어도 99 부피 퍼센트의 산소이외의 가스를 포함하며, 토트의 초기의 가스상 헤드스페이스의 20% 이하는 수평 방향이고, 초기의 가스상 헤드스페이스의 나머지는 수직 방향인 단계;
    c) 토트를 밀봉하는 단계;
    d) 산소가 토트에 존재하는 수소에 의해 물로 변환되어 토트 내의 감소된 산소 환경을 유지하도록, 운반 또는 저장하는 동안 연료 전지를 작동시키는 단계; 및
    e) 토트내의 재료를 운반 또는 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품의 운반 또는 저장 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 적어도 90%의 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 29항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 전체 내부 부피의 30% 내지 69%를 차지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 29항에 있어서, 운반 또는 저장은 5 일에서 50 일 사이의 기간 동안인 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 운반 또는 저장은 15 일에서 45 일 사이의 기간 동안인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 32항에 있어서, 운반 또는 저장하는 동안 재료의 신선도를 유지시키기에 충분한 토트 내의 온도를 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 29항에 있어서, 포장 모듈은 토트의 내부에 수소 공급원을 유지시키기에 적합한 홀딩 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 토트내의 수소 공급원을 위한 홀딩 요소는 수소 공급원과 연료 전지를 홀딩하도록 구성된 박스인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 29항에 있어서, 감소된 산소 환경은 1% 미만의 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 37항에 있어서, 감소된 산소 환경은 0.1% 미만의 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 29항에 있어서, 감소된 산소 환경은 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 29항에 있어서, 감소된 산소 환경은 이산화탄소와 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 29항에 있어서, 감소된 산소 환경은 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 29항에 있어서, 감소된 산소 환경은 이산화탄소, 질소, 및 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 29항에 있어서, 식품은 어류인 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 43항에 있어서, 어류는 연어, 틸라피아, 참치, 새우, 송어, 메기, 도미, 농어, 줄무늬 농어, 민어, 전갱이, 해덕, 헤이크, 광어, 대구, 및 북극 곤들매기로 구성되는 그룹에서 선택된 선어인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 44항에 있어서, 선어는 연어 또는 틸라피아인 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 29항에 있어서, 수소 공급원은 수소를 함유하는 주머니인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 29항에 있어서, 수소 공급원은 이산화탄소와 5부피% 미만의 수소를 포함하는 가스상 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 29항에 있어서, 연료 전지는 가스상 교환의 자연적 최소화 또는 중지를 허용하기에 충분한 시간의 초기의 기간 후에 작동을 멈추도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 48항에 있어서, 초기의 기간은 0.5 에서 50 시간 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 48항에 있어서, 연료 전지는 산소 수준이 정해진 수준 아래에 도달하여 유지될 때 작동을 멈추도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 50항에 있어서, 산소의 정해진 수준은 5% 산소 v/v 아래인 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 50항에 있어서, 산소의 정해진 수준은 1% 산소 v/v 아래인 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
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  60. 삭제
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  77. 삭제
  78. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 69부피 퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  79. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 40 내지 69부피 퍼센트인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  80. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스는 토트의 적어도 50부피 퍼센트인 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
  81. 제 1항에 있어서, 초기의 가스상 헤드스페이스에서의 가스는 60% CO2 및 40% 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 모듈.
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