MX2012004978A - Sistemas y metodos para mantener alimentos percederos. - Google Patents

Sistemas y metodos para mantener alimentos percederos.

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Abstract

La presente invención se refiere a sistemas y métodos de envasado útiles para extender la vida de almacenamiento de producto alimenticio tal como pescado fresco. Los sistemas y métodos de envasado pueden ser usados para transportar o almacenar el producto alimenticio por un periodo de tiempo extendido. Los sistemas de envasado preferiblemente emplean un alto espacio libre y arquitectura flexible y pueden usar una celda de combustible para mantener un nivel de oxígeno reducido en un ambiente alto de dióxido de carbono que rodea el producto alimenticio. También se describen métodos útiles para extender la vida dé almacenamiento del producto alimenticio tal como pescado fresco. Los métodos pueden ser usados para transportar o almacenar el producto alimenticio por un periodo de tiempo extendido. Los métodos preferiblemente usan una fuente de gas baja de oxígeno para mantener un nivel de oxígeno reducido en el ambiente que rodea al producto alimenticio.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS PARA MANTENER ALIMENTOS PERECEDEROS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a sistemas y métodos para incrementar la vida de almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables tales como pescado f esco .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La vida de almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables tales como pescado, carne, aves, productos de panadería, frutos, granos, y vegetales está limitada en la presencia de un ambiente atmosférico normal. La presencia de oxígeno a niveles encontrados en un ambiente atmosférico normal conduce a cambios en olor, sabor, color y textura resultando en un deterioro total en la calidad de ios alimentos ya sea por efecto químico o por crecimiento de microo ganismos aeróbicos causantes de deterioro.
El envasado en atmósfera modificada (MAP) ha sido usado para mejorar la vida de almacenamiento y seguridad de productos almacenados por inhibición de organismos y patógenos causantes de deterioro. El MAP es e.'l reemplazo del ambiente atmosférico normal en un paquete de almacenamiento de alimento con un gas único o una mezcla de gases. Los gases usados en el AP son a menudo combinaciones de oxigeno (02) , nitrógeno (N2) , y dióxido de carbono (C02) . En muchos casos, el efecto bacteriostático se obtiene por una combinación de concentraciones reducidas de 02 y aumentadas de C02. Farber, 3. M. 1991. Microbiological aspects of modi ied-atmosphere packaging technology: a review. J. Food Protect. 54:58-70.
En sistemas tradicionales de MAP, la composición del gas de MAP no se manipula después del reemplazo inicial del ambiente atmosférico normal. De este modo, la composición de los gases presentes en el paquete de alimento probablemente cambie con el tiempo. Los cambios en la porción de gas del envasado pueden ser debido a la difusión de gases dentro y fuera del producto, la difusión de gases dentro y fuera del paquete de alimento, y los efectos de metabolismo microbiológico . En ciertos casos, el producto alimenticio absorberá dióxido de carbono (C02) reduciendo la cantidad de C02 en la porción de gas del envasado con un incremento concomitante en las cantidades relativas de otros gases tales como oxigeno. La absorción de dióxido de carbono puede conducir a una presión negativa en la bolsa creando una situación de "vacio" la cual podría potencialmente dañar el producto alimenticio mediante, por ejemplo, la reducción de los niveles por debajo de la concentración de dióxido de carbono efectiva para inhibir el deterioro microbiano del producto alimenticio con incrementos correspondientes en concentraciones de oxigeno residual. El vacio causado por la absorción de CO2 también puede causar fugas, especialmente en bolsas rígidas, resultando en fallas.
El uso de sistemas de MAP y tecnologías relacionadas ha estado en uso para transporte y almacenamiento de productos alimenticios. Sin embargo, estos sistemas imponen limitaciones significantes en el suministro de productos alimenticios que son sensibles a oxidación degradativa, tales como pescado. Primero y muy importante, los procesos de enfriamiento y remoción de oxígeno de estos sistemas se integraron en un contenedor sellado único (típicamente un contenedor de carga refrigerada - una unidad refrigerante) de manera que después de abrir el transporte completo se expone a las condiciones atmosféricas ambientales. Esto limita la capacidad para dividir el producto alimenticio en diferentes sitios de suministro y típicamente requiere que el comprador adquiera el producto completo después de la apertura. Segundo, la integración del proceso de remoción de oxígeno en el contenedor dicta que el rompimiento inadvertido o prematuro del sellado en el contenedor sellado pone el producto completo en riesgo. Tercero, la integración del proceso de remoción de oxígeno en el contenedor de carga no permite separar condiciones atmosféricas dentro del contenedor durante el almacenamiento y/o transporte de este modo limitando la flexibilidad del proceso. Cuarto, el sellado de un contenedor de carga posee dificultades especialmente cuando la presión atmosférica dentro del contenedor llega a ser menor que aquella del exterior del contenedor. Las aplicaciones de MAP más comunes emplean una arquitectura de bolsas en cajas por medio de la cual el perecedero es contenido dentro de una bolsa/paquete que está contenido dentro de una caja/cartón. La bolsa/paquete es purgada con gas una o más veces para crear la atmósfera modificada deseada antes que la bolsa /paquete se selle con calor y la caja se cierre. Este sistema puede o no puede emplear espacio libre en exceso para permitir el sobre llenado de gases tales como C02 que son absorbidos por muchos perecederos. La restricción típica en cuanta cantidad en exceso de espacio libre puede ser empleada es el requerimiento de que estos paquetes de MAP sean puestos en unidades (apilados) para transporte y manipulación. Esta restricción de arquitectura dicta que una caja o cartón externo que puede ser cerrado alrededor de la bolsa/paquete y apilado y fácilmente manipulado a través de la cadena de suministro. Consecuentemente, el "exceso" de espacio libre designado en estas arquitecturas es inadecuado para prevenir una reducción en presiones parciales de CO2 con el tiempo con un incremento correspondiente en oxigeno.
Además de los sistemas de MAP tradicionales como se discuten anteriormente, se han desarrollado sistemas para transportar productos alimenticios perecederos usando una celda de combustible externa para remover oxigeno, tal como se describe por la Patente Estadounidense No. 6,179,986. Esta patente no describe el uso de una celda de combustible sino preferentemente describe el uso de un sistema de control de oxígeno electroquímico de electrolito de polímero sólido (EOC) a base de pila de membrana de intercambio de protón (PEM) el cual es operado de manera diferente que una celda de combustible y requiere la aplicación de energía DC. La PEM es operada externa al contenedor sellado en la medida que se requiera ventilación de al menos uno de los productos de la reacción de la celda de combustible al exterior del contenedor sellado. Adicionalmente, el sistema descrito en la patente x 986 requiere el uso de un suministro de energía dedicada para proporcionar energía a la celda de combustible.
Los sistemas descritos anteriormente tienen muchas desventajas que los hace indeseables para transporte o almacenamiento a largo plazo de producto alimenticio que es oxidativamente degradable. De este modo, existe la necesidad de un sistema mejorado que podría incrementar la vida de almacenamiento de materiales oxidativamente degradables durante el transporte y almacenamiento que evita las desventajas de técnicas de transporte y almacenamiento convencionales. Adicionalmente, podría ser ventajoso tener la capacidad para transportar y después remover paquetes modulares del producto alimenticio transportado a varios destinos sin comprometer la conservación ambiental de los paquetes .
Además, estas arquitecturas, las cuales son usualmente pequeñas de tamaño, en general dictan en una sola vez (evento de purga de gas múltiple) ya que no tienen algunas válvulas o accesorios para facilitar las purgas de gas inicial o adicional después del proceso de purga de gas inicial. Además, purgas de gas múltiple no son económicamente viables debido a la necesidad de requerimientos de rendimiento de producción razonables. Puesto que estas arquitecturas son en general paquetes fácilmente manipulados, pequeños (usualmente 18.1 kg o menos) el costo por kilogramo para emplear el proceso de MAP es muy alto y resulta mezcla de gas de MAP menos que ideal para las extensiones de vida de anaquel máxima.
Un mejoramiento a lo anterior se describe en la Serie Estadounidense No. 11/769,944 donde una celda de combustible se integra con una bolsa que comprende productos alimenticios oxidativamente degradables y una fuente de hidrógeno interno. La celda de combustible opera para convertir exceso de oxigeno en la bolsa a agua por reacción con hidrógeno.
De este modo, la técnica a la fecha puede ser en general caracterizada como sistemas sellados los cual.es ya sea remueven o no el oxigeno residual desde el interior del sistema por procesos químicos, eléctricos o catalíticos.
Podría ser benéfico evitar las deficiencias funcionales y económicas de procesos existentes para remover oxígeno de tales sistemas de almacenamiento. Y existe una necesidad para remover oxígeno residual de tales sistemas de almacenamiento .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, esta invención proporciona bolsas, módulos de envasado, sistemas, y métodos útiles para extender la vida de almacenamiento de productos alimenticios que absorben dióxido de carbono, tal como pescado fresco. Un aspecto de la invención proporciona una bolsa sellable de presión estable de permeabilidad de oxígeno limitada, útil para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables. La bolsa comprende una o más celdas de combustible, contenidas internas en la bolsa, que son capaces de convertir hidrógeno y oxígeno en agua. La bolsa además comprende opcionalmente un elemento de retención adecuado para mantener una fuente de hidrógeno interna en la bolsa. El elemento de retención para la fuente de hidrógeno en la bolsa preferiblemente es una caja o burbuja configurada para retener la fuente de hidrógeno y, en algunas modalidades, la celda de combustible. En modal:.dades preferidas, la bolsa se selecciona del grupo que consiste de una bolsa que comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande. En otras modalidades, una o más celdas de combustible y/o la fuente de hidrógeno pueden ser externas a la bolsa. Cuando son externas a la bolsa, las celdas de combustible están en comunicación gaseosa con la bolsa.
Este aspecto de la invención se basa en el descubrimiento de que los productos alimenticios que absorben dióxido de carbono tales como pescado fresco pueden significantemente y perj udicialmente afectar la composición de gas de la atmósfera encima del pescado. En tales modalidades, niveles bajos inicialmente aceptables de por ejemplo, oxigeno, incrementarán mientras más y más dióxido de carbono se absorba, conduciendo a niveles elevados de oxigeno en el gas restante. También puede crear una situación de "vacio" la cual podría potencialmente dañar el producto, y la bolsa causando daños estructurales, o reduciendo la concentración de dióxido de carbono por debajo de niveles efectivos para inhibir el deterioro microbiano.
En el extremo, cantidades suficientes de dióxido de carbono son absorbidas que poco o ningún espacio libre permanece después del almacenamiento o transporte conduciendo a situación de vacio perjudicial.
Este aspecto de la invención se basa además en el descubrimiento de que el problema anterior puede ser atendido por un módulo de envasado útil para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios que absorben dióxido de carbono los cuales comprenden una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y un espacio libre definido en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, un producto alimenticio que absorbe dióxido de carbono, oxidativamente degradabie, una celda de combustible usada en conjunto con la bolsa que es capaz de convertir hidrógeno y oxigeno en agua, una fuente de hidrógeno contenida, preferiblemente contenida interna en la bolsa y además en donde el espacio libre inicial ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno. En una modalidad, el espacio libre es al menos 50 por ciento en volume de la bolsa. En una modalidad, el espacio libre es aproximadamente o al menos 69 por ciento en volumen de la bolsa. En una modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 60 por ciento en volumen de dióxido de carbono. En otra modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 90 por ciento en volumen de dióxido de carbono.
En esta modalidad, el dióxido de carbono inicialmente en el espacio libre excede mayormente la cantidad de dióxido de carbono la cual se absorberá por el producto alimenticio de este modo proporcionando compensación para su absorción. La cantidad de dióxido de carbono la cual puede ser absorbida por el producto alimenticio durante el almacenamiento y/o transportación puede ser determinada empíricamente o se conoce en la técnica.
Otro aspecto de la invención proporciona un sistema útil para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables que absorben dióxido de carbono los cuales comprenden una o más bolsas. Cada módulo de envasado comprende una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, un producto alimenticio que absorbe dióxido de carbono, oxidativamente degradable, una celda de combustible que es capaz de convertir hidrógeno y oxigeno en agua, una fuente de hidrógeno, y además en donde el espacio libre inicial ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa. En una modalidad, el espacio libre inicial es al menos 50 por ciento en volumen de la bolsa. En otra modalidad, el espacio libre inicial es aproximadamente o al menos 69 por ciento en volumen de la bolsa. En algunas modalidades, el gas en el espacio libre comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxígeno. En una modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 60 por ciento en volumen de dióxido de carbono. En otra modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 90 por ciento en volumen de dióxido de carbono.
En algunas modalidades, la celda de combustible y/o la fuente de hidrógeno están internas en la bolsa. En algunas modalidades, el módulo de envasado además comprende un elemento de retención adecuado para mantener una fuente de hidrógeno interna en la bolsa; preferiblemente el elemento de retención para la fuente de hidrógeno en la bolsa es una caja o burbuja configurada para retener la fuente de hidrógeno y opcionalmente la celda de combustible. En algunas modalidades, la celda de combustible y/o la fuente de hidrógeno están externas a la bolsa. Cuando la celda de combustible es externa a la bolsa, están en comunicación gaseosa con la bolsa y una celda de combustible puede estar en comunicación gaseosa con una o múltiples bolsas y el producto de la celda de combustible puede ser interno o externo a la bolsa.
En algunas modalidades, los productos alimenticios que absorben dióxido de carbono, oxidativamentc degradables a ser transportados y/o almacenados son preferiblemente pescados. Más preferiblemente, el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina. Muy preferiblemente, el pescado fresco a ser transportado y/o almacenado es salmón o tilapia. El alimento perecedero cocinado fresco podría también beneficiarse en el ambiente bajo de oxígeno.
Adicionalmente, en algunas modalidades, la fuente de hidrógeno es ya sea una fuente de hidrógeno de burbuja, una fuente de hidrógeno de contenedor rígido, o una mezcla gaseosa que comprende dióxido de carbono y menos de 5% por volumen de hidrógeno. En algunas modalidades el módulo de envasado además comprende un ventilador. En algunas modalidades, el ventilador es energizado por la celda de combustible. En algunas modalidades, el ventilador es energizado por otra fuente de energía.
El sistema, en algunas modalidades, además comprende un sistema de control de temperatura el cual puede ser interno o externo al módulo de envasado para mantener la temperatura dentro del módulo a un nivel suficiente para mantener la frescura del producto alimenticio.
Otro aspecto de la invención proporciona un método para transportación y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables usando los módulos de envasado descritos anteriormente. El método comprende las etapas de remover el oxigeno en un módulo de envasado que contiene un producto alimenticio que absorbe dióxido de carbono, oxidativamente degradable para generar un ambiente de oxigeno reducido dentro de un módulo de envasado, llenar la bolsa con gas bajo en oxigeno para proporcionar un espacio libre gaseoso inicial en donde el espacio libre inicial ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno, sellar la bolsa,- operar la celda de combustible durante el transporte o almacenamiento de manera que el oxigeno en la bolsa es convertido en agua por reacción con hidrógeno para mantener el ambiente de oxígeno reducido dentro de la bolsa, y transportar o almacenar el material en la bolsa. El módulo de envasado comprende una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxígeno limitada en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, una celda de combustible, y una fuente de hidrógeno. En una modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 60 por ciento en volumen de dióxido de carbono. En otra modalidad, el gas en el espacio libre comprende al menos 90 por ciento en volumen de dióxido de carbono .
En una modalidad, el proceso de remoción de oxigeno ocurre antes de agregar el producto alimenticio a la bolsa; en otra moda] idad ocurre después de agregar el producto alimenticio a la bolsa. En algunas modalidades, la bolsa comprende válvulas de fontanería y accesorios dentro de la bolsa para uso para purgar la bolsa con una fuente de gas bajo en oxígeno para llenar el espacio libre. En algunas modalidades, la bolsa es purgada antes de cambiar en la celda de combustible. La celda de combustible entonces continúa removiendo oxígeno residual.
El método puede ser usado en el transporte o almacenamiento del producto alimenticio por un periodo de tiempo hasta 100 días. Por ejemplo, el periodo de tiempo para almacenamiento es desde entre 5 y 50 días, o alternativamente, desde entre 5 y 45, o entre 15 y 45 días. En algunas modalidades, el método además comprende mantener una temperatura en la bolsa suficiente para mantener la frescura del material durante el transporte o almacenamiento.
En modalidades preferidas, el método se realiza de manera que el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 1% de oxígeno, o alternati amente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 0.1% de oxígeno, o alternativamente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 0.01% de oxígeno.
El ambiente de oxígeno reducido comprende dióxido de carbono e hidrógeno; comprende dióxido de carbono y nitrógeno; comprende nitrógeno; o comprende dióxido de carbono, nitrógeno, e hidrógeno.
Aún otro aspecto de esta invención proporciona métodos para remover oxígeno interno a una bolsa que comprende un producto alimenticio oxidativamente degradable sin la necesidad del uso de cualquiera de . los procesos químicos, eléctricos y/o catalíticos.
En particular, este aspecto de la invención se basa en el descubrimiento que bolsas que tienen arquitectura apropiada permitirán purgar la bolsa con una fuente de gas bajo en oxígeno de manera que cualquier oxígeno que se acumula en la bolsa es purgado de la bolsa previo a alcanzar los niveles de concentración que afectan adversamente el producto alimenticio. Por consiguiente, en uno de sus aspectos del método, se proporciona un método para remover oxigeno de una bolsa que tiene producto (s) alimenticio (s) oxidativamente degradable ( s ) en el cual el método comprende: a) una bolsa que tiene un puerto de entrada de gas sellable y un puerto de salida de gas sellable ambos puertos están pos '¡.clonados en el espacio libre de la bolsa en donde la bolsa comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande; b) agregar producto (s) alimenticio ( s ) oxidativamente degradable ( s ) a la bolsa en una cantidad tal que los puertos de entrada y salida no se obstruyen; c) sellar la bolsa; d) conducir una o más purgas iniciales de la bolsa con una fuente de gas bajo en oxigeno inyectando una cantidad suficiente de tal fuente de gas en la bolsa a través del puerto de entrada mientras emite gas a través del puerto de salida para asi proporcionar una atmósfera baja de oxigeno en la bolsa y un espacio libre gaseoso de volumen suficiente para permitir la absorción de gas en el producto alimenticio sin incrementar el contenido de oxigeno en el espacio libre gaseoso restante en la bolsa a un nivel de arriba de aproximadamente 1500 ppm; e) sellar los puertos de entrada y salida; y f) opcionalmente periódicamente purgar la bolsa con una fuente de gas bajo en oxigeno de manera que después de purgar permanece un espacio libre gaseoso suficiente para compensar la absorción de gas en el producto alimenticio de manera que la concentración de oxigeno en el espacio libre gaseoso restante no excede 1500 ppm en cualquier momento dado .
En modalidades preferidas, la bolsa no contiene algunos componentes internos para remover oxigeno de la bolsa tal como una celda de combustible, un catalizador, y similares .
Los productos alimenticios oxidativamente degradables a ser transportados y/o almacenados son preferiblemente pescados. Más preferiblemente, el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina. Muy preferiblemente, el pescado fresco a ser transportado y/o almacenado es salmón o tilapia.
La arquitectura vertical de las bolsas descritas en la presente facilita minimizar los requerimientos de espacio horizontal para embarcar el número máximo de plataformas lado por lado. Modalidades que distribuyen el espacio libre de manera horizontal no pueden ser tan económicamente viables a una gran escala además de no disfrutar de la resistencia de las fugas en cuanto al espacio libre que permanece positivo.
En ciertas modalidades, no más de aproximadamente 20% de la expansión de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto de la expansión gaseosa estando en la dirección vertical de este modo creando la altura del espacio libre y "presión libre" de las bolsas. La bolsa está configurada para expandirse en una manera vertical creando una "presión libre" inicial. Las presiones libres de la bolsa inicial pueden variar desde aproximadamente 0.254 centímetros hasta aproximadamente 2.5 centímetros de columna de agua o más arriba de la presión atmosférica. La bolsa flexible puede hacerse más flexible en la dirección vertical que en la horizontal por métodos convencionales, tales como usando material más flexible en la dirección vertical.
Adicionalmente , en algunas modalidades, la fuente de gas baja en oxígeno es cualquier fuente de gas externa que puede ser adaptada para proporcionar la fuente de gas al puerto de entrada de la bolsa. Preferiblemente, la fuente de gas es dióxido de carbono y, más preferiblemente, el dióxido de carbono contiene menos de aproximadamente 1500 ppm de oxígeno. Todavía más preferiblemente, el dióxido de carbono a ser inyectado en la bolsa contiene menos de aproximadamente 100 ppm de oxígeno. 1.9 La bolsa, en algunas modalidades, además comprende un sistema de control de temperatura externa al módulo de envasado para mantener la temperatura dentro del módulo a un nivel suficiente para mantener la frescura del producto al imenticio .
Otro aspecto de la invención proporciona un método para transportación y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables dentro de las bolsas descritos anteriormente. El método comprende las etapas de purgar oxigeno de la bolsa con dióxido de carbono que contiene menos de 1500 ppm de oxigeno en donde la bolsa contiene un producto alimenticio oxidativamente degradable de este modo generando un ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa, sellar la bolsa, y opcionalmente periódicamente purgar la bolsa con dióxido de carbono para mantener el ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa, y transportar y/o almacenar el producto alimenticio en la bolsa en donde la bolsa comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande .
En una modalidad, el proceso de remoción de oxigeno ocurre antes de agregar el producto alimenticio a la bolsa; en otra modalidad ocurre después de agregar el producto alimenticio a la bolsa. En una modalidad, la remoción de oxigeno se puede lograr empleando una purga de gas vía puertos de entrada y salida preferiblemente instalados posicionados en el espacio libre de la bolsa. En algunas modalidades, purgas de gas periódicas múltiples pueden ser empleadas. Los puertos de entrada y salida son sellables de manera que después que la bolsa es purgado con una fuente de gas bajo en oxigeno, el interior de la bolsa es aislado. En una modalidad, los puertos de entrada y salida son agujeros en donde uno puede simplemente cubrir y descubrir los agujeros cuando se requiere la purga de gas. En tal modalidad, los agujeros (puertos de entrada y salida) pueden ser cubiertos usando cinta adhesiva. Esto permite a los puertos de entrada y salida ser sellados y no sellados periódicamen e. Esta arquitectura facilita la práctica económica de emplear purgas de gas múltiples con el tiempo para remover oxigeno y elevar niveles del gas bajo de oxigeno, tal como nitrógeno y/o CO2.
El método puede ser usado en el transporte ylo almacenamiento de producto alimenticio por un periodo de tiempo hasta 100 días. En ciertas modalidades, el método puede ser usado para transportar y/o almacenar el producto alimenticio por un periodo de tiempo de más de 100 dias. Por ejemplo, el periodo de tiempo para almacenamiento es desde entre 5 y 50 dias, o alternativamente, desde entre 15 y 45 días. En algunas modalidades, el método además comprende mantener una temperatura en la bolsa suficiente para mantener la frescura del material durante el transporte o almacenamiento .
En modalidades preferidas, el método se realiza de manera gue el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 2% de oxigeno, o alternativamente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 1.5% de oxígeno, o alternativamente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 1% de oxígeno, o alternativamente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 0.1% de oxígeno, o alternativamente, el ambiente de oxígeno reducido comprende menos de 0.01% de oxígeno. El nivel de oxígeno puede ser monitoreado .
El ambiente de oxígeno reducido comprende dióxido de carbono, o en algunos casos, comprende dióxido de carbono y nitrógeno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Esta invención será además descrita con referencia siendo hecha a los dibujos acompañantes.
La Figura 1 es un esquema de un módulo de envasado usado para transportar o almacenar material oxidativamente degradable .
La Figura 2 es un esquema de un sistema que comprende una pluralidad de los módulos de envasado en un contenedor .
La Figura 3 es un esquema de una modalidad de celda de combustible del removedor de oxigeno.
La Figura 4 es una gráfica que muestra la duración incrementada de niveles bajos de oxigeno usando el módulo de envasado comparado con un sistema de MAP estándar.
La Figura 5 es una fotografía de salmón de granja del Atlántico Chileno fresco almacenado en el módulo de envasado comparado con un sistema de almacenamiento de MAP estánda .
La Figura 6 es un esquema de una modalidad de celda de combustible del removedor de oxígeno con un removedor de dióxido de carbono.
La Figura 7 es una fotografía de una modalidad de módulo de envasado antes de transportar.
La Figura 8 es una fotografía de una modalidad de módulo de envasado después de transportar.
La Figura 9 muestra una bolsa ejemplificante.
La Figura 10 es un esquema de una bolsa usado para transportar o almacenar material oxidativamente degradable.
La Figura 11 es un esquema de un sistema que comprende una pluralidad de bolsas conectadas a una fuente de gas bajo de oxigeno en un carguero de transporte.
La F'igura 12 es una fotografía de bolsas cargadas con material oxidativamente degradable en un carguero de transporte .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención abarca sistemas y métodos útiles para transportar y almacenar productos alimenticios oxidativamente degradables. Los sistemas y métodos descritos en la presente permiten la remoción de oxígeno, por ejemplo, periódico o continuo, del ambiente atmosférico que rodea un producto alimenticio oxidativamente degradable el cual es almacenado en una bolsa individual dentro de un contenedor de transporte. En algunas modalidades, el producto alimenticio es producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe carbono .
Las bolsas o módulos de envasado utilizados en esta invención, como se describe completamente abajo, preferiblemente no incorpora un sistema de control de temperatura integrado sino preferentemente depende del sistema de control de temperatura del contenedor de transporte en el cual son embarcados. Además, la bolsa o módulo de envasado está diseñado para soportar o compensar la pérdida de presión interna (o ganancia) , tal como absorción de gas no oxigeno (dióxido de carbono) por el producto alimenticio, durante el transporte y/o transporte, por ejemplo, empleando un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande y además empleando un espacio libre gaseoso dentro de la bolsa que compensa para tal absorción sin crear una condición de vacio y/o permitiendo al contenido de oxigeno del gas en la bolsa exceder 1500 ppm.
La remoción de oxigeno continua o periódica durante el transporte y/o almacenamiento permite un ambiente de oxigeno reducido controlado que es adecuado para mantener la frescura del material por un periodo prolongado. Como un resultado, materiales oxidativamente degradables pueden ser transportados y/o almacenados por periodos prolongados de tiempo que son actualmente posibles usando técnicas de transporte y almacenamiento convencionales. Los métodos descritos en la presente permiten, por ejemplo, el uso de cargueros de transporte para transportar materiales oxidativamente degradables, tales como productos alimenticios oxidativamente degradables que absorben dióxido de carbono, por ejemplo pescado, a mercados que normalmente podrían solamente ser atendidos por transporte aéreo más costoso.
En una modalidad, esta invención proporciona sistemas y métodos útiles para extender la vida de almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradábales. En una modalidad preferida, el producto alimenticio oxidativamente degradable es no respiratorio. Productos alimenticios no respiratorios no respiran. Es decir, estos productos alimenticios no toman oxigeno con una liberación asociada de dióxido de carbono. Ejemplos de producto alimenticio no respiratorio incluyen pescado fresco o procesado, carne (tal como de res, cerdo y carnero) , aves de corral (tales como pollo, pavo y otras aves silvestres y domésticas), y productos de panadería (tales como pan, tortillas y pasteles, mezclas envasadas usadas para generar pan y pasteles, y alimentos de bocadillos a base de granos). Producto alimenticio no respiratorio preferido a ser transportado/y o almacenado por los sistemas y métodos de esta invención incluyen pescado fresco o procesado, tal como salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao, trucha alpina, mariscos y otros alimentos marinos. Más preferiblemente, el producto alimenticio no respiratorio es salmón fresco o tilapia fresca, y muy preferiblemente el producto alimenticio no respiratorio es salmón de granja del Atlántico Chileno fresco.
En general, los sistemas y métodos de la invención involucran una bolsa, e.l producto alimenticio oxidat amente degradable a ser transportado y/o almacenado, y una fuente de gas baja de oxigeno que periódicamente purga la bolsa con un gas bajo de oxigeno, tal como dióxido de carbono, de este modo removiendo cualquier oxigeno disponible desde adentro de la bolsa para asi controlar el ambiente gaseoso que rodea al producto alimenticio al menos por una porción del periodo de almacenamiento y/o transportación. En una modalidad preferida, el ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa es creado purgando el ambiente dentro de la bolsa vía aplicación de un vacio y/o la introducción de una fuente gaseosa baja de oxigeno vía un puerto de entrada en el interior de la bolsa se expulsa a través del puerto de salida. Después de purgar la bolsa, los puertos de entrada y salida son sellados, y el ambiente dentro de la bolsa es un ambiente de oxigeno reducido. Opcionalmente, la bolsa es entonces periódicamente purgado con oxigeno de dióxido de carbono como se necesite a través de la duración del transporte y/o almacenamiento cuando el oxigeno está presente para mantener el ambiente de oxigeno reducido dentro del módulo de envasado, de este modo manteniendo la frescura del material oxidativamente degradable. En ciertas modalidades, un sensor de oxigeno está presente interno a la bolsa con el fin de indicar la necesidad de purgar con dióxido de carbono.
En algunas modalidades, los sistemas y métodos de la invención involucran un módulo de envasado que comprende una bolsa, el producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono a ser transportado y/o almacenado, y un dispositivo que continuamente remueve cualquier oxigeno disponible desde adentro de la bolsa cuando el oxigeno está presente para asi controlar el ambiente gaseoso que rodea el producto alimenticio al menos por una porción del periodo de almacenamiento y/o transportación. Este dispositivo también es referido como un removedor de oxigeno. En algunos casos, será deseable remover más de un removedor de oxigeno para remover más efectivamente oxigeno del ambiente de la bolsa. El producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono es insertado en la bolsa y el ambiente en la bolsa es manipulado para crear un ambiente de oxigeno reducido en la bolsa. En una modalidad preferida, el ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa es creado purgando el ambiente dentro de la bolsa vía aplicación de un vacio y/o introducción de una fuente gaseosa baja de oxigeno. Después de purgar de la bolsa, el ambiente dentro de la bolsa es un ambiente de oxigeno reducido. La bolsa es llenado con el. gas bajo de oxigeno para proporcionar un espacio libre gaseoso de manera que el volumen de espacio libre gaseoso es mayor que el volumen de gas el cual es absorbido por el producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. En una modalidad, la bolsa es llenada con dióxido de carbono de manera que el espacio libre gaseoso ocupa al menos 30 por ciento en volumen del volumen total de la bolsa y el gas en el espacio libre comprende al menos 99 por ciento en volumen de dióxido de carbono. La bolsa es entonces sellada. El removedor de oxigeno opera a través de la duración del transporte y/o almacenamiento cuando el oxigeno está presente para mantener el ambiente de oxigeno reducido dentro del módulo de envasado, de este modo manteniendo la frescura del material oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. Sin embargo, como la cantidad de dióxido de carbono empleada es significantemente mayor que la cantidad la cual será absorbida por el producto alimenticio, la cantidad de oxigeno en el espacio libre en una base en porcentaje en volumen es limitada ya que es la probabilidad de que la bolsa colapse si el espacio libre gaseoso es insuficiente para considerar la absorción de dióxido de carbono.
El término "fuente de gas baja de oxigeno" se refiere a fuentes de gas que contienen menos de 1000 ppm de oxigeno; preferiblemente, menos de 100 ppm de oxigeno; y más preferiblemente, menos de 10 ppm de oxigeno. La fuente gaseosa baja de oxigeno está preferiblemente comprendida de C02 o mezcla de gases que contienen CO2 como uno de sus componentes. El C02 es incoloro, inoloro, no combustible y bacteriostático y no deja residuos tóxicos en los alimentos. En una modalidad, la fuente gaseosa baja de oxigeno es 100% C02. En otra modalidad, la fuente gaseosa baja de oxigeno es una mezcla de C02 y nitrógeno u otro gas .inerte. Ejemplos de gases inertes incluyen pero no se limitan a, argón, kriptón, helio, óxido nítrico, óxido nitroso y xenón. La identidad de la fuente gaseosa baja de oxígeno puede ser variada como se adecuada para el producto alimenticio y está también dentro del conocimiento y habilidad de la técnica. Por ejemplo, la fuente gaseosa baja de oxígeno usada para transporte y almacenamiento de salmón es preferiblemente 100% C02. Otros pescados, tales como tilapias son preferiblemente almacenados y embarcados usando 60%) CO2 y 40%> de nitrógeno como la fuente gaseosa baja de oxígeno.
Como se describe anteriormente, la bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxígeno limitada comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande o una bolsa que comprende un material rígido. Estas bolsas son, en general, construidas de láminas de plástico extruidas o coladas flexibles.
Los materiales de bolsas flexibles, colapsables o expandibles para uso en esta invención son aquellos que tienen permeabilidad de oxigeno limitada. Materiales de permeabilidad de oxigeno limitada preferiblemente tienen una velocidad de transmisión de oxigeno (OTR) de menos de 10 centímetros cúbicos/9.29 m2/24 horas/atm, materiales de permeabilidad de oxígeno limitada más preferidos son materiales que tienen una OTR de menos de 5 centímetros cúbicos/9.29 m2/24 horas/atm, aún más preferiblemente materiales de permeabilidad de oxígeno limitada son materiales que tienen una OTR de menos de 2 centímetros cúbicos/9.29 m2/24 horas/atm; muy preferiblemente materiales de permeabilidad de oxígeno limitada son materiales que tienen una OTR de menos de 1 centímetros cúblcos/9.29 m2/24 horas/atm. Una lista no exhaustiva de materiales que pueden ser usados para hacer la bolsa flexible, colapsable o expandible se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 La bolsa puede comprender además una o más fuentes de gas bajas de oxígeno exteriores y en contacto gaseoso con la bolsa vía un puerto de entrada para purgar periódicamente la bolsa, de este modo removiendo cualquier oxígeno del ambiente dentro de la bolsa vía uno o más puertos de salida. El oxígeno puede acumularse en la bolsa durante el uso mediante, por ejemplo, difusión a través de la bolsa a través del material de permeabilidad de oxígeno limitada o en el sellado de la bolsa. El oxígeno también puede ser liberado por el producto alimenticio oxidat ivamente degradable dentro de la bolsa o de contenedores en los cuales el producto alimenticio es envasado. En una modalidad preferida, el dióxido de carbono es un gas de dióxido de carbono que tiene menos de 10 ppm de oxígeno.
En algunas modalidades, la bolsa además comprende uno o más removedorss de oxigeno para continuamente remover oxigeno del ambiente dentro de la bolsa en cuanto el oxigeno está presente. El removedor de oxigeno mantiene el ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa removiendo continuamente cualquier oxigeno que puede ser introducido en el sistema después gue la bolsa es sellada. Por ejemplo, el oxigeno puede ser introducido por difusión a través de la bolsa a través del material de permeabilidad de oxigeno limitada o en el sellado de la bolsa. El oxigeno también puede ser liberado por el producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono dentro de la bolsa o de contenedores en los cuales el producto alimenticio es envasado .
En una modalidad preferida, el removedor de oxigeno es una celda de combustible que consume oxigeno molecular. Preferiblemente la celda de combustible es una celda de combustible de hidrógeno. Como se usa en la presente, una "celda de combustible de hidrógeno" es cualquier dispositivo capaz de convertir oxigeno e hidrógeno en agua. En una modalidad preferida, la celda de combustible completa es interna en la bolsa. Esto se puede lograr teniendo una fuente de hidrógeno interna o externa a la bolsa o módulo de envasado. El ánodo de la celda de combustible está en comunicación con la fuente de hidrógeno. Esta fuente de hidrógeno permite la generación de protones y electrones. El cátodo de la celda de combustible está en comunicación con el ambiente en la bolsa (la fuente de oxigeno) . En la presencia de oxigeno, los protones y electrones generados por el ánodo interactúan con el oxigeno presente en el cátodo para generar agua. En una modalidad preferida, la celda de combustible no requiere una fuente de energía externa para convertir oxígeno e hidrógeno en agua. En una modalidad adicional, la celda de combustible se conecta a un indicador que indica cuando la celda de combustible está operando y cuando el hidrógeno está disponible .
En otra modalidad, la celda de combustible física es externa a la bolsa pero en comunicación directa con el ambiente gaseoso de la bolsa en una manera tal que los productos producidos en el ánodo y cátodo se mantienen internos en la bolsa. Una celda de combustible puede estar en comunicación gaseosa con uno o múltiples bolsas. En tal modalidad, la celda de combustible es construida como interna en la bolsa puesto que sus productos se mantienen internos en la bolsa. Cuando la celda de combustible está físicamente posicionada externa a la bolsa, el agua producida por la celda de combustible puede ser liberada hacia afuera de la bolsa .
En una modalidad preferida, la fuente de hidrógeno es un gas de hidrógeno puro. La fuente de hidrógeno está preferiblemente contenida dentro de una burbuja y la burbuja está contenida interna en la bolsa de manera que el proceso completo está contenido dentro de la bolsa. La fuente de hidrógeno está preferiblemente en comunicación directa con el ánodo de la celda de combustible de hidrógeno de tal modo como para proporcionar hidrógeno por la duración del tiempo de transportación o almacenamiento. La burbuja se elabora de cualquier material que es capaz de contener el gas de hidrógeno. Por ejemplo, los materiales listados en la Tabla 1 pueden ser usados como un material de burbuja.
En una modalidad preferida, la burbuja contiene una fuente de hidrógeno no comprimida aunque fuentes de hidrógeno comprimidas pueden ser usadas en cuanto la fuente comprimida pueda estar contenida en la burbuja.
En otra modalidad, la fuente de hidrógeno está contenida dentro de un contenedor rígido, tal como un cilindro de gas, contenida interna en la bolsa de manera que el proceso completo está contenido dentro de la bolsa. En esta modalidad, la fuente de hidrógeno es una fuente de hidrógeno comprimido o no comprimido. El contenedor rígido está en comunicación directa con el ánodo de la celda de combustible de hidrógeno de tal modo como para proporcionar hidrógeno por la duración del tiempo de transportación o almacenamiento. Fuentes de hidrógeno comprimido preferiblemente están siendo mantenidas a una presión no mayor de 10,000 psia (703.23 kg/cm2). Preferiblemente, la fuente de hidrógeno es no comprimida, la cual, por ejemplo, tiene una presión de no mayor de 40 psia (2.81 kg/cm2) .
En modalidades adicionales, la fuente de hidrógeno es generada por una reacción química. Ejemplos de métodos de hidrógeno generado químicamente son bien conocidos en el arte e incluyen generación de hidrógeno por un proceso electrolítico, que incluye métodos usando electrolizadores PEM, electrolizadores alcalinos usando hidróxido de sodio o potasio, electrolizadores de óxido sólido, y generación de hidrógeno a partir de borohidruro de sodio. En cada caso, el hidrógeno se genera de manera que el hidrógeno se hace disponible al ánodo de la celda de combustible.
En otra modalidad, la fuente de hidrógeno es una mezcla gaseosa que comprende hidrógeno presente en el ambiente de la bolsa. En esta modalidad, la mezcla gaseosa preferiblemente comprende dióxido de carbono e hidrógeno. En otras modalidades, la mezcla gaseosa comprende nitrógeno e hidrógeno. En modalidades adicionales, la mezcla gaseosa comprende hidrógeno, dióxido de carbono, y nitrógeno. Se contempla que otros de tales gases inertes puedan estar presentes en la mezcla gaseosa. La cantidad de hidrógeno presente en la mezcla gaseosa es preferiblemente menos de 10% de hidrógeno por volumen, más preferiblemente menos de 5% de hidrógeno por volumen, muy preferiblemente menos de 2% de hidrógeno por volumen. Esta mezcla gaseosa se introduce en la bolsa antes, durante, o después de la introducción del material oxidativamente degradable y previo al sellado de la bolsa .
En algunas modalidades, la celda de combustible comprende un removedor de dióxido de carbono en comunicación directa con el componente ánodo sellado de la celda de combustible. El dióxido de carbono tiene el potencial para permear a través de la PEM a la placa de ánodo, de este modo inte firiendo con el acceso de hidrógeno a la placa de ánodo. La remoción de algo o todo el dióxido de carbono de la placa de ánodo de la celda de combustible por el removedor de dióxido de carbono permite acceso incrementado a la celda de combustible por hidrógeno y de este modo incrementando la capacidad de las celdas de combustible para remover oxigeno del ambiente de la bolsa.
Existen numerosos procesos conocidos en la técnica que pueden ser utilizados en el removedor de dióxido de carbono. Estos métodos incluyen procesos de absorción, procesos de adsorción, tales como métodos de adsorción a presión oscilante (PSA) y adsorción oscilante térmica (TSA) , y remoción de dióxido de carbono a base de membrana. Los compuestos que pueden ser usados en los removedores de dióxido de carbono incluyen, pero no se limitan a, cal hidratada, carbón activado, hidróxido de litio y óxidos de metal tales como óxido de plata, óxido de magnesio y óxido de zinc. El dióxido de carbono también puede ser removido del ánodo purgando el ánodo con un gas, tal como gas de hidrógeno o vapor de agua.
En una modalidad, el removedor de dióxido de carbono comprende cal hidratada. En esta modalidad, por ejemplo, la cal hidratada está contenida en un cartucho de filtro que está en comunicación de vapor con el ánodo de la celda de combustible de manera que el dióxido de carbono presente en la placa de ánodo de la celda de combustible entra en contacto con y se absorbe a la cal hidratada. Una modalidad particular comprende dos cartuchos de filtro de cal hidratada, cada uno en comunicación con vapor con una salida de ánodo. Los filtros de cal hidratada facilitan la remoción de dióxido de carbono de la placa de ánodo de la. celda de combustible (Figura 6) .
La bolsa puede ser configurado para proporcionar acceso para tubos, alambres, y similares de manera que los gases externos, tales como dióxido de carbono, pueden ser introducidos vía un puerto de entrada. El puerto de entrada se proporciona usando accesorios que son sellables y pueden I mantener el ambiente de oxigeno bajo dentro de la bolsa. En algunas modalidades, una fuente de energía externa puede ser usada para operar ventiladores y removedor de oxígeno. En una modalidad particular, la bolsa está configurada para permitir introducción de hidrógeno de una fuente externa en el sistema de suministro de hidrógeno de la celda de combustible interna. En una modalidad adicional, la fuente de hidrógeno externa se dirige para ayudar con la purga de la celda de combustible con hidrógeno.
Los removedores de oxígeno distintos de celdas de combustible de hidrógeno pueden ser usados para remover oxígeno en la bolsa. Por ejemplo, absorbedores de oxígeno, tales como absorbedores que contienen hierro, y adsorbedores de oxígeno, pueden ser usados. Los absorbedores y adsorbedores de oxígeno se conocen en la técnica y son comercialmente disponibles. Los removedores de oxígeno también incluyen removedores que utilizan métodos de separación de membrana y métodos de adsorción de presión oscilante (PSA) .
Sistemas catalíticos, tales como aquellos que utilizan metal elemental tales como catalizadores de platino o paladio, pueden ser usados como removedores de oxígeno pero el uso de energías necesarias para proporcionar área de superficie catalítica alta corre el riesgo de contaminación. Sin embargo, cuando se usan medidas de seguridad apropiadas, estas pueden ser empleadas. Tales medidas de seguridad incluyen incrustar los catalizadores de metal en un montaje de electrodo de membrana tal como se presenta en las celdas de combustible de PEM.
La bolsa preferiblemente además comprende un elemento de retención adecuado para mantener la fuente de hidrógeno de manera que la fuente de hidrógeno se mantiene es ablemente dentro de la bolsa. En una modalidad preferida, el elemento de retención es una caja configurada para retener establemente la fuente de hidrógeno. En una modalidad preferida. adicional, el elemento de retención está configurado para retener tanto la fuente de hidrógeno como la celda de combustible. En otras modalidades, el elemento de retención es un manguito fijado a una pared interna de la bolsa. Este manguito es capaz de retener una fuente de hidrógeno que contiene una burbuja o fuente de hidrógeno de contenedor rígido, así como también otros contenedores adecuados que contienen una fuente de hidrógeno. En cualquier caso, la fuente de hidrógeno está en comunicación directa con el ánodo de la celda de combustible.
Cuando el removedor de oxígeno usado en el módulo de envasado es una celda de combustible de hidrógeno, habrá una cantidad de agua, en ya sea forma gaseosa o liquida, generada como un resultado de la reacción de hidrógeno y oxigeno. En algunas modalidades, el agua de este modo generada es liberada en la bolsa. Puede ser deseable incluir dentro de .'la bolsa un medio para contener o remover el agua. Por ejemplo, la bolsa puede además comprender un aparato de retención de agua, tal como una charola o tanque, configurado para recolectar el agua conforme es generada en la celda de combustible. Alternativamente, la bolsa puede contener material desecante o absorbente que es usado para absorber y contener el agua. Materiales desecantes y absorbentes adecuados son bien conocidos en la técnica. El agua puede ser alternativamente ventilada hacia afuera de la bolsa, de este modo proporcionando un ambiente adecuado para el almacenamiento y transportación de artículos que son óptimamente almacenados en ambientes secos.
La bolsa es configurada para mantener un ambiente de oxígeno reducido que rodea el material. El ambiente de oxígeno reducido permite al material ser almacenado y/o transportado por un periodo prolongado mientras se mantiene la frescura del material. Subsecuente a o después de la introducción del material pero previo al sellado de la bolsa, el ambiente dentro de la bolsa es opcionalmente purgado vía aplicación de un vacío y/o introducción de una fuente gaseosa libre de oxígeno. En este punto, el ambiente dentro de la bolsa es un ambiente de oxígeno reducido. En una modalidad particular, el nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es menos de 1% de oxígeno, o alternativamente, el nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es menos de 0.1% de oxígeno, o alternativamente, el nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es menos de 0.01% de oxígeno .
Después de un periodo de tiempo, los niveles de oxígeno presentes en la bolsa o módulo de envasado permanecen a un nivel reducido debido a que el intercambio gaseoso entre el producto alimenticio y el ambiente de la bolsa alcanzan un cese o minimización natural. En este punto, la celda de combustible dejará de operar. En una modalidad, la celda de combustible puede ser programada para cesar la operación después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso. Preferiblemente, la celda de combustible es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 0.5 y 50 horas, más preferiblemente, la celda de combustible es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 1 y 25 horas; más preferiblemente, la celda de combustible es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 2 y 15 horas; aún más preferiblemente, la celda de combustible es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 3 y 10 horas.
En algunas modalidades, una fuente gaseosa baja de oxigeno es introducida en la bolsa antes de que la bolsa sea sellada. La fuente gaseosa baja de oxigeno está preferiblemente comprendida de C02 o mezcla de gases que contienen CO2 como uno de sus componentes. El CO2 es incoloro, inoloro, no combustible y bacteriostático y no deja residuos tóxicos en los alimentos. En una modalidad, la fuente gaseosa baja de oxigeno es 100% C02. En otra modalidad, la fuente gaseosa baja de oxigeno es una mezcla de C02 y nitrógeno u otro gas inerte. Ejemplos de gases inertes incluyen, pero no se limitan, a argón, kriptón, helio, óxido nítrico, óxido nitroso y xenón. La identidad de la fuente gaseosa baja de oxígeno puede ser variada como se adecuada para el producto alimenticio y está también dentro del conocimiento y habilidad de la técnica. Por ejemplo, la fuente gaseosa baja de oxígeno usada para transporte y almacenamiento de salmón es preferiblemente 100% C02 - Otros pescados, tales como tilapia son preferiblemente almacenados o embarcados usando 60%) C02 y 40%> de nitrógeno como la fuente gaseosa baja de oxígeno .
Con el fin de compensar la presión diferencial que ocurre durante un transporte o almacenamiento prolongado, la bolsa contiene un volumen de espacio libre inicial que permite absorción de gases, tales como oxigeno, la fuente gaseosa baja de oxigeno, por ejemplo dióxido de carbono. El término "espacio libre inicial" está propuesto para referirse a la cantidad de volumen gaseoso en exceso de la bolsa después de que la bolsa es llenada con producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. En algunas modalidades, el espacio libre inicial es desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 95% el volumen interno de la bolsa. En otras modalidades, el espacio libre inicial es desde aproximadamente 35% hasta aproximadamente 40% del volumen interno de la bolsa, o alternativamente, el espacio libre inicial es aproximadamente 30% hasta aproximadamente 35% del volumen interno de la bolsa, o alternativamente, el espacio libre inicial es aproximadamente 35% del volumen interno de la bolsa.
Finalmente, la bolsa es llenado con suficiente gas de oxigeno bajo para proporcionar un espacio libre gaseoso inicial de manera que el volumen de espacio libre gaseoso es mayor que el volumen de gas el cual es absorbido por el producto alimenticio oxidativamente degradable para compensar la presión diferencial que ocurre durante un transporte o almacenamiento prolongado. El resultado de la presión diferencial se puede ver en las Figuras 7 y 8. La Figura 7 muestra una bolsa flexible de la invención el cual ha sido llenado con una cantidad suficiente de dióxido de carbono para acomodar la absorción de dióxido de carbono en el producto alimenticio a través del ciclo de manejo y transporte de las bolsas y para prevenir presión negativa de ser creada por el proceso de remoción de oxigeno. La Figura 8 muestra las mismas bolsas de la figura 7 después de 17 días de transporte con un número reducido de espacio libre gaseoso. Aunque la fotografía de la Figura 8 muestra que la bolsa derecho parece estar inflado más (o menos desinflado) que uno de la izquierda, ambos bolsas están en efecto desinflados los mismos cuando se observan de todos los lados. La cantidad de espacio libre restante después del transporte debe ser suficiente de manera que una presión negativa no se crea ya que este "vacío" puede potencialmente dañar el producto, reduciendo la concentración de dióxido de carbono por debajo de niveles efectivos para inhibir el deterioro microbiano y/o incrementar en concentraciones de oxígeno residual e incrementar el potencial para fugas. En ciertas modalidades la concentración de dióxido de carbono en la bolsa después del transporte o almacenamiento es al menos 90% .
La bolsa es configurada de manera que el ambiente de la bolsa interno está en comunicación con el removedor de oxigeno permitiendo la remoción continua de oxigeno molecular del ambiente de la bolsa interno tan pronto como exista oxígeno presente en el ambiente de la bolsa. El removedor de oxígeno en la bolsa es configurado para remover oxígeno a partir del ambiente de la bolsa interna de manera que el nivel de oxígeno permanece por debajo de un nivel que podría resultar en una reducción de frescura o deterioro del material. Este nivel de oxígeno reducido es mantenido por el removedor de oxígeno por la duración del transporte y/o almacenamiento. El nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es menos de 1% de oxígeno, más preferiblemente menos de 0.1%, muy preferiblemente menos de 0.01% de oxigeno.
La eficiencia de los removedores de oxígeno puede ser mejorada a través del uso de un ventilador para circular el aire dentro de la bolsa de este modo facilitando el contacto entre el removedor de oxígeno y el oxígeno en el ambiente de la bolsa. Cuando se usa una celda de combustible, el ventilador, en ciertas modalidades, puede ser configurado para correr a partir de la energía creada cuando la celda de combustible convierte el hidrógeno y oxígeno en agua.
En el caso de una ruptura en la integridad de la bolsa en donde una cantidad inesperadamente grande de aire que contiene oxigeno es introducida en el ambiente de la bolsa, el removedor de oxígeno podría no ser capaz de remover todo el oxígeno introducido. En una modalidad preferida, la bolsa además comprende un indicador de oxígeno el cual podría alertar a uno con el hecho de que el nivel de oxígeno en la bolsa ha excedido los niveles descritos como un ambiente de oxígeno reducido.
En algunas modalidades, se contempla que purgas múltiples con el gas bajo de oxígeno podrían permitirse para absorción de gas por el producto alimenticio, de este modo aliviando la necesidad de tanto espacio libre inicial. Sin embargo, también se contempla que con un transporte a gran escala (es decir 907 kilogramos de producto alimenticio envasado en cartones múltiples) un espacio libre puede ser necesario ya que una absorción de gas requiere también muchos días para ser práctica para propósitos de transporte.
En ciertas modalidades, las bolsas son capaces de acomodar un espacio libre muy grande (principalmente para acomodar la absorción de C02 y proteger contra/escape de aire retardado) , de manera que el espacio libre en combinación con purgas múltiples de gas inicial podrían no requerir monitoreo continuo de oxígeno o purgas de gas periódicas adicionales más allá de las purgas de gas múltiples iniciales. Se contempla que las purgas iniciales de gas pueden proceder periódicamente durante las primeras 72 horas de la bolsa siendo sellado con el producto alimenticio oxidativamente degradable. Alternativamente, las purgas .iniciales de gas pueden proceder durante las primeras 72 horas o menos de la bolsa siendo sellado, o alternativamente, las primeras 60 horas, o alternativamente, las primeras 48 horas, o alternativamente, las primeras 24 horas.
La arquitectura vertical de las bolsas descritos en la presente facilitar minimizar los requerimientos de espacio horizontal para embarcar el número máximo de plataformas lado por lado. Modalidades que distribuyen el espacio libre horizontalmente no pueden ser tan económicamente viables a una gran escala a demás de no disfrutar la resistencia a la fuga tan pronto como el espacio libre permanece positivo. En ciertas modalidades, no más de aproximadamente 20% de la expansión de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto de la expansión gaseosa estando en la dirección vertical de este modo creando la "presión libre" y altura de espacio libre de las bolsas. La bolsa está configurada para expandirse en una manera vertical creando una "presión libre" inicial. Las presiones libres de la bolsa inicial pueden variar desde aproximadamente 0.254 centímetros hasta aproximadamente 2.54 centímetros de columna de agua o más arriba de la presión atmosférica.
En ciertas modalidades, la fuente de gas baja en oxígeno es programada para purgar el ambiente interior de la bolsa a intervalos de tiempo predeterminados a través de la duración del transporte y/o almacenamiento. En otras modalidades, la fuente de gas baja en oxigeno es programada para purgar el ambiente interior de la bolsa cuando el nivel de oxígeno del ambiente de la bolsa interno excede un nivel el cual es perjudicial al producto alimenticio. Al comienzo del transporte y/o almacenamiento, el oxígeno puede ser liberado por el producto alimenticio oxidativamente degradable dentro de la bolsa o de contenedores en los cuales el producto alimenticio es envasado.
En una modalidad preferida, la bolsa además comprende un indicador el cual podría alertar a uno con el hecho de que el nivel de oxígeno en la bolsa ha excedido los niveles descritos como un ambiente de oxígeno reducido. En ciertas modalidades, la fuente baja de oxígeno es programada para purgar el ambiente interior de la bolsa cuando el nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es aproximadamente 2% de oxígeno, más preferiblemente aproximadamente 1.5%, más preferiblemente aproximadamente 1 %, más preferiblemente aproximadamente 0.1 %, muy preferiblemente aproximadamente 0.01 % de oxígeno, o cuando el nivel de oxígeno excede aproximadamente 1500 ppm de oxigeno. En una modalidad particular, un sensor de oxigeno, por ejemplo, un sensor indicador de oxigeno (Teledyne) , es usado para monitorear el nivel de oxigeno presente en el ambiente de la bolsa.
La bolsa opcionalmente contiene monitores para monitorear niveles de oxigeno, niveles de hidrógeno, operación de celda de combustible, y temperatura. En una modalidad particular, un sensor de oxigeno, por ejemplo, un sensor indicador de oxigeno (Teledyne) , es usado para monitorear el nivel de oxigeno presente en el ambiente de la bolsa .
En algunas modalidades, la bolsa comprende una caja (véase Figura 9) que comprende dispositivos los cuales incluyen la celda de combustible, el indicador de oxigeno los cuales alertan a uno cuando el nivel de oxigeno en la bolsa excede los niveles descritos como un ambiente de oxigeno reducido, y/o monitores para monitorear niveles de oxigeno, niveles de hidrógeno, operación de celda de combustible, y temperatura. La caja además comprende opcionalmente un indicador visible, tal como una luz LED, la cual indica problemas de los dispositivos en la caja de manera que el dispositivo problemático o la caja pueden ser inmediatamente reemplazados andes del sellado de la bolsa. Esto facilita la detección rápida de cualquier falla por trabajo no especializado y permite cambios rápidos alrededor de las cajas en servicio con mínimas pruebas. La caja también alerta al usuario en la llegada del sistema si los límites de oxígeno o temperatura (tiempo y temperatura) son excedidos, preferiblemente, usando comunicación inalámbrica, tal como transmisión de frecuencia de radio, junto con un indicador visible, tal como una luz de LED roja.
Otro aspecto de la invención proporciona un módulo de envasado útil para transportación y/o almacenamiento de material oxidativamente degradable. El módulo de envasado comprende una bolsa configurado como se describe anteriormente. En el módulo de envasado la bolsa es sellada y contiene el material oxidativamente degradable gue absorbe dióxido de carbono a ser transportado y/o almacenado, y un dispositivo que continuamente remueve oxigeno a partir del ambiente que rodea el material tan pronto como existe oxígeno presente. El dispositivo está localizado dentro de la bolsa sellado. Los medios de control de temperatura tales como acondicionamiento de aire, calentamiento y similares preferiblemente no están integrados en el módulo de envasado y el tamaño del módulo es de manera que el contenedor de carga que comprende un medio de control de temperatura único puede contener módulos múltiples. En tales casos, es posible para cada bolsa tener diferentes ambientes gaseosos y diferentes materiales envasados.
Otro aspecto de la invención proporciona un sistema para transportar y/o almacenar producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. El sistema comprende uno o más de los módulos de envasado, cada módulo de envasado comprende una bolsa, un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono y un · removedor de oxigeno. El módulo de envasado y componentes de los mismos se describen arriba.
El sistema o bolsas están configurados para asi ser adecuados para transportación y/o almacenamiento en un carguero de transporte. Un carguero de transporte significa cualquier contenedor que puede ser usado para transportar y/o almacenar el sistema que incluye, pero no se limita a, un carguero de transporte en océano, un carguero de transporte en camiones (tales como un camión con remolque) un vagón de ferrocarril, y un avión capaz de transportar la carga útil. En algunas modalidades, la bolsa además comprende un dispositivo para monitorear y/o registrar la temperatura del contenedor o sistema. Tales dispositivos son comercialmente disponibles para fabricantes que incluyen Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathón, Testo, y Hobo.
Como se indicó anteriormente, uno o más bolsas o módulos de envasado pueden ser usados en un carguero de transporte único y, por consiguiente, cada uno puede ser configurado para tener un diferente ambiente gaseoso así como también un diferente producto alimenticio. Además, en suministro, la apertura del carguero de transporte no resulta en alteración de la atmósfera interna de cualquier bolsa o módulo de envasado y, por consiguiente, uno o más de las bolsas o módulos de envasado pueden ser suministrados en un sitio y los otros en diferente (s) sitio (s) . El tamaño de cada bolsa o módulo de envasado puede ser configurado previo al transporte para corresponder a la calidad de producto alimenticio deseado por cada comprador. Como tal, las bolsas o módulos de envasado pueden ser preferiblemente dimensionados para contener tan poco como algunas onzas de producto alimenticio a tanto como, o mayor de 22,679 kilogramos, o 1 ton de producto alimenticio. Además, la arquitectura vertical facilita minimizar los requerimientos de espacio horizontal para embarcar el número máximo de plataformas lado por lado. Modalidades que distribuyen el espacio libre horizontalmente no pueden ser tan económicamente viables a una gran escala además de no disfrutar la resistencia a la fuga tan pronto como el espacio libre permanece positivo. El número de módulos de envasado por sistema depende de tanto el tamaño del carguero de transporte usado para transportar y/o almacenar el sistema como del tamaño de los módulos de envasado. Ejemplos específicos del número de módulos de envasado por sistema se expone en la descripción de modalidades específicas abajo.
El tamaño de cada módulo de envasado puede ser suficientemente grande de manera que un transporte de aproximadamente 226.79 kilogramos o más de producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono puede ser envasado en una bolsa único. En algunas modalidades, aproximadamente 226.79 kilogramos de producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono puede ser envasado en una bolsa único, o alternativamente, aproximadamente 453.59 kilogramos, o alternativamente, aproximadamente 907.18 kilogramos, o alternativamente, más de aproximadamente 907.18 kilogramos. Este gran tamaño permite a un carguero de transporte ser llenado a capacidad sin la necesidad de apilar las bolsas, de este modo permitiendo el espacio libre gaseoso. Si los módulos de envasado son más pequeños que las dimensiones internas del carguero de transporte, se puede emplear un andamiaje para alojar los módulos de envasado y permitir la apilación .
En otra modalidad, el sistema comprende uno o más bolsas, cada bolsa contiene un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. En esta modalidad, las bolsas son conectadas de manera separada a un módulo separado que contiene el removedor de oxigeno. El módulo separado también contiene una fuente de hidrógeno cuando el removedor de oxigeno es una celda de combustible de hidrógeno. El removedor de oxigeno actúa para remover el oxigeno de todas las bolsas a las cuales el módulo separado está conectado. En esta modalidad, la celda de combustible física está externa a la bolsa pero en comunicación directa con el ambiente gaseoso de la bolsa. En algunas modalidades, los productos producidos en el ánodo y cátodo se mantienen internos en la bolsa. En tal modalidad, la celda de combustible es construida como interna en la bolsa puesto que sus productos se mantienen internamente a la bolsa. En otra modalidad, el agua producida por la celda de combustible es liberada externa a la bolsa. En otra modalidad, la bolsa es una bolsa rígida y el módulo separado además contiene una fuente gaseosa para mantener la presión positiva en las bolsas conectadas. El contenedor opcionalmente contiene monitores para monitorear niveles de oxígeno, niveles de hidrógeno, y temperatura dentro de las bolsas así como también un indicador que indica operación de la celda de combustible. En una modalidad, el módulo es una caja que es de tamaño similar a los módulos de envasado. En otra modalidad, el módulo se fija a pared, tapa o puerta del carguero de transporte usado para transportar y/o almacenar eJ sistema.
En algunas modalidades, el sistema y/o el carguero de transporte también comprenden un sistema de enfriamiento para mantener una temperatura de los módulos de envasado suficiente para preservar la frescura del producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. La temperatura requerida para preservar la frescura del producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono es dependiente de la naturaleza de este producto alimenticio. Uno de habilidad en la técnica podrá saber, o podría ser capaz de determinar, la temperatura requerida apropiada para el material a ser transportado o almacenado en el sistema o carguero de transporte. Para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios la temperatura podría en general estar a aproximadamente 30 °F ( Fahrenheit ) (-1.1 °C) . La temperatura es mantenida en general en un intervalo de 32-38°F (0-3.33°C), más preferiblemente en un intervalo de 32-35°F (0-1.67°C), muy preferiblemente en un intervalo de 32-33°F (0-0.56°C) ó 28-32°F (-2.2 a 0°C). Por ejemplo, la temperatura apropiada para preservar pescado durante el transporte o almacenamiento es entre 32-35°F (0-1.57°C). Se permite la variación en la temperatura tan pronto como la temperatura se mantenga dentro de un intervalo para preservar el producto alimenticio. En algunas modalidades, la bolsa además comprende un dispositivo para monitorear y/o registrar la temperatura del sistema o contenedor. Tales dispositivos son comercialmente disponibles de fabricantes que incluyen Sensitech, Temptale, Logtag, Dickson, Marathón, Testo, y Hobo.
En una modalidad, el sistema es capaz de mantener el módulo de envasado a una temperatura refrigerada preservando el producto alimenticio. Alternativamente, el carguero de transporte usado para transportar y/o almacenar el sistema es un carguero de transporte refrigerado capaz de mantener módulo de envasado a una temperatura refrigerada preservando el producto alimenticio.
Se contempla que puede ser deseable limitar la exposición del procucto alimenticio a exceso de hidrógeno durante el transporte o almacenamiento. Por consiguiente, en algunas modalidades, la bolsa o sistema es configurado para minimizar la exposición del producto alimenticio a hidrógeno presente en el ambiente de la bolsa. Esto se puede lograr removiendo el exceso de hidrógeno en la bolsa o sistema por métodos mecánicos, métodos químicos, o combinaciones de los mismos. Ejemplos de métodos químicos para remover hidrógeno incluyen el uso de un sumidero de hidrógeno comprendido de polímeros u otros compuestos que absorben hidrógeno.
Compuestos adecuados para uso como absorbedores de hidrógeno se conocen en la técnica y son comercialmente disponibles ("Hidrógeno Getters" Sandia National Laboratories, New México; EB Research & Consulting, Ferndale, MI.) Los compuestos pueden estar presentes en la bolsa o pueden estar en comunicación directa con el cátodo de la celda de combustible .
E.1 exceso de hidrógeno puede ser limitado empleando medios mecánicos, que incluyen el uso de válvulas de restricción o restrictores de flujo para modular o parar el flujo de hidrógeno en el ambiente de la bolsa. La modulación de hidrógeno puede ser controlada usando un sensor de oxigeno conectado a la fuente de hidrógeno de manera que el flujo de hidrógeno se minimiza o elimina cuando el nivel de oxigeno cae por debajo de un punto de ajuste mínimo.
Un aspecto adicional de la invención proporciona métodos para transportación y almacenamiento de producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono. Los métodos utilizan los módulos de envasado y sistema como se describe anteriormente. En una modalidad preferida, el método comprende remover el oxígeno en un módulo de envasado después de la inserción de un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono para generar un ambiente de oxígeno reducido dentro del módulo de envasado. Además del producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono, el módulo de envasado comprende una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y removedor de oxigeno. El ambiente de oxigeno reducido dentro del módulo de envasado se crea, por ejemplo, purgando el ambiente dentro de la bolsa vía aplicación de un vacio y/o introducción de una fuente gaseosa baja de oxigeno para purgar la bolsa. Después del purgado de la bolsa, el ambiente dentro de la bolsa es un ambiente bajo de oxigeno. La bolsa es llenado con el gas bajo de oxigeno para proporcionar un espacio libre gaseoso inicial de manera que el espacio libre inicial ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno. La bolsa es entonces sellada.
En otro aspecto, la invención proporciona métodos para transportar y/o almacenar producto alimenticio oxidativamente degradable. Este aspecto proporciona métodos descritos en la presente, permitidos para la remoción periódica óptima de oxigeno del ambiente atmosférico que rodea un producto alimenticio oxidativamente degradable el cual es almacenado en una bolsa individual dentro de un contenedor de transporte.
En una modalidad preferida, la invención comprende un método para remover oxigeno de una bolsa que tiene producto (s) alimenticio ( s) oxidativamente degradable (s) en el cual el método comprende: a) una bolsa que tiene un puerto de entrada de gas sellable y un puerto de salida de gas sellable ambos puertos están posicionados en el espacio libre de la bolsa en donde la bolsa comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande; b) agregar producto (s) alimenticio ( s) oxidativamente degradable ( s ) a la bolsa en una cantidad tal que los puertos de entrada y salida no se obstruyen; c) sellar la bolsa; d) conducir una o más purgas iniciales de la bolsa con una fuente de gas bajo en oxigeno inyectando una cantidad suficiente de tal fuente de gas en la bolsa a través del puerto de entrada mientras emite gas a través del puerto de salida para asi proporcionar una atmósfera baja de oxigeno en la bolsa y un espacio libre gaseoso de volumen suficiente para permitir la absorción de gas en el producto alimenticio sin incrementar el contenido de oxigeno en el espacio libre gaseoso restante en la bolsa a un nivel de arriba de aproximadamente 1500 ppm; e) sellar los puertos de entrada y salida; y f) opcionalmente periódicamente purgar la bolsa con una fuente de gas bajo en oxígeno de manera que después de purgar permanece un espacio libre gaseoso suficiente para compensar la absorción de gas en el producto alimenticio de manera que la concentración de oxígeno en el espacio libre gaseoso restante no excede 1500 ppm en cualquier momento dado .
La fuente gaseosa baja de oxígeno está preferiblemente comprendida de C02 o mezcla de gases que contienen C02 como uno de sus componentes. En una modalidad particular, la fuente gaseosa baja de oxígeno es 100% C02. En otra modalidad, la fuente gaseosa baja de oxígeno es una mezcla de C02 y nitrógeno u otro gas inerte. Ejemplos de gases inertes incluyen, pero no se limitan, a argón, kriptón, helio, óxido nítrico, óxido nitroso y xenón. La identidad de la fuente gaseosa baja de oxígeno puede ser variada como se adecuada para el producto alimenticio. Por ejemplo, la fuente gaseosa baja de oxígeno usada para transporte y almacenamiento de salmón es preferiblemente 100% C02. Otros pescados, tales como tilapia son preferiblemente almacenados o embarcados usando 60%> C02 y 40%> de nitrógeno como la fuente gaseosa baja de oxígeno.
El removedor de oxígeno en el módulo de envasado es operado durante el transporte y/o almacenamiento tan pronto como el oxígeno está presente de manera que el nivel de oxígeno permanece por debajo de un nivel que podría resultar en una reducción de frescura o deterioro del material . Este nivel reducido de oxígeno puede ser mantenido por el removedor de oxígeno por la duración del transporte y/o almacenamiento. El nivel de oxígeno en el ambiente de oxígeno reducido es menos de 1% de oxígeno, más preferiblemente menos de 0.1%, muy preferiblemente menos de 0.01% de oxígeno.
Después de un periodo de tiempo, los niveles de oxígeno presentes en la bolsa permanecen a un nivel reducido debido a que el intercambio gaseoso entre el producto alimenticio y el ambiente de la bolsa alcanza un cese o minimización natural. En una modalidad, la fuente de gas baja en oxígeno puede ser programada para cesar la operación después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso. Preferiblemente, la fuente de gas baja en oxígeno es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 0.5 y 50 horas, más preferiblemente, la fuente de gas baja en oxígeno es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 1 y 25 horas; más preferiblemente, la fuente de gas baja en oxígeno es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 2 y 15 horas; aún más preferiblemente, la fuente de gas baja en oxígeno es programada para cesar la operación después de un periodo de entre aproximadamente 3 y 10 horas.
Alternativamente, la fuente de gas baja en oxígeno puede ser programada para cesar la operación cuando se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de un nivel predeterminado. En una modalidad, se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de 5% de oxígeno en v/v, o alternativamente, se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de 1% de oxígeno en v/v, o alternativamente, se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de 0.1% de oxígeno en v/v, o alternativamente, se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de aproximadamente 1500 ppm de oxígeno.
En algunas modalidades, la purga inicial con la fuente de gas baja en oxígeno es suficiente para mantener el ambiente bajo de oxígeno durante la transportación y/o almacenamiento de los productos alimenticios oxidativamente degradables .
En modalidades donde la celda de combustible está presente en un módulo que es externo a las bolsas, el módulo puede ser removido después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso o cuando se alcanza el nivel de oxígeno y se mantiene por debajo de un nivel predeterminado de conformidad con los parámetros discutidos anteriormen e. Cualquier fuente externa de gas usada para mantener la presión positiva dentro de la bolsa puede ser removida asi como también después que el intercambio gaseoso entre el producto alimenticio y el ambiente de la bolsa alcanza un cese o minimización natural debido a que se minimiza la necesidad de compensar un cambio en presión dentro de la bolsa.
En una modalidad preferida, el método se refiere al sistema para transportar o almacenar material oxidat ivamente degradable que absorbe dióxido de carbono como se describe anteriormente. De este modo, en una modalidad preferida, el método comprende transportar o almacenar uno o más de los módulos de envasado en un contenedor de carga único. En esta modalidad, los módulos individuales de envasado o bolsas son separadamente removibles del sistema. Esta característica permite el suministro de módulos individuales de envasado, o las bolsas de los módulos de envasado, sin alterar la integridad de los módulos de envasado o bolsas que permanecen en el sistema.
Las bolsas, módulos de envasado y/o el sistema son entonces usados para transportar y/o almacenar el material oxidativamente degradable, por ejemplo el producto alimenticio oxidat ivamente degradable que absorbe dióxido de carbono, por un periodo de tiempo extendido. Preferiblemente, el periodo de tiempo extendido es desde entre 1 y 100 días; más preferiblemente el periodo de tiempo extendido es desde entre 5 y 50 días, aún más preferiblemente el periodo de tiempo extendido es desde entre 15 y 45 días.
Los métodos descritos en la presente permiten al material oxidativamente degradable ser transportado o almacenado por un periodo prolongado de tiempo no posible usando tecnología de ?? estándar u otros métodos estándares de almacenamiento de alimentos. El periodo prolongado variará de conformidad con la naturaleza del material oxidativamente degradable. Se contempla que usando los métodos descritos en la presente, el salmón fresco puede ser almacenado o transportado en una manera preservada por un periodo prolongado de al menos 30 días. Por el contrario, el salmón fresco puede solamente ser almacenado o transportado en una manera preservada por un periodo desde entre 10-20 días en la ausencia de un ambiente de oxígeno reducido. (Véase los Ej emplo) .
Descripción de Modalidades Específicas La siguiente descripción expone una modalidad específica que puede ser usada en la presente invención. La modalidad específica es una de las posibles configuraciones y usos de la presente invención y no debe ser construida en cualquier manera como una limitación de la invención.
La presente invención es particularmente adecuada para el transporte y almacenamiento de pescado, tal como salmón. En particular, la invención permite al salmón Chileno de granja ser embarcado vía carguero de transporte a destinos en los Estados Unidos. La longitud de este transporte (aproximadamente 30 días) requiere el uso de la presente invención para preservar la frescura del salmón. T adicionalmente , el salmón Chileno debe ser embarcado vía carga aérea para alcanzar destinos en los Estados Unidos antes de que el salmón se descomponga.
El salmón es preenvasado en embalajes. Cada embalaje contiene aproximadamente 17.4 kilogramos de salmón. Sesenta y cuadro de estos embalajes son colocadas en una bolsa. La bolsa es dimensionado a aproximadamente 127 cm X 106.6 cm X 330.20 cm, 106.6 cm X 127 cm X 330.20 cm ó 121.9 cm X 116.8 cm X 254 cm y es elaborado de un material de mezcla poli/Nylon. La bolsa es sobre dimensionada por aproximadamente 35 % ó 50% para proporcionar suficiente espacio libre gaseoso y permitir absorción de C02 (y oxigeno) . La bolsa tiene un extremo presellado y un extremo sellable. La bolsa es colocado con el extremo presellado hacia abajo en una plataforma. La plataforma es preferiblemente cubierta con una lámina protectora para proteger la bolsa y proporcionar estabilidad a la bolsa. Cincuenta y cuatro embalajes de salmón son apilados en la bolsa. Un esquema de una bolsa se muestra en la Figura 1.
Otra caja, idealmente con la misma dimensión como un embalaje de salmón es agregada a la bolsa. Esta caja contiene una o múltiples celdas de combustible de hidrógeno y una fuente de hidrógeno. La fuente de hidrógeno es una burbuja que contiene hidrógeno puro. La burbuja es configurada para estar en comunicación directa con los ánodos de las celdas de combustible para permitir a las celdas de combustible de hidrógeno convertir cualquier hidrógeno presente en la bolsa en agua por la duración del transporte y/o almacenamiento .
La caja también contiene un ventilador para circular el aire dentro de la bolsa de este modo facilitando el contacto entre el removedor de oxigeno y el oxigeno en el ambiente de la bolsa. El ventilador es energizado de la energía creada cuando las celdas de combustible convierten oxígeno en agua o por una batería separada.
Además, la caja contiene un registrador de temperatura de manera que se puede hacer un registro de cambio de temperatura por la duración del transporte y/o almacenamiento. De manera similar, la caja contiene un registrador de nivel de oxigeno de manera que se puede hacer un registro de niveles de oxigeno la duración del transporte y/o almacenamiento. La caja también contiene un indicador que proporciona advertencias de cuando los niveles de oxigeno dentro de la bolsa exceden un nivel máximo especificado o la temperatura alcanza un nivel máximo especificado. En esta modalidad especifica, el indicador podría advertir si el nivel de oxígeno excede 0.1 % de oxígeno y si la temperatura excede 38 °F (3.33°C) . La caja puede contener además monitores para monitorear niveles de hidrógeno y operación de celda de combustible. La caja además opcionalmente comprende un indicador visible, tal como una luz LED, la cual indica problemas de los dispositivos en la caja y alerta a los usuarios en la llegada del sistema si se exceden los límites de oxígeno o temperatura, preferiblemente, usando comunicación inalámbrica, tal como transmisión por frecuencia de radio, junto con un indicador visible, tal como una luz LED.
Los embalajes de salmón y la caja son entonces puestos en unidades (esquinados y atados) y la bolsa es tensado alrededor de los cuatro lados de la pila puesta en unidad con el extremo abierto de la bolsa reunido en un sellador por calor. Se realiza una purga de gas de hasta 100% de dióxido de carbono hasta que el oxígeno residual es menos de aproximadamente 5% en v/v, y preferiblemente menos de aproximadamente 1% en v/v. La bolsa es llenado en exceso con dióxido de carbono de manera que el espacio libre inicial ocupa aproximadamente 50 ó 30 por ciento en volumen de la bolsa. Después que el ambiente en la bolsa ha sido asi modificado, se inicia un ciclo de sellado por calor y la bolsa es sellada, formando el módulo de envasado. La celda de combustible opera por la duración del transporte y almacenamiento para remover cualquier oxigeno introducido en e.1 módulo de envasado por difusión a través del material de la bolsa o en el sellado de la bolsa. Pequeñas cantidades de oxigeno también pueden ser liberadas por materiales de envasado o pescado dentro del módulo de envasado. El tipo de celda de combustible usado es una celda de combustible de PEM que no requiere cualquier fuente de energía externa para convertir el oxígeno e hidrógeno en agua. Véase Figura 3.
El módulo de envasado es cargado en un carguero de transporte refrigerado junto con módulos de envasado adicionales configurados como se describe anteriormente. Véase Figura 2. Este sistema de módulos de envasado es cargado sobre un carguero de transporte en océano refrigerado. El carguero de transporte transporta el salmón desde Chile a los Estados Unidos. Después que alcanza el primer destino en los Estados Unidos, un cierto número del módulo de envasado se remueve del carguero de transporte. Debido a que cada uno de las bolsas contiene celdas de combustible para remover oxigeno, los módulos de envasado que permanecen en el carguero pueden ser transportados a otros destinos, vía el carguero de transporte en océano o por cargueros de transporte aéreos o terrestres secundarios, bajo condiciones de oxígeno reducido.
EJEMPLO 1 Se construyeron dos contenedores rígidos de banco superior, uno con y uno sin una celda de combustible. Dos contenedores de plástico para almacenamiento de alimentos de nueve litros con tapas sellables se modificaron de manera que los gases pueden ser purgados y continuamente introducidos (a presión muy baja) en cada contenedor. Una celda de combustible comercialmente disponible (Kit de Extensión de Celda de Combustible Desmantelable hydro-Genius™, adquirido a través del Almacén de Celda de Combustible) se instaló en la tapa de un contenedor rígido de nueve litros de manera que el hidrógeno puede también ser introducido desde el exterior del contenedor rígido directamente en el lado del ánodo (extremo muerto) de la celda de combustible. El lado de cátodo de la celda de combustible se ajustó con una placa de flujo de convección permitiendo a los gases del contenedor acceder libremente al cátodo de la celda de combustible. El borohidru.ro de sodio se adquirió del Almacén de Celda de Combustible como una fuente química de gas de hidrógeno (cuando se mezcla con agua) . Se construyó un reactor de borohidruro de sodio (NaBH4) a partir de dos botellas de plástico de manera que la presión hidrostática pudiera ser aplicada para empujar constantemente el hidrógeno en la celda de combustible y ajustar la producción y consumo de exceso de hidrógeno. Esto permite la producción de hidrógeno no lograda y la introducción en la celda de combustible por periodos extendidos (días).
Los cilindros de dióxido de carbono (gas) , reguladores, válvulas y tubería se adquirieron junto con un refrigerador doméstico grande. El refrigerador se sondeó para permitir al dióxido de carbono externo ser continuamente introducido en los contenedores rígidos e hidrógeno a la celda de combustible.
El sistema de banca superior se probó purgando el nivel de oxígeno inicial hacia abajo a casi 1% con CO2, cerrando las válvulas de flujo externo dejando las válvulas de flujo interno abiertas, manteniendo ambos contenedores bajo una presión constante muy baja de CO2. Las concentraciones de oxígeno y C02 se midieron con el tiempo usando un analizador de Oxígeno/C02 (Dansensor) mientras la celda de combustible consume el oxigeno restante a partir de un contenedor. Se determinó que el contenedor con celda de combustible fue capaz de mantener niveles de oxigeno por debajo de 0.1% mientras el contenedor sin una celda de combustible fue incapaz de mantener niveles de oxigeno por debajo de 0.3%.
Al Día 1, filetes de Salmón del Atlántico Chileno Frescos se adquirieron directamente a partir de un almacén de menudeo local (Sand City, CA) . El salmón se tomó de un contenedor Styrofoam con una etiqueta que indica que fueron envasados (lomos sin grasa) en Chile seis dias previamente. El personal de compras minoristas colocó 6 filetes (2 cada uno) en charolas de exhibición al menudeo, envolvió estirados, pesó y etiquetó cada una de las tres charolas.
Estos tres paquetes se transportaron en hielo al laboratorio en donde cada charola se cortó a la mitad de manera que la mitad de cada paquete pudiera ser directamente comparado con la otra mitad en un tratamiento diferente. Las válvulas de envasado se colocaron en tres grupos de tratamiento; 1.) Control de aire, 2.) 100% C02, Sin Removedor de oxigeno de celda de combustible, 3) 100% CO¿ con Removedor de oxigeno de celda de combustible. Los tres tratamientos se almacenaron en el mismo refrigerador a 36°F (2.22 °C) (2.22 °C) por la duración del experimento. Se monitorearon los niveles de oxígeno y CO2 diariamente y se condujeron evaluaciones sensoriales como se describe abajo. Después de la remoción inicial de oxígeno, los niveles de oxígeno permanecieron a un nivel indetectable por la instrumentación. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
TABLA 2 Día Nivel de 02- Celda de Nivel de 02 - Sin Combustible Celda de Combustible 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 Los niveles de oxígeno para la duración del experimento se muestran gráficamente en la Figura 4.
Evaluaciones Sensoriales : Siete días después de colocar los tres tratamientos en el refrigerador, los controles de aire se juzgaron marginalmente estropeados por el olor e inaceptablemente estropeados al 8vo día a 36°F (2.22 °C) . Esto estableció una vida de anaquel total de aproximadamente 13 días desde la producción por los filetes de control de aire y 7 días a 36°F (2.22 °C) (después de los primeros 6 días a temperaturas desconocidas ) .
Después de 22 días en el ambiente de CO2 alto (más 6 días antes de que la prueba comience) se removieron los tratamientos de los filetes de la celda de combustible y la celda no de combustible a partir de los contenedores y evaluaron por 4 panelistas sensoriales. La escala de evaluación fue 5 = Más frescos, 4 = Frescos, 3 = Ligeramente no frescos, 2 = No frescos, 1 = Inaceptables. Los resultados sensoriales no procesados se muestran en la Tabla 3.
TABLA Día 6 + Después de unos 6 días adicionales de almacenamiento en air a 36 °F (2.22°C), las muestras restantes se fotografiaron sin procesar y las muestras "sin celda de combustible" se consideraron no comestibles debido principalmente a los olores rancios (sin deterioro microbiano) y a color de carne muy amarillento. Las muestras de "celda de combustible" se valoraron frescas (4) en color y olor sin procesar. Estas muestras fueron entonces cocinadas y evaluadas por los 4 panelistas por sabor y textura y valoraron Frescas (4) en ambos atributos. Una comparación visual de las muestras de salmón se presenta en la Figura 5.
En resumen, las muestras de "Celda de combustible" fueron todavía clasificadas frescas después de un total de 34 días de vida de anaquel fresca mientras las muestras "sin celda de combustible" fueron inaceptables.
EJEMPLO 2 La Figura 7 muestra bolsas flexibles (como se describe aquí anteriormente) poco después de purgar el gas con dióxido de carbono que tiene un espacio libre inicial de aproximadamente 30 por ciento en volumen. Cada uno de las bolsas son de aproximadamente 106.6 cm X 127 cm X 330.20 cm y contienen aproximadamente 907 kilogramos hasta 997 kilogramos de pescado contenido en 54 cartones individuales. Otros tamaños de bolsas también pueden ser usados, por ejemplo, bolsas que tienen el tamaño de 127cm X 106.6 cm X 330.20 cm, ó 121.9 cm X 116.8 cm X 254 cm. Las bolsas fueron inicialmente purgados con nitrógeno (vía válvulas y tuberías). Después de aproximadamente 8 o más horas, las bolsas fueron purgados con dióxido de carbono para lograr un nivel de oxígeno muy bajo antes de que se cambien en la celda de combustible. Se contempla que la purga de nitrógeno puede ser reemplazada usando solamente un episodio de purga de C02 único y una celda de combustible. Se cortaron agujeros (flujo de entrada y flujo de salida) (o tuberías pueden ser usadas) para inicialmente purgar el C02 en la bolsa para llegar a más de 90% C02. Además, se puede emplear una purga de nitrógeno para reducir el nivel de oxígeno hasta aproximadamente 1% de oxígeno después de lo cual las válvulas se cerraron y esperaron por al menos 9 horas para permitir atrapar oxígeno para desprenderlo del envasado y producto. En tal punto (después de 9 horas) el oxígeno en general se ha elevado de 1.5 a 2% y las bolsas son purgados con C02 hasta al menos 90% (menos de 1,500 ppm de oxígeno) y se cierran las válvulas para transporte. El hecho de que se trata de un paquete de 907 kilogramos en lugar de un paquete de 18.14 kilogramos, combinado con el hecho de que este proceso se hace "fuera de línea" en donde la mayoría de los procesos de MAP se hacen "en línea" hace las purgas de gas múltiples durante un periodo prolongado de tiempo económicamente viables.
La Figura 8 muestra los mismos bolsas flexibles 17 días más tarde después del transporte y almacenamiento. Las bolsas permiten un volumen inicialmente alto de CO2 dentro de las bolsas para acomodar la absorción de C02 en el pescado a través del transporte y manipulación/almacenamiento de las bolsas. Además, el espacio libre gaseoso inicial previene la presión negativa de ser creada por remoción de oxígeno. Es importante notar que estas bolsas no fueron derramados y que el grado de desinflamiento visto en la Figura 8 (comparado con la Figura 7) es principalmente debido a la absorción de C02 durante los 17 días de transporte. Los niveles de C02 permanecen arriba de 90%> a través del transporte y almacenamiento. El pescado fue entonces valorado para determinar su frescura.
La Figura 9 ilustra una bolsa que comprende aproximadamente 1 tonelada de pescado, una burbuja de h:idrógeno y una caja los cuales comprenden una celda de combustible, un indicador de oxigeno que indica si el nivel de oxigeno en la bolsa excede los niveles descritos como un ambiente de oxigeno reducido, y monitores para monitorear niveles de oxigeno, niveles de hidrógeno, operación de celda de combustible, y temperatura. La caja además comprende una luz LED, la cual indica problemas de cualquiera de los dispositivos en la caja y un sistema de alerta inalámbrico para alertar a los usuarios en la llegada del sistema si se exceden los limites de oxigeno o temperatura (tiempo y temperatura) .
En resumen, cada bolsa comprende un dióxido de carbono inicial que contiene espacio libre de aproximadamente 30 por ciento en volumen. El gas en las bolsas permanece entre 90 a 100% de C02 a través del transporte y manejo, resultando en la inhibición de deterioro microbiano.
EJEMPLO 3 Se hace referencia a la Figura 10, en donde la bolsa 1 comprende una capa de barrera impermeable al oxigeno flexible 3, puerto de entrada 5 y puerto de salida 7, en donde el puerto de entrada 5 está conectado a una fuente de gas baja de oxigeno 9. La bolsa 1 contiene producto alimenticio (por ejemplo pescado) 11 y espacio libre 13. El espacio libre 13 proporciona una sobredimensionamiento significante de la bolsa con relación al producto alimenticio 11 contenido en este. En una modalidad, el sobre dimensionamiento proporciona un espacio libre de hasta 40% por ciento en volumen de la bolsa.
Esta arquitectura única descrita en la presente incluye sobre dimensionamiento principal de la bolsa 1 y espacio libre 13 (véase Figura 12), y aperturas de flujo de entrada (entrada) y ventilación (salida) y purga de gas (contrario a vacio, seguido por inyección de gas). También, la bolsa es cargado colocando productos alimenticios oxidativamente degradables dentro de la bolsa con la bolsa posicionado en una plataforma con el extremo sellado de fábrica (extremo cerrado) en el fondo (contrario al que tiene el sello de fábrica es la parte superior conforme la bolsa es colocado sobre la parte superior de los productos alimenticios) . La bolsa es entonces sellado por calor a través de la parte superior de la bolsa (arriba de los productos alimenticios) después de que los productos alimenticios son apilados o posicionados "dentro" de la bolsa, sentado en una plataforma. Las aperturas de flujo de entrada (entrada) y ventilación (salida) son empleadas en la bolsa para facilitar la purga de gas a través de la bolsa a oxigeno inferior. El flujo de entrada de gas es posicionado para estar en el fondo de la plataforma con el flujo de salida en la parte superior en el lado opuesto (para fomentar la purga superior a inferior) . Las válvulas o agujeros (grabados encima) pueden ser usados para flujo de entrada y/o flujo de salida. Cuando se usa CO2, el cual es mucho más pesado que el aire, puede fluir C02 lentamente en el fondo de la bolsa de manera que la bolsa se llena tanto como una piscina con el C02 empujando el aire hacia arriba y afuera de la ventilación. La última etapa después del purgado es para inflar el área de espacio libre de la bolsa para maximizar la presión libre y el espacio libre de la bolsa antes de que se cierre la ventilación (puerto de entrada) y cierre el flujo de entrada (entrada) del (los) gas (es) bajos de oxigeno. Después que el nivel de C02 alcanza 90+%, el flujo de gas es detenido y la bolsa mantenido por varias horas hasta un dia o más para permitir al oxigeno atrapado difundirse de los contenidos de envasado y perecederos de manera que un llenado/purga subsecuente removerán la mayoría de tal oxígeno residual. El espacio libre sobre dimensionado principal permanece necesario debido a la larga duración de absorción de C02 completo y al reservorio extra (y presión ligeramente positiva) creada por el espacio libre extra para resistir el escape de aire en la bolsa (debe existir una fuga) .
Como se muestra en la Figura 12, la bolsa 1 también utiliza una "presión libre", la cual es creada por la altura de espacio libre maximizado 13 de la bolsa flexible. Se cree que la altura del CO2 confinado en la bolsa vertical crea presión positiva, muy similar a un balón inflado. Aunque en la Figura 12 la bolsa no es literalmente presurizado vía estiramiento, puede ser por construir la bolsa de un material adecuado. En un ejemplo, la bolsa es inflado a una presión de aproximadamente 5.58 centímetros de columna de agua o más arriba de la presión atmosférica y la decadencia hacia abajo hasta aproximadamente 4.57 centímetros de columna de agua es programada para detectar fugas. Después que la bolsa pasa la prueba de fugas (6 minutos o más) la bolsa es entonces purgado con gas y se contempla que la purga de gas final resulta en aproximadamente 12.7 centímetros o menos centímetros de columna de agua. La bolsa es "hinchado" en tal punto. El plástico es configurado para expandirse en una manera vertical y tales métodos y materiales se conocen en la técnica. Las presiones libres de la bolsa inicial pueden variar desde aproximadamente 0.03 hasta aproximadamente 2.54 centímetros de columna de agua o más arriba de la presión atmosférica. Además, la arquitectura vertical facilita minimizar los requerimientos de espacio horizontal para embarcar el número máximo de plataformas lado por lado. No más de 20% de la expansión de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto de la expansión gaseosa estando en la dirección vertical de este modo creando la "presión libre" y altura de espacio libre.
En ciertas modalidades, las bolsas son capaces de acomodar un espacio libre muy grande (principalmente para acomodar la absorción de C02 y proteger contra/retardo de escape de aire),' de manera que el espacio libre en combinación con purgas de gas inicial múltiples podría no requerir purgas de gas periódicas adicionales o monitoreo de oxígeno continuo más allá de las purgas de gas múltiple iniciales. Se contempla que las purgas iniciales de gas pueden proceder periódicamente durante las primeras 72 horas de que la bolsa es sellada con el producto alimenticio oxidativamente degradable. Alternativamente, las purgas iniciales de gas pueden proceder durante las primeras 72 horas o menos de la bolsa siendo sellado, o alternativamente, las primeras 60 horas, o alternativamente, las primeras 48 horas, o alternativamente, las primeras 24 horas.

Claims (81)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Un módulo de envasado útil para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables que absorben dióxido de carbono caracterizado porque comprende : a) una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y un espacio libre gaseoso, en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande; b) un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono; c) una celda de combustible capaz de convertir hidrógeno y oxigeno en agua; d) una fuente de hidrógeno; y e) además en donde el espacio libre inicial gaseoso ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno, y no más de aproximadamente 20% del espacio libre inicial gaseoso de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto del espacio libre inicial gaseoso estando en la dirección vertical .
2. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos aproximadamente 90% de dióxido de carbono.
3. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso ocupa desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 35% del volumen interno de la bolsa.
4. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso ocupa aproximadamente 35% hasta aproximadamente 60% del volumen interno total de la bolsa.
5. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un elemento de retención adecuado para mantener una fuente de hidrógeno interna en la bolsa.
6. El módulo de envasado de conformidad con la rei indicación 5, caracterizado porque el elemento de retención para la fuente de hidrógeno en la bolsa es una caja configurada para retener la fuente de hidrógeno y la celda de combustible .
7. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de envasado no contiene una fuente gaseosa para mantener la presión positiva dentro del módulo de envasado durante el transporte o almacenamiento.
8. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto alimenticio es pescado.
9. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina.
10. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el pescado fresco es salmón o tilapia.
11. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es seleccionada del grupo que consiste de una fuente de hidrógeno de burbuja o una fuente de hidrógeno de contenedor rígido .
12. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es una mezcla gaseosa que comprende dióxido de carbono y menos de 5% por volumen de hidrógeno.
13. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un ventilador .
14. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el ventilador es energizado por la celda de combustible.
15. Un sistema útil para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables que absorben dióxido de carbono caracterizado porque comprende uno o más módulos de envasado, cada módulo de envasado que comprende: i) una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y un espacio libre gaseoso, en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande; ii) un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono; iii) una celda de combustible capaz de convertir hidrógeno y oxigeno en agua; iv) una fuente de hidrógeno; y v) además en donde el espacio libre inicial gaseoso ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno, y no más de aproximadamente 20% del espacio libre inicial gaseoso de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto del espacio libre inicial gaseoso estando en la dirección vertical .
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el gas en el espacio Libre inicial gaseoso comprende al menos aproximadamente 90% de dióxido de carbono.
17. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso ocupa desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 35% del volumen interno de la bolsa.
18. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende un sistema de control de temperatura externa al módulo de envasado en donde el sistema mantiene la temperatura dentro del módulo a un nivel suficiente para mantener la frescura del producto alimenticio.
19. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los módulos de envasado además comprenden un elemento de retención adecuado para mantener una fuente de hidrógeno interna en la bolsa. (
20. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el elemento de retención para la fuente de hidrógeno en la bolsa es una caja configurada para retener la fuente de hidrógeno y la celda de combustible .
21. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el módulo de envasado no contiene una fuente gaseosa para mantener la presión positiva dentro del módulo de envasado durante el transporte o almacenamiento.
22. El sistema de conformidad. con la reivindicación 16, caracterizado porque el producto alimenticio es pescado.
23. El sistema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina.
24. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el pescado fresco es salmón o tilapia.
25. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es una burbuja que contiene hidrógeno.
26. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es una mezcla gaseosa que comprende dióxido de carbono y menos de 5% por volumen de hidrógeno.
27. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los módulos de envasado además comprenden un ventilador.
28. El sistema de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el ventilador es energizado por la celda de combustible.
29. Un método para transportar y/o almacenar de productos alimenticios oxidativamente deqradables que absorben dióxido de carbono caracterizado porque comprende: a) remover el oxigeno en un módulo de envasado que contiene un producto alimenticio oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono para generar un ambiente de oxigeno reducido dentro del módulo de envasado, el módulo de envasado que comprende una bolsa sellable a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y un espacio libre gaseoso en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, una celda de combustible, y una fuente de hidrógeno; b) purgar la bolsa con un gas inerte de manera que el espacio libre inicial gaseoso ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno, y no más de aproximadamente 20% del espacio libre inicial gaseoso de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto del espacio .libre inicial gaseoso estando en la dirección vertical; c) sellar la bolsa; d) operar la celda de combustible durante el transporte o almacenamiento de manera que el oxigeno es convertido en agua por el hidrógeno presente en la bolsa para mantener el ambiente de oxigeno reducido dentro de la bolsa; .Y e) transportar o almacenar el material en la bolsa .
30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos aproximadamente 90% de dióxido de carbono .
31. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso ocupa desde aproximadamente 30% hasta aproximadamente 69% del volumen .interno total de la bolsa.
32. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el transporte o almacenamiento es por un periodo de tiempo desde entre 5 y 50 días.
33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el transporte o almacenamiento es por un periodo de tiempo desde entre 15 y 45 días.
3 . El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además comprende mantener una temperatura en la bolsa suficiente para mantener la frescura del material durante el transporte o almacenamiento.
35. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el módulo de envasado además comprende un elemento de retención adecuado para mantener una fuente de hidrógeno interna en la bolsa.
36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el elemento de retención para la fuente de hidrógeno en la bolsa es una caja configurada para retener la fuente de hidrógeno y la celda de combustible.
37. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende menos de 1% de oxigeno.
38. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende menos de 0.1% de oxigeno.
39. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido b comprende dióxido de carbono.
40. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende dióxido de carbono e hidrógeno.
41. El método de conformidad con la reivindicación 0 29, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende nitrógeno.
42. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende dióxido de carbono, nitrógeno, e hidrógeno. 5
43. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el producto alimenticio es pescado.
44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, 0 camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina.
45. El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el pescado fresco es salmón o tilapia .
46. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es una burbuja que contiene hidrógeno.
47. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la fuente de hidrógeno es una mezcla gaseosa que comprende dióxido de carbono y menos de 5% por volumen de hidrógeno.
48. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la celda de combustible es programada para cesar la operación después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso.
49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el periodo de tiempo inicial es entre aproximadamente 0.5 y 50 horas.
50. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque la celda de combustible es programada para cesar la operación cuando se alcanza el nivel de oxigeno y se mantiene por debajo de un nivel predeterminado.
51. El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el nivel de oxigeno predeterminado está por debajo de 5% de oxigeno en v/v.
52. El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el nivel de oxigeno predeterminado está por debajo de 1% de oxigeno en v/v.
53. Un método para el transporte y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables que absorben dióxido de carbono caracterizado porque comprende: a) obtener una bolsa sellada a presión estable de permeabilidad de oxigeno limitada y que comprende un espacio libre gaseoso y un material oxidativamente degradable que absorbe dióxido de carbono, en donde el espacio libre inicial gaseoso ocupa al menos 30 por ciento en volumen de la bolsa y el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos 99 por ciento en volumen de gases distintos de oxigeno, y no más de aproximadamente 20% del espacio libre inicial gaseoso de la bolsa está en la dirección horizontal, con el resto del espacio libre inicial gaseoso estando en la dirección vertical, además en donde la bolsa consiste de un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, y además en donde la bolsa está conectada a un módulo que comprende una celda de combustible y una fuente de hidrógeno de manera que el ánodo de la celda de combustible está en comunicación directa con el ambiente de la bolsa; b) operar la celda de combustible durante el transporte o almacenamiento de manera que el oxigeno en la bolsa es convertido en agua por la celda de combustible; y c) transportar o almacenar el material en la bols .
54. El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque el gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende al menos aproximadamente 90% de dióxido de carbono .
55. El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso ocupa desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 35% del volumen interno de la bolsa.
56. El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque el módulo es desconectado de la bolsa después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso.
57. El método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el periodo de tiempo inicial es entre aproximadamente 0.5 y 50 horas.
58. El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque el módulo es desconectado de la bolsa cuando se alcanza el nivel de oxigeno y se mantiene por debajo de un nivel predeterminado.
59. El método de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque el nivel de oxigeno predeterminado está por debajo de 5% de oxigeno en v/v.
60. El método de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque el nivel de oxigeno predeterminado está por debajo de 1% de oxigeno en v/v.
61. Un método para remover oxigeno de una bolsa que tiene producto (s) alimenticio ( s ) oxidativamente degradable ( s ) caracterizado porque el método comprende: a) una bolsa que tiene un puerto de entrada de gas sellable y un puerto de salida de gas sellable en donde la bolsa comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande; b) agregar producto (s) alimenticio ( s ) oxidativamente degradable ( s ) a la bolsa; c) sellar la bolsa; d) conducir una o más purgas iniciales de la bolsa con un gas bajo de oxigeno inyectando una cantidad suficiente de tal gas en la bolsa a través del puerto de entrada mientras emite gas a través del puerto de salida para asi proporcionar un ambiente de oxigeno reducido en la bolsa y un espacio libre gaseoso inicial de volumen suficiente para permitir la absorción de gas en el producto alimenticio sin incrementar el contenido de oxigeno que permanece en el espacio libre gaseoso en la bolsa a un nivel de arriba de aproximadamente 1500 ppm; e) sellar los puertos de entrada y salida; y f) opcionalmente periódicamente purgar la bolsa con un gas bajo de oxigeno de manera que después de purgar permanece un espacio libre gaseoso suficiente para compensar la absorción de gas en el producto alimenticio de manera que la concentración de oxigeno en el espacio libre gaseoso restante no excede 1500 ppm en cualquier momento dado.
62. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso de la bolsa ocupa desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 69% del volumen interno de la bolsa.
63. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque la bolsa además comprende un sensor de oxigeno.
6 . El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el gas bajo de oxigeno comprende dióxido de carbono.
65. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende dióxido de carbono.
66. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende nitrógeno.
67. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el ambiente de oxigeno reducido comprende dióxido de carbono y nitrógeno.
68. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el producto alimenticio es pescado.
69. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque el pescado es pescado fresco seleccionado del grupo que consiste de salmón, tilapia, atún, camarón, trucha, bagre, dorada, lubina, róbalo, corvina, palometa, abadejo, merluza, halibut, bacalao y trucha alpina.
70. El método de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado porque el pescado fresco es salmón o tilapia.
71. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el gas bajo de oxigeno es programado para cesar la operación después de un periodo de tiempo inicial que es suficiente para permitir un cese o minimización natural de intercambio gaseoso.
72. El método de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque el periodo de tiempo inicial es entre aproximadamente 0.5 y 50 horas.
73. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque la bolsa comprende una "presión libre" inicial desde aproximadamente 0.254 hasta aproximadamente 2.54 centímetros de columna de aqua arriba de la presión atmosférica.
74. Un método para la transportación y/o almacenamiento de productos alimenticios oxidativamente degradables caracterizado porque comprende: a) remover el oxígeno en una bolsa de permeabilidad de oxígeno limitada que contiene un producto alimenticio oxidativamente degradable para generar un ambiente de oxígeno reducido, la bolsa que comprende un material flexible, colapsable o expandible el cual no se perfora cuando se colapsa o expande, un puerto de entrada de gas sellable y un puerto de salida de gas sellable y un gas bajo de oxígeno en comunicación gaseosa con la bolsa; b) sellar la bolsa; c) opcionalmente periódicamente purgar la bolsa con el gas bajo de oxígeno de manera que después de purgar permanece un espacio libre gaseoso suficiente para compensar la absorción de gas en el producto alimenticio de manera que la concentración de oxígeno en el espacio libre gaseoso restante no excede 1500 ppm en cualguier momento dado; y d) transportar o almacenar el producto alimenticio en la bolsa.
75. El método de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque el transporte y/o almacenamiento es por un periodo de tiempo desde entre 5 y 50 días.
76. El método de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque el transporte y/o almacenamiento es por un periodo de tiempo desde entre 15 y 45 días .
77. El método de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque la bolsa comprende una "presión libre" inicial desde aproximadamente 0.254 hasta aproximadamente 2.54 centímetros de columna de agua arriba de la presión atmosférica.
78. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, o el sistema de conformidad con la reivindicación 15, o el método de conformidad con la reivindicación 29 ó 53, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso es hasta 69 por ciento en volumen de la bolsa .
79. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, o el sistema de conformidad con la reivindicación 15, o el método de conformidad con la reivindicación 29 ó 53, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso es desde 40 hasta 69 por ciento en volumen de .la bolsa .
80. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, o el sistema de conformidad con la reivindicación 15, o el método de conformidad con la reivindicación 29 ó 53, caracterizado porque el espacio libre inicial gaseoso es al menos 50 por ciento en volumen de la bolsa .
81. El módulo de envasado de conformidad con la reivindicación 1, o el sistema de conformidad con la reivindicación 15, o el método de conformidad con la reivindicación 29 ó 53, caracterizado porque gas en el espacio libre inicial gaseoso comprende 60% de CO2 y 40% de nitrógeno .
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