TW496759B - Controlling atmospheres in containers - Google Patents

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第85109446號專利申請案 —中文说明書修正頁⑽年$月）五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 敗於野存及運送貨物，特是提供大氣予辟存易腐 敗I辰產w，例如水果、蔬菜及花等。 、7«知這類易腐敗之農產品能以泠束容器攜運，如「 冷束貝車」，足些容器之冷滚單元已發展爲可信賴之裝置 ’而且可在長時間、不需要保養維持之m發揮功能。 、:般吓知f貯存及/或運輸過程中，保存易腐敗農作物 之方式可藉由控制裱繞在農產品四周之大氣而予以加強 。使用氮氣（或其它惰性氣體）爲主之環境則特別有用。甚 者，以控制環境中存在之氧含量，或可爲一種需求，以控 制（但並非消除）其他或許存在物質之含量，例如二氧化碳 及任何乙#，皆可能在容器内，從農產品本身原地生成。再者，於^氣中之水蒸汽量，亦即濕氣，或許非常重要。 通常，較高之濕氣係需要的。雖然有多種的處理過程及系統已提出用以控制此類之大 氣，但疋仍留有一個需求，那就是較適宜於足以緊密壓縮 ，使其在標準容器或冷凍貨車之範圍内，可恰當地變化之 可仏賴系統，以適合於不同型式農產品之貯存及/或運輸 之需要。 此種處理過程及系統之設計具有一重要之參數，即是其 效率。該系統通常運用一系列之吸附底層，可選擇性地吸 附不同成分之大氣，而且之後，例如以壓力振盪或溫度震 盪之基本方式’使非吸附或先前已吸附之成份以全部或部 分之方式解附回復至容器或通風至大氣中。壓力及溫度振 盪之操作形式’在2氣或混合氣體分離至其成份分部已詳 4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項 •本頁} -裝- -訂 496759

第85109446號專利申請案 中文説明書修正頁(86年8月） 五、發明説明G A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 載於技藝文獻中，例如EP G4676 6 8。第_種操作方式中 ，混合氣體成份之吸附作用發生在高|，而解附作用則發 生於低壓（包括適當時之眞空狀態）。第二種操作方式中， 氣體吸附於較低溫度，而藉由升高溫度之方式加以解附， 例如在室溫狀態時行之氣體可在較高溫度時解附出來。 此種吸附/解附系統無論如何一般均無法操作至完全分 離大氣中任何成分之效果，但是可視爲作用於選擇性之基 石疋。因此重要的是，保持最低之吸附處理過程之個數，可 降低存在於系統中且須釋回容器中大氣組成之損失。 根據本發明’提供一種用於控制在容器内環境之系統， 包括：以循環之基本方式及預先決定之排列順序下，可選 擇性地移除至少一部分任何存在於大氣内之水蒸汽、乙晞 一氧化碳及氧成份至循環之吸附相中之數個吸附底層、 控制大氣在系統内之流動方法、及根據循環中之解附相以 解附孩吸附底層之方法。其中解附相係特別以選擇性循環 之基本方式’針對乙烯而設置。 本處使用「卷器」之字眼，不僅包括「冷凍貨車」之單 獨谷為而已’還包含倉庫、船倉等類似容器。 在貯存農產品之容器中，乙烯係爲一重要之大氣成分， 該氣體一般可在容器内由農產品本身以原地方式產生，此 氣體可加速農產品之腐敗。爲避免農產品提早成熟腐敗， 因此必須在乙晞生成時便去除。但是，產生之乙烯一般傾 向於小量，而本發明提供一種系統，使乙烯及其他大氣成 份可移除及/或碉整，特別於使用本發明之較佳實例及具 (請先閲讀背面之注意事項 π本頁) •裝· 訂 線 -5- 496759 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 體方案。 以簡單的形式來説，本發明之系統包括：數個吸附底層 ，以較佳之串聯方式排列，便於選擇性地移除任何蒸汽、 乙缔、二氧化碳及氧氣。依前所述之順序排列及適當使用 所有之底層，並在一壓力振盪之基本方式下操作時，可行 有效之移除。在從大氣「移除」之後，一成份以全部或部 份之方式透過解附作用或其他方式回歸至容器中。 一底層可用於吸附一種以上之大氣成份。再者，回歸至 容器中之成份，不論全部或部份，可爲吸附氣體或非吸附 氣體。 一般而言，容器内大氣係以-強迫方式，例如藉由附屬在 孩系統之壓縮機而灌入該系統。當氣體流經該系統時，可 藉由如一系列閥門之控制，以決定大氣流經不同吸附底層 足行爲而加以控制。 可文中，吸附底層係以較佳之串聯方式排列，且於循環 吸附相時，大氣係被迫流經每一個已預先決定其排列順序 〜底層。在循環解附相時，無論如何，乙蹄之解附並非發 生在每一循環中，而是僅發生在每第η個循環，其中n以至 少爲3較佳，若至少5或1 〇則更佳。 偶若彳< 其他底層釋出之解附氣體用於解附乙烯底層時， 系列閥門可提供應用操作，以確保當乙烯未解附時，該 用千附氣體在循環中能迂迴繞過該乙烯底層。而當乙烯解附 時，則使其流經該循環之乙烯底層。 ， 本1明在於使用一或多個底層，以雙分部單元方式操作 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 衣 、11 496759 A7 B7 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 時特別有用。一般來說，當其中一分部單元用於吸附作用 時，另一分部則以解附方式操作，反之亦然。 較佳之方式.，移除水蒸汽、二氧化碳及氧氣之底層，其 操作係以雙分部之基本方式爲之，而移除乙晞之底層，其 操作以單邵之基本方式爲之。在這類之例子中，一般將單 分邵乙蹄以去除底層放在介於水蒸汽去除底層及二氧化碳 去除底層中間較爲有利。 據此’在本發明之較佳具體方案中提供一種系統，以雙 分邵之基本方式操作，並包括下述排列順序： - 一雙分部水蒸汽去除底層， - 一單部乙烯去除底層，- - 一雙分部二氧化碳去除底層， ; 一雙分部氧氣去除底層， 其中，從兩個水蒸汽去除底層分部排出之氣體，皆導入乙 晞去除底層，而從乙蹄去除底層排出之氣體則導入二氧化 碳去除底層之相關部。 此系統可替代以操作在三（或更多）分部之基本方式操作 ，其中每個雙分部去除底層均以三（或更多）分部底層替換 〇 具體方系之較佳方式爲，在乙婦去除底層進行解附時， 可將大氣流以迂迴繞過去除底層之方式進行。 可能的話（甚至在許多案例中均爲較佳之方式），本發明 之氧氣去除底層可包含一吸附劑，以進行氮氣之選擇性吸 附’如此則乳氣可逼擇性地流經該底層，且藉由通氣至大 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣 訂 d 496759 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ----------^__ 五、發明説明（5 ) ' 〜 -一^ 乳〈万式，不管全部或部分地從系統中加以去除。 種可能（且亦或許爲較佳之方式）爲，使二氧化破及 A乳=附在-種具吸附物質之連續底層。某些滞石材料， 如大家熟知之13X型，可一齊吸附二氧化碳及氮氣，而同 時留下未吸附之氧氣殘留物。通常，二氧化碳對該種彿石 -、有車又大之親和力’因而可比氮氣具有較佳之吸附性，因 此在典型之系統中，二氧化碳可在相對較近於底層入口之 處吸附，而氮氣則要至其他底層才吸附。在解附此類底層 足=，例如當壓力降下時，氮氣比較於二氧化碳則具較佳 之解附作用’因而允許於使用該解附氣流時，能有選擇性 調整容器内大氣組成之可能性、 · 該型吸附底層包括大致相同之組成/結構，且可表現多 種親和力以用於不同之大氣成份，並以不同之速率吸附及 解附大氣成份，且可用於選擇性地分離解附成份，此爲構 成本發明之一部份，亦爲本發明系統之一部份。 在本發明之較佳具體方案中，水蒸汽係首先吸附在以雙 分部爲較佳之底層上，乙烯則以第二順位吸附在以單分部 爲較佳之底層，而二氧化碳及氮氣皆在第三順位吸附在以 雙分邵爲較佳之底層上，此種方式對不論允許全部或部份 氧氣通風至大氣中，均較爲有利。 在這種系統中，較佳之方式爲從第三層解附後之氮氣， 及隨後之任何二氧化碳，可迂迴繞過第二（乙烯）底層，但 通過第一（水蒸汽）底層，以解〜附水蒸汽，且允許氮氣/水 洛Ά / 一氧化碳’能選擇性地回知至容器或通氣至大氣中 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) «水·

，1T 496759 第85109446號專利申請案 kl 中文説明書修正頁(86年7月、 B7 五、發明説明（ 6

1F ，依照預定之需求使農產品在容器中維持最佳狀態。 ”每五或十個（或任何）一般循環中，有必要從吸附底層中 解附乙晞，藉由分散一些從氧氣去除底層通氣後之氧氣， 使其流經乙烯底層，並通風至外面之空氣，同時更可以較 佳之方式（藉由閥門之方法）造成該吸附氣流迂迴繞過該乙 烯底層，而達到較佳效果。回顧那些附屬於大多數農產品 <小量乙烯時，該解附步驟通常可快速生效。 爲取得本發明較佳之瞭解，僅經由舉例之方式，並加上 可顯示本發明系統流程之附圖，以陳述下列參考資枓。 圖示簡要 圖中説明一根據本發明之系統，其中 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2及3代表閥 代表空氣冷卻器； 代.表閥； 代表管線； 代表閥； 代表管線； 代表部份乙晞吸附床 代表部份床； 代表管線； 代表閥； 代表孔板； 代表管線； 3 1及3 2代表管線； 7 9 11 14 17 20 23 25 27 29 4 代表壓縮機； 6代表機械乾燥器； 8代表空氣緩衝器； 1 〇代表非回轉閥； 1 2代表部份床； 1 5及1 6代表閥； 1 8及1 9代表閥； 2 2代表閥； 2 4代表氧氣緩衝器； 26代表部份床； 2 8代表閥； 3 〇代表部份床； 3 3及3 4代表管線；

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496759 第85109446號專利申請案 中文説明書修正頁(86年7月） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（h) 3 5及3 6代表閥 3 9 .代表管線 42 代表幫浦 3 7及3 8代表閥； 4 1代表水源，· 4 3代表噴霧器； 4 6 代表二氧化碳源；及 4 7代表閥門裝置。 由參考附圖所顯示，一種用於或連結於容器内之本發明 系統，其外圍以虛線1表示。 當閥門2及3開啓時，新鮮之外部空氣及容器内大氣相對 地引入壓縮機4，且從該處經過空農冷卻器5至機械乾燥器 6。 在啓動讀系統之最初五分鐘，閥門7開啓，以允許空氣 進入空氣緩衝器8，並提供操作閥門及該系統器具有所需 之空氣，藉此，乾燥空氣可經由管線9及非回歸閥丨〇供應 空氣緩衝器。 閥門3在最初一小時之期間内開啓，而後則關閉。 大氣從乾燥器6流經閥門丨丨，且進入水蒸汽吸附底層之 第一分邵1 2，此區域概略如丨3所標示之範圍，其操作係 以恩力振盟之基本方式，並包括鋁，以由此處萃取水蒸氣 。乾燥大氣由管線1 4及閥門1 5 / 1 6行進，並進入單部乙烯 吸附底層1 7，該層包括以銀替補之γ型沸石，乙缔則由此 —— — — — -I-· — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 496759 A7 B7 五 、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 處移除。乾燥大氣則經由回歸閥1 0及前述之管線9，流至 空氣緩衝器8。 水蒸汽及乙烯皆耗竭之大氣，而後則經由閥門i 8及閥門. 1 9，流入二氧化碳及氧氣去除底層之第一分部2 〇，此區 域概略如2 1所示，並包括1 3 X型之沸石，該沸石在壓力振 堡時對二氧化碳有較佳之吸附力，而對氮氣有次佳之吸附 力。富含主要爲氧氣之氣體離開底層2 0之分部後，經由閥 門2 2及官線2 3流入氧氣緩衝器2 4。排出之氧氣則經由閥 門2 5流出緩衝器2 4，而通風至-系統外之空氣。 在描述前述循環吸附相之同時，雙底層1 3及2 1之其它 分邵則依下述之方式解附，大-氣從分部底層2 〇至分部底層 2 6，經由孔板2 7瀝出，以清除氮氣（首先）及二氧化碳（次） 之）之分部底層2 6。 消除後之氣體經由閥門2 8及管線2 9流入水蒸汽底層i 3 足第二分部30，於該處清除分部底層3〇之濕氣，該氣體 然後經閥門3 i及閥門32，經由管線33以造成氣體選擇性 地回歸至容器中，及/或經由管線34至外部空氣。 :爲石可表現出對—氧化碟及氮氣之不同親和力 線於：氧化碳解附；其結果爲，在管線33及管 ί ::: 開關之間門32 ’可造成介於兩管線間 ，以體的，性例行程序’如此可提供-種方法 寸文有加於谷益内之大氣中之—或兩種該氣體。 刖又有關同時性之吸附/解附湘 循環，兮徜俨r 了邓了視馬雙底層系統之半 目衣必循3衣依下述之方式完成。 -10- 本紙張尺度適(21Qxl^· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 496759 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -—-------- B7 _ 五、發明説明（8 ) 大氣離開塾縮器4，經由空氣冷卻器5及乾燥器6流入閥 門3 1，而後進入底層分部3 〇，在此處濕氣則萃取出來。 乾燥之氣體然後經由閥門3 5及3 6 (以一連續流之方式進入 工氣緩衝咨8 )’流入乙烯吸附底層1 7，並在此處去除乙 晞。 4水恶汽及乙晞均耗竭之大氣，然後經由閥門丨8及閥門 ~ 8 入氧氣去除底層21之底層分部26，並於該處吸附 一氧化碳及氮氣。主要富含氧氣之大氣，然後離開底層分 4 2 6且經由閥門3 7流入氧氣緩：衝器2 4，隨後並經由閥門 2 5流至系統外之空氣中。 同時於進伃削文所述之循環-吸附相，空氣從底層分部2 6 至底層2 1之底層分部2 〇，經過孔板2 7被瀝出，並用以清 除·底層刀# 2 0之氮氣及一氧化碳。該清除氣體經由閥門 19,流出底層分部20，進入水蒸汽底層13之分部底層12 ’並於遠處清除底層分部之濕氣。 流經閥門11及閥門32之氣體則依前文所述方式，選擇 性地經由管線33回射入容器中，或經由管線34至系統外 之空氣。 於珂文所描述之循環，乙烯吸附底層17主要連續地從分 部底層1 2或水蒸汽底層丨3之分部底層3 〇中接受大氣，無 乙烯底層17之吸附作用通常於當请除之氣體從：氣：除底 層2 1不流經乙烯底層1 7時發生。 .一 然而，在預先決定之方式及取決於選擇性循環之基本方 式時’例如在十次或二十次此類之循環之 " ’閥門2 5關閉 ___ __ -11- 本紙浪尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（21〇>< 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 d 496759 A7 B7 五、發明説明（9 ) ’閥門3 8則開啓，而從氧氣去除底層2 1來之麻s w 、 仏虱虱則用 於凊除乙烯底層1 7，並經由管線3 9將乙烯通涵s备 〜w 土矛、統外 之空氣中。在清除過程中，通常僅花費二十至二本& —^丁秒、，充 滿於閥門1 6及1 8間之吸附大氣則迂迴繞過乙缔底層丨7。 一種濕氣噴射裝置，以4 0所概括之範圍所示， 共己括水 源4 1、幫浦4 2及喷霧器4 3。 一種二氧化碳喷射裝置，以4 5所概略之範圍所示，提供 包括二氧化碳源4 6及閥門裝置4 7。 ’、 濕氣'二氧化碳及相對濕度感應器，通常用於偵叫在 器内該類物質之不同程度。該系統以整體來説之所:裝 極佳，係依賴其自身之使用彈-性，及使用外部來源之ς 性，以調節容器内之大氣，使其適合於貯存及運輸農 之種類。 w辰 透過參考圖示所描述之本系、统，底層13及21皆以 振堡之基本方式操作，在行吸附作料處於較高壓力， 在行解附作用時則處於較低壓力，例如室壓甚或直☆狀 容 能 品 力 而 η (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 、\=6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當整體進行每個循環時，在乙缔底層17及附屬 ”2丨處於吸附相時，其壓力可維持在高力 以較大之效率操作。 7彳定尽系 統 -12 第851〇9446號專利申請案 少文補充説明 實例1 使用一種與本案圖示所示相似之系統，容器中之氣氛於10。(：下 具有95%之相對濕度，且包含5%氧氣、3%二氧化碳、 1 ppm 乙 烯、其餘爲氮氣。將容器中之氣氛壓縮至4 bara (絕對巴），然後流 至乾燥器，此時，大部份的水被吸附。流出乾燥器之氣氛的水含 量’以體積計’係低於1.5 ppm。水汽被消耗之氣氛流進乙烯吸附 床’其時’ 99%之乙烯被吸附。然後，水汽與乙烯被消耗之氣氛流 入二氧化碳與氧氣移除床。富含氧氣之氣體自床頂流出，每分鐘排 除8升氧氣。 被吸附之氣體自此床解吸附，將一部份包含二氧化碳之氣體排放 至外界空氣中。 此一方法每分鐘可消除5升之二氧化碳。 本發明方法中，乙烯解吸附之方式係藉由將氣體自氧氣移除床轉 向通過乙晞床，然後排放至外界空氣中。倘使此一選擇性循環解吸 附作用在每一三個循環後進行，則乙烯之移除率爲75%。 (注意：在此解吸附步驟期間，乙烯床並未吸附，直到每_四個循 環始發生吸附。） 當乙晞選擇性循環吸附作用係於每―第五次循環進行時，乙缔移 P舍率A SO%’ *當乙晞選擇性循環吸附作用係於每一第十次循環進 行時，乙晞移除率可增加至。 因此’理想的移除率可藉由使用選擇性循環吸附作用而達成，同 時亦可顯著減少整個系統之循環時間。

VPW\227G.DOC/WA

Claims (1)

1. 496759 第085109446號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(91年6月) A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍

   1 . 一種用於控制在容莽内大氣之系統，包括： (a) 容器； (b) 第一對吸附槽，其以並聯方式排列，每一槽具有入 口及出口並且含有乾燥劑； (c) 單一吸附槽，其具有入口及出口並且含有吸附劑， 以自氧-氮-二氧化碳氣體混合物中選擇性吸附乙婦 (d) 第二對吸附槽，其以並聯方式排列，每一槽具有入 口及出口並且含有吸附劑，以自含氧氣體混合物中 選擇性吸附氮和二氧化碳； (e) 運送氣體於容器和該第一吸附槽入口間之導管裝置 (f) 連接該第一吸附槽出口和該單一吸附槽入口之導管 裝置； (g) 連接該單一吸附槽出口和該第二對吸附槽入口之導 管裝置； (h) 連接該第一對吸附槽出口和該第二對吸附槽入口之 清除導管裝置； (i) 連接該第一對吸附槽出口和該第二對吸附槽入口之 旁通導管裝置，其不同於該清除導管裝置； ⑴由該單一吸附槽中解附富含乙晞氣體至該大氣中之 裝置； (k)由該第二吸附槽所解附之富含二氧化碳氣體排出至 該大氣中之裝置；及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 496759 A8 B8 C8 D8 申请專利範圍 ⑴當單一吸附槽中吸附劑進行解附時，導引氣體流自 第一對吸附槽出口直接至第二對吸附槽入口之裝置 Ο 2. 根據申請專利範圍第丨項之系統，其中當一或多個底層 以又刀部單元方式操作，其中一分部單元係用於吸附 時’另一分部則用於解附，反之亦然。 3. 根據申請專利範圍第2項之系統，其中用於移除水蒸汽 、二氧化碳及氧氣之底層，其操作以雙分部之基本方 式為之，而移除乙晞之底層，其操作以則單部之基本 方式為之。 裝 4·根據申請專利範圍第3項之系統，其中單分部乙婦去除 底層係置放在介於水蒸汽去除底層及二氧化碳去除底 層中間。 5·根據申請專利範圍第丨項之系統，其中在乙烯去除底層 進行解附時，大氣流以旁通方式繞過乙烯去除底層。 6 ·根據申請專利範圍第1項之系統，其中氧氣去除底層包 線 含一種吸附劑，以進行氮氣之選擇性吸附，如此則氧 氣可選擇性地流經該底層，且藉由通氣至大氣之方式 ，全部或部分地從系統中加以去除。 7 ·根據申請專利範圍第6項之系統，其中二氧化碳及氮氣 係吸附在一種具吸附劑物質之連續底層。 8 ·根據申請專利範圍第6或7項之系統，其中解附後之氮 氣及隨後之任何一氧化碳’可從第三底層旁通繞過第 二（乙烯）底層’但通過第一（水蒸汽）底層以解附水蒸 -2 - 本紙張尺度適s巾g a家標準(CNS) A4規格(210X297公董) "" -- 496759 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 汽，且允許氮氣/水蒸汽/二氧化碳能選擇性地回歸至 容器或通氣至大氣中，依照預定之需求使農產品在容 器中維持最佳狀態。 9 .根據申請專利範圍第1項之系統，其中乙晞底層之解附 係選擇性地有效於不少於每第三循環。 10.根據申請專利範圍第9項之系統，其中乙晞底層之解附 係選擇性地有效於不少於每第十循環。 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)