专利名称：用于维持易腐食品的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于增加可氧化分解食物(例如新鲜鱼类)的储存期的系统和方法。
背景技术：
诸如鱼类、肉、禽肉、烘焙商品、水果、谷物和蔬菜等可氧化分解的食物在正常大气环境中的储存期是有限的。正常大气环境中存在的氧水平会导致气味、香味、颜色和质地发生变化，致使食物质量因化学效应或需氧腐败微生物的生长而总体上变差。已使用调气式包装(modified atmosphere packaging, MAP)来通过抑制腐败生物体和病原体来改进所储存食品的储存期和安全性。MAP是以单一气体或气体混合物替代在食物储存包装中的正常大气环境。MAP中所用的气体最常为氧气(O2)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)的组合。在大多数情形中，通过将降低O2浓度并增加CO2浓度组合获得抑菌效应。法伯J. M. (Farber, J. M. ) 1991.调气式包装技术的微生物方面综述(Microbiologicalaspects of modif ied-atmosphere packaging technology a review).食品保护杂志(J. Food Protect). 54 :58_70。在传统MAP系统中，在初始替代正常大气环境之后并不操纵MAP气体组成。因此，食品包装中所存在的气体组成可能会随时间而变化。包装的气体部分的变化可由于气体扩散进入和离开产品、气体扩散进入和离开食品包装、和微生物新陈代谢效应所致。在某些情形中，食物将吸收二氧化碳(C02)，从而降低包装的气体部分中CO2的量，同时其它气体(例如氧气)的相对量增加。二氧化碳吸收可在装运袋中形成负压，从而产生“抽真空”情形，此可通过(例如)使二氧化碳浓度降至低于有效抑制食物的微生物腐败的水平同时相应地增加残余氧浓度而潜在地损害食物。由CO2吸收所造成的抽真空也可造成泄漏(尤其在刚性装运袋中)，从而导致其失效。已使用MAP系统和有关技术来运送和储存食物。然而，这些系统对氧化分解敏感的食物(例如鱼)的递送有相当大的限制。首先且最重要的是，这些系统的冷却和氧气去除过程整合到单一密封容器中(通常为冷冻货运容器-冷藏单元)，如此在打开时以致全部装载货物暴露于周围大气条件下。此限制将食物分至不同递送地点的能力且通常要求买方在打开后购买全部产品。第二，将氧气去除过程整合到容器中决定了无意间或过早地破坏密封容器中的密封会危及全部产品。第三，将氧气去除过程整合到货运容器中不容许在储存和/或运输期间容器内隔离的空气条件，从而限制过程的灵活性。第四，当容器内的大气压变得小于容器外部的压力时，货运容器的密封尤其困难。最常见的MAP应用采用盒中袋(bag-in-box)构造，其中易腐物容纳于袋/包装内，而所述袋/包装容纳于盒/纸板箱内。将袋/包装用气体冲刷一次或一次以上，以形成所要的改善气氛，随后将袋/包装热密封并将盒密闭。此系统可采用或可不采用过量顶部空间以允许由许多易腐物吸收的诸如CO2等气体的过度充盈。可采用多少过量顶部空间量的典型限制是这些MAP包装形成整体(堆叠)用于供运输和处置的要求。此构造限制决定外部纸板箱或盒在整个供应链中可围绕袋/包装密闭并堆叠且容易处置。因此，设计到这些构架中的“过量”顶部空间不足以防止CO2分压随时间的降低以及氧的相应增加。除以上所讨论的传统MAP系统以外，已研发使用外部燃料电池来去除氧的运输易腐食物的系统，例如由美国专利第6，179，986号所揭示者。此专利并未阐述燃料电池的使用，而是揭示使用基于质子交换膜(PEM)堆叠的固体聚合物电解质(EOC)电化学氧控制系统，其操作方式不同于燃料电池且需要施加DC电源。PEM是在密封容器外部操作，以致于其需要将燃料电池的至少一种反应产物排放到密封容器外部。另外，第‘986号专利中所阐述的系统需要使用专用电源为燃料电池供电。
以上所阐述的系统具有许多缺点，此使得其对于长期运输或储存可氧化分解食物来说是不合需要的。因此，需要将在运输和储存期间增加可氧化分解材料的储存期的改进系统，其可避免常规运送和储存技术的缺点。另外，其有利的具有运输且然后在不同目的地取出所运输食物的模块化包装而不破坏包装的保存环境的能力。此外，大小一般较小的这些构造通常限定为一次性的(多次气体冲刷事件)，这是因为其不具有促进初始气体冲刷或在初始气体冲刷过程后的额外气体冲刷的任何阀或配件。此外，由于合理生产量要求的必然性，多次气体冲刷在经济上不可行。由于这些构造通常是易于处置的小包装(通常为40磅或更小)，因此采用MAP工艺的每磅成本极高且所得MAP气体混合物对于最大限度延长存架寿命不够理想。对上述构造的改进揭示于美国专利第11/769,944号中，其中将燃料电池与装运袋整合在一起，所述装运袋包含可氧化分解食物和内部氢源。操作燃料电池以通过与氢反应将装运袋中的过量氧转化成水。因此，到目前为止的技术通常可表征为密封系统，所述系统通过化学、电学或催化方法自所述系统内部去除残余氧或并不去除残余氧。避免现有方法的功能和经济缺陷对于自所述储存系统去除氧将是有益的。而且业内需要自所述储存系统去除残余氧。
发明内容
在一个方面中，本发明提供可用于延长吸收二氧化碳的食物(例如新鲜鱼类)的储存期的装运袋、包装模块、系统和方法。本发明的一个方面提供具有有限氧渗透性的用于运输和/或储存可氧化分解食物的压力稳定的可密封装运袋。所述装运袋包含一个或一个以上容纳于所述装运袋内部的燃料电池，其能够将氢与氧转化成水。装运袋任选地进一步包含适用于将氢源维持在装运袋内部的固持元件。所述装运袋中的氢源固持元件优选为盒或气囊，其经配置以固持氢源且在一些实施例中燃料电池。在优选实施例中，所述装运袋是选自由包含柔性、可塌缩或可膨胀材料的装运袋组成的群组，所述材料在塌缩或膨胀时不会裂口。在其它实施例中，所述一个或一个以上燃料电池和/或氢源可位于所述装运袋外部。当位于装运袋外部时，燃料电池与装运袋气体连通。本发明的此方面是基于以下发现吸收二氧化碳的食物(例如新鲜鱼类)可显著不利用地影响鱼上方气氛的气体组成。在所述实施例中，初始可接受的(例如)氧的低水平将随着越来越多的二氧化碳被吸收而增加，从而导致剩余气体中的氧水平较高。此也可造成“抽真空”情形，此可潜在地损害产品和装运袋，从而造成结构损害或使二氧化碳浓度降至低于有效抑制微生物腐败的水平。在极端情形中，足量二氧化碳被吸收，使得在储存或运送后剩余极少或没有顶部空间，从而产生有害真空情形。本发明的此方面进一步基于以下发现上述问题可通过用于运输和/或储存吸收二氧化碳的食物的包装模块来解决，所述包装模块包含具有有限氧渗透性和限定顶部空间的压力稳定的密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成；可氧化分解的吸收二氧化碳的食物；与装运袋组合使用的燃料电池， 其能够将氢和氧转化成水；氢源，其容纳于、优选容纳于所述装运袋内部，且另外其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体。在一个实施例中，顶部空间占装运袋的至少50体积％。在一个实施例中，顶部空间占装运袋的大约或至少69体积％。在一个实施例中，顶部空间中的气体包含至少60体积％的二氧化碳。在另一实施例中，顶部空间中的气体包含至少90体积％的二氧化碳。在此实施例中，顶部空间中的初始二氧化碳大大超过将为食物所吸收二氧化碳的量，由此为其吸收提供补偿。在储存和/或运输期间可为食物所吸收的二氧化碳的量可根据经验来确定或为业内已知。本发明的另一方面提供可用于运输和/或储存吸收二氧化碳的可氧化分解食物的系统，其包含一个或一个以上装运袋。每一包装模块包含具有有限氧渗透性的压力稳定的密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成；可氧化分解的吸收二氧化碳的食物；燃料电池，其能够将氢和氧转化成水；氢源，且另外其中初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％。在一个实施例中，初始顶部空间占装运袋的至少50体积％。在另一实施例中，初始顶部空间占装运袋的大约或至少69体积％。在一些实施例中，顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体。在一个实施例中，顶部空间中的气体包含至少60体积％的二氧化碳。在另一实施例中，顶部空间中的气体包含至少90体积％的二氧化碳。在一些实施例中，燃料电池和/或氢源位于装运袋内部。在一些实施例中，包装模块进一步包含适用于将氢源维持在装运袋内部的固持元件；优选地，所述装运袋中的氢源固持元件经配置以固持所述氢源和任选地燃料电池的盒或气囊。在一些实施例中，燃料电池和/或氢源位于装运袋外部。当燃料电池位于装运袋外部时，其与装运袋气体连通且一个燃料电池可与一个或一个以上装运袋气体连通且燃料电池的产物可位于装运袋内部或外部。在一些实施例中，待运输和/或储存的可氧化分解的吸收二氧化碳的食物优选是鱼类。更优选地，鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。最优选地，待运输和/或储存的新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。新烹制的易腐食物在低氧环境中也将有益。另外，在一些实施例中，所述氢源是气囊式氢源、刚性容器氢源，或者包含二氧化碳与小于5体积％氢的气体混合物。在一些实施例中，包装模块进一步包含风扇。在一些实施例中，风扇是由燃料电池供电。在一些实施例中，风扇是由另一电源供电。在一些实施例中，系统进一步包含可位于所述包装模块内部或外部的温度控制系统，以使模块内部的温度维持在足以维持食物新鲜度的水平。本发明的另一方面提供用于使用以上所阐述的包装模块来运输和/或储存可氧化分解食物的方法。所述方法包含以下步骤去除含有可氧化分解的吸收二氧化碳的食物的包装模块中的氧，以在包装模块内产生减氧环境；用低氧气体填充装运袋以提供初始气体顶部空间，其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体；密封所述装运袋；在运输或储存期间操作燃料电池以通过与氢反应将所述装运袋中的氧转化成水，以便维持所述装运袋内的减氧环境； 和在所述装运袋中运输或储存所述材料。包装模块包含具有有限氧渗透性的压力稳定的可密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成；燃料电池和氢源。在一个实施例中，顶部空间中的气体包含至少60体积％的二氧化碳。在另一实施例中，顶部空间中的气体包含至少90体积％的二氧化碳。在一个实施例中，氧气去除过程是在将食物添加到所述装运袋中之前进行；在另一实施例中，是在将食物添加到所述装运袋中之后进行。在一些实施例中，装运袋包含在所述装运袋内部的管道阀和配件以供用低氧气体源冲刷装运袋来填充顶部空间。在一些实施例中，冲刷装运袋，然后接通燃料电池。然后，燃料电池继续以去除残余氧。所述方法可用于运输或储存食物长达100天的时间段。举例来说，储存时间段介于5天与50天之间，或者介于5天与45天之间，或介于15天与45天之间。在一些实施例中，所述方法进一步包含在运输或储存期间在所述装运袋中维持足以维持材料新鲜度的温度。在优选实施例中，实施所述方法以便减氧环境包含小于1%的氧，或者所述减氧环境包含小于0. I %的氧，或者所述减氧环境包含小于0. 01 %的氧。减氧环境包含二氧化碳和氢；包含二氧化碳和氮；包含氮；或包含二氧化碳、氮和氢。本发明的再一方面提供去除包含可氧化分解食物的装运袋内部的氧而无需使用任何化学、电学和/或催化方法的方法。特别地，本发明的此方面是基于以下发现具有适当构造的装运袋将容许用低氧气体源冲刷所述装运袋，以便在所述装运袋中积累的任何氧达到不利地影响食物的浓度水平之前从所述装运袋冲刷掉。因此，在所述方法的一个方面中，提供从具有可氧化分解食物的装运袋去除氧的方法，所述方法包含a)具有可密封气体入口端口和可密封气体出口端口的装运袋，这两个端口位于所述装运袋的顶部空间中，其中所述装运袋包含在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料；b)以不会阻塞入口和出口端口的量向所述装运袋中添加可氧化分解食物；
c)密封所述装运袋；d)通过入口端口将足量的低氧气体源注入到装运袋中同时通过出口端口排出气体，以此方式用所述气体源对所述装运袋实施一次或一次以上初始冲刷，以在所述装运袋中提供低氧气氛和具有充足体积的气体顶部空间，以容许气体吸收到所述食物中而不会使所述装运袋中剩余气体顶部空间中的氧含量增加到高于约1500ppm的水平；e)密封所述入口和出口端口；和f)任选地用低氧气体源周期性地冲刷所述装运袋，以便在冲刷后仍保持充足气体顶部空间以补偿吸收到所述食物中的气体，以便所述剩余气体顶部空间中的氧浓度在任一给定时间均不超过1500ppm。在优选实施例中，装运袋不含有用以从装运袋去除氧的任一内部组件，例如燃料电池、催化剂等。
待运输和/或储存的可氧化分解食物优选是鱼类。更优选地，所述鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。最优选地，待运输和/或储存的新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。本文所揭示装运袋的竖直构造促进最小化水平空间需求以并排运送最大数量的托盘。顶部空间水平扩展的实施例可能经济上不具有大规模可行性，此外只要顶部空间保持正压力，那么其也不具有抗泄漏性。在某些实施例中，装运袋在水平方向上的膨胀不超过约20%，其中剩余气体膨胀是在竖直方向上，由此造成装运袋的“顶部压力”和顶部空间高度。装运袋经配置以竖直方式膨胀，从而造成初始“顶部压力”。初始装运袋顶部压力的范围可在比大气压高约0. I英寸到约1.0英寸水柱或更多的范围内。可通过常规方法(例如在竖直方向上使用柔性更大的材料)使柔性装运袋在竖直方向上的柔性大于水平方向上的柔性。另外，在一些实施例中，低氧气体源是可适于向装运袋的入口端口提供气体源的任一外部气体源。优选地，气体源是二氧化碳且，更优选地二氧化碳含有小于约1500ppm的氧。再更优选地，待注入装运袋中的二氧化碳含有小于约IOOppm的氧。在一些实施例中，装运袋进一步包含在所述包装模块外部的温度控制系统，以使所述模块内部的温度维持在足以维持食物新鲜度的水平。本发明的另一方面提供用于在以上所阐述的装运袋内运输和/或储存可氧化分解食物的方法。所述方法包含以下步骤用含有小于1500ppm氧的二氧化碳从装运袋冲刷掉氧，其中所述装运袋含有可氧化分解食物，由此在所述装运袋内产生减氧环境；密封所述装运袋；和任选地用二氧化碳周期性地冲刷所述装运袋，以在所述装运袋内维持减氧环境；和在所述装运袋中运输和/或储存食物，其中所述装运袋包含在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料。在一个实施例中，氧气去除过程是在将食物添加到装运袋中之前进行；在另一实施例中，是在将食物添加到所述装运袋中之后进行。在一个实施例中，可通过入口和出口端口实施气体冲刷来实现氧气去除，所述端口优选安装位于装运袋的顶部空间中。在一些实施例中，可实施多次周期性气体冲刷。入口和出口端口是可密封的，以在用低氧气体源冲刷装运袋后，隔离装运袋内部。在一个实施例中，入口和出口端口是孔，其中在需要气体冲刷时，可简单地覆盖并敞开所述孔。在此一实施例中，所述孔(入口和出口端口)可使用胶带覆盖。此使得可周期性地密封并开封入口和出口端口。此构造促进随时间实施多次气体冲刷以去除氧并提高低氧气体(例如氮和/或CO2)水平的经济实践。所述方法可用于运输和/或储存食物长达100天的时间段。在某些实施例中，所述方法可用于运输和/或储存食物超过100天的时间段。举例来说，储存时间段介于5天与50天之间，或者介于15天与45天之间。在一些实施例中，所述方法进一步包含在运输或储存期间在装运袋中维持足以维持材料新鲜度的温度。在优选实施例中，实施所述方法以使得减氧环境包含小于2%的氧，或者减氧环境包含小于I. 5%的氧，或者减氧环境包含小于I %的氧，或者减氧环境包含小于0. 1%的氧，或者减氧环境包含小于0. 01%的氧。可监视氧的水平。减氧环境包含二氧化碳，或者在一些情形中包含二氧化碳和氮。
下文将参照附图进一步阐述本发明。图I是用于运输或储存可氧化分解材料的包装模块的示意图。图2是在容器中包含复数个包装模块的系统的示意图。图3是除氧器的燃料电池实施例的示意图。图4是展示与标准MAP系统相比使用包装模块低氧水平的持续时间增加的曲线图。图5是与标准MAP储存系统相比储存于包装模块中的智利大西洋(ChileanAtlantic)养殖的新鲜鲑鱼的照片。图6是具有二氧化碳去除器的除氧器的燃料电池实施例的示意图。图7是包装模块实施例在运输前的照片。图8是包装模块实施例在运输后的照片。图9展示例示性装运袋。图10是用于运输或储存可氧化分解材料的装运袋的示意图。图11是在运送工具中包含复数个连接到低氧气体源的装运袋的系统的示意图。图12是在运送工具中载有可氧化分解材料的装运袋的照片。
具体实施例方式本发明涵盖可用于运输和储存可氧化分解食物的系统和方法。本文所阐述的系统和方法允许在运送容器内(例如)周期或连续的去除储存于个别装运袋中的可氧化分解食物周围的大气环境中的氧。在一些实施例中，食物是吸收二氧化碳的可氧化分解食物。如在下文中所更全面地阐述，本发明中所用装运袋或包装模块优选不纳入整合温度控制系统，而是依靠运送其的运送容器的温度控制系统。另外，装运袋或包装模块经设计以承受或补偿在运输和/或运送期间(例如)由食物吸收非氧(二氧化碳)气体所造成的内部压力损失(或增益)，其是通过(例如)以下方式来实现采用在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料且进一步在装运袋内采用气体顶部空间以补偿所述吸收， 而不会造成真空条件和/或不容许装运袋中气体的氧含量超过1500ppm。
在运输和/或储存期间周期性或连续的去除氧气允许适于长期维持材料新鲜度的受控减氧环境。因此，可将可氧化分解材料运输和/或储存达比目前使用常规运送和储存技术可能长的时间段。本文所阐述的系统和方法允许(例如)使用运送工具将可氧化分解材料(例如吸收二氧化碳的可氧化分解食物，例如鱼类)运输到通常只能通过较昂贵的航空运送来服务的市场。在一个实施例中，本发明提供用于延长可氧化分解食物的储存期的系统和方法。在优选实施例中，可氧化分解食物是非呼吸性的。非吸收性食物不呼吸。也就是说，这些食物不会吸入氧气，同时伴随二氧化碳的释放。非呼吸性食物的实例包括新鲜的或经过处理的鱼类、肉(例如牛肉、猪肉和羊肉)、禽肉(例如鸡肉、火鸡肉和其它野禽和家禽)，和烘焙商品(例如面包、玉米饼、和糕点、用于生产面包和糕点的经包装混合物和以谷物为主的快餐食物)。待通过本发明系统和方法运输和/或储存的优选非呼吸性食物包括新鲜的或经处理的鱼类，例如鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕、红点鲑、贝类和其它海鲜类。更优选地，非呼吸性食物是、新鲜鲑鱼或新鲜罗非鱼，且最优选地，非呼吸性食物是智利大西洋养殖的新鲜鲑鱼。一般来说,本发明的系统和方法涉及装运袋、待运输和/或储存的可氧化分解的食物和低氧气体源，所述低氧气体源用低氧气体(例如二氧化碳)周期性地冲刷所述装运袋，从而从装运袋内部去除任何有效氧，以便至少在一部分储存和/或运输期间控制食物周围的气体环境。在优选实施例中，通过以下方式形成装运袋内的减氧环境通过入口端口施加真空和/或引入低氧气体源来冲刷装运袋内的环境，同时通过出口端口排出装运袋内部存在的气体。装运袋冲刷之后，将入口和出口端口密封，且装运袋内的环境是减氧环境。任选地，当存在氧时，接着视需要在整个运输和/或储存持续时间期间用二氧化碳周期性地冲刷装运袋，以在包装模块内维持减氧环境，由此维持可氧化分解材料的新鲜度。在某些实施例中，氧传感器存在于装运袋内部以发送需要用二氧化碳冲刷的信号。在一些实施例中，本发明的系统和方法涉及包装模块，其包含装运袋，待运输和/或储存的吸收二氧化碳的可氧化分解的食物；和当存在氧时从装运袋内部连续去除任何有效氧的装置，以便至少在一部分储存和/或运输期间控制食物周围的气体环境。此装置也称作除氧器。在一些情形中，将需要采用一个以上除氧器来更有效地从装运袋环境去除氧。将吸收二氧化碳的可氧化分解的食物插入装运袋中，并操纵装运袋中的环境，以在装运袋中形成减氧环境。在优选实施例中，装运袋内的减氧环境是通过施加真空和/或引入低氧气体源冲刷装运袋内的环境形成。装运袋冲刷之后，装运袋内的环境是减氧环境。用低氧气体填充装运袋以提供气体顶部空间，以便气体顶部空间的体积大于由吸收二氧化碳的可氧化分解的食物所吸收气体的体积。在一个实施例中，用二氧化碳填充装运袋以便气体顶部空间占装运袋总体积的至少30体积％且顶部空间中的气体包含至少99体积％的二氧化碳。接着，密封装运袋。当存在氧时，在整个运输和/或储存持续时间期间操作除氧器，以在包装模块内维持减氧环境，由此维持吸收二氧化碳的可氧化分解的材料的新鲜度。然而，当所用二氧化碳的量显著大于将被食物吸收的量时，即限制顶部空间中以体积％计的氧的量，但如果气体顶部空间不足以弥补二氧化碳的吸收，那么装运袋可能会塌缩。术语“低氧气体源”是指含有小于IOOOppm氧、优选小于IOOppm氧且更优选小于IOppm氧的气体源。低氧气体源优选包含CO2或含有CO2作为其一种组份的气体混合物。CO2无色，无味，不可燃且抑制细菌，且其不会在食品上留下有毒残余物。在一个实施例中，低氧气体源为100% C02。在另一实施例中，低氧气体源为CO2与氮或另一种惰性气体的混合物。惰性气体的实例包括但不限于氩、氪、氦、一氧化氮、氧化亚氮和氙。可改变低氧气体源的成分以适于食物，且在此项技术中众所习知。举例来说，用于运输和储存鲑鱼的低氧气体源优选为100% CO2。诸如罗非鱼等其它鱼类优选使用60% CO2和40%氮作为低氧气体源进行储存或运输。如以上所阐述，具有有限氧渗透性的压力稳定的可密封装运袋是包含在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料的装运袋或者包含刚性材料的装运袋。一般来说，装运袋是由柔性浇注或挤压塑料薄板构造。用于本发明中的柔性、可塌缩或可膨胀装运袋材料是那些具有有限氧渗透性者。 具有有限氧渗透性的材料优选具有小于10立方厘米/100平方英寸/24小时/大气压的氧传输速率(OTR)，具有有限氧渗透性的更优选材料是OTR小于5立方厘米/100平方英寸/24小时/大气压的材料，具有有限氧渗透性的甚至更优选的材料是OTR小于2立方厘米/100平方英寸/24小时/大气压的材料，具有有限氧渗透性的最优选材料是OTR小于I立方厘米/100平方英寸/24小时/大气压的材料。可用于制作柔性、可塌缩或可膨胀装运袋的材料的非穷尽性列表展不于表I中。表I
权利要求
1.一种可用于运输和/或储存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的包装模块，其包含: a)具有有限氧渗透性和限定顶部空间的压力稳定的密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成； b)吸收二氧化碳的可氧化分解的食物； c)燃料电池，其能够将氢和氧转化成水； d)氢源；和 e)另外，其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体。
2.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述气体顶部空间包含至少约90%的二氧化碳。
3.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述气体顶部空间占所述装运袋的内部体积的约30%到约35%。
4.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述气体顶部空间占所述装运袋的总内部体积的约35%。
5.根据权利要求I所述的包装模块，其进一步包含适用于将氢源维持在所述装运袋内部的固持元件。
6.根据权利要求5所述的包装模块，其中用于所述装运袋中的所述氢源的所述固持元件是经配置以固持所述氢源和所述燃料电池的盒。
7.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述包装模块不含有用于在运输或储存期间在所述包装模块内维持正压力的气体源。
8.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述食物是鱼类。
9.根据权利要求8所述的包装模块，其中所述鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。
10.根据权利要求9所述的包装模块，其中所述新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。
11.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述氢源选自由气囊式氢源或刚性容器氢源组成的群组。
12.根据权利要求I所述的包装模块，其中所述氢源是包含二氧化碳和小于5体积％氢的气体混合物。
13.根据权利要求I所述的包装模块，其进一步包含风扇。
14.根据权利要求12所述的包装模块，其中所述风扇是由所述燃料电池供电。
15.—种可用于运输和/或储存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的系统,其包含一个或一个以上包装模块，每一包装模块包含 i)具有有限氧渗透性和限定顶部空间的压力稳定的密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成； ii)吸收二氧化碳的可氧化分解的食物； iii)燃料电池，其能够将氢和氧转化成水； iv)氢源；和v)另外，其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述初始气体顶部空间包含至少约90%的二氧化碳。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述初始气体顶部空间占所述装运袋的内部体积的约30%到约35%。
18.根据权利要求16所述的系统，其进一步包含在所述包装模块外部的温度控制系统，其中所述系统使所述模块内部的温度维持在足以维持所述食物的新鲜度的水平。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述包装模块进一步包含适用于将氢源维持在所述装运袋内部的固持元件。
20.根据权利要求16所述的系统，其中用于所述装运袋中的所述氢源的所述固持元件是经配置以固持所述氢源和所述燃料电池的盒。
21.根据权利要求16所述的系统，其中所述包装模块不含有用于在运输或储存期间在所述包装模块内维持正压力的气体源。
22.根据权利要求16所述的系统，其中所述食物是鱼类。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。
25.根据权利要求15所述的系统，其中所述氢源是含有氢的气囊。
26.根据权利要求15所述的系统，其中所述氢源是包含二氧化碳和小于5体积％氢的气体混合物。
27.根据权利要求15所述的系统，其中所述包装模块进一步包含风扇。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述风扇是由所述燃料电池供电。
29.一种用于运输和/或储存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的方法,其包含 a)去除含有吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的包装模块中的氧以在包装模块内产生减氧环境，所述包装模块包含具有有限氧渗透性和限定顶部空间的压力稳定的可密封装运袋，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成；燃料电池；和氢源； b)用惰性气体冲刷所述装运袋，以便所述装运袋包含初始气体顶部空间，其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体； c)密封所述装运袋； d)在运输或储存期间操作所述燃料电池，以便通过所述装运袋中存在的氢将氧转化成水，以在所述装运袋内维持所述减氧环境；和 d)在所述装运袋中运输或储存所述材料。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述初始气体顶部空间包含至少约90%的二氧化碳。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述初始气体顶部空间占所述装运袋的总内部体积的约30%到约35%。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述运输或储存持续介于5天与50天之间的时间段。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述运输或储存持续介于15天与45天之间的时间段。
34.根据权利要求32所述的方法，其进一步包含在运输或储存期间在所述装运袋中维持足以维持所述材料的新鲜度的温度。
35.根据权利要求29所述的方法，其中所述包装模块进一步包含适用于将氢源维持在所述装运袋内部的固持元件。
36.根据权利要求35所述的方法，其中用于所述装运袋中的所述氢源的所述固持元件是经配置以固持所述氢源和所述燃料电池的盒。
37.根据权利要求29所述的方法，其中所述减氧环境包含小于1%的氧。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述减氧环境包含小于0.1%的氧。
39.根据权利要求29所述的方法，其中所述减氧环境包含二氧化碳。
40.根据权利要求29所述的方法，其中所述减氧环境包含二氧化碳和氢。
41.根据权利要求29所述的方法，其中所述减氧环境包含氮。
42.根据权利要求29所述的方法，其中所述减氧环境包含二氧化碳、氮和氢。
43.根据权利要求29所述的方法，其中所述食物是鱼类。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。
46.根据权利要求29所述的方法，其中所述氢源是含有氢的气囊。
47.根据权利要求29所述的方法，其中所述氢源是包含二氧化碳和小于5体积％氢的气体混合物。
48.根据权利要求29所述的方法，其中所述燃料电池经编程以在足以允许气体交换自然最小化或停止的初始时间段之后停止操作。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述初始时间段介于约0.5小时与50小时之间。
50.根据权利要求48所述的方法，其中所述燃料电池经编程以在氧水平达到并维持低于预定水平时停止操作。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述预定氧水平低于5%氧v/v。
52.根据权利要求50所述的方法，其中所述预定氧水平低于1%氧v/v。
53.一种用于运输和/或储存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的方法,其包含 a)获得具有有限氧渗透性和限定顶部空间的压力稳定的密封装运袋，其含有吸收二氧化碳的可氧化分解的材料，其中所述初始顶部空间占所述装运袋的至少30体积％且所述顶部空间中的气体包含至少99体积％的除氧以外的气体，另外，其中所述装运袋是由在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料组成，且另外，其中所述装运袋连接到包含燃料电池和氢源的模块，以便所述燃料电池的阳极与所述装运袋的环境直接连通；b)在运输或储存期间操作所述燃料电池，以便通过所述燃料电池将所述装运袋中的氧转化成水；和 C)在所述装运袋中运输或储存所述材料。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述初始气体顶部空间包含至少约90%的二氧化碳。
55.根据权利要求53所述的方法，其中所述初始气体顶部空间占所述装运袋的内部体积的约30%到约35%。
56.根据权利要求53所述的方法，其中在足以允许气体交换自然最小化或停止的初始时间段之后，使所述模块与所述装运袋断开连接。
57.根据权利要求56所述的方法,其中所述初始时间段介于约0.5小时与50小时之间。
58.根据权利要求53所述的方法，其中在氧水平达到并维持低于预定水平时，使所述模块与所述装运袋断开连接。
59.根据权利要求58所述的方法，其中所述预定氧水平低于5%氧v/v。
60.根据权利要求59所述的方法，其中所述预定氧水平低于1%氧v/v。
61.一种用于从具有可氧化分解的食物的装运袋去除氧的方法，所述方法包含 a)具有可密封气体入口端口和可密封气体出口端口的装运袋，所述两个端口位于所述装运袋的顶部空间中，其中所述装运袋包含在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料； b)以不会阻塞所述入口和出口端口的量向所述装运袋中添加可氧化分解的食物； c)密封所述装运袋； d)通过所述入口端口将足量的低氧气体源注入到所述装运袋中同时通过所述出口端口排出气体，以此方式用所述气体源对所述装运袋实施一次或一次以上初始冲刷，以在所述装运袋中提供低氧气氛和具有充足体积的气体顶部空间，以容许气体吸收到所述食物中而不会使所述装运袋中的剩余气体顶部空间中的氧含量增加到高于约1500ppm的水平； e)密封所述入口和出口端口；和 f)任选地用低氧气体源周期性地冲刷所述装运袋，以便在冲刷后仍保持充足气体顶部空间，以补偿吸收到所述食物中的气体，以便所述剩余气体顶部空间中的氧浓度在任一给定时间均不超过1500ppm。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述装运袋的所述顶部空间占所述装运袋的内部体积的约20 %到约40 %。
63.根据权利要求61所述的方法，其中所述装运袋进一步包含氧传感器。
64.根据权利要求61所述的方法，其中所述低氧气体包含二氧化碳。
65.根据权利要求61所述的方法，其中所述减氧环境包含二氧化碳。
66.根据权利要求61所述的方法，其中所述减氧环境包含氮。
67.根据权利要求61所述的方法，其中所述减氧环境包含二氧化碳和氮。
68.根据权利要求61所述的方法，其中所述食物是鱼类。
69.根据权利要求68所述的方法，其中所述鱼类是选自由以下组成的群组的新鲜鱼类鲑鱼、罗非鱼、金枪鱼、虾、鳟鱼、鲶鱼、海鲷、黑鲈、条纹鲈、红鼓鱼、鲳鰺、黑线鳕、狗鳕、大比目鱼、大西洋鳕和红点鲑。
70.根据权利要求69所述的方法，其中所述新鲜鱼类是鲑鱼或罗非鱼。
71.根据权利要求61所述的方法，其中所述低氧气体源经编程以在足以允许气体交换自然最小化或停止的初始时间段之后停止操作。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述初始时间段介于约0.5小时与50小时之间。
73.根据权利要求61所述的方法，其中所述装运袋包含比大气压高约0.I英寸到约I. 0英寸水柱的初始“顶部压力”。
74.一种用于运输和/或储存可氧化分解的食物的方法,其包含 a)去除含有可氧化分解的食物的装运袋中的氧，以产生减氧环境，所述装运袋包含具有有限氧渗透性且在塌缩或膨胀时不会裂口的柔性、可塌缩或可膨胀材料；可密封气体入口端口和可密封气体出口端口，所述两个端口位于所述装运袋的顶部空间中；和低氧气体源，其与所述装运袋气体连通； b)密封所述装运袋； c)任选地用低氧气体源周期性地冲刷所述装运袋，以便在冲刷后仍保持充足气体顶部空间，以补偿吸收到所述食物中的气体，以便剩余气体顶部空间中的氧浓度在任一给定时间均不超过1500ppm ;和 d)在所述装运袋中运输或储存所述食物。
75.根据权利要求74所述的方法，其中所述运输和/或储存持续介于5天与50天之间的时间段。
76.根据权利要求74所述的方法，其中所述运输和/或储存持续介于15天与45天之间的时间段。
77.根据权利要求74所述的方法，其中所述装运袋包含比大气压高约0.I英寸到约,I.0英寸水柱的初始“顶部压力”。
全文摘要
本发明揭示可用于延长食物(例如新鲜鱼类)的储存期的包装系统和方法。所述包装系统和方法可用于长时期运输或储存所述食物。所述包装系统优选采用高顶部空间和柔性构造，且可使用燃料电池以在所述食物周围的高二氧化碳环境中维持降低的氧水平。本发明还揭示可用于延长食物(例如新鲜鱼类)的所述储存期的方法。所述方法可用于长时期运输或储存所述食物。所述方法优选使用低氧气体源以在所述食物周围的环境中维持降低的氧水平。
文档编号H01M8/00GK102711491SQ201080048445
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年10月30日
发明者劳伦斯·D·贝尔 申请人:环球新鲜食品公司