JPH0493580A

JPH0493580A - 貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法

Info

Publication number: JPH0493580A
Application number: JP2208992A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Noguchi; 豊野口; Kazuo Hara; 原　和雄
Original assignee: Optical Coatings Japan
Current assignee: Optical Coatings Japan
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1992-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、貯蔵庫内の雰囲気の酸素ガスを低減する方法
に関する。更に詳しくは本発明は、貯蔵庫内の雰囲気を
窒素ガスで置換することにより庫内の酸素ガスを低減す
る方法に関する。

［発明の背景］生鮮野菜や果物の貯蔵（保存）技術、また最近では種々
の医薬、醗酵製品、バイオ関連生物あるいは製品、電子
部品、ファインケミカル等の貯蔵技術は、近年の消費構
造の多様化、高度化に伴ってその重要度も増している。

従来から、食品、特に生鮮野菜や果物の貯蔵に多く利用
されている貯蔵方法として、ＣＡ（Ｃｏｎ−ｔｒｏｌｌ
ｅｄ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）貯蔵法が知られている。

このＣＡ貯蔵法は貯蔵庫（通常、冷凍機を備える）に不
活性ガス（通常、窒素ガス）を吹き込み、庫内の雰囲気
を不活性ガスで置換することによって、食品の鮮度の低
下を抑えたり、長もちさせる方法である。そしてガス置
換方法には、一定の濃度の窒素ガスを吹き込むことによ
って庫内の雰囲気を置換する、単純吹き込み法と、庫内
雰囲気ガスを利用しながら置換する、いわゆるリサイク
ル法とがある。このＣＡ貯蔵法に使用される不活性ガス
の供給方法には種々の方法が採られている。

例えば、石油系燃料の燃焼により発生させた窒素ガスを
主成分とするガスを利用する方法、窒素ボンベから直接
に、あるいは液体窒素容器と炭酸ガスボンベとを利用し
て窒素ガスを主成分とするガスを利用する方法、あるい
は典型的なＰＳＡ法（例えば、特開昭５１−５０２９８
号公報）を利用する窒素ガス分離装置で分離された窒素
ガスを利用する方法がある。しかし、上記の貯蔵方法（
装＃ｔ）のうち石油系燃料の燃焼により発生させた窒素
ガスを主成分とするガスを利用する方法は、ガス発生装
置自体が複雑であり、システム全体を大型化（大容量貯
蔵）しないとコスト高となるなどの問題があり、また、
窒素ボンベ等を利用して窒素ガスを主成分とするガスを
利用する方法は、直接窒素ガスを使用しているためラン
ニングコストが高くつくなどの問題があり、一般家庭用
レベルでの使用には不向きである。その点、上記ＰＳＡ
法を利用した窒素ガス分離装置で分離された窒素ガスを
利用する方法はガス発生装置の小型化、コンパクト化が
ある程度可能であるため比較的利用しやすい装置である
といえる。しかしながらこのガス発生装置においても二
つの吸着塔とリザーバを備えているため小型化、コンパ
クト化には限度がある。また、庫内の窒素ガス置換（酸
素ガスの低減）はできる限り短時間のうちに行なわれる
ことが望ましい。しかし、庫内ガス置換を短時間で行な
うには高濃度の窒素ガスを大量に導入する必要があり、
それには大型の窒素ガス発生装置の設置が必要であった
。

［発明の要旨］本発明は以上のような要望のもとに案出されたもので、
その目的は、庫内の気体を所望の濃度（純度）の窒素ガ
ス雰囲気に効率よく、短時間で置換できる、貯蔵庫内の
酸素ガスを低減する方法を提供することである。

また、本発明の目的は、一般の家庭においても導入でき
る程度の小型、軽量、コンパクト化されたシステムを利
用して、簡単な操作（例えば、ボタン操作）で窒素ガス
置換が可能な貯蔵庫内雰囲気の酸素カスを低減する方法
を提供することである。

本発明は、酸素の存在により品質もしくは性能の劣化が
起きる物品を貯蔵する貯蔵庫に、空気より窒素ガス濃度
の高められた第一の気体を導入し、次いで、該気体より
更に窒素ガス濃度の高められた第二の気体を導入するこ
とを特徴とする貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法を提
供することにある。

［発明の詳細な記述コ本発明の貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法を添付図面
を用いて説明する。

第１図は、本発明の貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法
を実施するための装置の構成図を示すものである。

第１図に示されるように、本発明の方法を実施するため
の装置は、貯蔵庫１、該貯蔵庫内に窒素ガスを導入する
手段２および貯蔵庫１と該手段２とを接続する窒素ガス
導入ライン３とからなる。

貯蔵庫は、気密性が高いほど好ましく、従来から貯蔵庫
として使用されているものが使用てきる。窒素ガスを導
入する手段２についても特に制限なく公知のものが使用
できる。本発明においては、気体分離法を利用する装置
が好ましく利用できる。具体的には、振動吸着法を利用
する窒素ガス分離装置、あるいは膜分離法（加圧法また
は真空法）を利用する窒素ガス分離装置を挙げることが
できる。本発明において窒素ガスの貯蔵庫内への導入は
、振動吸着法を利用する窒素ガス分離装置を使用して分
離された窒素ガスを使用することが好ましい。なお、振
動吸着法を利用する窒素分離方法（装置）については、
特開平１−２８８３１３号、同２−５１４０５号あるい
は同２−９５４０９号各明細書に開示されている。

第２図は代表的な振動吸着法を利用する窒素ガス分離装
置の構成例を示すものである。

第２図に示されるように、窒素ガス分離装置２０は、吸
着塔２１、製品（窒素）ガスリザーバ２２、圧縮機（ポ
ンプ）Ｐ、複数の自動弁（２３〜２８）およびこれらを
連結するバイブラインからなる。吸着塔内には吸着剤（
ＣＭＳ、あるいはＭＳ−５Ａ）がカラム状に充填されて
いる。

吸着塔２１の一端（下部）には、原料ガス供給口２９に
通じたバイブラインが設けられており、このバイブライ
ン上には弁２３、弁２４および圧縮機Ｐが設けられてい
る。弁２４と圧縮機Ｐとの間には、弁２７を介して廃棄
口３１に通じる分岐ラインが設けられている。吸着塔２
１の他端（上部）は製品ガスリザーバ２２の一端に弁２
５を介してバイブラインで連結されており、さらに製品
カスリザーバ２２の他端から弁２８を介して製品ガス放
出口３０に通じるバイブラインが設けられている。弁２
３と圧縮機Ｐ、弁２４と吸着塔２１とを結ぶそれぞれの
バイブライン上には弁２６を介してバイパスが設けられ
ている。

上記窒素ガス分離装置２０を利用する場合、製品ガス放
出口３０は、第１図の窒素ガス導入ライン３に接続され
ている。

次に、上記窒素ガス分離装置２０を利用して本発明の方
法を実施した場合の作用を第３図および第４図を参照し
ながら説明する。第３図および第４図は、窒素ガス分離
装置２ｏを作動させ、それぞれ第一の気体および第二の
気体を発生させたときの一サイクルにおける各弁の開閉
状Ｒ（以下、これを弁シーケンスと称す）を示す図であ
る（斜線部が弁が開放されている時間を示す）。

ただし、以下の説明は、吸着剤として、ｒＣＭＳｌを使
用した場合の弁操作である。なお、吸着剤として窒素ガ
スを選択的に吸着する吸着剤（ＭＳ−５Ａ）を使用する
こともできる。この場合には、置換用の窒素ガスは吸着
塔内の吸着剤に吸着された製品ガスが利用される。

上記の弁操作に対する気体の流れは以下の通りである。

最初に、最低圧（大気圧）にある吸着塔２１に対して、
弁２３および弁２４が開放されて圧縮機Ｐの作動により
加圧下、原料ガス供給口２９がら空気が急速に導入され
、この導入に伴フて吸着塔２１内の圧力は所定の最高圧
（一般に、３ｋｇ／ｃｒｎ’・６以上の値）に達する。

吸着塔２１内の圧力が所定の作動圧近傍に達したら、弁
２５が開放される。空気中の酸素カスは吸着塔を通過す
る間に吸着剤によって捕捉され、窒素ガス成分に富んた
ガス（製品ガス・窒素ガス）は弁２５の開放によって吸
着塔の末端からリザーバ２２に捕集される。一定時間経
過後、弁２５は閉じられる。それとほぼ同時に弁２３お
よび弁２４が閉じられ、吸着塔２１への空気の導入は停
止される。次いで弁２６および弁２７が開放される。上
記の弁の開放に伴って、吸着塔内の圧力は降下し、吸着
剤粒子間隙にあるガスさらに吸着剤粒子内に残留する不
要ガス（酸素ガス）は、弁２６および弁２７を介して大
気に数比（廃棄）される。上記操作の後半で、吸着塔内
の圧力がほぼ最低圧近傍にあるとき、弁２５が断続的に
開閉され（弁の断続的な開閉操作を以下、パルス操作と
いう。）、製品ガスの一部が、空気の導入方向と逆方法
に吸着塔内に導入（バージ）される。パルス操作は、２
〜５回行なうことが好ましい。また、−回のパルス操作
について弁が開放されている時間は、０．０５〜２．０
秒が好ましく、弁が閉じられている時間は、０．５〜３
．０秒が好ましい（第３図においては、三回のパルス操
作を行な）ている）。なお、低い純度（８７〜９７％）
の窒素ガスを発生させる場合にはこのパージ・パルス操
作は省くことができる。

以上の弁操作は、−サイクルとして繰り返され、第一の
気体（窒素ガス）が発生する。発生した窒素ガスは製品
ガスリザーバから窒素ガス導入ライン３を介して貯蔵庫
内に一定流量で供給（吹き込まれる）される。

上記吹き込みは一定時間継続して行なわれる。

その結果、貯蔵庫内の酸素ガス濃度は低減し、貯蔵庫内
の窒素ガス濃度は第一の気体の濃度に近づいていく。次
に、このような雰囲気の貯蔵庫に対し、上記第４図に示
す弁シーケンスに従って発生させた、上記の第一の気体
の濃度より更に高い濃度の窒素ガス（第二の気体）が一
定流量で導入される。

本発明において、上記第一の気体の窒素ガス濃度は８７
〜９７％（窒素ガスの発生量：０．５〜５０１７分）で
あり、第二の気体の窒素ガス濃度は９５〜９９．９％（
窒素ガスの発生量：０．１〜２０１１７分）であること
が好ましい。

上記濃度の段階的な変更による窒素ガスの導入により、
貯蔵庫内の雰囲気は短時間のうちに窒素ガスに置換され
、庫内の酸素ガスは目的の濃度まで低減される。なお、
本発明においては、窒素ガス置換は、第一の気体と第二
の気体を用いて行なったが、弁シーケンスをさらに別の
態様で制御することにより第二の気体より更に高濃度の
窒素ガス（例えば、９９．９％以上）を第三の気体とし
て用いてもよい。このように順次高い濃度の窒素ガスを
発生させて庫内ガス置換を行なうこともできる。これに
よりさらに迅速に貯蔵庫内の雰囲気を初期（起動）状態
から目的の窒素ガス濃度に置換できる。

次に、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。

ただし、本発明はこれらの例に限定されない。

［実施例１］本発明に従う貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法を実施
する貯蔵装置（第１図参照）は以下の構成である。

貯蔵庫；気密冷蔵庵、内容量２２ＩＬ窒素ガス分離装置；前記第２図に示した構成のものを使用吸着塔；直径３６ｍ／ｍ、長さ４５０　ｍ　／　ｍ吸着
剤、ＣＭＳ、充填量、２１０ｇ（なお、吸着塔の入口端部に活性アルミナ４４ｇ充填）圧縮機二６０Ｗ、圧縮−真空併用型弁；電磁弁（３／８インチ）上記窒素ガス分離装置の製品ガス放出口３０は第１図の
窒素ガス導入ライン３に接続されている。

窒素ガス分離操作は第１表（Ａ）および（Ｂ）に示す弁
シーケンス（−サイクル７９０秒）で行なった。

弁シーケンス（Ａ）は第一の気体を発生させるための操
作であり、弁シーケンス（Ｂ）は第二の気体を発生させ
るための操作である。

第１表（Ａ）弁番号　　　　弁開放時間（秒）０゜４０゜８１゜８４　。

６０　。

０　。

Ω〜６０゜０〜６００〜８１　。

０〜８４゜０〜８７　。

０〜９０　。

０〜９０゜０〜６０　。

０〜９０　。

第１表（Ｂ）弁番号弁開放時間（秒）２４　　　　　０、　０〜６０．　０２５　　　　５３．０〜８０．０８１　、０〜８１　、１８４、０〜８４．１８７、０〜８７．１２６　　　　６０．０〜９０．０２７　　　　６０．０〜９０．０２３　　　　　０、　０〜６０．０２Ｂ　　　　　　０．０〜９０．０貯蔵庫内に、上記の弁シーケンス（Ａ）で発生させた第
一の気体（窒素ガス；濃度：９６．６％）を１．ＯＪ２
／分で吹き込んだ。この状態を２０分間続け（第５図に
おいてＴＤで示す。）、第一の気体を吹き込んだ後、次
いで、上記の弁シーケンス（Ｂ）で発生させた第二の気
体（窒素ガス；濃度：９９．１％）を０．５４２／分で
吹き込んだ。

このような条件で貯蔵庫内のガス置換を行ない、庫内の
酸素ガス濃度が初期（起動）状態（２１％）から減少し
、目標の濃度（酸素ガス濃度；６．０％／窒素ガス濃度
；９４％）になるまでに要する時間を測定した。

［比較例１］上記実施例１において、貯蔵庫内への気体の導入に際し
、上記弁シーケンス（Ａ）に従う方法で発生させた第一
の気体（窒素ガス；濃度＝９５゜６％）を用い、実施例
１と同量で吹き込んだ以外、すなわち、一定の濃度の窒
素ガスを用いてガス置換を行なった以外、同様な方法で
評価した。

［比較例２］上記実施例１において、貯蔵庫内への気体の導入に際し
、上記弁シーケンス（Ｂ）に従う方法で発生させた第一
の気体（窒素ガス：濃度：９９゜１％）を用い、実施例
１と同量で吹き込んだ以外、すなわち、一定の濃度の窒
素ガスを用いてガス置換を行なった以外、同様な方法で
評価した。

以上の結果を第５図に示す。

図に示されるように、本発明の方法に従フて庫内のガス
置換を行なった場合（曲線Ｃ）には、目的の濃度になる
までの所要時間が、ガス置換方法として、一定の濃度の
窒素ガスを連続して庫内に吹き込む方法を利用して達成
した場合（曲線ａ（比較例１）および曲線ｂ（比較例２
））に比べ、２０分短縮された。

［発明の効果］本発明に従う、貯蔵庫内酸素ガス低減方法によれば、貯
蔵庫内の雰囲気は効率よく窒素ガス置換されるから、庫
内を短時間で目的の窒素ガス濃度の雰囲気にすることが
できる。

また、本発明の方法を実施するに際して、振動吸着法に
従う窒素ガス分離装置を使用することによりさらに小型
、軽量、コンパクト化することができるから、システム
全体としても一般の家庭に容易に導入できる大きさ（例
えば、家庭用の冷蔵庫程度の大きさ）に設計できる。さ
らにこの装置を用いれば庫内への窒素ガスの吹き込み濃
度の変更が簡単な操作（ボタンのオン−オフ操作）で可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するのに好適な貯蔵装置の
構成を示す図である。第２図は窒素ガス分離装置の一構成例を示す図である。第３図は窒素ガス分離装置に設けられた答弁の−サイク
ルにおける作動（開閉）状態（弁シーケンス）を示す図
である。第４図は窒素ガス分離装置に設けられた答弁の一サイク
ルにおける別の作動（開閉）状態（弁シーケンス）を示
す図である。第５図は庫内の酸素ガス濃度の時間に対する変化を示す
グラフである。吸着塔；２１、製品（窒素）ガスリザーバ：２２、圧縮機（ポンプ）；Ｐ、弁；２３〜２８

Claims

【特許請求の範囲】１、酸素の存在により品質もしくは性能の劣化が起きる
物品を貯蔵する貯蔵庫に、空気より窒素ガス濃度の高め
られた第一の気体を導入し、次いで、該気体より更に窒
素ガス濃度の高められた第二の気体を導入することを特
徴とする貯蔵庫内雰囲気の酸素ガス低減方法。２、上記第一の気体の窒素ガス濃度が８７〜９７％であ
り、第二の気体の窒素ガス濃度が９５〜９９．９％であ
る請求項第１項記載の方法。３、上記貯蔵庫への第一の気体の導入と、第二の気体の
導入を同一の手段を用いて行なう請求項第１項記載の方
法。４、上記気体を導入する手段が気体分離法を利用する装
置である請求項第３項記載の方法。