способ хранения биологических объектов в регулируемой газовой среде

Формула изобретения

СПОСОБ ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В РЕГУЛИРУЕМОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЕ, предусматривающий помещение биологического объекта в камеру, ее герметизацию, определение интенсивности дыхания биологического объекта, создание газовой среды заданного состава путем продувки камеры и поддержание заданной концентрации кислорода и диоксида углерода продувкой, отличающийся тем, что перед помещением биологического объекта в камеру для каждого вида биологического объекта определяют состав газовой среды и частоту продувки камеры, причем последнюю определяют в зависимости от интенсивности дыхания биологического объекта, а продувку осуществляют дискретно по времени, устанавливаемому в зависимости от частоты продувки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хранилищам сельскохозяйственной продукции и других биологических объектов растительного и животного происхождения в регулируемой газовой среде и может быть использовано, в частности, при контейнерном хранении фруктов, например яблок, груш, слив.

При определении уровня техники использовались общедоступные сведения, представленные в следующих источниках информации:

опубликованные описания к охранным документам, опубликованные заявки на изобретения;

советские и иные издания, имеющиеся в библиотеке;

депонированные рукописи статей, обзоров, монографий, отчеты о научно-исследовательских работах, пояснительные записки к опытно-конструкторским работам и другая конструкторская, технологическая, нормативно-техническая и проектная документация, находящаяся в органах научно-технической информации;

материалы диссертаций и авторефераты диссертаций, изданные на правах рукописи;

принятые на конкурс работы и экспонаты, помещенные на выставке;

сообщения, переданные посредством радио, телевидения, кино и т. п. ;

сведения о техническом средстве, ставшие известными в результате его использования.

Известен способ регулирования газового состава в плодоовощехранилище, заключающийся в том, что из хранилища удаляют содержащийся в воздухе излишний CO₂ пропусканием через адсорбент, причем в качестве адсорбента берут аморфный основной карбонат трехвалентного железа в виде гранул.

Недостатком этого способа является невозможность его применения в малогабаритных герметичных контейнерах, а также большой расход электроэнергии.

Известен способ регулирования газовой среды заданного состава в камере, принятый за прототип. Способ заключается в том, что создание газовой среды заданного состава проводят путем продувки камеры азотом и контроля содержания кислорода и диоксида углерода, а концентрацию O₂ и CO₂ задают по предельным значениям интенсивности дыхания хранимого БО и поддерживают ее с помощью устройства автоматического задания. Это устройство включает в себя герметичную камеру, загруженную БО, оснащенную газоанализаторами для измерения текущего значения концентраций CO₂ и O₂, источниками азота и воздуха и соответствующими клапанами. Устройство, автоматически задавая концентрации O₂ и CO₂ в РГС по предельным значениям интенсивности дыхания, устраняет влияние явлений диффузии, конвекции, а также низкой степени герметизации камеры на величину концентраций O₂ и CO₂ в РГС. Анализ современного состояния разработки в области совершенствования условий хранения плодоовощной продукции показывает, что одним из наиболее перспективных направлений является хранение в РГС. Однако капвложения при строительстве хранилищ с РГС (заводов в миниатюре) в 2 раза выше, чем при строительстве обычных, традиционных.

Основным недостатком известного способа является его малая эффективность вследствие большой сложности выполнения устройства автоматического задания концентрации в РГС и соответствующих трудностей обслуживания в течение длительного времени хранения БО, а также практически невозможности использования газовой среды для регулирования в малогабаритных складах и хранилищах.

Цель изобретения - сокращение капитальных затрат и затрат на обслуживание при контейнерном хранении БО за счет упрощения схемы оптимального состава газовой среды в период всего времени хранения.

Это достигается за счет того, что в способе регулирования газовой среды при хранении различных БО, включающем загрузку контейнера, его герметизацию, создание газовой среды заданного состава и поддержание ее заданной концентрации, дополнительно перед загрузкой каждого вида БО выбирают и устанавливают из ЭВМ конкретный алгоритм состава газовой среды (N₂, CO₂, O₂), а после его загрузки газовую среду заданного состава, определенную алгоритмом, подают в контейнер дискретно через промежуток времени, известный заранее для каждого биологического объекта по алгоритму частоты продукции контейнера газовой смесью в зависимости от интенсивности дыхания биологического объекта в течение всего периода егот хранения, например, из определенного газового баллона.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа тем, что перед загрузкой каждого вида БО выбирают и устанавливают из ЭВМ конкретное численное значение алгоритма состава газовой среды (N₂, CO₂, O₂), а после его загрузки газовую среду заданного состава, определенную алгоритмом, подают в контейнер дискретно через промежуток времени, известный заранее для каждого БО по алгоритму частоты продувок контейнера газовой смесью в зависимости от интенсивности дыхания БО в течение всего периода его хранения, например, из определенного газового баллона. Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна".

Для определения соответствия предлагаемого изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен анализ признаков выявленных аналогов, заключающихся в том, что из хранилища удаляют содержащийся в воздухе излишний CO₂ пропусканием через адсорбент, причем в качестве адсорбента берут аморфный основной карбонат трехвалентного железа в виде гранул. Учитывая, что, предлагаемое техническое решение обладает новой совокупностью признаков, которые для специалистов явным образом не следует из существующего уровня техники, оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, т. к. оно очень удобно для использования в современных условиях, как в любом промышленном городе, так и непосредственно в сельском хозяйстве страны, в фермерских хозяйствах и садоводческих товариществах.

Итак, способ осуществляется следующим образом.

Перед загрузкой предназначенных для хранения БО определяют заранее для каждого его вида (яблоки, груши, слива, и т. д. ) в данном регионе алгоритм состава газовой смеси от времени года К(Т) по следующему выражению

К(Т) = К₁ К₂ f(BC), где К(Т) - функция состава газовой смеси (N₂, CO₂, O₂) в зависимости от времени года;

К₁ - коэффициент, зависящий от времени съема плодов и климатических условий данного лета;

К₂ - коэффициент, зависящий от состава почвы и местности (региона) выращивания плодов;

B - вид плода;

С - сорт плода.

Далее, определяют для каждого вида БО частоту продувок контейнера газовой смесью по алгоритму

t(K) = K₁ K₂ K₃ f(I_BC), где t(K) - функция частоты продувок контейнера газовой смесью от интенсивности дыхания БО;

К₃ - коэффициент, зависящий от вида контейнера и плотности его загрузки БО;

I_BC - интенсивность дыхания БО.

Затем эти алгоритмы для каждого БО заводят в ЭВМ, которая является составной частью комплекса для хранения биологических объектов.

Непосредственно перед загрузкой в контейнер конкретного БО, например яблок сорта "Антоновская", выбирают и устанавливают из ЭВМ конкретное численное значение алгоритма по составу газовой среды для этого сорта яблок, а после загрузки ими контейнера и по закрытию (герметизации) подают в него дискретно газовую среду заданного состава через промежуток времени, известный заранее для яблок сорта "Антоновская". Этот промежуток времени определяется также заранее по алгоритму частоты продувок контейнера газовой смесью в зависимости от прогнозируемой интенсивности дыхания биологических объектов, в т. ч. яблок сорта "Антоновская", в течение всего периода его хранения, причем продувка осуществляется из определенного газового баллона, наполненного газовой средой заданного состава.

По истечении заданного промежутка времени (20-30 дней) и достижении в контейнере с яблоками сорта "Антоновская" заданной допустимой концентрации содержания CO₂ происходит заполнение его свежей порцией газовой смеси из баллона с газовой средой заданного состава, что соответствует начальному значению содержания CO₂ в контейнере с яблоками.

Таким образом, не требуется газогенераторов, герметичных камер, высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Вся технологическая цепь легко обслуживается одним оператором общего профиля подготовки и вместе с тем легко подается автоматизации.

Реализация предложенного способа намечается в Тульском регионе при хранении биологических объектов типа плодоовощных продуктов и отрабатывалась в одной из тем, проводимых организацией в рамках ОКР по охране окружающей среды. В настоящее время изготовлена опытная партия малогабаритных контейнеров с вместимостью БО от 20 кг до 2 т, на которой произведено опробывание данного способа с положительными результатами.

По результатам отработки приняты решение об изготовлении серии контейнеров различной вместимости и рекомендации по перспективному их использованию как для перевозки, так и для хранения фруктов из южных районов в Тульском регионе. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 488546, кл. A 01 F 25/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР N 1373357, кл. A 01 F 25/00, 1988.