專利名稱：用于維持易腐食品的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于增加可氧化分解食物(例如新鮮魚類)的儲存期的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
諸如魚類、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氣環(huán)境中的儲存期是有限的。正常大氣環(huán)境中存在的氧水平會導致氣味、香味、顏色和質(zhì)地發(fā)生變化，致使食物質(zhì)量因化學效應或需氧腐敗微生物的生長而總體上變差。已使用調(diào)氣式包裝(modified atmosphere packaging, MAP)來通過抑制腐敗生物體和病原體來改進所儲存食品的儲存期和安全性。MAP是以單一氣體或氣體混合物替代在食物儲存包裝中的正常大氣環(huán)境。MAP中所用的氣體最常為氧氣(O2)、氮氣(N2)和二氧化碳(CO2)的組合。在大多數(shù)情形中，通過將降低O2濃度并增加CO2濃度組合獲得抑菌效應。法伯J. M. (Farber, J. M. ) 1991.調(diào)氣式包裝技術(shù)的微生物方面綜述(Microbiologicalaspects of modif ied-atmosphere packaging technology a review).食品保護雜志(J. Food Protect). 54 :58_70。在傳統(tǒng)MAP系統(tǒng)中，在初始替代正常大氣環(huán)境之后并不操縱MAP氣體組成。因此，食品包裝中所存在的氣體組成可能會隨時間而變化。包裝的氣體部分的變化可由于氣體擴散進入和離開產(chǎn)品、氣體擴散進入和離開食品包裝、和微生物新陳代謝效應所致。在某些情形中，食物將吸收二氧化碳(C02)，從而降低包裝的氣體部分中CO2的量，同時其它氣體(例如氧氣)的相對量增加。二氧化碳吸收可在裝運袋中形成負壓，從而產(chǎn)生“抽真空”情形，此可通過(例如)使二氧化碳濃度降至低于有效抑制食物的微生物腐敗的水平同時相應地增加殘余氧濃度而潛在地損害食物。由CO2吸收所造成的抽真空也可造成泄漏(尤其在剛性裝運袋中)，從而導致其失效。已使用MAP系統(tǒng)和有關(guān)技術(shù)來運送和儲存食物。然而，這些系統(tǒng)對氧化分解敏感的食物(例如魚)的遞送有相當大的限制。首先且最重要的是，這些系統(tǒng)的冷卻和氧氣去除過程整合到單一密封容器中(通常為冷凍貨運容器-冷藏單元)，如此在打開時以致全部裝載貨物暴露于周圍大氣條件下。此限制將食物分至不同遞送地點的能力且通常要求買方在打開后購買全部產(chǎn)品。第二，將氧氣去除過程整合到容器中決定了無意間或過早地破壞密封容器中的密封會危及全部產(chǎn)品。第三，將氧氣去除過程整合到貨運容器中不容許在儲存和/或運輸期間容器內(nèi)隔離的空氣條件，從而限制過程的靈活性。第四，當容器內(nèi)的大氣壓變得小于容器外部的壓力時，貨運容器的密封尤其困難。最常見的MAP應用采用盒中袋(bag-in-box)構(gòu)造，其中易腐物容納于袋/包裝內(nèi)，而所述袋/包裝容納于盒/紙板箱內(nèi)。將袋/包裝用氣體沖刷一次或一次以上，以形成所要的改善氣氛，隨后將袋/包裝熱密封并將盒密閉。此系統(tǒng)可采用或可不采用過量頂部空間以允許由許多易腐物吸收的諸如CO2等氣體的過度充盈?？刹捎枚嗌龠^量頂部空間量的典型限制是這些MAP包裝形成整體(堆疊)用于供運輸和處置的要求。此構(gòu)造限制決定外部紙板箱或盒在整個供應鏈中可圍繞袋/包裝密閉并堆疊且容易處置。因此，設(shè)計到這些構(gòu)架中的“過量”頂部空間不足以防止CO2分壓隨時間的降低以及氧的相應增加。除以上所討論的傳統(tǒng)MAP系統(tǒng)以外，已研發(fā)使用外部燃料電池來去除氧的運輸易腐食物的系統(tǒng)，例如由美國專利第6，179，986號所揭示者。此專利并未闡述燃料電池的使用，而是揭示使用基于質(zhì)子交換膜(PEM)堆疊的固體聚合物電解質(zhì)(EOC)電化學氧控制系統(tǒng)，其操作方式不同于燃料電池且需要施加DC電源。PEM是在密封容器外部操作，以致于其需要將燃料電池的至少一種反應產(chǎn)物排放到密封容器外部。另外，第‘986號專利中所闡述的系統(tǒng)需要使用專用電源為燃料電池供電。
以上所闡述的系統(tǒng)具有許多缺點，此使得其對于長期運輸或儲存可氧化分解食物來說是不合需要的。因此，需要將在運輸和儲存期間增加可氧化分解材料的儲存期的改進系統(tǒng)，其可避免常規(guī)運送和儲存技術(shù)的缺點。另外，其有利的具有運輸且然后在不同目的地取出所運輸食物的模塊化包裝而不破壞包裝的保存環(huán)境的能力。此外，大小一般較小的這些構(gòu)造通常限定為一次性的(多次氣體沖刷事件)，這是因為其不具有促進初始氣體沖刷或在初始氣體沖刷過程后的額外氣體沖刷的任何閥或配件。此外，由于合理生產(chǎn)量要求的必然性，多次氣體沖刷在經(jīng)濟上不可行。由于這些構(gòu)造通常是易于處置的小包裝(通常為40磅或更小)，因此采用MAP工藝的每磅成本極高且所得MAP氣體混合物對于最大限度延長存架壽命不夠理想。對上述構(gòu)造的改進揭示于美國專利第11/769,944號中，其中將燃料電池與裝運袋整合在一起，所述裝運袋包含可氧化分解食物和內(nèi)部氫源。操作燃料電池以通過與氫反應將裝運袋中的過量氧轉(zhuǎn)化成水。因此，到目前為止的技術(shù)通?？杀碚鳛槊芊庀到y(tǒng)，所述系統(tǒng)通過化學、電學或催化方法自所述系統(tǒng)內(nèi)部去除殘余氧或并不去除殘余氧。避免現(xiàn)有方法的功能和經(jīng)濟缺陷對于自所述儲存系統(tǒng)去除氧將是有益的。而且業(yè)內(nèi)需要自所述儲存系統(tǒng)去除殘余氧。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面中，本發(fā)明提供可用于延長吸收二氧化碳的食物(例如新鮮魚類)的儲存期的裝運袋、包裝模塊、系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的一個方面提供具有有限氧滲透性的用于運輸和/或儲存可氧化分解食物的壓力穩(wěn)定的可密封裝運袋。所述裝運袋包含一個或一個以上容納于所述裝運袋內(nèi)部的燃料電池，其能夠?qū)渑c氧轉(zhuǎn)化成水。裝運袋任選地進一步包含適用于將氫源維持在裝運袋內(nèi)部的固持元件。所述裝運袋中的氫源固持元件優(yōu)選為盒或氣囊，其經(jīng)配置以固持氫源且在一些實施例中燃料電池。在優(yōu)選實施例中，所述裝運袋是選自由包含柔性、可塌縮或可膨脹材料的裝運袋組成的群組，所述材料在塌縮或膨脹時不會裂口。在其它實施例中，所述一個或一個以上燃料電池和/或氫源可位于所述裝運袋外部。當位于裝運袋外部時，燃料電池與裝運袋氣體連通。本發(fā)明的此方面是基于以下發(fā)現(xiàn)吸收二氧化碳的食物(例如新鮮魚類)可顯著不利用地影響魚上方氣氛的氣體組成。在所述實施例中，初始可接受的(例如)氧的低水平將隨著越來越多的二氧化碳被吸收而增加，從而導致剩余氣體中的氧水平較高。此也可造成“抽真空”情形，此可潛在地損害產(chǎn)品和裝運袋，從而造成結(jié)構(gòu)損害或使二氧化碳濃度降至低于有效抑制微生物腐敗的水平。在極端情形中，足量二氧化碳被吸收，使得在儲存或運送后剩余極少或沒有頂部空間，從而產(chǎn)生有害真空情形。本發(fā)明的此方面進一步基于以下發(fā)現(xiàn)上述問題可通過用于運輸和/或儲存吸收二氧化碳的食物的包裝模塊來解決，所述包裝模塊包含具有有限氧滲透性和限定頂部空間的壓力穩(wěn)定的密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成；可氧化分解的吸收二氧化碳的食物；與裝運袋組合使用的燃料電池， 其能夠?qū)浜脱蹀D(zhuǎn)化成水；氫源，其容納于、優(yōu)選容納于所述裝運袋內(nèi)部，且另外其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體。在一個實施例中，頂部空間占裝運袋的至少50體積％。在一個實施例中，頂部空間占裝運袋的大約或至少69體積％。在一個實施例中，頂部空間中的氣體包含至少60體積％的二氧化碳。在另一實施例中，頂部空間中的氣體包含至少90體積％的二氧化碳。在此實施例中，頂部空間中的初始二氧化碳大大超過將為食物所吸收二氧化碳的量，由此為其吸收提供補償。在儲存和/或運輸期間可為食物所吸收的二氧化碳的量可根據(jù)經(jīng)驗來確定或為業(yè)內(nèi)已知。本發(fā)明的另一方面提供可用于運輸和/或儲存吸收二氧化碳的可氧化分解食物的系統(tǒng)，其包含一個或一個以上裝運袋。每一包裝模塊包含具有有限氧滲透性的壓力穩(wěn)定的密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成；可氧化分解的吸收二氧化碳的食物；燃料電池，其能夠?qū)浜脱蹀D(zhuǎn)化成水；氫源，且另外其中初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％。在一個實施例中，初始頂部空間占裝運袋的至少50體積％。在另一實施例中，初始頂部空間占裝運袋的大約或至少69體積％。在一些實施例中，頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體。在一個實施例中，頂部空間中的氣體包含至少60體積％的二氧化碳。在另一實施例中，頂部空間中的氣體包含至少90體積％的二氧化碳。在一些實施例中，燃料電池和/或氫源位于裝運袋內(nèi)部。在一些實施例中，包裝模塊進一步包含適用于將氫源維持在裝運袋內(nèi)部的固持元件；優(yōu)選地，所述裝運袋中的氫源固持元件經(jīng)配置以固持所述氫源和任選地燃料電池的盒或氣囊。在一些實施例中，燃料電池和/或氫源位于裝運袋外部。當燃料電池位于裝運袋外部時，其與裝運袋氣體連通且一個燃料電池可與一個或一個以上裝運袋氣體連通且燃料電池的產(chǎn)物可位于裝運袋內(nèi)部或外部。在一些實施例中，待運輸和/或儲存的可氧化分解的吸收二氧化碳的食物優(yōu)選是魚類。更優(yōu)選地，魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。最優(yōu)選地，待運輸和/或儲存的新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。新烹制的易腐食物在低氧環(huán)境中也將有益。另外，在一些實施例中，所述氫源是氣囊式氫源、剛性容器氫源，或者包含二氧化碳與小于5體積％氫的氣體混合物。在一些實施例中，包裝模塊進一步包含風扇。在一些實施例中，風扇是由燃料電池供電。在一些實施例中，風扇是由另一電源供電。在一些實施例中，系統(tǒng)進一步包含可位于所述包裝模塊內(nèi)部或外部的溫度控制系統(tǒng)，以使模塊內(nèi)部的溫度維持在足以維持食物新鮮度的水平。本發(fā)明的另一方面提供用于使用以上所闡述的包裝模塊來運輸和/或儲存可氧化分解食物的方法。所述方法包含以下步驟去除含有可氧化分解的吸收二氧化碳的食物的包裝模塊中的氧，以在包裝模塊內(nèi)產(chǎn)生減氧環(huán)境；用低氧氣體填充裝運袋以提供初始氣體頂部空間，其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體；密封所述裝運袋；在運輸或儲存期間操作燃料電池以通過與氫反應將所述裝運袋中的氧轉(zhuǎn)化成水，以便維持所述裝運袋內(nèi)的減氧環(huán)境； 和在所述裝運袋中運輸或儲存所述材料。包裝模塊包含具有有限氧滲透性的壓力穩(wěn)定的可密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成；燃料電池和氫源。在一個實施例中，頂部空間中的氣體包含至少60體積％的二氧化碳。在另一實施例中，頂部空間中的氣體包含至少90體積％的二氧化碳。在一個實施例中，氧氣去除過程是在將食物添加到所述裝運袋中之前進行；在另一實施例中，是在將食物添加到所述裝運袋中之后進行。在一些實施例中，裝運袋包含在所述裝運袋內(nèi)部的管道閥和配件以供用低氧氣體源沖刷裝運袋來填充頂部空間。在一些實施例中，沖刷裝運袋，然后接通燃料電池。然后，燃料電池繼續(xù)以去除殘余氧。所述方法可用于運輸或儲存食物長達100天的時間段。舉例來說，儲存時間段介于5天與50天之間，或者介于5天與45天之間，或介于15天與45天之間。在一些實施例中，所述方法進一步包含在運輸或儲存期間在所述裝運袋中維持足以維持材料新鮮度的溫度。在優(yōu)選實施例中，實施所述方法以便減氧環(huán)境包含小于1%的氧，或者所述減氧環(huán)境包含小于0. I %的氧，或者所述減氧環(huán)境包含小于0. 01 %的氧。減氧環(huán)境包含二氧化碳和氫；包含二氧化碳和氮；包含氮；或包含二氧化碳、氮和氫。本發(fā)明的再一方面提供去除包含可氧化分解食物的裝運袋內(nèi)部的氧而無需使用任何化學、電學和/或催化方法的方法。特別地，本發(fā)明的此方面是基于以下發(fā)現(xiàn)具有適當構(gòu)造的裝運袋將容許用低氧氣體源沖刷所述裝運袋，以便在所述裝運袋中積累的任何氧達到不利地影響食物的濃度水平之前從所述裝運袋沖刷掉。因此，在所述方法的一個方面中，提供從具有可氧化分解食物的裝運袋去除氧的方法，所述方法包含a)具有可密封氣體入口端口和可密封氣體出口端口的裝運袋，這兩個端口位于所述裝運袋的頂部空間中，其中所述裝運袋包含在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料；b)以不會阻塞入口和出口端口的量向所述裝運袋中添加可氧化分解食物；
c)密封所述裝運袋；d)通過入口端口將足量的低氧氣體源注入到裝運袋中同時通過出口端口排出氣體，以此方式用所述氣體源對所述裝運袋實施一次或一次以上初始沖刷，以在所述裝運袋中提供低氧氣氛和具有充足體積的氣體頂部空間，以容許氣體吸收到所述食物中而不會使所述裝運袋中剩余氣體頂部空間中的氧含量增加到高于約1500ppm的水平；e)密封所述入口和出口端口；和f)任選地用低氧氣體源周期性地沖刷所述裝運袋，以便在沖刷后仍保持充足氣體頂部空間以補償吸收到所述食物中的氣體，以便所述剩余氣體頂部空間中的氧濃度在任一給定時間均不超過1500ppm。在優(yōu)選實施例中，裝運袋不含有用以從裝運袋去除氧的任一內(nèi)部組件，例如燃料電池、催化劑等。
待運輸和/或儲存的可氧化分解食物優(yōu)選是魚類。更優(yōu)選地，所述魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。最優(yōu)選地，待運輸和/或儲存的新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。本文所揭示裝運袋的豎直構(gòu)造促進最小化水平空間需求以并排運送最大數(shù)量的托盤。頂部空間水平擴展的實施例可能經(jīng)濟上不具有大規(guī)模可行性，此外只要頂部空間保持正壓力，那么其也不具有抗泄漏性。在某些實施例中，裝運袋在水平方向上的膨脹不超過約20%，其中剩余氣體膨脹是在豎直方向上，由此造成裝運袋的“頂部壓力”和頂部空間高度。裝運袋經(jīng)配置以豎直方式膨脹，從而造成初始“頂部壓力”。初始裝運袋頂部壓力的范圍可在比大氣壓高約0. I英寸到約1.0英寸水柱或更多的范圍內(nèi)?？赏ㄟ^常規(guī)方法(例如在豎直方向上使用柔性更大的材料)使柔性裝運袋在豎直方向上的柔性大于水平方向上的柔性。另外，在一些實施例中，低氧氣體源是可適于向裝運袋的入口端口提供氣體源的任一外部氣體源。優(yōu)選地，氣體源是二氧化碳且，更優(yōu)選地二氧化碳含有小于約1500ppm的氧。再更優(yōu)選地，待注入裝運袋中的二氧化碳含有小于約IOOppm的氧。在一些實施例中，裝運袋進一步包含在所述包裝模塊外部的溫度控制系統(tǒng)，以使所述模塊內(nèi)部的溫度維持在足以維持食物新鮮度的水平。本發(fā)明的另一方面提供用于在以上所闡述的裝運袋內(nèi)運輸和/或儲存可氧化分解食物的方法。所述方法包含以下步驟用含有小于1500ppm氧的二氧化碳從裝運袋沖刷掉氧，其中所述裝運袋含有可氧化分解食物，由此在所述裝運袋內(nèi)產(chǎn)生減氧環(huán)境；密封所述裝運袋；和任選地用二氧化碳周期性地沖刷所述裝運袋，以在所述裝運袋內(nèi)維持減氧環(huán)境；和在所述裝運袋中運輸和/或儲存食物，其中所述裝運袋包含在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料。在一個實施例中，氧氣去除過程是在將食物添加到裝運袋中之前進行；在另一實施例中，是在將食物添加到所述裝運袋中之后進行。在一個實施例中，可通過入口和出口端口實施氣體沖刷來實現(xiàn)氧氣去除，所述端口優(yōu)選安裝位于裝運袋的頂部空間中。在一些實施例中，可實施多次周期性氣體沖刷。入口和出口端口是可密封的，以在用低氧氣體源沖刷裝運袋后，隔離裝運袋內(nèi)部。在一個實施例中，入口和出口端口是孔，其中在需要氣體沖刷時，可簡單地覆蓋并敞開所述孔。在此一實施例中，所述孔(入口和出口端口)可使用膠帶覆蓋。此使得可周期性地密封并開封入口和出口端口。此構(gòu)造促進隨時間實施多次氣體沖刷以去除氧并提高低氧氣體(例如氮和/或CO2)水平的經(jīng)濟實踐。所述方法可用于運輸和/或儲存食物長達100天的時間段。在某些實施例中，所述方法可用于運輸和/或儲存食物超過100天的時間段。舉例來說，儲存時間段介于5天與50天之間，或者介于15天與45天之間。在一些實施例中，所述方法進一步包含在運輸或儲存期間在裝運袋中維持足以維持材料新鮮度的溫度。在優(yōu)選實施例中，實施所述方法以使得減氧環(huán)境包含小于2%的氧，或者減氧環(huán)境包含小于I. 5%的氧，或者減氧環(huán)境包含小于I %的氧，或者減氧環(huán)境包含小于0. 1%的氧，或者減氧環(huán)境包含小于0. 01%的氧。可監(jiān)視氧的水平。減氧環(huán)境包含二氧化碳，或者在一些情形中包含二氧化碳和氮。


下文將參照附圖進一步闡述本發(fā)明。圖I是用于運輸或儲存可氧化分解材料的包裝模塊的示意圖。圖2是在容器中包含復數(shù)個包裝模塊的系統(tǒng)的示意圖。圖3是除氧器的燃料電池實施例的示意圖。圖4是展示與標準MAP系統(tǒng)相比使用包裝模塊低氧水平的持續(xù)時間增加的曲線圖。圖5是與標準MAP儲存系統(tǒng)相比儲存于包裝模塊中的智利大西洋(ChileanAtlantic)養(yǎng)殖的新鮮鮭魚的照片。圖6是具有二氧化碳去除器的除氧器的燃料電池實施例的示意圖。圖7是包裝模塊實施例在運輸前的照片。圖8是包裝模塊實施例在運輸后的照片。圖9展示例示性裝運袋。圖10是用于運輸或儲存可氧化分解材料的裝運袋的示意圖。圖11是在運送工具中包含復數(shù)個連接到低氧氣體源的裝運袋的系統(tǒng)的示意圖。圖12是在運送工具中載有可氧化分解材料的裝運袋的照片。
具體實施例方式本發(fā)明涵蓋可用于運輸和儲存可氧化分解食物的系統(tǒng)和方法。本文所闡述的系統(tǒng)和方法允許在運送容器內(nèi)(例如)周期或連續(xù)的去除儲存于個別裝運袋中的可氧化分解食物周圍的大氣環(huán)境中的氧。在一些實施例中，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闡述，本發(fā)明中所用裝運袋或包裝模塊優(yōu)選不納入整合溫度控制系統(tǒng)，而是依靠運送其的運送容器的溫度控制系統(tǒng)。另外，裝運袋或包裝模塊經(jīng)設(shè)計以承受或補償在運輸和/或運送期間(例如)由食物吸收非氧(二氧化碳)氣體所造成的內(nèi)部壓力損失(或增益)，其是通過(例如)以下方式來實現(xiàn)采用在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料且進一步在裝運袋內(nèi)采用氣體頂部空間以補償所述吸收， 而不會造成真空條件和/或不容許裝運袋中氣體的氧含量超過1500ppm。
在運輸和/或儲存期間周期性或連續(xù)的去除氧氣允許適于長期維持材料新鮮度的受控減氧環(huán)境。因此，可將可氧化分解材料運輸和/或儲存達比目前使用常規(guī)運送和儲存技術(shù)可能長的時間段。本文所闡述的系統(tǒng)和方法允許(例如)使用運送工具將可氧化分解材料(例如吸收二氧化碳的可氧化分解食物，例如魚類)運輸?shù)酵ǔＶ荒芡ㄟ^較昂貴的航空運送來服務的市場。在一個實施例中，本發(fā)明提供用于延長可氧化分解食物的儲存期的系統(tǒng)和方法。在優(yōu)選實施例中，可氧化分解食物是非呼吸性的。非吸收性食物不呼吸。也就是說，這些食物不會吸入氧氣，同時伴隨二氧化碳的釋放。非呼吸性食物的實例包括新鮮的或經(jīng)過處理的魚類、肉(例如牛肉、豬肉和羊肉)、禽肉(例如雞肉、火雞肉和其它野禽和家禽)，和烘焙商品(例如面包、玉米餅、和糕點、用于生產(chǎn)面包和糕點的經(jīng)包裝混合物和以谷物為主的快餐食物)。待通過本發(fā)明系統(tǒng)和方法運輸和/或儲存的優(yōu)選非呼吸性食物包括新鮮的或經(jīng)處理的魚類，例如鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈、紅點鮭、貝類和其它海鮮類。更優(yōu)選地，非呼吸性食物是、新鮮鮭魚或新鮮羅非魚，且最優(yōu)選地，非呼吸性食物是智利大西洋養(yǎng)殖的新鮮鮭魚。一般來說,本發(fā)明的系統(tǒng)和方法涉及裝運袋、待運輸和/或儲存的可氧化分解的食物和低氧氣體源，所述低氧氣體源用低氧氣體(例如二氧化碳)周期性地沖刷所述裝運袋，從而從裝運袋內(nèi)部去除任何有效氧，以便至少在一部分儲存和/或運輸期間控制食物周圍的氣體環(huán)境。在優(yōu)選實施例中，通過以下方式形成裝運袋內(nèi)的減氧環(huán)境通過入口端口施加真空和/或引入低氧氣體源來沖刷裝運袋內(nèi)的環(huán)境，同時通過出口端口排出裝運袋內(nèi)部存在的氣體。裝運袋沖刷之后，將入口和出口端口密封，且裝運袋內(nèi)的環(huán)境是減氧環(huán)境。任選地，當存在氧時，接著視需要在整個運輸和/或儲存持續(xù)時間期間用二氧化碳周期性地沖刷裝運袋，以在包裝模塊內(nèi)維持減氧環(huán)境，由此維持可氧化分解材料的新鮮度。在某些實施例中，氧傳感器存在于裝運袋內(nèi)部以發(fā)送需要用二氧化碳沖刷的信號。在一些實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法涉及包裝模塊，其包含裝運袋，待運輸和/或儲存的吸收二氧化碳的可氧化分解的食物；和當存在氧時從裝運袋內(nèi)部連續(xù)去除任何有效氧的裝置，以便至少在一部分儲存和/或運輸期間控制食物周圍的氣體環(huán)境。此裝置也稱作除氧器。在一些情形中，將需要采用一個以上除氧器來更有效地從裝運袋環(huán)境去除氧。將吸收二氧化碳的可氧化分解的食物插入裝運袋中，并操縱裝運袋中的環(huán)境，以在裝運袋中形成減氧環(huán)境。在優(yōu)選實施例中，裝運袋內(nèi)的減氧環(huán)境是通過施加真空和/或引入低氧氣體源沖刷裝運袋內(nèi)的環(huán)境形成。裝運袋沖刷之后，裝運袋內(nèi)的環(huán)境是減氧環(huán)境。用低氧氣體填充裝運袋以提供氣體頂部空間，以便氣體頂部空間的體積大于由吸收二氧化碳的可氧化分解的食物所吸收氣體的體積。在一個實施例中，用二氧化碳填充裝運袋以便氣體頂部空間占裝運袋總體積的至少30體積％且頂部空間中的氣體包含至少99體積％的二氧化碳。接著，密封裝運袋。當存在氧時，在整個運輸和/或儲存持續(xù)時間期間操作除氧器，以在包裝模塊內(nèi)維持減氧環(huán)境，由此維持吸收二氧化碳的可氧化分解的材料的新鮮度。然而，當所用二氧化碳的量顯著大于將被食物吸收的量時，即限制頂部空間中以體積％計的氧的量，但如果氣體頂部空間不足以彌補二氧化碳的吸收，那么裝運袋可能會塌縮。術(shù)語“低氧氣體源”是指含有小于IOOOppm氧、優(yōu)選小于IOOppm氧且更優(yōu)選小于IOppm氧的氣體源。低氧氣體源優(yōu)選包含CO2或含有CO2作為其一種組份的氣體混合物。CO2無色，無味，不可燃且抑制細菌，且其不會在食品上留下有毒殘余物。在一個實施例中，低氧氣體源為100% C02。在另一實施例中，低氧氣體源為CO2與氮或另一種惰性氣體的混合物。惰性氣體的實例包括但不限于氬、氪、氦、一氧化氮、氧化亞氮和氙?？筛淖兊脱鯕怏w源的成分以適于食物，且在此項技術(shù)中眾所習知。舉例來說，用于運輸和儲存鮭魚的低氧氣體源優(yōu)選為100% CO2。諸如羅非魚等其它魚類優(yōu)選使用60% CO2和40%氮作為低氧氣體源進行儲存或運輸。如以上所闡述，具有有限氧滲透性的壓力穩(wěn)定的可密封裝運袋是包含在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料的裝運袋或者包含剛性材料的裝運袋。一般來說，裝運袋是由柔性澆注或擠壓塑料薄板構(gòu)造。用于本發(fā)明中的柔性、可塌縮或可膨脹裝運袋材料是那些具有有限氧滲透性者。 具有有限氧滲透性的材料優(yōu)選具有小于10立方厘米/100平方英寸/24小時/大氣壓的氧傳輸速率(OTR)，具有有限氧滲透性的更優(yōu)選材料是OTR小于5立方厘米/100平方英寸/24小時/大氣壓的材料，具有有限氧滲透性的甚至更優(yōu)選的材料是OTR小于2立方厘米/100平方英寸/24小時/大氣壓的材料，具有有限氧滲透性的最優(yōu)選材料是OTR小于I立方厘米/100平方英寸/24小時/大氣壓的材料?？捎糜谥谱魅嵝?、可塌縮或可膨脹裝運袋的材料的非窮盡性列表展不于表I中。表I
權(quán)利要求
1.一種可用于運輸和/或儲存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的包裝模塊，其包含: a)具有有限氧滲透性和限定頂部空間的壓力穩(wěn)定的密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成； b)吸收二氧化碳的可氧化分解的食物； c)燃料電池，其能夠?qū)浜脱蹀D(zhuǎn)化成水； d)氫源；和 e)另外，其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述氣體頂部空間包含至少約90%的二氧化碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述氣體頂部空間占所述裝運袋的內(nèi)部體積的約30%到約35%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述氣體頂部空間占所述裝運袋的總內(nèi)部體積的約35%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其進一步包含適用于將氫源維持在所述裝運袋內(nèi)部的固持元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包裝模塊，其中用于所述裝運袋中的所述氫源的所述固持元件是經(jīng)配置以固持所述氫源和所述燃料電池的盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述包裝模塊不含有用于在運輸或儲存期間在所述包裝模塊內(nèi)維持正壓力的氣體源。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述食物是魚類。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝模塊，其中所述魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包裝模塊，其中所述新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述氫源選自由氣囊式氫源或剛性容器氫源組成的群組。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其中所述氫源是包含二氧化碳和小于5體積％氫的氣體混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包裝模塊，其進一步包含風扇。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的包裝模塊，其中所述風扇是由所述燃料電池供電。
15.—種可用于運輸和/或儲存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的系統(tǒng),其包含一個或一個以上包裝模塊，每一包裝模塊包含 i)具有有限氧滲透性和限定頂部空間的壓力穩(wěn)定的密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成； ii)吸收二氧化碳的可氧化分解的食物； iii)燃料電池，其能夠?qū)浜脱蹀D(zhuǎn)化成水； iv)氫源；和v)另外，其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述初始氣體頂部空間包含至少約90%的二氧化碳。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述初始氣體頂部空間占所述裝運袋的內(nèi)部體積的約30%到約35%。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其進一步包含在所述包裝模塊外部的溫度控制系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)使所述模塊內(nèi)部的溫度維持在足以維持所述食物的新鮮度的水平。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述包裝模塊進一步包含適用于將氫源維持在所述裝運袋內(nèi)部的固持元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中用于所述裝運袋中的所述氫源的所述固持元件是經(jīng)配置以固持所述氫源和所述燃料電池的盒。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述包裝模塊不含有用于在運輸或儲存期間在所述包裝模塊內(nèi)維持正壓力的氣體源。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述食物是魚類。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述氫源是含有氫的氣囊。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述氫源是包含二氧化碳和小于5體積％氫的氣體混合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述包裝模塊進一步包含風扇。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述風扇是由所述燃料電池供電。
29.一種用于運輸和/或儲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裝模塊中的氧以在包裝模塊內(nèi)產(chǎn)生減氧環(huán)境，所述包裝模塊包含具有有限氧滲透性和限定頂部空間的壓力穩(wěn)定的可密封裝運袋，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成；燃料電池；和氫源； b)用惰性氣體沖刷所述裝運袋，以便所述裝運袋包含初始氣體頂部空間，其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體； c)密封所述裝運袋； d)在運輸或儲存期間操作所述燃料電池，以便通過所述裝運袋中存在的氫將氧轉(zhuǎn)化成水，以在所述裝運袋內(nèi)維持所述減氧環(huán)境；和 d)在所述裝運袋中運輸或儲存所述材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述初始氣體頂部空間包含至少約90%的二氧化碳。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述初始氣體頂部空間占所述裝運袋的總內(nèi)部體積的約30%到約35%。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述運輸或儲存持續(xù)介于5天與50天之間的時間段。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述運輸或儲存持續(xù)介于15天與45天之間的時間段。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其進一步包含在運輸或儲存期間在所述裝運袋中維持足以維持所述材料的新鮮度的溫度。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述包裝模塊進一步包含適用于將氫源維持在所述裝運袋內(nèi)部的固持元件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中用于所述裝運袋中的所述氫源的所述固持元件是經(jīng)配置以固持所述氫源和所述燃料電池的盒。
37.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含小于1%的氧。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含小于0.1%的氧。
39.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含二氧化碳。
40.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含二氧化碳和氫。
41.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含氮。
42.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含二氧化碳、氮和氫。
43.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述食物是魚類。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。
46.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述氫源是含有氫的氣囊。
47.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述氫源是包含二氧化碳和小于5體積％氫的氣體混合物。
48.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述燃料電池經(jīng)編程以在足以允許氣體交換自然最小化或停止的初始時間段之后停止操作。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述初始時間段介于約0.5小時與50小時之間。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述燃料電池經(jīng)編程以在氧水平達到并維持低于預定水平時停止操作。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述預定氧水平低于5%氧v/v。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述預定氧水平低于1%氧v/v。
53.一種用于運輸和/或儲存吸收二氧化碳的可氧化分解的食物的方法,其包含 a)獲得具有有限氧滲透性和限定頂部空間的壓力穩(wěn)定的密封裝運袋，其含有吸收二氧化碳的可氧化分解的材料，其中所述初始頂部空間占所述裝運袋的至少30體積％且所述頂部空間中的氣體包含至少99體積％的除氧以外的氣體，另外，其中所述裝運袋是由在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料組成，且另外，其中所述裝運袋連接到包含燃料電池和氫源的模塊，以便所述燃料電池的陽極與所述裝運袋的環(huán)境直接連通；b)在運輸或儲存期間操作所述燃料電池，以便通過所述燃料電池將所述裝運袋中的氧轉(zhuǎn)化成水；和 C)在所述裝運袋中運輸或儲存所述材料。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中所述初始氣體頂部空間包含至少約90%的二氧化碳。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中所述初始氣體頂部空間占所述裝運袋的內(nèi)部體積的約30%到約35%。
56.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中在足以允許氣體交換自然最小化或停止的初始時間段之后，使所述模塊與所述裝運袋斷開連接。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法,其中所述初始時間段介于約0.5小時與50小時之間。
58.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中在氧水平達到并維持低于預定水平時，使所述模塊與所述裝運袋斷開連接。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，其中所述預定氧水平低于5%氧v/v。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中所述預定氧水平低于1%氧v/v。
61.一種用于從具有可氧化分解的食物的裝運袋去除氧的方法，所述方法包含 a)具有可密封氣體入口端口和可密封氣體出口端口的裝運袋，所述兩個端口位于所述裝運袋的頂部空間中，其中所述裝運袋包含在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料； b)以不會阻塞所述入口和出口端口的量向所述裝運袋中添加可氧化分解的食物； c)密封所述裝運袋； d)通過所述入口端口將足量的低氧氣體源注入到所述裝運袋中同時通過所述出口端口排出氣體，以此方式用所述氣體源對所述裝運袋實施一次或一次以上初始沖刷，以在所述裝運袋中提供低氧氣氛和具有充足體積的氣體頂部空間，以容許氣體吸收到所述食物中而不會使所述裝運袋中的剩余氣體頂部空間中的氧含量增加到高于約1500ppm的水平； e)密封所述入口和出口端口；和 f)任選地用低氧氣體源周期性地沖刷所述裝運袋，以便在沖刷后仍保持充足氣體頂部空間，以補償吸收到所述食物中的氣體，以便所述剩余氣體頂部空間中的氧濃度在任一給定時間均不超過1500ppm。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述裝運袋的所述頂部空間占所述裝運袋的內(nèi)部體積的約20 %到約40 %。
63.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述裝運袋進一步包含氧傳感器。
64.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述低氧氣體包含二氧化碳。
65.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含二氧化碳。
66.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含氮。
67.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述減氧環(huán)境包含二氧化碳和氮。
68.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述食物是魚類。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述魚類是選自由以下組成的群組的新鮮魚類鮭魚、羅非魚、金槍魚、蝦、鱒魚、鯰魚、海鯛、黑鱸、條紋鱸、紅鼓魚、鯧鰺、黑線鱈、狗鱈、大比目魚、大西洋鱈和紅點鮭。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中所述新鮮魚類是鮭魚或羅非魚。
71.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述低氧氣體源經(jīng)編程以在足以允許氣體交換自然最小化或停止的初始時間段之后停止操作。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中所述初始時間段介于約0.5小時與50小時之間。
73.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述裝運袋包含比大氣壓高約0.I英寸到約I. 0英寸水柱的初始“頂部壓力”。
74.一種用于運輸和/或儲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裝運袋中的氧，以產(chǎn)生減氧環(huán)境，所述裝運袋包含具有有限氧滲透性且在塌縮或膨脹時不會裂口的柔性、可塌縮或可膨脹材料；可密封氣體入口端口和可密封氣體出口端口，所述兩個端口位于所述裝運袋的頂部空間中；和低氧氣體源，其與所述裝運袋氣體連通； b)密封所述裝運袋； c)任選地用低氧氣體源周期性地沖刷所述裝運袋，以便在沖刷后仍保持充足氣體頂部空間，以補償吸收到所述食物中的氣體，以便剩余氣體頂部空間中的氧濃度在任一給定時間均不超過1500ppm ;和 d)在所述裝運袋中運輸或儲存所述食物。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中所述運輸和/或儲存持續(xù)介于5天與50天之間的時間段。
76.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中所述運輸和/或儲存持續(xù)介于15天與45天之間的時間段。
77.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中所述裝運袋包含比大氣壓高約0.I英寸到約,I.0英寸水柱的初始“頂部壓力”。
全文摘要
本發(fā)明揭示可用于延長食物(例如新鮮魚類)的儲存期的包裝系統(tǒng)和方法。所述包裝系統(tǒng)和方法可用于長時期運輸或儲存所述食物。所述包裝系統(tǒng)優(yōu)選采用高頂部空間和柔性構(gòu)造，且可使用燃料電池以在所述食物周圍的高二氧化碳環(huán)境中維持降低的氧水平。本發(fā)明還揭示可用于延長食物(例如新鮮魚類)的所述儲存期的方法。所述方法可用于長時期運輸或儲存所述食物。所述方法優(yōu)選使用低氧氣體源以在所述食物周圍的環(huán)境中維持降低的氧水平。
文檔編號H01M8/00GK102711491SQ201080048445
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者勞倫斯·D·貝爾 申請人:環(huán)球新鮮食品公司