Спосіб для зберігання сільськогосподарської продукції та пристрій для його реалізації

1 Спосіб для зберігання сільськогосподарських продуктів, що включає створення газового середовища заданого складу шляхом дифузії газової суміші через селективно-проникні мембрани та розрідження, який відрізняється тим, що розрідження створюють в герметичній камері зберігання, в яку потім здійснюють напуск газової суміші через керамічну селективно-проникну мембрану, температуру якої регулюють 2 Спосіб по пункту 1, який відрізняється тим, що у камеру зберігання через селективно-проникну керамічну мембрану пропускають повітря 3 Спосіб по пункту 1-2, який відрізняється тим, що поверхня керамічної мембрани модифікована 4 Пристрій для зберігання сільськогосподарської продукції в умовах керованого газового середови ща, що включає герметичну камеру, мембранні елементи та систему для створення розрідження, який відрізняється тим, що герметична камера обладнана двома патрубками з запірними вентилями, до одного з яких приєднана система створення розрідження, а до іншого - система напуску, в якій розміщені керамічні селективно-проникні мембрани із нагрівачами 5 Пристрій по пункту 4, який відрізняється тим, що герметична камера виконана у вигляді силосної башти, зібраної з окремих секцій, між якими розміщені ущільнюючі прокладки, при цьому верхня секція містить люк для завантаження та патрубок з вентилем для приєднання системи напуску, а нижня секція - люк для розвантаження сільськогосподарської продукції і патрубок з вентилем для приєднання системи створення розрідження 6 Пристрій по пункту 4, який відрізняється тим, що для зберігання плодів та овочів герметична камера виконана у вигляді поліетиленового мішка, розміщеного в контейнері, а в системі напуску розташована додаткова мембрана з полімерного матеріалу для збільшення пропускної здатності 7 Пристрій по пункту 5-6, який відрізняється тим, що обладнаний системою автоматизації та контролю параметрів режиму зберігання О 00 Група винаходів відноситься до технології зберігання сільськогосподарської продукції і може бути використана в сільському господарстві та харчовій промисловості для збільшення терміну зберігання продуктів та зменшення енергозатрат на технологічний процес ВІДОМІ способи зберігання сільськогосподарських продуктів в змінному газовому середовищі, яке створюється за рахунок газообміну плодів та овочів з навколишнім газовим середовищем шляхом дифузії окремих газів через силиконову вставку, розташовану в одній із стінок герметичної тари з поліетиленової плівки (див Трисвятский Л А , Лесик Б В , Курдина В Н Хранения и технология переработки сельскохозяйственной продукции М Агропромиздат, 1991) Недоліками даних способів є неоднорідність газового середовища в камері зберігання, неможливість керування газовим складом, обмежений асортимент продукції, яку можна зберігати в таких умовах Існує спосіб зберігання шюдів та овочів в газовому середовищі, в якому газова суміш певного складу, приготовлена з допомогою спеціальних агрегатів та устаткувань, подається в герметичні МІСТКОСТІ Зміну газового складу здійснюють шляхом пакування плодів та овочів в полімерні плівки (див Широков Е П Технология хранения и переработки плодов и овощей - М Агропромиздат, 1988) Недоліками даного способу є обмежена можливість керування газообміном в камері при збері 42180 ганні продукції, а також відносно великі енергозатрати на реалізацію технологічного процесу Найбільш близьким до запропонованого способу зберігання сільськогосподарської продукції відноситься спосіб, що передбачає зберігання продуктів, які швидко втрачають свою якість (а с СРСР № 925267, A01F25/14, опубл 07 05 1982, бюл № 17) Цей спосіб включає охолодження продуктів, створення газового середовища заданого складу шляхом дифузії газової суміші через полімерні мембрани, простір під якими продувають повітрям при залишковому тиску 0,095-0,01 МПа Спільними суттєвими ознаками відомого і запропонованих технічних вирішень є використання селективно-проникних мембран для створення газового середовища певного складу, та застосування розрідження при зберіганні До причин, які перешкоджають досягнення технічного результату, що може бути отриманий при використанні запропонованого винаходу відносяться - обмежені функціональні можливості, оскільки він придатний для зберігання тільки певного виду плодів і непридатний для зберігання зерна та насіння, - відносно великі енергетичні затрати, оскільки реалізація способу передбачає безперервну роботу насосу, що створює розрідження перед мембранними елементами, - створення розрідження не в камері зберігання, а перед мембранними елементами, що не дає можливості зменшити ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ мікрофлори, та збітьшиш термін зберігання продукції за рахунок вилучення вологості Відомо пристрій, який являє собою контейнер для зберігання сільськогосподарської продукції в пакуваннях з селективно-проникними мембранами Наприклад, контейнер, який виконаний у вигляді мішка із поліетиленової плівки товщиною 120-200 мкм в одній із бокових стінок якого змонтована дифузійна вставка з силиконо-каучукової тканини Селективна газопроникність вставки дозволяє при певному співвідношенні її площі до КІЛЬКОСТІ закладених в контейнер плодів підтримувати в ньому при заданій температурі необхідний газовий склад середовища (5% СО2, 3% О2, 92% N2) або (3% СО2, 3% О2, 94% N2) (див Метлицкий Л В Хранение плодов в регулируемой газовой среде М , 1972) Недоліками відомого пристрою є неоднорідність газових компонентів по об'єму камери зберігання, та відсутність можливості регулювання відносної ВОЛОГОСТІ В СХОВИЩІ Існує також пристрій, що називається теплогазообмінником Він обладнаний мембраною із селективно-проникної плівки, розміщеної в лопасному перфорованому пристрої з листового полістиролу Плівки виконані в вигляді рукавів шириною 1500 мм і довжиною 1600 мм В такий рукав вставляють теплообмінник і його нижню частину затягують шпагатом, таким чином щоб отвори газообмінника сполучалися з атмосферою Потім вставляють виріб в контейнер через верхню частину якого завантажують плоди і овочі Після цього верхню частину затягують так як і нижню Таким чином теплобмінник буде розташований в центрі єм ності Через нього назовні відводиться тепло і вуглекислий газ, а всередину проникає кисень В результаті цього по всіх зонах тари утворюються майже однакові умови по температурі, вологості та складу газового середовища Для пакування можна використовувати товсту плівку (товщиною 100200 мкм) Склад газового середовища в описаних пристроях встановлюють в оптимальних для зберігання межах О2 (3-10%), СО 2 (1-5%) Недоліком даного пристрою є неможливість регулювання складу газового середовища в камері під час зберігання продукції ВІДОМІ пристрої в яких забезпечується можливість регулювання складу газового середовища в процесі зберігання продукції Найбільш близьким пристроєм того ж призначення, що і запропонований у даній групі винаходів, по сукупності ознак є пристрій для зберігання продуктів (а с СРСР № 25267, А01F25/14, опубл 07 05 1982, бюл №17) Пристрій складається з герметичної холодильної камери для розміщення продуктів, газороздільного апарату, вентилятора, для забезпечення циркуляції газового середовища та насоса для створення розрідження перед мембранними елементами Газороздільний апарат складається з набору мембранних елементів, підмембранні простори яких об'єднані двома незалежними колекторами Останні зв'язані з трубопроводами, які утримують арматуру, регулюючу потік атмосферного повітря всередині елементів і ступінь його розрідження Об'єм апарату (між мембранними елементами) з допомогою циркуляційних трубопроводів з'єднано з камерою Працює пристрій так Включається насос для створення розрідження і вентилятор 3 допомогою регулювальної апаратури встановлюють необхідний потік атмосферного повітря всередині елементів і потрібне розрідження, яке визначається заданим складом середовища в межах 0,0950,01 МПа Спільними суттєвими ознаками відомого і запропонованого технічних рішень є застосування селективно-проникних мембран та засобів для створення розрідження До причин, які перешкоджають досягненню технічного результату, що може бути отриманий при використанні запропонованого пристрою, відносяться - ПЛІВКОВІ елементи не затримують вологи при проходженні через них газової суміші, що не дозволяє зберігати в пристрої зерно та насіння і звужує асортимент сільськогосподарських продуктів, які необхідно зберігати тривалий час при низькій вологості, - розрідження утворюється тільки перед мембранними елементами, а не в самій камері, що потребує охолодження для знешкодження мікрофлори, - залишковий тиск перед мембранними елементами досить високий, що уповільнює вихід пристрою на потрібний режим, - відомий пристрій має складну конструкцію і потребує значних енергетичних затрат при експлуатації через необхідність постійного підтримання розрідження в зоні мембранних елементів для забезпечення працездазності 42180 В результаті зазначених причин не забезпечується зберігання сільськогосподарської продукції з належною ефективністю В основу запропонованої групи винаходів покладене спільне завдання - створення способу зберігання сільськогосподарської продукції та пристрою для його реалізації, які дозволили б підвищити ефективність зберігання продуктів за рахунок удосконалення режиму зберігання, розширити асортимент продукції, що зберігається, та зменшити енергозатрати на технологічний процес Вказаний спільний технічний результат, що може бути отриманий при здійсненні групи запропонованих винаходів, стосовно об'єкту - спосіб досягається тим, що у способі зберігання сільськогосподарської продукції, що включає високовакуумну відкачку, згідно із запропонованим винаходом, в якості мембранних елементів використовують керамічні селективно-проникні мембрани, температура яких регулюється, а поверхня модифікована Використання запропонованого винаходу в обсязі всіх суттєвих ознак об'єкту - спосіб дозволяє досягти технічний результат Вказаний спільний технічний результат, що може бути отриманий при здіснення групи запропонованих винаходів стосовно об'єкту пристрій досягається тим, що у відомому пристрої для зберігання с ільс ко господарсько і продукції, який включає герметичну камеру для розміщення продукції, мембранні елементи і систему створення розрідження, згідно із запропонованим винаходом, герметична камера обладнана двома патрубками з запірними вентилями, до одного з яких приєднана система для створення розрідження, а до іншого система напуску, в якій розміщені сел є кти в но-проникні керамічні мембрани з нагрівачами Герметична камера виконана у вигляді силосної башти зібраної із окремих секцій, при цьому верхня секція містить люк для завантаження продукції, і патрубок з вентилем для приєднання системи напуску, а нижня секція - люк для розвантаження продукції, і патрубок з вентилем для приєднання системи створення розрідження Герметична камера може бути виконана у вигляді поліетиленового мішка, розміщеного в контейнері Пристрій обладнаний системою автоматизації та контролю параметрів режиму зберігання Група запропонованих винаходів відповідає вимогам єдності винаходу Оскільки група різнооб'єктних винаходів утворює спільний винахідницький задум, причому один із запропонованих об'єктів групи - пристрій призначений для реалізації іншого запропонованого об'єкту групи - способу зберігання сільськогосподарської продукції При цьому обидва об'єкти групи запропонованих винаходів спрямовані на вирішення одного і того ж завдання для досягнення спільного результату Перелік фігур креслень - фіг 1 - пристрій для зберігання сільськогосподарської продукції, - фіг 2 - система напуску газової суміші Пристрій для зберігання сільськогосподарської продукції (фіг 1) складається з герметичної камери 1, яку зібрано з окремих секцій 2 Нижня секція містить люк 3 для розвантажування продукції та патрубок 4 з вентилем 5 для приєднання вакуум ного насоса 6 Верхня секція містить люк для завантаження продукції 7 та патрубок 8 з вентилем 9 для приєднання системи напуску газової суміші 10 Пристрій обладнаний системою автоматизації та контролю параметрів режиму зберігання 11 Система напуску газової суміші (фіг 2) складається з корпуса 12, мембрани 13, ущільнюючих прокладок 14 та нагрівача 15 Наведемо обгрунтування запропонованого способу Як відомо головною умовою для зберігання сільськогосподарських продуктів є створення необхідних умов для кожного окремого виду продукції Так, наприклад, насіння та зерно потрібно зберігати при вологості менше критичної При недотриманні цих умов будуть порушені основні процеси, які відбуваються в зернових масах (дихання, ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ мікроорганізмів і т д ), в результаті чого втрачається значна КІЛЬКІСТЬ продукції Застосування запропонованого способу зберігання сільськогосподарської продукції та пристрою для його реалізації дозволить запобігти цьому бо за рахунок створення вакууму в камері на самому початку процесу відбувається знищення більшої частини мікрофлори Поступово повітря через селективно-проникні мембрани, за рахунок створеного розрідження, буде натікати в герметичну камеру до и заповнення, тобто до вирівнювання тиску назовні і в камері При цьому створюється газове середовище з молекул азоту, а кисень затримується мембраною Оскільки керамічна мембрана нагрівається, то КІЛЬКІСТЬ ВОЛОГИ, яка проникає в камеру зберігання, зменшується Змінюючи температуру нагріву мембрани, можна регулювати вологість в камері, і керувати режимом зберігання При зберіганні плодів та овочів в системі напуску встановлена додаткова мембрана з полімеру дозволяє швидше вивести устаткування на потрібний режим зберігання за рахунок збільшення пропускної здатності Приклад Зберігання зернових культур Відкривають люк, розміщений у верхній частині герметичної камери і завантажують продукцію в камеру зберігання, після чого його закривають Відкривають запірний вентиль, який розміщений на патрубку, що з'єднує камеру зберігання з системою створення розрідження Включають вакуумний насос та відкачують повітря до тиску 10 11 0 2 П а Після цього вентиль закривають Включають нагрівач мембранних елементів, та нагрівають мембрану до температури 150-160°С Відкривають вентиль, який розміщений на патрубку, що з'єднує герметичну камеру з системою напуску Здійснюють напуск повітря до тих пір, поки тиск в камері і назовні не вирівняється 3 допомогою системи автоматизації та контролю спостерігають за режимом зберігання, і при необхідності керують ним В результаті випробовувань нової технології зберігання сільськогосподарскої продукції зафіксовано удосконалення режиму зберігання, за рахунок регулювання газового середовища та відносної вологості всередині герметичної камери Внаслідок чого, якість продукції, яка зберігалась, значно покращилась, розширився її асортимент, зменшились енергетичні затрати на технологічний процес 42180 Таким чином, запропонований спосіб зберігання сільскогосподарської продукції та пристрій для його реалізації в порівнянні з відомими мають перевагу як в ефективності зберігання так і у функціональних можливостях Застосування даного ви находу у народному господарстві забезпечить значний економічний ефект за рахунок покращення якості продукції при зберіганні, розширення її асортименту та зменшення собівартості Фіг. 1 о оа u g o o g o w u u Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22