專利名稱：用于控制和傳感受控氣氛儲藏與運輸環(huán)境中乙烯濃度的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測和減少儲存室或冷藏集裝箱中的乙烯的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 一傳感反應(yīng)室和與儲藏室流體連通的乙烯/臭氧反應(yīng)室，其中臭氧和可能含有乙烯的
來自儲藏室的空氣彼此反應(yīng)，
一用于將臭氧供給到該傳感反應(yīng)室和該乙烯/臭氧反應(yīng)室中的臭氧發(fā)生器， 一用于檢測經(jīng)臭氧與乙烯之間反應(yīng)發(fā)出的光的光檢測裝置，所述光檢測裝置產(chǎn)生檢測信號，
一用于處理來自該光檢測裝置的信號并產(chǎn)生反饋信號的處理裝置， 一用于迫使來自儲藏室或冷藏集裝箱的氣流穿過該系統(tǒng)的氣流裝置。此外，本發(fā)明涉及用于檢測和減少儲藏室中乙烯的方法。
背景技術(shù)：
超過Ippmv (每百萬體積份數(shù))的乙烯濃度對易腐產(chǎn)品，如水果、蔬菜以及鮮花和活植物的新鮮度和庫存壽命具有不利的影響。該產(chǎn)品在其成熟時會釋放乙烯，這會影響附近的其它產(chǎn)品，導(dǎo)致腐爛和縮短的庫存壽命。因此需要能夠有效和經(jīng)濟有益地控制、減少和/ 或去除裝有制冷機和類似設(shè)備的產(chǎn)品儲存與運輸容器中的乙烯以控制內(nèi)部氣氛的系統(tǒng)。去除乙烯的已知方法是通風(fēng)、在高錳酸鉀滌氣器中洗氣、或與臭氧的化學(xué)反應(yīng)。充分通風(fēng)是不可接受的，因為會影響受控氣氛的其它控制參數(shù)，并會提高冷卻和控溫環(huán)境中的能耗。用高錳酸鉀滌氣占據(jù)空間，并需要維護和更新用過的高錳酸鉀。日本專利申請JP 2002065152涉及去除乙烯的系統(tǒng)，其中待處理氣體轉(zhuǎn)移穿過臭氧發(fā)生器、光催化劑單元和臭氧分解催化劑。生成的部分臭氧與乙烯反應(yīng)，乙烯被氧化，得到如甲酸、乙酸和甲醛的產(chǎn)物。使用臭氧分解催化劑從氣相中除去剩余未反應(yīng)的臭氧。但是乙烯反應(yīng)產(chǎn)物使后者中毒，其因此必須通過光催化劑單元除去。由此，需要兩個單獨的、 可能昂貴和需要經(jīng)常維護的催化單元以處理超過去除乙烯所需量的臭氧。此外，過量臭氧的產(chǎn)生和隨后的去除構(gòu)成了不合意的資源浪費。為了更經(jīng)濟地去除臭氧，技術(shù)人員關(guān)注于光催化劑的改進，這提高了臭氧分解催化劑的壽命和功能性。本發(fā)明的第一目的是提供能量有效和成本有效的乙烯去除系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供簡單和容易維護的乙烯去除系統(tǒng)。本發(fā)明的再一目的是提供在乙烯濃度控制方面能夠控制用于產(chǎn)品儲存和運輸氣氛的系統(tǒng)，其完全或部分克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點和缺陷。通過提供用于檢測和減少儲藏室或冷藏集裝箱中乙烯的系統(tǒng)達到這些目的，該系統(tǒng)包括
一傳感反應(yīng)室和與儲藏室流體連通的乙烯/臭氧反應(yīng)室，其中臭氧和可能含有乙烯的來自儲藏室的空氣彼此反應(yīng)，
一用于將臭氧供給到該傳感反應(yīng)室和該乙烯/臭氧反應(yīng)室中的臭氧發(fā)生器，一用于檢測經(jīng)臭氧與乙烯之間反應(yīng)發(fā)出的光的光檢測裝置，所述光檢測裝置產(chǎn)生檢測信號，
一用于處理來自該光檢測裝置的信號并產(chǎn)生反饋信號的處理裝置， 一用于迫使來自儲藏室或冷藏集裝箱的氣流穿過該系統(tǒng)的氣流裝置， 其中該系統(tǒng)適合于將來自裝有光檢測裝置的傳感反應(yīng)室中的臭氧和乙烯之間的反應(yīng)的過量臭氧導(dǎo)入到通向乙烯/臭氧反應(yīng)室的氣流中，并適合于通過反饋信號控制臭氧發(fā)生
ο以這種方式可以實現(xiàn)通過檢測由傳感反應(yīng)室中臭氧與乙烯之間的反應(yīng)發(fā)出的光， 由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧用于檢測乙烯的含量。此外，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧用于降低容器內(nèi)空氣中的乙烯濃度。這促使系統(tǒng)能夠緊湊和穩(wěn)健以使之可用于船舶和陸地運輸用冷藏集裝箱/冷卻容器。本發(fā)明的系統(tǒng)由此提供了閉環(huán)控制方法，其有效地優(yōu)化和控制了從處理過的氣體中除去乙烯。本發(fā)明的系統(tǒng)還無需安裝用于去除乙烯反應(yīng)產(chǎn)物和臭氧的多個連續(xù)的催化單元。原則上，本發(fā)明的系統(tǒng)可以在不產(chǎn)生或產(chǎn)生極少量的過量臭氧的情況下運行。乙烯C2H4檢測的方法這種特殊情況下似乎非常有用——其中生成臭氧(O3)是為了除去乙烯。該傳感方法利用已知現(xiàn)象——當(dāng)臭氧與乙烯伴隨這一化學(xué)反應(yīng)而反應(yīng)時
C2H4 + O3 — CH2OOOCH2 — CH2O + OCH2O OCH2O — CO + H2O (60%) OCH2O — CO2 + H2 (40%),
發(fā)射熒光或化學(xué)發(fā)光?？梢杂霉饷艄怆姳对龉芑蜓┍拦怆姸O管或類似設(shè)備檢測該熒光。這種臭氧依賴傳感法，與還被需要并且用于產(chǎn)生去除乙烯用臭氧的專用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧相組合，獲得了在乙烯去除以及傳感的最佳解決方案中的協(xié)同作用?？梢酝ㄟ^裝備現(xiàn)有技術(shù)的光催化反應(yīng)器來進一步促進乙烯和二次分解產(chǎn)物甲醛的無機化。光催化反應(yīng)器或反應(yīng)室可以包括用于在2M納米的波長下將臭氧降解為O2的 UV光源。使用帶隙半導(dǎo)體，如Ti02、ZnO, ZrO2, CdS等等及它們的各種改性形式作為光催化劑在本領(lǐng)域是公知的。例如，特別是銳鈦礦晶形的TW2當(dāng)暴露在近uv輻射(波長低于大約 400納米)下時容易被激發(fā)，在半導(dǎo)體表面上產(chǎn)生電子/空穴(e7h+)對。e7h+對的再結(jié)合具有降低該過程量子效率的所得效果。該再結(jié)合可以在能帶之間或在半導(dǎo)體表面上發(fā)生。 TiO2具有3. 1電子伏的帶隙能量。長期以來認(rèn)為，某些材料，如貴金屬(例如Pt、Pd、Au和 Ag)和某些金屬氧化物(例如Ru02、W03和SiO2)有助于電子遷移并延長了電子與空穴保持隔離的時間長度。電子與空穴充當(dāng)強還原劑和氧化劑，其通過在光催化劑表面形成活性自由基導(dǎo)致目標(biāo)化合物(乙烯、甲醛和臭氧等)分解。光催化過程取決于水，即空氣中的濕度。也可對于一個或多個參數(shù)，如溫度、濕度、CO2和A來控制儲藏室中的氣氛。人們發(fā)現(xiàn)，改變濕度會干擾和/或改變來自臭氧-乙烯反應(yīng)的化學(xué)發(fā)光信號。因此，按照本發(fā)明的一種實施方案，該系統(tǒng)進一步包含用于測定儲藏室中濕度的濕度傳感裝置。將由濕度傳感裝置產(chǎn)生的信號傳導(dǎo)至適于對相對濕度的可能變化校正反饋信號的信號處理單元。有利地，濕度傳感裝置包括產(chǎn)生相對濕度信號的濕度傳感器元件、加熱裝置和用于激活和停止該加熱裝置的定時器裝置。采用這種類型的濕度傳感裝置，因為通過加熱裝置的加熱作用干燥了積聚在濕度傳感器元件中可能的濕氣與水，因此即使在高相對濕度下也可能獲得精確的相對濕度讀數(shù)。定時器將致使加熱裝置在預(yù)定時間后被關(guān)閉。在進一步的實施方案中，當(dāng)乙烯濃度達到閾值時臭氧發(fā)生器可被關(guān)閉。同樣地，在本發(fā)明進一步的實施方案中，當(dāng)乙烯濃度達到閾值時，來自臭氧發(fā)生器的臭氧生產(chǎn)會被減少。在本發(fā)明的另一實施方案中，在已關(guān)閉后的可確定時間之后臭氧發(fā)生器被再次打開。在進一步的實施方案中，當(dāng)乙烯濃度達到閾值時可關(guān)閉氣流裝置。在一種實施方案中，閾值為lppmv。低于Ippmv的閾值確保產(chǎn)品的變質(zhì)保持在最低。按照另一實施方案， 閾值為0. lppmv。這確保了儲藏容器中特別有利于保持產(chǎn)品新鮮度和穩(wěn)定性的氣氛。在本發(fā)明的再一實施方案中，當(dāng)乙烯濃度達到閾值時穿過系統(tǒng)的氣流可被減少。 在本發(fā)明的一種實施方案中，在已經(jīng)關(guān)閉或減少后的一段可確定時間之后，氣流增加。減少或完全關(guān)閉臭氧發(fā)生器和/或氣流裝置確保得到具有迄今未知的靈活性程度的特別成本有效和能耗降低的系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)可用于寬范圍的產(chǎn)品。按照本發(fā)明，該系統(tǒng)可進一步包含用于將臭氧由臭氧發(fā)生器供給通向乙烯/臭氧反應(yīng)器室的氣流之中的文丘里管。在進一步的實施方案中，該乙烯/臭氧反應(yīng)器室可包含用于促進臭氧與乙烯的反應(yīng)的迷宮器(labyrinth)。按照本發(fā)明，該迷宮器可包含多個一端開放而另一端封閉的管道，以使得能夠引導(dǎo)氣流穿過管道壁，令氣流能夠穿過該迷宮器。按照本發(fā)明的進一步的實施方案，乙烯/臭氧反應(yīng)室可包含由合成纖維、塑料、金屬、多孔陶瓷或燒結(jié)材料制成的內(nèi)表面。按照本發(fā)明的再一種實施方案，乙烯/臭氧反應(yīng)室材料——合成纖維、塑料、金屬、 多孔陶瓷或燒結(jié)材料可以涂有催化材料。以這種方式提高臭氧/乙烯反應(yīng)。按照本發(fā)明的進一步的實施方案，該系統(tǒng)可進一步包含光催化反應(yīng)室，所述光催化反應(yīng)室包含涂有光催化材料TW2的內(nèi)表面和用于活化催化反應(yīng)的uv光源。在光催化反應(yīng)室中，諸如甲醛的乙烯反應(yīng)產(chǎn)物或乙烯本身可以被降解。此外，UV光可用于例如在邪4納米的波長下直接降解過量的臭氧。使用帶隙半導(dǎo)體，如Ti02、ZnO, ZrO2, CdS等等及它們的各種改性形式作為光催化劑在本領(lǐng)域是公知的。例如，特別是銳鈦礦晶形的TW2當(dāng)暴露在近UV輻射(波長低于大約 400納米)下時容易被激發(fā)，在半導(dǎo)體表面上產(chǎn)生電子/空穴(e7h+)對。e7h+對的再結(jié)合具有降低該過程量子效率的所得效果。該再結(jié)合可以在能帶之間或在半導(dǎo)體表面上發(fā)生。 TiO2具有3. 1電子伏的帶隙能量。按照本發(fā)明的進一步的實施方案，該系統(tǒng)可以進一步包含臭氧滌氣器反應(yīng)室，其中通過MnO2的催化影響將臭氧再生成氧氣，并且所述臭氧滌氣器反應(yīng)室位于乙烯/臭氧反應(yīng)室和光催化反應(yīng)室之后。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，該系統(tǒng)進一步包含用于記錄經(jīng)時檢測信號的連接到處理裝置上的電子數(shù)據(jù)記錄裝置。數(shù)據(jù)記錄裝置優(yōu)選包括數(shù)據(jù)存儲裝置和一個或多個用于讀出存儲的數(shù)據(jù)的電信接口。本發(fā)明的測量/反饋系統(tǒng)能夠產(chǎn)生如由檢測信號得到的乙烯
6濃度的時間序列。這對于監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)和效率，和記錄給定產(chǎn)物已被保持在給定時間的條件來說是特別有益的。本發(fā)明進一步涉及用于檢測和減少儲藏室中乙烯含量的方法，包括以下步驟 一從儲藏室提供氣流至臭氧發(fā)生器，
一由所述臭氧發(fā)生器獲得臭氧，
一在傳感反應(yīng)室和乙烯/臭氧反應(yīng)室中將臭氧與可能含有乙烯的來自儲藏室的空氣混合，
一通過光檢測裝置檢測由臭氧與乙烯之間的反應(yīng)發(fā)射的光，以便測定空氣中的乙烯含量，并根據(jù)檢測的光產(chǎn)生檢測信號，
一處理檢測信號以便產(chǎn)生反饋信號以控制臭氧發(fā)生器，使得臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的過量的臭氧經(jīng)傳感反應(yīng)室進入通向乙烯/臭氧反應(yīng)室的氣流中。按照本發(fā)明的另一實施方案，該方法可進一步包括以下步驟
一如果乙烯濃度降低至低于0. I-Ippm的水平，調(diào)節(jié)由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧量。按照本發(fā)明的再一實施方案，該方法可進一步包括以下步驟
一在具有作為光催化劑的TW2和uv光源以供給該光催化化學(xué)反應(yīng)能量的光催化反應(yīng)室中采用光催化過程降低乙烯的含量。按照本發(fā)明的另一實施方案，該方法進一步包括以下步驟 一在光催化反應(yīng)室中通過2M納米的UV輻射降低臭氧含量。按照本發(fā)明，該系統(tǒng)可包含定時器以便在臭氧發(fā)生器已關(guān)閉后啟動該系統(tǒng)。按照本發(fā)明的一種實施方案，當(dāng)乙烯濃度達到閾值時可關(guān)閉UV光源(32)。按照本發(fā)明的另一實施方案，該方法可進一步包括以下步驟
一在臭氧滌氣器反應(yīng)室中降低臭氧含量，其中通過MnA的催化影響將臭氧再生成氧氣，并且所述臭氧滌氣器反應(yīng)室在氣流之中位于乙烯/臭氧反應(yīng)室和光催化反應(yīng)室之后。按照本發(fā)明的另一實施方案，該方法進一步包括記錄經(jīng)時檢測信號的步驟。這優(yōu)選通過使用連接到系統(tǒng)的處理裝置上的電子數(shù)據(jù)記錄裝置來實現(xiàn)。在本發(fā)明進一步的實施方案中，光催化反應(yīng)室和臭氧滌氣器反應(yīng)室可以集成到一個單元中。按照本發(fā)明，用于乙烯去除的控制系統(tǒng)的特征在于使用臭氧以便與乙烯反應(yīng)并由此分解和去除乙烯，并利用由該化學(xué)過程產(chǎn)生的熒光檢測乙烯濃度。當(dāng)乙烯濃度改變時，熒光的強度相應(yīng)改變。通過光電倍增管或類似的光敏性極高的半導(dǎo)體傳感器(如雪崩光電二極管)檢測來自該熒光的發(fā)射光。來自傳感器的原始檢測信號連接到電子信號處理電路， 所得輸出信號控制臭氧發(fā)生器和所得臭氧供給，以便將乙烯濃度降低至所需水平。濾光器可放置在傳感器與混合室中的熒光之間。光通過該過濾器以除去具有除由乙烯/臭氧反應(yīng)熒光信號所發(fā)射的波長之外的其它波長的光，并阻擋來自乙烯之外的臭氧的其它化學(xué)反應(yīng) (即O3 + NO — 2N02 +熒光)的光。過濾效果取決于每種類型化學(xué)反應(yīng)的特征波長的光的過程具體輻射。按照本發(fā)明，電空氣泵或風(fēng)扇可以吹送或抽吸來自儲藏室的空氣穿過該臭氧發(fā)生器和穿過該傳感反應(yīng)室，在其中開始化學(xué)反應(yīng)并檢測熒光。按照本發(fā)明，由通常用于空氣微粒過濾的多孔材料(如紙張或織物)制成的可更換和一次性的空氣過濾器可以在反應(yīng)室與臭氧發(fā)生器之前串聯(lián)(inline)放置在氣流中?？諝膺^濾器的用途是要避免在儲存和運輸容器環(huán)境下暴露于內(nèi)部空氣的各種系統(tǒng)模塊中內(nèi)表面的污染。按照本發(fā)明，在空氣流返回到儲藏室或容器中之前，具有混合迷宮器的乙烯/臭氧反應(yīng)室任選在加入臭氧之后插入到空氣流中以改進反應(yīng)效率。該反應(yīng)器可以由多孔陶瓷或燒結(jié)材料制成，其具有許多平行的空氣管道，如得知自用于柴油機顆粒的催化轉(zhuǎn)化器與廢氣過濾器的那樣。在一特殊構(gòu)造中，每個管道一端封閉，另一端開放，并以迫使氣流從輸入側(cè)上的管道開口穿過該多孔壁進入在另一端中具有在輸出側(cè)上的開口的相鄰管道的模式排列。用催化材料涂布多孔材料也可促進化學(xué)反應(yīng)。催化涂布的反應(yīng)器表面強化了該光檢測器可見的其表面上的熒光，并提高了信噪比。按照本發(fā)明，用于臭氧再生為氧氣的臭氧滌氣器反應(yīng)室可以在乙烯/臭氧反應(yīng)室之后插入到空氣流路中，以便在氣流通過回流管返回到產(chǎn)品儲藏室中之前從氣流中除去過量的剩余臭氧。第三反應(yīng)室可以通過與上述乙烯反應(yīng)器相同的方法構(gòu)造。按照本發(fā)明，文丘里管裝置可改善氧氣和乙烯氣體混合，并提供文丘里管中壓降所導(dǎo)致的穿過該臭氧發(fā)生器的適當(dāng)空氣流。來自臭氧發(fā)生器的富含臭氧的氣流流過管和噴嘴并在文丘里管內(nèi)部排放，在那里其與來自儲藏室的含乙烯的主氣流混合。兩種氣流的混合促進了乙烯和臭氧之間的化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生熒光。按照本發(fā)明，具有如TW2的光催化反應(yīng)表面和用于激活TW2的光催化效應(yīng)的紫外光源的光催化反應(yīng)室可以應(yīng)用到該系統(tǒng)的主要氣流中以分解和除去乙烯。此外，還除去了甲醛和其它有機氣體。紫外光源的另一功能是直接降解臭氧，例如在2M納米的波長下。術(shù)語“儲藏室”應(yīng)在廣義上被理解為產(chǎn)品在其中被儲存和/或運輸?shù)脑O(shè)備或結(jié)構(gòu)， 如容器、冷藏集裝箱或類似設(shè)備。過量臭氧應(yīng)被理解為超出光檢測裝置中進行乙烯檢測所需量的由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧。附圖概述
下面將參照所附示意圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明及其許多優(yōu)點，所述附圖為了舉例說明而顯示了一些非限制性實施方案，其中


圖1示意性顯示了連接到本發(fā)明的系統(tǒng)上的儲藏室。圖2示意性顯示了連接到具有按照本發(fā)明增加的一些附加實施方案的系統(tǒng)上的
儲藏室。圖3示意性顯示了本發(fā)明的系統(tǒng)，其中顯示了實際構(gòu)造的更多細(xì)節(jié)。所有附圖是高度示意性的，不必按照比例，并且它們僅顯示必要部件以闡述本發(fā)明，其它部件被忽略或僅暗示。附圖詳述
在圖1中示意性顯示了本發(fā)明的系統(tǒng)1。顯示運輸容器(2)或儲藏室2，其內(nèi)容物為可以釋放乙烯的產(chǎn)品3。儲藏室2用導(dǎo)管5連接到氣流裝置，例如空氣泵或風(fēng)扇4上，氣流裝置經(jīng)導(dǎo)管7連接到臭氧發(fā)生器6的入口，來自臭氧發(fā)生器6的出口導(dǎo)管22引導(dǎo)富臭氧氣流進入傳感器反應(yīng)室10，在那里用作光檢測裝置8的光敏光電倍增管或類似的雪崩光電二極管傳感器檢測來自傳感反應(yīng)室10內(nèi)部臭氧與乙烯的化學(xué)反應(yīng)的熒光，并引導(dǎo)其進一步穿過乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)，在那里化學(xué)反應(yīng)持續(xù)進行，直到乙烯減少的空氣流通過回流導(dǎo)管11流回到儲藏室2。來自光檢測裝置8所檢測的光的檢測信號被送至處理裝置9以便處理裝置9傳送反饋信號13至臭氧發(fā)生器6。電子數(shù)據(jù)記錄裝置50連接到用于記錄經(jīng)時檢測信號的處理裝置9。在圖2中，可更換的空氣過濾器15位于過濾器外殼14內(nèi)部，該過濾器外殼14具有出口導(dǎo)管24，出口導(dǎo)管M連接到用于加熱空氣以避免水蒸汽在系統(tǒng)中冷凝的加熱器31 上。由加熱器起，氣流被分成兩股獨立的流，其一經(jīng)導(dǎo)管21通過臭氧發(fā)生器6并經(jīng)導(dǎo)管22 進入傳感反應(yīng)室10。在傳感反應(yīng)室10中，光檢測裝置8檢測來自臭氧與乙烯的反應(yīng)的熒光，光檢測裝置8可以通過濾光器28和透鏡27改進。在傳感反應(yīng)室10之后，導(dǎo)管23通向噴嘴17，經(jīng)噴嘴17排入文丘里管16，在那里其與來自導(dǎo)管7的主要空氣流再結(jié)合并混合。 來自光檢測裝置8的測量信號12在信號處理裝置9中被處理，輸出信號13控制臭氧發(fā)生器6，信號34控制UV光源32，信號35控制風(fēng)扇4。濾光器28可以選擇性令來自乙烯/臭氧化學(xué)反應(yīng)的光通過。聚焦透鏡27通過將熒光聚焦到光檢測裝置8的光敏部件上來提高靈敏度。由文丘里管16將氣體導(dǎo)入乙烯/臭氧反應(yīng)室19，在那里持續(xù)進行化學(xué)反應(yīng)，直到其流入具有UV光源32的光催化反應(yīng)室33。臭氧滌氣器反應(yīng)室20在除去乙烯和臭氧的氣流通過風(fēng)扇4并經(jīng)導(dǎo)管11返回儲藏室2之前將殘余的臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣。也可需要備用新鮮空氣供給器25以便在儲藏室2中氧氣濃度低的情況下向臭氧發(fā)生器(6)中供給新鮮的環(huán)境空氣。在文丘里管16之前和通向臭氧發(fā)生器6的入口 21之前位于該氣流中的電動力加熱器31具有加熱空氣以避免系統(tǒng)內(nèi)部濕氣和潮濕表面的功能。在圖3中，示意性顯示了該系統(tǒng)1的實施方案。在圖3中，迷宮器陶瓷或燒結(jié)反應(yīng)器材料四的用途在于提高乙烯/臭氧反應(yīng)室19中乙烯與臭氧之間化學(xué)反應(yīng)的速度與效率。陶瓷或燒結(jié)反應(yīng)器材料30的類似迷宮器的用途在于提高在臭氧滌氣器反應(yīng)室20中將過量臭氧破壞成氧氣的速度和效率。用適當(dāng)催化劑涂布反應(yīng)室19、33、20的暴露的內(nèi)表面通過催化作用提高了反應(yīng)速度和效率。光催化反應(yīng)室33具有界面四和30，其用TW2涂布以產(chǎn)生用UV光源32照射的具有光催化能力的大表面。還可以通過來自信號處理裝置9的控制信號；34控制UV光源32。UV光源32還可用于直接分解臭氧，例如在2M納米的波長下。臭氧滌氣器反應(yīng)室20具有以將殘余臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣的催化劑如MnA涂布的表面。盡管在上面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不偏離下列權(quán)利要求限定的本發(fā)明的情況下多種改進是可能的。
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權(quán)利要求
1.用于檢測和減少儲藏室(2)或冷藏集裝箱(2)中的乙烯的系統(tǒng)(1)，該系統(tǒng)(1)包括一傳感反應(yīng)室(10)和與儲藏室(2)流體連通的乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)，其中臭氧和可能含有乙烯的來自儲藏室(2)的空氣彼此反應(yīng)，一用于將臭氧供給到該傳感反應(yīng)室(10)和該乙烯/臭氧反應(yīng)室(19 )中的臭氧發(fā)生器(6)，一用于檢測經(jīng)臭氧與乙烯之間反應(yīng)發(fā)出的光的光檢測裝置(8)，所述光檢測裝置產(chǎn)生檢測信號(12)，一用于處理來自該光檢測裝置的信號(12)并產(chǎn)生反饋信號(13，34，35)的處理裝置(9)，一用于迫使來自儲藏室(2)或冷藏集裝箱(2)的氣流穿過該系統(tǒng)(1)的氣流裝置(4)， 其特征在于，該系統(tǒng)(1)適合于將來自帶有光檢測裝置(8 )的傳感反應(yīng)室(10 )中的臭氧和乙烯之間的反應(yīng)的過量臭氧導(dǎo)入到通向乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)的氣流中，并適合于通過反饋信號(13)控制臭氧發(fā)生器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中當(dāng)乙烯濃度達到閾值時將臭氧發(fā)生器(6)關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中當(dāng)乙烯濃度達到閾值時關(guān)閉氣流裝置(4)，并在一段可確定時間后再次打開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中閾值為 Ippm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中閾值為 0. Ippm0
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該系統(tǒng)進一步包含用于將臭氧由臭氧發(fā)生器(6 )經(jīng)傳感反應(yīng)室(10 )供給到通向乙烯/臭氧反應(yīng)器室 (19)的氣流中的文丘里管(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該乙烯/ 臭氧反應(yīng)器室(19)包含促進臭氧與乙烯的反應(yīng)的迷宮器(29)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該迷宮器(29)可包含多個一端開放而另一端封閉的管道，以使得能夠引導(dǎo)氣流穿過管道壁，令氣流能夠穿過該迷宮器(29)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該乙烯/ 臭氧反應(yīng)室(19)包含由合成纖維、塑料、金屬、多孔陶瓷或燒結(jié)材料或這些的組合制成的內(nèi)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該合成纖維、塑料、 金屬、多孔陶瓷或燒結(jié)材料(29)涂有催化材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該系統(tǒng)進一步包含光催化反應(yīng)室(33)，所述光催化反應(yīng)室(33)包含涂有光催化材料的內(nèi)表面 (29,30)并包含UV光源(32)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中光催化反應(yīng)室(33)的光催化材料是TiO2。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中當(dāng)乙烯濃度達到閾值時關(guān)閉UV光源(32)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的用于檢測和減少乙烯的系統(tǒng)(1)，其中該系統(tǒng)進一步包含臭氧滌氣器反應(yīng)室(20)，其中通過MnO2的催化影響將臭氧再生成氧氣，并且所述臭氧滌氣器反應(yīng)室(20)位于乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)之后。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進一步包含用于測定儲藏室中濕度的濕度傳感裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中該濕度傳感裝置包含產(chǎn)生相對濕度信號的濕度傳感器元件、加熱裝置和用于激活和停止加熱裝置的定時器裝置。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進一步包含連接到處理裝置 (9 )的用于記錄經(jīng)時檢測信號的電子數(shù)據(jù)記錄裝置(50 )。
18.用于檢測和減少儲藏室(2)中乙烯含量的方法，包括以下步驟 一從儲藏室提供氣流至臭氧發(fā)生器(6 )，一由所述臭氧發(fā)生器(6)獲得臭氧，一在傳感反應(yīng)室(10)中將臭氧與可能含有乙烯的來自儲藏室(2)的空氣混合， 一通過光檢測裝置(8)檢測由臭氧與乙烯之間的反應(yīng)發(fā)射的光，以便測定空氣中的乙烯含量，并根據(jù)檢測的光產(chǎn)生檢測信號(12)，一處理檢測信號(12)以便產(chǎn)生反饋信號(13)，以控制臭氧發(fā)生器(6)，使得臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的過量的臭氧(6)經(jīng)傳感反應(yīng)室(10)進入通向乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)的氣流中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該方法進一步包括以下步驟一如果乙烯濃度降低至低于Ippm的水平，調(diào)節(jié)由臭氧發(fā)生器(6)產(chǎn)生的臭氧量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中該方法進一步包括以下步驟一如果乙烯濃度降低至低于0. Ippm的水平，調(diào)節(jié)由臭氧發(fā)生器(6)產(chǎn)生的臭氧量。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項所述的方法，其中該方法進一步包括以下步驟 一在光催化反應(yīng)室(33)中采用光催化過程降低乙烯的含量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該方法進一步包括以下步驟 一在光催化反應(yīng)室(33)中通過2M納米的UV輻射降低臭氧含量。
23.根據(jù)權(quán)利要求18-22中任一項所述的方法，其中該方法進一步包括以下步驟 一作為最終反應(yīng)室，在位于返回到儲藏室(2)的氣流中的臭氧滌氣器反應(yīng)室(20)中降低臭氧的含量。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一項所述的方法，其中該方法進一步包括通過濕度傳感裝置測定儲藏室中濕度，并將所得濕度信號導(dǎo)入信號處理單元的步驟，該信號處理單元適于對相對濕度的可能變化校正該反饋信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求18-24中任一項所述的方法，其中該方法進一步包括記錄經(jīng)時檢測信號的步驟。
全文摘要
用于檢測和減少儲藏室(2)或冷藏集裝箱(2)中的乙烯的系統(tǒng)(1)，包括傳感反應(yīng)室(10)和與儲藏室(2)流體連通的乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)，其中臭氧和來自儲藏室(2)的空氣彼此反應(yīng)，臭氧發(fā)生器(6)和用于檢測經(jīng)臭氧與乙烯之間反應(yīng)發(fā)出的光的光檢測裝置(8)，所述光檢測裝置產(chǎn)生檢測信號(12)，處理裝置(9)和迫使氣流穿過系統(tǒng)(1)的氣流裝置(4)。該系統(tǒng)(1)適合于將來自裝有光檢測裝置(8)的傳感反應(yīng)室(10)中的臭氧和乙烯之間的反應(yīng)的過量臭氧導(dǎo)入到進入乙烯/臭氧反應(yīng)室(19)的氣流中，并適合于通過反饋信號(13)控制臭氧發(fā)生器(6)。
文檔編號A23B7/152GK102449464SQ201080023684
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者埃爾霍恩 K. 申請人:基魯爾夫·佩德森有限公司