(57)【要約】  本開示は酸素低減手段と一緒に少なくとも１つの冷却ユニットを有する剛体の密閉可能なコンテナ内で、調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）を生成し、維持するシステム及び方法に関する。冷却ユニットは水素燃料電池等の酸素低減手段に対し必要な周囲雰囲気の移動を提供する。システム及び方法は、生鮮品の貯蔵、輸送、流通、加工及び包装に利用可能であり、生鮮品周囲の自然ガス環境をその鮮度が延長されるように変更することに焦点をあてる。システムは、燃料電池が主電源及びバックアップ電源の両方を提供しながらＭＡ／ＣＡ環境を維持するように、電力生成／電力生産モードで動作し得る。【選択図】  図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的冷蔵システムにおいて調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成し、維持する方法であって、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートとともに少なくとも１つの冷却ユニットを有する剛体の密閉可能なコンテナを用意する工程と、
酸素低減手段を前記機械的冷蔵システムに統合又は適応させる工程と、
前記機械的冷却ユニットの稼働によって、前記機械的冷却ユニットを通過し、再循環する強制雰囲気流を生成する工程と、
酸素濃度が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部において、７２時間以下の期間、１００００ｐｐｍ以下に低減し、維持されるように、前記再循環する強制雰囲気流を使用して前記酸素低減手段を酸素低減モードで動作させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に低減するために、前記酸素低減手段を動作させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の酸素濃度を、７２時間以下の期間、１０００ｐｐｍ以下に低減するために前記酸素低減手段を動作させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸素低減手段を動作させる工程が、２５〜１００％の二酸化炭素濃度を含むＭＡ／ＣＡ環境で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記酸素低減手段を動作させる工程が、９０％を超える二酸化炭素濃度を含むＭＡ／ＣＡ環境で実行されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記酸素低減手段が、電気化学的手段、触媒手段、化学又は生化学的手段、機械的手段、圧力スイング及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記再循環する強制雰囲気流が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の周囲雰囲気環境から出発し、
前記酸素低減手段を統合又は適応させる工程が、
夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素駆動の燃料電池を使用して実行し、
前記再循環する強制雰囲気流が、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記剛体の密閉可能なコンテナが、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、及び、冷蔵庫からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
燃料電池を、前記酸素低減モードにある場合前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成モードにある場合前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外からの気体または別の酸素源と、選択的に接触させる工程を更に有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記機械的冷蔵システムにおける前記剛体の密閉可能なコンテナ内の呼吸しない生鮮品のための輸送及び貯蔵のうち少なくとも１つを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記システムが、生鮮製品の周期的な取り出しを容易にするための制御雰囲気荷降ろしロック（ＣＡＵＬ）を更に有し、前記ＣＡＵＬが、２５％を超える二酸化炭素濃度、１００００ｐｐｍを超えない酸素濃度、及び、温度制御される環境からなる条件を維持可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）システムであって、
コンテナ内部を規定する剛体の密閉可能なコンテナ、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートを有した機械的冷却ユニット、及び、
前記機械的冷却システムに適応され、前記強制雰囲気流に沿って位置決めされた酸素低減手段を備え、
前記機械的冷却ユニットは、前記コンテナ内部から、前記機械的冷却ユニットを通って前記コンテナ内部へと戻る再循環する強制雰囲気流を生成可能であり、
前記酸素低減手段は、前記コンテナ内部の酸素濃度を１００００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
酸素低減手段は、前記コンテナ内部の二酸化炭素濃度が２５〜１００％で、酸素濃度を１００００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記酸素低減手段は、前記コンテナ内部の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
酸素低減手段は、前記コンテナ内部の二酸化炭素濃度が２５〜１００％で、酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とする請求項１３のシステム。
【請求項１７】
前記酸素低減手段が、電気化学的手段、化学又は生化学的手段、機械的手段、触媒手段、圧力スイング及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電気化学的酸素低減手段が、直接の水素駆動の燃料電池技術に基づくものであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
１以上の燃料電池が、前記機械的冷却システムに統合され又は適応されていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記酸素低減手段が、夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素燃料電池を含み、
前記再循環する強制雰囲気流が、前記アノードが水素源と連絡し、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
少なくとも１つの燃料電池が前記剛体の密閉可能なコンテナ内に設けられていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記剛体の密閉可能なコンテナが、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、及び、冷蔵庫からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
燃料電池を、前記酸素低減手段動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内の雰囲気から前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外の酸素源と、選択的に接触させる手段を更に有することを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、前記システムは、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように前記冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行することを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記コンテナ内部は周囲コンテナガスを含み、更に気体バイパス組立品を備え、
前記気体バイパス組立品は、
前記周囲コンテナガス以外のガスである酸素を含む非周囲ガスを前記１以上の水素燃料電池に向ける気体送出部と、
前記非周囲ガスを前記１以上の水素燃料電池から前記コンテナ内部より外の領域に向ける気体戻り部と、を更に備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、酸素低減手段が統合された少なくとも１つの冷却ユニットを有する剛体の密閉可能なコンテナ内で、調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）を生成し、維持するシステム及び方法に関する。当該システム及び方法は、生鮮品の貯蔵、輸送、流通、加工及び包装に利用可能であり、生鮮品周囲の自然ガス環境をその鮮度が延長されるように変更することに焦点をあてるものである。
【０００２】
生鮮食料品を求める消費者の需要、及びそれを便利に入手したい要望が増加している。調整雰囲気包装（modified atmosphere packaging: ＭＡＰ）が、生物による腐敗や他の劣化プロセスを抑制することによって、食品の輸送、貯蔵、及び保存可能期間における傷みやすさを減少させるために利用されてきた。ＭＡＰは食品の保存パッケージ内の通常の雰囲気環境を単一ガス又は混合ガスに置き換えるものである。呼吸する生鮮品のほか、生鮮海産食品、食肉、家禽肉、パン製品、用意された食事及び料理、及び他の非呼吸の生鮮品を含む生鮮品や調理済み生鮮品の保存可能期間を延長するために現在使用されているＭＡＰ／ＶＡＣ、包装用機械及び大量の包装材料を取り除くことについて、経済上の及び地球規模の廃棄物減少の動機が存在する。
【０００３】
調整雰囲気（modified atmosphere：ＭＡ）は、海上冷蔵コンテナのような包装しない環境においても使用される。これらシステムのいくつかは、調整雰囲気を調整し、最適化するために「知性」の程度を使用し、制御雰囲気（controlled atmosphere：ＣＡ）システムと呼ばれる。しかしながら、非呼吸の生鮮品のための冷却を統合したＣＡシステムについて、発明者は承知していない。
【０００４】
呼吸する生鮮品は、保存可能期間及び鮮度を最大化するために、調整され制御された（ＭＡ／ＣＡ）雰囲気で保管され、荷積みされることが多い。
【０００５】
新鮮な呼吸する生鮮品（果物、野菜、花、植物等）の保存可能期間を最適化する環境条件は、新鮮な非呼吸の生鮮品（食肉、魚、家禽肉、パン製品等）の保存可能期間を延ばすための条件と、非常に異なっている。
【０００６】
出願人は、非呼吸の生鮮品の商業的なバルクの荷送人向けのＭＡ／ＣＡシステムを承知していない。このため、非呼吸の生鮮品の大半は現在高価な航空荷物で輸送されている。
【０００７】
殆どの小売包装にとっての有益なＭＡＰ環境は、開封後その中身が通常短期間で消費されるものとして、開封される時点までの鮮度を延長することしか必要としない。結果として、これら従来のＭＡＰで包装された生鮮品を開封後の短い保存期間は、末端利用者にとって関心事ではない。
【０００８】
これに対して、生鮮品の貯蔵、輸送のための雰囲気要求は、輸送或いはサプライチェーンの貯蔵レッグ（storage leg）を超えて流通させなければならないため、ＭＡ／ＣＡ環境から移動しても延長された生鮮品の保存可能期間を与えるように機能しなければならない。今のところ、ＣＡ統合システムにおけるこの能力は、呼吸する生鮮品についてのみ存在している。
【０００９】
ＭＡＰはまた、非呼吸の生鮮品の大きな部分又はカットの輸送及び流通に使用されている。例えば、従来のバルクＭＡＰ／ＶＡＣ（例えば、真空「Ｃｒｙｏｖａｃ」包装）が、食肉はＭＡＰ／ＣＡＰ／ＶＡＣ環境から移動後の流通や食料品販売サービスの時に整えられ、新鮮な状態で切断されるか、或いはＭＡＰ／ＶＡＣ包装のまま末端利用者に販売されるという事実によって、生肉の多くのプライマルカット及びサブプライマルカットに対してかなり良く機能している。加えて、従来のＭＡＰ／ＶＡＣ環境で包装、貯蔵、輸送される生の（海産食品以外の）肉、家禽肉、及び他のバルク生鮮品については、食品安全上規制される事項が存在していない。
【００１０】
しかしながら、生鮮海産食品は多くの他のタンパク質と比べて本質的により傷みやすく、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって他の生のたんぱく質と異なる取り扱いがされている。ＦＤＡは、低酸素のＭＡ／ＣＡ環境で包装され、輸送され、貯蔵される生鮮海産食品が遵守すべき許容可能な安全時間及び温度を規制している。ＦＤＡはまた、輸入警告（Import Alert）１６−１２５において、低酸素環境で米国に輸入される生鮮海産食品を規制している（http://www.accessdata.fda.gov/cms_ia/importalert_28.html）。これらの規制は、低酸素環境が使用されるサプライチェーン中の全ての時間において、正確な温度の記録と温度遵守の証明を要求している。多くの国では生鮮海産食品に適用される上記技術を規制してはいないが、低酸素環境における生鮮海産食品の安全性という独特の技術の熟練者は、低酸素環境における生鮮海産食品についての米国ＦＤＡ規制は、（米国外で）市場規制がないとしても遵守されるべきであることに同意するであろう。
【００１１】
最近、米国特許第８１８７６５３号明細書に記載されている新しいＭＡＰ／ＣＡＰ技術が紹介された。水素燃料電池を用いて、ＭＡＰ／ＣＡＰフレキシブル包装（トート）内の酸素を低減するためのシステムが開示されている。しかしながら、上記米国特許第８１８７６５３号は、具体的に剛体の冷蔵コンテナでの応用を排除しており、ＭＡ／ＣＡコンテナに内蔵される冷却ユニットを持たず、自動の異常緩和能力や、二重用途の、クリーンテクノロジによる電力発生能力を有しない。また、この技術では特別に設けられ配置される冷却された貯蔵設備内に、１８個の１トンのＭＡＰ／ＣＡＰパッケージを組み立てる必要がある。その後、これら１８個のパッケージは輸送用の冷蔵コンテナ内に積み込まれる。到着時において、低酸素ＭＡ／ＣＡ内で開封されず、在庫目的のために未開封のままの積み降ろされたパッケージは、内部に冷却能力を備えないことにより、温度乱用を受けやすい。文字通り何千ものこれらのパッケージが様々な世界設備で「棚卸」される規模において、冷却チェーンの完全性を管理し、証明することは食品安全管理の主な役割である。本明細書に記載の発明は、これらの費用のかさむ中間工程を必要とせず、一旦コンテナが積み降ろしのために開封されても、冷却システムが統合されたＭＡ／ＣＡ設備から低酸素環境が生鮮品とともに解放されるに伴って追加的なＭＡ／ＣＡ食品安全のための管理を必要としない。
【００１２】
米国特許第６１７９９８６号明細書は、機械的冷蔵コンテナで動作可能な電気化学的酸素低減手段を記載しているが、当該手段は製造システムに統合されていない。米国特許第６１７９９８６号に記載のシステムは、出願人の知るところによれば、利用されてはいない。
【００１３】
事実上、消費市場の外で（殆どの場合、多数を占める）生産された全ての生鮮海産食品は、高価な航空荷物によって遠く離れた生産地から生鮮市場へ輸送されるか、或いは経済的に実行可能な一選択肢として、高価な航空荷物を除外できることができ安価という点により、冷凍して輸送される。
【００１４】
海産食品の新鮮さを延長させるための費用対効果に最も優れた解決法の提供者が享受する経済的で持続可能な利益は、相当なものである。（冷蔵の海上コンテナによる）陸上輸送は航空荷物と比べて１／１００より小さなカーボンフットプリントを生産する。結果として、環境を懸念する海産食品のサプライチェーン専門家は全ての生鮮海産食品は（高価でより環境に有害な航空荷物を置き換え）陸上輸送を可能とするために冷凍されるべきことを提案している。これは、より利益になる世界市場への生鮮海産食品を否定するものであり、高価でエネルギー消費の大きな冷凍工程を必要とする。
【００１５】
新鮮で、安全で、環境に配慮した、環境に実行可能な方法で、生鮮食品が消費者に向けて配送されるように、（生鮮魚のような）非呼吸の生鮮品の輸送及び貯蔵のための方法及びシステムを求める要求は、切実になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、これらの要求に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、少なくとも１つの冷却ユニット、少なくとも１つの密閉可能なガスポート、及び、酸素低減手段を有してなる剛体の密閉されたコンテナを備えた機械的冷蔵システムにおいて調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成し維持するための方法及びシステムを提供する。
【００１８】
酸素低減手段は、冷却ユニットの稼働によって生成される再循環するガスの強制気流が酸素低減手段の動作及び効率に不可欠となるように、機械的冷却システムに統合され、或いは適応されている。
【００１９】
一態様において、本発明は非呼吸の生鮮品の輸送及び貯蔵に有用であり、酸素低減手段は、７２時間以下の期間で、酸素レベルを効果的に低減させ、上記剛体の密閉コンテナ内の酸素レベルを１００００ｐｐｍ以下に維持する。
【００２０】
非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境は、典型的には２６〜３７°Ｆの温度範囲、例えば２６〜２７°Ｆ、２７〜３０°Ｆ、２８〜３１°Ｆ、２９〜３２°Ｆ、３０〜３１°Ｆ、３０〜３２°Ｆ、３０〜３３°Ｆ、３１〜３３°Ｆ、３１〜３４°Ｆ、３２〜３５°Ｆ、３３〜３５°Ｆ又は３５〜３７°Ｆを有し、典型的には２６〜３２°Ｆの範囲で７５％以上の湿度レベル、例えば７５％〜１００％、７５％〜８０％、８０％〜８５％、８５％〜９０％、９０％〜９５％、９０％〜９８％又は１００％を有している。
【００２１】
システムはＭＡ／ＣＡ環境を少なくとも３日間、６ヶ月間以上まで維持するのに効果的である。
【００２２】
本発明は電気化学的手段、触媒手段、化学又は生化学手段、機械的手段、圧力スイング、又はこれらの組み合わせから選択される酸素低減手段を利用する。
【００２３】
好ましい電気化学的酸素低減手段は直接型または間接型の水素で駆動する燃料電池を含み、燃料電池の夫々はアノードとカソードを有している。システムが稼働すると、冷却システムによって生成される再循環する強制気流が１以上の燃料電池を横切るように向けられ、剛体の冷蔵コンテナ内の空気（又は調整された環境）とガス交換を行う。
【００２４】
１以上の燃料電池が、シングルスライス型、スタック型、又は燃料電池構造の組み合わせにより提供されてもよい。
【００２５】
本システムの剛体の密閉可能なコンテナは、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、冷蔵庫、を含む任意の冷却されるシステムであってよく、１以上のＭＡ／ＣＡ環境及び検知、監視、制御、通信のためのシステム、及び、ＭＡ／ＣＡ環境の強化及び制御手段を含んでいてよい。
【００２６】
本発明のＭＡ／ＣＡシステムの燃料電池は、任意であるが、電力を生産／生成するように構成されてよい。
【００２７】
本発明の機械的冷蔵システムが電力生産モードにあるとき、システムは（ａ）外部電源のない状態で稼働し、（ｂ）温度制御を提供するために冷却ユニットの稼働を維持し、（ｃ）特定のＭＡ／ＣＡ条件が維持されるように酸素低減手段を動作させ、（ｄ）ＭＡ／ＣＡ監視、制御、及び通信システムを維持し、（ｅ）１以上の電池を充電し得る。
【００２８】
本発明の他の特徴、態様、及び利点は、図面、詳細な説明、及びこれに続く請求の範囲により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】酸化により劣化する材料のＣＡ／ＭＡ貯蔵又は加工に利用される、本発明の剛体の密閉可能な冷蔵倉庫の一例の内部を示す。例として、図は２つの冷却ユニットを示し、燃料電池プレナムが一方の冷却ユニットに統合され、又は適応されている。
【図１Ａ】調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）システムの簡略化した全体を説明する概略の説明図である。
【図１Ｂ】酸素低減位置と電力生成位置との間で移動可能な燃料電池組み立て品を示す。
【図２】ドア部分が取り除かれた、例示的な剛体の密閉可能な船積み冷蔵コンテナの側面方向から見た内側の概観を示す概略図である。吸入気体は冷却ユニットに入る前に燃料電池プレナムを通るように向けられ、送出気体はコンテナ床と隣接している。
【図３】ドア部分が取り除かれた、例示的な剛体の密閉可能な船積み冷蔵コンテナのフロントバルクヘッドから見た内側正面を示す概略図である。吸入気体は冷却ユニットに入る前に燃料電池プレナムを通るように向けられ、送出気体はコンテナ床と隣接している。この実施形態は高二酸化炭素に予めフラッシング済みのコンテナ内で極低酸素環境を生成し維持するための最小限の構成である。したがって、化学処理モジュール、二酸化炭素／揮発物質洗浄機（呼吸する生鮮品の場合）は描かれておらず、セルフサービス又は圧力制御のための搭載ガスも描かれていない。
【図４】ドア部分が取り除かれた例示的な剛体の密閉可能な船積み冷蔵コンテナのフロントバルクヘッドを内側から見た完全図を示す、完全なシステム実施形態の詳細な概略図である。吸入気体は冷却ユニットに入る前に燃料電池プレナムを通るように向けられ、送出気体はコンテナ床と隣接している。
【図５Ａ】二重用途の燃料電池組立品と外気入口組立品を含んでなる燃料電池の実施形態の一例を模式的に示す図であり、気体プレナムが剛体の密閉可能なコンテナに取り付けられたフロントバルクヘッドを示している。図５Ａでは、ヒンジ取り付け具は不図示であり、燃料電池プレートと外側気体プレナムが別々に示されている。
【図５Ｂ】二重用途の燃料電池組立品と外気入口組立品を含んでなる燃料電池の実施形態の一例を模式的に示す図であり、気体プレナムが剛体の密閉可能なコンテナに取り付けられたフロントバルクヘッドを示している。図５Ｂにおいて、燃料電池プレートは酸素低減位置にある。
【図５Ｃ】二重用途の燃料電池組立品と外気入口組立品を含んでなる燃料電池の実施形態の一例を模式的に示す図であり、気体プレナムが剛体の密閉可能なコンテナに取り付けられたフロントバルクヘッドを示している。図５Ｃにおいて、燃料電池プレートは気体プレナムシールに接近している。
【図６】大規模なＭＡ／ＣＡ貯蔵設備の外側を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
下記の説明は、典型的に、特定の構造の実施形態及び方法を参照してなされる。本発明を開示された特定の実施形態及び方法に限定する目的はなく、本発明は、他の特徴、要素、方法及び実施形態を用いて実装してもよいことが理解される。好ましい実施形態が、本発明の説明のために記載されるが、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を限定するものではない。当該技術の熟練者は、下記の記載に基づき、様々な等価な変形を認識するであろう。特に言及しない限り、本出願において、「平行な」「整列して」又は「同一平面に」といった特定の関係は、当該特定の関係が製造工程を限定するものにとどまり、製造の変形にとどまることを意味する。複数の部品が結合、接続、接触、或いは互いに接触すると記載されている場合、特にそのように記載されている場合を除き、これらが物理的に直接接触している必要はない。種々の実施形態において、同じ要素は同じ参照符号を用いて参照される。
〈序〉
【００３１】
本発明は、生鮮品の保存可能期間を増加させるため、機械的な冷蔵貯蔵及び輸送システム内で調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成及び維持するための方法及びシステムに向けられる。
〈定義〉
【００３２】
逆の記載がない限り、本明細書中で用いられる全ての技術および科学用語は本発明に係る技術分野において通常の技能を有する者が一般に理解するものと同じ意味を有する。本明細書中に記載されたものと類似した、又は等価な方法及び材料が、本発明の実施において使用されることもあり得るが、好ましい方法及び材料は本明細書中に記載したものである。
【００３３】
本発明を記載、特許請求の範囲を規定するにおいて、以下の用語が、下記に設定された定義に従って用いられる。
【００３４】
本明細書中及び付属の特許請求の範囲で用いられるように、単数形（a, an, the）の記載は、文脈に明確に反するものでない限り、複数の指示対象を含む。
【００３５】
本明細書中で用いられる用語「機械的冷却システム（mechanical refrigeration system）」は、不要な熱を別の場所に放出することで除去する手段を備えるシステム（コンテナ、室等）に関して用いられる。機械的冷却手段は、フッ化炭素、アンモニア、二酸化炭素、低温（cryogenic）、及び他の冷媒／冷却システムを含むが、これに限られるものではない。
【００３６】
本明細書中で用いられる用語「非呼吸の生鮮品（non-respiring perishables）」は、食肉（meat）、魚、家禽、パン製品、乳製品等に関して用いられる。
【００３７】
本明細書中で用いられる用語「呼吸する生鮮品（respiring perishables）」は、全体又はカット／準備された、果物、野菜、花、植物に関して用いられる。
【００３８】
本明細書中で用いられる用語「調整雰囲気（modified atmosphere）」は、温度、湿度、酸素（Ｏ２）濃度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、窒素（Ｎ２）濃度又は他の周囲雰囲気にはない成分について、周囲条件から調整された食品貯蔵及び輸送のための環境を意味する。
【００３９】
本明細書中で用いられる用語「制御雰囲気（controlled atmosphere）」は、生鮮品の輸送又は貯蔵に使用される環境であって、その環境条件が連続的又は断続的に調整され得るものに関連して用いられる。
【００４０】
本明細書中で用いられる用語、呼吸しない生鮮品のための「調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境（modified and controlled atmosphere）」は、酸素濃度が１００００ｐｐｍ以下で、二酸化炭素濃度が２５〜１００％を含むＭＡ／ＣＡ環境に関して用いられる。
【００４１】
本明細書中で用いられる用語「酸素低減手段（oxygen reduction means）」は、高二酸化炭素濃度の、冷却された閉鎖環境内において酸素濃度を低減する機能を有する任意の機器又は材料に関連して用いられる。
【００４２】
本明細書中で用いられる用語「酸素濃度をゼロレベル近傍に低減する（reducing oxygen to near zero levels）」は、酸素濃度が百分率において０％に近いこと、例えば０．１％（１０００ｐｐｍ）未満、０．０５％（５００ｐｐｍ）未満、又は０．０１％（１００ｐｐｍ）未満であることを意味する。
【００４３】
本明細書中で非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境について使用される用語「低酸素環境（low oxygen environment, low O2 environment）」「低酸素レベル（low oxygen level, low O2 level）」は、酸素濃度が１００００ｐｐｍ以下、９０００ｐｐｍ以下、８０００ｐｐｍ以下、７０００ｐｐｍ以下、６０００ｐｐｍ以下、５０００ｐｐｍ以下、４０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、又は１００ｐｐｍ以下に維持されることを意味する。
【００４４】
本明細書中で非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境について使用される用語「高二酸化炭素環境（high carbon dioxide environment, high CO2 environment）」「高二酸化炭素レベル（high carbon dioxide level, hi CO2 level）」は、二酸化炭素酸素濃度が２５〜１００％のレベルに、例えば２５％より大きく、３０％より大きく、３５％より大きく、４０％より大きく、４５％より大きく、５０％より大きく、５５％より大きく、６０％より大きく、６５％より大きく、７０％より大きく、７５％より大きく、８０％より大きく、８５％より大きく、９０％より大きく、９５％より大きく、９８％より大きく、又は９９％よりも大きく、維持されることを意味する。
【００４５】
本明細書中で非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡについて使用される用語「高二酸化炭素環境（high CO2 environment）」は、二酸化炭素酸素濃度が２５％〜１００％の範囲に維持されることを意味する。
【００４６】
呼吸する生鮮品については、ＭＡ／ＣＡ環境において２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満、又は１％未満に維持される二酸化炭素濃度を有する。
【００４７】
本明細書中で用いられる用語「連続フラッシング（continuous flushing）」は、ガス（例えば、二酸化炭素）を、システム外ガス（例えば、二酸化炭素）と同じか、それよりも約５０％、約２５％、約１２．５％、又は約６．２５％、又は約３．１２％、又は約１．５６％高い流量で、連続した流量でシステム内に添加することを意味する。
【００４８】
本明細書中で用いられる「燃料電池（fuel cell）」は、アノード（負極側）、カソード（正極側）、及び燃料電池の両側間で電荷移動を可能にするための電解質からなる。アノードにおいて、触媒が燃料、通常は水素、を酸化させ、燃料を正に帯電したイオンと負に帯電した電子に変える。電解質は、電子は当該電解質中を通過できないが、イオンは通過できるように特別に設計された物質である。自由電子が配線を移動し、電流が生成される。イオンは電解質を通ってカソードへと移動する。カソードに到達すると、イオンは電子と再結合し、双方が第３の化学物質、通常は酸素、と反応して、水が生成される。電池と異なり、燃料電池は消耗することがなく、再充電を必要としない。
【００４９】
本明細書中で用いられる用語「シングルスライス型燃料電池構造（single slice fuel cell architecture）」、及び「スライス型燃料電池構造（slice fuel cell architecture）」は、本発明の機械的冷却システムに統合され、或いは適応される水素燃料電池の非スタック型の構成に関連して用いられる。代替する構成として、「シングルスライス型」に代えて「スタック型」があり、スタック型の構成では、数個のシングルスライス燃料電池が互いに接合される。
【００５０】
本明細書中で用いられる用語「ＰＥＭ燃料電池構造（PEM fuel cell architecture）」は、プロトン交換膜（ＰＥＭ）（高分子電解質膜としても知られている）を含む燃料電池に関連して用いられる。
〈序論〉
【００５１】
本発明は、とりわけ、機械的冷蔵システム内で調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成及び維持するための方法及びシステムに関し、当該システムは、
少なくとも１つの冷却ユニット、少なくとも１つの密閉可能なガスポート、及び酸素低減手段を有する剛体の密閉可能なコンテナを備える。酸素低減手段は、機械的冷却システムに統合され、又は適応されている。
【００５２】
好ましい実施形態では、機械的冷却ユニットの動作は再循環する強制気流を生成し、酸素低減手段が、剛体の冷却されるコンテナ内部を、高二酸化炭素環境において７２時間以下の期間、酸素濃度が１００００ｐｐｍ以下のレベルに減少させ維持する。
【００５３】
ＭＡ／ＣＡ機械的冷蔵システムは、酸化により劣化する生鮮品の輸送及び／又は貯蔵、例えば、海上（コンテナ又は船倉）、鉄道、高速道路、冷蔵トラック、独立した冷蔵庫、冷蔵貯蔵筐体及び貯蔵室、複数区画を有する冷蔵ベッセル又はフレキシブル冷蔵ベッセルを含む他の冷蔵ベッセル又はコンテナ及びこれらの組み合わせ及び変形により貯蔵又は輸送される生鮮品の輸送及び／又は貯蔵に有用である。
【００５４】
本発明は、既定の生鮮品に対して、品質及び鮮度を、３〜３０日、１０〜６０日、又は６ヶ月まで、或いはそれよりも長期間に渡り維持する能力のある適切なＭＡ／ＣＡ環境を提供する。
【００５５】
好ましい一実施形態において、酸素低減手段は水素駆動の燃料電池であり、ＭＡ／ＣＡ環境を維持するのに必要な検知及び制御手段のほか、酸素低減を提供する。
〈高価値の非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境〉
【００５６】
好ましい実施形態において、本発明は、食肉、魚、家禽、パン製品、調理したばかりの料理、食事などの非呼吸の生鮮品について、最適な貯蔵及び輸送条件を提供するように設計された機械的冷却システムを提供する。本発明の機械的冷却システムは、上記の生鮮品の保存可能期間を延長するのに効果的である。
【００５７】
本発明はまた、酸素濃度が（ゼロにまで）極めて低く二酸化炭素濃度の高い、非呼吸の生鮮品のための好ましいＭＡ／ＣＡ環境を実現するために使用する機械的冷却システム及び方法を提供する。
【００５８】
非呼吸の生鮮品のための好ましい酸素濃度は約０．０１％〜約１％（約１００〜１００００ｐｐｍ）であり、好ましくは１００００ｐｐｍ（１％）以下、９０００ｐｐｍ（０．９％）以下、８０００ｐｐｍ（０．８％）以下、７０００ｐｐｍ（０．７％）以下、６０００ｐｐｍ（０．６％）以下、５０００ｐｐｍ（０．５％）以下、４０００ｐｐｍ（０．４％）以下、３０００ｐｐｍ（０．３％）以下、２０００ｐｐｍ（０．２％）以下、１０００ｐｐｍ（０．１％）以下、８００ｐｐｍ（０．０８％）以下、６００ｐｐｍ（０．０６％）以下、４００ｐｐｍ（０．０４％）以下、２００ｐｐｍ（０．０２％）以下、又は１００ｐｐｍ（０．０１％）以下である。
【００５９】
非呼吸の生鮮品の場合、「高二酸化炭素の」ＭＡ／ＣＡ環境において、二酸化炭素濃度は、２５％より高く、３０％より高く、３５％より高く、４０％より高く、４５％より高く、５０％より高く、５５％より高く、６０％より高く、６５％より高く、７０％より高く、７５％より高く、８０％より高く、８５％より高く、９０％より高く、又は９５％より高く、維持される。
【００６０】
呼吸する生鮮品の場合、ＭＡ／ＣＡ環境において、二酸化炭素濃度は、２５％より低く、２０％より低く、１５％より低く、１０％より低く、５％より低く、又は１％より低く、維持される。
【００６１】
生鮮品の貯蔵及び輸送のための好ましいＭＡ／ＣＡ環境は、高い又は高められた二酸化炭素（ＣＯ２）を含んでいても、含んでいなくてもよいが、典型的には窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、及びＣＯ２の混合を含む。例えば、ＭＡ／ＣＡ環境は、（ａ）１５％ＣＯ２＋８５％Ｎ２、（ｂ）１０％ＣＯ２＋９０％Ｎ２、（ｃ）１２％ＣＯ２＋８８％Ｎ２、（ｄ）１４％ＣＯ２＋１％Ｏ２＋８５％Ｎ２、（ｅ）１５％ＣＯ２＋８０％Ｎ２＋５％Ｏ２、（ｆ）９５％Ｎ２＋５％Ｏ２＋０％ＣＯ２、又は（ｇ）９５％ＣＯ２＋４．８％Ｎ２＋０．２％Ｏ２、又は他のこれらの組み合わせ又は並び替えを含み得る。
【００６２】
本発明の機械的冷蔵システムは、二酸化炭素の連続「フラッシング」を行い、又は行うことなく、高二酸化炭素のＭＡ／ＣＡ環境を維持することが可能である。
【００６３】
非呼吸の生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境における好ましい温度は、一般に２６〜３７°Ｆの範囲である。好ましいＭＡ／ＣＡ環境において、温度範囲は３０〜３２°Ｆである。
〈呼吸する生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境〉
【００６４】
別の実施形態において、本発明は呼吸する生鮮品（果物、野菜、花、植物；全体又はカット／準備された）について、最適な貯蔵及び輸送条件を提供するように設計された機械的冷蔵システムを提供する。
【００６５】
呼吸する生鮮品のための好ましい酸素範囲は、約０％〜約２１％であり、典型的には１％（１００００ｐｐｍ）より高い濃度である。
【００６６】
呼吸する生鮮品の場合、二酸化炭素濃度は２５％より低く、０％の低さでもよい。
【００６７】
呼吸する生鮮品のためのＭＡ／ＣＡ環境における好ましい温度は、一般に３２〜３７°Ｆの範囲である。好ましいＭＡ／ＣＡ環境において、温度範囲は３２〜３４°Ｆである。しかしながら、いくつかの呼吸する生鮮品では、温度範囲はずっと高温であり得る（例えば、バナナの場合５０°Ｆ〜６０°Ｆの範囲）。
〈機械的冷蔵コンテナ／システム〉
【００６８】
本発明は剛体の密閉可能なコンテナを含んでなり、調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を有する機械的冷蔵システムを提供する。当該機械的冷蔵システムは、本発明の実施により使用されるために、少なくとも１つの冷却ユニット、少なくとも１つの密閉可能なガスポート、及び酸素低減手段を備える。
【００６９】
冷却ユニットの稼働は再循環する強制気流を生成する。酸素低減手段は、追加のファン又は他の電源を使用して気流を生成する機能を除外又は減らすため、冷却ユニットが生成するガス気流中に配置され、機械的冷却システムに統合され、又は適応される。
【００７０】
酸素低減手段は、好ましくは冷却ユニットからの強制気流が最も高い体積及び速度となる位置で、冷却システム部品、及び冷却システムにより再循環する気流と直接連絡する。
【００７１】
本発明の機械的冷蔵システムにおける剛体の密閉可能なコンテナは、少なくとも１つの密閉可能なガス注入ポート、及び／又は少なくとも１つの密閉可能なガス排出ポートを備える。
【００７２】
少なくとも１つも密閉可能な注入ポート及び／又は密閉可能な排出ポートに加えて、本発明の機械的冷蔵システムにおける剛体の密閉可能なコンテナは、機密性を最小にし、最適にはコンテナ内外への雰囲気のリークを完全に除外するための密閉可能なドア、通気口、ドレーン、及び他の貫通部及び調整部品を備える。
【００７３】
剛体の冷蔵コンテナ内の酸素濃度は、（非呼吸の生鮮品の場合）１００００ｐｐｍ以下のレベルに維持される。
【００７４】
冷却ユニットの稼働は機械的冷却ユニットの稼働によって生成される再循環する強制気流を生成する。一実施形態において、コンテナ内への気体送出は、フロントバルクヘッドを横切り、コンテナの床において行われ、冷却気体の排気及び吸気がフロントバルクヘッドの上部を横切って行われる。反対の気体配送及び排気位置を含む他の再循環する気流の構成がある。
【００７５】
図１は、剛体の密閉可能な倉庫又は加工室１００の一例を示すものであり、２つの機械的冷却ユニット１０４が部屋の端に位置する天井近くに取り付けられている。冷却ユニット１０４は吸気口１１２を有し、このうち３つがこの例において示されている。冷却ユニット１０４の一方は、燃料電池組立品１０５を有した状態で示されている。燃料電池組立品１０５は、後述するように、吸気口１１２の１つを覆っている。燃料電池組立品１０５は、燃料電池プレナム１２８（図１Ａ参照）を規定し、燃料電池１２６に沿って配列した吸気口１０２を有した筐体１０８を備え、筐体１０８は、取り付けられると機械的冷却ユニット１０４の吸気口１１２を覆う。燃料電池組立品１０５は、冷却ユニット１０４の気体送出側にも取り付けられている。図１に示す燃料電池組立品１０５は、機械的冷却ユニと１０４の稼働により生成されるガスの強制気流によって駆動する付加的な発電機１０３を有しており、ＣＡシステムのバックアップ電源（図示せず）を充電するために使用できる。
【００７６】
図１Ａは、一室又は船積み又は貯蔵コンテナのような閉鎖環境１１５（コンテナ１１５とも呼ばれる）における、調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）システム１１４の簡略化した全体を説明する模式的な説明図である。システム１１４はファン１１７及びコイル１１８を備えた方式の機械的冷却ユニット１１６を備える。冷却ユニット１１６は、通常低圧側と考えられる吸気口１１９と、通常高圧側と考えられる排気口１２０を備える。冷却ユニット１１６は冷却ユニット電源１２２と接続されている。冷却ユニット１１６は一般的な、従来の構成である。
【００７７】
燃料電池組立品１２４は、この例において、冷却ユニットの吸気口１１９に取り付けられているが、排気口１２０に取り付けることも可能である。燃料電池組立品１２４は、この例において、組立品１２４の筐体１０８内に定義される燃料電池プレナム１２８内に収納された６つの燃料電池１２６を備える。燃料電池１２６は水素源１３０と接続されている。冷却ユニット１１６の吸気口１１９に描かれた周囲雰囲気は、燃料電池１２６を通過し、燃料電池１２６が周囲雰囲気中の酸素を水素源１３０からの水素と結合させ、矢印１３２に示すように水を生成し、矢印１３４に示すように電気を生成する。燃料電池組立品１２４は燃料電池組立品の動作を制御するためのコントローラ１３６と接続されている。コントローラ１３６はまた、冷却ユニット１１６と接続されていてもよい。温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度等を含む様々な型式のセンサ１３８が、コントローラ１３６と結合され得る。
【００７８】
いくつかの例において、後述される制御雰囲気荷降ろしロック（controlled atmosphere unloading lock）１４０が使用され得る。１組の内側ドア１４２が、荷降ろしロック１４０の入口領域１４３を閉鎖環境１１５の内部１４４と接続し、１組の外側ドア１４６が、外部から入口領域１４３へのアクセスを提供している。このようにして、作業員が閉鎖環境１１５内に入る必要がないように、好ましくは機械的コンベヤシステムを用いて製品が閉じたコンテナ１１５から取り出され、又はコンテナ内に取り置かれるとき、閉鎖環境１１５の内部１４４内の制御雰囲気が維持される。制御雰囲気荷降ろしロック１４０は生鮮製品の周期的な取り出しを容易にする。いくつかの例では、荷降ろしロック１４０は下記の条件に維持される：２５％より高い二酸化炭素濃度、１００００ｐｐｍを超えない酸素濃度、及び温度制御された環境。
【００７９】
いくつかの例では、図１において模式的に簡略化されて示されているように、より詳細には図５Ａ〜図５Ｃを参照して説明されるように、燃料電池組立品１２４は、例えばピボット１４８を軸として旋回できるように、冷却ユニット１１６に取り付けられ、図１Ｂの実線に示す酸素低減位置１５１から、及び、外側気体プレナム１５０と係合する図１Ｂの破線に示す電力生成位置１５２から、移動可能になっている。移動可能なプレート１６２は、図１Ｂの実線位置から、酸素低減位置１５１にある場合の吸気面１６４を離れて、吸気面を塞ぐ破線の電力生成位置１５２まで移動される。閉鎖環境１１５の外からの気体は適切な配管１５４、１５６、及び隔離弁１５８、１６０を通って気体プレナム１５０内を通過する。このため、電力生成位置１５２においては、燃料電池プレナム１２８はプレート１６２によって閉鎖環境１１５の内部１４４から密閉される。電力生成状態において、燃料電池組立品１２４は、電源を充電するため、或いは、停電等の場合に冷却ユニット１１６を稼働させるのに必要な電力の全て又は一部を供給するために使用され得る。加えて、燃料電池組立品１２４を電力生成位置１５２に置くことは、閉鎖環境１１５が、船舶又は自動車から取り外されると冷却ユニット１１６への電力を当該船舶又は自動車から取得できない冷蔵コンテナの場合に、非常に有用である。これは補助の発電機をコンテナ１１５に取り付ける必要性を排除する。当該補助発電機は、コンテナが船から荷降ろしされた後、又はトラックや貨車から取り外された後、冷却ユニット１１６に電力を供給するために一般的に利用されている。いくつかの例では、水素源１３０内に含まれる水素を補うために追加的な水素タンク１６４がコンテナ１１５に取り付けられてもよい。
【００８０】
図２は剛体の密閉可能なコンテナ２０９の一端を内部から見た詳細図であり、機械的冷却ユニット（図示されていないが、吸気口及びフロントバルクヘッドの前面にある）を示し、特許請求する冷却システムのベースフレームモジュール（ＢＦＭ）２０１を示す図である。冷却システムの吸気口がコンテナのフロントバルクヘッド２０２に配置され、冷却システムの気体送出口がコンテナのフロントバルクヘッドの床２０３に配置され、低圧（気体吸入）プレナム２０４、高圧（気体送出）プレナム２０５、ベースフレームモジュール（ＢＦＭ）とフロント冷却バルクヘッドの間にあるガスケットの位置で、コンテナフロントバルクヘッドはベースフレームモジュール（ＢＦＭ）プレナムデバイダ２０７と結合している。図はまた、剛体の密閉可能なコンテナ２０９内部の水素（Ｈ２）源２０８、及び水素燃料電池２１０の位置を例示的に示している。
【００８１】
図３は、（高圧プレナム及び装置がない状態の）フロントバルクヘッド３０５の気体吸入（低圧）ベースフレームモジュール（ＢＦＭ）において、剛体の密閉可能なコンテナ３００を内側から見た完全図である。ドア部分は取り除かれ、冷却システムの吸入気体３０２が冷却ユニットに入る前に水素モジュールを有する燃料電池／生成プレナム３０９を通るように向けられる機械的冷却システムの気体の流れ、ベースフレームモジュール３０１はコンテナベースフレームモジュールとフロントバルクヘッド３１２へ結合されるためのコンタクトガスケットを有して外気交換弁３０４、水素源３１０、燃料電池３０８及び水素マニホルドを備えたプレナム３０９、オプションのＭＡ／ＣＡシステム電源３１５と接続するオプションの気体駆動の発電機３１４、オプションのセンサモジュール３０６、オプションの高出力送受信機（ＨＰＴＲ）３０７、及び、光学システムコントローラ３１１を示しており、送出気体３１３はコンテナの床の近くに存在する。この実施形態（ＢＦＭ、水素供給、燃料電池及び水素マニホルド付きプレナム）は、上記の要素が元の冷蔵システムに組み込まれていない、高二酸化炭素に予めフラッシング済みのコンテナ内で極低酸素環境を生成し維持するための最小限の構成である。したがって、化学処理モジュール、二酸化炭素／揮発物質（volatiles）洗浄機（呼吸する生鮮品の場合）は描かれておらず、セルフサービス又は圧力制御のための搭載（on-board）ガスは描かれていない。
【００８２】
図４は既存の冷蔵コンテナに組み込まれた完全なシステムの実施形態を、剛体の密閉可能なコンテナ４００のフロントバルクヘッドのより詳細な内部から見た完全図として示すものである。（燃料電池セルプレート／プレナムの背後で）コンテナのフロントバルクヘッド４０２に配置された吸入気体が、外気交換弁４０４に隣接して、冷却ユニットに入る前に燃料電池／生成プレナム４０８を通るように向けられ、ベースフレームモジュール４０１は気体吸入及び送出４１４においてコンタクトガスケットを有している。冷却ユニットは水素供給４０９、燃料電池４０７及び水素マニホルドを備えたプレナム４０８、ＭＡ／ＣＡシステムの電源と接続する気体駆動の発電機４０５、センサモジュール４２０、ＨＰＴＲ４０６、システムコントローラ４１２を有し、送出気体は洗浄機（scrubber）４２１を通ってコンテナの床４２２の近くに存在する。
【００８３】
剛体の冷蔵コンテナ内部の酸素濃度は、（後述するように）１００００ｐｐｍ以下のレベルに維持される。機械的冷却システムの剛体の密閉可能なコンテナ内の酸素と他のガス成分の割合は、剛体の冷蔵コンテナの内部ＭＡ／ＣＡ環境と、実質的に一致している。
【００８４】
気流は冷却ユニットに依存し、その流量は冷却ユニットの能力／サイズによって決まる。
【００８５】
本発明の機械的冷蔵システムは、３日よりも長い期間、少なくとも３０日までの期間にわたって、調整及び制御雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を提供する。ＭＡ／ＣＡ環境が維持される期間は、少なくとも３日、少なくとも４日、少なくとも５日、少なくとも６日、少なくとも７日、少なくとも８日、少なくとも９日、少なくとも１０日、少なくとも１１日、少なくとも１２日、少なくとも１３日、少なくとも１４日、少なくとも１５日、少なくとも１６日、少なくとも１７日、少なくとも１８日、少なくとも１９日、少なくとも２０日、少なくとも２１日、少なくとも２２日、少なくとも２３日、少なくとも２４日、少なくとも２５日、少なくとも２６日、少なくとも２７日、少なくとも２８日、少なくとも２９日、少なくとも３０日、少なくとも、図１に示されていないが４５日、少なくとも６０日、少なくとも７５日、少なくとも３ヶ月、少なくとも４ヶ月、少なくとも５ヶ月、６ヶ月まで或いは６ヶ月より長期間である。
【００８６】
ＭＡ／ＣＡ環境が維持される期間は、剛体の密閉可能なコンテナの気密性や、具体的なＭＡ／ＣＡ環境を確立し維持するための制御特性、及び、コンテナ内を中性から若干正の圧力に維持するために利用できる補助の二酸化炭素、窒素又は他のガスの量の影響を受ける。
【００８７】
剛体の冷蔵室又は冷蔵コンテナの気密性、及び、本発明の冷蔵システムへの統合又は適応は、特定のＭＡ／ＣＡ環境を少なくとも３０日に渡り維持する能力と組み合わさって、先行技術における輸送及び貯蔵システムに対してかなりの経済的な、食品安全上の利点を提供する。
〈酸素低減手段〉
【００８８】
本発明は、機械的冷却システムにおける剛体の冷蔵室又は冷蔵コンテナ内の酸素（Ｏ２）濃度をゼロレベル近傍に低減することのできる任意の機器の使用を含む。
【００８９】
酸素低減手段は、剛体の冷蔵コンテナ内の酸素濃度を、１００００ｐｐｍ以下、９０００ｐｐｍ以下、８０００ｐｐｍ以下、７０００ｐｐｍ以下、６０００ｐｐｍ以下、５０００ｐｐｍ以下、４０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、又は１００ｐｐｍ以下に、７２時間以内で低減するのに効果的である。
【００９０】
好ましい実施形態において、酸素低減手段は少なくとも３日間、少なくとも４日間、少なくとも５日間、少なくとも６日間、少なくとも７日間、少なくとも８日間、少なくとも９日間、少なくとも１０日間、少なくとも１１日間、少なくとも１２日間、少なくとも１３日間、少なくとも１４日間、少なくとも１５日間、少なくとも１６日間、少なくとも１７日間、少なくとも１８日間、少なくとも１９日間、少なくとも２０日間、少なくとも２１日間、少なくとも２２日間、少なくとも２３日間、少なくとも２４日間、少なくとも２５日間、少なくとも２６日間、少なくとも２７日間、少なくとも２８日間、少なくとも２９日間、少なくとも３０日間、少なくとも４５日間、少なくとも６０日間、少なくとも７５日間、少なくとも３ヶ月間、少なくとも４ヶ月間、少なくとも５ヶ月間、又は少なくとも６か月間の間、酸素濃度を効果的に低減し、維持する。
【００９１】
酸素低減手段は、高二酸化炭素濃度の冷蔵環境で動作可能な任意の機器であり、例えば、電気化学的手段（例えば燃料電池）、化学補足剤、圧力スイング機器、触媒及び高二酸化炭素の冷蔵環境において可能な限り高速に、例えば密閉されたコンテナ内を７２時間以下の期間で、酸素濃度が１％以下のレベルを実現可能な他の手段である。
【００９２】
機械的冷却システム内の気流は冷却ユニットに依存し、その流量が冷却ユニットの能力／サイズにより決まる。強制気流の流量は酸素低減手段が７２時間以下の期間で酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に低減させる機能を果たすために十分でなければならない。
【００９３】
酸素低減手段は、本発明の剛体の密閉可能なコンテナ内の酸素濃度が１００００ｐｐｍ以下、９０００ｐｐｍ以下、８０００ｐｐｍ以下、７０００ｐｐｍ以下、６０００ｐｐｍ以下、５０００ｐｐｍ以下、４０００ｐｐｍ以下、３０００ｐｐｍ以下、２０００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、又は１００ｐｐｍ以下から選択される所定のレベル以下に達し、維持されると、動作を停止するように制御され得る。
【００９４】
好ましい酸素低減手段は水素駆動の燃料電池である。
〈燃料電池〉
【００９５】
好ましい実施形態において、本発明の機械的冷蔵システムは、再循環する冷却気流／ガス流のシステムに適応した、或いはシステムの冷却ユニットに統合された１以上の燃料電池を含む。
【００９６】
本発明の好ましい実施形態では、１以上のシングルスライスの水素駆動燃料電池が、冷却吸気口又は機械的冷却システムの気体送出手段を覆って燃料電池のカソードが高体積及び速度の再循環雰囲気に最適に触れるように、戦略的に分散配置されている。
【００９７】
他の実施形態では、燃料電池装置は、所望の内部調整雰囲気を維持しながら、いくつか又は全てのカソードが外気に触れてもよいように設計される。この実施形態は（酸素低減の代わりに）電力生成を可能とし、酸素低減と電力生成の双方に対して必要に応じて自動で制御することができる。この実施形態では、本発明の機械的冷蔵システムは電力生成と酸素低減を同時に提供できることが理解される。
【００９８】
酸素濃度が１００００ｐｐｍ以下に減少すると、殆どの燃料電池カソードは電力生成のための気体または酸素を受けるように向き直されるが、１以上の燃料電池が、酸素濃度１００００ｐｐｍ以下（呼吸する生鮮品の場合、より高濃度）の酸素レベルを維持するために酸素低減配置を維持していてもよい。
【００９９】
水素燃料電池の殆どの一般的な構造は、複数の燃料電池の夫々をスタックした配置である。水素燃料電池のスタック配置は、スライス配置した個々の燃料電池を提供する水素燃料電池構造よりもコストの面でより効果的な電力生成方法であることが、当該技術の熟練者によって一般に理解される。
【０１００】
冷却との関係では、従来の電力生成用の燃料電池（例えば、米国特許第６１７９９８６号明細書）は、燃料電池を既存の冷却システムに統合しないスタック型の燃料電池構造を採用している。それ故、米国特許第６１７９９８６号は、本発明の戦略的に分布されたシングルスライス型燃料電池による相乗効果を得ることはできない。
【０１０１】
加えて、米国特許第６１７９９８６号に記載のシステムは、コンテナ又は貯蔵環境の外への酸素の放出や複雑な気体フィルタ、ガス液体分離及び水の管理を含み、大電力を必要とし極めて複雑であるため、本明細書中に記載の輸送及び貯蔵システムにおいては実用的ではない。
【０１０２】
本発明で使用する１以上の水素駆動燃料電池は、コンテナ又は貯蔵環境の外への酸素の放出を必要とせず、外部電力又は水の再循環を必要とせず、且つ、水素及び外気制御弁を別として実際上可動部品がないため、既存又は新設の冷却システムに容易に適応できる。
【０１０３】
燃料電池は典型的にはシングルスライス型の燃料電池であり、高分子電解質膜或いは「ＰＥＭ」として知られるプロトン交換膜を含んでいてよい。ＰＥＭの一例はデュポン社の「Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）」膜のような全フッ素置換された（perfluorinated）イオン交換膜である。
【０１０４】
本発明の好ましい実施形態では、複数のシングルスライス燃料電池が、冷却吸気口又は機械的冷却システムの気体送出手段を覆うように、戦略的に分散配置されている。
【０１０５】
本発明の好ましい実施形態において、酸素低減手段はアノード及びカソードを有した１以上の燃料電池であり、酸素が水素イオンと反応して剛体の冷蔵コンテナ内に水、熱及び電気を形成するように、冷却ユニットの稼働により生成される再循環する強制気流が燃料電池のカソードを横切るように向けられている。１以上の水素駆動燃料電池はアノード及びカソードを有し、１以上の燃料電池のアノードは水素源と連絡されている。
【０１０６】
燃料電池は剛体の密閉可能なコンテナの内側にあっても外側にあってもよいが、コンテナ環境及び冷却され再循環するガス流と気体のやりとりをする。本発明の実施に利用可能な他の燃料電池は、固体酸化物型燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell）、溶融炭酸塩型燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell）、アルカリ電解質型燃料電池（Alkaline Fuel Cell）、リン酸型燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell）を含む。
【０１０７】
本発明の燃料電池で利用する水素は非圧縮のガス又は圧縮ガス又は液体の形で輸送手段に搭載され貯蔵され得る。例えば、水素は低圧又は高圧ベッセル内に気体状態で、或いは固体状態として、又は液体で（極低温）タンクに貯蔵され得る。
【０１０８】
本発明の実施において、水素は酸素低減と電力生成の両方に使用され得る。圧縮された水素は安全に運搬が可能であり、本発明の機械的冷却システム内に又は隣接して含ませることができる。そのような安全な運搬は、水素漏れを検出する手段、及び、適切な時に水素供給を遮断する能力を含む。
【０１０９】
本発明の機械的冷却システムは、水素漏れ（例えば、ＢＦＭの内外の防火区画に水素が格納され、漏れを検出すると遮断される）又は火災（水素着火による場合も、そうでない場合も）を検出する手段、及び、搭載された（on-board）ＣＯ２供給又は他の消火剤を用いて消火する消火手段を更に備え、ＣＯ２が冷蔵システムに向けられる点により、消火効率を最大化するように制御される。
〈コンテナ〉
【０１１０】
好ましい実施形態において、本発明の実施に使用されるコンテナはフレキシブル又はトートではなく、剛体の密閉可能なコンテナ又は室である。例示的なコンテナは冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵の鉄道車両、冷蔵のブレイクバルク船倉、冷蔵の貯蔵室、及び冷蔵庫を含む。
【０１１１】
コンテナは典型的に海上（コンテナ又は船倉）、鉄道、高速道路、冷蔵トラック、冷蔵貯蔵筐体及び貯蔵室、独立した冷蔵庫、又は、複数区画のある冷蔵ベッセル又はフレキシブル冷蔵ベッセルを含む他の任意の冷蔵ベッセルやコンテナによって、生鮮品を貯蔵又は輸送するために使用される。
【０１１２】
本発明の機械的冷却システムは国際的な船積み規制を順守して稼働する。
【０１１３】
コンテナは、密閉可能なドア、通気孔、ドレーン及び他の貫通部及び調整部品に加え、密閉可能な吸気ポート及び／又は密閉可能な排気ポートを通る外気注入口及び送出口、又は、新規な二重用途の燃料電池カソード外気プレナム組立品を提供する。信頼できる気密性の欠如が、過去において、大規模な剛体の冷蔵コンテナ内の制御雰囲気（ＣＡ）環境（例えば極低酸素で高二酸化炭素雰囲気）の管理における主な障害として引用されてきた。最近になって、冷蔵海上コンテナの建造方法が漏れの除去の点で改良された。したがって、本発明はより信頼性の高い気密性を与えるコンテナを提供し、当該コンテナはこの発明の新規な特徴と組み合さることにより環境制御における失敗を最小にし、温度及び酸素制御における異常が起こった場合にそれらを緩和させて、ＣＡ環境の一貫性を容易に実現する。
【０１１４】
好ましい実施形態において、本発明の実施に使用される荷積みコンテナは、本質的に酸素透過性を有しない。
【０１１５】
本発明の機械的冷却システムは、サービス前に気密性を検出、確認し、輸送又は貯蔵中において、リアルタイムで漏れの問題を検出、緩和し、通信する能力を含み得る。
【０１１６】
好ましい実施形態は連続したセルフモニタリング、ロギング、及び状態警告の通信のための完全に自動化されたシステムコントロールを含む。システムコントロールはまた、異なる生鮮品に対して適切なサービスパラメータの自動選択及び配信、「絶対確実な」自己診断、自動化された初期ＭＡサービスを可能にし、様々なシステム異常による損失を全体で最小化するための随意的に無線通信される警告及び警報を含む、異常予測及び自動軽減機能に対する危機的ＭＡ／ＣＡ及び冷蔵環境変数の連続したメンテナンス及び解析を可能にする。ローカルの、又はクラウドベースのデータベースはデータ通信及び検索に対する全ての関連する情報を保持している。上記のシステムコントロールは輸送又は貯蔵コンテナ、ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬ内に存在し得る。
〈制御雰囲気（ＣＡ）荷積みロック（Loading Lock）（「ＣＡＬＬ」）及び制御雰囲気〉
【０１１７】
いくつかの実施形態では、基本のＭＡ／ＣＡ環境の望まれない変化を最小にするために、基本ＭＡ／ＣＡ貯蔵又は輸送環境から生鮮製品の周期的な補充、取り出しを管理するための荷積み、条件設定（pre-conditioning）、荷降ろし／取り外し手段及び方法を備えている。これは稼働コストの最適化、及び確立したＭＡ／ＣＡ環境内に既に保管されている生鮮品の新鮮さが延長されるべき保存可能期間の減少の抑制に奏する。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、方法及びシステムは、生鮮製品を条件設定し、周囲気体から基本ＭＡ／ＣＡ貯蔵又は輸送コンテナ／室へ移動させるのに有用な制御雰囲気（ＣＡ）荷積みロック又は「ＣＡＬＬ」を含んでなる。ＣＡＬＬは、生鮮品を基本の貯蔵、棚卸しコンテナへと移動させる前に、上記基本コンテナ内に提供される高二酸化炭素で低酸素の、温度制御される基本のＭＡ／ＣＡ環境に必要な条件を確立し、維持する。
【０１１９】
実施形態は、任意ではあるが、二酸化炭素、窒素、及び他の揮発性物質や分散性物質を、追加的な又は代替の条件設定法及び工程として導入する手段を備える。好ましい実施形態において、輸送又は貯蔵ユニットは、二酸化炭素、窒素、及び他の揮発性物質や分散性物質（例えば、湿度、オゾン、ＭＣＰ）を導入する手段と併せて、酸素低減手段（好ましくは水素で動作する燃料電池）を備えてなる。
【０１２０】
いくつかの状況では、ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬ内の高二酸化炭素で低酸素ＭＡ／ＣＡ環境の確立を加速させるため、ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬに二酸化炭素を導入する前に、真空が適用される。他の状況では、必要な高二酸化炭素、低酸素ＭＡ／ＣＡ環境を実現するため、酸素低減手段もＣＡＬＬに適用される。
【０１２１】
ＭＡ／ＣＡ棚卸し能力はＣＡＬＬ又はＣＡＵＬに存在してもよい。更に、ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬは、高二酸化炭素で低酸素ＭＡ／ＣＡ環境の管理及び維持に効果的な検知、制御、及びユーザインタフェース手段を備え得る。
【０１２２】
ＣＡＬＬは基本の貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境でガス交換する前に、生鮮製品を条件設定し、酸素を除去するように機能し得る。これらの特徴は生鮮製品をＭＡ／ＣＡコンテナ又は室に追加した際の空気、取り込まれた空気、酸素及び浮遊する環境成分による基本コンテナＭＡ／ＣＡ環境の望まれない劣化を低減する。
【０１２３】
いくつかの実施形態はＣＡＬＬ及びＣＡＵＬ機器の両方を備えてなるが、他に、基本の貯蔵又は棚卸しコンテナから生鮮品を適切に荷積み又は荷降ろしするよう機能する１つの結合ＣＡＬＬ／ＣＡＵＬ機器を備えてもよい。
【０１２４】
図６に、密閉可能な冷蔵貯蔵室６００及び多数のＣＡ荷積みロック（ＣＡＬＬ）及びＣＡ荷降ろしロック（ＣＡＵＬ）６０１を有する大規模なＭＡ／ＣＡ貯蔵設備の外側を示す。
【０１２５】
好ましい実施形態において、ＣＡＵＬは、貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境からの生鮮品の周期的な取り出しを容易にするために採用される。
【０１２６】
密閉可能なＣＡＵＬは、自動で作動する密閉可能な入口ドア、又は、基本の貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境とＣＡＵＬとの間の遮断物（closure）を備え得る。このドア又は遮断物は、通常の動作において、荷降ろし以外ではＣＡＵＬが貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境と平衡な一定の雰囲気になるように動作が行われないので、任意ではあるが、開放されている。ＣＡＵＬが貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境と平衡状態にない場合、荷降ろしドアは密閉された状態を維持していなければならず、ＣＡＵＬ雰囲気は荷降ろしドアを開ける前に貯蔵又は棚卸しＭＡ／ＣＡ環境へ調整されていなければならない。
【０１２７】
生鮮製品がＣＡＵＬに搬送された後、密閉可能な荷降ろしドアは閉じられ、続いて、外気のＣＡＵＬ及び／又は基本ＭＡ／ＣＡコンテナ／室への侵入を防ぐために通常は閉じられ、密閉されている密閉可能な出口／荷降ろし／調整（dispensing）ドア又は遮断物が開放される。
【０１２８】
単に生鮮品を取り出すのであれば、ＣＡＵＬはただ、生鮮品が取り出される際の周囲気体の基本コンテナへの流入を阻止又は低減するだけでよい。したがって、一実施形態において、ＣＡＵＬは２つの密閉可能なドアを有していてよく、うち１つは密閉された基本チャンバードアと共有され、１つの生鮮品をＣＡＵＬから周囲条件へ取り出すための外側ドアを有する。基本チャンバー排出ドアを開ける前に、外側ドアを閉じて密閉した状態でＣＡＵＬチャンバーの急速ＣＯ２フラッシングを行うのが、ＣＡＵＬチャンバー雰囲気を調整するための１つの好ましい方法であろう。チャンバー内の気体の大部分が二酸化炭素に置き換えられると、基本チャンバードアが開放され、生鮮品がＣＡＵＬ内に運ばれ、基本チャンバードアが閉じられ密閉され、外側ＣＡＵＬドアが開かれて、生鮮品が周囲環境に運搬される。また別の実施形態では、ＣＡＬＬ及び／又はＣＡＵＬは、荷積み又は荷降ろしの何れかの場合に周囲側へ、生鮮品の輸送動作の場合には基本チャンバードア側へ回転することによって基本コンテナ内へ／からの荷積み／荷降ろしを可能とする、１つの密閉可能なドアを有する回転するチャンバーで構成してもよい。
【０１２９】
ＣＡＵＬから生鮮品を取り出し／運搬した後、入口及び出口ドアが追加の周囲気体の侵入を防ぐために閉められ、ＣＡＵＬ内の残存気体は酸素低減手段によって酸素が除去されるか、又は基本チャンバーへの入口ドアを再び開ける前に非酸素ガスで洗い流される。
【０１３０】
任意ではあるが、ＣＡＵＬは外部ガス注入及びフラッシング手段を備える。ガスフラッシング手段は、気体を代替ガス又は混合ガスを用いてＣＡＵＬチャンバー外へと掃き出すための密閉可能な弁を含み得る。
【０１３１】
ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬチャンバーは、任意ではあるが、空気以外のガス及び分散性成分を希薄化するために、気体又は別の処理チャンバーへ出ていく前に、空気または他のガスを用いて通気されるようにしてもよい。この実施形態の例は、ＣＡ雰囲気における一酸化炭素の使用、又は、作業員が触れないようにチャンバーから二酸化炭素又はオゾンを排出する必要性を含む。
【０１３２】
ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬチャンバーは冷却ユニットを備えていてもよく、冷却ユニットは、上述した通り、当該冷却ユニットに統合され又は適応された酸素低減手段を任意で備え得る。ＣＡＬＬ及びＣＡＵＬは２重機能のために結合されていてもよい。
【０１３３】
ＣＡＬＬ又はＣＡＵＬチャンバーのサイズは、チャンバーにより取り扱われるユニットサイズの範囲によって決まり、最も小さな小売パッケージと同様に小さくも、複数パレット又は数トンの製品と同様に大きくもなり得る。生鮮製品ユニットは任意の実現可能な手段によってＣＡＬＬ又はＣＡＵＬへ荷積みされる。生鮮ユニットはその重さがグラムからトンまでの範囲に及ぶ。図６は、多数のＣＡ荷積みロック（ＣＡＬＬ）及びＣＡ荷降ろしロック（ＣＡＵＬ）を有する、例示的な大規模ＭＡ／ＣＡ貯蔵設備の外側を示している。
【０１３４】
複数のＣＡＬＬ／ＣＡＵＬチャンバーは、例えばトラックの荷降ろし及び荷積みドックとしても利用可能な、大きな製品又は貯蔵設備向けに想定される。
〈バックアップシステム〉
【０１３５】
本発明における機械的冷蔵システムの有効性は、延長された期間、調整及び制御雰囲気を維持する能力に基づく。
【０１３６】
任意ではあるが、本発明はシステムの動作パラメータを実行し、望まれない傾向や条件を検知するためにリアルタイムで温度、湿度、酸素及び／又は二酸化炭素を監視するシステム及びアルゴリズムを提供する。好ましくない傾向又は条件が検知された場合、システムは生鮮品の価値低下を阻止又は最小にするように設計された、当該イベントを適切な利害関係者に通信する修正動作を自動的に開始する。好ましい実施形態は、連続的なセルフモニタリング、ロギング、及び状態警告の通信のための完全に自動化されたシステムコントロールを含む。
【０１３７】
一実施形態において、剛体の密閉可能なコンテナは酸素検知及び制御手段、二酸化炭素検知及び制御手段、温度検知及び制御手段、及び、湿度検知、制御及び増大手段の１以上を含んでなる。
【０１３８】
機械的冷蔵システムの監視、及び通信システムはまた、膨張／折り畳み可能な空気袋（bladder）を有した又は有しない（体積圧力を補償する）圧力センサにより制御される搭載ガスの一定の正圧の維持を提供する。
【０１３９】
好ましい実施形態において、本発明の機械的冷却システムにおける監視、制御及び通信システムは、特定の条件における気体または酸素の増加と並行して、自動的に二酸化炭素を放出させる。
【０１４０】
本発明の機械的冷却システムにおける剛体の密閉可能なコンテナは、上部及び底部気体プレナムを有した二重用途の燃料電池構造を任意で備えていてもよく、当該上部及び底部気体プレナムは、外気がコンテナ内に侵入しないように密閉されているか、或いは外気がコンテナ内に侵入できるように又は燃料電池カソードのみに触れることができるように逆に開放されている。
【０１４１】
本発明の機械的冷却システムにおける剛体の密閉可能なコンテナは、液体又は圧縮された二酸化炭素、窒素、水素、及び、圧縮されていない水素等の取り外し可能な搭載ガスを任意で備えていてもよい。圧縮されていない水素はその圧力が４０ｐｓｉ未満で定義される。
【０１４２】
搭載ガスは剛体の密閉可能なコンテナ内にあってもよく、剛体の密閉可能なコンテナ外に、剛体の密閉可能なコンテナ内部の部品又はコンテナ内のガス雰囲気とガス間でやりとりが可能なように設けられていてもよい。
【０１４３】
様々なコンポーネントに内蔵された取り外し可能な、又は固定の無線送受信機は、本発明の機械的冷蔵システムのＣＡ／ＭＡシステムの制御及び通信を可能とするのに有用であり、任意に含まれる。
【０１４４】
機械的冷蔵システムはバックアップ電源のための電池（例えば、ＭＡ／ＣＡシステム又は冷却システムの電池）を含み得る。燃料電池は、酸素低減と、冷却及び／又は電池の充電能力のための電力供給との２重の機能を提供し得る。冷却システムの再循環気体で駆動する発電機は、ＭＡ／ＣＡシステムのバックアップ電源の充電に効果的であり、本発明に任意で含まれる。
〈電力生成〉
【０１４５】
一態様において、本発明は燃料電池による電力生成を提供するが、当該燃料電池は本発明の機械的冷蔵システムにおける酸素低減手段としての役割を果たしている。機械的冷蔵システムの燃料電池が電力生成／電力生産モードにあるとき、燃料電池は冷却のための基本及びバックアップの両方に電力を提供でき、１以上の電池を充電するためにシステムが使用され得る。
【０１４６】
本発明の機械的冷蔵システムは、例えば非呼吸の生鮮品の貯蔵及び輸送のための高ＣＯ２／低Ｏ２環境等、機械的冷蔵システムの調整雰囲気環境において所望のガス成分の混合を維持している間は、電力生産モードでの動作を可能とし得る。
【０１４７】
酸素低減燃料電池は冷却及び追加のＭＡ／ＣＡシステム及び／又は電池充電設備のための電力を提供するように構成され、冷えた生鮮品の輸送また貯蔵のための、より信頼性の高く低電力であり、電力線を利用できない期間においても高価な追加の発電機を必要としない冷却システムを潜在的に可能とし得る。従来の冷却システムでは、従来の化石燃料の燃焼による発電機「Ｇｅｎ  Ｓｅｔｓ」が、予期される又は予期しない主電力の停止期間中に電力を供給するため、一時的又は永久的に、海上（コンテナ又は船倉）、鉄道、高速道路、冷蔵トラック、独立した冷蔵庫、冷蔵貯蔵筐体及び室、他の冷蔵ベッセル及び他の移動システムに（例えばクリップ留めされて）取り付けられなければならなかった。
【０１４８】
したがって、この新規な、二重用途の、燃料電池ベースの発明は、これら高価で高カーボンフットプリントの発電機を潜在的に除外できるという点において、追加的な経済的価値を提供する。好ましい実施形態はまた、低酸素の（電力を生成しない）条件にあっても配線を接続する必要なく、ＭＡ／ＣＡシステムの電池が充電された状態を維持するための冷却システムの気流で稼働する発電機を備え、冷却システムの電力状態に拘らず緩和及び通信機能を含むすべての制御オプションを維持し、上記システムの可搬性及び信頼性を増大させる。
【０１４９】
本発明の機械的冷蔵システムが電力生成モードにあるとき、燃料電池は典型的には剛体の密閉可能なコンテナ内の再循環するＭＡ／ＣＡ流、又は、剛体の密閉可能なコンテナ内のＭＡ／ＣＡ雰囲気とやりとりされることのない気体又は他の酸素源の何れかと触れるスイッチ可能な燃料電池カソードを含み、所望のコンテナガス濃度成分を維持する。
【０１５０】
本発明の機械的冷蔵システムが電力生成モードにあるとき、電気化学的酸素低減手段のために必要な水素を供給する搭載燃料又は燃料源は、圧縮された又は圧縮されていない水素、或いはメタン、ＬＮＧ、ＫＯＨ、水又は他の適当な電気化学的燃料を含む他の水素源、及び、夫々の水素源から水素を変換または生成するための動力を含んで提供される。
【０１５１】
再循環する酸素の低減機能から、低酸素、高二酸化炭素雰囲気を損なうことのない電力生産のための燃料電池を介した気体（または酸素）循環へ切り替え可能な燃料電池取り付けプレート／プレナムの設計は、シングルスライス燃料電池のカソードプレートのための密閉可能なポートと二位置弁とを有したプレナムを含むことができる。
【０１５２】
この実施形態の一例において、本発明は二重用途の燃料電池組立品及び外気入口プレナム組立品を提供する。図３ａ及びｂに例示するように、この実施形態では、燃料電池はラバー／フレキシブルシール／Ｏリングが各カソードプレートの周囲に取り付けられ又は搭載されたヒンジ付きのプレート上に取り付けられ、当該ヒンジ付きプレートの全体が、（燃料電池を取り付けた状態で）対応する気体プレナムプレートと（オスのカソードシール組立品とメスの気体プレナム組立品の間で）堅く結合するように構成されている。気体プレナムプレートは気体プレナム内への気体侵入及び漏れを防ぐため、オスの燃料電池カソードがメスの気体プレナム内で強制的に密閉されるまで、内側で密閉されている。カソードが対応する気体プレナムプレート内で密閉されると、気体プレナムの外気弁が開放位置で動作し、電力生産のため気体がカソードにアクセスすることが可能となる。この実施形態では、カソードプレートへの気体のアクセスを維持するために水除去手段が必要となるかもしれない。第１の位置において、二位置弁は、プレナムがＭＡ／ＣＡ環境とガス交換し、燃料電池が酸素低減手段として機能するように、外気または酸素の侵入を密封、遮断する。
【０１５３】
第２の位置は、燃料電池カソードが気体プレナムに密閉され、プレナム内の成分とのみガス交換するように、燃料電池プレートとプレナムの結合動作の後で動作する。燃料電池プレートの作動と密閉工程の完了に基づき、所望の内部コンテナガス成分の混合を維持しながら効果的に電力を生産するために、プレナムの二位置弁が外気又は電力生産のための別の酸素源に対して開放される。
【０１５４】
図５Ａ〜５Ｃは、気体プレナム遮断弁５０２、冷却気体戻り吸入口スクリーン５０３、及び、ヒンジ可動或いは別の方法で移動可能で、カソードＯリングとメインシール５０６を介して気体プレナムを密閉する燃料電池取り付けプレート５０４を有する、剛体の密閉可能なコンテナに固定された気体プレナム５０１付きのフロントバルクヘッド５００を示している。気体遮断弁５０２が開放状態のとき、外気５０８はシステムに入ることができる。
【０１５５】
ＣＡ動作において、剛体の密閉可能なコンテナ内は、低酸素雰囲気の維持を補助するため、常時、若干の正圧に維持される。機械的に作動される燃料電池の密閉圧力を増大させるために正圧を可能とするヒンジ付きプレートが望ましい特徴である。気体プレナムはまた、温度又は酸素制御に異常が発生し、低酸素高二酸化炭素雰囲気の通気が必要な際に、外気アクセス（外気入口ポート）を提供する役割を果たす。この状況において、燃料電池が気体をコンテナ内に許容する位置にない状態で、気体プレナムアクセス弁が開放される。
〈有用性〉
【０１５６】
本発明は海産食品を含む非呼吸の生鮮品のＭＡ／ＣＡ環境での輸送及び貯蔵のための冷却能力を促進させる。本明細書に記載の生鮮品の鮮度を延長させるためのＭＡ／ＣＡシステム及び工程は、現在利用されている先行技術の冷蔵コンテナ、貯蔵システム、ＭＡＰ及びＣＡＰ（流通包装）応用と、形、機能及びコストにおいて実質的に異なる。
【０１５７】
本明細書に記載の発明は、非呼吸の（及び、呼吸する）生鮮品の保存可能期間、及び、マーケティング、販売において使用可能な時間を２倍、３倍或いは４倍にするのに効果的であり得る。
【０１５８】
本発明は、新鮮な海産食品及び他の新鮮なたんぱく質に対して、環境を損なわせる包装廃棄物を低減し実質的により低カーボンフットプリントでありながら、著しく低コストであり、より安全で管理可能な物流サービスを容易にする。本発明はさらに、新鮮な海産食品のような製品がＭＡ／ＣＡ環境から取り出された後においても、より一貫した品質を提供する。
〈例〉
【０１５９】
本発明は以下の例によって更に説明される。例は説明目的においてのみ提供される。これらは本発明の範囲又は内容を限定するものとして解釈されるべきものでは決してない。
〈例１．新鮮な天然アラスカサーモン〉
【０１６０】
例えば、適切に処理された新鮮な天然アラスカサーモンが、上記記載の本発明を備えた冷蔵貯蔵所又はコンテナ内に、新鮮なまま在庫に加えられる。新鮮な天然アラスカサーモンの市場価格は、通常、非常に利益性が高い。本明細書に記載の発明は新鮮な保存可能期間及び生鮮品のマーケティング、販売において使用可能な時間を３倍及び４倍にするのを容易にする。
〈例２．新鮮なサーモンの低コスト海上荷物による世界規模の輸送〉
【０１６１】
加えて、米国で消費される新鮮なサーモンのうち６０％を超える量（２０１２年において、１.５億ポンド）が、高コストでポンド当たりのカーボンフットプリントが海上輸送と比べて９９％も高いジェット航空機によって輸入されている。この発明は新鮮なサーモンの世界輸送を低コストの海上荷物により行うことを可能にする。航空荷物としての新鮮なサーモンは「スタイロフォーム」に入れて輸送され、生分解できない地球規模の廃棄物汚染の原因となっている。上記記載の本発明では（航空荷物と異なり）連続的に冷蔵されるため、「スタイロフォーム」は再利用可能な段ボール製の箱で置き換えることができる。
〈例３．コンテナが港で荷降ろしされ、不適切に取り扱われた場合のバックアップ電源〉
【０１６２】
冷蔵海上コンテナは、港から／港までトラックで運ぶ間、及び、荷積み、荷降ろし及び他の船への積み直しの間、電力なしの状態になることが時々ある。「クリップ留めの」発電機がいつでも利用可能か、或いはコンテナに付属しているとは限らないので、冷却温度が損なわれることがある。上記記載の本発明は、二重用途の燃料電池オプションの効果によって、これらの妨害に対する内蔵の解決策を提供する。ＭＡ／ＣＡシステム燃料電池は冷却システムのバックアップ電源を充電するように構成されることができ、通常の電力線が存在しない場合にバックアップ電力を提供するように切り替えられることができる。
〈例４．酸素の低下又は適切な温度制御が検知され、緩和される〉
【０１６３】
温度制御がＦＤＡにおける許容限界の範囲にないか、酸素制御が品質最適化のための限界の範囲にないとＭＡ／ＣＡシステムが判断した場合、ＦＤＡの要求に違反するのを防ぎ、及び／又は、品質の低下を最小限にするように、専用のアルゴリズムが自動的に環境を調節する一方、上記の問題をリアルタイムで利害関係者に通信する。
【０１６４】
当該技術の熟練者にとって明白であるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記の態様及び実施形態について、様々な修正及び変形が可能である。そのような修正及び変形はこの発明の範囲内にある。
【０１６５】
以下の条項はカテーテル組立ハンドルに関する方法の種々の例の態様を記載するものである。
【０１６６】
１．機械的冷蔵システムにおいて調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成し、維持する方法であって、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートとともに少なくとも１つの冷却ユニットを有する剛体の密閉可能なコンテナを用意する工程と、
酸素低減手段を前記機械的冷蔵システムに統合又は適応させる工程と、
前記機械的冷却ユニットの稼働によって、前記機械的冷却ユニットを通過し、再循環する強制雰囲気流を生成する工程と、
酸素濃度が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部において、７２時間以下の期間、１００００ｐｐｍ以下に低減し、維持されるように、前記再循環する強制雰囲気流を使用して前記酸素低減手段を酸素低減モードで動作させる工程を含む。
【０１６７】
２．前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に低減するために、前記酸素低減手段を動作させる工程を更に含む、条項１の方法。
【０１６８】
３．前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の酸素濃度を、７２時間以下の期間、１０００ｐｐｍ以下に低減するために前記酸素低減手段を動作させる工程を更に含む、条項１の方法。
【０１６９】
４．前記酸素低減手段を動作させる工程が、２５〜１００％の二酸化炭素濃度を含むＭＡ／ＣＡ環境で実行される、条項１〜３の何れかの方法。
【０１７０】
５．前記酸素低減手段を動作させる工程が、９０％を超える二酸化炭素濃度を含むＭＡ／ＣＡ環境で実行される、条項１〜４の何れかの方法。
【０１７１】
６．前記酸素低減手段が、電気化学的手段、触媒手段、化学又は生化学的手段、機械的手段、圧力スイング及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、条項１〜５の何れかの方法。
【０１７２】
７．前記再循環する強制雰囲気流が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の周囲雰囲気環境から出発し、
前記酸素低減手段を統合又は適応させる工程が、
夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素駆動の燃料電池を使用して実行し、
前記再循環する強制雰囲気流が、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられる、条項１〜６の何れかの方法。
【０１７３】
８．前記剛体の密閉可能なコンテナが、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、及び、冷蔵庫からなる群から選択される、条項１〜７の何れかの方法。
【０１７４】
９．燃料電池を、前記酸素低減モードにある場合前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成モードにある場合前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外からの気体または別の酸素源と、選択的に接触させる工程を更に有する、条項７に記載の方法。
【０１７５】
１０．前記機械的冷蔵システムにおける前記剛体の密閉可能なコンテナ内の呼吸しない生鮮品のための輸送及び貯蔵のうち少なくとも１つを更に有する、条項１〜９の何れかの方法。
【０１７６】
１１．前記システムが、生鮮製品の周期的な取り出しを容易にするための制御雰囲気荷降ろしロック（ＣＡＵＬ）を更に有し、前記ＣＡＵＬが、２５％を超える二酸化炭素濃度、１００００ｐｐｍを超えない酸素濃度、及び、温度制御される環境からなる条件を維持可能である、条項１、６〜１０の何れかの方法。
【０１７７】
１２．前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行する、条項９の方法。
【０１７８】
１３．調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）システムであって、
コンテナ内部を規定する剛体の密閉可能なコンテナ、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートを有した機械的冷却ユニット、及び、
前記機械的冷却システムに適応され、前記強制雰囲気流に沿って位置決めされた酸素低減手段を備え、
前記機械的冷却ユニットは、前記コンテナ内部から、前記機械的冷却ユニットを通って前記コンテナ内部へと戻る再循環する強制雰囲気流を生成可能であり、
前記酸素低減手段は、前記コンテナ内部の酸素濃度を１００００ｐｐｍ以下に維持可能である。
【０１７９】
１４．酸素低減手段は、前記コンテナ内部の二酸化炭素濃度が２５〜１００％で、酸素濃度を１００００ｐｐｍ以下に維持可能である、条項１３のシステム。
【０１８０】
１５．前記酸素低減手段は、前記コンテナ内部の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に維持可能である、条項１３又は１４の何れかのシステム。
【０１８１】
１６．酸素低減手段は、前記コンテナ内部の二酸化炭素濃度が２５〜１００％で、酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に維持可能である、条項１３のシステム。
【０１８２】
１７．前記酸素低減手段が、電気化学的手段、化学又は生化学的手段、機械的手段、触媒手段、圧力スイング及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、条項１３〜１６の何れかのシステム。
【０１８３】
１８．前記電気化学的酸素低減手段が、直接の水素駆動の燃料電池技術に基づくものである、条項１７のシステム。
【０１８４】
１９．１以上の燃料電池が、前記機械的冷却システムに統合され又は適応されている、条項１８のシステム。
【０１８５】
２０．前記酸素低減手段が、夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素燃料電池を含み、
前記再循環する強制雰囲気流が、前記アノードが水素源と連絡し、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられる、条項１３〜１６の何れかのシステム。
【０１８６】
２１．少なくとも１つの燃料電池が前記剛体の密閉可能なコンテナ内に設けられている、条項２０のシステム。
【０１８７】
２２．前記剛体の密閉可能なコンテナが、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、及び、冷蔵庫からなる群から選択される、条項１３〜２１の何れかのシステム。
【０１８８】
２３．燃料電池を、前記酸素低減手段動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内の雰囲気から前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外の酸素源と、選択的に接触させる手段を更に有する、条項２０〜２２の何れかのシステム。
【０１８９】
２４．前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、前記システムは、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように前記冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行する、条項２３のシステム。
【０１９０】
２５．前記コンテナ内部は周囲コンテナガスを含み、更に気体バイパス組立品を備え、
前記気体バイパス組立品は、
前記周囲コンテナガス以外のガスである酸素を含む非周囲ガスを前記１以上の水素燃料電池に向ける気体送出部と、
前記非周辺ガスを前記１以上の水素燃料電池から前記コンテナ内部より外の領域に向ける気体戻り部と、を更に備える、条項２０〜２４の何れかのシステム。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月26日(2015.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的冷蔵システムにおいて調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）環境を生成し、維持する方法であって、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートとともに少なくとも１つの冷却ユニットを有する剛体の密閉可能なコンテナを用意する工程と、
酸素低減手段を前記機械的冷蔵システムに統合又は適応させる工程と、
前記機械的冷却ユニットの稼働によって、前記機械的冷却ユニットを通過し、再循環する強制雰囲気流を生成する工程と、
酸素濃度が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部において、７２時間以下の期間、１００００ｐｐｍ以下に低減し、維持されるように、前記再循環する強制雰囲気流を使用して前記酸素低減手段を酸素低減モードで動作させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の酸素濃度を、７２時間以下の期間、１０００ｐｐｍ以下に低減するために前記酸素低減手段を動作させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸素低減手段を動作させる工程が、２５〜１００％の二酸化炭素濃度を含むＭＡ／ＣＡ環境で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記再循環する強制雰囲気流が、前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の周囲雰囲気環境から出発し、
前記酸素低減手段を統合又は適応させる工程が、
夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素駆動の燃料電池を使用して実行し、
前記再循環する強制雰囲気流が、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記燃料電池を、前記酸素低減モードにある場合前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成モードにある場合前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外からの気体または別の酸素源と、選択的に接触させる工程を更に有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記機械的冷蔵システムにおける前記剛体の密閉可能なコンテナ内の呼吸しない生鮮品のための輸送及び貯蔵のうち少なくとも１つを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記システムが、生鮮製品の周期的な取り出しを容易にするための制御雰囲気荷降ろしロック（ＣＡＵＬ）を更に有し、前記ＣＡＵＬが、２５％を超える二酸化炭素濃度、１００００ｐｐｍを超えない酸素濃度、及び、温度制御される環境からなる条件を維持可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
調整及び制御された雰囲気（ＭＡ／ＣＡ）システムであって、
コンテナ内部を規定する剛体の密閉可能なコンテナ、
少なくとも１つの密閉可能なガスポートを有した機械的冷却ユニット、及び、
前記機械的冷却システムに適応され、前記強制雰囲気流に沿って位置決めされた酸素低減手段を備え、
前記機械的冷却ユニットは、前記コンテナ内部から、前記機械的冷却ユニットを通って前記コンテナ内部へと戻る再循環する強制雰囲気流を生成可能であり、
前記酸素低減手段は、前記コンテナ内部の酸素濃度を１００００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
酸素低減手段は、前記コンテナ内部の二酸化炭素濃度が２５〜１００％で、酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下に維持可能であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記酸素低減手段が、夫々がアノードとカソードを有する１以上の水素燃料電池を含み、
前記再循環する強制雰囲気流が、前記アノードが水素源と連絡し、酸素が水素イオンと反応して水、熱及び電気を形成する前記１以上の燃料電池を横切るように向けられることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記剛体の密閉可能なコンテナが、冷蔵荷積みコンテナ、冷蔵トラック、冷蔵鉄道車両、冷蔵ブレイクバルク船倉、冷蔵貯蔵室、及び、冷蔵庫からなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記燃料電池を、前記酸素低減手段動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内の雰囲気から前記再循環する強制雰囲気流と、又は、電力生成動作ステップ中は前記剛体の密閉可能なコンテナ内部の前記雰囲気以外の酸素源と、選択的に接触させる手段を更に有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記機械的冷蔵システムが前記電力生成モードにあるとき、前記システムは、
１以上の電池の充電、
温度制御を提供するように前記冷却ユニットの稼働の維持、及び、
特定の酸素濃度を維持するように前記酸素低減手段の動作の維持、
の１以上を効果的に実行することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンテナ内部は周囲コンテナガスを含み、更に気体バイパス組立品を備え、
前記気体バイパス組立品は、
前記周囲コンテナガス以外のガスである酸素を含む非周囲ガスを前記１以上の水素燃料電池に向ける気体送出部と、
前記非周囲ガスを前記１以上の水素燃料電池から前記コンテナ内部より外の領域に向ける気体戻り部と、を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【国際調査報告】
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