一种充气封装系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及包装技术领域，具体涉及一种充气封装系统及其应用。包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；第一进气单元与除水装置相连接，第一进气单元用于与封装袋连接以将除水装置排出的气体充入封装袋内；热压装置对封装袋进行热压密封。本发明专利技术所提供的充气封装系统以氢气作为植物种子的保护性气体，保证植物种子长期存放后的发芽率和成苗后的生长状态。

An inflatable packaging system and its application

【技术实现步骤摘要】
一种充气封装系统及其应用
本专利技术涉及包装
，具体涉及一种充气封装系统及其应用。
技术介绍
目前国内植物种子储存及保鲜基本靠以下三种途径来完成：1.采用二氧化碳或者氮气充盈，降低氧含量的方式，来抑制植物种子的呼吸作用；2.控制植物种子和储存环境的水含量，一般谷类作物种子为12～14％，油质种子为7～9％，此范围条件下，种子内部原生质为凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸微弱，种子可以安全储存。当含水量超出安全范围值时，种子内部的的原生质由凝胶转变为溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大加强，呼吸作用增强；3.降低储存环境温度，一般不超过15℃，抑制种子内部呼吸酶的活性，达到安全储藏的目的。即便植物种子在以上安全条件下储藏，随着时间的延长，其种子发芽率会呈现逐渐降低的趋势。而氢气在农业上具有提升种子发芽率，促进种子发芽，幼苗发育，不定根生长等作用，同时具备提高植物种子抗胁迫能力的作用，如干旱、高盐、重金属离子、农药伤害、紫外辐射和病虫危害等。由此可见，在氢气氛围下储存植物种子将成为一种解决目前植物种子存储所遇问题的一种方法。针对该问题特提出本专利技术，本专利技术采用新型甲醇重整制氢的方法生成75％的H2以及25％的CO2，因为CO2也同时能抑制植物的呼吸作用，因此这两种气体将协同为植物种子保鲜、提升种子发芽率和抗胁迫性方面起到很好的作用。而现有技术中，不论是真空封装方式，还是充装CO2或者N2，都不能对对植物种子的发芽和后期生长有更好的提升和促进作用。真空封装虽然实现成本较低，虽然可以实现短期内种子保鲜，但长期储存，因为内部真空环境导致内外压差较大，空气和水汽很容易渗入包装袋内，不利于种子的长期保存。充装CO2或者N2，其采购成本和运输成本较高。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种充气封装系统及其应用。具体技术方案如下：一种充气封装系统，包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；重整制氢反应装置，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；气体冷却装置，与所述重整制氢反应装置相连接，所述气体冷却装置用于接收所述重整制氢反应装置排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；除水装置，与所述气体冷却装置相连接，所述除水装置用于收集或去除所述气体冷却装置所产生的水；气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置排出的气体充入所述封装袋内；热压装置，用于对所述封装袋进行热压密封。本专利技术所述的充气封装系统，优选地，所述重整制氢反应装置，包括由第一筛板和第二筛板依次分隔而成的气化单元、甲醇重整单元以及CO氧化单元；其中，所述气化单元用于甲醇水溶液的气化；所述甲醇重整单元用于将气化后的甲醇水溶液重整；所述CO氧化单元用于将重整产生的CO氧化；在所述气化单元上设有物料入口，在所述CO氧化单元上设有气体出口。本专利技术中所述的甲醇重整单元，可以在甲醇重整催化剂存在的条件下，发生甲醇重整制氢的反应。反应方程式如下：CH3OH→CO+2H2H2O+CO→CO2+H2CH3OH+H2O→CO2+3H2甲醇重整制氢的反应会生成氢气，同时会产生一定的CO和CO2。本专利技术中所述的CO氧化单元，可以在一氧化碳低温催化剂，通过一氧化碳低温催化反应来实现一氧化碳的氧化，该反应方程式如下：CO+H2O→CO2+H2+41.19kJ/mol优选地，所述甲醇重整催化剂包括铜、锌、铝、钯等金属或铜、锌、铝、钯等金属的氧化物中的至少一种，例如Cu-Zn-Al2O3(更例如采用商业渠道可获得的SCST-401型催化剂)。一氧化碳低温催化剂包括铜、锌、铝、铁、钯等金属或铜、锌、铝、铁、钯等金属的氧化物中的至少一种，例如CuO-ZnO-Al2O3(例如采用商业渠道可获得的SCST-231型催化剂)。本专利技术对此更优选地，所述甲醇水溶液中，甲醇与水的体积比为(0.9-1.5)：1。本专利技术所述的甲醇重整制氢设备中，所述的第一筛板108的筛孔数量在6～64个之间。所述的第二筛板109的筛孔数量在6～64个之间。本专利技术所述的充气封装系统，作为优选的技术方案，还包括：第一控温装置，能够控制所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内的温度为第一设定值；优选地，所述第一设定值在200～350℃之间。本专利技术所述的第一控温装置，可以包括感温元件、控制电路、加热件等，运作时可以由感温元件与控制电路相结合而成的一个具有控温功能的整体电路，并借由控制电路调整加热件的功率的改变从而调整加热的效率，以完成控温。上述的加热件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内，以升高或保持所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内的温度；感温元件可以包含多个，分别设置在所述甲醇重整单元以及CO氧化单元内，用于测量相应单元内的温度。本领域技术人员可以理解，本专利技术中所述的甲醇重整单元以及CO氧化单元内均可充填有相应反应所需的催化剂，所述的催化剂可依据实际生产需要进行选择，本专利技术对此不做限定。本专利技术所述重整制氢反应装置的材质选自不锈钢，铝镁合金，紫铜和黄铜中的至少一种。本专利技术所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：换热装置，包括气体通道、液体通道，其中，液体通道的入口用于接收甲醇水溶液，液体通道的出口与所述物料入口相连；气体通道的入口与所述气体出口相连，气体通道的出口用于排出冷却后的富氢混合气；更优选地，所述充气封装系统还包括：物料储存装置和进料泵，所述物料储存装置用于储存甲醇水溶液，所述物料储存装置通过所述进料泵与所述液体通道的入口相连。本专利技术所述换热装置选自套管型换热器、列管型换热器、蛇管型换热器、板式换热器、螺旋板型换热器中的至少一种。本专利技术对于进料泵没有特别限定，例如可以选自蠕动泵，齿轮泵，离心泵等本领域可接受的进料泵中的一种。所述进料泵相应的管线的材质可依据实际的需求由本领域技术人员自行选择，材质可选用硅胶软管和金属硬管等中的至少一种。所述进料泵的管径可选自φ3、φ6和φ8中的一种。本专利技术在运作过程中的进料流速可依据实际生产规模和需求而定，对此优选为1～20ml/min。本专利技术所述的充气封装系统，作为优选的技术方案或另一技术方案，还包括：气体缓冲装置，设置在所述除水装置和所述气体置换装置之间；所述气体缓冲装置用于接收并储存所述除水装置排出的气体；优选地，还包括：压力测量装置以及压力控制装置；所述压力测量装置与所述气体缓冲装置对应设置，用于测量所述气体缓冲装置内的气压参数并提供给所述压力控制装置；所述压力控制装置用于依据所述气压参数控制所述进料泵的开启与关闭；更优选地，所述压力控制装置用于在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充气封装系统，其特征在于，包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；/n重整制氢反应装置，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；/n气体冷却装置，与所述重整制氢反应装置相连接，所述气体冷却装置用于接收所述重整制氢反应装置排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；/n除水装置，与所述气体冷却装置相连接，所述除水装置用于收集或去除所述气体冷却装置所产生的水；/n气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置排出的气体充入所述封装袋内；/n热压装置，用于对所述封装袋进行热压密封。/n

【技术特征摘要】
1.一种充气封装系统，其特征在于，包括：甲醇重整制氢反应装置、气体冷却装置、除水装置、气体置换装置和热压装置；
重整制氢反应装置，用于以甲醇水溶液为原料发生重整制氢反应以生成富氢混合气；
气体冷却装置，与所述重整制氢反应装置相连接，所述气体冷却装置用于接收所述重整制氢反应装置排出的富氢混合气，并对进入的所述富氢混合气降温并使其中的水蒸气液化；
除水装置，与所述气体冷却装置相连接，所述除水装置用于收集或去除所述气体冷却装置所产生的水；
气体置换装置，包括第一进气单元和排气单元；所述排气单元用于与封装袋相连接并排出封装袋的空气；所述第一进气单元与所述除水装置相连接，所述第一进气单元用于与封装袋连接以将所述除水装置排出的气体充入所述封装袋内；
热压装置，用于对所述封装袋进行热压密封。


2.根据权利要求1所述的充气封装系统，其特征在于，所述重整制氢反应装置，包括由第一筛板和第二筛板依次分隔而成的气化单元、甲醇重整单元以及CO氧化单元；其中，所述气化单元用于甲醇水溶液的气化；所述甲醇重整单元用于将气化后的甲醇水溶液重整；所述CO氧化单元用于将重整产生的CO氧化；在所述气化单元上设有物料入口，在所述CO氧化单元上设有气体出口；
所述充气封装系统还包括：
换热装置，包括气体通道、液体通道，其中，液体通道的入口用于接收甲醇水溶液，液体通道的出口与所述物料入口相连；气体通道的入口与所述气体出口相连，气体通道的出口用于排出冷却后的混合气体；
优选地，所述充气封装系统还包括：物料储存装置和进料泵，所述物料储存装置用于储存甲醇水溶液，所述物料储存装置通过所述进料泵与所述液体通道的入口相连。


3.根据权利要求2所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：
气体缓冲装置，设置在所述除水装置和所述气体置换装置之间；所述气体缓冲装置用于接收并储存所述除水装置排出的气体；
优选地，还包括：压力测量装置以及压力控制装置；
所述压力测量装置与所述气体缓冲装置对应设置，用于测量所述气体缓冲装置内的气压参数并提供给所述压力控制装置；所述压力控制装置用于依据所述气压参数控制所述进料泵的开启与关闭；
更优选地，所述压力控制装置用于在所述气压参数大于0.5Kpa时控制所述进料泵关闭；所述压力控制装置用于在所述气压参数低于0.3KPa时控制所述进料泵开启。


4.根据权利要求1-3任一项所述的充气封装系统，其特征在于，还包括：气体浓度监测装置和止回阀；
所述气体浓度监测装置的进口与所述排气单元的出气口相连，所述气体浓度监测装置用于检测所述排气单元的出气口所排出气体的氧气浓度；
所述止回阀的进口与所述气体浓度监测装置的出口相连接。


5.根据权利要求1-4任一项所述的充气封装系统，其特征在于，所述气体置换装置还包括第二进气单元，所述第二进气单元的进口用于与惰性气体源装置相连接，所述第二进气单元的出口用于与封装袋连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周传刚，周鹏，刘磊，
申请(专利权)人：北京蓝玖新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11