包括紫外线照明的存储系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年8月28提交的标题为"Compartment for Food Storage Using Ultraviolet Illumination"的共同未决美国临时申请 No. 61/694, 229 和于 2012 年 8 月 28 提交的标题为"Ultraviolet System for Preservation of Food Stock"的共同未 决美国临时申请No. 61/694, 232的权益，这两个申请都通过引用被结合于此。
技术领域
[0003] 本公开内容一般而言涉及紫外辐射，并且更具体而言，涉及利用例如处于目标波 长范围的紫外辐射对区域中所存储的物品，诸如位于冷藏单元的存储区域中的食品进行保 存、消毒等的解决方案。
【背景技术】
[0004] 卫生和生物物品，诸如食物，的可靠和卫生存储是主要问题。例如，该问题在整个 食品行业中都存在，例如，制造商、零售商、餐馆以及在每个家庭，并且对餐饮服务场所尤其 显著，其中食物质量控制的相关问题也很显著。除了在容易获得电力的固定位置（例如，冰 箱）的食物存储和质量控制，适当的食物存储和质量控制在不受限制的电力和/或稳定的 存储设备，诸如冰箱，不可用的情形下也是重要的，诸如野餐、露营、流动食品亭、款待或战 场吃饭地点、搜救，等等。除了食物，其它被存储的物品也需要卫生的存储。例如，医疗和化 学设备、建筑木材等也需要在生物安全的环境中存储。由于环境温度显著影响细菌活性，因 此对环境温度的有效控制对于确保各种物品的可靠卫生存储是重要的工具。
[0005] 新鲜的食物产品可以利用紫外光作为杀菌介质进行处理，以减少食物滋生的微生 物负载（microbial load)。水被利用紫外光处理一段时间，以提供安全的饮用水。能够通 过系统被泵送的水果和蔬菜产品一般都非常适合通过紫外光处理，以减少微生物负载。如 今，这些产品中大部分都被巴氏灭菌，以获得微生物安全和营养的产品。但是，由于温度和 处理时间，巴氏灭菌会改变此类产品的口感和风味。来自不同来源的果汁可以通过暴露给 不同剂量的紫外光被处理。另一方面，除其它的之外，诸如暴露时间、水果产品类型、果汁颜 色和果汁成分之类的变量需要被研宄，以获得具有减少的微生物负载、增加的保质期以及 适当的感官和营养特性的水果产品。对于除液体之外的食物产品，通过应用紫外光作为杀 菌介质来减少微生物负载也被研宄。而且，紫外线技术可以是液体巴氏灭菌的资源，或者， 代替热处理或应用抗菌化合物，作为备选技术给固态食物杀菌。
[0006] -般而言，紫外（UV)光被归类为三个波长范围：从大约200纳米（nm)到大约 280nm的UV-C ;从大约280nm到大约315nm的UV-B ;以及从大约315nm到大约400nm的 UV-A。一般而言，紫外光，并且特别地，UV-C光，是"有杀菌力的"，即，它使细菌、病毒和其它 病原体的DNA失去活性，并且因此破坏它们繁殖并造成疾病的能力。这有效地导致微生物 的灭菌。具体而言，通过在DNA中的某些相邻碱基（base)之间形成共价键，UV-C光对微生 物的核酸造成破坏。这些键的形成防止DNA被"拉开"（unzip)用于复制，并且生物既不能 为生命过程产生分子要素，也不能复制。实际上，当生物不能产生这些要素分子或者不能复 制时，它就死亡。具有大约在大约250至大约280nm之间波长的UV光提供最高的杀菌效果。 虽然对UV光的易感性变化，但是暴露于大约20至大约34毫瓦-秒/cm 2的UV能量就足以 使大约99%的病原体失去活性。
[0007] 已经设法使用各种方法来使用紫外光给隔室，诸如冰箱中的隔室，消毒。例如，一 种方案提供利用冰箱的标准电路系统的多个小的低电流UV光来给UV光源供电。另一种方 案使用安装在冰箱顶部部分的UV灯和整个内部的反射衬里在整个隔室中反射UV辐射。另 一种方案提供具有附连到冰箱内部侧壁的单个UV源的UV系统把光辐射到整个隔室，或者 作为备选，向有限的隔室提供UV暴露。还有另一种方案建议用于冰箱的内部隔室的空气净 化器，该空气净化器利用UV过滤器减少再循环的空气中的病原体。还有另一种方案为冰箱 提供UV光辐射部件，以便根除来自其中所容纳的存储容器的低等级光，以促进食物的新鲜 度。
【发明内容】
[0008] 虽然冰箱被广泛用来维持存储在其中的食物的新鲜程度，并且已经提出了几种结 合冰箱使用UV光设备的方案，但是发明人认识到，这些方案无法通过使用能够发射不同波 长和/或强度，例如特定波长和/或强度的UV辐射的UV源，诸如UV发光二极管来适当地 解决食物存储寿命的延长、消毒、乙烯分解等。
[0009] 发明人提供了利用处于目标波长范围和/或目标强度范围的紫外辐射对在存储 区域，诸如冷藏单元的存储区域，中所存储的物品进行保存、消毒等的解决方案。例如，该 解决方案的实施例被配置为监视存储区域中的生物可降解物品并且确定并应用目标数量 (例如，强度和波长）的紫外辐射来以保存和/或消毒物品，而不影响物品，诸如食品，的质 量。该系统的实施例可以在任意各种类型的存储环境中实现，诸如冰箱、餐具室、可重复使 用的购物袋、冷却器、盒子、生物和/或无菌对象存储容器，等等。
[0010] 本发明的各方面提供了其中紫外辐射以目标波长范围和/或目标强度范围被指 向区域中的解决方案。位于该区域中的物品和/或该区域的一个或多个条件在一段时间上 被监视。基于该监视，通过调整由紫外辐射源生成的紫外辐射的方向、强度、模式和/或频 谱功率来控制紫外辐射源。对紫外辐射源的调整可以对应于多个可选择的操作配置中至少 一个，包括存储期限保存操作配置、消毒操作配置、乙烯分解操作配置，等等。
[0011] 本发明的第一方面提供了一种系统，包括：至少一个紫外辐射源，被配置为生成指 向存储区域中的紫外辐射；以及控制系统，用于利用多个可选择的操作配置之一和存储区 域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合来控制由至少一个紫外辐 射源生成的紫外辐射，其中控制包括基于存储区域的当前条件集合和用于存储区域或位于 存储区域中的物品集合当中至少一个的对应于多个可选择操作配置中当前选定的一个的 目标条件集合调整以下至少一个：被指向存储区域中的紫外辐射的方向、强度、模式或频谱 功率，并且其中多个可选择的操作配置包括：存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯 分解操作配置。每个可选择的操作配置模式可以具有用于紫外辐射的对应目标强度范围和 目标波长范围。
[0012] 本发明的第二方面提供了一种食物存储设备，包括：存储区域，被配置为存储至少 一个易腐烂的食品；至少一个紫外辐射源，被配置为生成指向该存储区域中的紫外辐射； 以及监视系统，用于监视存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件 集合，其中该当前条件集合包括存储区域的当前生物条件集合以及至少一个紫外辐射源的 操作条件。
[0013] 本发明的第三方面提供了一种冷藏设备，包括：存储区域，被配置为存储至少一个 冷藏物品；被配置为控制存储区域的至少一个环境条件的部件，其中这至少一个环境条件 包括以下至少一个：温度、湿度、气体对流或流体对流；至少一个紫外辐射源，被配置为生 成指向该存储区域中的紫外辐射；以及监视和控制系统，用于通过执行一种方法来管理存 储区域，该方法包括：监视存储区域或位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条 件集合；以及利用多个可选择的操作配置之一和当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射 源生成的紫外辐射，其中控制包括基于存储区域的当前条件集合和用于存储区域或位于存 储区域中的物品集合当中至少一个的对应于多个可选择操作配置中当前选定的一个的目 标条件集合调整以下至少一个：被指向存储区域中的紫外辐射的方向、强度、模式或频谱功 率，并且其中多个可选择的操作配置包括：存储期限保存操作配置、消毒操作配置和乙烯分 解操作配置。每个可选择的操作配置模式可以具有用于紫外辐射的对应目标强度范围和目 标波长范围。
[0014] 本发明的说明性方面被设计成解决本文所描述的一个或多个问题和/或未讨论 的一个或多个问题。
【附图说明】
[0015] 结合绘出本发明各方面的附图，通过以下对本发明各方面的详细描述，本公开内 容的这些和其它特征将更容易理解。
[0016] 图1示出了根据实施例说明性紫外辐射系统。
[0017] 图2示出了根据实施例的说明用于操作紫外辐射源的操作配置的使用的框图。
[0018] 图3示出了根据实施例的包括紫外辐射系统的说明性系统。
[0019]图4A-4H示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
[0020] 图5示出了根据实施例的说明性存储设备的部分横截面透视图。
[0021] 图6示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
[0022] 图7A和7B示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
[0023] 图8示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
[0024] 图9A和9B示出了根据实施例的说明性存储设备的横截面视图。
[0025] 图10示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
[0026] 图11示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
[0027] 应当注意，附图可能不是按比例的。附图仅仅是要绘出本发明的典型方面，并且因 此不应当被认为是限制本发明的范围。在附图中，相同的标号在附图之间代表相同的元件。
【具体实施方式】
[0028] 如以上所指示的，本发明的各方面提供了其中紫外辐射被指向区域中的解决方 案。位于该区域中的物品和/或该区域的