空气中的氮气和氧气在膜两侧压力差的作用下，由于它们在膜中的溶解度和扩散系数的不同，导致渗透速率较快的水蒸气、氧气等气体优先透过膜，成为富氧气体；而渗透速率较慢的氮气在滞留侧富集，成为干燥的富氮气体。
膜分离环控主机通过调节环控区域空气组分形成一种氧浓度低于16.2%（V/V，体积百分比）的“常压富氮低氧环境”，可有效的抑制燃烧的链式反应，火将不能被点燃，主动防止火灾发生；输出干燥的富氮气体降低空气中的湿度，防止物品受潮腐烂变质；抑制霉菌繁殖生长，起到防尘防霉菌的作用；“常压富氮低氧环境”可有效减缓物品的老化氧化过程，延长物品保质期；定期将环境区域的氧气浓度调控在2%（V/V，体积百分比）以下，达到防虫杀虫的目的，无滴液无残留，保护物品本质安全。
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