BR112014020788A2 - método e aparelho para controlar a atmosfera em um espaço enchido com produtos agrícolas ou de horticultura - Google Patents

Abstract

  MÉTODO E APARELHO PARA CONTROLAR, A ATMOSFERA EM UM ESPAÇO ENCHIDO COM PRODUTOS AGRÍCOLAS OU DE HORTICULTURA. A presente invenção refere-se a um método para controlar a atmosfera em um espaço, que pode ser fechado, enchido com produtos agrícolas ou de horticultura. O método compreende detectar diretamente a respiração dos produtos agrícolas ou de horticultura e ajustar um teor de oxigênio, um teor de dióxido de carbono e/ou um teor de nitrogênio no espaço sujeito à respiração detectada. A respiração é detectada aqui periodicamente, em cada caso durante um tempo determinado, e o espaço é vedado contra influências externas durante detecção da respiração. Um controle muito bom é alcançado ao usar a respiração real como ponto de partida, e uma detecção altamente confiável forma a base deste controle quando a detecção é executada periodicamente durante algum tempo em uma atmosfera completamente isolada. A invenção também diz respeito a uma instalação para executar o método, e a um espaço, que pode ser fechado, provido com uma instalação como esta.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTO- ' DO E APARELHO PARA CONTROLAR A ATMOSFERA EM UM ES- . PAÇO ENCHIDO COM PRODUTOS AGRÍCOLAS OU DE HORTI- CULTURA".

[001] A presente invenção refere-se a um método para controlar a atmosfera em um espaço que pode ser fechado enchido pelo menos parcialmente com produtos agrícolas ou de horticultura ao detectar di- retamente a respiração dos produtos agrícolas ou de horticultura e a- justar um teor de oxigênio, um teor de dióxido de carbono e/ou um teor de nitrogênio no espaço sujeito à respiração detectada. Um método ' como este é conhecido a partir da WO 2011/113915 A1.

- [002] O armazenamento apropriado de produtos agrícolas e de horticultura é de grande importância. Tais produtos usualmente são colhidos somente uma vez por um ano e, a fim de manter um bom ní- vel de preço, têm que ser levados para o mercado em um fornecimen- to constante durante um período de tempo. É conhecido que produtos agricolas e de horticultura podem ser armazenados por muito tempo se eles forem armazenados em uma atmosfera controlada (CA). Uma atmosfera controlada é entendida aqui como significando uma atmos- fera com uma composição, particularmente o teor de oxigênio, o teor de dióxido de carbono e o teor de nitrogênio, a qual é mantida dentro de limites precisamente determinados.

[003] O teor de oxigênio particularmente é de grande importância para uma vida de armazenamento longa; este deve ser mantido tão baixo quanto possível. Isto é porque produtos agrícolas e de horticultu- ra frescos exibem respiração durante armazenamento; eles retiram oxigênio da atmosfera e o usam para converter ou queimar moléculas complexas tais como glicose, em que energia é liberada. Esta respira- ção é acompanhada por maturação dos produtos, pelo que sua vida de armazenamento é limitada.

[004] A fim de impedir maturação prematura, frutas tais como, por ' exemplo, maçãs ou peras são armazenadas em uma atmosfera com : um teor de oxigênio muito baixo conhecido como armazenamento ULO (Oxigênio Ultra Baixo). Para peras o teor de oxigênio atinge, por e- xemplo, 2% a 3%, enquanto que para maçãs atinge até 0,8% a 1,5%.

[005] Embora uma redução do teor de oxigênio a princípio resulte em uma maior vida de armazenamento, existem limites para a redução possível. Isto é porque existe um risco, se o teor de oxigênio se tornar muito baixo, de que respiração ou respiração aeróbica mude para fer- mentação, ou respiração anaeróbica. Na fermentação, a qual pode ser Í vista como "respiração de emergência" dos produtos, glicose é conver- - tida em dióxido de carbono e (no caso de produtos de horticultura fres- cos) álcool. Se fermentação continuar por muito tempo ela resulta em danos para os produtos, pelos quais eles se tornam não vendáveis.

[006] Apesar deste risco, contudo, existe uma necessidade no caso de alguns produtos agrícolas e de horticultura de uma redução adicional no teor de oxigênio com o qual os produtos são armazena- dos. Isto é ditado principalmente pelo desejo de impedir danos de ar- mazenamento. Agentes químicos têm sido usados até agora de forma usual para este propósito, mas o uso disto está sendo questionado de modo crescente. Maçãs e peras, por exemplo, correntemente ainda são tratadas com DPA (difenilamina) após serem colhidas a fim de im- pedir queimadura, uma desordem de casca em que descolorações pretas ocorrem que tornam as frutas sem valor. O uso deste agente, entretanto, está proibido na Europa desde 2012.

[007] A fim de capacitar redução adicional do teor de oxigênio com o qual frutas são armazenadas é necessário que a transição de respiração para fermentação possa ser determinada claramente, de maneira que na hora certa medidas possam ser tomadas para impedir danos ao produto.

[008] Métodos diferentes já são conhecidos para detecção na ho- Ú ra certa da ocorrência de fermentação.

: [009] Um primeiro método é baseado em medição do álcool for- mado durante a fermentação. Neste método conhecido amostras das frutas armazenadas em um espaço de armazenamento são obtidas periodicamente, por exemplo, semanalmente. Estas amostras, as quais podem, por exemplo, consistir de algumas maçãs ou peras, são analisadas em um laboratório, em que o teor de etanol! na polpa é de- terminada por meio de análise química. Um problema deste método conhecido é que ele depende da proximidade para um laboratório bem Ú equipado, já que a mão de obra e o transporte das amostras são de- - morados e caros. Por causa de medições de álcool na prática não po- derem ser executadas no espaço de armazenamento propriamente dito, este método não é adequado para implementação em um sistema de medição e controle conectado ao espaço.

[010] Um outro método conhecido é descrito em "The harvest watch system - measuring fruit's healthy glow", B.E. Stephens e D.J. Tanner, ISHS Acta Horticulturae 687: International Conference Pos- tharvest Unlimited Downunder 2004. Este é baseado em medir a fluo- rescência da clorofila na casca, a qual seria um indicador do estado de saúde da fruta, particularmente a quantidade de clorofila. O método é baseado em iluminar uma amostra das frutas armazenadas e derivar o risco de fermentação da fluorescência medida. A relação entre a fluo- rescência detectada da casca e a ocorrência de fermentação, entre- tanto, é encontrada como sendo ambígua na prática, pelo que este método não é completamente confiável.

[011] O documento relatado WO 2011/113915 At descreve um método e um sistema para armazenamento ULO de frutas ou de outro produto, particularmente maçãs, em que medição contínua acontece da mudança no teor de oxigênio e de dióxido de carbono no espaço de armazenamento a fim de derivar disto a atividade respiratória das fru- S tas armazenadas. Com base nesta atividade respiratória, e conside- ' rando o efeito de perdas no espaço de armazenamento, a atmosfera no espaço é então controlada continuamente ao fornecer oxigênio quando o valor de um parâmetro GERQ (quociente de taxa de troca de gás) muda. O método conhecido é considerado para ser particular mente adequado para uso sob condições de laboratório, uma vez que na prática não é possível medir e controlar continuamente de modo fácil a respiração de frutas em um espaço de armazenamento condi- cionado.

[012] Portanto, existe uma necessidade de um método prático - com o qual a atmosfera em um espaço de armazenamento que pode ser fechado para produtos agrícolas ou de horticultura possa ser con- trolada em modo seguro de tal maneira que o risco de fermentação, mesmo em níveis de oxigênio muito baixos, possa ser excluído subs- tancialmente de forma completa. De acordo com a invenção isto é al- cançado em que a respiração é detectada periodicamente, em cada caso durante um tempo determinado, e o espaço é vedado contra in- fluências externas durante detecção da respiração. Usando a respira- ção real como um ponto de partida, é alcançado um controle melhor do que seria possível com base em resultados de teste anteriores ou modelos teóricos. A detecção periódica para algum tempo em uma atmosfera completamente isolada também torna possível medir pe- quenas diferenças em teor de oxigênio e de dióxido de carbono em modo seguro. A 'acumulação' de produtos respiratórios, particularmen- te dióxido de carbono, é então tal como ela foi medida.

[013] A fim de obter uma imagem mais confiável do estado dos produtos sem as medições interromperem o processo de armazena- mento, a respiração pode ser detectada durante pelo menos uma hora em um tempo, preferivelmente durante diversas horas. Uma “acumula-

ção' mensurável de forma apropriada de dióxido de carbono e uma ' diminuição mensurável de forma apropriada na concentração de oxi- : gênio são assim obtidas.

[014] Para uma detecção confiável um aparelho de ajuste para o teor de oxigênio, o teor de dióxido de carbono e/ou o teor de nitrogênio que é conectado ao espaço vantajosamente pode ser desligado duran- te detecção da respiração. Dispositivos de ajuste para a temperatura conectados ao espaço preferivelmente também são desligados duran- te detecção da respiração.

[015] A confiabilidade da detecção é melhorada adicionalmente i quando o espaço é tornado à prova de vazamento substancialmente - de forma completa, pelo menos durante detecção da respiração. A fim de impedir que ar ambiente rico em oxigênio penetre no espaço por meio de pequenos vazamentos possivelmente remanescentes, pelo que a detecção seria interrompida, o espaço preferivelmente é levado para uma pressão maior que a da área circundante antes da detecção da respiração. Isto pode acontecer de maneira simples ao injetar uma quantidade de gás, por exemplo, nitrogênio.

[016] Quando a atmosfera no espaço é estabelecida para o inte- rior ou mantida em movimento durante detecção da respiração, os produtos respiratórios são distribuídos uniformemente através do es- paço de tal maneira que uma detecção mais confiável é alcançada.

[017] Durante uma medição, a qual de uma maneira geral leva diversas horas, todo equipamento de condicionamento pode ser assim desligado, com a possível exceção da ventilação, e a célula de refrige- ração já que ela foi “paralisada”. Tudo o que então acontece é a medi- ção em tempos fixos da temperatura e as condições de gás na célula de refrigeração.

[018] A fim de minimizar os esforços de medição e de controle é recomendado que dias ou mesmo semanas se passem entre detec-

ções sucessivas. Uma vez que uma atmosfera de oxigênio baixo tenha ' sido estabelecida, o estado do produto armazenado muda somente de . forma lenta, de maneira que ainda é possível com uma medição perió- dica como esta executar uma ação na hora certa se existir perigo imi- nente de fermentação.

[019] Um controle simples é obtido quando a respiração do pro- duto agrícola ou de horticultura é detectada ao medir sua absorção de oxigênio, medir sua liberação de dióxido de carbono e determinar a razão das mesmas, e o teor de oxigênio no espaço é diminuído desde que a razão assim determinada permaneça substancialmente constan- : te. Uma medida para esta razão é o assim chamado de quociente res- - piratório (QR), definido como o quociente do dióxido de carbono for- mado pela respiração e o oxigênio consumido: QR = CO, produzido / O? absorvido — (|) Uma razão constante de absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono indica uma respiração normal, de maneira que o limite no qual fermentação ocorre aparentemente ainda não foi alcançado. O teor de oxigênio neste caso pode ser reduzido de forma adicional, ao extrair ativamente oxigênio do espaço de armazenamento ou passi- vamente ao não repor o oxigênio consumido na respiração.

[020] A fim de impedir perda de qualidade do produto armazena- do é recomendado que o teor de oxigênio no espaço seja aumentado pelo menos temporariamente assim que a razão de absorção de oxi- gênio e liberação de dióxido de carbono mude consideravelmente. Uma mudança como esta apesar de tudo indica fermentação, e este processo pode ser interrompido e mesmo invertido para uma extensão limitada ao aumentar o teor de oxigênio no espaço.

[021] A fim de obter uma boa imagem da respiração, uma detec- ção preferivelmente compreende um número de medições da absor- ção de oxigênio e da liberação de dióxido de carbono. O número de medições aqui tem que ser confiável estatisticamente a fim de alcan- ' çar um controle confiável.

. [022] A invenção também diz respeito a uma instalação com a qual o método descrito anteriormente pode ser executado. Uma insta- lação conhecida a partir da WO 2011/113915 A1 para controlar a at- mosfera em um espaço que pode ser fechado enchido pelo menos parcialmente com produtos agrícolas ou de horticultura compreende um aparelho controlável para ajustar um teor de oxigênio, um teor de dióxido de carbono e/ou um teor de nitrogênio no espaço, um sistema de controle conectado a este aparelho de ajuste e dispositivos conec- Ú tados ao sistema de controle para detectar diretamente a respiração - dos produtos agrícolas ou de horticultura.

[023] A instalação de acordo com a invenção é distinguida da ins- talação conhecida em que o sistema de controle é configurado para ligar periodicamente os dispositivos de detecção de respiração durante um período determinado em um tempo e para vedar o espaço contra influências externas quando os dispositivos de detecção de respiração são ligados. Uma “medição de acumulação' confiável dos produtos de respiração pode ser assim executada.

[024] O sistema de controle vantajosamente pode ser configura- do aqui para manter os dispositivos de detecção de respiração ligados durante pelo menos uma hora em um tempo, preferivelmente durante diversas horas em sucessão, a fim de alcançar “acumulação' suficiente para realizar uma diminuição facilmente mensurável no teor de oxigê- nio e aumento no teor de dióxido de carbono respectivamente.

[025] O sistema de controle preferivelmente é configurado para desligar o aparelho de ajuste quando os dispositivos de detecção de respiração são ligados.

[026] Estes dispositivos de detecção de respiração preferivelmen- te podem compreender pelo menos um medidor de oxigênio e pelo menos um medidor de dióxido de carbono. ' [027] O aparelho de ajuste pode ter adicionalmente dispositivos . para ajustar uma temperatura no espaço. O armazenamento CA ou ULO é mais efetivo em temperatura baixa, na ordem de diversos graus acima do ponto de congelamento.

[028] Modalidades preferidas adicionais da instalação de acordo com a invenção são descritas nas reivindicações dependentes.

[029] Finalmente, a invenção diz respeito a um espaço que pode ser fechado para armazenar produtos agrícolas ou de horticultura em uma atmosfera controlada que pode ser provido com uma instalação tal como descrita anteriormente. De acordo com a invenção um espa- - ço como este tem o recurso em que ele é à prova de vazamento subs- tancialmente de forma completa, em qualquer caso quando os disposi- tivos de detecção de respiração estão operando. O espaço para este propósito pode então ter uma estanqueidade a vazamento de menos que 0,2 cm? por 100 m?, preferivelmente menos que 0,15 cm? por 100 mº e mais preferivelmente na ordem de 0,1 em? por 100 m?.

[030] A invenção será agora esclarecida com base em uma mo- dalidade, em que é feita referência para os desenhos anexos, nos quais:

[031] A Figura 1 é uma vista esquemática de um espaço de ar- mazenamento para produtos agrícolas ou de horticultura com uma ins- talação para controlar a atmosfera de acordo com a invenção;

[032] A Figura 2 mostra um gráfico em que a formação de dióxido de carbono está mostrada como uma função da pressão de oxigênio;

[033] A Figura 3 é uma curva mostrando a progressão do quoci- ente respiratório como uma função do teor de oxigênio no espaço de armazenamento;

[034] A Figura 4 é um gráfico mostrando a absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono medidas de frutas no espaço de ar-

mazenamento; e ' [035] A Figura 5 é uma vista esquemática da progressão de um ' ciclo de medição para detectar a respiração de frutas no espaço de armazenamento.

[036] Um espaço 1 para armazenar produtos agrícolas ou de hor- ticultura, por exemplo, frutas, é fechado em todos lados. Na prática este é um espaço 1 que é adequado para armazenamento de diversas dezenas ou mesmo centenas de toneladas de frutas.

[037] É arranjada em uma das paredes do espaço 1 uma abertu- ra 2 através da qual as frutas podem ser transportadas para dentro do espaço e removidas dele. Esta abertura 2 pode ser vedada hermeti- - camente por uma porta 3. Está conectada ao espaço 1 uma instalação 4 que controla a atmosfera no espaço 1. Esta instalação 4 compreen- de um aparelho de ajuste 5 para ajustar o teor de oxigênio O,, o teor de dióxido de carbono CO, e o teor de nitrogênio N, no espaço e para ajustar a temperatura T no espaço 1. A instalação 4 compreende adi- cionalmente um sistema de controle 6 que é conectado ao aparelho de ajuste 5.

[038] O aparelho de ajuste 5 compreende um módulo 7 para a- justar o teor de oxigênio, tal como um gerador de oxigênio, e um mó- dulo 8 para ajustar o teor de dióxido de carbono. O módulo de dióxido de carbono 8 pode compreender um assim chamado de lavador de gás CO,. Um módulo 9 para ajustar o teor de nitrogênio, tal como um gerador de nitrogênio, também forma parte do aparelho de ajuste 5. Além do mais, o aparelho de ajuste 5 compreende uma unidade de refrigeração 10 para controlar a temperatura no espaço 1. A instalação 4 também compreende s dispositivos 17 para colocar o ar no espaço 1 em movimento. Estes dispositivos de deslocamento 17, os quais tam- bém podem ser controlados pelo sistema de controle 6 podem ter, por exemplo, a forma de um ou mais ventiladores. O sistema de controle 6 compreende uma unidade de processamento 11 que é conectada em ' modo de controlar aos diferentes módulos 7-10, e uma unidade de en- . trada e saída 12, por exemplo, na forma de uma estação de trabalho ou PC com tela, teclado e impressora.

[039] Até este ponto a instalação 4 é substancialmente igual a uma instalação convencional para controlar a atmosfera. A instalação de controte serve para reduzir o teor de oxigênio O, tão rapidamente quanto possível no espaço 1 assim que as frutas tenham sido coloca- das no espaço 1 e este espaço tenha sido vedado ao fechar a porta 3. Este teor de oxigênio atinge 21% no ar externo, e para o armazena- mento sob condições CA ou ULO é reduzido para 2% - 3% no caso de - peras e 0,8% - 1,5% no caso de maçãs. O sistema de controle 6 ativa para este propósito o módulo de nitrogênio 9, o qual gera e fornece nitrogênio N, para o espaço 1, pelo que oxigênio O, é deslocado para fora do espaço 1. O teor de dióxido de carbono CO, no espaço 1 é re- gulado aqui pelo módulo de dióxido de carbono ou lavador de gás 8 que remove o dióxido de carbono formado pela respiração das frutas. A refrigeração 10 também é ativada após fechamento do espaço 1 a fim de reduzir a temperatura no espaço para um valor que, dependen- do do produto armazenado, pode variar de -2 ºC a 15 ºC. As frutas po- dem ser armazenadas por períodos mais longos nestas temperaturas baixas. Esta parte do controle acontece sob a influência de um pro- grama que é executado pelo sistema de controle 6 e que pode ser ba- seado em resultados de testes anteriores ou em teses teóricas.

[040] A instalação de controle 4 de acordo com a invenção é dis- tinguida de instalações convencionais na primeira instância pela pre- sença de um sensor de oxigênio 13 e de um sensor de dióxido de car- bono 14, os quais na modalidade mostrada são arranjados no espaço 1 e que são conectados para geração de sinal para o sistema de con- trole 6. Da mesma forma que o resto da instalação de controle 4, estes sensores 13, 14 podem ser arranjados de outro modo no lado de fora do espaço | e conectados ao espaço 1 via linhas de amostragem. À ' absorção de oxigênio e a liberação de dióxido de carbono, as quais conjuntamente definem a atividade respiratória das frutas, podem ser medidas diretamente usando os sensores 13, 14. Por meio disto é ob- tida uma imagem clara da respiração da fruta que pode funcionar co- mo base para controle adicional da composição da atmosfera no es- paço 1.

[041] A instalação de controle 4 é provida adicionalmente de a- cordo com a invenção com dispositivos para criar uma determinada pressão no espaço 1. Na prática deve existir uma pequena sobrepres- - são no espaço | em relação à área circundante. Uma sobrepressão como esta impede possíveis vazamentos resultando em ar ambiente com uma composição muito diferente - em particular um teor de oxigê- nio muito alto - sendo capaz de penetrar no espaço 1. Os dispositivos de ajuste de pressão compreendem na modalidade mostrada um pri- meiro medidor de pressão 15 no espaço | e um segundo medidor de pressão 16 no lado de fora do mesmo. Ambos os medidores de pres- são 15, 16 são conectados à unidade de processamento 11 do siste- ma de controle 6 que determina uma diferença de pressão entre o es- paço 1 e a área circundante com base nos sinais de medição. Se esta diferença de pressão for muito pequena ou mesma negativa, um gás ou uma mistura de gases é introduzida no espaço 1 a fim de aumentar a pressão no mesmo. Na modalidade mostrada o sistema de controle controla o gerador de nitrogênio 9, o qual introduz nitrogênio no espa- ço | até que a pressão no mesmo tenha sido aumentada suficiente- mente em relação à pressão ambiente.

[042] A operação da instalação de controle 4 descrita anterior- mente é tal como se segue agora.

[043] Quando o teor de oxigênio no espaço 1 tiver sido reduzido de acordo com o programa de controle para um valor usual para ar- ' mazenamento CA ou ULO, o controle adicional da atmosfera no espa- . ço 1, e particularmente a redução adicional do teor de oxigênio, é exe- cutado com base na atividade respiratória real das frutas armazenadas detectada usando os sensores de oxigênio e de dióxido de carbono 13, 14. Isto é referido pelo requerente como Respiração Controlada Dinâmica (RCD).

[044] É conhecido que a taxa de respiração de frutas diminui à medida que o teor de oxigênio no espaço 1 cai, contudo esta diminui- ção não é linear, tal como mostrado na Figura 2. Nesta Figura, em que a produção de CO, das frutas está representada graficamente contra a - pressão de oxigênio, os pontos desenhados são pontos de medição reais de testes práticos, enquanto que a linha é um modelo baseado na atividade estimada de enzimas envolvidas nas reações. Quando a pressão de oxigênio ou o teor de oxigênio no espaço 1 diminui adicio- nalmente, surgirá um momento em que a produção de CO, aumentará muito repentinamente. Isto é o resultado da fermentação. O ponto de transição, no qual a produção de dióxido de carbono é mínima, é o ponto de compensação anaeróbica PCA.

[045] Para o propósito de controlar a atmosfera no espaço 1| é feito uso da razão da absorção de oxigênio e a liberação de dióxido de carbono. Tal como exposto, esta razão pode ser expressada em um quociente respiratório QR: QR = CO; produzido / O, absorvido (1)

[046] No caso em que glicose é queimada, o quociente respirató- rio QR = 1. Isto se segue pela fórmula química para a respiração: CsH1206g + 607 => 6CO, + 6H;O (11) Energia é liberada durante a respiração, por um lado na forma de ATP (Trifosfato de Adenosina, o portador de energia genérico em organis- mos vivos) e no outro como calor.

[047] O quociente respiratório QR aumentar na transição da res- ' piração para fermentação resulta do fato de que para propósitos de . fermentação oxigênio não é absorvido enquanto dióxido de carbono está sendo produzido, tal como mostrado pela fórmula química aplicá- vel: CeH12O068 => 2CO,; + 20,H;OH (11) Energia também é liberada durante a conversão, sendo ela considera- velmente menor que durante respiração.

[048] A transição da respiração para fermentação pode ser mos- trada claramente com base no quociente respiratório QR (Figura 3). O controle da atmosfera no espaço 1 com base na respiração detectada, - portanto, consiste da razão da absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono sendo determinada, por exemplo, ao calcular o quociente respiratório OR, e o teor de oxigênio no espaço 1 sendo re- duzido desde que esta razão permaneça substancialmente constante. Entretanto, assim que a razão não seja mais constante, mas mude dis- tintamente, tal como indicado no gráfico do quociente respiratório QR por uma dobra acentuada, o ponto de compensação anaeróbica PCA é alcançado e o teor de oxigênio no espaço 1 tem que ser aumentado a fim de impedir danos para as frutas. Onde um valor de OR de cerca de 1 é usual, um aumento para acima de um valor, por exemplo, de 1,5 em princípio é arriscado, e assim uma ação tem que ser conside- rada.

[049] Em uma modalidade prática da instalação 4 o sistema de controle 6 é programado para diminuir o teor de oxigênio por 0,1% em um tempo, desde que o quociente respiratório QOR seja menor que 1,3. Tal como exposto, isto pode ser feito ativamente ou passivamente. Quando o quociente respiratório tem um valor situado entre 1,3 < OR < 1,5, o sistema de controie 6 é programado não para influenciar o teor de oxigênio. Entretanto, assim que o quociente respiratório é detecta-

do como aumentando para QR > 1,5, o sistema de controle 6 intervém ' para aumentar o teor de oxigênio.

. [050] Para este propósito o sistema de controle 6 liga a ventila- ção 7, a qual introduz oxigênio no espaço 1. O teor de oxigênio neces- sita ser aumentado somente pela quantidade para que a respiração aeróbica normal seja recomeçada. Somente o estado mais recente, no qual respiração ainda estava sendo detectada e em que o quociente respiratório QR assim ainda estava constante, necessita ser restaura- do para este propósito. Por causa de o sistema de controle 6 ser con- figurado para armazenar e/ou imprimir os valores medidos, este esta- i do anterior pode ser restaurado em um modo simples, de maneira que - o sistema de controle 6 pode determinar quanto tempo a ventilação 7 tem que permanecer ligada. Também é possível aumentar o teor de oxigênio por uma quantidade predeterminada, por exemplo, 0,2%, em um tempo.

[051] Reduzindo o teor de oxigênio contanto que detecção indica que existe respiração fermentação não pode acontecer tanto ativa- mente quanto passivamente. Redução ativa acarreta o sistema de controle 6 ligar o gerador de nitrogênio 9, enquanto que uma redução passiva do teor de oxigênio acontece como resultado do continuar ati- vidades respiratórias das frutas.

[052] Para uma detecção confiável das atividades respiratórias é necessário que todas as influências externas sejam removidas. Para esta finalidade o sistema de controle 6 desliga o aparelho de ajuste 5 completamente. O módulo de oxigênio 7, o módulo de dióxido de car- bono 8, o módulo de nitrogênio 9 e a refrigeração 10 são assim desati- vados, pelo que o espaço de armazenamento 1 fica tal como se ele estivesse “desativado”. Isto acontece somente após o sistema de con- trole 6 ter determinado que a sobrepressão no espaço 1 é suficiente para impedir que ar ambiente penetre no espaço. Se a sobrepressão for insuficiente, ela pode então ser restaurada ao introduzir um deter- : minado volume de gás, por exemplo, nitrogênio ou oxigênio. Os dispo- ' sitivos de deslocamento 17 podem permanecer operacionais desde que uma forma suave de ventilação permita uma certa mistura do ar no espaço, pelo que a detecção pode ser mais precisa.

[053] Nesta situação o teor de oxigênio e o teor de dióxido de carbono assim não são mais determinados pelo aparelho de ajuste 5, mas unicamente pelas atividades respiratórias das frutas armazena- das. O aparelho de ajuste 5 de outro modo não pode permanecer des- ligado por muito tempo em um período porque a temperatura no espa- i ço 1 aumenta então de forma muito acentuada. Testes práticos têm - mostrado que uma detecção que leva diversas horas, por exemplo, quatro horas, não necessita ser um problema. Uma duração como esta é suficiente para alcançar uma “acumulação' facilmente mensurável de dióxido de carbono produzido pelas frutas e igualmente uma diminui- ção facilmente mensurável no teor de oxigênio.

[054] Para uma detecção confiável da respiração, além disso, é necessário que o espaço | seja à prova de vazamento substancial- mente de forma completa. Por causa de o teor de oxigênio no ar ex- terno ser de 21%, somente um pequeno vazamento já resultaria em uma detecção muito alta do teor de oxigênio e por causa disso o quo- ciente respiratório QR seria subestimado. No método de acordo com a invenção, portanto, padrões para o espaço de armazenamento 1 po- dem ser estabelecidos maiores que os que têm sido usuais até agora para armazenamento CA ou ULO. A estanqueidade a vazamento por esta razão tem que ser menor que 0,2 cm? por 100 mM”, e preferivel- mente muito menor. O espaço 1 preferivelmente tem vazamentos com uma área de superfície máxima de 0,15 cm? por 100 m?, e preferivel- mente na ordem de 0,10 cm? por 100 m?.

[055] A detecção consiste em executar medições em intervalos estabelecidos usando o sensor de oxigênio 13 e o sensor de dióxido ' de carbono 14. A Figura 4 mostra que, durante um número de horas . de detecção, existe uma diminuição substancialmente linear no teor de oxigênio no espaço 1 enquanto que existe simultaneamente um au- mento substancialmente linear no teor de dióxido de carbono. O quo- ciente respiratório QR é encontrado nesta modalidade como sendo ligeiramente maior que 1 porque não somente glicose é queimada tal como de acordo com fórmula Il, mas, por exemplo, também malato (ácido málico), o qual é primeiro convertido em glicose, em que dióxido de carbono também é produzido.

[056] As detecções são repetidas de forma periódica, inicialmen- . te, por exemplo, diariamente. Quanto mais tempo os produtos são ar- mazenados tanto mais a frequência na qual detecção acontece pode ser reduzida, uma vez que as mudanças na atmosfera no espaço 1 se tornam menores de modo crescente. Uma detecção pode então ser executada, por exemplo, uma vez que a cada dois ou três dias, ou mesmo uma vez por semana.

[057] Embora tenham sido feitas nove medições individuais no teste que resultou na Figura 4, provavelmente na prática é possível que três a cinco medições sejam suficientes para obter uma detecção confiável. Esta Figura 4 também mostra que um valor de medição váli- do não foi descoberto em cada ponto no tempo. As medições que a- conteceram após 2,5 e 3 horas não foram assim incluídas nos resulta- dos apresentados aqui porque elas diferiram demais dos valores de medição circundantes e históricos.

[058] A Figura 5 mostra as etapas de um ciclo de medição típico que pode ser usado na prática. Isto é baseado em medição em dois pontos diferentes no espaço de armazenamento 1 onde duas medi- ções são executadas em cada caso em um intervalo determinado.

[059] A primeira etapa é a calibração do medidor de oxigênio na faixa pertinente para o controle RCD, isto é, de 0% a 2% de O,. O apa- ' relho de ajuste 5 é então desligado. Somente os dispositivos de deslo- . camento ou ventiladores 17 podem continuar a operar em uma veloci- dade de rotação reduzida para uma pequena mistura durante a medi- ção. Esta mistura não é contínua, mas acontece somente quando uma medição do teor de oxigênio e do teor de dióxido de carbono está sen- do executada realmente. Os ventiladores, por exemplo, podem ser |i- gados um minuto antes do início de uma medição e desligados de no- vo imediatamente após término da medição.

[060] Após o aparelho de ajuste 5 ter sido desligado, segue-se um período de espera, aqui de dois minutos, para o propósito de redu- . zir turbulência e equalizar diferenças de pressão no espaço 1. Uma medição é então feita da diferença de pressão entre o espaço de ar- mazenamento 1 e a área circundante. Embora não mostrado na Figura 5, uma medição de temperatura pode acontecer simultaneamente no espaço 1. A umidade relativa e o teor de etileno opcionalmente tam- bém podem ser medidos. Nitrogênio é então introduzido no espaço 1 a fim de ser aproximadamente uma sobrepressão suficiente. Os disposi- tivos de deslocamento 17 são então ligados a fim de ventilar o espaço 1 e segue-se um período de espera, por exemplo, de um minuto.

[061] A primeira sessão de medição pode então ser iniciada ao executar uma medição no primeiro ponto de medição. Esta medição leva 3,5 minutos no exemplo mostrado. Uma medição é então execu- tada, igualmente por 3,5 minutos, em um outro ponto no espaço 1. Os primeiros valores para o teor de oxigênio e para o teor de dióxido de carbono no espaço 1 são conhecidos por meio disto. Segue-se então um período de espera antes de uma medição subsequente ser execu- tada. No exemplo da Figura 4 as medições foram repetidas a cada meia hora de tal maneira que o tempo de espera entre duas sessões atingiu neste exempio 30 - 2 x 3,5 = 23 minutos. Durante este período o sistema de medição pode ser usado para medições em outros espa- ' ços de armazenamento.

: [062] Em uma etapa subsequente, medições são executadas de novo nos pontos de medição 1 e 2, pelo que valores do teor de oxigê- nio e do teor de dióxido de carbono são assim conhecidos mais uma vez. Com base na diferença entre os valores medidos, a diminuição no teor de oxigênio e a produção simultânea de dióxido de carbono po- dem ser determinadas, e assim o quociente respiratório QR pode ser determinado. O sistema de controle 6 é configurado aqui para descon- siderar valores medidos variando demais dos resultados esperados.

Uma medição pode ser assim, por exemplo, declarada inválida se a . diferença entre os valores medidos em um e no outro ponto de medi- ção exceder um limiar determinado, por exemplo, se os teores de oxi- gênio, teores de dióxido de carbono medidos ou os valores para o quociente respiratório QR calculados disto diferirem por mais que 10% uns dos outros. O sistema de controle 86 também pode declarar uma medição como inválida se a temperatura ou pressão no espaço 1, o que é monitorado continuamente durante a sessão de medição, diferir demais dos valores limitados.

[063] No exemplo mostrado a sessão de medição descrita anteri- ormente é repetida mais uma vez após um período de espera determi- nado a fim de obter uma medição de controle. Esta segunda sessão de medição também começa com injeção de nitrogênio, ventilação e espera, após o que medição acontece mais uma vez em dois pontos diferentes no espaço 1. Estas medições são então repetidas de novo seguintes a um intervalo determinado de tal maneira que dois valores de teor de oxigênio e de teor de dióxido de carbono, dos quais o quo- ciente respiratório QR pode ser calculado, também são conhecidos em cada ponto de medição na sessão de controle. Aqui também é o caso em que os valores medidos são aceitos somente se eles não variarem demais uns dos outros e dos valores medidos presumidos. As duas ' sessões de medições também são declaradas inválidas se os valores : de medição da segunda sessão de medição diferir muito daqueles da primeira sessão de medição.

[064] Se as duas sessões de medições forem de fato válidas, a média entre o quociente respiratório da primeira sessão de medição e o quociente respiratório da segundo sessão de medição é determinada e usada como quociente respiratório médio QRméd para controlar o teor de oxigênio no espaço 1. A média dos tempos de partida das pri- meira e segunda sessões de medições é usada aqui como o tempo de detecção.

. [065] Cada sessão de medição certamente pode consistir na prá- tica de mais de duas medições. Tal como exposto, três a cinco medi- ções por sessão de medição provavelmente serão necessárias e sufi- cientes para um bom controle da atmosfera. Cada sessão de medição pode durar um número de horas (o exemplo da Figura 4 é baseado em quatro horas), e o tempo de espera entre duas sessões sucessivas em um único ciclo de medição também pode chegar a algumas horas. O eixo de tempo na Figura 5 por esta razão está fora de escala.

[066] A invenção torna possível no modo descrito anteriormente ajustar o controle do clima em um espaço enchido com produtos agri- colas ou de horticultura para as atividades respiratórias realmente de- tectadas do produto armazenado. Um controle mais confiável é possí- vel por meio disto, em que o teor de oxigênio pode ser reduzido mais do que é possível de acordo com a técnica anterior. Em testes práticos teores de oxigênio de 0,2% - 0,5% foram alcançados sem fermentação ocorrer.

[067] Reduzir o teor de oxigênio substancialmente para o mínimo teórico, o ponto de compensação anaeróbica PCA, impede respiração dos produtos, e por esta razão sua deterioração, desde que possível.

Isto aumenta a vida de armazenamento de tal maneira que o produto ' pode ser levado para o mercado gradualmente ao longo do tempo, pe- : lo que um bom preço pode ser obtido para ele. Aplicar um teor de oxi- gênio próximo ao PCA, além disso, pode impedir a ocorrência de de- feitos de armazenamento, tais como, por exemplo, queimaduras, sem ter que fazer uso de produtos químicos para este propósito. Finalmen- te, a diminuição na respiração resulta em uma diminuição do calor se desenvolvendo no espaço 1 de tal maneira que menor capacidade de refrigeração também é exigida, isto resultando em economias.

[068] Embora a invenção tenha sido esclarecida acima com refe- rência para uma modalidade, ela não está limitada a isto. A instalação . 4, por exemplo, pode ser usada para controlar a atmosfera em diver- sos espaços 1 diferentes, em que estes espaços 1 também podem ser enchidos com produtos diferentes. As medições também podem ser executadas mais frequentemente ou menos frequentemente do que descrito aqui, e é possível optar por um período de detecção menor ou maior. Outros parâmetros também podem ser medidos adicionalmen- te, tais como, por exemplo, o teor de etileno no espaço 1, o qual forma uma indicação do estágio de maturação das frutas.

[069] O escopo da invenção é definido unicamente pelas reivindi- cações a seguir.

Claims (23)

1. REIVINDICAÇÕES ' 1. Método para controlar a atmosfera em um espaço, que . pode ser fechado, enchido pelo menos parcialmente com produtos a- gricolas ou de horticultura ao detectar diretamente a respiração dos produtos agrícolas ou de horticultura e ajustar um teor de oxigênio, um teor de dióxido de carbono e/ou um teor de nitrogênio no espaço sujei- to à respiração detectada, caracterizado pelo fato de que a respiração é detectada periodicamente, em cada caso durante um tempo deter- minado, e o espaço é vedado contra influências externas durante a detecção da respiração.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado . pelo fato de que a respiração é detectada durante pelo menos uma hora em um tempo, preferivelmente durante diversas horas.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que um aparelho de ajuste para o teor de oxigênio, o teor de dióxido de carbono e/ou o teor de nitrogênio que é conectado ao espaço é desligado durante detecção da respiração.
4. 4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dispositivos de ajuste para a temperatura conectados ao espaço são desligados durante a detecção da respiração.
5. 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o espaço é tornado à prova de vazamento substancialmente de forma completa, pelo menos du- rante a detecção da respiração.
6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o espaço é levado para uma pressão maior que a da área circundante antes da detecção da respi- ração. i
7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a atmosfera no espaço é ' estabelecida para o interior ou mantida em movimento durante a de- . tecção da respiração.
8. 8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dias ou semanas podem se passar entre detecções sucessivas.
9. 9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a respiração do produto a- grícola ou de horticultura é detectada ao medir sua absorção de oxigê- nio, medir sua liberação de dióxido de carbono e determinar a razão das mesmas, e o teor de oxigênio no espaço é diminuído desde que a . razão assim determinada permaneça substancialmente constante.
10. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o teor de oxigênio no espaço é aumentado pelo me- nos temporariamente assim que a razão de absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono mude consideravelmente.
11. 11. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracte- rizado pelo fato de que uma detecção compreende um número de me- dições da absorção de oxigênio e da liberação de dióxido de carbono.
12. 12. Instalação para controlar a atmosfera em um espaço, que pode ser fechado, enchido pelo menos parcialmente com produtos agrícolas ou de horticultura, compreendendo: - um aparelho controlável para ajustar um teor de oxigênio, um teor de dióxido de carbono e/ou um teor de nitrogênio no espaço, - um sistema de controle conectado a este aparelho de a- juste, e - dispositivos conectados ao sistema de controle para de- tectar diretamente a respiração dos produtos agrícolas ou de horticul- tura, caracterizada pelo fato de que o sistema de controle é configura- do para ligar periodicamente os dispositivos de detecção de respiração durante um período determinado em um tempo e para vedar o espaço ] contra influências externas quando os dispositivos de detecção de . respiração estão ligados.
13. 13. Instalação de acordo com a reivindicação 12, caracteri- zada pelo fato de que o sistema de controle é configurado para manter os dispositivos de detecção de respiração ligados durante pelo menos uma hora em um tempo, preferivelmente durante diversas horas em Sucessão.
14. 14. Instalação de acordo com a reivindicação 12 ou 13, ca- racterizada pelo fato de que o sistema de controle é configurado para : desligar o aparelho de ajuste quando os dispositivos de detecção de . respiração são ligados.
15. 15. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 12 a 14, caracterizada pelo fato de que o aparelho de ajuste tem adicionalmente dispositivos para ajustar uma pressão no espaço e o sistema de controle é configurado para ligar os dispositivos de ajuste de pressão a fim de levar o espaço para uma pressão maior que a da área circundante antes de os dispositivos de detecção de respiração serem ligados.
16. 16. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 12 a 15, caracterizada pelo fato de que compreende dispositivos para colocar a atmosfera no espaço em movimento, em que o sistema de controle é configurado para ligar os dispositivos de deslocamento quando os dispositivos de detecção de respiração são ligados.
17. 17. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 12 a 16, caracterizada pelo fato de que o sistema de controle é configurado para ligar os dispositivos de detecção de respiração em intervalos de diversos dias a diversas semanas.
18. 18. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 12 a 17, caracterizada pelo fato de que os dispositivos de detec-

    ção de respiração compreendem pelo menos um medidor de oxigênio ' e pelo menos um medidor de dióxido de carbono, e o sistema de con- . trole é configurado para determinar a razão de uma absorção de oxi- gênio medida e uma liberação de dióxido de carbono medida do pro- duto agrícola ou de horticultura e para controlar o aparelho de ajuste, a fim de diminuir o teor de oxigênio no espaço desde que a razão assim determinada permaneça substancialmente constante.
19. 19. Instalação de acordo com a reivindicação 18, caracteri- zada pelo fato de que o sistema de controle é configurado para contro- lar o aparelho de ajuste a fim de aumentar o teor de oxigênio no espa- i ço, pelo menos temporariamente, assim que a razão de absorção de + oxigênio e liberação de dióxido de carbono mude consideravelmente.
20. 20. Instalação de acordo com a reivindicação 18 ou 19, ca- racterizada pelo fato de que o medidor de oxigênio e o medidor de dió- xido de carbono são configurados para executar um número de medi- ções quando os dispositivos de detecção de respiração estão operando.
21. 21. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 12 a 20, caracterizada pelo fato de que o aparelho de ajuste tem adicionalmente dispositivos para ajustar uma temperatura no espaço.
22. 22. Espaço que pode ser fechado para armazenar produtos agrícolas ou de horticultura em uma atmosfera controlada, que é pro- vido com uma instalação como definida em qualquer uma das reivindi- cações 12 a 21, caracterizado pelo fato de que o espaço é à prova de vazamento substancialmente de forma completa, pelo menos quando os dispositivos de detecção de respiração estão operando.
23. 23. Espaço que pode ser fechado de acordo com a reivindi- cação 22, caracterizado pelo fato de que o espaço tem uma estan- queidade a vazamento menor do que 0,2 cm? por 100 mº, preferivel- mente menor do que 0,15 cm? por 100 m? e mais preferivelmente na ordem de 0,10 cm? por 100 mº?.