BR112018073759B1 - METHOD FOR AUTOMATED IN SITU DYNAMIC CONTROL OF A METABOLICLY ACTIVE PRODUCT IN A CONFINED ENVIRONMENT THROUGH THE COMPOSITION OF ITS GASES AND PRESSURE - Google Patents

METHOD FOR AUTOMATED IN SITU DYNAMIC CONTROL OF A METABOLICLY ACTIVE PRODUCT IN A CONFINED ENVIRONMENT THROUGH THE COMPOSITION OF ITS GASES AND PRESSURE Download PDF

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BR112018073759B1
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Niels BESSEMANS
Bart Nicolai
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Katholieke Universiteit Leuven
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Abstract

Um sistema de controle para controlar o armazenamento de produto metabolicamente ativo em um ambiente confinado definido, em que o referido sistema de controle compreende pelo menos uma análise de gás e um meio de medição da pressão compreendendo uma unidade de controle para determinar uma composição do meio gasoso ajustada do ambiente confinado para proteger o produto contra a degradação metabólica; pelo menos um meio de operação/atuação para adaptar o meio gasoso no ambiente de armazenamento confinado com base na referida composição do meio gasoso ajustada determinada; em que a unidade de controle está adaptada para determinar a composição do meio gasoso ajustada com base em um modelo matemático do sistema que determina um coeficiente metabólico do produto combinando a medição das mudanças da composição do gás no ambiente confinado com mudanças da pressão dinâmica no espaço confinado. O valor do coeficiente metabólico é usado como dado de entrada para um algoritmo de controle para ajustar continuamente a composição do gás no espaço confinado em resposta à atividade metabólica do produto.A control system for controlling the storage of metabolically active product in a defined confined environment, said control system comprising at least a gas analysis and pressure measuring means comprising a control unit for determining a composition of the medium gaseous adjusted from the confined environment to protect the product from metabolic degradation; at least one operating/actuating means for adapting the gaseous medium in the confined storage environment based on said determined adjusted gaseous medium composition; wherein the control unit is adapted to determine the composition of the gaseous medium adjusted based on a mathematical model of the system which determines a metabolic coefficient of the product by combining the measurement of gas composition changes in the confined environment with dynamic pressure changes in the space confined. The value of the metabolic coefficient is used as input to a control algorithm to continuously adjust the composition of the gas in the confined space in response to the metabolic activity of the product.

Description

A. Campo da invençãoA. Field of invention

[0001] Esta invenção diz respeito a um método e sistema dinâmico relacionado ao controle algorítmico da composição de gás na atmosfera de ambientes controlados confinados, por exemplo ambientes de armazenamento ou crescimento, de produtos respiratórios, como frutas, vegetais e plantas, e mais particularmente a um método e aparelhos para controlar dinamicamente a composição de gases no ambiente controlado através de uma monitorização assistida por software das taxas de alterações de composição de gases num sistema em que o produto pode ser mantido durante períodos de tempo prolongados. Tal sistema compreende um modelo matemático que determina as taxas reais de troca gasosa do produto como uma medida de sua atividade metabólica, como respiração e fermentação.[0001] This invention concerns a method and dynamic system related to the algorithmic control of the gas composition in the atmosphere of confined controlled environments, for example storage or growth environments, of respiratory products such as fruits, vegetables and plants, and more particularly to a method and apparatus for dynamically controlling the composition of gases in the controlled environment through software-assisted monitoring of rates of change in the composition of gases in a system where the product can be held for extended periods of time. Such a system comprises a mathematical model that determines the actual gas exchange rates of the product as a measure of its metabolic activity, such as respiration and fermentation.

[0002] Vários documentos são citados ao longo do texto deste relatório descritivo. Cada um dos documentos contidos neste documento (incluindo as especificações do fabricante, instruções, etc.) é incorporado neste documento por referência; no entanto, não há admissão de que qualquer documento citado seja, de fato, da técnica anterior da presente invenção.[0002] Several documents are cited throughout the text of this descriptive report. Each of the documents contained in this document (including manufacturer's specifications, instructions, etc.) is incorporated into this document by reference; however, there is no admission that any document cited is, in fact, prior art of the present invention.

B. Descrição da técnica relacionadaB. Description of related technique

[0003] Produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar (frutas, vegetais e plantas) são comumente armazenados a baixa temperatura (geralmente próximo a 0°C) em combinação com uma pressão parcial reduzida de O2 e aumentada de CO2 (o chamado “Armazenamento de Atmosfera Controlada (CA)”) para reduzir sua taxa de respiração e, portanto, estender sua vida útil.[0003] Horticultural products that need to breathe (fruits, vegetables and plants) are commonly stored at low temperature (generally close to 0°C) in combination with a reduced partial pressure of O2 and increased partial pressure of CO2 (the so-called “Controlled Atmosphere Storage (CA)") to reduce its breathing rate and therefore extend its lifespan.

[0004] Plantas ou culturas metabolicamente ativas são plantas que passam por processos fisiológicos ativos de fotossíntese e/ou respiração. Essas plantas metabolicamente ativas podem ser cultivadas em um ambiente confinado, como uma fábrica com iluminação artificial e troca muito limitada de ar ambiente de ambiente externo sob o chamado crescimento da Atmosfera Controlada (CA) para otimizar o processo básico de fotossíntese e respiração subjacente à via metabólica que produz energia química (isto é, adenosina trifosfato (ATP) e equivalentes redox) para atender às demandas de energia celular para crescimento e manutenção de tais plantas metabolicamente ativas.[0004] Metabolically active plants or cultures are plants that undergo active physiological processes of photosynthesis and/or respiration. These metabolically active plants can be grown in a confined environment such as a factory with artificial lighting and very limited exchange of ambient air from the outside environment under so-called Controlled Atmosphere (CA) growth to optimize the basic process of photosynthesis and respiration underlying the pathway. metabolism that produces chemical energy (ie, adenosine triphosphate (ATP) and redox equivalents) to meet cellular energy demands for growth and maintenance of such metabolically active plants.

[0005] No entanto, a composição de gás ótima é crítica, uma vez que uma pressão parcial de O2 muito baixa em combinação com uma pressão parcial de CO2 muito alta induz um metabolismo fermentativo no fruto (Beaudry, Postiolvest Biol Technol, 15: 293-303, 1999). Isso causa desarranjos (por exemplo, etanol) e distúrbios de armazenamento (por exemplo, escurecimento e quebra do núcleo). Por essa razão, a pressão parcial de O2 e CO2 em refrigeradores comerciais é mantida em um valor seguro e estável. Tais sistemas foram desenvolvidos sob Pat. N° 5.333.394, "Sistema de recipiente de atmosfera controlada para produtos perecíveis", Pat. U.S. N°. 6.092.430, "Sensor e controlador de oxigênio/dióxido de carbono para um recipiente refrigerado de atmosfera controlada" e Pat. U.S. N° 6.615.908, "Método de transporte ou armazenamento de produtos perecíveis". Essas patentes tratavam do controle da atmosfera, uso de membranas e uso de sensores. A Patente US070144638 foi posicionada como uma melhoria em relação a estes sistemas, sendo mais econômica (eficiência energética) e não resultando em aumento de pressão nos recipientes (devido à regulação dos gases dos métodos então vigentes). A patente europeia EP0457431 descreve um sistema para controlar as concentrações de oxigênio e dióxido de carbono num recipiente refrigerado para fazer produtos perecíveis respirarem para controlar dinamicamente e continuamente as concentrações de gás. O pedido de patente europeia EP2092831 descreve um sistema semelhante. Todos estes métodos visam valores predeterminados de concentrações de gás. A Patente US 5333394 descreve um recipiente CA com controlador que irá implementar rajadas de fornecimento de gás que são pré-programadas com base numa aplicação particular; não usa taxas de produção e consumo de gás medidas.[0005] However, the optimal gas composition is critical, since a very low O2 partial pressure in combination with a very high CO2 partial pressure induces a fermentative metabolism in the fruit (Beaudry, Postiolvest Biol Technol, 15: 293 -303, 1999). This causes derangements (eg ethanol) and storage disturbances (eg browning and core breakage). For this reason, the partial pressure of O2 and CO2 in commercial refrigerators is maintained at a safe and stable value. Such systems have been developed under US Pat. No. 5,333,394, "Controlled Atmosphere Container System for Perishables", US Pat. U.S. No. 6,092,430, "Oxygen/Carbon Dioxide Sensor and Controller for a Controlled Atmosphere Refrigerated Vessel" and US Pat. U.S. No. 6,615,908, "Method of transport or storage of perishable products". These patents dealt with the control of the atmosphere, the use of membranes and the use of sensors. Patent US070144638 was positioned as an improvement in relation to these systems, being more economical (energy efficiency) and not resulting in increased pressure in the containers (due to the regulation of gases in the methods then in force). European patent EP0457431 describes a system for controlling oxygen and carbon dioxide concentrations in a refrigerated container to make perishable products breathe to dynamically and continuously control gas concentrations. European patent application EP2092831 describes a similar system. All of these methods target predetermined values of gas concentrations. US Patent 5,333,394 describes an AC container with controller that will implement bursts of gas delivery that are pre-programmed based on a particular application; does not use measured gas production and consumption rates.

[0006] Além disso, a Patente US N° 7.208.187 divulga um método de controle de uma atmosfera controlada em que pelo menos um gás residual numa concentração inferior a 1% é medido pelo menos em dois momentos diferentes, e em que as variáveis de controle são determinadas na taxa de alteração no concentração do gás vestigial, que é então usado como uma medida da taxa de produção do gás vestigial. Os gases referidos são etileno, etanol, etano, acetaldeído e dióxido de carbono. O método não considera os gases consumidos devido à respiração, ou seja, oxigênio. O método também não considera a proporção da taxa de variação de dois gases como uma medida do estado fisiológico.[0006] Furthermore, US Patent No. 7,208,187 discloses a method of controlling a controlled atmosphere in which at least one residual gas in a concentration of less than 1% is measured at least at two different times, and in which the variables of control are determined on the rate of change in the concentration of the trace gas, which is then used as a measure of the rate of production of the trace gas. The gases referred to are ethylene, ethanol, ethane, acetaldehyde and carbon dioxide. The method does not consider the gases consumed due to breathing, that is, oxygen. The method also does not consider the ratio of the rate of change of two gases as a measure of the physiological state.

[0007] Convencionalmente, o armazenamento de produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar em atmosfera controlada (CA) utiliza, assim, pontos de ajuste fixos e estáticos recomendados como condições de armazenamento ótimas. Como as concentrações são definidas em níveis seguros, perda significativa de firmeza ainda pode ocorrer. Além disso, foi descrito o desenvolvimento de desordens pós-colheita, mesmo sob CA ótimo (Peppelenbos & Oosterhaven, Acta Hort 464: 381-386, 1998; DeLong et al., Acta Hort 737: 31-37, 2007). Devido à alta variabilidade biológica dos produtos hortícolas, as condições ótimas de armazenamento recomendadas podem ser diferentes das condições reais de armazenamento ótimo (Saltveit, Postharvest Biol Technol 27: 3-13, 2003; Veltman et al., Postharvest Biol Technol 27:79-86, 2003).[0007] Conventionally, the storage of horticultural products that need to breathe in a controlled atmosphere (AC) thus uses fixed and static setpoints recommended as optimal storage conditions. As concentrations are set at safe levels, significant loss of firmness can still occur. Furthermore, the development of postharvest disorders has been described even under optimal CA (Peppelenbos & Oosterhaven, Acta Hort 464: 381-386, 1998; DeLong et al., Acta Hort 737: 31-37, 2007). Due to the high biological variability of horticultural products, recommended optimal storage conditions may differ from actual optimal storage conditions (Saltveit, Postharvest Biol Technol 27: 3-13, 2003; Veltman et al., Postharvest Biol Technol 27:79- 86, 2003).

[0008] Os sistemas de armazenamento CA adaptativos (ACA) podem adaptar a composição do gás atmosférico com base no estado fisiológico real do fruto (Veltman et al., Postharvest Biol Technol 27: 79-86, 2003; Zanella et al., Acta Hort 796, 77- 82, 2008) em função do tempo e lote de frutas, de tal forma que variações devido a fatores como localização geográfica, cultivar, mutante, efeitos do pomar, data de colheita e duração do armazenamento, podem ser levados em consideração. O armazenamento de ACA pode manter a qualidade das frutas em maior extensão do que as instalações convencionais de armazenamento de CA e Ultra Low Oxygen (ULO) (Gasser et al., Acta Hort 796 69-76: 2008; Zanella et al., Acta Hort 796, 77-82, 2008), e tem sido proposto como uma opção viável para produtores orgânicos de maçã que não estão usando produtos químicos preventivos (DeLong et al., Acta Hort 737: 31-37, 2007). Veltman et al. Biol Technol Post 27: 79-86 (2003) mostrou que o ACA resultou na melhoria da qualidade de maçãs 'Elstar', com melhor retenção de firmeza e inibição do defeito de 'manchas na pele'. Outros pedidos da ACA foram bem sucedidas para o armazenamento das cultivares de maçã 'Granny Smith' e 'Delicious' (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).[0008] Adaptive CA storage systems (ACA) can adapt the atmospheric gas composition based on the real physiological state of the fruit (Veltman et al., Postharvest Biol Technol 27: 79-86, 2003; Zanella et al., Acta Hort 796, 77-82, 2008) as a function of time and fruit batch, such that variations due to factors such as geographic location, cultivar, mutant, orchard effects, harvest date and storage duration can be taken into account. consideration. ACA storage can maintain fruit quality to a greater extent than conventional CA and Ultra Low Oxygen (ULO) storage facilities (Gasser et al., Acta Hort 796 69-76: 2008; Zanella et al., Acta Hort 796, 77-82, 2008), and has been proposed as a viable option for organic apple growers who are not using preventive chemicals (DeLong et al., Acta Hort 737: 31-37, 2007). Veltman et al. Biol Technol Post 27: 79-86 (2003) showed that ACA resulted in improved quality of 'Elstar' apples, with better firmness retention and inhibition of the 'skin spots' defect. Other ACA applications have been successful for the storage of 'Granny Smith' and 'Delicious' apple cultivars (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).

[0009] Os sistemas de monitorização para ACA foram desenvolvidos com base na fluorescência da clorofila (Prange et al., Patente N° WO0206795) e monitorizando a liberação de acetaldeído ou etanol (Veltman et al. Postharvest Biol Technol 27: 79-86 (2003)).[0009] Monitoring systems for ACA were developed based on chlorophyll fluorescence (Prange et al., Patent No. WO0206795) and monitoring the release of acetaldehyde or ethanol (Veltman et al. Postharvest Biol Technol 27: 79-86 ( 2003)).

[0010] O princípio por trás do armazenamento ACA é o armazenamento de frutas em uma atmosfera com o menor nível de oxigênio possível que é tolerado pela fruta. Abaixo desse nível, a fermentação se torna importante e distúrbios fisiológicos, como o escurecimento interno, podem se desenvolver. Na prática, um sinal de resposta de fruta que é gerado sob tais condições é usado para monitorar o estresse de oxigênio. Dois sistemas já estão em uso. Sistemas que utilizam a fluorescência da clorofila como o sinal de resposta do fruto foram divulgados na patente WO-0206795. A Atmosfera Controlada (CA), usando a fluorescência da clorofila, requer vários sensores caros por sala fria e possui restrições metodológicas, como a posição de medição (é necessária uma distância constante do sensor em relação às maçãs). Veltman et al. Postharvest Biol Technol 27: 79-86 (2003) utilizaram a produção fermentativa de etanol como o sinal de resposta da fruta. As medições de etanol são realizadas off-line nos frutos amostrados da sala de armazenamento ou do ar ambiente. O sistema baseado em etanol é divulgado nas patentes WO-0206795 e EP-0798962. O primeiro método é um procedimento que não corresponde às características de um indicador de commodity dinâmico como parte de um sistema de controle automatizado. Este último não é confiável devido à possível interação do equipamento de detecção com gases como o etileno, que pode estar presente no ar da amostra (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).[0010] The principle behind ACA storage is the storage of fruit in an atmosphere with the lowest possible level of oxygen that is tolerated by the fruit. Below this level, fermentation becomes important and physiological disturbances such as internal browning can develop. In practice, a fruit response signal that is generated under such conditions is used to monitor oxygen stress. Two systems are already in use. Systems using chlorophyll fluorescence as the fruit response signal have been disclosed in WO-0206795. Controlled Atmosphere (CA) using chlorophyll fluorescence requires several expensive sensors per cold room and has methodological constraints such as measurement position (a constant distance from the sensor to the apples is required). Veltman et al. Postharvest Biol Technol 27: 79-86 (2003) used fermentative ethanol production as the fruit response signal. Ethanol measurements are performed offline on fruits sampled from the storage room or ambient air. The ethanol-based system is disclosed in WO-0206795 and EP-0798962. The first method is a procedure that does not match the characteristics of a dynamic commodity indicator as part of an automated control system. The latter is unreliable due to the possible interaction of the detection equipment with gases such as ethylene, which may be present in the sample air (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).

[0011] Ambos os métodos foram comparados com medições de respiração. O aparecimento de condições estressantes indicadas pelo aumento da concentração de etanol ou sinal de fluorescência da clorofila está de acordo com a menor taxa respiratória aceitável, que pode ser obtida medindo as mudanças de O2 e/ou concentração CO2 na atmosfera ao redor do fruto (Veltman et al. Postharvest Biol Technol 27: 79-86, 2003; Gasser et al., Acta Hort 796: 69-76, 2008). A medição da taxa de respiração em salas de armazenamento não foi considerada prática (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).[0011] Both methods were compared with respiration measurements. The appearance of stressful conditions indicated by increased ethanol concentration or chlorophyll fluorescence signal is in accordance with the lowest acceptable respiratory rate, which can be obtained by measuring changes in O2 and/or CO2 concentration in the atmosphere surrounding the fruit (Veltman et al., Postharvest Biol Technol 27: 79-86, 2003; Gasser et al., Acta Hort 796: 69-76, 2008). Measuring respiration rate in storage rooms was not considered practical (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009).

[0012] Yearsly et al., Postharvest Biol Technol 8: 95-109 (1996) e Gasser et al., Acta Hort 796: 69-76 (2008) demonstraram em pequenos lotes de maçãs em frascos que o coeficiente de respiração RQ (taxa de produção de CO2 por taxa de consumo de O2) aumenta drasticamente abaixo da menor taxa de respiração, devido ao início da fermentação. Isso demonstrou que o RQ combina com os métodos de fluorescência e etanol de clorofila.[0012] Yearsly et al., Postharvest Biol Technol 8: 95-109 (1996) and Gasser et al., Acta Hort 796: 69-76 (2008) demonstrated in small batches of apples in jars that the respiration coefficient RQ ( CO2 production rate per O2 consumption rate) increases dramatically below the lowest respiration rate, due to the onset of fermentation. This demonstrated that RQ matches the fluorescence and chlorophyll ethanol methods.

[0013] Os experimentos de frasco no laboratório, no entanto, excluem importantes fatores de influência de depósitos reais (tamanho e formato da sala, vazamentos, condições climáticas, padrão de empilhamento, armazenamento de gases dentro dos frutos) que impedem a determinação exata do RQ e, portanto, tornam o controle preciso sistemas reais impossíveis. Em particular, os frascos fornecem um sistema hermético que exclui vazamentos e pode ser controlado para evitar flutuações de temperatura e pressão. Em recipientes, câmaras ou salas, determinar com precisão as taxas de vazamento de gás é essencial para corrigir medidas de processos fisiológicos como respiração e fermentação (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009). Os métodos existentes utilizam gases vestigiais não reagentes para este fim em testes separados (Baker et al., Environ Exp. Bot 51: 103-110, 2004) ou decaimento de pressão em salas vazias à temperatura ambiente (Bartsch, Cornell Fruit Handling and Storage Newsletter, 16-20, 2004; Raghaven et al., In (DM Barett, L. Somogy, H. Ramaswamy): Processing Fruits, CRC Press, 23-52, 2005). O vazamento depende do projeto e da construção da sala, das condições climáticas, da carga e das mudanças com o tempo. Testes anuais são recomendados (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009). Em salas de armazenamento muito usadas, é necessário um método para medição automática de vazamentos para reduzir a carga de trabalho, automatizar o gerenciamento da sala de armazenamento e implementar a Atmosfera controlada dinâmica (DCA). De fato, na presente invenção o DCA será implementado de tal maneira que o efeito de fuga pode ser automaticamente corrigido sem sistemas ou testes adicionais, tais como os reivindicados na EP2816890 A1. Para conseguir isso, a sala de armazenamento precisa ser mantida em uma sobrepressão em relação ao seu ambiente direto, o que é alcançado pela injeção de gás N2, que é caro. Além disso, a sala de armazenamento deve cumprir certos requisitos relativos a estanqueidade para poder obter esta sobrepressão. Também com o sistema descrito na EP2816890 A1, a respiração do produto é determinada apenas periodicamente.[0013] The flask experiments in the laboratory, however, exclude important influencing factors of real deposits (room size and shape, leaks, climatic conditions, stacking pattern, gas storage inside the fruits) that prevent the exact determination of the RQ and therefore make precise control of real systems impossible. In particular, the flasks provide an airtight system that excludes leaks and can be controlled to avoid temperature and pressure fluctuations. In containers, chambers or rooms, accurately determining gas leak rates is essential to correct measurements of physiological processes such as respiration and fermentation (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009). Existing methods use non-reactive trace gases for this purpose in separate tests (Baker et al., Environ Exp. Bot 51: 103-110, 2004) or pressure decay in empty rooms at room temperature (Bartsch, Cornell Fruit Handling and Storage Newsletter, 16-20, 2004; Raghaven et al., In (DM Barett, L. Somogy, H. Ramaswamy): Processing Fruits, CRC Press, 23-52, 2005 ). Leakage depends on room design and construction, weather conditions, load, and changes over time. Annual testing is recommended (Hoehn et al., In (MM Yahia): Modified and Controlled Atmospheres for the Storage, Transportation, and Packaging of Horticultural Commodities, CRC Press, 42, 2009). In heavily used storage rooms, a method for automatic leak measurement is needed to reduce workload, automate storage room management, and implement Dynamic Controlled Atmosphere (DCA). In fact, in the present invention the DCA will be implemented in such a way that the leakage effect can be automatically corrected without additional systems or tests, such as those claimed in EP2816890 A1. To achieve this, the storage room needs to be maintained at an overpressure with respect to its direct environment, which is achieved by injecting expensive N2 gas. In addition, the storage room must meet certain requirements regarding tightness in order to obtain this overpressure. Also with the system described in EP2816890 A1, the respiration of the product is determined only periodically.

[0014] Em salas de armazenamento muito usadas, é necessário um método para medição automática de RQ para reduzir a carga de trabalho, automatizar o gerenciamento da sala de armazenamento e, assim, implementar a CA dinâmica em vez da CA ajustada. Em vez do controle baseado em RQ, também é necessário um novo paradigma de controle que use o quociente de taxa de troca total do gás (GERQ) no ambiente de armazenamento e determine por meio de um modelo matemático do sistema a taxa respiratória real do produto.[0014] In heavily used storage rooms, a method for automatic RQ measurement is needed to reduce the workload, automate storage room management, and thus implement dynamic AC instead of tuned AC. Instead of RQ-based control, a new control paradigm is also needed that uses the total gas exchange rate (GERQ) quotient in the storage environment and determines through a mathematical model of the system the actual respiratory rate of the product. .

[0015] Na patente EP2547213B1 demonstramos que o controle dinâmico dos ambientes de armazenamento CA não requer apenas medição dinâmica e precisa dos níveis de O2 e CO2 como uma função do tempo na sala, mas também a taxa de trocas gasosas com o ambiente externo e o acúmulo de gases. Na referida patente, é apresentado um método que estima um coeficiente de vazamento característico do recinto da sala para corrigir vazamentos. Embora a determinação e correção de tal coeficiente tenha sido demonstrada viável e vantajosa, foram necessários protocolos de medição adicionais e separados.[0015] In patent EP2547213B1 we demonstrated that the dynamic control of AC storage environments not only requires dynamic and accurate measurement of O2 and CO2 levels as a function of time in the room, but also the rate of gas exchange with the external environment and the accumulation of gases. In said patent, a method is presented that estimates a leak coefficient characteristic of the room enclosure to correct leaks. While determining and correcting such a coefficient has been shown to be feasible and advantageous, additional and separate measurement protocols were required.

[0016] A presente invenção não requer a vedação do espaço de influências externas, tais como vazamento durante a detecção da respiração, que é a base e a restrição do método reivindicado na aplicação EP2816890 A1.[0016] The present invention does not require sealing the space from external influences such as leakage during breath detection, which is the basis and restriction of the method claimed in application EP2816890 A1.

[0017] O documento WO2014/066952 A1 descreve um sistema para controlar a composição de gás em um recipiente de armazenamento de frutas. A mudança na pressão interna é medida para calcular um diâmetro equivalente do furo de vazamento que é comparado com um diâmetro de furo de vazão de referência. Com base nisso, o sistema de controle determina a taxa de entrada de ar ambiente para manter uma composição de gás fixa no recipiente de armazenamento. As desvantagens do sistema são que os parâmetros de vazamento, como o diâmetro do furo de vazamento equivalente, devem ser calculados, apenas o vazamento de gás do ambiente direto do recipiente de armazenamento para o recipiente de armazenamento é considerado e não vice-versa e que o produto é armazenado a uma composição do gás fixa e não automaticamente na composição ótima do gás. Além disso, o algoritmo de controle não é baseado e adaptado a um parâmetro metabólico do produto.[0017] WO2014/066952 A1 describes a system for controlling the gas composition in a fruit storage container. The change in internal pressure is measured to calculate an equivalent leak hole diameter which is compared to a reference flow hole diameter. Based on this, the control system determines the ambient air intake rate to maintain a fixed gas composition in the storage vessel. Disadvantages of the system are that the leakage parameters such as the equivalent leak hole diameter must be calculated, only the leakage of ambient gas directly from the storage vessel to the storage vessel is considered and not vice versa, and that the product is stored at a fixed gas composition and not automatically at the optimum gas composition. Furthermore, the control algorithm is not based and adapted to a metabolic parameter of the product.

[0018] Com a presente invenção, nenhum parâmetro de vazamento, como o diâmetro equivalente do furo de vazamento ou a constante de vazamento, deve ser determinado. O sistema de controle usa uma medida da pressão interna para determinar um coeficiente metabólico do produto metabólico, levando em consideração o vazamento do espaço confinado para o seu ambiente e vice-versa e armazena o produto automaticamente na composição ótima do gás.[0018] With the present invention, no leakage parameter, such as the equivalent diameter of the leakage hole or the leakage constant, should be determined. The control system uses an internal pressure measurement to determine a metabolic rate of the metabolic product, taking into account leakage from the confined space to its environment and vice versa, and automatically stores the product at the optimum gas composition.

[0019] Esta invenção incorpora um sistema e instrumentação associada para monitoramento automático de um coeficiente metabólico, como RQ, que leva em conta fatores de projeto de sala e operação com base em medições de pressão interna, em vez de medir os coeficientes de vazamento. A presente invenção demonstra claramente que a avaliação da dinâmica de troca de gás do sistema de armazenamento completo (incluindo a fruta, a atmosfera de armazenamento, o projeto da sala e o vazamento de gás para ou de fora), considerando as condições climáticas, fornece um meio para monitorar a atividade respiratória do produto. A presente invenção também permite calcular automaticamente a futura composição de gás necessária para manter a respiração do produto em níveis seguros. O sistema pode aconselhar os operadores da sala de armazenamento a adaptar a composição do gás ou aplicar um controle automatizado da composição do gás no ambiente de armazenamento.[0019] This invention incorporates a system and associated instrumentation for automatically monitoring a metabolic coefficient, such as RQ, which takes into account room design and operating factors based on internal pressure measurements, rather than measuring leak coefficients. The present invention clearly demonstrates that the evaluation of the gas exchange dynamics of the complete storage system (including the fruit, the storage atmosphere, the room design and the gas leakage to or from outside), considering the climatic conditions, provides a means to monitor the respiratory activity of the product. The present invention also makes it possible to automatically calculate the future gas composition required to keep the product breathing at safe levels. The system can advise storage room operators to adapt the gas composition or apply automated control of the gas composition in the storage environment.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[0020] A presente invenção resolve os problemas da técnica relacionada de controle preciso de um produto respiratório em um ambiente confinado pelo cálculo de um coeficiente metabólico como uma função da composição de gás medida no ambiente confinado e como uma função da pressão no ambiente confinado, cujo coeficiente metabólico é determinado pela unidade de controle pelo menos em função da composição do gás e da pressão de pelo menos duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente confinado, 2) como uma função do coeficiente metabólico calculado para determinar uma composição de meio gasoso ajustada, 3) gerar um sinal de saída que direcione o operador/atuador para controlar o produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar. Este método tem várias vantagens sobre a técnica. É mais preciso do que um método pelo qual é necessário estimar um diâmetro equivalente do furo de vazamento. Não é necessário introduzir ar do exterior por meio de um diagrama (entrada de gás) para medição de pressão ou para extrair CO2 através de uma membrana semipermeável. Pelo método da presente invenção, evita-se também o requisito de estimar um parâmetro de fuga (k). Isto é uma melhoria, uma vez que o valor de k pode variar no tempo, de modo que várias estimativas são necessárias separadas no tempo, já que k é função da carga do espaço confinado, temperatura e pressão ou diferença de pressão entre o espaço confinado e o ambiente. Outra vantagem do sistema da presente invenção é que para detectar a respiração do produto no ambiente confinado não é necessário desligar o controle da atmosfera (controle CA) e o controle de temperatura durante a medição e vedar o vazamento substancialmente apertado durante a medição e/ou manter a atmosfera em movimento e/ou ajustar a pressão por N2, de modo que só seja possível fazê-lo em intervalos de tempo determinados (>1 h). Principalmente neste sistema clássico, entre as medições há vários dias de intervalo.[0020] The present invention solves the related art problems of accurately controlling a respiratory product in a confined environment by calculating a metabolic coefficient as a function of the gas composition measured in the confined environment and as a function of the pressure in the confined environment, whose metabolic rate is determined by the control unit at least as a function of gas composition and pressure at least two consecutive times during a selective time period in the confined environment, 2) as a function of the metabolic rate calculated to determine a composition of adjusted gaseous medium, 3) generate an output signal that directs the operator/actuator to control the fruit and vegetable product that needs to breathe. This method has several advantages over the technique. It is more accurate than a method by which it is necessary to estimate an equivalent leak hole diameter. It is not necessary to introduce outside air through a diagram (gas inlet) for pressure measurement or to extract CO2 through a semipermeable membrane. By the method of the present invention, the requirement to estimate a leakage parameter (k) is also avoided. This is an improvement as the value of k can vary over time so multiple estimates are needed separated in time as k is a function of the confined space load, temperature and pressure or pressure difference between the confined space and the environment. Another advantage of the system of the present invention is that to detect product breathing in the confined environment it is not necessary to turn off the atmosphere control (AC control) and the temperature control during the measurement and to seal the leak substantially tight during the measurement and/or keep the atmosphere moving and/or adjust the pressure by N2, so that it is only possible to do so at certain time intervals (>1 h). Especially in this classic system, there are several days between measurements.

[0021] O escopo adicional de aplicabilidade da presente invenção tornar-se-á aparente a partir da descrição detalhada neste documento dada a seguir. No entanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando modalidades preferidas da invenção, são dados a título de ilustração apenas, uma vez que várias alterações e modificações dentro do espírito e escopo da invenção se tornarão evidentes para os versados na técnica a partir desta descrição detalhada. Deve ser compreendido que tanto a descrição geral anterior quanto a descrição detalhada a seguir são exemplares e explicativas apenas e não são restritivas da invenção, conforme reivindicado.[0021] The further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description herein given below. However, it should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, as various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art. in the technique from this detailed description. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention as claimed.

[0022] A FIG. 1 fornece uma visão esquemática do sistema de controle baseado em um sistema de medição assistida por software de composição de gás e pressão atmosférica em um ambiente confinado e algoritmo de controle. O produto metabolicamente ativo (a) está contido em um ambiente confinado (b). A pressão é medida com um sensor de pressão (c) e a composição do gás com um analisador de gás (d). Os sinais do sensor de pressão e do analisador de gases são usados pela unidade de controle (e) para calcular um coeficiente metabólico do produto (a) que calcula um sinal de saída em função do valor do coeficiente metabólico. O sinal de saída da unidade de controle aciona o operador/atuador (f) para ajustar a composição de gás no ambiente confinado usando um gás fornecido por uma unidade de tratamento de gás convencional (g) que pode incluir purificadores e geradores.[0022] FIG. 1 provides a schematic view of the control system based on a software-assisted measurement system of gas composition and atmospheric pressure in a confined environment and control algorithm. The metabolically active product (a) is contained in a confined environment (b). The pressure is measured with a pressure sensor (c) and the gas composition with a gas analyzer (d). The signals from the pressure sensor and the gas analyzer are used by the control unit (e) to calculate a metabolic coefficient of the product (a) which calculates an output signal as a function of the metabolic coefficient value. The output signal from the control unit triggers the operator/actuator (f) to adjust the gas composition in the confined environment using a gas supplied by a conventional gas treatment unit (g) which may include scrubbers and generators.

[0023] A presente invenção fornece uma maneira de resolver os problemas da técnica relacionada de controle preciso de um produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar em um ambiente fechado por, primeiro, calcular um coeficiente metabólico como uma função da composição de gás medida no ambiente confinado e como uma função da pressão no ambiente confinado, cujo coeficiente metabólico é determinado pela unidade de controle pelo menos em função da composição do gás e da pressão de pelo menos duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente confinado, segundo como uma função do coeficiente metabólico calculado para determinar uma composição de meio gasoso ajustada e, terceiro gerar um sinal de saída que direcione o operador/atuador para controlar o produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar. Este método tem várias vantagens sobre a técnica. É mais preciso do que um método pelo qual é necessário estimar um diâmetro equivalente do furo de vazamento. Usando um sistema inventivo é possível proteger o produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar de um distúrbio metabólico ou contra a degradação fermentativa.[0023] The present invention provides a way to solve related art problems of accurately controlling a fruit and vegetable product that needs to breathe in a closed environment by first calculating a metabolic coefficient as a function of the gas composition measured in the confined environment and as a function of pressure in the confined environment, the metabolic rate of which is determined by the control unit at least as a function of gas composition and pressure for at least two consecutive times during a selective period of time in the confined environment, second as a function of the metabolic coefficient calculated to determine an adjusted gaseous medium composition and, third, generate an output signal that directs the operator/actuator to control the fruit and vegetable product that needs to breathe. This method has several advantages over the technique. It is more accurate than a method by which it is necessary to estimate an equivalent leak hole diameter. Using an inventive system it is possible to protect the fruit and vegetable product that needs to breathe from a metabolic disturbance or against fermentative degradation.

[0024] Com relação a proteger o produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar ou controlar seu metabolismo, é notado que é vantajoso se esses meios do sistema de controle forem capazes de realizar isso sem a necessidade de introduzir ar do lado de fora através de um diagrama (entrada de gás) para medição de pressão ou sem necessidade de tirar CO2 através de uma membrana semipermeável.[0024] With regard to protecting the horticultural product that needs to breathe or control its metabolism, it is noted that it is advantageous if these means of the control system are able to accomplish this without the need to introduce air from the outside through a diagram ( gas inlet) for pressure measurement or without the need to draw CO2 through a semipermeable membrane.

[0025] Um outro aspecto vantajoso pelo método ou sistema da presente invenção é também que também não é necessário estimar um parâmetro de vazamento (k). Isto é uma melhoria, uma vez que o valor de k pode variar no tempo, de modo que várias estimativas são necessárias separadas no tempo, já que k é função da carga do espaço confinado, temperatura e pressão ou diferença de pressão entre o espaço confinado e o ambiente. Outra vantagem do sistema da presente invenção é que para detectar a respiração do produto no ambiente confinado não é necessário desligar o controle de temperatura durante a medição e vedar o vazamento substancialmente apertado durante a medição e/ou manter a atmosfera em movimento e/ou ajustar a pressão por N2, de modo que só seja possível fazê- lo em intervalos de tempo determinados (>1 h). Principalmente neste sistema clássico, entre as medições há vários dias de intervalo.[0025] Another advantageous aspect of the method or system of the present invention is also that it is also not necessary to estimate a leakage parameter (k). This is an improvement as the value of k can vary over time so multiple estimates are needed separated in time as k is a function of the confined space load, temperature and pressure or pressure difference between the confined space and the environment. Another advantage of the system of the present invention is that to detect product breathing in the confined environment it is not necessary to turn off the temperature control during the measurement and seal the leak substantially tight during the measurement and/or keep the atmosphere moving and/or adjust the pressure by N2, so that it is only possible to do it at certain time intervals (>1 h). Especially in this classic system, there are several days between measurements.

[0026] O objetivo da presente invenção é fornecer um método ou sistema para controlar o metabolismo de um produto e, em particular, para o proteger contra um distúrbio metabólico ou contra a degradação fermentativa, que é menos complexo, demorado e mais preciso.[0026] The object of the present invention is to provide a method or system for controlling the metabolism of a product, and in particular for protecting it against a metabolic disorder or against fermentative degradation, which is less complex, time-consuming and more accurate.

[0027] De acordo com a presente invenção é fornecido um sistema de controle para controlar produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar em um ambiente confinado, o referido sistema de controle compreendendo um operador/atuador, um analisador de gás e um sensor de pressão atmosférica, e uma unidade de controle adaptada para receber os sinais do analisador de gás e do sensor de pressão atmosférica e adaptada para gerar um sinal de saída responsivo a uma mudança de composição de gás e pressão no ambiente confinado, cujo sinal de saída aciona o operador/atuador a ajustar a composição de gás no ambiente confinado, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é projetada 1) para calcular um coeficiente metabólico em função da composição de gás medida no ambiente confinado e em função da pressão no ambiente confinado, cujo coeficiente metabólico é determinado pela unidade de controle pelo menos em função da composição de gás e da pressão de pelo menos duas vezes consecutivas por um período de tempo seletivo no ambiente confinado, 2) em função do coeficiente metabólico calculado para determinar uma composição do meio de gás ajustado e 3) para gerar um sinal de saída que aciona o operador/atuador a controlar o produto respiratório. Neste sistema, o analisador de gases é indicativo de um nível ou composição da atmosfera no ambiente confinado e o sensor de pressão atmosférica ou sensor de pressão de gás é indicativo de uma pressão atmosférica no ambiente confinado. Numa modalidade particular, a unidade de controle está adaptada para receber continuamente os sinais do analisador de gás e do sensor de pressão atmosférica. Usando um sistema inventivo, é possível calcular o coeficiente metabólico em tempo real. Um coeficiente metabólico, que é uma função da taxa de consumo de oxigênio e da taxa de produção de dióxido de carbono do produto, tem a capacidade inerente de caracterizar a respiração e a fermentação do produto.[0027] According to the present invention, a control system is provided to control horticultural products that need to breathe in a confined environment, said control system comprising an operator/actuator, a gas analyzer and an atmospheric pressure sensor, and a control unit adapted to receive the signals from the gas analyzer and atmospheric pressure sensor and adapted to generate an output signal responsive to a change in gas composition and pressure in the confined environment, which output signal triggers the operator/actuator to adjust the gas composition in the confined environment, characterized by the fact that the control unit is designed 1) to calculate a metabolic coefficient as a function of the gas composition measured in the confined environment and as a function of the pressure in the confined environment, whose metabolic coefficient is determined by the control unit at least as a function of gas composition and pressure for at least two consecutive times for a selective period of time in the confined environment, 2) as a function of the metabolic coefficient calculated to determine an adjusted gas medium composition and 3) to generate an output signal that triggers the operator/actuator to control the breathing product. In this system, the gas analyzer is indicative of a level or composition of the atmosphere in the confined environment and the atmospheric pressure sensor or gas pressure sensor is indicative of an atmospheric pressure in the confined environment. In a particular embodiment, the control unit is adapted to continuously receive signals from the gas analyzer and the atmospheric pressure sensor. Using an inventive system, it is possible to calculate the metabolic rate in real time. A metabolic coefficient, which is a function of the rate of oxygen consumption and the rate of carbon dioxide production of the product, has the inherent ability to characterize respiration and fermentation of the product.

[0028] Neste sistema, a unidade de controle é projetada para gerar um sinal de saída para controlar o produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar. Este sistema de saída é projetado para gerar um sinal de saída para controlar a atividade metabólica do produto, para proteger o produto contra distúrbios metabólicos, para proteger o produto contra a degradação, para proteger o produto contra a degradação fermentativa.[0028] In this system, the control unit is designed to generate an output signal to control the horticultural product that needs to breathe. This output system is designed to generate an output signal to control the metabolic activity of the product, to protect the product against metabolic disturbances, to protect the product against degradation, to protect the product against fermentative degradation.

[0029] Em outro aspecto, a presente invenção fornece também um sensor de temperatura e uma unidade de controle adaptada para receber os sinais do sensor de temperatura e adaptada para gerar um sinal de saída responsivo à temperatura.[0029] In another aspect, the present invention also provides a temperature sensor and a control unit adapted to receive signals from the temperature sensor and adapted to generate a temperature-responsive output signal.

[0030] Em outro aspecto, a presente invenção fornece ainda um sensor volumétrico e uma unidade de controle adaptada para receber os sinais do sensor volumétrico e adaptada para gerar um sinal de saída que responda ao volume.[0030] In another aspect, the present invention further provides a volumetric sensor and a control unit adapted to receive signals from the volumetric sensor and adapted to generate an output signal responsive to volume.

[0031] Em outro aspecto, a presente invenção fornece uma unidade de controle, além disso, adaptada para receber continuamente os sinais do sensor de temperatura e adaptada para gerar um sinal de saída que responda à temperatura.[0031] In another aspect, the present invention provides a control unit further adapted to continuously receive temperature sensor signals and adapted to generate an output signal responsive to temperature.

[0032] Noutro aspecto, a presente invenção fornece uma unidade de controle que é ainda adaptada para receber continuamente os sinais do sensor volumétrico e adaptada para gerar um sinal de saída que responde ao volume.[0032] In another aspect, the present invention provides a control unit which is further adapted to continuously receive signals from the volumetric sensor and adapted to generate an output signal which is responsive to volume.

[0033] Um exemplo de um sensor de pressão atmosférica adequado para a presente invenção é um sensor de pressão barométrica.[0033] An example of an atmospheric pressure sensor suitable for the present invention is a barometric pressure sensor.

[0034] Alguns dos sistemas descritos acima podem ser contidos como um sistema, em que a unidade de controle está disposta para determinar a composição do meio gasoso ajustado com base em um modelo matemático do sistema que usa, pelo menos, a composição do gás medida e a pressão pelo menos duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente confinado para calcular em tempo real um coeficiente metabólico; em que a composição do meio gasoso ajustado é determinada em função do coeficiente metabólico calculado no ambiente confinado, em que o coeficiente metabólico é calculado em tempo real como a solução do seguinte sistema de equações: com a taxa de mudança com o tempo, x i a fração molar medida do gás i no ambiente confinado, P a pressão medida no ambiente confinado, V o volume do espaço confinado, T a temperatura no ambiente confinado, R o gás universal constante, m a massa do produto respiratório no ambiente confinado, ri é a taxa de troca de gás com o produto metabolicamente ativo e f(ri) uma função matemática definida dos valores ri. A fração molar é definida pela função H que afirma que H = 0 quando for maior ou igual a 0 e H = 1 quando for menor que 0.[0034] Some of the systems described above can be contained as a system, in which the control unit is arranged to determine the composition of the adjusted gaseous medium based on a mathematical model of the system that uses at least the measured gas composition and the pressure at least two consecutive times during a selective time period in the confined environment to calculate in real time a metabolic coefficient; in which the composition of the adjusted gaseous medium is determined as a function of the metabolic coefficient calculated in the confined environment, in which the metabolic coefficient is calculated in real time as the solution of the following system of equations: with the rate of change with time, xa measured mole fraction of gas i in the confined environment, P the measured pressure in the confined environment, V the volume of the confined space, T the temperature in the confined environment, R the universal gas constant, m the mass of the respiratory product in the confined environment, ri is the rate of gas exchange with the metabolically active product, and f(ri) a defined mathematical function of the ri values. The molar fraction is defined by the function H which states that H = 0 when is greater than or equal to 0 and H = 1 when is less than 0.

[0035] De modo a superar a desvantagem citada acima, alguns dos sistemas descritos acima podem ser contidos como um sistema em que a unidade de controle está disposta para determinar a composição do meio gasoso ajustado com base em um modelo matemático do sistema que usa, pelo menos, a composição do gás medida e a pressão pelo menos duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente confinado para calcular em tempo real um coeficiente metabólico; em que a composição do meio gasoso ajustado é determinada em função do coeficiente metabólico calculado no ambiente confinado, em que o coeficiente metabólico é o quociente respiratório do produto respiratório e os gases são O2, CO2 e N2; em que o coeficiente metabólico é calculado em tempo real como a solução do seguinte sistema de equações: com a taxa de mudança com o tempo, xi a fração molar medida do gás i no ambiente confinado, P a pressão medida no ambiente confinado, V o volume do espaço confinado, T a temperatura no ambiente confinado, R a constante de gás universal, m a massa do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar no ambiente confinado, é a taxa de consumo de oxigênio do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar e r é a taxa de produção de dióxido de carbono do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar. A fração molar é definida pela função H que afirma que H = 0 quando for maior ou igual a 0 e H = 1 quando for menor que 0.[0035] In order to overcome the disadvantage cited above, some of the systems described above can be contained as a system in which the control unit is arranged to determine the composition of the adjusted gaseous medium based on a mathematical model of the system it uses, at least the measured gas composition and pressure at least twice consecutively during a selective time period in the confined environment to calculate in real time a metabolic coefficient; in which the composition of the adjusted gaseous medium is determined as a function of the metabolic coefficient calculated in the confined environment, in which the metabolic coefficient is the respiratory quotient of the respiratory product and the gases are O2, CO2 and N2; where the metabolic rate is calculated in real time as the solution of the following system of equations: with the rate of change with time, xi the measured mole fraction of gas i in the confined environment, P the measured pressure in the confined environment, V the volume of the confined space, T the temperature in the confined environment, R the universal gas constant, ma mass of the horticultural product that needs to breathe in the confined environment, is the rate of oxygen consumption of the fruit and vegetable product that needs to breathe and r is the carbon dioxide production rate of the fruit and vegetable product that needs to breathe. The molar fraction is defined by the function H which states that H = 0 when is greater than or equal to 0 and H = 1 when is less than 0.

[0036] De modo a superar a desvantagem citada acima, alguns dos sistemas descritos acima podem ser contidos como um sistema em que o sistema de controle compreendendo pelo menos um analisador de gás e pelo menos um sensor de pressão atmosférica conectado a uma unidade de controle disposta para determinar uma composição do meio gasoso ajustado do ambiente de armazenamento confinado para proteger o produto da degradação fermentativa; e, pelo menos, um operador/atuador disposto para adaptar o meio gasoso no ambiente de armazenamento confinado com base na referida composição de meio gasoso ajustado determinada; em que a unidade de controle está disposta para determinar a composição do meio gasoso ajustado com base em um modelo matemático do sistema que usa, pelo menos, a composição e pressão do gás medido em duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente de armazenamento confinado definido para calcular, em tempo real, um coeficiente metabólico - que é uma função da taxa de consumo de oxigênio e da taxa de produção de dióxido de carbono do produto que define a respiração e a fermentação; em que a composição do meio gasoso ajustado é determinada como uma função do coeficiente metabólico (MC) calculado no ambiente de armazenamento confinado, em que o coeficiente metabólico é calculado em tempo real como a solução do seguinte sistema de equações: com a taxa de mudança com o tempo, xi a fração molar medida do gás i no ambiente confinado, P a pressão medida no ambiente confinado, V o volume do espaço confinado, T a temperatura no ambiente confinado, R a constante de gás universal, m a massa do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar no ambiente confinado, é a taxa de consumo de oxigênio do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar e é a taxa de produção de dióxido de carbono do produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar. A fração molar é definida pela função H que afirma que H = 0 quando for maior ou igual a 0 e H = 1 quando for menor que 0.[0036] In order to overcome the disadvantage cited above, some of the systems described above can be contained as a system in which the control system comprising at least one gas analyzer and at least one atmospheric pressure sensor connected to a control unit disposed to determine a composition of the adjusted gaseous medium of the confined storage environment to protect the product from fermentative degradation; and at least one operator/actuator arranged to adapt the gaseous medium in the confined storage environment based on said determined adjusted gaseous medium composition; in which the control unit is arranged to determine the composition of the adjusted gaseous medium based on a mathematical model of the system that uses at least the composition and pressure of the gas measured on two consecutive occasions during a selective period of time in the environment of confined storage defined to calculate, in real time, a metabolic coefficient - which is a function of the rate of oxygen consumption and the rate of carbon dioxide production of the product that defines respiration and fermentation; where the composition of the adjusted gaseous medium is determined as a function of the metabolic coefficient (MC) calculated in the confined storage environment, where the metabolic coefficient is calculated in real time as the solution of the following system of equations: with the rate of change with time, xi the measured mole fraction of gas i in the confined environment, P the measured pressure in the confined environment, V the volume of the confined space, T the temperature in the confined environment, R the universal gas constant, ma mass of the horticultural product that needs to breathe in the confined environment, is the rate of oxygen consumption of the fruit and vegetable product that needs to breathe and is the production rate of carbon dioxide from the fruit and vegetable product that needs to breathe. The molar fraction is defined by the function H which states that H = 0 when is greater than or equal to 0 and H = 1 when is less than 0.

[0037] Numa modalidade prática, estes sistemas de acordo com a presente invenção controlam a composição do gás em relação a pelo menos um dos seguintes gases oxigênio, dióxido de carbono, nitrogênio, etanol, acetaldeído, etileno, etano, acetona.[0037] In a practical embodiment, these systems according to the present invention control the gas composition in relation to at least one of the following gases: oxygen, carbon dioxide, nitrogen, ethanol, acetaldehyde, ethylene, ethane, acetone.

[0038] Numa outra modalidade da invenção, a função para o coeficiente metabólico é uma função linear ou não linear das taxas de troca metabólica de diferentes gases relevantes com o produto.[0038] In another embodiment of the invention, the function for the metabolic coefficient is a linear or non-linear function of the metabolic exchange rates of different relevant gases with the product.

[0039] Ainda numa outra modalidade da invenção, a pressão e a composição de gás no ambiente de armazenamento confinado definido são medidas continuamente durante um certo período de tempo.[0039] In yet another embodiment of the invention, the pressure and gas composition in the defined confined storage environment are measured continuously over a certain period of time.

[0040] Ainda numa outra modalidade da invenção, a pressão e a composição de gás no ambiente de armazenamento confinado definido são medidas periodicamente com um intervalo de tempo fixo ou adaptativo durante um certo período de tempo.[0040] In yet another embodiment of the invention, the pressure and gas composition in the defined confined storage environment are measured periodically with a fixed or adaptive time interval over a certain period of time.

[0041] Em ainda outra modalidade prática, o sistema de acordo com a presente invenção compreende que o tempo de medição total e os intervalos de tempo entre as medições subsequentes da composição do gás e da pressão são otimizadas de modo que a composição do gás e os sinais da pressão contenham uma quantidade máxima de informações das taxas metabólicas de respiração e fermentação e o menor ruído de medição possível. Além disso, a composição medida do gás e os sinais de pressão são submetidos ao processamento de sinais para filtrar o ruído medido.[0041] In yet another practical embodiment, the system according to the present invention comprises that the total measurement time and the time intervals between subsequent measurements of gas composition and pressure are optimized so that the gas composition and the pressure signals contain a maximum amount of information on the metabolic rates of respiration and fermentation and the lowest possible measurement noise. In addition, the measured gas composition and pressure signals undergo signal processing to filter out the measured noise.

[0042] Ainda numa outra modalidade da invenção, além das taxas metabólicas de respiração e fermentação, calcula-se também o erro das taxas metabólicas estimadas e do coeficiente metabólico.[0042] In yet another embodiment of the invention, in addition to the metabolic rates of respiration and fermentation, the error of the estimated metabolic rates and the metabolic coefficient is also calculated.

[0043] Ainda noutro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, as taxas metabólicas e/ou coeficiente metabólico calculados estão sujeitos à avaliação baseada nos critérios de validade com base nos erros calculados das taxas metabólicas, coeficiente metabólico e pressão.[0043] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the above embodiments, the calculated metabolic rates and/or metabolic coefficient are subject to evaluation based on the validity criteria based on the calculated errors of the metabolic rates, metabolic rate and blood pressure.

[0044] Ainda noutro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, os fluxos do gás oxigênio, gás dióxido de carbono e gás nitrogênio, tanto do ambiente do espaço confinado para o espaço confinado em si, assim como do espaço confinado para o seu ambiente, em virtude de vazamento, são considerados para calcular o coeficiente metabólico.[0044] In yet another aspect, the present invention provides, in the system, according to any of the previous embodiments, the flows of oxygen gas, carbon dioxide gas and nitrogen gas, both from the confined space environment to the confined space itself , as well as the confined space to its environment, due to leakage, are considered to calculate the metabolic coefficient.

[0045] O sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, em que o fluxo de dióxido de carbono, em virtude de vazamento do ambiente para o espaço confinado, pode ser negligenciado pelo algoritmo de controle ao calcular o coeficiente metabólico.[0045] The system, according to any of the above embodiments, in which the flux of carbon dioxide, due to leakage from the environment into the confined space, can be neglected by the control algorithm when calculating the metabolic coefficient.

[0046] Ainda num outro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, o sistema de controle está adaptado para calcular a composição de gás ajustada como uma função das taxas ou coeficientes metabólicos determinados.[0046] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the foregoing embodiments, the control system is adapted to calculate the adjusted gas composition as a function of the determined metabolic rates or coefficients.

[0047] Em ainda outro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, a unidade de controle é adaptada para comparar o coeficiente metabólico calculado para o valor do ponto de partida do coeficiente metabólico, sua integral ou seu diferencial e no qual a unidade de controle é adaptada para comparar o nível de CO2 para a concentração máxima tolerável da produção, por exemplo fruta ou unidade de controle também é adaptada para comparar o coeficiente calculado metabólico para o valor do ponto de partida do coeficiente metabólico, sua integral ou seu diferencial e no qual a unidade de controle é adaptada para comparar o nível de O2 para a concentração mínima tolerável da produção, por exemplo fruta ou unidade de controle também é adaptada para comparar o coeficiente metabólico calculado para o valor de limiar do coeficiente metabólico e no qual a unidade de controle é adaptada para comparar o nível de O2 para a concentração mínima tolerável da produção, fruto de instância.[0047] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the foregoing embodiments, the control unit is adapted to compare the calculated metabolic coefficient to the starting point value of the metabolic coefficient, its integral or its differential and in which the control unit is adapted to compare the CO2 level to the maximum tolerable concentration of the production, for example fruit or the control unit is also adapted to compare the calculated metabolic coefficient to the starting point value of the coefficient metabolic rate, its integral or its differential and in which the control unit is adapted to compare the O2 level to the minimum tolerable concentration of the production, for example fruit or the control unit is also adapted to compare the calculated metabolic coefficient to the value of metabolic rate threshold and at which the control unit is adapted to compare the O2 level to the minimum tolerable concentration of production, instance fruit.

[0048] Ainda noutro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, as taxas metabólicas ou o coeficiente metabólico determinados são usados para calcular a composição do gás ajustada, em que a composição do gás no espaço confinado é mantida como uma composição fixa.[0048] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the above embodiments, the determined metabolic rates or metabolic coefficient are used to calculate the adjusted gas composition, wherein the gas composition in the confined space is maintained as a fixed composition.

[0049] Ainda num outro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, a unidade de controle compreende um controlador PID para calcular automaticamente a composição do meio gasoso futuro necessária para manter o coeficiente metabólico em níveis seguros.[0049] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the above embodiments, the control unit comprises a PID controller to automatically calculate the composition of the future gaseous medium necessary to maintain the metabolic coefficient at safe levels .

[0050] Ainda num outro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, a unidade de controle compreende um controlador PID para calcular automaticamente a composição do meio gasoso futuro requerida para manter o coeficiente metabólico a um certo valor de referência.[0050] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the above embodiments, the control unit comprises a PID controller for automatically calculating the composition of the future gaseous medium required to maintain the metabolic coefficient at a certain reference value.

[0051] Ainda num outro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, a unidade de controle compreende um modelo de controle preditivo (MPC) para calcular automaticamente a composição do meio gasoso futuro necessária para manter o coeficiente metabólico em níveis seguros.[0051] In yet another aspect, the present invention provides, in the system according to any of the above embodiments, the control unit comprises a predictive control model (MPC) for automatically calculating the composition of the future gaseous medium required to maintain the metabolic rate at safe levels.

[0052] Ainda noutro aspecto, a presente invenção fornece, no sistema, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, os meios de operação ou de atuação para adaptar a composição de gás no ambiente de armazenamento confinado compreendem um meio para escoar pelo menos um gás para o referido ambiente de armazenamento confinado e um meio para purificar pelo menos um gás, tal como CO2 ou Etileno.[0052] In yet another aspect, the present invention provides, in the system, according to any of the previous embodiments, the operating or actuation means for adapting the gas composition in the confined storage environment comprising a means for draining at least one gas for said confined storage environment and a means for purifying at least one gas, such as CO2 or Ethylene.

[0053] Alguns dos sistemas descritos acima podem ser contidos como o espaço confinado sujeito a controle, pode ter um volume constante; espaço confinado sujeito a controle, pode ter uma temperatura constante; o espaço confinado é um reservatório dentro de outro espaço confinado, como uma sala de armazenamento; o sistema de controle não precisa vedar o ambiente de armazenamento confinado ou parte do ambiente de armazenamento confinado do fluxo de gás para dentro ou fora do ambiente de armazenamento confinado de ou para o ambiente externo; sistema de controle não tem que estimar parâmetros do modelo com incerteza que pode levar à introdução de erros nas estimativas das taxas metabólicas de respiração e fermentação e o coeficiente metabólico e o sistema de controle não precisa estimar um coeficiente de vazamento, diâmetro equivalente do vazamento, diferença de pressão ou curva dinâmica de queda de pressão.[0053] Some of the systems described above can be contained as the confined space subject to control, can have a constant volume; confined space subject to control, may have a constant temperature; confined space is a reservoir within another confined space, such as a storage room; the control system does not need to seal off the confined storage environment or part of the confined storage environment from gas flow into or out of the confined storage environment to or from the outside environment; control system does not have to estimate model parameters with uncertainty that can lead to introducing errors in estimates of metabolic rates of respiration and fermentation and the metabolic coefficient and the control system does not need to estimate a leak coefficient, equivalent leak diameter, pressure difference or dynamic pressure drop curve.

[0054] A presente invenção fornece um sistema de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, pelo que apenas a pressão interna é utilizada para o cálculo do fluxo de fuga sem uma estimativa do parâmetro de fuga (k); por isso, devido ao modelo matemático de correção de perturbação de vazamento baseado em vazamento acionado por pressão, nenhum diâmetro de furo de vazamento equivalente precisa ser calculado ou pelo qual o controle dinâmico da composição relativa de gás no ambiente confinado é direcionado em vez da composição de gás relativo fixo.[0054] The present invention provides a system according to any of the above embodiments, whereby only the internal pressure is used for calculating the leakage flow without an estimate of the leakage parameter (k); therefore, due to the mathematical model of leakage disturbance correction based on pressure-triggered leakage, no equivalent leak hole diameter needs to be calculated or whereby the dynamic control of the relative gas composition in the confined environment is directed rather than the composition fixed relative gas.

Descrição DetalhadaDetailed Description

[0055] A seguinte descrição detalhada da invenção refere-se aos desenhos anexos. Os mesmos números de referência em diferentes desenhos identificam os mesmos elementos ou semelhantes. Além disso, a seguinte descrição detalhada não limita a invenção. Em vez disso, o escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas e equivalentes dos mesmos.[0055] The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings. The same reference numerals in different drawings identify the same or similar elements. Furthermore, the following detailed description does not limit the invention. Rather, the scope of the invention is defined by the appended claims and equivalents thereof.

[0056] Vários documentos são citados ao longo do texto deste relatório descritivo. Cada um dos documentos contidos neste documento (incluindo as especificações do fabricante, instruções, etc.) é incorporado neste documento por referência; no entanto, não há admissão de que qualquer documento citado seja, de fato, da técnica anterior da presente invenção.[0056] Various documents are cited throughout the text of this descriptive report. Each of the documents contained in this document (including manufacturer's specifications, instructions, etc.) is incorporated into this document by reference; however, there is no admission that any document cited is, in fact, prior art of the present invention.

[0057] A presente invenção será descrita em relação às modalidades particulares e com referência a certas figuras, mas a invenção não está limitada às mesmas, mas apenas pelas reivindicações. As figuras são apenas esquemáticas e não são limitantes. Nas figuras, o tamanho de alguns elementos pode ser exagerado e não desenhado à escala para fins ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem às reduções reais para a prática da invenção.[0057] The present invention will be described in relation to the particular embodiments and with reference to certain figures, but the invention is not limited thereto, but only by the claims. The figures are only schematic and are not limiting. In the figures, the size of some elements may be exaggerated and not drawn to scale for illustrative purposes. Dimensions and relative dimensions do not correspond to actual reductions for practicing the invention.

[0058] Além disso, os termos primeiro, segundo, terceiro e semelhantes na descrição e nas reivindicações, são usados para distinguir entre elementos semelhantes e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica. Deve ser entendido que os termos assim utilizados são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas e que as modalidades da invenção descritas neste documento são capazes de operação em outras sequências além das descritas ou ilustradas neste documento.[0058] Furthermore, the terms first, second, third and the like in the description and claims are used to distinguish between like elements and not necessarily to describe a sequential or chronological order. It is to be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances and that the embodiments of the invention described herein are capable of operation in sequences other than those described or illustrated herein.

[0059] Além disso, os termos topo, abaixo, sobre, abaixo e semelhantes na descrição e nas reivindicações são utilizados para fins descritivos e não necessariamente para descrever as posições relativas. Deve ser entendido que os termos assim utilizados são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas e que as modalidades da invenção descritas neste documento são capazes de operação em outras orientações descritas ou ilustradas neste documento.[0059] Furthermore, the terms top, bottom, over, below and the like in the description and claims are used for descriptive purposes and not necessarily to describe relative positions. It is to be understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances and that the embodiments of the invention described herein are capable of operation in other orientations described or illustrated herein.

[0060] Deve-se notar que o termo "caracterizado pelo fato de que compreende", utilizado nas reivindicações, não deve ser interpretado como sendo restrito aos meios enumerados em seguida; isto não exclui outros elementos ou etapas. Portanto, deve ser interpretado como especificando a presença das características, números inteiros, etapas ou componentes indicados referidos, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas ou componentes, ou grupos dos mesmos. Assim, o escopo da expressão "dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende os meios A e B" não deve ser limitado aos dispositivos que consistem apenas dos componentes A e B. Isto significa que, em relação com a presente invenção, os únicos componentes relevantes do dispositivo são A e B.[0060] It should be noted that the term "characterized by the fact that it comprises", used in the claims, should not be interpreted as being restricted to the means enumerated below; this does not exclude other elements or steps. Therefore, it should be interpreted as specifying the presence of the aforementioned features, integers, steps or components, but does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps or components, or groups thereof. Thus, the scope of the expression "device characterized by the fact that it comprises means A and B" should not be limited to devices consisting only of components A and B. This means that, in connection with the present invention, the only relevant components of the device are A and B.

[0061] A referência ao longo deste relatório descritivo a "uma modalidade", "a modalidade" significa que um determinado recurso, estrutura ou característica descrita em relação a modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Assim, as aparições das frases "em uma modalidade" ou "na modalidade" em vários lugares ao longo deste relatório descritivo não estão se referindo necessariamente a mesma modalidade, mas podem estar. Além disso, os recursos, as estruturas ou características particulares podem ser combinadas de qualquer forma adequada, tal como seria evidente para alguém de competência comum na técnica desta descrição, em uma ou mais modalidades.[0061] Reference throughout this specification to "an embodiment", "the embodiment" means that a particular feature, structure or characteristic described in relation to the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, appearances of the phrases "in a modality" or "in modality" in various places throughout this specification are not necessarily referring to the same modality, but they may be. Furthermore, the particular features, structures or characteristics may be combined in any suitable way, as would be apparent to one of ordinary skill in the art of this disclosure, in one or more embodiments.

[0062] Do mesmo modo, deve ser entendido que na descrição das modalidades exemplares da invenção, várias características da invenção são, por vezes, agrupadas em conjunto numa única modalidade, figura, ou descrição dos mesmos com o objetivo de simplificar a descrição e ajudar na compreensão de um ou mais dos vários aspectos da invenção. Este método de divulgação, entretanto, não deve ser interpretado como refletindo uma intenção de que a invenção reivindicada exige mais recursos do que são expressamente citados em cada reivindicação. Pelo contrário, conforme as seguintes reivindicações refletem, aspectos inventivos se encontram em menos do que todas as características de uma única modalidade anteriormente descrita. Assim, as reivindicações seguintes à descrição detalhada são expressamente incorporadas neste documento na presente descrição detalhada, com cada uma das reivindicações de pé por si própria como uma modalidade específica da presente invenção.[0062] Likewise, it should be understood that in the description of exemplary embodiments of the invention, various features of the invention are sometimes grouped together in a single embodiment, figure, or description thereof with the aim of simplifying the description and helping in understanding one or more of the various aspects of the invention. This method of disclosure, however, should not be construed as reflecting an intent that the claimed invention requires more features than are expressly cited in each claim. On the contrary, as the following claims reflect, inventive aspects are found in less than all the characteristics of a single embodiment previously described. Accordingly, the claims following the detailed description are hereby expressly incorporated into the present detailed description, with each of the claims standing by itself as a specific embodiment of the present invention.

[0063] Além disso, embora algumas modalidades descritas neste documento incluem algumas, mas não outras características incluídas em outras modalidades, as combinações das características de diferentes modalidades destinam-se a estar dentro do escopo da invenção, e formam diferentes modalidades, como seria compreendido pelos versados na técnica. Por exemplo, nas seguintes reivindicações, qualquer uma das modalidades reivindicadas pode ser utilizada em qualquer combinação.[0063] Furthermore, although some embodiments described herein include some but not other features included in other embodiments, combinations of features from different embodiments are intended to be within the scope of the invention, and form different embodiments, as would be understood by those versed in the technique. For example, in the following claims, any of the claimed embodiments can be used in any combination.

[0064] Na descrição fornecida neste documento, inúmeros pormenores específicos são estabelecidos. No entanto, entende-se que as modalidades da invenção podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Em outros casos, métodos, estruturas e técnicas bem conhecidos não foram mostrados em detalhes para não obscurecer uma compreensão dessa descrição.[0064] In the description provided herein, numerous specific details are set forth. However, it is understood that embodiments of the invention may be practiced without these specific details. In other cases, well known methods, structures and techniques have not been shown in detail so as not to obscure an understanding of this description.

[0065] Outras modalidades da invenção serão evidentes para as pessoas versadas na técnica considerando o relatório descritivo e a prática da invenção divulgada neste documento.[0065] Other embodiments of the invention will be apparent to persons skilled in the art by considering the specification and practice of the invention disclosed herein.

[0066] Pretende-se que a especificação e os exemplos sejam considerados apenas exemplificativos.[0066] It is intended that the specification and examples are considered exemplary only.

[0067] Toda e cada reivindicação está incorporada no relatório descritivo como uma modalidade da presente invenção. Assim, as reivindicações fazem parte da descrição e são uma descrição adicional e são adicionais às modalidades preferidas da presente invenção.[0067] Each and every claim is incorporated in the specification as an embodiment of the present invention. Thus, the claims form part of the description and are a further description and are in addition to preferred embodiments of the present invention.

[0068] Cada uma das reivindicações estabelece uma modalidade particular da invenção.[0068] Each of the claims establishes a particular embodiment of the invention.

[0069] Os seguintes termos são fornecidos apenas para auxiliar na compreensão da invenção.[0069] The following terms are provided only to aid in understanding the invention.

DEFINIÇÕESDEFINITIONS

[0070] O produto metabolicamente ativo é um todo ou parte (como órgãos, tecidos) de um sistema vivo que possui um metabolismo ativo; este produto pode ser de plantas, animais, fungos e micro-organismos.[0070] The metabolically active product is a whole or part (such as organs, tissues) of a living system that has an active metabolism; this product can be from plants, animals, fungi and micro-organisms.

[0071] Os produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar são um todo ou parte (como órgãos, tecidos) de um sistema vivo que possui um metabolismo respiratório; este produto pode ser de plantas, animais, fungos e micro-organismos.[0071] Fresh produce that needs to breathe is a whole or part (such as organs, tissues) of a living system that has a respiratory metabolism; this product can be from plants, animals, fungi and micro-organisms.

[0072] O ambiente fechado é qualquer invólucro físico no qual o produto metabolicamente ativo possa ser colocado.[0072] The closed environment is any physical enclosure into which the metabolically active product can be placed.

[0073] O ambiente de armazenamento é um exemplo de um ambiente fechado que é usado para armazenamento de produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar.[0073] The storage environment is an example of a closed environment that is used for storage of produce that needs to breathe.

[0074] O coeficiente metabólico (MC) é um coeficiente que está diretamente relacionado à taxa na qual os processos metabólicos ocorrem no ativo metabólico ativo.[0074] The metabolic coefficient (MC) is a coefficient that is directly related to the rate at which metabolic processes occur in the active metabolic asset.

[0075] O coeficiente de respiração (RQ) é a proporção da taxa de produção de dióxido de carbono para a taxa de consumo de oxigênio para as reações metabólicas que convertem os carboidratos em água.[0075] The coefficient of respiration (RQ) is the ratio of the rate of carbon dioxide production to the rate of oxygen consumption for the metabolic reactions that convert carbohydrates to water.

[0076] Um controlador é um dispositivo ou sistema que controla a transferência de dados de um computador para um dispositivo periférico e vice-versa, em particular o controlador é a unidade de controle do sistema ou dispositivo que recebe e processa os dados adquiridos do ambiente de armazenamento confinado.[0076] A controller is a device or system that controls the transfer of data from a computer to a peripheral device and vice versa, in particular the controller is the control unit of the system or device that receives and processes data acquired from the environment confined storage.

[0077] Onde nas modalidades da presente invenção é feita referência a "meios de operação/atuação" ou "meios de operação" ou "meios de atuação", é feita referência a um meio para adaptar ou controlar um meio de gás no ambiente de armazenamento confinado, por exemplo, de acordo com uma composição de meio gasoso ajustada determinada. Tal sistema pode ser operado de maneira automatizada com base nos sinais de controle da unidade de controle ou pode ser operado por um operador com base em uma saída de sinais de controle da unidade de controle.[0077] Where in the embodiments of the present invention reference is made to "operating/actuating means" or "operating means" or "actuating means", reference is made to a means for adapting or controlling a gas medium in the operating environment confined storage, for example according to a determined adjusted gaseous medium composition. Such a system can be operated in an automated manner based on control signals from the control unit or it can be operated by an operator based on a control signal output from the control unit.

[0078] Onde nas modalidades da presente invenção é feita referência a "produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar", é feita referência a um sistema vivo completo ou parte do mesmo, tal como órgãos, tecidos, tendo um metabolismo respiratório; este produto pode ser, por exemplo, de plantas, frutos, vegetais, animais, fungos e micro-organismos.[0078] Where in the embodiments of the present invention reference is made to "food products that need to breathe", reference is made to a complete living system or part thereof, such as organs, tissues, having a respiratory metabolism; this product can be, for example, from plants, fruits, vegetables, animals, fungi and micro-organisms.

[0079] Onde nas modalidades da presente invenção é feita referência a um ambiente confinado, por exemplo ambiente de armazenamento ou crescimento, é feita referência a qualquer invólucro físico no qual o produto respiratório pode ser colocado, por exemplo um espaço fechado para armazenar produtos agrícolas ou hortícolas em uma atmosfera controlada ou para o cultivo de produtos agrícolas ou hortícolas em atmosfera controlada.[0079] Where in the embodiments of the present invention reference is made to a confined environment, for example a storage or growth environment, reference is made to any physical enclosure in which the respiratory product can be placed, for example an enclosed space for storing agricultural products or horticultural crops in a controlled atmosphere or for growing agricultural or horticultural products in a controlled atmosphere.

[0080] Onde nas modalidades da presente invenção é feita referência a uma "unidade de controle" ou "controlador", é feita referência a um dispositivo para controlar a transferência e/ou processamento de dados de um dispositivo de computação para um dispositivo periférico e vice-versa, por exemplo, receber e processar os dados adquiridos do ambiente confinado, por exemplo, ambiente de armazenamento ou crescimento.[0080] Where in the embodiments of the present invention reference is made to a "control unit" or "controller", reference is made to a device for controlling the transfer and/or processing of data from a computing device to a peripheral device and vice versa, for example, receiving and processing the data acquired from the confined environment, for example, storage or growth environment.

[0081] Onde nas modalidades da presente invenção é feita referência a "meios de operação/atuação" ou "meios de operação" ou "meios de atuação", é feita referência a um meio para adaptar ou controlar um meio de gás no ambiente confinado, por exemplo para armazenamento ou crescimento do ambiente, por exemplo, de acordo com uma composição de meio gasoso ajustada determinada. Tal sistema pode ser operado de maneira automatizada com base nos sinais de controle da unidade de controle ou pode ser operado por um operador com base em uma saída de sinais de controle da unidade de controle.[0081] Where in the embodiments of the present invention reference is made to "operating/actuating means" or "operating means" or "actuating means", reference is made to a means for adapting or controlling a gas medium in the confined environment , for example for storage or growth of the environment, for example according to a determined adjusted gaseous medium composition. Such a system can be operated in an automated manner based on control signals from the control unit or it can be operated by an operator based on a control signal output from the control unit.

[0082] A seguinte descrição detalhada da invenção refere-se aos desenhos anexos. Os mesmos números de referência em diferentes desenhos identificam os mesmos elementos ou semelhantes. Além disso, a seguinte descrição detalhada não limita a invenção. Em vez disso, o escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas e equivalentes dos mesmos.[0082] The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings. The same reference numerals in different drawings identify the same or similar elements. Furthermore, the following detailed description does not limit the invention. Rather, the scope of the invention is defined by the appended claims and equivalents thereof.

[0083] Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema de controle e método para controlar o armazenamento de produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar em um ambiente confinado definido, por exemplo, ambiente de armazenamento ou crescimento.[0083] In a first aspect, the present invention relates to a control system and method for controlling the storage of horticultural products that need to breathe in a defined confined environment, for example, storage or growth environment.

[0084] O ambiente confinado definido, por exemplo, ambiente de armazenamento ou crescimento, pode ser, por exemplo, uma sala, um contentor, uma caixa, uma caixa, um saco, um saco de peletes, uma plataforma de armazenamento condicionada num navio, um reboque condicionado e um caminhão.[0084] The defined confined environment, for example, storage or growth environment, may be, for example, a room, a container, a box, a box, a bag, a bag of pellets, a conditioned storage platform on a ship , a conditioned trailer and a truck.

[0085] O produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar pode ser qualquer um dos descritos acima, como por exemplo órgãos de plantas tais como frutas, vegetais e flores ou plantas inteiras.[0085] The produce that needs to breathe can be any of those described above, such as plant organs such as fruits, vegetables and flowers or whole plants.

[0086] O ambiente confinado, por exemplo, ambiente de armazenamento ou crescimento, pode estar sujeito a variação devido a um fator de variação no produto hortifrutigranjeiro que precisa respirar, devido à condição do ambiente confinado ou a uma variação do mesmo e/ou devido ao tempo de armazenamento.[0086] The confined environment, for example, storage or growth environment, may be subject to variation due to a variation factor in the horticultural product that needs to breathe, due to the condition of the confined environment or a variation thereof and/or due to to storage time.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION

[0087] Um espaço confinado típico cheio de produtos ativos metabólicos é mostrado esquematicamente na FIG. 2. A mistura gasosa dentro do espaço confinado consiste em n gases com concentração molar ci. O volume livre do espaço confinado é dado por V e a pressão interna é dada por P. A temperatura no espaço confinado é dada por T. Presume-se que o ambiente do espaço de armazenamento confinado tenha uma composição de gás conhecida ou mensurável.[0087] A typical confined space filled with metabolic active products is shown schematically in FIG. 2. The gas mixture inside the confined space consists of n gases with molar concentration ci. The free volume of the confined space is given by V and the internal pressure is given by P. The temperature in the confined space is given by T. The confined storage space environment is assumed to have a known or measurable gas composition.

[0088] Mudanças nas condições de gás dentro do espaço confinado são causadas principalmente pelo metabolismo do produto armazenado. No entanto, enquanto as paredes do espaço confinado podem ser consideradas perfeitamente estanques, pequenas imperfeições nas vedações e costuras do espaço confinado podem permitir a passagem de gases entre o espaço confinado e seu ambiente. A taxa de variação do número de moles dos n gases no espaço confinado é então dada por: com n o número de moles do componente gasoso i no espaço confinado, a derivada temporal [s-1], ri a taxa metabólica do componente gás i do produto [mol kg-1 s-1], que é dependente das concentrações ci de todos os n componentes gasosos no espaço confinado [molm-3] bem como a temperatura [K] no espaço confinado, m a massa do produto metabólico ativo armazenado [kg] e qi o gás flui entre o espaço confinado e seu ambiente devido a vazamentos [mols-1].[0088] Changes in gas conditions within the confined space are mainly caused by the metabolism of the stored product. However, while confined space walls can be considered perfectly watertight, minor imperfections in the confined space seals and seams can allow gases to pass between the confined space and its environment. The rate of change of the number of moles of the n gases in the confined space is then given by: with on the number of moles of the gaseous component i in the confined space, the time derivative [s-1], ri the metabolic rate of the gas component i of the product [mol kg-1 s-1], which is dependent on the concentrations ci of all n gas components in the confined space [molm-3] as well such as the temperature [K] in the confined space, m the mass of the stored active metabolic product [kg] and qi the gas flows between the confined space and its environment due to leaks [mols-1].

[0089] A pressão no espaço confinado pode então ser calculada usando a lei dos gases ideais: com P a pressão dentro do espaço confinado [Pa], R a constante de gás universal [J mol-1 K-1], T a temperatura do espaço confinado [K] e V o volume livre do espaço confinado [m3].[0089] The pressure in the confined space can then be calculated using the ideal gas law: with P the pressure inside the confined space [Pa], R the universal gas constant [J mol-1 K-1], T the temperature of the confined space [K] and V the free volume of the confined space [m3].

[0090] A fração molar de cada um dos gases no espaço confinado e seu ambiente é definida como: com xi a fração de gás do componente de gás i no espaço confinado, a fração de gás do componente de gás i no ambiente e pi a pressão parcial do componente i no espaço confinado.[0090] The mole fraction of each of the gases in the confined space and its environment is defined as: with xi the gas fraction of the gas component i in the confined space, the gas fraction of gas component i in the environment and pi the partial pressure of component i in the confined space.

[0091] Um modelo de vazamento que descreve os fluxos de gás devido a vazamentos para os componentes gasosos i = 1 no espaço confinado, que leva em consideração o transporte de gás entre espaço confinado e ambiente impulsionado pela pressão e concentração foi desenvolvido, baseado em balanços de massa para cada de gases no espaço confinado. A taxa total de variação do número de moles do componente de gás i ... n no espaço confinado por vazamento é dada por: [0091] A leak model that describes the gas flows due to leaks for the gaseous components i = 1 in the confined space, which takes into account the transport of gas between confined space and environment driven by pressure and concentration was developed, based on mass balances for each of gases in the confined space. The total rate of change of the number of moles of the gas component i ... n in the confined leaking space is given by:

[0092] O primeiro termo no lado direito da equação 4 representa vazamento acionado por pressão, enquanto o segundo termo representa vazamento orientado por concentração. Na equação 4, k representa a constante de fuga da câmara fria [mol s-1 Pa-1], Di a difusividade do componente de gás i [m2 s-1], Al a área do vazamento do espaço confinado [m2], δ a parede espessura do espaço confinado [m], é definida pela função H que afirma que H = 0 quando P-P é maior que ou igual a 0 e H = 1 quando P-P menor que 0.[0092] The first term on the right side of equation 4 represents pressure-driven leakage, while the second term represents concentration-driven leakage. In equation 4, k represents the cold room leakage constant [mol s-1 Pa-1], Di the diffusivity of the gas component i [m2 s-1], Al the leak area of the confined space [m2], δ the wall thickness of the confined space [m], is defined by the function H which states that H = 0 when PP is greater than or equal to 0 and H = 1 when PP is less than 0.

[0093] O modelo dado pela equação 4 foi usado para verificar as contribuições relativas da difusão e do fluxo acionado por pressão para vazamento.[0093] The model given by equation 4 was used to verify the relative contributions of diffusion and pressure-driven flow to leakage.

[0094] Se os termos orientados à difusão podem ser negligenciados, o conjunto de equações 4 pode ser simplificado como: [0094] If the diffusion-oriented terms can be neglected, the set of equations 4 can be simplified as:

[0095] A soma das equações do conjunto de equações 1 usando a lei dos gases ideais leva a: [0095] The sum of the equations of the set of equations 1 using the ideal gas law leads to:

[0096] Combinando a equação 5 com a equação 6 obtemos: [0096] Combining equation 5 with equation 6 we get:

[0097] A substituição da equação 7 na equação 5 produz a seguinte expressão para os fluxos de vazamento de gás: [0097] The substitution of equation 7 in equation 5 produces the following expression for gas leak flows:

[0098] A fração molar é definida pela função Z que afirma que Z = 0 quando é maior que ou igual a 0 e Z = 1 quando menor que 0.[0098] The molar fraction is defined by the function Z which asserts that Z = 0 when is greater than or equal to 0 and Z = 1 when less than 0.

[0099] Finalmente, preenchendo as expressões para os fluxos de gás qi na equação, o conjunto 1 produz: [0099] Finally, filling in the expressions for the qi gas flows in the equation, set 1 yields:

[0100] A Equação 9 permite calcular as alterações do número de moles dos gases relevantes no espaço confinado devido a vazamentos quando a taxa de mudança da pressão do sistema interno e as taxas metabólicas do produto armazenado são conhecidas. Quando nenhum produto está presente no espaço confinado, as mudanças no número de moles dos gases são determinadas somente pelo vazamento de gás, então a equação 9 simplifica para: [0100] Equation 9 allows you to calculate the changes in the number of moles of the relevant gases in the confined space due to leaks when the rate of change of the internal system pressure and the metabolic rates of the stored product are known. When no product is present in the confined space, changes in the number of moles of gases are determined only by the gas leak, so Equation 9 simplifies to:

[0101] O coeficiente metabólico instantâneo pode agora ser calculado pela solução do conjunto de equações 9 e é uma função das taxas metabólicas do produto: [0101] The instantaneous metabolic rate can now be calculated by solving the set of equations 9 and is a function of the metabolic rates of the product:

[0102] Enquanto o valor médio do coeficiente metabólico durante um certo período de tempo, digamos, é dado por: onde é o valor médio do coeficiente metabólico e representa a integral de tempo.[0102] While the average value of the metabolic rate over a certain period of time, say, It is given by: where is the mean value of the metabolic rate and represents the time integral.

[0103] O sistema de controle é robusto contra fatores complicadores (tais como, mas não se limitando a mudanças na temperatura, umidade, envelhecimento do produto).[0103] The control system is robust against complicating factors (such as, but not limited to changes in temperature, humidity, aging of the product).

[0104] A implementação real deste sistema é uma redução considerável nos esforços de gerenciamento de controle ambiental do espaço confinado, uma vez que requer apenas medição dinâmica da pressão e concentração de gás na sala, em vez de medir um coeficiente de vazamento ou implementar sistemas e procedimentos adicionais.[0104] The actual implementation of this system is a considerable reduction in the management efforts of environmental control of the confined space, since it only requires dynamic measurement of pressure and gas concentration in the room, instead of measuring a leak coefficient or implementing systems and additional procedures.

[0105] A implementação real deste sistema de controle pode ser usada para todos os tipos de ambientes de armazenamento, como salas, salões, fábricas, recipientes, caixas, lixeiras, bolsas, sacos de peletes, plataformas de armazenamento condicionadas em navios, reboques condicionados e caminhões de todas as dimensões.[0105] The actual implementation of this control system can be used for all types of storage environments, such as rooms, halls, factories, containers, boxes, bins, bags, pellet bags, conditioned storage platforms on ships, conditioned trailers and trucks of all sizes.

[0106] Será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na construção do sistema e método sem se afastar do espírito ou do escopo da invenção.[0106] It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the construction of the system and method without departing from the spirit or scope of the invention.

[0107] Outras modalidades da invenção serão evidentes para as pessoas versadas na técnica considerando o relatório descritivo e a prática da invenção divulgada neste documento. Pretende-se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados como exemplos apenas, com um verdadeiro escopo do espírito da invenção sendo indicado pelas seguintes reivindicações.[0107] Other embodiments of the invention will become apparent to persons skilled in the art by considering the specification and practice of the invention disclosed herein. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope of the spirit of the invention being indicated by the following claims.

Exemplo 1Example 1

[0108] Este exemplo refere-se ao controle da composição de gás numa sala de armazenagem arrefecida (sala fria) para produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar, em que a composição de gás ajustada é calculada com base no quociente respiratório (RQ) como coeficiente metabólico. RQ é definido como a razão entre a taxa de produção de dióxido de carbono e a taxa de consumo de oxigênio do produto armazenado. É uma medida para o baixo estresse de oxigênio. Quando o produto armazenado não apresenta baixo estresse de oxigênio, o RQ tem um valor baixo, geralmente em torno de 1, mas quando ocorre baixo estresse de oxigênio, o RQ mostra um aumento acentuado, o que o torna um bom indicador de baixo estresse de oxigênio. O objetivo de usar o RQ para controlar a composição do gás em uma sala de armazenamento para produtos hortifrutigranjeiros que precisam respirar é, portanto, armazenar a composição de gás ótima ajustada, sem provocar baixo estresse de oxigênio na fruta, para preservar a qualidade durante o armazenamento.[0108] This example refers to the control of the gas composition in a cooled storage room (cold room) for horticultural products that need to breathe, in which the adjusted gas composition is calculated based on the respiratory quotient (RQ) as metabolic coefficient . RQ is defined as the ratio of the carbon dioxide production rate to the oxygen consumption rate of the stored product. It is a measure for low oxygen stress. When the stored product does not have low oxygen stress, the RQ has a low value, usually around 1, but when low oxygen stress occurs, the RQ shows a sharp increase, which makes it a good indicator of low oxygen stress. oxygen. The objective of using RQ to control the gas composition in a storage room for fresh produce that needs to breathe is therefore to store the optimum adjusted gas composition, without causing low oxygen stress on the fruit, to preserve quality during the storage.

[0109] Uma sala de armazenamento típica RQ-DCA cheia de fruta é mostrada esquematicamente na FIG. 3. Assume-se que a mistura de gases dentro da sala consiste apenas de gases O2, CO2 e N2 com pressões parciais de gás , respectivamente. O efeito de outros componentes do gás na composição da mistura de gases é assumido como insignificante. O vapor de água é excluído, uma vez que se segue do gráfico psicrométrico que a pressão parcial do vapor de água, em qualquer caso, é inferior a 0,6 kPa. O volume livre da sala fria é dado por V e a pressão interna é dada por P. Presume-se que a temperatura na sala fria seja uniforme e constante. Presume-se que o ambiente da sala fria esteja em condições ambientais, com pressões parciais atmosféricas de gases O2, CO2 e N2 dadas por . A pressão atmosférica total é dada por Pa.[0109] A typical RQ-DCA storage room filled with fruit is shown schematically in FIG. 3. It is assumed that the gas mixture inside the room consists only of O2, CO2 and N2 gases with gas partial pressures , respectively. The effect of other gas components on the composition of the gas mixture is assumed to be negligible. Water vapor is excluded, since it follows from the psychrometric chart that the partial pressure of water vapor is in any case less than 0.6 kPa. The free volume of the cold room is given by V and the internal pressure is given by P. The temperature in the cold room is assumed to be uniform and constant. The cold room environment is assumed to be at ambient conditions, with atmospheric partial pressures of O2, CO2 and N2 gases given by . The total atmospheric pressure is given by Pa.

[0110] Mudanças nas condições do gás dentro da sala fria são causadas principalmente pela respiração da fruta. No entanto, embora se possa supor que os painéis de parede da sala fria sejam perfeitamente estanques, pequenas imperfeições nas vedações e nas juntas da sala podem permitir a passagem de gases entre a sala fria e o ambiente. Fluxos de gases de O2, CO2 e N2 são dados por , respectivamente. A taxa de variação do número de moles dos gases relevantes na sala fria é então dada por: com nt o número de moles do componente de gás i na sala fria, a derivada temporal [s-1], a taxa de consumo de oxigênio pela fruta [mol kg-1 s-1], e a taxa de produção de dióxido de carbono pelas frutas [mol kg-1 s-1], ambas dependentes da pressão parcial do gás O2 na câmara fria [Pa], e a pressão parcial do gás CO2 dentro da sala fria, m da massa da fruta armazenada [kg] e os fluxos de gás de O2, CO2 e N2 devido a vazamentos [mol s-1].[0110] Changes in gas conditions within the cold room are mainly caused by fruit respiration. However, although the cold room wall panels can be assumed to be perfectly watertight, small imperfections in the seals and joints in the room can allow gases to pass between the cold room and the environment. Gas flows of O2, CO2 and N2 are given by , respectively. The rate of change of the number of moles of the relevant gases in the cold room is then given by: with nt the number of moles of the gas component i in the cold room, the time derivative [s-1], the rate of oxygen consumption by the fruit [mol kg-1 s-1], and the rate of carbon dioxide production by fruits [mol kg-1 s-1], both dependent on partial pressure of O2 gas in the cold chamber [Pa], and the partial pressure of the CO2 gas inside the cold room, m of the stored fruit mass [kg] and the gas flows of O2, CO2 and N2 due to leaks [mol s-1].

[0111] A pressão na sala fria pode então ser calculada usando a lei dos gases ideais: com P a pressão dentro da sala fria [Pa], R a constante de gás universal [J mol-1 K-1], T a temperatura do ar na câmara fria [K] e V o volume livre da instalação [m3].[0111] The pressure in the cold room can then be calculated using the ideal gas law: with P the pressure inside the cold room [Pa], R the universal gas constant [J mol-1 K-1], T the air temperature in the cold room [K] and V the free volume of the installation [m3].

[0112] A fração de gás de cada um dos gases na sala e atmosfera é definida como: com Xi,r a fração de gás do componente de gás i na sala fria, Xi,a a fração de gás do componente de gás i na atmosfera ambiente e Pi,r a pressão parcial do componente i na sala fria.[0112] The gas fraction of each of the gases in the room and atmosphere is defined as: with Xi,r the gas fraction of the i gas component in the cold room, Xi,a the gas fraction of the i gas component in the ambient atmosphere and Pi,r the partial pressure of the i component in the cold room.

[0113] Um modelo de vazamento descreve o transporte de gás por pressão e concentração entre a sala fria e o ambiente com base nos balanços de massa para cada um dos gases relevantes na sala fria. A taxa de variação total do número de moles dos gases relevantes na sala fria por vazamento é então dada por: [0113] A leak model describes gas transport by pressure and concentration between the cold room and the environment based on mass balances for each of the relevant gases in the cold room. The total rate of change of the number of moles of the relevant gases in the cold room per leak is then given by:

[0114] O primeiro termo no lado direito da equação 16 representa vazamento acionado por pressão, enquanto o segundo termo representa vazamento orientado por concentração. Na equação 16, k representa a constante de vazamento da sala fria [mol s-1 Pa-1], é definida pela função H que afirma que H = 0 quando P-P é maior que ou igual a 0 e H = 1 quando P-P é menor que 0.[0114] The first term on the right side of equation 16 represents pressure driven leakage, while the second term represents concentration driven leakage. In equation 16, k represents the cold room leak constant [mol s-1 Pa-1], is defined by the function H which states that H = 0 when PP is greater than or equal to 0 and H = 1 when PP is less than 0.

[0115] Di a difusividade do componente de gás i no ar à pressão atmosférica a 274,15 K [m2 s-1], Al a área do vazamento da sala fria [m2] e δ a espessura da parede da sala fria [m]. O modelo dado pela equação 16 foi usado para verificar as contribuições relativas da difusão e do fluxo acionado por pressão para vazamento.[0115] Di is the diffusivity of the gas component i in air at atmospheric pressure at 274.15 K [m2 s-1], Al is the leak area of the cold room [m2] and δ the wall thickness of the cold room [m ]. The model given by equation 16 was used to verify the relative contributions of diffusion and pressure-driven flow to leakage.

[0116] Se os termos orientados à difusão podem ser negligenciados, o conjunto de equações 16 pode ser simplificado como: [0116] If the diffusion-oriented terms can be neglected, the set of equations 16 can be simplified as:

[0117] A soma das equações do conjunto de equações 13, usandoa lei dos gases ideais e assumindo que a temperatura e o volume livre na sala fria são constantes, leva a: [0117] The sum of the equations of the set of equations 13, using the ideal gas law and assuming that the temperature and the free volume in the cold room are constant, leads to:

[0118] Combinando a equação 17 com a equação 18 obtemos: [0118] Combining equation 17 with equation 18 we get:

[0119] A substituição da equação 19 na equação 17 produz a seguinte expressão para os fluxos de vazamento de gás: [0119] The substitution of equation 19 in equation 17 produces the following expression for gas leak flows:

[0120] A fração molar é definida pela função Z que afirma que Z = 0 quando é maior que ou igual a 0 e Z = 1 quando menor que 0.[0120] The molar fraction is defined by the function Z which asserts that Z = 0 when is greater than or equal to 0 and Z = 1 when less than 0.

[0121] Finalmente, preenchendo as expressões para os fluxos de gás de O2, CO2 e N2 na equação 13, obtemos: [0121] Finally, filling in the expressions for the gas flows of O2, CO2 and N2 in equation 13, we obtain:

[0122] A Equação 21 permite calcular as alterações do número de moles dos gases relevantes na sala fria devido a vazamentos quando a taxa de alteração da pressão do sistema interno e as taxas de respiração da fruta são conhecidas. Quando não há frutas presentes na sala fria, as alterações no número de moles dos gases relevantes são determinadas apenas pelo vazamento de gás; portanto, a equação 21 simplifica para: [0122] Equation 21 allows you to calculate the changes in the number of moles of the relevant gases in the cold room due to leaks when the rate of change in the internal system pressure and the respiration rates of the fruit are known. When no fruit is present in the cold room, changes in the number of moles of the relevant gases are determined only by the gas leak; therefore, equation 21 simplifies to:

[0123] O quociente respiratório (RQ) é definido como a razão entre a taxa de produção de CO2 e a taxa de consumo de O2. Pode ser estimado dividindo a variação da concentração de CO2 pela concentração de O2 na sala fria durante um certo intervalo de tempo. Como a pressão parcial do CO2 e O2 ambientais são tipicamente menores e maiores que a da sala fria, respectivamente, o vazamento faz com que o RQ seja superestimado e pode até se tornar negativo. Sua estimativa pode ser corrigida para as alterações medidas nos gases respiratórios que não são devido à respiração, mas devido ao vazamento da sala fria. Começamos por rearranjar a última equação do conjunto de equações 19, que descreve a taxa de variação de moles de gás N2 na sala e contém apenas informações sobre o vazamento: [0123] The respiratory quotient (RQ) is defined as the ratio between the CO2 production rate and the O2 consumption rate. It can be estimated by dividing the change in CO2 concentration by the O2 concentration in the cold room over a certain time interval. As the partial pressure of ambient CO2 and O2 are typically lower and higher than that of the cold room, respectively, leakage causes the RQ to be overestimated and may even become negative. Your estimate can be corrected for measured changes in respiratory gases that are not due to breathing but due to cold room leakage. We start by rearranging the last equation of the set of equations 19, which describes the rate of change of moles of N2 gas in the room and contains only information about the leak:

[0124] A substituição da última equação do conjunto de equações 19 pelas duas primeiras equações produz: [0124] Replacing the last equation of the set of equations 19 by the first two equations produces:

[0125] Nós agora reorganizamos a equação 24 e usamos a lei dos gases ideais para obter: [0125] We now rearrange equation 24 and use the ideal gas law to obtain:

[0126] Finalmente, usar a definição de RQ resulta em: [0126] Finally, using the definition of RQ results in:

[0127] A equação 26 é uma expressão para RQ instantâneo em um determinado momento e, portanto, é escrita como uma função das derivadas de tempo descrevendo as mudanças instantâneas da pressão parcial de O2, CO2, e N2 na sala fria e pressão interna total. A equação 26 foi resolvida usando um esquema numérico de Backward Euler para obter valores RQ momentâneos RQ (t). Na prática, frequentemente se está interessado no valor médio de RQ (t) durante um certo período de tempo. Para tanto, definimos a média RQ do fruto armazenado, digamos, em um intervalo de tempo , que é o período de medição do RQ, como: [0127] Equation 26 is an expression for instantaneous RQ at a given time and is therefore written as a function of time derivatives describing the instantaneous changes in partial pressure of O2, CO2, and N2 in the cold room and total internal pressure . Equation 26 was solved using a Backward Euler numerical scheme to obtain momentary RQ values RQ(t). In practice, one is often interested in the average value of RQ(t) over a certain period of time. For this, we define the mean RQ of the fruit stored, say, in a time interval , which is the measurement period of the RQ, as:

[0128] Para validação da correção de vazamento baseada em pressão, foram utilizados recipientes de armazenamento e unidades de controle RQ-DCA para controle automático RQ-DCA. O modelo de vazamento simplificado dado pela equação 22 foi validado usando um recipiente de armazenamento vazio com um volume de 0,4 m3. As condições CA foram definidas para condições RQ-DCA típicas de 0,4 kPa O2 e 1,3 kPa CO2. Posteriormente, a CA e o controle de temperatura foram desabilitados por um período de 2 horas, durante o qual O2, CO2 e a pressão interna P foram monitorados. As medições foram realizadas durante 2 h de diminuição, bem como 2 h de aumento da pressão atmosférica. A equação 22 foi usada para prever mudanças nas pressões parciais de gás usando a pressão interna medida como entrada. Posteriormente, as mudanças previstas na composição do gás foram comparadas às mudanças medidas na pressão parcial do gás. Em um segundo passo, as estimativas do RQ do produto armazenado com e sem correção de vazamento baseado em pressão foram comparadas. Aqui, as estimativas em tempo real de RQ com e sem correção de vazamento, o recipiente de armazenamento foi carregado com 4 caixas de Padrão Europeu de Embalagens (EPS) cada uma carregada com 19 ± 0,5 kg de fruta de maçã Braeburn (Malus x domestica Borkh. cv. Braeburn). As maçãs foram colhidas em 01 de outubro de 2014, ao sul de Toulouse (França). As maçãs não selecionadas foram refrigeradas e transportadas por transporte refrigerado para o laboratório, onde chegaram em 03 de outubro de 2014, com temperatura de 6°C.[0128] For validation of pressure-based leakage correction, storage containers and RQ-DCA control units were used for automatic RQ-DCA control. The simplified leak model given by equation 22 was validated using an empty storage vessel with a volume of 0.4 m3. CA conditions were set to typical RQ-DCA conditions of 0.4 kPa O2 and 1.3 kPa CO2. Subsequently, AC and temperature control were disabled for a period of 2 hours, during which O2, CO2 and internal pressure P were monitored. Measurements were performed during 2 h of decrease as well as 2 h of increase in atmospheric pressure. Equation 22 was used to predict changes in gas partial pressures using the measured internal pressure as input. Subsequently, the predicted changes in the gas composition were compared to the measured changes in the partial pressure of the gas. In a second step, RQ estimates of stored product with and without pressure-based leakage correction were compared. Here, real-time estimates of RQ with and without leak correction, the storage container was loaded with 4 European Standard Packaging (EPS) boxes each loaded with 19 ± 0.5 kg of Braeburn apple fruit (Malus x domestica Borkh cv Braeburn). The apples were harvested on October 1, 2014, south of Toulouse (France). Unselected apples were refrigerated and transported by refrigerated transport to the laboratory, where they arrived on October 3, 2014, at a temperature of 6°C.

[0129] O controle de O2 foi conduzido de acordo com o algoritmo de controle RQ-DCA usando estimativas RQ com correção de vazamento. Em resumo, a pressão parcial de O2 no recipiente de armazenamento foi reduzida em 0,05 kPa se RQ fosse menor que 2. Quando o RQ foi maior que 2, a pressão parcial de O2 foi aumentada com 0,1 kPa. No entanto, para o sistema de controle agir, o RQ medido tinha que ser válido. Se não fosse esse o caso, o tempo de recuperação de O2 não estava adaptado. Valores de RQ com correção de distúrbio de vazamento foram utilizados para controle de O2. Simultaneamente com estimativas de RQ com correção de distúrbios de vazamento, as estimativas RQ sem correção de vazamento foram registradas e comparadas com as estimativas de RQ com correção de vazamento.[0129] O2 control was conducted according to the RQ-DCA control algorithm using RQ estimates with leak correction. In summary, the partial pressure of O2 in the storage vessel was reduced by 0.05 kPa if RQ was less than 2. When the RQ was greater than 2, the partial pressure of O2 was increased by 0.1 kPa. However, for the control system to act, the measured RQ had to be valid. If this were not the case, the O2 recovery time was not adapted. RQ values with leak disturbance correction were used for O2 control. Simultaneously with RQ estimates with leakage disturbance correction, RQ estimates without leakage correction were recorded and compared with RQ estimates with leakage correction.

[0130] FIG. 4 ilustra os resultados do experimento de validação usando um recipiente de armazenamento vazio. Ele mostra a pressão medida no contêiner de armazenamento vazio (linha completa) e a pressão atmosférica medida (linha tracejada) como uma função do tempo por um período de tempo de 2 horas, bem como as pressões parciais de O2 e CO2 medidas e previstas usando o modelo de correção de vazamento durante um aumento da pressão interna (Fig. 4 (a)) e durante uma diminuição da pressão interna (Fig. 4 (b)) em uma condição típica de DCA de 0,5 kPa O2 e 1,5 kPa CO2. FIG. 4 (a) indica claramente que a pressão no interior da sala fria aumentou quando a pressão do ar atmosférico aumentou. A pressão do recipiente interno aumentou de 1006,19 hPa para 1009,28 hPa em resposta a um aumento na pressão atmosférica de 1006,7 hPa para 1009,22 hPa em um período de tempo de 2 h. Como o recipiente de armazenamento utilizado no experimento de validação não continha frutos, a pressão parcial de O2 aumentou em função do tempo, de um valor inicial de 430 Pa para um valor final de 490 Pa durante o experimento, devido a um influxo de ar atmosférico do ambiente na sala fria, como mostrado pela linha azul clara na FIG. 4(a). A linha completa mostra a pressão parcial prevista de O2 no recipiente de armazenamento em função do tempo, usando o método de correção de vazamento desenvolvido. As pressões parciais de O2 previstas e medidas diferem apenas entre si dentro da faixa de resolução do sensor utilizado (10 Pa). A pressão parcial de CO2 permaneceu constante a 1330 Pa durante o período de tempo de 4 horas como indicado na FIG. 4 (a) pela linha completa com os símbolos o. A linha completa sem o símbolos mostra a pressão parcial de CO2 prevista usando o modelo de vazamento desenvolvido. Também aqui, as pressões parciais de CO2 previstas e medidas diferem apenas umas das outras dentro da faixa de resolução do sensor usado. A excelente correlação entre as pressões parciais medidas e previstas de O2 e CO2 no experimento de validação indica que o modelo de vazamento desenvolvido teve um bom desempenho. Ao comparar as alterações medidas nas pressões parciais de O2 e CO2 durante as duas horas de aumento da pressão atmosférica, pode-se observar que a variação da pressão parcial de O2 foi significativamente maior em comparação com a pressão parcial de CO2 .[0130] FIG. 4 illustrates the results of the validation experiment using an empty storage container. It shows the measured pressure in the empty storage container (full line) and the measured atmospheric pressure (dashed line) as a function of time over a 2 hour time period, as well as the partial pressures of O2 and CO2 measured and predicted using the leak correction model during an increase in internal pressure (Fig. 4 (a)) and during a decrease in internal pressure (Fig. 4 (b)) in a typical ACD condition of 0.5 kPa O2 and 1, 5 kPa CO2. FIG. 4(a) clearly indicates that the pressure inside the cold room increased when the atmospheric air pressure increased. The inner vessel pressure increased from 1006.19 hPa to 1009.28 hPa in response to an increase in atmospheric pressure from 1006.7 hPa to 1009.22 hPa over a 2 h time period. As the storage container used in the validation experiment did not contain fruit, the O2 partial pressure increased as a function of time, from an initial value of 430 Pa to a final value of 490 Pa during the experiment, due to an influx of atmospheric air. of the environment in the cold room, as shown by the light blue line in FIG. 4(a). The full line shows the predicted partial pressure of O2 in the storage vessel as a function of time using the leak correction method developed. The predicted and measured O2 partial pressures differ only within the resolution range of the used sensor (10 Pa). The CO2 partial pressure remained constant at 1330 Pa over the 4 hour time period as indicated in FIG. 4 (a) by the complete line with the symbols o. The full line without the symbols shows the CO2 partial pressure predicted using the leak model developed. Here too, the predicted and measured CO2 partial pressures only differ from each other within the resolution range of the used sensor. The excellent correlation between the measured and predicted partial pressures of O2 and CO2 in the validation experiment indicates that the leak model developed performed well. When comparing the measured changes in partial pressures of O2 and CO2 during the two hours of increase in atmospheric pressure, it can be seen that the change in partial pressure of O2 was significantly greater compared to the partial pressure of CO2 .

[0131] Como ilustrado na FIG. 4 (b), durante a diminuição da pressão atmosférica, a pressão no interior do recipiente de armazenamento diminuiu de um valor inicial de 1022,18 hPa para um valor final de 1021,50 hPa como resposta a uma diminuição na pressão do ar atmosférico de 1022,20 hPa para 1021,54 hPa durante um tempo período de 2 h (Figura 4 (b)). A pressão parcial de O2 no recipiente de armazenamento diminuiu de uma pressão parcial de 460 Pa para 450 Pa durante o período de 2 h. A pressão parcial de CO2 diminuiu de uma pressão parcial de 1010 Pa para 1000 Pa durante o período de 2 h.[0131] As illustrated in FIG. 4(b), during the decrease in atmospheric pressure, the pressure inside the storage vessel decreased from an initial value of 1022.18 hPa to a final value of 1021.50 hPa in response to a decrease in atmospheric air pressure of 1022.20 hPa to 1021.54 hPa over a time period of 2 h (Figure 4 (b)). The partial pressure of O2 in the storage vessel decreased from a partial pressure of 460 Pa to 450 Pa over the 2 h period. The CO2 partial pressure decreased from a partial pressure of 1010 Pa to 1000 Pa over the 2 h period.

[0132] O excelente ajuste da composição de gás simulado usando o modelo de vazamento à base de pressão para a composição de gás medida no experimento de validação pode ser explicado olhando para a natureza física dos processos acionados por pressão e concentração. De acordo com as recomendações do estado da técnica da estanqueidade ao gás, são recomendadas áreas de fuga menores do que 2 x 10-5 m2 por m3 de volume de armazenamento e preferivelmente menores que 1,5 x10-5 m2 m-3 (Veltman, 2013). Além da área sobre a qual ocorre o transporte, um segundo parâmetro que determina a taxa de difusão de gases respiratórios dentro e fora da sala fria são as difusividades Fick para O2 e CO2 no ar à pressão atmosférica. Essas difusividades são tipicamente da ordem de magnitude de 10-5 m2 s-1. A partir da eq. 4, segue-se que a constante de tempo do(s) δ processo(s) de difusão Preencher as difusividades de O2 ou CO2 juntamente com os valores para Al e δ distribui um valor de 7,14 x 1013 s. Este é um valor muito grande, indicando que o processo de difusão é muito lento.[0132] The excellent fit of the simulated gas composition using the pressure-based leak model to the gas composition measured in the validation experiment can be explained by looking at the physical nature of the processes driven by pressure and concentration. According to state of the art gas tightness recommendations, leakage areas smaller than 2 x 10-5 m2 per m3 of storage volume and preferably smaller than 1.5 x10-5 m2 m-3 are recommended (Veltman , 2013). In addition to the area over which transport takes place, a second parameter that determines the rate of diffusion of respiratory gases into and out of the cold room is the Fick diffusivities for O2 and CO2 in air at atmospheric pressure. These diffusivities are typically of the order of magnitude 10-5 m2 s-1. From eq. 4, it follows that the time constant of the δ diffusion process(es) Filling in the O2 or CO2 diffusivities together with the values for Al and δ gives out a value of 7.14 x 1013 s. This is a very large value, indicating that the diffusion process is very slow.

[0133] As diferenças de pressão entre a sala fria e o ambiente devido a mudanças na pressão do ar atmosférico cria uma fonte de momento, levando ao movimento de um grande fluxo de gás entre a sala fria e o ambiente a uma taxa muito mais elevada. Conforme mostrado pela equação 17, a taxa a qual a troca de gás entre a sala fria e o ambiente ocorre é proporcional à diferença de pressão, com o k-valor [mol s-1 Pa-1] como uma constante de proporcionalidade. A constante de tempo do(s) processo(s) de V difusão Tpres é dada por. Preencher o volume do recipiente de kRT armazenamento usado (0,4 m3) juntamente com o k-valor estimado, a constante de gás e a temperatura, rende um valor de 1,17 s. A constante de tempo do vazamento por pressão foi descoberta ser de 13 ordens de magnitude menor, indicando que o vazamento acionado por pressão é muito mais rápido. Portanto, o vazamento de instalações de armazenamento pós- colheita pode ser considerado um processo acionado por pressão.[0133] Pressure differences between the cold room and the environment due to changes in atmospheric air pressure create a source of momentum, leading to the movement of a large gas flow between the cold room and the environment at a much higher rate . As shown by equation 17, the rate at which gas exchange between the cold room and the environment occurs is proportional to the pressure difference, with the k-value [mol s-1 Pa-1] as a constant of proportionality. The time constant of the V diffusion process(es) Tpres is given by . Filling the used kRT storage container volume (0.4 m3) together with the estimated k-value, gas constant and temperature yields a value of 1.17 s. The time constant of the pressure leak was found to be 13 orders of magnitude smaller, indicating that the pressure triggered leak is much faster. Therefore, leakage from post-harvest storage facilities can be considered a pressure-driven process.

[0134] A FIG. 5 ilustra a aplicação em tempo real do modelo de correção de vazamento com base em pressão para obter estimativas de RQ durante um período de tempo de 4 dias no recipiente de armazenamento carregado com maçã Braeburn. A FIG. 5 (a) representa a evolução da pressão interna no recipiente de armazenamento preenchido com maçã em função do tempo durante um período de 4 dias, enquanto (b) mostra o ponto de ajuste de O2 correspondente e pressão parcial de O2 medida e (c) os valores de RQ medidos. Quando a pressão do ar atmosférico permanece constante ou diminui, as estimativas de RQ com e sem correção de vazamento são quase iguais, conforme ilustrado pelas primeiras 4 medições de RQ na Figura 5 (c). Subsequentemente, quando a pressão do ar atmosférico aumenta, o RQ estimado sem correção de vazamento (eq (17)) se desvia repentinamente da estimativa de RQ com correção de vazamento (eq. (15)). Dependendo da taxa de mudança de pressão, o RQ sem correção de vazamento é agora negativo ou maior do que o RQ com correção de vazamento. Isto é ilustrado pela 5a à 7a medição de RQ, respectivamente, na FIG. 5 (c). Além disso, pode-se ver que a aplicação da correção de vazamento desenvolvida fornece estimativas de RQ durante o aumento da pressão do ar atmosférico com o mesmo valor de RQ que o valor de RQ obtido durante o período de medição de RQ anterior enquanto a pressão do ar atmosférico estava diminuindo conforme mostrado na FIG. 5 (c) pela 7a e 8a medições de RQ. Isso confirma que a correção de vazamento desenvolvida é confiável e produz estimativas de RQ precisas durante as pressões do ar atmosférico decrescentes e crescentes.[0134] FIG. 5 illustrates the real-time application of the pressure-based leak correction model to obtain RQ estimates over a 4-day time period in the storage vessel loaded with Braeburn apple. FIG. 5 (a) represents the evolution of the internal pressure in the apple-filled storage vessel as a function of time over a period of 4 days, while (b) shows the corresponding O2 set point and measured O2 partial pressure and (c) the measured RQ values. When atmospheric air pressure remains constant or decreases, the RQ estimates with and without leak correction are nearly equal, as illustrated by the first 4 RQ measurements in Figure 5(c). Subsequently, when atmospheric air pressure increases, the estimated RQ without leakage correction (eq. (17)) suddenly deviates from the estimated RQ with leakage correction (eq. (15)). Depending on the rate of change of pressure, the RQ without leak correction is now negative or greater than the RQ with leak correction. This is illustrated by the 5th to 7th RQ measurement, respectively, in FIG. 5(c). Furthermore, it can be seen that the developed leak correction application provides estimates of RQ during the increase in atmospheric air pressure with the same RQ value as the RQ value obtained during the previous RQ measurement period while the pressure of atmospheric air was decreasing as shown in FIG. 5(c) by the 7th and 8th RQ measurements. This confirms that the developed leak correction is reliable and produces accurate RQ estimates during both decreasing and increasing atmospheric air pressures.

[0135] A FIG. 5 (b) mostra o resultado do controle de RQ-DCA da pressão parcial de O2 no recipiente de armazenamento com base nas estimativas de RQ com correção de vazamento obtidas. Desde as primeiras seis medições de RQ na FIG. 5 (b), as estimativas de RQ estavam abaixo do valor limite de 2, a pressão parcial de O2 diminuiu com 0,05 kPa após cada medição. Isto levou a um aumento gradual do RQ até que a baixa tensão de O2 fosse detectada por estimativas de RQ maiores do que 2 pela 7a e 8a estimativas de RQ. A pressão parcial de O2 foi subsequentemente aumentada com 0,1 kPa até que o RQ estimado caísse novamente para abaixo de 2, indicando alívio da baixa tensão de O2. Este processo foi repetido continuamente por um período de tempo de 4 d.[0135] FIG. 5(b) shows the result of the RQ-DCA control of the partial pressure of O2 in the storage vessel based on the leak corrected RQ estimates obtained. From the first six RQ measurements in FIG. 5(b), the RQ estimates were below the threshold value of 2, the O2 partial pressure decreased by 0.05 kPa after each measurement. This led to a gradual increase in RQ until low O2 tension was detected by RQ estimates greater than 2 by the 7th and 8th RQ estimates. The O2 partial pressure was subsequently increased by 0.1 kPa until the estimated RQ dropped back below 2, indicating relief from the low O2 tension. This process was repeated continuously for a period of 4 d.

[0136] Na FIG. 5, foi demonstrado que grandes erros ocorrem na estimativa de RQ quando o vazamento da sala fria não é levado em consideração. Os grandes erros encontrados oferecem uma explicação plausível para as estimativas de RQ altamente dependentes da pressão. Além disso, eles explicam a variação elevada nas medições de RQ relatadas em outras pesquisas recentes no campo, onde o RQ de frutas armazenadas foi estimado com base em mudanças medidas na pressão parcial de gás de O2 e CO2 ao longo de um período de 24 h e o vazamento da sala fria não foi levado em consideração [1], [2].[0136] In FIG. 5, it has been shown that large errors occur in the estimation of RQ when cold room leakage is not taken into account. The large errors found offer a plausible explanation for the highly pressure-dependent RQ estimates. Furthermore, they explain the high variation in RQ measurements reported in other recent field surveys, where the RQ of stored fruit was estimated based on measured changes in O2 and CO2 gas partial pressure over a 24 h period and the cold room leakage was not taken into account [1], [2].

[0137] As estimativas de RQ sem correção de vazamento tendem a superestimar o valor real de RQ da fruta armazenada, levando a falsos sinais de baixa tensão de O2 da fruta armazenada. Como consequência, a pressão parcial de O2 na sala fria será aumentada. Isto leva a um aumento no número de ações de controle (aumento do uso de gás O2 e N2) e, portanto, aumento no custo variável do armazenamento em RQ-DCA. Além disso, a eficiência energética do armazenamento em RQ-DCA será reduzida, uma vez que uma maior pressão parcial de O2 na sala fria aumenta a respiração e, portanto, a produção de calor. Por fim, armazenar a fruta a uma pressão parcial de O2 mais elevada pode causar uma conservação de qualidade abaixo do ideal durante o armazenamento.[0137] RQ estimates without leak correction tend to overestimate the actual RQ value of the stored fruit, leading to false signals of low O2 tension in the stored fruit. As a consequence, the O2 partial pressure in the cold room will be increased. This leads to an increase in the number of control actions (increased use of O2 and N2 gas) and, therefore, an increase in the variable cost of storage in RQ-DCA. Furthermore, the energy efficiency of RQ-DCA storage will be reduced, since a higher O2 partial pressure in the cold room increases respiration and therefore heat production. Finally, storing fruit at a higher O2 partial pressure can cause suboptimal keeping quality during storage.

[0138] A FIG. 5 também mostrou que uma grande discrepância entre as estimativas de RQ com e sem correção de vazamento baseada em pressão é observada quando a pressão interna aumenta, mas não quando a pressão interna diminui. Quando a pressão do ar atmosférico aumenta com o tempo, a sala fria fica sob uma pequena pressão em relação ao ambiente. O ar ambiente então flui dentro da sala fria, levando ao aumento da pressão interna e pode alterar significativamente a composição interna do gás. Conforme observado, o efeito do influxo de gás com composição atmosférica no recipiente de armazenamento teve um efeito diferente na pressão parcial de O2 e CO2. A diferença em pressão parcial entre o interior do recipiente de armazenamento e o ambiente é muito maior para O2 do que para CO2. Portanto, o efeito do influxo de uma certa quantidade de ar atmosférico no recipiente de armazenamento tem um efeito maior sobre a mudança na pressão parcial de O2em comparação com a mudança na pressão parcial de CO2.[0138] FIG. 5 also showed that a large discrepancy between RQ estimates with and without pressure-based leak correction is observed when internal pressure increases, but not when internal pressure decreases. When atmospheric air pressure increases over time, the cold room is under a small amount of pressure relative to the environment. Ambient air then flows into the cold room, leading to increased internal pressure and can significantly change the internal gas composition. As noted, the effect of the influx of gas with atmospheric composition into the storage vessel had a different effect on the partial pressure of O2 and CO2. The difference in partial pressure between the inside of the storage vessel and the environment is much greater for O2 than for CO2. Therefore, the effect of the inflow of a certain amount of atmospheric air into the storage vessel has a greater effect on the change in partial pressure of O2 compared to the change in partial pressure of CO2.

[0139] Durante a diminuição da pressão atmosférica, tanto a pressão parcial de O2 quanto a pressão parcial de CO2 diminuíram levemente. Observe que a composição do gás dentro do recipiente de armazenamento não foi alterada. Porque durante as diminuições na pressão do ar atmosférico, a sala fria está a uma pequena sobrepressão em relação ao seu ambiente, o ar com a composição da mistura gasosa dentro do recipiente de armazenamento flui para o meio ambiente e não afeta a composição da mistura gasosa dentro do recipiente de armazenamento. Uma vez que a pressão parcial é o efeito combinado da fração de gás e da pressão total, isto levou a uma leve diminuição na pressão parcial de gás interna para O2 e CO2. Portanto, é mostrado que as estimativas de RQ sem correção de pressão são confiáveis somente durante a diminuição da pressão interna da instalação de armazenamento, ou seja, quando a composição da atmosfera de armazenamento não é alterada por vazamento. A estimativa de RQ com correção de vazamento foi capaz de estimar o RQ da fruta armazenada em todas as circunstâncias.[0139] During the decrease in atmospheric pressure, both the partial pressure of O2 and the partial pressure of CO2 decreased slightly. Note that the composition of the gas inside the storage vessel has not changed. Because during decreases in atmospheric air pressure, the cold room is at a small overpressure relative to its environment, the air with the composition of the gas mixture inside the storage container flows into the environment and does not affect the composition of the gas mixture inside the storage container. Since the partial pressure is the combined effect of the gas fraction and the total pressure, this led to a slight decrease in the internal gas partial pressure for both O2 and CO2. Therefore, it is shown that RQ estimates without pressure correction are reliable only during the decrease of the internal pressure of the storage facility, i.e., when the composition of the storage atmosphere is not changed by leakage. RQ estimation with leakage correction was able to estimate the stored fruit RQ under all circumstances.

Exemplo 2Example 2

[0140] Este exemplo diz respeito a uma análise do erro feito pelo RQ estimado com e sem correção de vazamento com base na pressão e uma comparação dos erros cometidos com o valor de RQ real dos produtos respiratórios armazenados.[0140] This example concerns an analysis of the error made by the estimated RQ with and without leak correction based on pressure and a comparison of the errors made with the actual RQ value of the stored respiratory products.

[0141] O erro relativo do cálculo de RQ com e sem correção de vazamento com base na pressão foi calculado usando um modelo de respiração validado da maçã 'Braeburn'. Erros foram posteriormente comparados com o valor de RQ real da fruta. A análise foi conduzida para uma série de alterações monotônicas na pressão interna entre -250 Pa e 250 Pa, devido às taxas de vazamento e respiração correspondentes aos valores de 1, 1,5, 2 e 2,5, respectivamente. Um intervalo de tempo de 4 h foi usado juntamente com uma razão do volume da fruta para o volume da sala fria de 0,16 m3 m-3. A temperatura foi ajustada para 274,15 K. Os parâmetros do modelo de respiração usados estão listados na Tabela 1. TABELA 1: Parâmetros do modelo de respiração da maçã 'Braeburn' intacta a 274,15 K, ± indica o erro padrão do valor estimado do parâmetro. [0141] The relative error of the RQ calculation with and without pressure-based leakage correction was calculated using a validated respiration model of the 'Braeburn' apple. Errors were later compared with the actual RQ value of the fruit. The analysis was conducted for a series of monotonic changes in internal pressure between -250 Pa and 250 Pa, due to leak and respiration rates corresponding to values of 1, 1.5, 2 and 2.5, respectively. A time interval of 4 h was used together with a ratio of fruit volume to cold room volume of 0.16 m3 m-3. The temperature was adjusted to 274.15 K. The respiration model parameters used are listed in Table 1. TABLE 1: Respiration model parameters of intact 'Braeburn' apple at 274.15 K, ± indicates the standard error of the value estimate of the parameter.

[0142] Um modelo de respiração da maçã Braeburn (Malus x Domestica cv. Braeburn) foi desenvolvido. As medições da taxa de respiração da fruta intacta de Braeburn, em resumo, foram conduzidas usando frascos de 1,7 L. Um experimento fatorial completo foi conduzido em 0, 1, 3, 5, 10 e 20 kPa O2 em combinação com 0 kPa CO2 e uma temperatura de 5, 10 e 20°C. O efeito de inibição de CO2 na taxa de respiração foi determinado a 5, 10 e 20°C em combinação com 10 kPa CO2. Um modelo de inibição não competitivo foi usado para descrever a taxa de consumo de O2 : com a taxa máxima de consumo de O2 [mol m-3 s-1], a pressão parcial de O2 [kPa], a pressão parcial de CO2 [kPa], a constante de Michaelis-Menten para consumo de O2 [kPa] e a constante de Michaelis-Menten de inibição de CO2não competitiva da taxa de consumo de O2.[0142] A breathing model of the Braeburn apple (Malus x Domestica cv. Braeburn) was developed. Braeburn fruit respiration rate measurements, in summary, were conducted using 1.7 L flasks. A full factorial design was conducted at 0, 1, 3, 5, 10, and 20 kPa O2 in combination with 0 kPa CO2 and a temperature of 5, 10 and 20°C. The CO2 inhibiting effect on respiration rate was determined at 5, 10 and 20°C in combination with 10 kPa CO2. A non-competitive inhibition model was used to describe the O2 consumption rate: with the maximum rate of O2 consumption [mol m-3 s-1], the partial pressure of O2 [kPa], the partial pressure of CO2 [kPa], the Michaelis-Menten constant for O2 consumption [kPa] and the Michaelis-Menten CO2 inhibition constant is not competitive with the O2 consumption rate.

[0143] A equação da taxa de produção de CO2 consiste em uma respiração oxidativa e uma parte de fermentação: com RQox o RQ a pressão parcialelevada de O2 [-], a taxa de consumo de O2 [molm-3 s-1], a taxa de produção de CO2 fermentativa máxima e a constante de Michaelis-Menten de inibição de O2 na produção de CO2 fermentativa. O efeito da temperatura foi descrito usando a lei de Arrhenius. Os parâmetros do modelo de respiração foram estimados por equações de ajuste (28) e (29) aos dados experimentais usando uma regressão não linear de quadrados mínimos em Matlab R2015b.[0143] The CO2 production rate equation consists of an oxidative respiration and a fermentation part: with RQox or RQ at elevated partial pressure of O2 [-], the O2 consumption rate [molm-3 s-1], the maximum fermentative CO2 production rate and the Michaelis-Menten constant of O2 inhibition in fermentative CO2 production. The effect of temperature was described using the Arrhenius law. The parameters of the breathing model were estimated by fitting equations (28) and (29) to the experimental data using a non-linear least squares regression in Matlab R2015b.

[0144] Conforme a FIG. 6 mostra, foi mostrado que grandes erros ocorrem na estimativa de RQ quando nenhuma correção de vazamento com base na pressão é aplicada. Além disso, o erro mostrou aumentar com o aumento do RQ. Os menores erros de estimativas de RQ sem correção de vazamento foram encontrados quando o RQ da fruta armazenada foi igual a 1 (até 139%), enquanto os maiores erros relativos (até 746%) foram encontrados quando RQ teve um valor de 2,5, o RQ máximo investigado. Novamente, este exemplo mostra que os grandes erros encontrados oferecem uma explicação plausível para estimativas de RQ altamente dependentes da pressão. Além disso, eles explicam a alta variação nas medições de RQ relatadas em outras pesquisas recentes no campo, onde o RQ de frutas armazenadas foi estimado com base em mudanças medidas em gás de pressão parcial de O2 e CO2 durante um período de 24 h e o vazamento da sala fria não foi levado em conta (V. Both, F. Rodrigo, A. Brackmann, R. De Oliveira, D. De Freitas e R. Wagner, “Effects of dynamic controlled atmosphere by respiratory quotient on some quality parameters and volatile profile of ‘ Royal Gala ’ apple after long-term storage,” Food Chem., vol. 215, pp. 483-492, 2017; A. Weber, A. Brackmann, V. Both, E. P. Pavanello, R. D. O. Anese e F. Rodrigo, “Respiratory quotient: innovative method for monitoring ‘ Royal Gala ’ apple storage in a dynamic controlled atmosphere,” Food Science And Technology, Edição de fevereiro, pp. 28-33, 2015).[0144] According to FIG. 6 shows, it has been shown that large errors occur in the estimation of RQ when no pressure-based leak correction is applied. Furthermore, the error was shown to increase with increasing RQ. The smallest errors of RQ estimates without leakage correction were found when the RQ of the stored fruit was equal to 1 (up to 139%), while the largest relative errors (up to 746%) were found when RQ had a value of 2.5 , the maximum investigated RQ. Again, this example shows that the large errors found offer a plausible explanation for highly pressure-dependent RQ estimates. Furthermore, they explain the high variation in RQ measurements reported in other recent field surveys, where the RQ of stored fruit was estimated based on measured changes in O2 and CO2 partial pressure gas over a 24 h period and the leakage of the cold room was not taken into account (V. Both, F. Rodrigo, A. Brackmann, R. De Oliveira, D. De Freitas and R. Wagner, “Effects of dynamic controlled atmosphere by respiratory quotient on some quality parameters and volatile profile of ' Royal Gala ' apple after long-term storage,” Food Chem., vol. 215, pp. 483-492, 2017; A. Weber, A. Brackmann, V. Both, E. P. Pavanello, R. D. O. Anese and F. Rodrigo , “Respiratory quotient: innovative method for monitoring ' Royal Gala ' apple storage in a dynamic controlled atmosphere,” Food Science And Technology, February Issue, pp. 28-33, 2015).

Exemplo 3Example 3

[0145] Este exemplo refere-se ao cálculo do erro padrão das estimativas de RQ obtidas e à sua sujeição ao teste para cumprir os critérios de validade. O erro padrão da estimativa de RQ é calculado a cada minuto com base nos erros padrão estimados das aproximações das derivadas temporais na equação 26, conforme ilustrado na FIG 7. O erro padrão de aproximações dos derivados de tempo necessários para calcular a estimativa de RQ são calculados a cada minuto. Os erros padrão são usados para testar estatisticamente se as mudanças medidas na composição e pressão do gás representadas por aproximações das derivadas temporais na equação 26 são significativas. Neste caso, as estimativas de RQ são calculadas juntamente com o erro padrão da estimativa de RQ.[0145] This example refers to the calculation of the standard error of the RQ estimates obtained and subjecting them to the test to meet the validity criteria. The standard error of the RQ estimate is calculated each minute based on the estimated standard errors of the time derivative approximations in equation 26, as illustrated in FIG 7. The standard error of the time derivative approximations needed to calculate the RQ estimate are calculated every minute. Standard errors are used to statistically test whether the measured changes in gas composition and pressure represented by approximations of the time derivatives in equation 26 are significant. In this case, the RQ estimates are calculated along with the standard error of the RQ estimate.

[0146] Para que o sistema de controle tome medidas, o valor estimado de RQ será testado para atender aos critérios de validade. Os critérios de validade usados pelo sistema de controle são: • A mudança de taxa de O2 corrigido por vazamento com base na pressão como uma função do tempo deve ser negativa, • A taxa de mudança de CO2 corrigido pelo vazamento com base na pressão como uma função do tempo deve ser positiva, • A mudança de taxa de O2 corrigida pelo vazamento com base na pressão como uma função do tempo deve ser estatisticamente significativa, • A taxa de mudança de CO2 corrigido pelo vazamento com base na pressão como uma função de tempo deve ser estatisticamente significativa, • O valor de RQ obtido deve ser maior do que um valor limite mais baixo, • A confiança interna da estimativa de RQ não deve conter 0. Termo de Responsabilidade 1. O método de controle proposto com base no coeficiente metabólico do produto leva em consideração a dinâmica de troca gasosa do produto, bem como a dinâmica de troca gasosa do ambiente de armazenamento, medindo continuamente a composição do gás e as mudanças de pressão. 2. O controle é com base em um modelo matemático que calcula as taxas metabólicas do produto a partir das mudanças dinâmicas medidas na composição e pressão do gás, sem a necessidade de determinar independentemente um parâmetro de vazamento. 3. O sistema de controle não exige que as condições do sistema confinado, em particular a pressão atmosférica, sejam modificadas para compensar o vazamento durante o período de medição. 4. O sistema de controle calcula o erro do coeficiente metabólico para garantir uma operação robusta do sistema. 5. O sistema de controle adaptará automaticamente as concentrações de gás no ambiente de armazenamento quando ocorrerem mudanças na atividade metabólica do produto, quando a quantidade de produto no ambiente confinado mudar, quando as condições de gás e temperatura no ambiente confinado mudarem, ou quando a concepção ou estrutura do ambiente confinado mudarem. 6. O sistema de controle pode ser aplicado a qualquer produto metabólico e qualquer sistema confinado. 7. O sistema de controle não é limitado por restrições de temperatura, umidade, concentração de gás, quantidade e tipo de produto, ou dimensões do ambiente confinado.[0146] For the control system to take action, the estimated RQ value will be tested to meet the validity criteria. The validity criteria used by the control system are: • The leak-corrected O2 rate change based on pressure as a function of time must be negative, • The leak-corrected CO2 rate of change based on pressure as a function of time must be positive, • The leak-corrected O2 rate change based on pressure as a function of time must be statistically significant, • The leak-corrected CO2 rate of change based on pressure as a function of time must be statistically significant, • The RQ value obtained must be greater than a lower threshold value, • The internal confidence of the RQ estimate must not contain 0. Disclaimer 1. The proposed control method based on the metabolic rate of the product takes into account the gas exchange dynamics of the product as well as the gas exchange dynamics of the storage environment, continuously measuring gas composition and pressure changes. 2. Control is based on a mathematical model that calculates product metabolic rates from measured dynamic changes in gas composition and pressure, without the need to independently determine a leak parameter. 3. The control system does not require that the conditions of the confined system, in particular atmospheric pressure, be modified to compensate for leakage during the measurement period. 4. The control system calculates the metabolic rate error to ensure robust system operation. 5. The control system will automatically adapt the gas concentrations in the storage environment when changes occur in the metabolic activity of the product, when the amount of product in the confined environment changes, when the gas and temperature conditions in the confined environment change, or when the design or structure of the confined environment changes. 6. The control system can be applied to any metabolic product and any confined system. 7. The control system is not limited by restrictions on temperature, humidity, gas concentration, quantity and type of product, or dimensions of the confined space.

Descrição das FigurasDescription of Figures BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0147] A presente invenção se tornará mais compreensível a partir da descrição detalhada dada abaixo e os desenhos anexos que são fornecidos apenas a título de ilustração e, portanto, não são limites para a presente invenção, e em que:[0147] The present invention will become more understandable from the detailed description given below and the accompanying drawings which are provided for illustrative purposes only and therefore are not limits to the present invention, and in which:

[0148] A FIG. 1 é uma vista esquemática mostrando os detalhes do sistema de controle corrigido por pressão com base em um sistema de medição auxiliado por software e algoritmo de controle. O produto metabolicamente ativo (a) está contido em um ambiente confinado (b). A pressão é medida com um sensor de pressão (c) e a composição do gás com um analisador de gás (d). Os sinais do sensor de pressão e do analisador de gás são usados pela unidade de controle (e) para calcular um coeficiente metabólico do produto (a) que é usado para calcular um sinal de saída. O sinal de saída da unidade de controle aciona o operador/atuador (f) para ajustar a composição de gás no ambiente confinado usando um gás fornecido por uma unidade de controle de gás (g).[0148] FIG. 1 is a schematic view showing the details of the pressure-corrected control system based on a software-aided measurement system and control algorithm. The metabolically active product (a) is contained in a confined environment (b). The pressure is measured with a pressure sensor (c) and the gas composition with a gas analyzer (d). Signals from the pressure sensor and gas analyzer are used by the control unit (e) to calculate a product metabolic rate (a) which is used to calculate an output signal. The output signal from the control unit triggers the operator/actuator (f) to adjust the gas composition in the confined environment using a gas supplied by a gas control unit (g).

[0149] A FIG. 2 é uma vista esquemática de um espaço confinado. O espaço confinado contém produtos ativos metabólicos com massa M. O número de mols dos n gases diferentes presentes no espaço confinado é dado por n1 a nn. O espaço confinado possui volume livre V, temperatura T e pressão interna P. Devido à sua atividade metabólica, os gases são consumidos ou produzidos com taxa de r1 a rn. O ambiente imediato do espaço confinado é a pressãoPa. Dado que o espaço confinado não é perfeitamente estanque aos gases, o gás flui devido ao vazamento acionado por pressão, conforme ocorre, representado por q1 a qn.[0149] FIG. 2 is a schematic view of a confined space. The confined space contains active metabolic products with mass M. The number of moles of the n different gases present in the confined space is given by n1 to nn. The confined space has free volume V, temperature T and internal pressure P. Due to its metabolic activity, gases are consumed or produced at a rate from r1 to rn. The immediate environment of the confined space is the pressurePa. Since the confined space is not perfectly gas tight, gas flows due to pressure driven leakage as it occurs, represented by q1 to qn.

[0150] A FIG. 3 é uma vista esquemática de uma sala de armazenamento resfriada (sala fria), indicada por uma linha tracejada para enfatizar que a sala fria não é perfeitamente estanque a gás. A sala fria contém produtos respiratórios com massa M. O número de mols de oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio é dado por nO2, nnCO2 e nN2 respectivamente. A sala fria possui volume livre V, temperatura T e pressão interna P. Devido a sua atividade metabólica, a fruta está respirando e consumindo oxigênio e produzindo dióxido de carbono com as taxas de rO2 e rCO2 respectivamente. O ambiente imediato da sala fria, neste caso o ar atmosférico, tem pressão atmosférica Pa. Dado que a sala fria não é perfeitamente estanque aos gases, o gás flui devido ao vazamento de oxigênio, dióxido de carbono e gás nitrogênio causado por pressão, representado por qO2, qCO2 e qN2 respectivamente.[0150] FIG. 3 is a schematic view of a cooled storage room (cold room), indicated by a dashed line to emphasize that the cold room is not perfectly gas tight. The cold room contains respiratory products with mass M. The number of moles of oxygen, carbon dioxide and nitrogen is given by nO2, nnCO2 and nN2 respectively. The cold room has free volume V, temperature T and internal pressure P. Due to its metabolic activity, the fruit is breathing and consuming oxygen and producing carbon dioxide at rates of rO2 and rCO2 respectively. The immediate environment of the cold room, in this case atmospheric air, has atmospheric pressure Pa. Since the cold room is not perfectly gas tight, gas flows due to leakage of oxygen, carbon dioxide and nitrogen gas caused by pressure, represented by qO2, qCO2 and qN2 respectively.

[0151] A FIG. 4 representa as pressões parciais de O2 atmosféricas (linha completa) e pressão interna (linha tracejada) e medidas (linha completa) e simuladas (linha completa, símbolo o), bem como medido (linha completa) e simulado (linha completa, símbolo o) pressões parciais de CO2 durante um período de tempo de 120 minutos com aumento (a) e diminuição (b) da pressão interna durante o experimento de validação em um recipiente de armazenamento vazio. O gás simulado usando o modelo de vazamento com base na pressão ajusta a composição do gás medida de forma excelente, indicando a alta precisão do modelo de vazamento com base na pressão.[0151] FIG. 4 represents the partial pressures of O2 atmospheric (full line) and internal pressure (dashed line) and measured (full line) and simulated (full line, symbol o), as well as measured (full line) and simulated (full line, symbol o ) partial pressures of CO2 over a time period of 120 minutes with increasing (a) and decreasing (b) internal pressure during the validation experiment in an empty storage vessel. The simulated gas using the pressure-based leak model fits the measured gas composition excellently, indicating the high accuracy of the pressure-based leak model.

[0152] A FIG. 5 mostra os resultados da demonstração da medição de RQ corrigida por vazamento com base na pressão e controle resultante da composição de gás para armazenamento de maçã em que (a) mostra a pressão interna medida, (b) pressões parciais medidas de O2 de ponto de ajuste (linhas tracejada e completa, respectivamente) e (c) estimativa de RQ correspondente com (triângulo apontando para cima) e sem correção de vazamento com base na pressão (triângulo apontando para baixo). É mostrado que as estimativas de RQ com correção de vazamento fornecem valores confiáveis de RQ dos produtos respiratórios armazenados tanto durante a diminuição quanto no aumento da pressão interna, enquanto as estimativas de RQ sem correção de vazamento fornecem valores de RQ confiáveis quando a pressão interna diminui e ocorre vazamento do espaço de armazenamento para o ambiente, não alterando significativamente a composição interna do gás.[0152] FIG. 5 shows the results of demonstration of leak-corrected RQ measurement based on pressure and resulting control of apple storage gas composition where (a) shows measured internal pressure, (b) measured partial pressures of O2 from point of fit (dashed and full lines, respectively) and (c) estimation of corresponding RQ with (upward pointing triangle) and without pressure based leakage correction (downward pointing triangle). It is shown that leak-corrected RQ estimates provide reliable RQ values of stored respiratory products during both decreasing and increasing internal pressure, while non-leak-corrected RQ estimates provide reliable RQ values when internal pressure decreases. and there is leakage from the storage space to the environment, not significantly altering the internal composition of the gas.

[0153] FIG. 6: Valores estimados de RQ de maçãs armazenadas como uma função de mudanças de pressão dentro da sala. A correção de vazamento com base na pressão representada pela linha verde e sem correção de vazamento com base na pressão representada pela linha vermelha para diferentes valores de RQ reais da fruta armazenada igual a 1,0 (a), 1,5 (b), 2 (c) e 2,5 (d).[0153] FIG. 6: Estimated RQ values of stored apples as a function of pressure changes within the room. The leak correction based on the pressure represented by the green line and without leak correction based on the pressure represented by the red line for different real RQ values of the stored fruit equal to 1.0 (a), 1.5 (b), 2(c) and 2.5(d).

[0154] A FIG. 7 ilustra os erros padrão calculados das estimativas de RQ em tempo real em um espaço de armazenamento contendo produtos respiratórios. O erro padrão da estimativa de RQ é calculado a cada minuto para um período de tempo de 240 minutos, com base no erro padrão das estimativas das aproximações dos derivados temporais na equação 26.[0154] FIG. 7 illustrates the calculated standard errors of real-time RQ estimates in a storage space containing respiratory products. The standard error of the RQ estimate is calculated every minute for a time period of 240 minutes, based on the standard error of the estimates of the time derivative approximations in equation 26.

Claims (13)

1. Método para controlar produtos respiratórios (a) em um ambiente confinado (b), o referido método compreendendo o uso de um sistema de controle que compreende um operador/atuador (f), um analisador de gás (d), um sensor de pressão atmosférica (c) e uma unidade de controle (e), para adaptar ou controlar um meio gasoso no ambiente confinado de acordo com uma composição do meio gasoso determinada, e adaptado para receber os sinais do analisador de gás e do sensor de pressão atmosférica, e para gerar um sinal de saída responsivo a uma mudança de composição de gás e pressão no ambiente confinado, cujo sinal de saída aciona o operador/atuador para ajustar a composição de gás no ambiente confinado usando gases fornecidos por uma unidade de tratamento de gás convencional (g) que pode compreender purificadores e geradores, o método caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é projetada: 1) para calcular um coeficiente de respiração (RQ) em função da composição de gás medida no ambiente confinado e como uma função da pressão no ambiente confinado, cujo coeficiente de respiração (RQ) é determinado pela unidade de controle com base em um modelo matemático que pelo menos usa a composição do gás e a pressão medida de pelo menos duas vezes consecutivas por um período de tempo seletivo no ambiente confinado para calcular, em tempo real, o coeficiente de respiração (RQ), em que o modelo matemático fornece a taxa de troca com o tempo de uma quantidade de gás (ni) como a taxa de troca (ri) com o produto respiratório desse gás, vezes a massa (m) do produto respiratório, e a troca da quantidade total de gases (n) menos a soma das taxas de troca de todos os gases vezes a fração de gás xi* obtida a partir da saída do sensor de pressão atmosférica, onde o coeficiente respiratório (RQ) é uma função matemática definida (f) da taxa de troca (ri) do gás, e onde a fração do gás (xi*) é tomada como a fração do gás na atmosfera quando a pressão atmosférica é maior ou igual à pressão no ambiente confinado, ou como a fração do gás no ambiente confinado quando a pressão atmosférica é menor do que na incorporação confinada, em que o coeficiente de respiração (RQ) é o quociente respiratório do produto respiratório e os gases são O2, CO2 e N2, e em que é calculado em tempo real como a solução do seguinte sistema de equações: com sendo a taxa de mudança com o tempo, x i sendo a fração molar dt 3.3 medida do gás i no ambiente confinado, P sendo a pressão medida no ambiente confinado, V sendo o volume do espaço confinado, T sendo a temperatura no ambiente confinado, R sendo o gás universal constante, m sendo a massa do produto respiratório no ambiente confinado, sendo a taxa de consumo de oxigênio do produto respiratório e s endo a taxa de produção de dióxido de carbono do produto respiratório, e em que a fração molar é definida pela função H que dispõe que H = 0 quando for maior ou igual a 0 e H = 1 quando for menor que 0; 2) para determinar uma composição do meio gasoso ajustada como uma função do coeficiente de respiração (RQ); e 3) para gerar um sinal de saída que aciona o operador/atuador a controlar o produto respiratório.1. Method for controlling respiratory products (a) in a confined environment (b), said method comprising the use of a control system comprising an operator/actuator (f), a gas analyzer (d), a pressure sensor atmospheric pressure (c) and a control unit (e), for adapting or controlling a gaseous medium in the confined environment according to a determined composition of the gaseous medium, and adapted to receive signals from the gas analyzer and atmospheric pressure sensor , and to generate an output signal responsive to a change in gas composition and pressure in the confined environment, which output signal triggers the operator/actuator to adjust the gas composition in the confined environment using gases supplied by a gas treatment unit conventional (g) which may comprise purifiers and generators, the method characterized by the fact that the control unit is designed: 1) to calculate a breathing coefficient (RQ) as a function of the gas composition measured in the confined environment and as a function of the pressure in the confined environment, whose respiration coefficient (RQ) is determined by the control unit based on a mathematical model that at least uses the gas composition and the measured pressure of at least two consecutive times for a selective period of time in the confined environment to calculate, in real time, the coefficient of respiration (RQ), where the mathematical model provides the rate of exchange with time of a quantity of gas (ni) as the rate of exchange (ri) with the respiratory product of that gas, times the mass (m) of the respiratory product, and the exchange of the total amount of gases (n) minus the sum of the exchange rates of all gases times the fraction of gas xi* obtained from the output of the gas sensor. atmospheric pressure, where the respiratory coefficient (RQ) is a defined mathematical function (f) of the rate of exchange (ri) of the gas, and where the gas fraction (xi*) is taken as the fraction of the gas in the atmosphere when the pressure atmospheric pressure is greater than or equal to the pressure in the confined environment, or as the fraction of the gas in the confined environment when atmospheric pressure is less than in confined incorporation, where the coefficient of respiration (RQ) is the respiratory quotient of the respiratory product and the gases are O2, CO2 and N2, and which is calculated in real time as the solution of the following system of equations: with being the rate of change with time, xi being the measured mole fraction dt 3.3 of gas i in the confined environment, P being the pressure measured in the confined environment, V being the volume of the confined space, T being the temperature in the confined environment, R being the universal gas constant, m being the mass of the respiratory product in the confined environment, being the rate of oxygen consumption of the respiratory product being the rate of carbon dioxide production from the respiratory product, and where the mole fraction is defined by the function H which states that H = 0 when is greater than or equal to 0 and H = 1 when is less than 0; 2) to determine an adjusted gaseous medium composition as a function of the respiration coefficient (RQ); and 3) to generate an output signal that triggers the operator/actuator to control the breathing product. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende pelo menos um analisador de gás e pelo menos um sensor de pressão atmosférica conectado a uma unidade de controle disposta para determinar uma composição do meio gasoso ajustada do ambiente de armazenamento confinado para proteger o produto da degradação fermentativa e, pelo menos, um operador/atuador disposto para adaptar o meio gasoso no ambiente de armazenamento confinado com base na referida composição do meio gasoso ajustada determinada, em que a unidade de controle está disposta para determinar a composição do meio gasoso ajustada com base em um modelo matemático do sistema que usa, pelo menos, a composição e pressão do gás medida duas vezes consecutivas durante um período de tempo seletivo no ambiente de armazenamento confinado definido para calcular, em tempo real, o referido coeficiente de respiração (RQ) que é uma função da taxa de consumo de oxigênio e da taxa de produção de dióxido de carbono do produto que define a respiração e a fermentação; em que a composição do meio gasoso ajustada é determinada como uma função do coeficiente de respiração (RQ) calculado no ambiente de armazenamento confinado; em que o coeficiente de respiração (RQ) é calculado em tempo real como a solução do seguinte sistema de equações: Com sendo a taxa de mudança com o tempo, x i sendo a fração molar dt medida do gás i no ambiente confinado, P sendo a pressão medida no ambiente confinado, V sendo o volume do espaço confinado, T sendo a temperatura no ambiente confinado, R sendo o gás universal constante, m sendo a massa do produto respiratório no ambiente confinado, sendo a taxa de consumo de oxigênio do produto respiratório e sendo a taxa de produção de dióxido de carbono do produto respiratório; e em que a fração molar é definida pela função H que dispõe que H = 0 quando for maior ou igual a 0 e H = 1 quando for menor que 0.2. Method according to claim 1, characterized in that the control system comprises at least one gas analyzer and at least one atmospheric pressure sensor connected to a control unit arranged to determine an adjusted composition of the gaseous medium of the confined storage environment to protect the product from fermentative degradation and at least one operator/actuator willing to adapt the gaseous medium in the confined storage environment based on said determined adjusted gaseous medium composition in which the control unit is arranged to determine the adjusted composition of the gaseous medium based on a mathematical model of the system that uses at least the gas composition and pressure measured twice consecutively during a selective time period in the defined confined storage environment to calculate, in time real, said respiration coefficient (RQ) which is a function of the oxygen consumption rate and the carbon dioxide production rate of the product defining respiration and fermentation; wherein the adjusted composition of the gaseous medium is determined as a function of the calculated respiration coefficient (RQ) in the confined storage environment; where the coefficient of respiration (RQ) is calculated in real time as the solution of the following system of equations: With being the rate of change with time, xi being the measured mole fraction dt of gas i in the confined environment, P being the pressure measured in the confined environment, V being the volume of the confined space, T being the temperature in the confined environment, R being the universal gas constant, m being the mass of the respiratory product in the confined environment, being the rate of oxygen consumption of the respiratory product and being the rate of carbon dioxide production of the respiratory product; and where the molar fraction is defined by the function H which states that H = 0 when is greater than or equal to 0 and H = 1 when is less than 0. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende, ainda, um sensor de temperatura e uma unidade de controle adaptados para receber os sinais do sensor de temperatura e adaptados para gerar um sinal de saída responsivo à temperatura.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the control system further comprises a temperature sensor and a control unit adapted to receive signals from the temperature sensor and adapted to generate a signal temperature-responsive output. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende, ainda, um sensor volumétrico e uma unidade de controle adaptada para receber os sinais do sensor volumétrico e adaptada para gerar um sinal de saída responsivo ao volume.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the control system further comprises a volumetric sensor and a control unit adapted to receive signals from the volumetric sensor and adapted to generate a signal volume-responsive output. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle controla a composição do gás em relação a pelo menos um dos seguintes gases: oxigênio, dióxido de carbono, nitrogênio, etanol, acetaldeído, etileno, etano ou acetona.5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the control system controls the gas composition in relation to at least one of the following gases: oxygen, carbon dioxide, nitrogen, ethanol, acetaldehyde , ethylene, ethane or acetone. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o tempo de medição total e os intervalos de tempo entre as medições subsequentes da composição do gás e da pressão são otimizados de modo que a composição do gás e os sinais da pressão contenham o máximo de informações das taxas metabólicas de respiração e fermentação e o menor ruído de medição possível.6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the total measurement time and the time intervals between subsequent measurements of gas composition and pressure are optimized so that the gas composition and the pressure signals contain as much information on the metabolic rates of respiration and fermentation and as little measurement noise as possible. 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a composição do gás e os sinais da pressão medidos estão sujeitos ao processamento do sinal para filtrar o ruído medido.7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the gas composition and the measured pressure signals are subject to signal processing to filter out the measured noise. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, além das taxas metabólicas de respiração e fermentação, são calculados também as taxas metabólicas estimadas e o coeficiente de respiração (RQ).8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that, in addition to the metabolic rates of respiration and fermentation, the estimated metabolic rates and the respiration coefficient (RQ) are also calculated. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as taxas metabólicas e/ou coeficiente de respiração (RQ) calculados estão sujeitos à avaliação baseada nos critérios de validade com base nos erros calculados das taxas metabólicas, coeficiente de respiração (RQ) e pressão.9. Method, according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the metabolic rates and/or coefficient of respiration (RQ) calculated are subject to evaluation based on the validity criteria based on calculated errors of metabolic rates , respiration coefficient (RQ) and pressure. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle está adaptada para comparar o coeficiente de respiração (RQ) calculado com o valor de referência do coeficiente de respiração (RQ), com sua integral ou com seu diferencial, em que a unidade de controle está adaptada para comparar o nível de CO2 com a concentração máxima tolerável do produto, tal como uma fruta.10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the control unit is adapted to compare the calculated respiration coefficient (RQ) with the reference value of the respiration coefficient (RQ), with its integral or with its differential, in which the control unit is adapted to compare the CO2 level with the maximum tolerable concentration of the product, such as a fruit. 11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é adaptada também para comparar o coeficiente de respiração (RQ) calculado com o valor de referência do coeficiente de respiração (RQ), com sua integral ou com o seu diferencial, em que a unidade de controle está adaptada para comparar o nível de O2 com a concentração mínima tolerável do produto, tal como uma fruta.11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the control unit is also adapted to compare the calculated respiration coefficient (RQ) with the reference value of the respiration coefficient (RQ), with its integral or with its differential, in which the control unit is adapted to compare the O2 level with the minimum tolerable concentration of the product, such as a fruit. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle compreende um modelo de controle preditivo (MPC) para calcular automaticamente a composição futura do meio gasoso necessária para manter o coeficiente de respiração (RQ) em níveis seguros.12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the control unit comprises a predictive control model (MPC) to automatically calculate the future composition of the gaseous medium necessary to maintain the respiration coefficient ( RQ) at safe levels. 13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o espaço confinado é um reservatório dentro de outro espaço confinado, tal como uma sala de armazenamento.13. Method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the confined space is a reservoir within another confined space, such as a storage room.
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