CN111356371A - 用于在受控气氛中催熟蔬菜农产品的方法以及冷藏集装箱、卡车或拖车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车(1)中的运输期间催熟易腐农产品的方法，所述冷藏集装箱或制冷卡车或拖车各自包括受控气氛系统(3)，该方法通过将所述集装箱、卡车或拖车(1)中的温度从可催熟农产品被保持在非催熟受控气氛中的温度改变为所述可催熟农产品在受控气氛中成熟的温度来提供可变的催熟时间。本发明还涉及一种用于装运诸如水果和蔬菜的易腐农产品的冷藏集装箱或制冷卡车或拖车(1)，该集装箱、卡车或拖车(1)包括：受控气氛系统(3)，其包括能够测量以下参数中的至少一者的传感器(7)：温度、O2或CO2；用于投配催熟剂的投配机构(8)；和催熟过程控制器(9)，该控制器(9)基于温度、O2和/或CO2的感测值来控制催熟过程。
Description
本发明涉及一种在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车中的运输期间催熟易腐农产品的方法，每个制冷装载空间包括受控气氛系统，该方法提供可变的催熟时间。
本发明还涉及一种用于装运易腐农产品诸如水果和蔬菜的冷藏集装箱或制冷卡车或拖车，该集装箱、卡车或拖车包括：
-受控气氛系统，其包括能够测量以下参数中的至少一者的传感器：温度、O2或CO2。
可催熟农产品通常通过船运和冷藏集装箱运输到海外。将可催熟农产品保持在温度受控的气氛下防止农产品成熟。在较短的距离内，可催熟农产品可以通过制冷卡车或拖车运输。
可催熟农产品的一个示例可以是香蕉。当装运的香蕉抵达其目的地时，香蕉必须在仓库中催熟一段时间。香蕉在催熟仓库放了一段时间后，可以将香蕉以可接受的成熟度分配到市场/分销中心。
为了确定香蕉的催熟阶段，可以使用香蕉成熟的7阶段分类。第1阶段是全部为绿色的香蕉，第2阶段是绿色带有黄色的痕迹，第3阶段是绿色多于黄色，第4阶段是黄色多于绿色，第5阶段是黄色带有绿色尖端和颈部，第6阶段是全部为黄色，第7阶段是全部为黄色带有棕色斑点。以前，香蕉会在第1阶段(全部为绿色)从船上接收，然后在催熟仓库中催熟。
此类可催熟农产品的另一个示例可以是鳄梨、李子或芒果。
可催熟农产品的其他示例可以是水果、蔬菜。实际上，大多数具有某种呼吸作用且适于降低的呼吸速率的农产品都可以以这种方式运输。
因此，有利的是，在装运期间可以以这样的方式控制催熟过程使得可以以足够成熟的状态将农产品分配到分销中心或甚至超市。
关于集装箱在受控气氛和催熟农产品方面存在不同的解决方案，但是这些解决方案的共同点是它们效率低下并且对催熟过程的控制常常不周密。
通常，集装箱中二氧化碳和氧气的总比例将始终保持大约21％，除非根据需要主动并有效地操纵流出和/或流入空气的组成，从而改变该总比例(21％)。
能够做出此类总比例改变的系统是受控气氛系统。
所确定的问题是，一旦在集装箱中发起了催熟过程，对催熟过程的控制就会很有限。目前，催熟过程将通过将香蕉的温度升高到18℃左右而开始并且向气氛中投配乙烯至100PPM。
再次以香蕉为例，在催熟过程中，问题在于，一旦香蕉开始成熟，它们就会散发出大量的热量。在成熟高峰时，香蕉产生的热量为300瓦/吨或更高。在集装箱中没有周密控制而允许香蕉成熟意味着需要大的风扇将由成熟产生的热量去除并从集装箱中提取热量。
香蕉的成熟程度因品种、催熟阶段和条件而异。在催熟仓库中，当香蕉以不同的速率催熟时，香蕉被人工检查和分类。当前的集装箱工艺甚至不允许在整个集装箱内催熟。这意味着集装箱中可能会有一些变质的香蕉，即使还有其他未成熟的香蕉。
WO 95/00030 A1公开了一种用于在运输期间催熟例如香蕉的系统，其中可以将香蕉催熟到足以将该批香蕉直接运输到零售分销目的地的催熟阶段而无需通常在催熟设施处的暂留。此处还提到了处理由于催熟过程而在集装箱内产生的热载荷的足够的制冷能力的问题。
为了避免集装箱内所谓的热点，一种解决方案是装运未装满的集装箱，从而在货物堆之间提供额外的空间，以确保足够的空气循环，从而降低集装箱内的温度或保持集装箱内的温度为低温。
这不符合在集装箱中运输尽可能多的货物的期望。
最后，在催熟集装箱中的农产品时，很难避免在农产品中产生热点，并且很难获得农产品的均匀成熟，而本发明的一个目的是解决这个问题。
为了能够使用受控气氛来催熟冷藏集装箱或制冷卡车或拖车内的农产品，重要的是，待催熟农产品是每个可运输的制冷装载空间中仅有的一种农产品，或者是具有相同成熟性质的装载农产品。否则，通过调整诸如O2、CO2、乙烯、丙烯、乙炔的含量和温度等参数来控制催熟过程是非常困难的。
在下文中，就具有受控气氛系统的冷藏集装箱对本发明进行了说明，但是如上所述，也可以使用具有受控气氛系统的制冷卡车或拖车。当使用词语“集装箱”时，应当将其理解为具有受控气氛系统的冷藏集装箱。
本发明的一个目的是周密地控制催熟过程，使得成熟农产品可以在客户期望的催熟阶段到达市场/分销中心。
因此，通过本发明可以进一步周密地控制催熟过程，使得成熟农产品到达接近完全成熟但未完全成熟的阶段。
如果农产品是例如香蕉，则目的是使它们到达市场/分销中心时处于第2至第3阶段。这意味着香蕉的装运可以从船、卡车或拖车直接分配到市场/分销中心。换句话说：通过在运输中控制催熟过程，也可以利用运输时间来催熟香蕉。这意味着香蕉可以更快且直接从装运进入市场。
由此可以降低催熟的成本，因为可以省去当前催熟室和仓库中的催熟。每个集装箱可以被单独控制以在适当的时间进行催熟。由于农产品不必进入催熟仓库，因此运输路线更短，并且总交货时间更短。
本发明的另一个目的是检测待催熟农产品何时处于CO2产生曲线的不同阶段并且控制集装箱的条件以管理农产品的催熟。CO2产生曲线在图2中示出，并且是催熟的明确指示。催熟曲线表明，使用CO2的测量值来检测当前装运的香蕉处于催熟曲线中的哪个位置。
这可以通过本发明用在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车中的运输期间催熟易腐农产品的方法来实现，所述冷藏集装箱或制冷卡车或拖车各自包括受控气氛系统，该方法通过以下步骤提供可变的催熟时间，所述步骤包括：
-在装载有可催熟农产品的集装箱、卡车或拖车内建立受控气氛；
-将集装箱、卡车或拖车中的温度从可催熟农产品被保持在非催熟受控气氛中的温度改变为可催熟农产品在受控气氛中成熟的温度；
-向受控气氛投配催熟剂以便在维持受控气氛的同时发起催熟；
-通过测量CO2呼吸速率来检查催熟速率是在增加还是在降低并确定农产品的催熟状态；
-当CO2呼吸速率在上升时，使用基于计划交付的催熟开始时刻的输入来对催熟模型进行校准；
-当达到预定的催熟阶段时，将温度改变为可催熟农产品的运输温度；以及
-在受控气氛条件下将农产品维持在预定的催熟状态。
呼吸速率可以表示为CO2产生的函数。当测量CO2浓度时，所述测量是通过CO2传感器在集装箱内部进行的。
以标准立方米/小时表示的CO2产生可以被表示为(集装箱中的CO2浓度(CO2％))X(以标准立方米/小时表示的通风速率)等于(货物/农产品的质量(提货单))X(特定呼吸(mlCO2/kg/h))。
催熟开始后就无法停止。其可以放慢速度，但不能停止。
因此，重要的是在有足够的时间将农产品在交付之前催熟到特定阶段时发起或开始催熟，并且在交付之前不久的时间发起或开始催熟，这样可以避免过度成熟。
当客户订购一批农产品(例如香蕉)时，确定一个冷藏集装箱、制冷卡车或拖车内的一批香蕉在交付时应处于哪个催熟阶段。作为一个示例，一个冷藏集装箱中的批次可以订购为浅绿色香蕉，其催熟阶段允许在销售之前储存在商店(或在尚早的催熟阶段销售)，而另一批次可以订购为处于其中该批次由准备出售的半绿半黄的香蕉组成的阶段。
因此，应将基于计划交付的催熟开始时刻理解为在冷藏集装箱、制冷卡车或拖车中运输或储存农产品期间的时间点，其中交付之前的剩余时间对应于催熟到客户所订购要求的农产品的催熟阶段。
在给定催熟阶段采摘的呼吸跃变型可催熟农产品(例如香蕉)具有在催熟过程期间可以被转化为糖的给定百分比的淀粉。最后的催熟是激活淀粉转化为糖的过程，使其达到可以销售所需的水平。
所述转化过程对于每千克待转化淀粉需要给定量的能量，该能量的量等于给定量的产生的kg CO2/kg可催熟农产品。
香蕉的催熟阶段可以基于黄度进行评估，其是香蕉甜度的间接量度，这又可以表示为被转化为可溶性糖(葡萄糖、果糖)的淀粉量。
在从淀粉到糖的转化过程期间，热量(以及由此CO2)被释放，淀粉到糖的转化百分比与可催熟农产品的每质量单位的特定累计CO2产生之间存在相关性。
以香蕉为例，成熟指标可以被标识为香蕉的颜色。可以通过一个或多个传感器测量颜色。然后可以将成熟速度表示为每时间单位的颜色变化。然后可以输入颜色变化来调节O2，从而调节成熟速度。
即使已经商定了计划的交付，但诸如恶劣天气等环境可能会影响交付时间。如果更改了计划的交付时间，则可以调整农产品的催熟，以满足重新计划的交付时间的成熟度。
根据所述方法的一个实施方案，在注入催熟剂之前，将集装箱中的O2含量从受控气氛水平增加到5-21％，优选地增加到7-10％。
根据所述方法的一个实施方案，在注入催熟剂之后，将集装箱中的O2含量增加持续12-48小时的时间段。
根据所述方法的一个实施方案，在计划的催熟结束之前的预定时间开始催熟。
计划的催熟结束应当被理解为其中农产品已达到确定的(订购要求的)催熟阶段的时间。
根据所述方法的一个实施方案，所述受控气氛的O2含量为1-10％并且CO2含量为0-10％。
根据所述方法的一个实施方案，所述受控气氛的O2含量为2-5％并且CO2含量为3-7％。
根据一个实施方案，催熟阶段由在催熟过程期间可催熟农产品的每质量单位的累计CO2产生(或O2消耗)定义。
根据所述方法的一个实施方案，通过就O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度控制集装箱、卡车或拖车内的气氛，而将来自可催熟农产品的比热产生保持在300瓦/吨以下。在另一个实施方案中，同样通过就O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度控制集装箱、卡车或拖车内的气氛，而将来自可催熟农产品的比热产生保持在200瓦/吨以下。
一旦开始催熟，冷藏集装箱、制冷卡车或拖车中的受控气氛系统就可以据此通过调整以下参数中的一者或多者来调整农产品的成熟速度：O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度。
根据所述方法的一个实施方案，基于催熟时间、温度、O2、CO2和催熟剂投配的相关性来控制所述催熟过程。
根据所述方法的一个实施方案，通过调节集装箱气氛内的O2含量以达到可催熟农产品的每质量单位的特定CO2产生或O2消耗来控制催熟过程的速度。
根据所述方法的一个实施方案，催熟阶段由在催熟过程期间可催熟农产品的每质量单位的累计CO2产生(或O2消耗)定义。
根据所述方法的一个实施方案，催熟过程通过时间输入以及对应于可催熟农产品的类型的最大呼吸速率与当时集装箱、卡车或拖车中的可催熟农产品的催熟阶段之间的催熟相关性来校准。
根据所述方法的一个实施方案，使用电子颜色传感器来监测所述催熟阶段，所述电子颜色传感器测量红外光谱内的颜色。
根据所述方法的一个实施方案，使用电子颜色传感器来测量叶绿素的量和/或β-胡萝卜素的量。
根据所述方法的一个实施方案，当来自可催熟农产品的测量的CO2呼吸速率达到稳定信号时，校准和/或开始催熟过程。
为了达到稳定信号，实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值进行评估，并且超过基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差的两倍。
当注入催熟剂并且在上述时间间隔内检测到增加的呼吸速率的稳定信号时，并且当超过标准偏差的两倍时，对催熟模型进行校准，其中CO2呼吸的累计测量作为确定一种或多种农产品的催熟状态的单独催熟模型的积分而开始。
当注入催熟剂时开始计时，并且实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值或滚动平均值以及基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差来进行评估。
由此可以相对于剩余的交付时间来调整催熟速率。
根据所述方法的一个实施方案，基于更新的催熟结束时间来调整催熟过程，或者当达到预定的催熟阶段时，将可催熟农产品保持在维持的受控气氛下。
由此可以相对于剩余的交付时间来调整或减慢催熟速率。
作为一个示例，可以通过使用电子颜色传感器来监测所述催熟阶段，所述电子颜色传感器测量红外光谱内的颜色。
作为一个示例，颜色传感器可以是光学多光谱传感器，该传感器可以提供诸如叶绿素的量、含水量、红色素的量或强度等信息。
在一个实施方案中，测量叶绿素的量和/或β-胡萝卜素的量。
测量值用作对控制器的反馈，以调整以下参数中的一者或多者：O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度。
根据所述方法的一个实施方案，催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
这也可以通过本发明用一种用于装运诸如水果和蔬菜的易腐农产品的冷藏集装箱或制冷卡车或拖车实现，该集装箱、卡车或拖车包括：
-受控气氛系统，其包括能够测量以下参数中的至少一者的传感器：温度、O2或CO2；
-投配机构，其用于投配催熟剂；和
-投配过程控制器，该控制器基于温度、O2和/或CO2的感测值来控制催熟过程。
催熟过程控制器是连接到存储器的硬件CPU。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括电子颜色传感器。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括用于投配催熟剂的投配机构。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括用于催熟剂受体阻断剂的投配机构。
此类催熟剂受体阻断剂的一个示例可以是1-MCP。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括催熟剂去除系统，所述催熟剂去除系统包括光催化破坏、臭氧破坏或吸收去除。
根据一个实施方案，催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
如果控制器可以确定特定香蕉在CO2产生曲线的哪个位置，则可以控制催熟过程。催熟过程是一个多因素参数过程。至少CO2、O2、乙烯/丙烯/乙炔和温度都对催熟过程有影响。一旦控制器确定香蕉在CO2产生曲线上的位置，控制器就可以控制集装箱的气氛和温度使得香蕉不会过度成熟，并且根据客户的期望或规范以正确的成熟度到达其目的地。
特定地，所述过程需要1)维持其中不存在催熟的稳定的气氛和温度状态，2)通过修改气氛/对气氛进行投配并将温度升高而发起催熟过程，以及3)通过降低温度和修改/吹扫气氛来减慢催熟过程。
控制器可设置有用于例如香蕉装运的催熟模型的催熟基线。可以基于来自集装箱的实时传感器输入来修改催熟模型。这可能是必需的，因为O2、CO2和乙烯的量以及针对每个不同的装运和集装箱产生的温度可能不同。因此，针对特定的香蕉装运校准催熟基线模型。各个集装箱可以根据特定的香蕉装运要求进行催熟。
因此，每种可催熟农产品将具有一个单独的催熟模型，该催熟模型将针对每个集装箱提供，并且催熟基线模型可以针对特定农产品装运进行校准。由此可以根据特定农产品装运要求来对各个集装箱进行催熟。
在本申请的上下文中，校准意指当达到一定的CO2呼吸速率时，CO2呼吸的累计测量作为确定一种或多种农产品的催熟状态的单独催化模型的积分而开始。
当可催熟农产品在受控气氛(提供低O2和高CO2以降低催熟速率)中催熟时，集装箱内温度的精确管理变得更加容易管理。
低O2将对应于1-10％(优选地2-5％)范围内的O2含量，并且高CO2将对应于0-10％(优选地3-7％)范围内的CO2含量。
由于控制器可以控制催熟速度，因此可以根据估计的装运到达时间来控制所述过程。如果装运被延迟，则控制器可以相应地延迟催熟过程。控制器可以连接到远程服务器。这意指控制器可以远程接收催熟指令。
例如，如果由于对成熟香蕉的需求更快，货主需要比通常更催熟状态的香蕉，则比平时更早地将催熟命令发送给控制器。这将意味着香蕉将在最终码头以比正常情况更成熟的状态被接收。
控制器可以修改集装箱中的受控气氛的催熟参数，以便能够调整催熟的时间并避免集装箱内的热点。
根据本发明的一个方面的一个控制催熟的选择是确定所运输的确切农产品的呼吸速率和累计呼吸。
每种农产品都有特定的呼吸曲线，所述曲线是基于每小时每千克水果或蔬菜mgCO2和经过的时间。
将此类曲线加载到控制器中，并且在运输期间将通过农产品的呼吸作用产生的CO2的感测值与控制器中已经存在的曲线值进行比较。
所述值可以被描述为从时间催熟开始到时间催熟结束的积分，其中由农产品的呼吸作用产生的CO2对应于从时间催熟开始到时间催熟结束在曲线或曲线图下方的区域。
在控制器出现故障的情况下，所述系统设置有一个故障保护模式，其在集装箱内建立故障保护气氛。
在这种情况下，集装箱气氛可能充满O2和/或温度会由于制冷系统故障而升高。乙烯阻断气氛可以用于控制催熟。催熟剂受体阻断剂的示例可以是1-MCP。
另外，可以通过使气氛通过臭氧气氛或类似的乙烯去除系统来破坏乙烯。
确定农产品的催熟状态的其他示例可以是检测农产品的颜色变化的相机、测量农产品的糖含量的一个或多个装置以及测量农产品的硬度的一个或多个装置。
通过以下参考附图对本发明的示例性实施方案进行的详细描述，本发明的上述以及其他特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见，在附图中：
图1示出了用于装运易腐农产品诸如水果和蔬菜的冷藏集装箱，所述冷藏集装箱包括用于在集装箱内建立和维持受控气氛的设备；
图2示出了包括受控气氛的集装箱内的一批香蕉的CO2产生曲线的示例；
图3是一批香蕉的CO2产生曲线的示例，其中示出了来自可催熟农产品的累计测量的CO2呼吸速率，以便确定在包括受控气氛的集装箱内的催熟阶段；
图4示出了提供在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车中的运输期间催熟易腐农产品的方法的步骤的流程图，冷藏集装箱或制冷卡车或拖车各自包括受控气氛系统，该方法提供可变的催熟时间；
图5示出了农产品的不同催熟阶段的流程图；
图6示出了说明去往和来自用于控制所述过程的硬件控制器的信号的流程图；并且
图7示出了说明与催熟模型有关的步骤的流程图。
在下文中参考附图描述了各种实施方案。贯穿全文，相似的附图标记指代相似的元素。因此，将不再关于每个附图的描述来详细描述相似元素。
还应当注意，附图仅旨在方便描述实施方案。
它们无意作为所要求保护的发明的详尽描述或对所要求保护的发明的范围的限制。另外，所示实施方案不必具有所示的所有方面或优点。
结合特定实施方案描述的方面或优点不必限于该实施方案，并且可以在任何其他实施方案中实践，即使未如此说明或未如此明确地描述。
贯穿全文，相同的附图标记用于相同或对应的部分。
图1中示出了冷藏集装箱1，所述冷藏集装箱具有用于装运易腐农产品诸如水果和蔬菜的空间2。集装箱1设置有设备3，所述设备用于在集装箱1内建立和维持受控气氛。受控气氛是指在集装箱1内建立具有在1-10％(优选地2-5％)的范围内的O2含量和在0-10％(优选地3-7％)的范围内的CO2含量的气氛。
当催熟农产品开始产生CO2时，受控气氛系统3通过变压吸附器或膜4可以调整集装箱1的装载空间2内的CO2含量。
受控气氛系统3可以设置有通向阀或真空泵5的管道6。
在受控气氛系统3设置有真空泵5的情况下，CO2将通过膜4经由管道6和泵5被移除到周围环境。
当气体从集装箱的内部去除时，它会被通过集装箱1中的自然间隙或狭槽(例如在所述集装箱的门周围或通过阀(未示出))进入的大气环境空气替代。
一个目的是识别催熟过程中的参数，所述参数充当合适的触发点来使过程自动化。
合适的触发点可以是受控气氛中的O2含量和/或CO2含量、温度和/或催熟剂投放。
本发明涉及一种在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车1中的运输期间催熟易腐农产品的方法，所述冷藏集装箱或制冷卡车或拖车各自包括受控气氛系统3，所述方法通过以下步骤提供可变的催熟时间，所述步骤包括：
-在装载有可催熟农产品的集装箱、卡车或拖车1内建立受控气氛400；
-将集装箱、卡车或拖车1中的温度从可催熟农产品被保持在非催熟受控气氛中的温度改变为所述可催熟农产品在受控气氛中成熟的温度401；
-向受控气氛投配催熟剂以便在维持受控气氛的同时发起催熟402；
-通过测量CO2呼吸速率来检查催熟速率是在增加还是在降低并确定农产品的催熟状态403；
-当CO2呼吸速率在上升时，使用基于计划交付的催熟开始时刻的输入来对催熟模型600进行校准404；
-当达到预定的催熟阶段时，将温度改变为可催熟农产品的运输温度405；以及
-在受控气氛条件下将农产品维持在预定的催熟阶段406。
图4的流程图中示出了所述方法的示例。
如果农产品是香蕉，则预定的催熟阶段可以是第2-3阶段，其中第2催熟阶段是绿色带有黄色痕迹，第3阶段绿色多于黄色。
呼吸速率可以表示为CO2产生的函数。当测量CO2浓度时，所述测量是通过CO2传感器7在集装箱1内部进行的。
以标准立方米/小时表示的CO2产生可以被表示为(集装箱1中的CO2浓度(CO2％))X(以标准立方米/小时表示的通风速率)等于(货物/农产品的质量(提货单))X(特定呼吸(mlCO2/kg/h))。
可以通过测量CO2呼吸速率的升高或降低来检查催熟速率是在增加还是在下降。如果催熟速率没有在增加或下降，则农产品是稳定的。如果测量或检测到CO2呼吸速率的增加或减少，则通过测量累计CO2呼吸速率来确定催熟状态。
根据所述方法的一个实施方案，在注入催熟剂之前，将集装箱1中的O2含量从受控气氛水平增加到5-21％，优选地增加到7-10％。
根据所述方法的一个实施方案，在注入催熟剂之后，将集装箱1中的O2含量增加持续12-48小时的时间段。
根据所述方法的一个实施方案，在计划的催熟结束之前的预定时间开始催熟。
在一些情况下，计划的催熟结束可能与计划的交付时间一致。
当使用术语“计划的交付”时，其是指客户订购要求的交付时的特定催熟阶段。
当使用术语“计划的催熟结束”时，其是指装运公司基于计划的交付确定的特定催熟阶段。
在将冷藏集装箱从船上运输到码头或仓库的情况下，集装箱可能会在或短或长的时间段内不通电，并且如果较长时间段超过3小时，则优点可能在于，当集装箱仍在船上(仍接通电源)时，农产品的催熟就已结束。
根据所述方法的一个实施方案，所述受控气氛的O2含量为1-10％并且CO2含量为0-10％。
根据所述方法的一个实施方案，所述受控气氛的O2含量为2-5％并且CO2含量为3-7％。
根据所述方法的一个实施方案，通过就O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度控制集装箱、卡车或拖车1内的气氛，而将来自可催熟农产品的比热产生保持在300瓦/吨以下。在另一个实施方案中，同样通过就O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度控制集装箱、卡车或拖车1内的气氛，将来自可催熟农产品的比热产生保持在200瓦/吨以下。
根据所述方法的一个实施方案，基于催熟时间、温度、O2、CO2和催熟剂投配的相关性来控制所述催熟过程。
根据所述方法的一个实施方案，通过调节集装箱气氛内的O2含量以达到可催熟农产品的每质量单位的特定CO2产生或O2消耗来控制催熟过程的速度。
根据所述方法的一个实施方案，催熟阶段由在催熟过程期间可催熟农产品的每质量单位的累计CO2产生(或O2消耗)定义。
根据所述方法的一个实施方案，催熟过程通过时间输入以及对应于可催熟农产品的类型的最大呼吸速率21与当时集装箱、卡车或拖车1中的可催熟农产品的催熟阶段之间的催熟相关性来校准。
根据所述方法的一个实施方案，使用电子颜色传感器来监测所述催熟阶段，所述电子颜色传感器测量红外光谱内的颜色。
根据所述方法的一个实施方案，使用电子颜色传感器来测量叶绿素的量和/或β-胡萝卜素的量。
有利的是，可以相对于货物每次都在相同的条件下校准催熟模型600并开始催熟。
因此，为了达到稳定信号，实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值进行评估，并且是基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差的两倍。
当注入催熟剂并且在上述时间间隔内检测到增加的呼吸速率的稳定信号时，对催熟模型600进行校准，其中CO2呼吸的累计测量作为确定一种或多种农产品的催熟状态的单独催熟模型600的积分而开始。
当注入催熟剂时开始计时，并且实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值或滚动平均值进行评估并且超过基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差的两倍。
根据所述方法的一个实施方案，当来自可催熟农产品的累计测量的CO2呼吸速率平均超过最近24小时内进行的测量的50％时，校准和/或开始催熟过程。
由此可以确定催熟阶段并相对于剩余的交付时间来调整催熟速率。
根据所述方法的一个实施方案，基于更新的催熟结束时间来调整催熟过程，或者当达到预定的催熟阶段时，将可催熟农产品保持在维持的受控气氛下。
由此可以相对于剩余的交付时间来调整或减慢催熟速率。
为了控制催熟速度，温度是控制或减慢可催熟农产品中生物过程的有效参数。如果需要进一步降低催熟速度，则可以降低可催熟农产品周围的氧气量。这被称为CA条件。
在催熟期间，O2的量比温度更重要，并且因此被用作对催熟过程的速度控制。
根据所述方法的一个实施方案，催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
当农产品被装载时或在将农产品装载到冷藏集装箱1中之后的一段时间内，集装箱内的气氛被控制，并且农产品被保持在受控气氛下。一个或多个传感器7测量CO2、O2和/或温度的值，并且所述值被传送到控制器9，所述控制器是连接到存储器用于控制催熟过程的硬件CPU。通过以成熟基线601为基础的成熟模型600中包含的值的相关性来完成对催熟过程的控制。用于控制催熟过程的主要控制参数是CO2的产生。每种特定农产品具有特定的催熟基线601，从中可以确定CO2的产生。通过将此类数据存储在控制器9中或与控制器9通信的存储器中，可以确定CO2的产生的感测值是否遵循催熟基线601，或者是否需要校正受控气氛以遵循待催熟的特定农产品的催熟模型600。
控制器与冷藏集装箱系统通信，并控制诸如CO2气氛602、O2(例如通过通风)603、气流604、催熟剂投配控制605和/或冷藏温度控制(加热/冷却)606等参数。
由此，控制器9改变集装箱的温度和气氛的参数中的一者或多者以控制农产品相对于催熟基线601在催熟模型600中的位置。
控制的结果可以例如通过引入环境大气或通过供应O2而增加或减少O2，增加或减少CO2，吹扫和/或增加催熟剂，和/或升高或降低温度。
作为一个示例，控制冷藏集装箱1中受控气氛中的催熟可以如下执行：当农产品在冷藏集装箱1中的适当位置并在启动制冷和受控气氛系统之后，集装箱中的CO2含量经由传感器7进行监测，并且当CO2含量表明其处于稳定状态(不上升，不下降)时，发起对农产品的催熟。在控制器9中，来自传感器7的感测值用于控制受控气氛下的催熟过程。
当发起催熟过程时，集装箱1内的温度从运输温度升高到催熟温度并且在必要时向集装箱1内的气氛投配诸如乙烯或丙烯和/或乙炔等催熟剂。
催熟过程也可以通过投配催熟剂，接着升高集装箱1内的温度而发起。
此外，催熟过程可以通过同时进行催熟剂投配和升高集装箱1内的温度而发起。
作为一个示例，当农产品为香蕉时，运输温度通常将在13.5℃-14.5℃之间的范围中，并且催熟温度将在14.5℃-18℃之间的范围中。
在另一个示例中，当农产品为香蕉时，运输温度通常将在12.5℃-14.5℃之间的范围中，并且催熟温度将在12.5℃-18℃之间的范围中。
具有不同品种的香蕉时，可以使用较低的温度。参数是在不造成冷却损伤的情况下获得最低的可能运输温度。
作为一个示例，当农产品为鳄梨时，运输温度通常将在7℃-13℃之间的范围中，并且催熟温度将在17℃-20℃之间的范围中。
作为一个示例，当农产品为李子时，运输温度通常将在0℃-4℃之间的范围中，并且催熟温度将在18℃-20℃之间的范围中。
作为一个示例，当农产品为芒果时，运输温度通常将在10℃-14℃之间的范围中，并且催熟温度将在16℃-27℃之间的范围中。
相关农产品的数据被加载到控制器9中，或者所述控制器与其中存储有待运输的农产品的数据的存储器通信。此类数据手动或自动上传到控制器的存储器中。在准备冷藏集装箱、卡车或拖车来运输农产品时，运输和催熟数据将与相关农产品相关联。
在图2中，示出了一批香蕉的CO2产生曲线，并且在所述曲线的20处，产生的CO2水平处于低的稳定速率。此处，香蕉还没有进入催熟过程。香蕉可以在此位置保持很长时间。
在21处，CO2水平大大增加，并且CO2产生的变化率处于最大值。这由CO2生成曲线的陡峭斜率显示，并且指示催熟过程已经发起。
可以通过修改受控气氛的参数来发起催熟过程。特定地，温度可能已经升高并且催熟剂已经引入到集装箱中的气氛中。
在22处，CO2产生速率处于最大值，但开始下降。在阶段22处产生的热量也处于最大值，高达300瓦/吨或更高。
在阶段23处，CO2产生速率在下降。这指示香蕉适于送往分销中心。理想情况下，香蕉在这种条件下到达码头，使得可以将它们直接装运到分销中心，但是催熟阶段也可以适应香蕉在交付到分销中心之前将储存一段时间或将在分销中心处储存一段时间的情况。
在图3中，还示出了一批香蕉的CO2产生曲线，而且示出了表示来自可催熟农产品的累计测量的CO2呼吸速率的曲线下方的区域24，以便确定在包括受控气氛系统3的集装箱1内的催熟阶段。
在图5所示的方法的实施方案中，将农产品放置在冷藏集装箱中，并且在启动制冷和受控气氛系统并且使所述系统在正常受控气氛模式500下运行之后，经由传感器7监测501集装箱中的CO2含量，并且当O2含量、CO2含量和温度处于稳定状态(不上升，不下降)502时，发起对农产品的催熟503。此处，农产品的催熟处于阶段20。在催熟开始510处，将温度升高511，例如升高到18℃，并且向气氛中投配一种或多种催熟剂512，并且确定CO2呼吸速率513，之后校准/确定催熟起点514。此处，农产品的催熟处于阶段21。
现在检查催熟状态520并且相对于催熟模型检查CO2呼吸速率521，并且由控制器9通过吹扫/增加催熟剂523，调整受控气氛中CO2/O2的平衡524以及调整温度525，来控制催熟过程522。接着，确定催熟的结束526。此处，农产品的催熟处于阶段22。
此后，重新进入正常受控气氛模式530，并且调整/降低温度531，并监测CO2呼吸速率532。对农产品的催熟现在处于阶段23。
在控制器9中，来自传感器7的感测值用于控制受控气氛下的催熟过程。
当发起催熟过程时，集装箱内的温度从运输温度升高到催熟温度并且在必要时向集装箱内的气氛投配催熟剂。
催熟将通过引入催熟剂和相对于运输温度升高温度来发起。当控制器检测到来自可催熟农产品的测量的CO2呼吸速率达到稳定信号时，校准和/或开始催熟过程。
通常，运输温度可以被解释为低于催熟温度的温度，并且在该温度下，催熟将被保持尽可能低。
为了达到稳定信号，实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值进行评估，并且超过基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差的两倍。
当注入催熟剂并且在上述时间间隔内检测到增加的呼吸速率的稳定信号时，并且当超过标准偏差的两倍时，对催熟模型进行校准，其中CO2呼吸的累计测量作为确定一种或多种农产品的催熟状态的单独催熟模型的积分而开始。
当注入催熟剂时开始计时，并且实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值或滚动平均值以及基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差来进行评估。
图7的流程图中示出了催熟模型的实施方案。
此处，催熟模型600是基于来自集装箱、卡车或拖车1中的实时受控气氛的传感器输入700。在步骤701中，传感器输入用于修改催熟模型600，以为特定集装箱、卡车或拖车1和特定农产品货物提供单独催熟模型。催熟模型600基于概念催熟基线。
在步骤702中，控制器9改变集装箱、卡车或拖车1的温度和气氛的参数中的一者或多者，以控制农产品在催熟模型600中的位置。来自控制器9的输出控制对以下步骤的调节：步骤703：通过向气氛送风/从气氛排风来增加/减少O2；步骤704：增加/减少O2；步骤705：吹扫/增加催熟剂；以及步骤706：升高/降低温度。
在一个方面，受控气氛系统可以以CO2的设定点为5％的开/关模式进行操作。当系统处于活动状态并且CO2高于设定点时，系统将CO2含量降低到5％。
在另一方面，系统可以具有0.3％的操作容差。这意味着当CO2含量高于设定点时，系统将CO2含量降低到4.7％并停止。此后，环境大气(包括21％的O2)被允许进入集装箱并且当达到5.3％的CO2时，系统开始将CO2含量降低。因此，系统的操作间隙为0.6％的CO2。
图6示出了被配置成根据所述方法控制催熟的控制器的示例。
通过测量将CO2含量或CO2浓度升高0.6％的时间(不受受控气氛系统或新鲜空气/环境大气供应的干扰)，数字表示每时间单位来自该批农产品的CO2产生的值。当该值除以集装箱的有效载荷时，计算出每小时每千克的特定CO2产生。
上面的计算可以用集装箱内的自由容积的数字/数量(figure/number)来补偿。自由容积是集装箱内未被有效载荷或农产品的载荷占用的空间。
作为一个示例，一个标准的40英尺冷藏集装箱，容积为67m3，载荷为密度为1的22.000kg香蕉，得到的自由容积为67m3-22m3＝45m3。
将自由容积与CO2的产生(CO2浓度的升高)相乘将给出以标准立方米表示的CO2产生。
在另一个方面，上述计算可以通过补偿集装箱泄漏来进行校准。
在图3中也指示了在达到每千克水果每小时mg CO2的最大产生(阶段22)之前的阶段25。此处，也达到最大的热量产生。因此，目的在于，由控制器通过调整受控气氛以减慢催熟过程而控制催熟过程，所述调整是通过降低温度并在达到阶段22之前的阶段25修改受控气氛而进行。
因此，热量产生保持较低。一种控制/修改气氛的方法可以是吹扫。
上面的示例涉及香蕉，但是鳄梨、李子、芒果或所有其他可催熟农产品可以被相应地处理。
为了根据上述方法处理可催熟农产品，提供了用于装运诸如水果和蔬菜的易腐农产品的冷藏集装箱或冷藏卡车或拖车1。所述集装箱、卡车或拖车1包括：
-受控气氛系统3，其包括能够测量以下参数中的至少一者的传感器7：温度、O2或CO2；
-投配机构8，其用于投配催熟剂；和
-催熟过程控制器9，该控制器基于温度、O2和/或CO2的感测值来控制催熟过程。
此类系统在图6中示意性地示出。
根据一个实施方案，受控气氛系统3包括电子颜色传感器。
根据一个实施方案，受控气氛系统3包括用于投配催熟剂的投配机构8。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括用于催熟剂受体阻断剂的投配机构10。
此类催熟剂受体阻断剂的一个示例可以是1-MCP。
根据一个实施方案，受控气氛系统包括催熟剂去除系统11，所述催熟剂去除系统包括光催化破坏、臭氧破坏或吸收去除。
根据一个实施方案，催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
虽然已经示出并描述了特定的特征，但是应当理解，它们并不旨在限制所要求保护的发明，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所要求保护的发明的精神和范围的情况下，可以作出各种改变和修改。相应地，说明书和附图被认为是说明性意义而非限制性意义的。
所要求保护的发明旨在涵盖所有替代方案、修改和等同物。
Claims (22)
1.一种在冷藏集装箱或制冷卡车或拖车(1)中的运输期间催熟易腐农产品的方法，所述冷藏集装箱或制冷卡车或拖车各自包括受控气氛系统(3)，所述方法通过以下步骤提供可变的催熟时间，所述步骤包括：
-在装载有可催熟农产品的所述集装箱、卡车或拖车(1)内建立受控气氛(400)；
-将所述集装箱、卡车或拖车(1)中的温度从可催熟农产品被保持在非催熟受控气氛中的温度改变为所述可催熟农产品在受控气氛中成熟的温度(401)；
-向所述受控气氛投配催熟剂以便在维持受控气氛的同时发起催熟(402)；
-通过测量CO2呼吸速率来检查催熟速率是在增加还是在降低并确定农产品的催熟状态(403)；
-当CO2呼吸速率在上升时，使用基于计划交付的催熟开始时刻的输入来对催熟模型(600)进行校准(404)；
-当达到预定的催熟阶段时，将所述温度改变为所述可催熟农产品的运输温度(405)；以及
-在受控气氛条件下将农产品维持在预定的催熟状态(406)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在注入催熟剂之前，将所述集装箱(1)中的O2含量从受控气氛水平增加到5-21％，优选地增加到7-10％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在注入催熟剂之后，将所述集装箱(1)中的所述O2含量增加持续12-48小时的时间段。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在计划的催熟结束之前的预定时间开始催熟。
5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述受控气氛的O2含量为1-10％并且CO2含量为0-10％。
6.根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述受控气氛的O2含量为2-5％并且CO2含量为3-7％。
7.根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，通过就O2、CO2、催熟剂浓度和/或温度控制所述集装箱、卡车或拖车(1)内的所述气氛，使来自所述可催熟农产品的比热产生保持在300瓦/吨以下。
8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，基于催熟时间、温度、O2、CO2和催熟剂投配的相关性来控制所述催熟过程。
9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的方法，其特征在于，通过调节集装箱气氛内的所述O2含量以达到可催熟农产品的每质量单位的特定CO2产生或O2消耗来控制催熟过程的速度。
10.根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述催熟阶段由在所述催熟过程期间可催熟农产品的每质量单位的累计CO2产生(或O2消耗)定义。
11.根据权利要求8至10中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述催熟过程通过时间输入以及对应于可催熟农产品的类型的最大呼吸速率与当时所述集装箱、卡车或拖车(1)中的可催熟农产品的催熟阶段之间的催熟相关性来校准。
12.根据权利要求8至11中一项或多项所述的方法，其特征在于，使用电子颜色传感器来监测所述催熟阶段，所述电子颜色传感器测量红外光谱内的颜色。
13.根据权利要求8至12中一项或多项所述的方法，其特征在于，使用电子颜色传感器来测量叶绿素的量和/或β-胡萝卜素的量。
14.根据权利要求8至13中一项或多项所述的方法，其特征在于，当实际CO2呼吸速率相对于介于4小时到48小时之间的间隔、优选地介于12小时到24小时之间的间隔中的CO2呼吸速率的移动平均值或滚动平均值进行评估并且超过基于在最近/之前12小时内测量的CO2呼吸的读数计算的标准偏差的两倍时，校准和/或开始所述催熟过程。
15.根据权利要求1至14中一项或多项所述的方法，其特征在于，基于更新的催熟结束时间来调整所述催熟过程，或者当达到预定的催熟阶段时，将所述可催熟农产品保持在维持的受控气氛下。
16.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
17.一种用于装运诸如水果和蔬菜的易腐农产品的冷藏集装箱或制冷卡车或拖车(1)，所述集装箱、卡车或拖车(1)包括：
-受控气氛系统(3)，其包括能够测量以下参数中的至少一者的传感器(7)：温度、O2或CO2；
-投配机构(8)，其用于投配催熟剂；和
-投配过程控制器(9)，所述控制器(9)基于温度、O2和/或CO2的感测值来控制催熟过程。
18.根据权利要求17所述的冷藏集装箱，其特征在于包括电子颜色传感器。
19.根据权利要求17或18所述的冷藏集装箱、卡车或拖车(1)，其特征在于，所述受控气氛系统(3)包括用于投配催熟剂的投配机构(8)。
20.根据权利要求17至19中一项或多项所述的冷藏集装箱、卡车或拖车(1)，其特征在于，所述受控气氛系统(3)包括用于催熟剂受体阻断剂的投配机构(10)。
21.根据权利要求17至20中一项或多项所述的冷藏集装箱、卡车或拖车(1)，其特征在于，所述受控气氛系统(3)包括催熟剂去除系统(11)，所述催熟剂去除系统包括光催化破坏、臭氧破坏或吸收去除。
22.根据权利要求17至21中一项或多项所述的冷藏集装箱、卡车或拖车(1)，其特征在于，所述催熟剂是乙烯和/或丙烯和/或乙炔。
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