DE202007011850U1 - Apparatus and system for monitoring and regulating transport, maturation and storage conditions for horticultural products - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Überwachung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte (10), aufweisend:
– Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge (λ1) mit einer ersten Intensität (I1) sowie mindestens einer zweiten Wellenlänge (λ2) mit einer zweiten Intensität (I1) auf die Oberfläche mindestens eines gartenbaulichen Produkts (10) zu mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (t1, t2), wobei sich erste Wellenlänge (λ1) und zweite Wellenlänge (λ2) voneinander unterscheiden,
– Mittel (14) zur Messung der Intensität (I1') der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der Intensität (I2') der zweiten Wellenlänge (λ2) der vom mindestens einen gartenbaulichen Produkt (10) gestreuten und/oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung,
– Mittel (16) zur Bestimmung von Absorption und/oder Streuung der elektromagnetischen Strahlung der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der zweiten Wellenlänge (λ2) im mindestens einen gartenbaulichen Produkt (10) aus den eingestrahlten und gemessenen Intensitäten (I1, I1', I2, I2') zu den mindestens zwei...
Apparatus for monitoring temperature and / or oxygen partial pressure of an environment for storage, transport and / or maturation of horticultural products (10), comprising:
- means (12) for irradiating electromagnetic radiation of a first wavelength (λ1) with a first intensity (I1) and at least one second wavelength (λ2) with a second intensity (I1) on the surface of at least one horticultural product (10) at least two different times (t1, t2), wherein the first wavelength (λ1) and second wavelength (λ2) differ from one another,
- means (14) for measuring the intensity (I1 ') of the first wavelength (λ1) and the intensity (I2') of the second wavelength (λ2) of the at least one horticultural product (10) scattered and / or reflected electromagnetic radiation,
- means (16) for determining absorption and / or scattering of the electromagnetic radiation of the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) in the at least one horticultural product (10) from the irradiated and measured intensities (I1, I1 ', I2 , I2 ') to the at least two ...

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung und ein System zur Überwachung und Regulierung von Lagerbedingungen für gartenbauliche Produkte, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung und ein System zur kontinuierlichen Überwachung und Regulierung von Lagerbedingungen für gartenbauliche Produkte.The The present invention relates to a monitoring device and a system for monitoring and regulation of storage conditions for horticultural products, In particular, the present invention relates to a device for continuous monitoring and a system for continuous monitoring and regulation of storage conditions for horticultural products.

Entlang der Versorgungskette mit frischen Produkten ist in der Produktion die Reifeentwicklung der leichtverderblichen gartenbaulichen Produkte von qualitätsgebender Bedeutung.Along the supply chain with fresh products is in production the maturity development of the perishable horticultural products of quality imaging Importance.

Die Einstellung des Klimas, der Atmosphäre und ggf. Zugabe von Additiven bei Transporten sowie der nachfolgenden Frischhaltung, Lagerung oder Reifung ist essentiell für die Qualitätserhaltung und Sicherheit frischer Lebensmittel.The Adjustment of the climate, the atmosphere and if necessary addition of additives during transport as well as the subsequent preservation, storage or maturation is essential for the quality preservation and safety of fresh food.

Beispielsweise findet bei unreif geernteten Bananen und Mangos die Nachreifung der Früchte in Reifekammern statt, während andere nachreifende (klimakterische) Früchte durch die Zusammensetzung der Atmosphäre, dem Klima und ggf. Zusatzstoffen wie 1-Methylcyclopropen in ihrer Entwicklung gehemmt werden.For example finds ripening on immature harvested bananas and mangoes the fruits held in ripening rooms while other mellow (climacteric) fruits due to the composition the atmosphere, the climate and possibly additives such as 1-methylcyclopropene in their Development are inhibited.

Niedrige Temperaturen reduzieren die Stoffwechselaktivität des Produktes wie auch den Mikrobendruck, führen jedoch ab einem kritischen Wert zu Kälteschäden am lebenden Produkt. Die Umgebungsatmosphäre der Produkte wird ebenfalls seit etwa 40 Jahren (zunehmende Tendenz auch bei Transporten) verändert, wobei besonders der Sauerstoffpartialdruck komplexe Wirkungen auf das Produkt hat. Eine "niedrige" Konzentration hemmt wiederum den Mikrobendruck. Darüber hinaus werden im Produkt die endogene Produktion von Ethylen (Reife- und Alterungsphytohormon) und die Atmungsrate reduziert. Ab einem kritischen Wert finden im Stoffwechsel jedoch Fermentationsprozesse oder anaerobe Atmung als Alternative zur Sauerstoffnutzung als terminalen Elektronenakzeptor statt. Dies führt ggf. zum Totalausfall der Produkte.Low Temperatures reduce the metabolic activity of the product as well as the Microbial pressure, lead but from a critical value to cold damage to the living product. The ambient atmosphere The products have also been around for about 40 years (increasing trend also with transports), in particular, the oxygen partial pressure has complex effects the product has. A "low" concentration inhibits turn the microbial pressure. About that addition, the endogenous production of ethylene (maturity and aging phytohormone) and the respiration rate is reduced. From one However, fermentation processes are of critical value in the metabolism or anaerobic respiration as an alternative to oxygen utilization as a terminal Electron acceptor instead. this leads to possibly to the total failure of the products.

Als produktschonende Alternative wird die Temperatur im ungünstigen Fall zu hoch eingestellt bzw. die Atmosphäre mit beispielsweise nicht ausreichend abgesenktem Sauerstoffpartialdruck eingestellt. Beide Vermeidungsstrategien haben eine vorschnelle Alterung der Produkte sowie verminderte Hemmung des Mikoorganismenwachstums zur Folge.When product-sparing alternative, the temperature is unfavorable Case set too high or the atmosphere with, for example, not set sufficiently low oxygen partial pressure. Both Avoidance strategies have a premature aging of the products and diminished inhibition of microorganism growth.

Um eine sachgerechte Einstellung des Klimas und der Atmosphäre bei Frucht- oder Zierpflanzentransporten sowie der nachfolgenden Frischhaltung oder Lagerung zu erreichen, standen bislang lediglich Parameter bezogen auf die Umgebungsbedingungen für die Steuerung von Klima und Atmosphäre in den Containern bzw. Kammern zur Verfügung. Die Sollwerte für die Steuerung werden nach allgemeinen Erfahrungen mit dem zu transportierenden Produkt festgelegt und mit Temperatur-, CO2-, Sauerstoff-, und Feuchtesensoren überwacht.In order to achieve an appropriate adjustment of the climate and the atmosphere in fruit or ornamental plant transports as well as the subsequent preservation or storage, so far only parameters based on the environmental conditions for the control of climate and atmosphere in the containers or chambers were available. The setpoint values for the control are determined based on general experience with the product to be transported and monitored with temperature, CO 2 , oxygen, and humidity sensors.

Ziel ist es in jedem Fall, die Produkte am Point-of-Sale zu einem optimalen Reifezustand verfügbar zu haben. Veränderungen des Produktes in den meist gasdicht geschlossenen Transportcontainern sowie beispielsweise in Bananenreifekammern oder Lagerzellen mit veränderter Atmosphäre konnten bislang nicht erfasst werden. Gartenbauliche, lebende Produkte sind jedoch sehr heterogen und verändern sich darüber hinaus auch während der Lagerung. Die Risiko der Verwendung statischer Kenngrößen liegt in einer unsachgemäßen Steuerung der Atmosphäre und einem damit einhergehenden Qualitätsverlust bis zum Totalausfall.aim It is in any case, the products at the point of sale to an optimal Mature condition available to have. changes of the product in the mostly gas-tight closed transport containers as well as, for example, in banana ripening chambers or storage cells modified the atmosphere could not be recorded so far. Horticultural, living products However, they are very heterogeneous and change beyond that even while storage. The risk of using static characteristics lies in an improper control the atmosphere and a concomitant loss of quality until total failure.

Ein interaktives System, welches Veränderungen des Fruchtreifestadiums im Prozess zur dynamischen Anpassung der Umgebungsbedingungen nutzt, wäre daher eine entscheidende Verbesserung für das Qualitätsmanagement in der Versorgungskette gartenbaulicher Produkte. Hierzu werden jedoch sensitive, zerstörungsfreie Sensoren benötigt.One interactive system, what changes of the fruit ripening stage in the process of dynamic adaptation of the Environmental conditions would be therefore a decisive improvement for quality management in the supply chain of horticultural products. To do this however, sensitive, non-destructive Sensors needed.

Eine Vorrichtung zur sensitiven Erfassung der physiologischen Reaktion gartenbaulicher Produkte wird in der Patentanmeldung WO 02/006795 A2 beschrieben. Hierbei wird eine in der Pflanzenphysiologie gängige Methode zur Messung der Chlorophyllfluoreszenz eingesetzt. Die Methode ist bei kurzfristig eintretenden, reduzierenden Bedingungen durch den Mangel am terminalen Elektronenakzeptor (Sauerstoff) und folgendem Elektronendruck in der Photosynthesekette (Endprodukthemmung) sensitiv. Mittelfristig kann jedoch ggf. eine Wiederherstellung des Ausgangswertes eintreten.A Device for the sensitive detection of the physiological reaction horticultural products is described in the patent application WO 02/006795 A2 described. This becomes a common method in plant physiology used for the measurement of chlorophyll fluorescence. The method is in the case of short-term, reducing conditions by the Lack of the terminal electron acceptor (oxygen) and the following Electron pressure in the photosynthetic chain (end product inhibition) sensitive. In the medium term However, if necessary, a restoration of the initial value can occur.

Nachteilig an der in WO 02/006795 A2 offenbarten Vorrichtung ist daher, dass langfristige Veränderungen durch die Reifeentwicklung lediglich mit geringer Sensitivität erfasst werden können. Darüber hinaus können lediglich Produkte mit intakten Photosystemen analysiert werden.adversely on the device disclosed in WO 02/006795 A2 is therefore that long-term changes detected by the maturity development only with low sensitivity can be. Furthermore can only products with intact photosystems are analyzed.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung der Reifeentwicklung und zur Steuerung der Reifeentwicklung gartenbaulicher Produkte anzugeben, die einen einfachen Aufbau und eine vergleichsweise hohe Sensitivität bzgl. langfristiger Veränderungen der Reifeentwicklung im Vergleich zum Stand der Technik aufweist.Of the The present invention is therefore based on the object, a device for monitoring the maturity development and to control the maturity development horticultural To specify products that have a simple structure and a comparatively high sensitivity regarding long-term changes the maturity development compared to the prior art has.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.These The object is solved by the features of the protection claim 1. preferred Embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer (ggf. gasdicht abgeschlossenen) Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte weist ein Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge mit einer ersten Intensität sowie mindestens einer zweiten Wellenlänge mit einer zweiten Intensität auf die Oberfläche mindestens eines gartenbaulichen Produkts zu mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (bevorzugt jedoch fortlaufend bzw. kontinuierlich) auf, wobei sich erste Wellenlänge und zweite Wellenlänge voneinander unterscheiden. Weiterhin ist ein Mittel zur Messung der Intensität der ersten Wellenlänge sowie der Intensität der zweiten Wellenlänge der vom mindestens einen gartenbaulichen Produkt gestreuten und/oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung vorgesehen. Mithilfe eines Mittels zur Bestimmung von Absorption und/oder Streuung der elektromagnetischen Strahlung der ersten Wellenlänge sowie der zweiten Wellenlänge im mindestens einen gartenbaulichen Produkt aus den eingestrahlten und gemessenen Intensitäten zu den mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, können die zeitliche Änderung der charakteristischen Absorption von Carotinoiden (bzw. Flavonoiden) und Chlorophyllen sowie den texturbedingten Streueigenschaften im gartenbaulichen Produkt bei unterschiedlichen Wellenlängen ermittelt werden.The inventive device for monitoring of temperature and / or partial pressure of oxygen (possibly gas-tight closed) environment for storage, transportation and / or Maturation of horticultural products has a means of irradiation of electromagnetic radiation of a first wavelength a first intensity and at least one second wavelength having a second intensity on the surface at least one horticultural product of at least two different ones Times (but preferably continuously or continuously), being the first wavelength and second wavelength differ from each other. Furthermore, a means for measuring the intensity the first wavelength as well as the intensity the second wavelength the scattered from at least one horticultural product and / or provided electromagnetic reflected radiation. aid a means for determining absorption and / or scattering of electromagnetic radiation of the first wavelength and the second wavelength in at least a horticultural product from the irradiated and measured intensities at least two different times, the temporal change the characteristic absorption of carotenoids (or flavonoids) and chlorophylls as well as the texture - related scattering properties in the horticultural product at different wavelengths can be determined.

Die erste Wellenlänge (vorzugsweise 400-690 nm – bezieht sich auf die Hauptintensität der Anregungsstrahlung, natürlich kann die Anregungslichtquelle auch Strahlung anderer Wellenlängenbereiche emittieren) ist erfindungsgemäß so gewählt, dass dort eine charakteristische Absorption von Carotinoiden (bzw. Flavonoiden und Chlorophyllen) im gartenbaulichen Produkt erfolgt, d.h. die zeitliche Änderung der Intensität der ersten Wellenlänge der vom mindestens einen gartenbaulichen Produkt gestreuten und/oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung lässt Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und ggf. Gehalt von Carotinoiden (bzw. Flavonoiden und Chlorophyllen) und damit Rückschlüsse auf eine mögliche Anpassung von Temperatur und Sauerstoffpartialdruck zu Erzielung eines optimalen Reifungsprozesses zu. Die zweite Wellenlänge (vorzugsweise 740-830 nm) dient als Referenzmessung, bei der in der Regel keine charakteristische Absorption von Carotinoiden (bzw. Flavonoiden und Chlorophyllen) im gartenbaulichen Produkt erfolgt, um entweder unerwünschte Variationen in den Streueigenschaften eliminieren zu können oder diese für die Analyse der Produktveränderungen mit zu nutzen. Im letzteren Fall wird eine Anordnung mit einer Lichtinjektion und mindestens zwei Detektoren mit unterschiedlichem lateralen Abstand zur Injektion gewählt.The first wavelength (preferably 400-690 nm - refers focus on the main intensity the excitation radiation, of course the excitation light source can also radiation of other wavelength ranges emit) is selected according to the invention such that There is a characteristic absorption of carotenoids (or flavonoids and chlorophylls) in the horticultural product, i. the temporal change the intensity the first wavelength the scattered from at least one horticultural product and / or reflected electromagnetic radiation allows conclusions about the composition and possibly content of carotenoids (or flavonoids and chlorophylls) and thus conclusions a possible Adjustment of temperature and oxygen partial pressure to achieve an optimal maturation process too. The second wavelength (preferably 740-830 nm) serves as a reference measurement, in which usually no characteristic absorption of carotenoids (or flavonoids and chlorophylls) in the horticultural product to either undesirable To be able to eliminate variations in the scattering properties or this for the analysis of product changes to use with. In the latter case, an arrangement with a light injection and at least two detectors with different lateral distances chosen for injection.

Vorzugsweise weist das Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung mindestens eine Leuchtdiode, Halogenlampe, Blitzlampe und/oder Laserdiode auf. Vorzugsweise weist das Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung eine erste Anregungslichtquelle, deren maximale Strahlungsdichte im Bereich von 400-690 nm sowie eine zweite Anregungslichtquelle aufweist, deren maximale Strahlungsdichte im Bereich von 740-830 nm liegt.Preferably has the means for irradiating electromagnetic radiation at least one light emitting diode, halogen lamp, flash lamp and / or laser diode on. Preferably, the means for irradiating electromagnetic radiation a first excitation light source whose maximum radiation density in the range of 400-690 nm and a second excitation light source whose maximum radiation density is in the range of 740-830 nm is located.

Besonders bevorzugt ist die Intensität der Strahlung zur Messung der Absorption und/oder die Intensität der Strahlung zur Messung der Referenzwellenlänge höher als die Lichtlöschung durch das gartenbauliche Produkt (Summe aus μa (Absorptionskoeffizient) = 0,1-3,0 cm-1 und μs (Streukoeffizient) = 0,1-8,0 cm-1). Besonders bevorzugt beträgt die Intensität der Strahlung zur Messung der Absorption und/oder die Intensität der Strahlung zur Messung der Referenzwellenlänge zwischen 101 % und 200 % der Lichtlöschung durch das gartenbauliche Produkt.Particularly preferably, the intensity of the radiation for measuring the absorption and / or the intensity of the radiation for measuring the reference wavelength is higher than the light quenching by the horticultural product (sum of μ a (absorption coefficient) = 0.1-3.0 cm -1 and μ s (scattering coefficient) = 0.1-8.0 cm -1 ). The intensity of the radiation for measuring the absorption and / or the intensity of the radiation for measuring the reference wavelength is particularly preferably between 101% and 200% of the light extinction by the horticultural product.

Vorzugsweise misst die Vorrichtung fortlaufend und/oder kontinuierlich, wobei der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen kleiner als 20 Minuten ist. Vorzugsweise weist das Mittel zur Messung der Intensität der ersten Wellenlänge sowie der Intensität der zweiten Wellenlänge eine Kamera, eine Photodiode, ein Photodioden-Array, einen Photomultiplier und/oder ein Spektrophotometer auf. Vorzugsweise weist das Mittel zur Bestimmung von Absorption und/oder Streuung als auch das Mittel zur Bestimmung eines Differenzbetrages von aktueller Temperatur und optimaler Temperatur und/oder eines Differenzbetrages von aktuellem Sauerstoffpartialdruck und optimalem Sauerstoffpartialdruck eine Datenverarbeitungseinheit und/oder einen Prozessor auf.Preferably measures the device continuously and / or continuously, wherein the time interval between two consecutive measurements less than 20 minutes. Preferably, the means for measuring the intensity the first wavelength as well as the intensity the second wavelength a camera, a photodiode, a photodiode array, a photomultiplier and / or a spectrophotometer. Preferably, the means for the determination of absorption and / or scattering as well as the agent for determining a differential amount of current temperature and optimum temperature and / or a differential amount of current Oxygen partial pressure and optimal partial pressure of oxygen one Data processing unit and / or a processor.

Vorzugsweise sind das Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel zur Messung der Intensität durch einen Sensor oder durch einen integrierten Sensor ausgebildet. Vorzugsweise weist der Sensor ein Mittel zur Unterdrückung von Fremdlicht auf.Preferably are the means for radiating electromagnetic radiation and the means for measuring the intensity by a sensor or by an integrated sensor is formed. Preferably, the sensor has a means of suppression from extraneous light.

Vorzugsweise weist der Sensor ein Mittel zur schonenden Auflage des Sensors auf das gartenbauliche Produkt auf. Besonders bevorzugt weist das Mittel zur schonenden Auflage des Sensors einen umlaufend geformten, elastischen Bereich auf, der geeignet ist, sich an eine Oberfläche des gartenbaulichen Produkts anzuschmiegen. Die Dimensionen eines solchen elastischen Bereichs hängen vom jeweiligen gartenbaulichen Produkt ab. Der elastische Bereich schließt die Oberfläche lichtdicht ab und verhindert dadurch zeitliche Umgebungslichtschwankungen, die zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen können.Preferably, the sensor has a means for gentle support of the sensor on the horticultural product. Particularly preferably, the means for gentle support of the sensor on a circumferentially shaped, elastic region which is adapted to conform to a surface of the horticultural product. The dimensions of such an elastic range depend on the particular horticultural product. The elastic The area terminates the surface in a light-tight manner and thus prevents temporal ambient light fluctuations, which can lead to a falsification of the measurement results.

Vorzugsweise bildet der umlaufend geformte, elastische Bereich (im auf das gartenbauliche Produkt aufgesetzten Zustand) einen durch äußere Lichteinstrahlung geschützten Hohlraum, innerhalb dessen das Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel zur Messung der Intensität angeordnet sind. Vorzugsweise sind das Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel zur Messung der Intensität derart angeordnet sind, dass der Messpunkt oder Messbereich zur Messung der Intensität der ersten Wellenlänge sowie der Intensität der zweiten Wellenlänge an einem ersten Punkt oder in einem ersten Bereich auf der Oberfläche des gartenbaulichen Produkts liegt und die Einstrahlung der Anregungsstrahlung an einem zweiten Punkt oder in einem zweiten Bereich auf der Oberfläche des gartenbaulichen Produkts erfolgt. Vorzugsweise beträgt der Abstand von erstem Punkt oder erstem Bereich zum zweiten Punkt oder zweiten Bereich zwischen 0,1 mm und 30 mm (bevorzugter zwischen 5 mm und 23 mm und noch bevorzugter zwischen 10 mm und 18 mm). Bei Auswertung der Streueigenschaften werden bevorzugt mindestens zwei Detektoren in unterschiedlichem lateralen Abstand zur Lichtquelle oder noch bevorzugter zwei Lichtquellen in unterschiedlichem lateralen Abstand zum Detektor angeordnet. Der maximale Abstand beträgt hierbei (bevorzugt) 30 mm.Preferably forms the circumferentially formed, elastic area (in on the horticultural Product fitted state) a protected by external light radiation cavity, within which the means for radiating electromagnetic Radiation and the means for measuring the intensity are arranged. Preferably, the means for irradiating electromagnetic radiation and the means for measuring the intensity are arranged such that the measuring point or measuring range for measuring the intensity of the first wavelength as well the intensity the second wavelength at a first point or in a first area on the surface of the horticultural product and the irradiation of the excitation radiation at a second point or in a second area on the surface of the horticultural product takes place. Preferably, the distance is from first point or first range to second or second Range between 0.1 mm and 30 mm (more preferably between 5 mm and 23 mm and more preferably between 10 mm and 18 mm). In evaluation the scattering properties are preferably at least two detectors at different lateral distance to the light source or still more preferably, two light sources at different lateral distances arranged to the detector. The maximum distance is here (preferred) 30 mm.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung und Anpassung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer gasdicht abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte weist eine Vorrichtung zur Überwachung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck nach mindestens einem der vorgenannten Merkmale, und zusätzlich ein Mittel zur Bestimmung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck in der abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung gartenbaulicher Produkte, und ein Mittel zur Einstellung der optimalen Temperatur und/oder des optimalen Sauerstoffpartialdrucks in der abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung der gartenbaulichen Produkt, auf. Dadurch ist es möglich, die Veränderung des Gehalts der Carotinoide (bzw. Flavonoide und Chlorophylle) aufgrund der Absorptionsmessung zu ermitteln und daraus Rückschlüsse auf das Reifeverhalten der gartenbaulichen Produkte zu ziehen, und Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck entsprechend zu regulieren.The inventive device for monitoring and adjustment of temperature and / or partial pressure of oxygen sealed environment for storage, transport and / or for maturing horticultural products has a device for monitoring of temperature and / or oxygen partial pressure after at least one the aforementioned features, and in addition a means for determining of temperature and / or oxygen partial pressure in the completed Environment for storage of horticultural products, and a means of Adjustment of the optimal temperature and / or the optimal oxygen partial pressure in the enclosed environment for storage, transportation and / or for maturation of horticultural product, on. This makes it possible for the change the content of carotenoids (or flavonoids and chlorophylls) due to determine the absorption measurement and from this conclusions on the maturity behavior of horticultural produce, and temperature and / or Regulate oxygen partial pressure accordingly.

Während der Lagerung und teilweise bei Stressreaktionen treten stoffliche und strukturbedingte Veränderungen am Ernteprodukt auf. Es werden Carotinoide (bzw. Flavonoide) aufgebaut, Chlorophylle abgebaut und die Streu- bzw. Absorptionseigenschaften des pflanzlichen Gewebes verändern sich messbar. Mit der oben beschriebenen Vorrichtung bzw. dem oben beschriebenen System wird die Erkennung von endogen ansteigendem Elektronendruck bei Mangel am terminalen Elektronenakzeptor Sauerstoff sowie bei der Reifung und Alterung durch die bekannte Erfassung von nativen Pigmentgehalten kontinuierlich überwacht und die Ergebnisse für eine dynamische Anpassung der Nacherntebedingungen an den physiologischen Produktzustand genutzt.During the Storage and sometimes occur in stress reactions material and structural changes on the harvested product. Carotenoids (or flavonoids) are built up, Chlorophyll degraded and the scattering or absorption properties of plant tissue change measurable. With the device described above or the one described above System becomes the detection of endogenously increasing electron pressure in the absence of the terminal electron acceptor oxygen as well as in maturation and aging due to the well-known detection of native Continuously monitored pigment levels and the results for one dynamic adaptation of postharvest conditions to the physiological Product condition used.

Hierzu wird die Absorption der Pigmente an ihren spezifischen Wellenlängen gemessen sowie mit einer weiteren Wellenlänge, an der weder signifikante Absorptionen noch signifikante Re-emissionen auftreten, referenziert. Die Analyse erfolgt in einer Geometrie zur Remissionsmessung.For this the absorption of the pigments is measured at their specific wavelengths as well as with another wavelength, where neither significant absorption nor significant re-emissions occur referenced. The analysis takes place in a geometry for remission measurement.

Ein erfindungsgemäßer Sensorkopf besteht vorzugsweise aus 1-6 Anregungslichtquellen (vorzugsweise LEDs), die auf verschiedenen Wellenlängen emittieren. Als Detektor dient beispielsweise eine siliziumbasierte Photodiode. Ein Mikroprozessorsystem verarbeitet vorzugsweise die Daten. Die Ergebnisse werden vorzugsweise über ein BUS-System auf einem Display angezeigt und elektronisch gespeichert.One Sensor head according to the invention preferably consists of 1-6 excitation light sources (preferably LEDs) that emit at different wavelengths. As a detector For example, serves a silicon-based photodiode. A microprocessor system preferably processes the data. The results are preferably over BUS system displayed on a display and stored electronically.

In wiederholten Messungen werden Abweichungen beispielsweise durch Autokorrelation verglichen und es wird auf zunehmenden Stress und Reife-, Seneszenzprozesse geschlossen.In Repeated measurements will cause deviations, for example It compares to autocorrelation and it gets on increasing stress and Mature, senescence processes closed.

Dabei wird eine fortlaufende Aufnahme der Pigmentgehalte aus der Gruppe der Chlorophylle und/oder Carotinoide (und/oder Flavonoide) an einem Ernteprodukt mittels mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem Detektor, ggf. einem BUS-System zur Messwertaufnahme an mehr als einem Ernteprodukt vorgenommen; eine Erkennung von Veränderungen des Reife-, Alterungszustandes und fortlaufende Messwertausgabe sowie Ausgabe als prozentualer Wert bezogen auf den Ausgangszustand vorgenommen; und weiterhin eine Einbindung der Ergebnisse in die dynamische Einstellung der Nacherntebedingungen (vorzugsweise Steuerung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck) vorgenommen.there is a continuous recording of pigment levels from the group the chlorophylls and / or carotenoids (and / or flavonoids) on one Harvest product by means of at least one light source and at least a detector, possibly a BUS system for measuring value acquisition more as a harvested product; a recognition of changes maturity, aging and continuous reading and output as a percentage value relative to the initial state performed; and continue to integrate the results into the dynamic adjustment of postharvest conditions (preferably control of Temperature and / or oxygen partial pressure).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert: The The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments:

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung und Anpassung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer gasdicht abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte, 1 a schematic representation of a system according to the invention for monitoring and adjustment of temperature and / or oxygen savings tialdruck a gas-tight sealed environment for storage, transport and / or maturation of horticultural products,

2a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sensorkopfes in Draufsicht, 2a a schematic representation of a sensor head according to the invention in plan view,

2b eine schematische, geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Sensorkopfes, der zur Messung auf einen Apfel aufgesetzt wurde, zusammen mit einem Detektorsystem; 2 B a schematic, sectional view of a sensor head according to the invention, which has been placed on an apple for measurement, together with a detector system;

3a, 3b eine schematische, geschnittene Darstellung zur Veranschaulichung des Messprinzips nach einer bevorzugten Ausführungsvariante, bei der Anregungs- und Detektionsbereich räumlich versetzt angeordnet sind, 3a . 3b 2 is a schematic, sectional view for illustrating the measuring principle according to a preferred embodiment, in which the excitation and detection regions are spatially offset,

4, 5 veranschaulichen Beispiele von Messwertabweichungen bei unterschiedlichen Fruchttemperaturen, wobei die Intensitäten der aufgezeichneten Wellenlängen zu den Kennwerten NDVI (660 und 780 nm) und NAI (525, 570 und 780 nm) zusammengefasst wurden, 4 . 5 illustrate examples of measured value deviations at different fruit temperatures, the intensities of the recorded wavelengths being combined into the characteristic values NDVI (660 and 780 nm) and NAI (525, 570 and 780 nm),

6 veranschaulicht den Einfluss des Erntetermins und der Lagerbedingungen auf die Abnahme des Messwertes bei der Apfelsorte 'Elstar', wobei 30 pflückreife Äpfel (eingelagert am 10.10.2005) in einem CA-Lager (...) mit reduziertem Sauerstoffpartialdruck und erhöhten CO2-Konzentrationen und weitere 30 Äpfel im Kühllager

Figure 00080001
bei 2°C, sowie 30 genussreife Äpfel (eingelagert am 27.11.2005) in einem CA-Lager
Figure 00080002
und weitere 30 Äpfel in einem Kühllager (- – -) wiederholt gemessen wurden, 6 illustrates the influence of the harvest date and storage conditions on the decrease in the measured value of the apple variety 'Elstar', where 30 pickled apples (stored 10/10/2005) in a CA storage (...) with reduced oxygen partial pressure and elevated CO 2 concentrations and another 30 apples in the cold store
Figure 00080001
at 2 ° C, and 30 ripe apples (stored on 27.11.2005) in a CA warehouse
Figure 00080002
and another 30 apples in a cold store (- - -) were measured repeatedly

7 eine schematische Darstellung eines portablen Systems zur Überwachung und Anpassung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte, 7 a schematic representation of a portable system for monitoring and adjusting temperature and / or oxygen partial pressure of a sealed environment for storage, transport and / or maturation of horticultural products,

8 veranschaulicht den Einfluss des Erntezeitpunktes von Bananen (Wochen nach der Blüte) auf die Kinetik der Reifeentwicklung in einer Reifekammer, fortlaufend gemessen mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem, 8th illustrates the influence of the harvest time of bananas (weeks after flowering) on the kinetics of maturity development in a ripening chamber, measured continuously with the sensor system according to the invention,

9 veranschaulicht den Einfluss des Papayareifezustandes auf die weitere Reifungsgeschwindigkeit bei 17°C gemessen mit dem erfindungsgemäßen System, und 9 illustrates the influence of Papayareifezustandes on the further maturation rate at 17 ° C measured by the system according to the invention, and

10 veranschaulicht die Abweichung der Containerinnentemperatur vom Optimum für das Transportgut und mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem aufgezeichnete Veränderungen der Messwerte zur Einspeisung in die Temperaturregelung. 10 illustrates the deviation of the container interior temperature from the optimum for the transported goods and recorded with the sensor system according to the invention changes in the measured values for feeding into the temperature control.

Die präzise Bestimmung des Reifeverlaufs ist im Apfelanbau und den Nachernteprozessen ein bedeutender Faktor in der Qualitätserzeugung und – sicherung. Etablierte Methoden ermöglichen die stichprobenartige instrumentelle Bestimmung von reifeabhänigen Fruchteigenschaften z.B. mit dem Stärkeindex und der Magness-Taylor-Fruchtfleischfestigkeit. Die rein visuelle Begutachtung der Reifeentwicklung am Baum ist vor allem über die Bewertung der Grundfarbe möglich und dient als ein häufig genutztes Kriterium für die Ernteterminfestlegung. Im geschlossenen Lager können mittelfristige Veränderungen nicht erkannt werden. Veränderungen der grünen Grundfarbe treten beim Apfel durch reifeabhängige Veränderungen im Chlorophyllgehalt auf. Die Abnahme des grünen Fruchtpigments führt zu einer Aufhellung der Grundfarbe. Vorteil der visuellen Bewertung der Grundfarbe ist die Möglichkeit prozessnah/online Ergebnisse verfügbar zu haben, ohne die Früchte in zeitaufwändigen Analysen und lediglich mittels kleiner Stichproben zu untersuchen. Bedeutende Nachteile sind die Subjektivität und das Fehlen einer Datenspeicherung.The precise Determination of the maturity course is in the apple cultivation and the Nachernteprozessen a significant factor in quality production and assurance. Enable established methods the random instrumental determination of maturity-dependent fruit properties e.g. with the strength index and the Magness-Taylor pulp firmness. The purely visual Appraisal of the maturity development on the tree is mainly about the Evaluation of the basic color possible and serves as a frequently used one Criterion for the date of the harvest. In the closed warehouse can medium term changes not be recognized. changes the green Basic color occur in the apple by maturation-dependent changes in the chlorophyll content on. The decrease of the green Fruit pigments leads to a lightening of the base color. Advantage of the visual evaluation the basic color is the possibility close to the process / online to have results available without the fruits in time-consuming Analyzes and only by means of small samples. significant Disadvantages are subjectivity and the lack of data storage.

Nachfolgend wird die zerstörungsfreie Bestimmung von Fruchtchlorophyllveränderungen auf der Basis der spektralen Analyse beschrieben. Hierbei wird die spezifische Lichtaufnahme des Fruchtchlorophylls sowie der Carotinoide und ggf. Flavonoide ausgewertet. Vorteile der Methode sind vor allem:

  • – die Möglichkeit, schnelle, prozessnahe und objektive Messungen des Fruchtchlorophylls durchzuführen,
  • – die reifebedingte Abnahme des Chlorophyllgehaltes auch in roten Mutanten messbar zu machen, bei denen die Grundfarbe visuell durch die Deckfarbe maskiert ist,
  • – den zeitlichen Reifeverlauf durch wiederholte Messungen an denselben Früchten mit einer objektiven Methode am Baum aufzuzeichnen und somit einen Vergleichsdatensatz für folgende Jahre zu erarbeiten, und
  • – den Einfluss der Vorerntebedingungen auf die Haltbarkeit und Lagereigenschaften der Produkte festzustellen und in einer Steuerung der Lagerbedingungen für deren dynamische Anpassung zu nutzen.
The non-destructive determination of fruit chlorophyll changes based on the spectral analysis is described below. Here, the specific light absorption of the fruit chlorophyll and the carotenoids and possibly flavonoids is evaluated. Advantages of the method are above all:
  • - the ability to perform fast, process-oriented and objective measurements of fruit chlorophyll,
  • - To make the maturity-related decrease in the chlorophyll content measurable even in red mutants in which the base color is visually masked by the top color,
  • - to record the maturity history by repeated measurements on the same fruits using an objective method on the tree and thus to develop a comparison data set for the following years, and
  • - determine the influence of pre-harvest conditions on the shelf life and storage characteristics of the products and use them in a control of storage conditions for their dynamic adaptation.

Aus den Fruchtdaten werden erfindungsgemäß Kennwerte für den Chlorophyll- und Carotinoidgehalt unabhängig von den visuell sichtbaren Deckfarbenpigmenten errechnet. Am Werderaner Standort konnten hiermit in 4 Jahren bereits aussagekräftige Daten an verschieden gefärbten Sorten erzielt werden. Deutlich zu erkennen sind Unterschiede zwischen den Jahren. Speziell in den warmen niederschlagsarmen Jahren 2003 und 2006 ist eine gegenüber 2004 und 2005 um etwa 2 Wochen frühere Abnahme des Chlorophyllgehaltes, gemessen als Index aus den gemessenen Lichtintensitäten, festzustellen. Die Daten der Fruchtatmung zeigten, dass die Pflückreife tatsächlich in diesen Jahren früher eintrat. Es hat sich gezeigt, dass sich die zerstörungsfreie Pigmentanalyse für die Messung der Fruchtentwicklung am Baum eignet. Die Daten zur Fruchtreife bei der Einlagerung können bereits für die Entscheidung zur Vermarktung der Äpfel genutzt werden.From the fruit data according to the invention characteristic values for the chlorophyll and carotenoid content are calculated independently of the visually visible covering color pigments. At the Werder site, meaningful data could already be obtained on differently colored varieties within 4 years. Clearly visible are differences between the years. Especially in the warm, low-rainfall years 2003 and 2006, a decrease of the chlorophyll content, measured as an index from the measured light intensities, was observed earlier in 2004 and 2005 by about 2 weeks. The data of the fruit respiration showed that the picking maturity actually occurred earlier in these years. It has been shown that non-destructive pigment analysis is suitable for the measurement of fruit development on trees. The data on fruit ripeness during storage can already be used for the decision to market the apples.

Im Ausführungsbeispiel wurde an zwei Terminen geerntet, wobei am ersten Termin die Pflückreife erreicht und am zweiten Termin die Pflückreife bereits überschritten war. Bei der Einlagerung wurden Messungen an insgesamt 450 Äpfeln durchgeführt.in the embodiment was harvested on two dates, with picking at the first appointment reached and on the second date the Pflückreife already exceeded was. During storage measurements were made on a total of 450 apples.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in 1 schematisch dargestellt. In einer Lagerkammer 5 befinden sich gartenbauliche Produkte (nicht dargestellt). Die in 2a und 2b näher gezeigten Sensoren 4 werden an verschiedenen Stellen in der Lagerzelle an Früchten (nicht dargestellt) platziert. Der Sensor 4 ist über Kabel 3 und ein BUS-System mit anderen Sensoren 4 verbunden ist und die Ergebnisse zu einer Zentraleinheit 16, 18 überträgt. Es kann beispielsweise über Autokorrelation das Messergebnis über mehrere Intervalle verglichen und bei starken Abweichungen eine Veränderung auf einem Display 1 an der Lagerzelle 5 signalisiert werden.The device according to the invention is in 1 shown schematically. In a storage room 5 are horticultural products (not shown). In the 2a and 2 B closer shown sensors 4 are placed at different locations in the storage cell on fruits (not shown). The sensor 4 is over cable 3 and a BUS system with other sensors 4 connected and the results to a central unit 16 . 18 transfers. For example, it can compare the measurement result over several intervals via autocorrelation, and a change on a display in the case of pronounced deviations 1 at the storage cell 5 be signaled.

3a und 3b veranschaulichen die möglichen Lichtwege im Gewebe bei der Remissionsmessung mit einem Einstrahlungs- und einem Detektionsort (3a) sowie einem Einstrahlungsort und Detektion bei zwei Pfadlängen (3b) 3a and 3b illustrate the possible light paths in the tissue in the remission measurement with an irradiation and a detection site ( 3a ) and an irradiation site and detection at two path lengths ( 3b )

4 und 5 veranschaulichen Beispiele von Messwertabweichungen bei unterschiedlichen Fruchttemperaturen, wobei im Ausführungsbeispiel mit λ1 = 660 nm und λ2 = 780 nm gemessen wurde und NChll durch als Quotient aus (I780-I660) und (I780 + I660) definiert ist (I660 = Intensität bei λ1 und I780 = Intensität bei λ2). 4 and 5 illustrate examples of measured value deviations at different fruit temperatures, wherein in the embodiment with λ1 = 660 nm and λ2 = 780 nm was measured and NChll is defined by as a quotient of (I 780 -I 660 ) and (I 780 + I 660 ) (I 660 = Intensity at λ1 and I 780 = intensity at λ2).

Der Erntetermin hatte im Ausführungsbeispiel einen deutlichen Einfluss auf den Ausgangswert, wobei am späteren Termin bereits ein reifebedingt verringerter NChll-Wert festgestellt wurde (6). Dies deckt sich mit den zuvor gezeigten Ergebnissen aus den Messungen während der Fruchtentwicklung am Baum. Die Veränderungen des NChll während der Lagerung zeigten deutliche Unterschiede zwischen den Messterminen im Kühllager. Dagegen wurden im CA-Lager, trotz einmaliger Öffnung, lediglich geringe Veränderungen festgestellt. Besonders im Kühllager wurde die vergleichsweise schnellere Veränderung in den überreif geernteten Früchten deutlich. Die Methode ist daher sensitiv gegenüber Veränderungen im Lager und kann somit für die on-site Überwachung der Früchte im Lager verwendet werden.In the exemplary embodiment, the harvesting date had a clear influence on the initial value, whereby at the later date a maturity-reduced NChll value was already determined ( 6 ). This coincides with the results previously shown from the measurements during fruit development on the tree. The changes in the NChll during storage showed significant differences between the measurement dates in the cold store. By contrast, only minor changes were noted in the CA warehouse, despite the fact that it was opened once. Especially in cold storage, the relatively faster change in overripe harvested fruits became apparent. The method is therefore sensitive to changes in the bearing and can thus be used for on-site monitoring of the fruits in the warehouse.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Bananenreifekammer veranschaulicht (7). Ein Sensor 4, 14 besteht aus einem silizium-basierten (Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich 200-1100 nm) Detektor (Photodiode) und einer Lichtquelle, die mit vier Emittern bestückt ist. in 7 ist beispielhaft die Nutzung von zwei gleichen und einer ungleichen LED dargestellt. Es werden in einer LED mit 4 Emittern Messungen des Chlorophyll- und Carotinoidgehaltes sowie der Streueigenschaften im Remissionsmodus realisiert. Eine direkte Einstrahlung des emittierten Lichtes in den Detektor wird durch das Abdichten mit beispielsweise Moosgummi vermieden. LED-Belegungen wie beispielsweise L1 mit 525, 630, 690 und 800 nm und L2 mit 470, 525, 690 und 800 nm, wurden ebenfalls mit gutem Ergebnis getestet.In a further embodiment, the use of the device according to the invention in a banana ripening chamber is illustrated ( 7 ). A sensor 4 . 14 consists of a silicon-based (sensitivity in the wavelength range 200-1100 nm) detector (photodiode) and a light source, which is equipped with four emitters. in 7 is exemplified the use of two equal and an unequal LED. It will be in an LED with 4 Emitters Measurements of the chlorophyll and carotenoid content and the scattering properties realized in remission mode. Direct irradiation of the emitted light into the detector is avoided by sealing with, for example, sponge rubber. LED assignments such as L1 at 525, 630, 690, and 800 nm and L2 at 470, 525, 690, and 800 nm were also tested with good results.

Das System stellt eine autarke, portable Einheit dar, die lediglich außerhalb der Kammer über ein Kabel von der Anzeigeeinheit, mit einem Netzanschluss verbunden wird. Feste Installationen an der Kammer sind nicht notwendig, da rückstandslos entfernbare Adhäsionsbefestigungen für Kabel und Anzeigeeinheit verwendet werden können.The System represents a self-sufficient, portable unit that only outside the chamber over a cable from the display unit connected to a power outlet becomes. Fixed installations at the chamber are not necessary since residue removable adhesive fasteners for cables and display unit can be used.

8 zeigt den Einfluss des Erntezeitpunktes (Wochen nach der Blüte) auf die Kinetik der Reifeentwicklung in einer Reifekammer, kontinuierlich (fortlaufend) gemessen mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem. 8th shows the influence of the harvest time (weeks after flowering) on the kinetics of maturity development in a ripening chamber, continuously (continuously) measured with the sensor system according to the invention.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Papaya-Transport veranschaulicht. In Transportcontainern werden tropische Papayafrüchte transportiert. Sorte und Reifestufe beeinflussen stark die Toleranzbereiche der Früchte gegenüber den Umgebungsbedingungen sowie die Geschwindigkeit der weiteren Fruchtreifung (9). Eine statische Einstellung beispielsweise der Temperatur kann somit kaum optimal sein. Mit Hilfe des neuartigen Sensorsystems können Veränderungen des Sauerstoffpartialdrucks sowie ungünstige Temperaturführung erkannt werden. Die vergleichsweise ungünstigen Bedingungen beeinflussen die Pigmentsynthese bzw. deren Abbau, wofür Kennwerte mit dem Sensorsystem erfasst werden. Mittels Autokorrelation können Sprünge im Messsignal gemessen an der Frucht (10) aufgezeichnet und als Kennwert in die Regelung eingegeben werden.In a further embodiment, the use of the device according to the invention for the papaya transport is illustrated. In transport containers, tropical papaya fruits are transported. Variety and maturity levels strongly influence the tolerance range of the fruits to the environmental conditions as well as the speed of further fruit ripening ( 9 ). A static setting, for example, the temperature can thus hardly be optimal. With the aid of the novel sensor system, changes in the oxygen partial pressure and unfavorable temperature control can be detected. The comparatively unfavorable conditions influence the pigment synthesis or its degradation, for which characteristic values are recorded with the sensor system. By means of autocorrelation, jumps in the measuring signal can be measured on the fruit ( 10 ) and entered as characteristic value in the control.

11
Displaydisplay
22
gartenbauliches Produkthorticultural product
33
Datenkabeldata cable
44
Sensorkopfsensor head
55
luftdichte Lagerkammer für gartenbauliches Produktairtight Storage chamber for horticultural product
66
Schutz gegen Fremdlichtprotection against ambient light
77
Mittel zur Auflage des Sensors auf das gartenbauliche Produktmedium for applying the sensor to the horticultural product
88th
Gittergrid
99
Detektordetector
1010
gartenbauliches Produkthorticultural product
1212
Mittel zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung/LEDsmedium for irradiation of electromagnetic radiation / LEDs
1414
Mittel zur Messung der Intensität/Photodiodemedium for measuring the intensity / photodiode
1616
Mittel zur Bestimmung von Absorption und Streuung/Auswerteeinheitmedium for the determination of absorption and scattering / evaluation unit
1818
Mittel zur Bestimmung eines Differenzbetrages von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck/Auswerteeinheitmedium for determining a difference amount of temperature and / or oxygen partial pressure / evaluation unit
2020
Mittel zur Bestimmung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck/Temperatursensor und/oder Sauerstoffsensormedium for the determination of temperature and / or oxygen partial pressure / temperature sensor and / or oxygen sensor
2222
Mittel zur Einstellung der optimalen Temperatur und/oder des optimalen Sauerstoffpartialdrucks/Heizung/Kühlung/Sauerstoffregulatormedium for setting the optimum temperature and / or the optimum Oxygen partial pressure / heating / cooling / oxygen regulator
3030
Gewebe des gartenbaulichen Produkts/Fruchtgewebetissue horticultural product / fruit tissue
3131
Stromversorgungpower supply
3232
Anregungsstrahlungexcitation radiation
3333
Detektionsbereichdetection range
3434
weiterer DetektionsbereichAnother detection range

Claims (20)

Vorrichtung zur Überwachung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte (10), aufweisend: – Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung einer ersten Wellenlänge (λ1) mit einer ersten Intensität (I1) sowie mindestens einer zweiten Wellenlänge (λ2) mit einer zweiten Intensität (I1) auf die Oberfläche mindestens eines gartenbaulichen Produkts (10) zu mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (t1, t2), wobei sich erste Wellenlänge (λ1) und zweite Wellenlänge (λ2) voneinander unterscheiden, – Mittel (14) zur Messung der Intensität (I1') der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der Intensität (I2') der zweiten Wellenlänge (λ2) der vom mindestens einen gartenbaulichen Produkt (10) gestreuten und/oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung, – Mittel (16) zur Bestimmung von Absorption und/oder Streuung der elektromagnetischen Strahlung der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der zweiten Wellenlänge (λ2) im mindestens einen gartenbaulichen Produkt (10) aus den eingestrahlten und gemessenen Intensitäten (I1, I1', I2, I2') zu den mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (t1, t2), – Mittel (18) zur Bestimmung eines Differenzbetrages von aktueller Temperatur und optimaler Temperatur und/oder eines Differenzbetrages von aktuellem Sauerstoffpartialdruck und optimalem Sauerstoffpartialdruck aus der zeitlichen Änderung der bestimmten Absorption und/oder Streuung des mindestens einen gartenbaulichen Produkts (10) bezüglich der elektromagnetischen Strahlung von erster Wellenlänge (λ1) und zweiter Wellenlänge (λ2).Apparatus for monitoring the temperature and / or oxygen partial pressure of an environment for storage, transport and / or maturation of horticultural products ( 10 ), comprising: - means ( 12 ) for irradiating electromagnetic radiation of a first wavelength (λ1) with a first intensity (I1) and at least one second wavelength (λ2) with a second intensity (I1) on the surface of at least one horticultural product ( 10 ) at least two different times (t1, t2), wherein the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) differ from each other, - means ( 14 ) for measuring the intensity (I1 ') of the first wavelength (λ1) and the intensity (I2') of the second wavelength (λ2) of the at least one horticultural product ( 10 ) scattered and / or reflected electromagnetic radiation, - means ( 16 ) for determining the absorption and / or scattering of the electromagnetic radiation of the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) in the at least one horticultural product ( 10 ) from the irradiated and measured intensities (I1, I1 ', I2, I2') at the at least two different times (t1, t2), - means ( 18 ) for determining a difference amount of current temperature and optimum temperature and / or a difference amount of current oxygen partial pressure and optimum oxygen partial pressure from the temporal change of the determined absorption and / or scattering of the at least one horticultural product ( 10 ) with respect to the electromagnetic radiation of first wavelength (λ1) and second wavelength (λ2). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) im Bereich von 400-690 nm und/oder die zweite Wellenlänge (λ2) im Bereich von 740-830 nm liegt.Device according to claim 1, characterized in that that the first wavelength (λ1) in Range of 400-690 nm and / or the second wavelength (λ2) in the range from 740-830 nm. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung mindestens eine Leuchtdiode, Halogenlampe, Blitzlampe oder Laserdiode aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 12 ) for the irradiation of electromagnetic radiation at least one light emitting diode, halogen lamp, flash lamp or laser diode has. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung eine erste Anregungslichtquelle, deren maximale Strahlungsdichte im Bereich von 400-690 nm und/oder eine zweite Anregungslichtquelle aufweist, deren maximale Strahlungsdichte im Bereich von 740-830 nm liegt.Device according to claim 3, characterized in that the means ( 12 ) for irradiating electromagnetic radiation, a first excitation light source whose maximum radiation density in the range of 400-690 nm and / or a second excitation light source whose maximum radiation density is in the range of 740-830 nm. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Anregungsstrahlung höher als die Lichtlöschung durch das gartenbauliche Produkt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the excitation radiation is higher than the light erasure through the horticultural product is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wiederholt und/oder kontinuierlich misst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is repeated and / or continuous measures. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung fortlaufend misst, wobei der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen kleiner als 20 Minuten beträgt.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device measures continuously, wherein the time interval between two consecutive measurements smaller than 20 minutes. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (14) zur Messung der Intensität (I1') der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der Intensität (I2') der zweiten Wellenlänge (λ2) eine Kamera, eine Photodiode, ein Photodioden-Array, einen Photomultiplier und/oder eine Spektrophotometer aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 14 ) for measuring the intensity (I1 ') of the first wavelength (λ1) and the intensity (I2') of the second wavelength (λ2) comprises a camera, a photodiode, a photodiode array, a photomultiplier and / or a spectrophotometer. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16) zur Bestimmung von Absorption und/oder Streuung durch eine Datenverarbeitungseinheit ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 16 ) is designed for the determination of absorption and / or scattering by a data processing unit. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (18) zur Bestimmung eines Differenzbetrages von aktueller Temperatur und optimaler Temperatur und/oder eines Differenzbetrages von aktuellem Sauerstoffpartialdruck und optimalem Sauerstoffpartialdruck durch eine Datenverarbeitungseinheit ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 18 ) is designed to determine a difference amount of current temperature and optimum temperature and / or a difference amount of current oxygen partial pressure and optimum oxygen partial pressure by a data processing unit. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel (14) zur Messung der Intensität durch einen Sensor oder durch einen integrierten Sensor ausgebildet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 12 ) for irradiating electromagnetic radiation and the means ( 14 ) are designed for measuring the intensity by a sensor or by an integrated sensor. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Mittel zur Unterdrückung von Fremdlicht aufweist.Device according to claim 11, characterized in that the sensor has a means for suppressing extraneous light. Vorrichtung nach mindestens einem der Anspruche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Mittel zur schonenden Auflage des Sensors auf das gartenbauliche Produkt aufweist.Device according to at least one of the claims 11 and 12, characterized in that the sensor is a means for has gentle application of the sensor on the horticultural product. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur schonenden Auflage des Sensors einen umlaufend geformten, elastischen Bereich aufweist, der geeignet ist, sich an eine Oberfläche des gartenbauliche Produkt anzuschmiegen.Device according to claim 13, characterized in that that the means for gentle support of the sensor a circumferential having a shaped, elastic region which is suitable for itself to a surface to adapt to the horticultural product. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufend geformte, elastische Bereich im auf das gartenbauliche Produkt aufgesetzten Zustand, einen durch äußere Lichteinstrahlung geschützten Hohlraum ausbildet, innerhalb dessen das Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel (14) zur Messung der Intensität angeordnet sind.Apparatus according to claim 14, characterized in that the circumferentially formed, elastic region in the patch on the horticultural product state forms a protected by external light radiation cavity, within which the means ( 12 ) for irradiating electromagnetic radiation and the means ( 14 ) are arranged for measuring the intensity. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (12) zum Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung und das Mittel (14) zur Messung der Intensität derart angeordnet sind, dass der Messpunkt oder Messbereich zur Messung der Intensität (I1') der ersten Wellenlänge (λ1) sowie der Intensität (I2') der zweiten Wellenlänge (λ2) an einem ersten Punkt oder in einem ersten Bereich auf der Oberfläche des gartenbaulichen Produkts erfolgt und die Einstrahlung der Anregungsstrahlung an einem zweiten Punkt oder in einem zweiten Bereich auf der Oberfläche des gartenbaulichen Produkts erfolgt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 12 ) for irradiating electromagnetic radiation and the means ( 14 ) are arranged for measuring the intensity such that the measuring point or measuring range for measuring the intensity (I1 ') of the first wavelength (λ1) and the intensity (I2') of the second wavelength (λ2) at a first point or in a first region takes place on the surface of the horticultural product and the irradiation of the excitation radiation takes place at a second point or in a second region on the surface of the horticultural product. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von ersten Punkt oder ersten Bereich zum zweiten Punkt oder zweiten Bereich zwischen 0,1 mm und 30 mm beträgt.Device according to claim 16, characterized in that that the distance from the first point or first area to the second Point or second range is between 0.1 mm and 30 mm. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von ersten Punkt oder ersten Bereich zum zweiten Punkt oder zweiten Bereich zwischen 5 mm und 23 mm beträgt.Device according to claim 17, characterized in that that the distance from the first point or first area to the second Point or second range is between 5 mm and 23 mm. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von ersten Punkt oder ersten Bereich zum zweiten Punkt oder zweiten Bereich zwischen 10 mm und 18 mm beträgt.Device according to claim 18, characterized in that that the distance from the first point or first area to the second Point or second range is between 10 mm and 18 mm. Vorrichtung zur Überwachung und Anpassung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck einer gasdicht verschlossenen oder verschließbaren Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung gartenbaulicher Produkte (10), aufweisend: – Mittel (20) zur Bestimmung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck in der abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung gartenbaulicher Produkte (10), – eine Vorrichtung zur Überwachung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck nach einem der Ansprüche 1-19, und – Mittel (22) zur Einstellung der optimalen Temperatur und/oder des optimalen Sauerstoffpartialdrucks in der abgeschlossenen Umgebung zur Lagerung, zum Transport und/oder zur Reifung der gartenbaulichen Produkte (10).Device for monitoring and adjusting the temperature and / or oxygen partial pressure of a gas-tightly sealed or closable environment for storage, transport and / or maturation of horticultural products ( 10 ), comprising: - means ( 20 ) for determining temperature and / or oxygen partial pressure in the closed environment for storage of horticultural products ( 10 ), - a device for monitoring temperature and / or oxygen partial pressure according to any one of claims 1-19, and - means ( 22 ) for setting the optimum temperature and / or the optimum oxygen partial pressure in the closed environment for the storage, transport and / or maturation of the horticultural products ( 10 ).
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