JP2015512623A - 農業または園芸生産物で満たされた空間内の雰囲気を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、農業または園芸生産物で満たされた閉鎖可能な空間内の雰囲気を制御する方法に関する。方法は、農業または園芸生産物の呼吸を直接検出し、検出された呼吸に従って空間内の酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量を調整することを含む。ここで呼吸は、それぞれの場合において定められた時間の間、周期的に検出され、呼吸の検出時には空間は外部の影響から密封される。実際の呼吸を出発点としてとることによって非常に良好な制御が達成され、完全に隔離された雰囲気においてある時間の間、周期的に検出が行われるときに、極めて信頼性のある検出はこの制御の基となる。本発明はまた、方法を行うための設備、およびこのような設備が設けられた閉鎖可能な空間に関する。

Description

本発明は、農業または園芸生産物で少なくとも部分的に満たされた閉鎖可能な空間内の雰囲気（atmosphere）を、農業または園芸生産物の呼吸を直接検出し、検出された呼吸に従って空間内の酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量を調整することによって、制御する方法に関する。このような方法はＷＯ２０１１／１１３９１５Ａ１により知られている。

農業および園芸生産物の適切な貯蔵は非常に重要である。このような生産物は通常は１年に１回だけ収穫され、望ましい価格レベルを維持するためには、ある期間にわたって一定の供給量で市場に出さなければならない。農業および園芸生産物は、それらが制御された雰囲気（ＣＡ, controlled atmosphere）内に貯蔵された場合は長期に貯蔵できることが知られている。ここで制御された雰囲気とは、組成、特に、正確に定められた限界内に維持された酸素含有量、二酸化炭素含有量、および窒素含有量を有する雰囲気を意味すると解される。

酸素含有量は、長い貯蔵寿命のためにはとりわけ非常に重要であり、これはできるだけ低く保たれなければならない。これは新鮮な農業および園芸生産物は貯蔵時に呼吸を示すからであり、すなわちそれらの生産物は雰囲気から酸素を取り込み、酸素を用いてグルコースなどの複合分子を変換または燃焼し、そこでエネルギーが放出される。この呼吸は生産物の熟成を伴い、それによって生産物の貯蔵寿命が制限される。

早すぎる熟成を防ぐために、例えばリンゴまたは西洋ナシなどの果物は、ＵＬＯ（超低酸素）貯蔵として知られる非常に低い酸素含有量を有する雰囲気内に貯蔵される。酸素含有量は西洋ナシの場合は例えば２〜３％となり、リンゴの場合は０．８〜１．５％となる。

酸素含有量を低減することは原理的に結果として貯蔵寿命が長くなるが、可能な低減には限界がある。これは、酸素含有量が低くなり過ぎた場合は、呼吸または酸素呼吸が、発酵または嫌気性呼吸に置き換わるリスクがあるからである。生産物の「非常時呼吸」と見なすことができる発酵においては、グルコースは二酸化炭素、および（新鮮な園芸生産物の場合）アルコールに変換される。発酵が過度に長く続いた場合は、結果として生産物への損傷を生じ、それによって売り物に適さなくなる。

このリスクにもかかわらず、やはりいくつかの農業および園芸生産物の場合は、生産物が貯蔵される酸素含有量のさらなる低減の必要性がある。これは主に貯蔵欠陥を防止したいという希望により要求される。この目的のためには、これまで通常は化学薬剤が用いられてきたが、その使用はますます疑問視されるようになっている。例えばリンゴおよび西洋ナシは、黒い変色を生じ、果物を価値のないものにする果皮の障害である焼け（scald）を防ぐために、現在依然として採集後にＤＰＡ（ジフェニルアミン）で処理されている。しかしこの薬剤の使用は、欧州では２０１２年から禁止されている。

果物が貯蔵される酸素含有量のさらなる低減を可能にするためには、呼吸から発酵への遷移を明瞭に判断することができ、それにより生産物の損傷を防ぐために適時の対策をとれることが必要である。

発酵の発生を適時に検出するための種々の方法が知られている。

第１の方法は、発酵時に形成されるアルコールの測定に基づく。この知られている方法では、貯蔵空間に貯蔵された果物のサンプルが周期的に、例えば毎週採取される。例えばいくつかのリンゴまたは西洋ナシからなるものとすることができるこれらのサンプルは、試験室において分析され、果肉内のエタノール含有量が化学分析によって求められる。この知られている方法の問題点は、十分に装備された試験室への近さに依存することであり、その労力およびサンプルの輸送は時間がかかり高価である。実際にはアルコール測定は、貯蔵空間自体においては行うことができないので、この方法は空間に接続された測定および制御システムにおいて実施するには適さない。

もう１つの知られている方法は、B.E.StephensおよびD.J.Tannerによる"The harvest watch system - measuring fruit’s healthy glow"、ISHS Acta Horticulturae 687:International Conference Postharvest Unlimited Downunder 2004で述べられている。これは果物の健康状態、具体的にはクロロフィルの量を示すものとなり得る、果皮におけるクロロフィルの蛍光の測定に基づく。方法は、貯蔵された果物のサンプルを照射し、測定された蛍光から発酵のリスクを導き出すことに基づく。しかし検出された果皮の蛍光と、発酵の発生との間の関係は、実際には曖昧ではないとは見出されておらず、それによりこの方法は完全に信頼できるものではない。

述べられた文書ＷＯ２０１１／１１３９１５Ａ１は、果物または他の作物、具体的にはリンゴのＵＬＯ貯蔵のための方法およびシステムについて述べており、貯蔵空間内の酸素および二酸化炭素含有量の変化の連続的な測定を行って、それらから貯蔵された果物の呼吸活動を導き出す。この呼吸活動を基にして、貯蔵空間における漏洩の影響を考慮して、パラメータＧＥＲＱ（ガス交換速度商）の値が変化したときに酸素を供給することによって、空間内の雰囲気が連続的に制御される。知られている方法は、状態調整された貯蔵空間内の果物の呼吸を連続的に測定および制御することは実際には容易に可能ではないので、試験室条件の下での使用に特に適していることが分かる。

したがって発酵のリスクを、非常に低い酸素レベルであっても実質的に全く除くように、農業または園芸生産物のための閉鎖可能な貯蔵空間内の雰囲気を信頼性のあるやり方で制御することができる実用的な方法の必要性がある。

本発明によればこれは、呼吸がそれぞれの場合において定められた時間の間、周期的に検出され、呼吸の検出時に空間が外部の影響から密封されることで達成される。実際の呼吸を出発点として、以前の試験結果または理論的モデルを基にして可能となるものより良好な制御が達成される。完全に隔離された雰囲気におけるある時間の間の周期的検出はまた、酸素および二酸化炭素含有量の小さな差を信頼性のあるやり方で測定することを可能にする。次いで呼吸生成物、具体的には二酸化炭素の「蓄積」が言わば測定される。

測定が貯蔵プロセスを乱すことなく、生産物の状態の、より信頼性のある把握を得るために、一時に少なくとも１時間、好ましくは数時間の間、呼吸を検出することができる。それにより、正しく測定可能な二酸化炭素の「蓄積」、および正しく測定可能な酸素濃度の減少が得られる。

信頼性のある検出のために、空間に接続された、酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量に対する調整装置は、呼吸の検出時に有利にスイッチオフすることができる。空間に接続された温度に対する調整手段も、呼吸の検出時にスイッチオフされることが好ましい。

少なくとも呼吸の検出時に空間が実質的に完全に耐漏洩性にされた場合は、検出の信頼性はさらに改善される。場合によっては残存する小さな漏れ口を通して酸素の豊富な周囲空気が空間に浸透し、それによって検出が乱されるのを防止するために、空間は呼吸の検出の前に、周囲領域より高い圧力にすることが好ましい。これは、ある量の気体例えば窒素を注入することによって簡単なやり方で行うことができる。

呼吸の検出時に空間内の雰囲気が動かされ、または動かし続けられたときは、呼吸生成物は空間にわたって一様に分散され、それによってより信頼性のある検出が達成される。

したがって一般に数時間かかる測定時には、換気の可能性を除いてすべての状態調整機器はスイッチオフすることができ、および冷却セルは言わば「運転停止」される。次いで行われるのは、固定された時点での冷却セル内の温度と気体条件の測定である。

測定および制御の努力を最小にするために、連続する検出の間に数日さらには数週間経過することが推奨される。低酸素雰囲気が設定された後に、貯蔵された作物の状態はゆっくりと変化するだけであり、それによりこのような周期的測定でも、差し迫った発酵の危険が生じた場合に適時の処置をとることが可能である。

農業および園芸作物の呼吸が、それらの酸素吸収を測定し、それらの二酸化炭素放出を測定し、それらの比を求めることによって検出され、このようにして求められた比が実質的に一定のままである限り空間内の酸素含有量が減少される場合に簡単な制御が得られる。この比の大きさはいわゆる呼吸商（ＲＱ）であり、呼吸によって形成された二酸化炭素を消費された酸素で割った商として定義される。
ＲＱ＝生成されたＣＯ_２／吸収されたＯ_２ （Ｉ）
酸素吸収と二酸化炭素放出の一定の比は正常な呼吸を表し、その場合は発酵が生じる限界には未だ達していないことは明らかである。その場合は、貯蔵空間から酸素を抽出することによって能動的に、または呼吸において消費された酸素を補給しないことによって受動的に、酸素含有量をさらに低減することができる。

貯蔵された作物の品質が失われるのを防ぐために、酸素吸収と二酸化炭素放出の比が大幅に変化するとすぐに、空間内の酸素含有量を少なくとも一時的に増加させることが推奨される。このような変化は結局すべて発酵を表し、このプロセスは、空間内の酸素含有量を増加することによって停止させ、さらには限定された程度まで逆転させることができる。

呼吸の状況をより良く把握するために、検出は酸素吸収および二酸化炭素放出のいくつかの測定を含むことが好ましい。ここで信頼性のある制御を達成するためには、測定の数は統計的に信頼できるものでなければならない。

本発明はまた、上述の方法を行うことができる設備に関する。ＷＯ２０１１／１１３９１５Ａ１より知られる、農業または園芸生産物で少なくとも部分的に満たされた閉鎖可能な空間内の雰囲気を制御するための設備は、空間内の酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量を調整するための制御可能な装置と、この調整装置に接続された制御システムと、農業または園芸生産物の呼吸を直接検出するように制御システムに接続された手段とを備える。

本発明による設備は、制御システムが、一時に定められた期間の間、呼吸検出手段を周期的にスイッチオンし、呼吸検出手段がスイッチオンされたときに外部の影響から空間を密封するように構成されることにおいて、知られている設備と区別される。それにより呼吸生成物の信頼性のある「蓄積測定」を行うことができる。

有利なことには制御システムはここでは、容易に測定可能な、酸素含有量の減少および二酸化炭素含有量の増加をそれぞれもたらすのに十分な「蓄積」を達成するために、一時に少なくとも１時間、好ましくは連続して数時間の間、呼吸検出手段をスイッチオンに保つように構成することができる。

制御システムは、呼吸検出手段がスイッチオンされたときは、調整装置をスイッチオフするように構成されることが好ましい。

これらの呼吸検出手段は、好ましくは少なくとも１つの酸素計、および少なくとも１つの二酸化炭素計を備えることができる。

調整装置はさらに、空間内の温度を調整する手段をさらに有することができる。ＣＡまたはＵＬＯ貯蔵は、氷点より数度高い程度の低温において最も効果的である。

本発明による設備の他の好ましい実施形態は、従属請求項に記載される。

最後に本発明は、上述のような設備によって実現することができる、制御された雰囲気内に農業または園芸生産物を貯蔵するための閉鎖可能な空間に関する。本発明によればこのような空間は、呼吸検出手段が動作しているときは、いずれの場合においても実質的に完全に耐漏洩性であるという特徴を有する。この目的のための空間は、１００ｍ^３当たり０．２ｃｍ^２未満、好ましくは１００ｍ^３当たり０．１５ｃｍ^２未満、より好ましくは１００ｍ^３当たり０．１ｃｍ^２程度の耐漏洩性を有する。

次に添付の図面を参照し、本発明について一実施形態を基にして説明する。

本発明による雰囲気を制御するための設備を有する、農業または園芸生産物のための貯蔵空間の概略図である。 二酸化炭素の形成を、酸素圧力の関数として示すグラフである。 呼吸商の経過を、貯蔵空間内の酸素含有量の関数として示す曲線である。 貯蔵空間内の果物の測定された酸素吸収および二酸化炭素放出を示すグラフである。 貯蔵空間内の果物の呼吸を検出するための測定サイクルの経過の概略図である。

農業または園芸生産物、例えば果物を貯蔵するための空間１は、すべての側面が閉じられる。実際にはこれは、数十さらには数百トンの果物の貯蔵に適した空間１である。

空間１の側壁の１つには、それを通して果物を空間内に運び込み、空間から取り出すことができる開口２が配置される。この開口２は、扉３によって気密密閉することができる。空間１には、空間１内の雰囲気を制御する設備４が接続される。この設備４は、空間内の酸素Ｏ_２の含有量、二酸化炭素ＣＯ_２の含有量、および窒素Ｎ_２の含有量を調整し、空間１内の温度Ｔを調整するための調整装置５を備える。設備４はさらに、調整装置５に接続された制御システム６を備える。

調整装置５は、酸素発生器などの酸素含有量を調整するためのモジュール７と、二酸化炭素含有量を調整するためのモジュール８とを備える。二酸化炭素モジュール８は、いわゆるＣＯ_２スクラバを備えることができる。窒素発生器などの窒素含有量を調整するためのモジュール９はまた、調整装置５の一部を形成する。さらに調整装置５は、空間１内の温度を制御するための冷却ユニット１０を備える。設備４はまた、空間１内の空気を動かすための手段１７を備える。これらの移動手段１７も、制御システム６によって制御することができ、例えば１つまたは複数のファンの形をとることができる。制御システム６は、制御するように種々のモジュール７〜１０に接続された処理ユニット１１と、例えばスクリーン、キーボード、およびプリンタを有するワークステーションまたはＰＣの形の、入力および出力ユニット１２とを備える。

この点までは設備４は、従来の雰囲気を制御するための設備と実質的に同じである。制御設備は、空間１内に果物が置かれ、この空間が扉３を閉じることによって封じられるとすぐに、空間１においてできるだけ速やかに酸素Ｏ_２の含有量を低減するように働く。この酸素含有量は、外気中では２１％となり、ＣＡまたはＵＬＯ条件下の貯蔵に対しては、西洋ナシの場合は２〜３％、リンゴの場合は０．８〜１．５％まで低減される。この目的のために制御システム６は、窒素モジュール９を活動化し、これは窒素Ｎ_２を発生して空間１に供給し、それによって酸素Ｏ_２は空間１から外に出される。ここで空間１内の二酸化炭素ＣＯ_２の含有量は、果物の呼吸によって形成される二酸化炭素を除去する二酸化炭素モジュールまたはスクラバ８によって調節される。冷却１０も、空間内の温度を、貯蔵された生産物に応じて−２から１５℃まで変わり得る値まで低減するために、空間１の閉鎖の後に活動化される。果物は、これらの低温において最も長く貯蔵することができる。制御のこの部分は、制御システム６によって実行され以前の試験の結果または理論的な論文に基づくことができる、プログラムの影響下で行われる。

本発明による制御設備４は、第１の例では酸素センサ１３および二酸化炭素センサ１４の存在によって従来の設備と区別され、示される実施形態ではこれらは空間１内に配置され、制御システム６への信号を発生するように接続される。制御設備４の残りと同じように、別のやり方ではこれらのセンサ１３、１４は空間１の外部に配置され、サンプリングラインを通じて空間１に接続することもできる。酸素吸収および二酸化炭素放出は、一緒に果物の呼吸活動を定義し、センサ１３、１４を用いて直接測定することができる。これによって、空間１内の雰囲気の組成のさらなる制御の基として機能することができる、果物の呼吸の状況が明瞭に把握される。

本発明によれば、制御設備４にはさらに、空間１内に定められた圧力を設定する手段が設けられる。実際には空間１内には、周囲領域に対してわずかな過圧が存在しなければならない。このような過圧は、大きく異なる組成、特に高過ぎる酸素含有量を有する周囲空気が結果として空間１内に浸透できるようになる、起こり得る漏洩を防止する。示される実施形態では圧力調整手段は、空間１内の第１の圧力計１５と、その外側の第２の圧力計１６とを備える。両方の圧力計１５、１６は、制御システム６の処理ユニット１１に接続され、これは測定信号を基にして空間１と周囲領域の間の圧力差を求める。この圧力差が小さ過ぎる、さらには負である場合は、空間１内にその中の圧力を増加するように気体または気体混合物が導入される。示される実施形態では制御システムは窒素発生器９を制御し、これは空間１内に、その中の圧力が周囲圧力に対して十分に増加されるまで窒素を導入する。

次に、上述の制御設備４の動作は以下の通りである。

制御プログラムに従って、空間１内の酸素含有量がＣＡまたはＵＬＯ貯蔵のための通常の値まで低減されたときは、空間１内の雰囲気のさらなる制御、具体的には酸素含有量のさらなる低減は、酸素センサ１３および二酸化炭素センサ１４によって検出される貯蔵された果物の実際の呼吸活動を基にして実行される。これは出願者により、動的制御型呼吸（ＤＣＲ）と呼ばれる。

果物の呼吸速度は、図２に示されるように空間１内の酸素含有量が低下するのに従って減少することが知られているが、この減少は線形ではない。この図では、酸素圧力に対して果物のＣＯ_２生成がプロットされ、描かれた点は実地試験からの実際の測定点であり、線は反応に関連する酵素の推定される活動に基づくモデルである。空間１内の酸素圧力または酸素含有量がさらに減少したときに、ＣＯ_２生成が突然大きく増加する時点が到来する。これは発酵の結果である。二酸化炭素の生成が最小となる遷移点は、嫌気的補償点ＡＣＰである。

空間１内の雰囲気を制御する目的のために、酸素吸収と二酸化炭素放出の比が使用される。述べられるようにこの比は呼吸商ＲＱにおいて表される：
ＲＱ＝生成されたＣＯ_２／吸収されたＯ_２ （Ｉ）

グルコースが燃焼される場合は、呼吸商ＲＱ＝１である。これは呼吸に対する化学式から得られる：
Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６＋６Ｏ_２＝＞６ＣＯ_２＋６Ｈ_２Ｏ （ＩＩ）
呼吸時にエネルギーは、一方ではＡＴＰ（生体における一般的なエネルギー担体であるアデノシン三リン酸）の形で、他方では熱として放出される。

呼吸から発酵への遷移において呼吸商ＲＱが増加することは、当てはまる化学式で示されるように、発酵の目的には酸素は吸収されないが、二酸化炭素は生成されるという事実から得られる：
Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６＝＞２ＣＯ_２＋２Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ （ＩＩＩ）
呼吸時よりも大幅に少ないが、この変換時にもエネルギーが放出される。

呼吸から発酵への遷移は、呼吸商ＲＱを基にして明瞭に示すことができる（図３）。したがって検出された呼吸を基にした空間１内の雰囲気の制御は、例えば呼吸商ＲＱを計算することによって酸素吸収と二酸化炭素放出の比が求められ、この比が実質的に一定のままである限り空間１内の酸素含有量が低減されることからなる。しかし呼吸商ＲＱのグラフにおいて鋭い曲がりによって示されるように、比がもはや一定でなく明確に変化するとすぐに嫌気的補償点ＡＣＰに到達し、果物への損傷を防ぐため空間１内の酸素含有量を増加させなければならない。約１のＲＱ値は通常であるが、例えば１．５の値を超える上昇は原理的にリスクがあり、処置をとらなければならない。

設備４の実用的な実施形態では制御システム６は、呼吸商ＲＱが１．３未満である限りは、一時に０．１％だけ酸素含有量を低下するようにプログラムされる。述べられるようにこれは能動的にまたは受動的に行うことができる。呼吸商が１．３＜ＲＱ＜１．５の間にある値を有するときは、制御システム６は酸素含有量に影響を及ぼさないようにプログラムされる。しかし呼吸商がＲＱ＞１．５に上昇したことが検出されるとすぐに、制御システム６は介入して酸素含有量を増加させる。

この目的のために、制御システム６は換気７をスイッチオンし、これは空間１内に酸素を導入する。酸素含有量は、正常な酸素呼吸が再開されるような大きさだけ増加されることが必要である。この目的のためには単に、呼吸が依然として検出されておりしたがって呼吸商ＲＱは依然として一定であった最も最近の状態が復元されることが必要である。制御システム６は測定された値を記憶および／または印刷するように構成されるので、この以前の状態は簡単なやり方で復元することができ、それにより制御システム６は換気７がどれだけ長くスイッチオンされたままになる必要があるかを決定することができる。また酸素含有量を、所定の大きさだけ、例えば一時に０．２％増加することができる。

酸素含有量を低減させることは、呼吸は存在するが発酵はないことを検出が示す限り、能動的にまたは受動的に行うことができる。能動的な低減は、制御システム６が窒素発生器９をスイッチオンすることを伴い、酸素含有量の受動的低減は、継続する果物の呼吸活動の結果として生じる。

呼吸活動の信頼性のある検出のためには、すべての外部の影響が取り除かれることが必要である。このために制御システム６は、調整装置５を完全にスイッチオフする。したがって酸素モジュール７、二酸化炭素モジュール８、窒素モジュール９、および冷却１０は非活動化され、それによって貯蔵空間１は言わば「運転停止」される。これは制御システム６が、周囲空気が空間内に浸透することを防ぐのに、空間１内の過圧は十分であると判断した後にのみ生じる。過圧が不十分である場合は、定められた体積の気体、例えば窒素または酸素を導入することによって回復することができる。移動手段１７は、軽度の形の換気は空間内の空気の一定の混合をもたらすので、動作状態のままとすることができ、それによって検出をより正確にすることができる。

したがってこの状況では酸素含有量および二酸化炭素含有量は、もはや調整装置５ではなく、専ら貯蔵された果物の呼吸活動によって決まる。それ以外の場合には調整装置５は、一時に過度に長くスイッチオフのままとなることはできず、なぜならその場合は空間１内の温度が過度に急激に上昇するからである。実地試験では、数時間例えば４時間かかる検出は、必ずしも問題にならないことが示された。このような持続時間は、果物によって生成される二酸化炭素の容易に測定可能な「蓄積」、および同様に酸素含有量の容易に測定可能な減少を得るのに十分である。

呼吸の信頼性のある検出のためには、さらに空間１が実質的に完全に耐漏洩性であることが必要である。外気における酸素含有量は２１％であるので、わずかな漏洩だけでも結果として酸素含有量の高過ぎる検出を生じ、それによって呼吸商ＲＱが過小評価されることになる。したがって本発明による方法では貯蔵空間１に対して、ＣＡまたはＵＬＯ貯蔵のためにこれまで通常であったものより高い基準が設定される。したがって耐漏洩性は、１００ｍ^３当たり０．２ｃｍ^２未満でなければならず、それよりずっと低いことが好ましい。空間１の漏洩の最大表面積は、１００ｍ^３当たり０．１５ｃｍ^２であり、１００ｍ^３当たり０．１０ｃｍ^２程度であることが好ましい。

検出は、酸素センサ１３および二酸化炭素センサ１４を用いて、設定された間隔で測定を行うことからなる。図４は、数時間の検出の間に、空間１内の酸素含有量の実質的に線形な減少があり、同時に二酸化炭素含有量の実質的に線形な増加があることを示す。この実施形態では呼吸商ＲＱは、式ＩＩに従うグルコースだけでなく、例えばリンゴ酸塩（リンゴ酸）も燃焼され、これは最初にグルコースに変換され、二酸化炭素も生成されるので、１よりわずかに大きくなることが見出される。

検出は周期的に、初めは例えば毎日繰り返される。生産物が長く貯蔵されるほど、空間１内の雰囲気における変化は次第に小さくなるので、検出が行われる頻度は低減することができる。その場合は検出は例えば２〜３日に１回、さらには１週間に１回行うことができる。

図４の結果となった試験では、９回の個々の測定が行われたが、実際には信頼性のある検出を得るにはおそらく３〜５回の測定で十分とすることができる。この図４はまた、時間における各点において有効な測定値が得られなかったことを示す。それにより２．５および３時間後に行われた測定は、それらが周りのおよび履歴の測定値から大きく異なったので、ここでは結果には含まれない。

図５は、実際に用いることができる典型的な測定サイクルのステップを示す。これは、貯蔵空間１内の２つの異なる点における測定に基づき、そこでは、定められた間隔でそれぞれの場合において２つの測定が行われる。

第１のステップは、ＤＣＲ制御のために適切な範囲すなわち０〜２％Ｏ_２での酸素計の較正である。次いで調整装置５はスイッチオフされる。測定時のわずかな混合のために、低減された回転速度で移動手段またはファン１７のみが動作を続けることができる。この混合は連続的ではなく、酸素含有量および二酸化炭素含有量の測定が実際に行われるときにのみ生じる。ファンは、例えば測定開始の１分前にスイッチオンすることができ、測定終了の直後に再びスイッチオフすることができる。

調整装置５がスイッチオフされた後に、空間１内の乱流を緩和し、圧力差を均一にする目的で、ここでは２分間の待ち期間が続く。次いで貯蔵空間１と周囲領域の間の圧力差の測定が行われる。図５には示されないが、温度測定は空間１内で同時に生じることができる。任意選択で相対湿度およびエチレン含有量も測定することができる。次いで十分な過圧を生じるように、空間１内に窒素が導入される。次いで空間１を換気するために移動手段１７がスイッチオンされ、その後に例えば１分間の待ち期間が続く。

次いで第１の測定点において測定を行うことによって、第１の測定セッションを開始することができる。この測定は、図示の例では３．５分かかる。次いで空間１内の別の点において同様に３．５分間、測定が行われる。これによって空間１内の酸素含有量および二酸化炭素含有量の第１の値が分かる。その後に、後続の測定が行われる前に待ち期間が続く。図４の例では測定は３０分ごとに繰り返され、それにより２つのセッションの間の待ち時間は、この例では３０−２×３．５＝２３分となる。この期間の間、測定システムは他の貯蔵空間における測定のために用いることができる。

後続のステップでは測定点１および２において再び測定が行われ、それによって再び酸素含有量および二酸化炭素含有量の値が分かる。測定された値の差を基にして、酸素含有量の減少と、同時の二酸化炭素の生成を求めることができ、したがって呼吸商ＲＱを求めることができる。ここで制御システム６は、予測される結果との違いが大き過ぎる測定値は無視するように構成される。したがって例えば、一方と他方の測定点において測定された値の差が定められた閾値を超える場合、例えば測定された酸素含有量、二酸化炭素含有量、またはそれらから計算された呼吸商ＲＱの値が互いに１０％より大きく異なる場合は、測定は無効であると宣言することができる。制御システム６はまた、測定セッション時に連続的に監視される空間１内の温度または圧力が限界値より大きく異なる場合は、測定は無効であると宣言することができる。

図示の例では上述の測定セッションは、制御測定値を得るために、定められた待ち期間の後に再び繰り返される。この第２の測定セッションはまた、窒素の注入、換気、および待機によって開始し、その後に空間１内の２つの異なる点において再び測定を生じる。次いでこれらの測定は定められた間隔の後に再び繰り返され、それによりまた酸素含有量および二酸化炭素含有量の２つの値（それらから呼吸商ＲＱを計算することができる）は、制御セッションにおいて各測定点から知られる。ここでまた、測定された値はそれらが、互いの、および予測される測定値からの違いが大き過ぎない場合にのみ受け入れられる。２つの測定セッションはまた、第２の測定セッションの測定値が第１の測定セッションのものと大きく異なる場合は無効と宣言される。

２つの測定セッションが確かに有効であった場合は、第１の測定セッションの呼吸商、および第２の測定セッションの呼吸商の平均が求められ、空間１内の酸素含有量を制御するために平均呼吸商ＲＱａｖｇとして用いられる。ここで第１および第２の測定セッションの開始時間の平均が、検出の時間として用いられる。

各測定セッションは、もちろん実際には２つより多い測定からなるものとすることができる。述べられるようにおそらく測定セッション当たり３回から５回の測定が、雰囲気の良好な制御のために必要かつ十分であろう。各測定セッションは、数時間続くことができ（図４の例は４時間に基づく）、単一の測定サイクルにおける２つの連続するセッションの間の待ち時間も、２〜３時間となり得る。したがって図５での時間軸は正確な縮尺ではない。

本発明は上述のやり方において、農業または園芸生産物で満たされた空間内の環境の制御を、貯蔵された作物の実際に検出された呼吸活動に調整することを可能にする。これによってより信頼性のある制御が可能となり、酸素含有量は、従来技術により可能であったよりもさらに低減することができる。実地試験では、発酵を生じることなく、０．２〜０．５％の酸素含有量が達成された。

酸素含有量を実質的に理論的最小値、嫌気的補償点ＡＣＰまで低減することにより、生産物の呼吸を防止し、したがってできるだけ長くそれらの変質を防止する。これは貯蔵寿命を増加し、それにより時間と共に作物は少しずつ市場に出すことができ、それらの良好な価格を得ることができる。さらに、ＡＣＰに近い酸素含有量を適用することにより、化学薬品をこの目的のために用いる必要なしに、例えば焼けなどの貯蔵欠陥の発生を防止することができる。最後に呼吸の減少は、結果として空間１内に生じる熱の減少となり、それにより要求される冷却能力も減少し、これは結果として節約となる。

本発明は、上記では一実施形態を参照して説明されたが、それらに限定されない。設備４は、例えばいくつかの異なる空間１の雰囲気を制御するために用いることもでき、またこれらの空間１は異なる生産物で満たすことができる。測定はまた、本明細書で述べられるより多い頻度でまたは少ない頻度で行うことができ、より短いまたはより長い検出期間を選択することが可能である。さらに、果物の熟成の段階を表すものとなる、例えば空間１内のエチレン含有量などの他のパラメータを測定することもできる。

本発明の範囲は専ら添付の特許請求の範囲によって定義される。

１ 空間
２ 開口
３ 扉
４ 設備
５ 調整装置
６ 制御システム
７ 酸素モジュール
８ 二酸化炭素モジュール
９ 窒素モジュール
１０ 冷却ユニット
１１ 処理ユニット
１２ 入力および出力ユニット
１３ 酸素センサ
１４ 二酸化炭素センサ
１５ 圧力計
１６ 圧力計
１７ 移動手段、ファン

Claims (23)

1. 農業または園芸生産物で少なくとも部分的に満たされた閉鎖可能な空間内の雰囲気（atmosphere）を、前記農業または園芸生産物の呼吸を直接検出し、前記検出された呼吸に従って前記空間内の酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量を調整することによって、制御する方法において、前記呼吸は、それぞれの場合において定められた時間の間、周期的に検出され、前記呼吸の検出時に前記空間は外部の影響から密封されることを特徴とする、方法。
2. 前記呼吸は、一時に少なくとも１時間、好ましくは数時間の間、検出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記空間に接続された、前記酸素含有量、前記二酸化炭素含有量、および／または前記窒素含有量に対する調整装置は、前記呼吸の検出時にスイッチオフされることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記空間に接続された、温度に対する調整手段は、前記呼吸の検出時にスイッチオフされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記空間は、少なくとも前記呼吸の検出時に、実質的に完全に耐漏洩性にされることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記空間は、前記呼吸の検出の前に、周囲領域より高い圧力にされることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記空間内の前記雰囲気（atmosphere）は、前記呼吸の検出時に、動かされるまたは動かし続けられることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 連続する検出の間に数日または数週間経過することができることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記農業および園芸作物の前記呼吸が、それらの酸素吸収を測定し、それらの二酸化炭素放出を測定し、それらの比を求めることによって検出され、このようにして求められた前記比が実質的に一定のままである限り、前記空間内の前記酸素含有量が減少されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 酸素吸収と二酸化炭素放出の前記比が大幅に変化するとすぐに、前記空間内の前記酸素含有量は少なくとも一時的に増加されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 検出は前記酸素吸収および二酸化炭素放出のいくつかの測定を含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
12. 農業または園芸生産物で少なくとも部分的に満たされた閉鎖可能な空間内の雰囲気（atmosphere）を制御するための設備において、
    − 前記空間内の酸素含有量、二酸化炭素含有量、および／または窒素含有量を調整するための制御可能な装置と、
    − この調整装置に接続された制御システムと、
    − 前記農業または園芸生産物の呼吸を直接検出するように前記制御システムに接続された手段と
    を備える設備であって、前記制御システムは、一時に定められた期間の間、前記呼吸検出手段を周期的にスイッチオンし、前記呼吸検出手段がスイッチオンされたときに外部の影響から前記空間を密封するように構成されることを特徴とする、設備。
13. 前記制御システムは、一時に少なくとも１時間、好ましくは連続して数時間の間、前記呼吸検出手段をスイッチオンに保つように構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の設備。
14. 前記制御システムは、前記呼吸検出手段がスイッチオンされたときは、前記調整装置をスイッチオフするように構成されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の設備。
15. 前記調整装置は前記空間内の圧力を調整する手段をさらに有し、前記制御システムは、前記呼吸検出手段がスイッチオンされる前に、前記空間を周囲領域より高い圧力にするために、前記圧力調整手段をスイッチオンするように構成されることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の設備。
16. 前記空間内の前記雰囲気（atmosphere）を動かす手段であって、前記制御システムは、前記呼吸検出手段がスイッチオンされたときに、前記移動手段をスイッチオンするように構成される、手段を備えることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の設備。
17. 前記制御システムは、数日から数週間の間隔で前記呼吸検出手段をスイッチオンするように構成されることを特徴とする、請求項１２から１６のいずれか１項に記載の設備。
18. 前記呼吸検出手段は、少なくとも１つの酸素計と、少なくとも１つの二酸化炭素計とを備え、前記制御システムは、前記農業および園芸作物の測定された酸素吸収と測定された二酸化炭素放出の比を求め、このようにして求められた前記比が実質的に一定のままである限り、前記空間内の前記酸素含有量を減少するために前記調整装置を制御するように構成されることを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の設備。
19. 前記制御システムは、酸素吸収と二酸化炭素放出の前記比が大幅に変化するとすぐに、前記空間内の前記酸素含有量を少なくとも一時的に増加するために前記調整装置を制御するように構成されることを特徴とする、請求項１８に記載の設備。
20. 前記酸素計および前記二酸化炭素計は、前記呼吸検出手段が動作しているときにいくつかの測定を行うように構成されることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の設備。
21. 前記調整装置が、前記空間内の温度を調整する手段をさらに有することを特徴とする、請求項１２から２０のいずれか１項に記載の設備。
22. 請求項１２から２１のいずれかに記載の設備が設けられた、制御された雰囲気（atmosphere）内に農業または園芸生産物を貯蔵するための閉鎖可能な空間であって、少なくとも前記呼吸検出手段が動作するときは、前記空間は実質的に完全に耐漏洩性であることを特徴とする、空間。
23. 前記空間は、１００ｍ^３当たり０．２ｃｍ^２未満、好ましくは１００ｍ^３当たり０．１５ｃｍ^２未満、より好ましくは１００ｍ^３当たり０．１０ｃｍ^２程度の耐漏洩性を有することを特徴とする、請求項２２に記載の閉鎖可能な空間。

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