JPH10510704A - 呼吸植物品の貯蔵室内の空気組成制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 呼吸植物品のための貯蔵室内の空気組成を制御するためのシステム。貯蔵室は、貯蔵室における大気の酸素含有量を制御するための手段に連結され、貯蔵室における空気組成を検知するための一つ以上のセンサを具備する。センサ信号を受信し、酸素含有量調節部に制御信号を供給するプロセッサーが、利用可能である。さらに、貯蔵室は、発酵への正常な呼吸の転移において植物品における代謝産物の発生を判定するためのセンサを具備する。植物品が酸素含有量が発酵の発生なしにできる限り低くなる空気組成において貯蔵される如く、プロセッサーが、該センサによって送出された信号に基づいて、酸素含有量調節部を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 呼吸植物品の貯蔵室内の空気組成制御システム 発明は、一般に、呼吸植物品の貯蔵室内の空気組成を制御するためのシステム に関する。 − この貯蔵室は、貯蔵室における大気の酸素含有量を制御するための手段に連 結される。 − この貯蔵室は、貯蔵室における空気組成を検知するための一つ以上のセンサ を具備する。 − これにより、センサ信号を受信し、酸素含有量調節部に制御信号を供給する プロセッサーが、さらに利用可能である。 そのようなシステムは、それ自体、先行技術から公知である。収納セル内に長 期間にわたって野菜、果物又は栽培植物品を貯蔵するために、収納セル内の空気 組成を変化させ、収納産物の貯蔵寿命を改善することが好ましい。一般に、特に 、炭酸ガス圧力は増大され、酸素圧力は減少される。周期的に、空気標本が取ら れ、特に、酸素含有量及び／又は炭酸ガス含有量を測定するために分析される。 酸素圧力が高すぎるならば、該酸素圧力は、例えば、窒素を導入することにより 、減少される。炭酸ガス張力は、例えば、該空気からＣＯ₂を除去する手段を通 して、貯蔵室における空気の一部を案内することにより、減少される。先行技術 システムにおいて貯蔵されなければならない産物の形式に依存して、酸素圧力は 、実験的に決定された一定パーセントに設定され、そして所望の空気組成が、窒 素を導入する及び／又は炭酸ガスを導入又は除去することにより、維持される。 この先行技術システムの重大な不都合は、全空気組成制御が、実際に、酸素張 力に対して経験的に決定された予選択公称値に基づくことである。しかし、該所 定一定値は、すべての状況下で最適値であるべきではない。さらに、該パラメー タは、各室において貯蔵されなければならない野菜又は果物の形式により異なる 。 発明の目的は、酸素張力が、常にその最適値に近く、これにより、野菜、果物 又は栽培植物品の正常な呼吸が、発酵の発生なしにできる限り低くなる如く、空 気組成を制御する方法を示すことである。 発明のさらに他の目的は、貯蔵される産物の形式とは独立に、空気組成の最適 制御が獲得される如く、システムを具現する方法を示すことである。 これら目的は、 − 貯蔵室が、発酵への正常な呼吸の転移において植物品における代謝産物の発 生を判定するためのセンサを具備し、 − 植物品が酸素含有量が発酵の発生なしにできる限り低くなる空気組成におい て貯蔵される如く、プロセッサーが、該センサによって送出された信号に基づい て酸素含有量調節部を制御することにおいて、最初の段落において記載されたシ ステムにおいて実現される。 発明によるシステムの好ましい実施態様は、貯蔵室が、貯蔵室内の大気におけ る酸素含有量と炭酸ガス含有量を測定するためのセンサを具備し、該センサによ って測定された変化値に基づいて、プロセッサーが、植物品によって生成された 炭酸ガスと消費酸素の間の比を規則的に決定し、プロセッサーは、貯蔵室におけ る酸素含有量が、その計算比がおおよそ１に等しい限り減少され、計算比が１よ り大きい場合に、増大され る如く動作することを特徴とする。この実施態様において、代謝産物の発生は、 生成された炭酸ガスと消費酸素の間の比を決定することにより、間接に測定され る。正常な呼吸において、一般に、生成された炭酸ガスの量は消費酸素の量に等 しいために、この比は、おおよそ１に等しい。酸素張力の減少は、発酵が始まる 時点まで、この比に殆ど影響しない。酸素張力が非常に低く、発酵が始まるとす ぐに、比は、突然の強力な増大を示す。この状況が発生するならば、酸素張力は 、増大されなければならない。言い替えれば、システムは、低値へ酸素張力を制 御し、これにより、設定値は、生成された炭酸ガスと消費酸素の間の比の特性を 示すグラフにおける屈曲点の近くで獲得される。 システムの他の実施態様において、空気に存在するエタノール又は空気に存在 するラクタートが、直接に測定される。 これが適用された第１実施態様は、貯蔵室が、空気組成におけるエタノールの 量を測定するためのセンサを具備し、これにより、プロセッサーは、空気組成に おけるエタノールの測定量が無視可能なほど小さい限り、貯蔵室における酸素含 有量は減少され、エタノールの測定量が所定の小しきい値を超えた場合に、酸素 含有量は増大される如く動作することを特徴とする。 直接に測定する原理が適用された他の実施態様は、貯蔵室が、空気組成におけ るラクタートの量を測定するためのセンサを具備し、これにより、プロセッサー は、空気組成におけるラクタートの測定量が無視可能なほど小さい限り、貯蔵室 における酸素含有量は減少され、ラクタートの測定量が所定の小しきい値を超え た場合に、酸素含有量は増大される如く動作することを特徴とする。 貯蔵室が、貯蔵室における空気の酸素含有量を測定するためのセンサをさらに 具備し、（エタノール又はラクタートの如く）代謝産物の測定可能な量を決定し た後、酸素含有量センサーの対応する測定値が、所定の少量だけ増加され、酸素 含有量調節部を制御するための制御値を獲得することは、特に好ましい。 発明は、添付の図面を参照して、より詳細に議論される。 第１図は、発明によるシステムの概略図を示す。 第２図は、生成ＣＯ₂と消費Ｏ₂の間の比である、消費酸素張力と呼吸商ＲＱの 間の関係を示す。 第３図は、空気におけるエタノール又はラクタート含有量が時間の関数として 示された図を参照して、発明によるシステムの制御挙動を図示する。 第１図は、貯蔵室１０、窒素源１２、貯蔵室１０内の空気から溜まった炭酸ガ スを除去するための装置１４、及び貯蔵室１０内の空気の組成成分を測定するた めの多数のセンサ１６ａ．．１６ｎを具備する、発明によるシステムをブロック 図の形式で図示する。 センサ１６ａ．．１６ｎの各々は、プロセッサー２２の入力回路３０に信号を 供給する。さらに、該プロセッサー２２は、制御出力３２を通して、窒素源１２ 、炭酸ガス除去手段１４、酸素源１８、及び炭酸ガス源２０に連結される。さら に、プロセッサー２２は、好ましくは、使用者にプロセスの有意パラメータを表 示するための表示パネル２４への結線を具備する。さらに、プロセッサー２２は 、好ましくは、例えばキーボードとして具体化された入力装置２６への一層の結 線を具備し、これにより、使用者は、プロセッサー２２内で実施されるプロセス に影響を 及ぼすことができる。 貯蔵室１０は、呼吸植物品を貯蔵するために使用され、非常に広い意味におい て、野菜、果物及び花のような栽培植物品を含むが、またチーズのような菌類又 は微生物を具備する産物を含む。化学的観点からこれらすべての産物を貯蔵する ために、２つのプロセスが、重大な役割を演じている。即ち、 （１）正常な呼吸、これにより、空気からの酸素と結合して貯蔵される野菜又は 果物におけるグルコースは、炭酸ガス、水とエネルギーへ変換される。この正常 な呼吸は、非常に全体的な化学式 Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆＋６Ｏ₂ −−＞ ６Ｃ０₂＋６Ｈ₂Ｏ＋エネルギー を特徴とする。 （２）発酵、これにより、貯蔵される産物におけるグルコースは、炭酸ガス、エ タノールとエネルギーへ変換される。発酵が発生する条件は、全体的な化学式 Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆ −−＞ ２ＣＯ₂＋２Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＋エネルギー を特徴とする。 野菜、果物又は栽培植物品のような呼吸植物品の貯蔵中、一般に、発酵の発生 の防止が努められる。空気中の十分な酸素がある限り、（実際的に）全く正常な 呼吸がある。しかし、この正常な呼吸の影響下で、熟成プロセスは、継続し、そ して産物は、比較的高速に「エージング」し、望ましくない。 しかし、これに反して、酸素含有量がゼロまで縮小されるならば、発酵のみが 、発生する。発酵の影響下で、貯蔵産物のコンシステンシーは比較的に速く変化 し、望ましくない。 一方において、長期間にわたって呼吸植物品を貯蔵することができるようにす るために、発酵の発生は、回避されるべきであるが、他方において、呼吸は、相 当に縮小されるべきである。呼吸を縮小するために、貯蔵室における酸素含有量 は、減少されるべきであり、その結果、必要性から、呼吸は、かなり減少される 。また、呼吸が非常に縮小された条件において、「エージング」は、低減され、 その結果、産物は、比較的長い期間にわたって貯蔵される。しかし、酸素張力の 減少は、低すぎる酸素張力において、回避されなければならない発酵プロセスが 始まるという危険を有する。 このため、第１図に概略的に例示されたシステムは、酸素張力が、発酵の発生 なしに、できる限り低く維持される如く動作しなければならない。一方において 、システムは、その目的のために、瞬時空気組成を測定するためのセンサを具備 し、他方において、システムは、空気の組成に影響を及ぼすための手段を具備す る。 空気組成を測定するために、上記のセンサ１６ａ．．．１６ｎが、空気組成に おける多数の成分を決定するために組み込まれる。好ましくは、少なくとも、炭 酸ガス張力を測定するセンサ（例えば１６ａ）と、酸素圧力を測定するセンサ（ 例えば１６ｂ）がある。これに関して、間接的な方法で、貯蔵室におけるエタノ ールとラクタートの如く代謝産物の発生を決定することが可能である。正常な呼 吸がある限り、貯蔵産物によって生成されたＣＯ₂と該産物によって消費された Ｏ₂の比は、おおよそ１に等しい。（正常な呼吸に対して前記の化学式が、参照 される。）貯蔵室における酸素圧力が減少されるならば、貯蔵産物は、Ｏ₂の消 費量は減少し、同時に、ＣＯ₂の生成量も減少する。生成されたＣＯ₂と消費さ れた０₂の間の関係は、おおよそ１に等しい状態を維持する。しかし、貯蔵室に おける酸素圧力が、あまりに減少するならば、発酵が発生し、これにより、Ｏ₂ は、消費されず、さらにＣＯ₂が生成される。（発酵が発生する状況に対して前 記の全体的な化学式が、参照される。）このため、発酵が発生するならば、生成 されたＣＯ₂と消費されたＯ₂の間の比は、増大し、１よりもかなり大きく成長す る。 発酵プロセスの結果として、例えば、エタノールが放出され、センサ１６の一 つによって直接に測定される。さらに、ラクタートが放出され、同様に、センサ の一つによって直接に測定される。発酵中に放出される別の物質は、酢酸エチル であり、その物質に対して、適切なセンサが、公知であり、利用可能である。貯 蔵される産物の形式により、最も適切なセンサが、選択される。しかし、システ ムはまた、発酵の発生に対する独自の指示を提供する多数のセンサが、使用され る如く具現される。この点で、一層発展した実施態様が、以後に記載される。 貯蔵室１０における空気組成に影響を及ぼすために、多数の上記の手段が存在 する。酸素圧力に影響を及ぼすことができるために、第１図によるシステムは、 貯蔵室１０において窒素を導入するための窒素源１２を利用する。窒素を導入す ることにより、酸素圧力は減少される。最終的に酸素圧力を増大させることが必 要であるならば、酸素源１８が、貯蔵室に連結される。 一般に、炭酸ガス圧力を制御可能であることは、さらに望ましい。炭酸ガス圧 力は、空気から炭酸ガスを除去することができる手段１４を用いて、減少される 。最終的に、分離したＣＯ₂源２０が、空気中に炭酸ガスを導入するために使用 される。 発明によるシステムのプロセッサー２２は、初期的に、貯蔵室１０におけるＯ₂ 含有量が減少される如くプログラムされ、これにより、規則的に、生成ＣＯ₂と 消費Ｏ₂の間の比が、計算される。計算比がおおよそ１に等しい限り、酸素含有 量の減少は、継続する。ａ％の（未知）限界値を超えた酸素含有量の減少におい て、計算比は、鋭い上昇を示す。該上昇が検出されるやいなや、Ｏ₂含有量は、 もはや減少されず、代わりに、少量の酸素が、室に導入され、Ｏ₂含有量をわず かに増大させる。これにより、計算比が再びおおよそ１に等しい状況が獲得され るならば、その後、酸素含有量は、計算比の上昇が検出されるまで、減少される 、等である。 第２図は、水平軸に沿って示された酸素含有量と垂直軸に沿って示された呼吸 商ＣＯ₂／Ｏ₂の間の関係を概略的に示す。第２図から明らかになる如く、呼吸商 ＣＯ2／Ｏ₂は、一定の状態を維持し、或るパーセントａ％よりも大きなすべての Ｏ₂含有量に対しておおよそ１に等しい。該パーセントａ％よりも下では、発酵 が、発生し、呼吸商ＣＯ2／Ｏ₂は、鋭く上昇する。該パーセントａ％は、貯蔵さ れる産物の形式に従属し、リンゴ、西洋ナシ、レタス、キャベツ、花、チーズ等 に対して異なる。上記の制御は、おおよそａ％において酸素含有量を維持するも のである。 発酵中形成される代謝産物の間接測定の代わりに、これらの代謝産物を直接に 測定することもできる。その場合に、システムは、エタノールを検出するために 適切なセンサ、例えば１６ｃ、又はラクタートを検出するために適切な別のセン サ、例えば１６ｎを具備する。それぞれのセンサがエタノール又はラクタートを 検出しない限り、貯蔵室１０内のＯ₂含有量は、次第に減少する。しかし、エタ ノール又はラクタートの測 定可能な量が検出されるやいなや、少量のＯ₂が、貯蔵室に注入され、その結果 、Ｏ₂含有量は、小さな増大を示す。これが、エタノール又はラクタート含有量 を測定できないレベルに戻すために十分であるならば、その後、漸次的に、Ｏ₂ 含有量は、ラクタート又はエタノールの測定可能な量が再び検出されるまで、減 少される、等である。 第３図は、（時間の関数として垂直軸に沿って示された）エタノール又はラク タートの含有量の変動を概略的に示す。少量のエタノール又はラクタートが、破 線で指示されたｂ％に等しい最小可測限界値を超えるまで、形成される。この最 小可測限界値に達したならば、貯蔵室の周囲の多様な手段は、酸素含有量が小さ い増大を示し、発酵プロセスを停止させる如く制御され、その結果、ラクタート 又はエタノール含有量は、再びゼロに下降する。その後、全サイクルが、再び開 始する。 実際的な検査により、そのような制御方法は、貯蔵室に存在する産物の貯蔵寿 命を非常に延ばすことが立証された。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月２０日 【補正内容】 明細書 呼吸植物品の貯蔵室内の空気組成制御システム 発明は、一般に、呼吸植物品の貯蔵室内の空気組成を制御するためのシステム に関する。 − この貯蔵室は、貯蔵室における大気の酸素含有量を制御するための手段に連 結される。 − この貯蔵室は、貯蔵室における空気組成を検知するための一つ以上のセンサ を具備する。 − これにより、センサ信号を受信し、酸素含有量調節部に制御信号を供給する プロセッサーが、さらに利用可能である。 そのようなシステムは、それ自体、例えばＥＰ ０ ４５７ ４３１等の先行 技術から公知である。収納セル内に長期間にわたって野菜、果物又は栽培植物品 を貯蔵するために、収納セル内の空気組成を変化させ、収納産物の貯蔵寿命を改 善することが好ましい。一般に、特に、炭酸ガス圧力は増大され、酸素圧力は減 少される。周期的に、空気標本が、取られ、特に酸素含有量及び／又は炭酸ガス 含有量を測定するために分析される。酸素圧力が高すぎるならば、該酸素圧力は 、例えば、窒素を導入することにより、減少される。炭酸ガス張力は、例えば、 該空気からＣＯ₂を除去する手段を通して、貯蔵室における空気の一部を案内す ることにより、減少される。先行技術システムにおいて貯蔵されなければならな い産物の形式に依存して、酸素圧力は、実験的に決定された一定パーセントに設 定され、そして所望の空気組成が、窒素を導入する及び／又は炭酸ガスを導入又 は除去することにより、維持される。 この先行技術システムの重大な不都合は、全空気組成制御が、実際に、酸素張 力に対して経験的に決定された予選択公称値に基づくことである。しかし、該所 定一定値は、すべての状況下で最適値であるべきではない。さらに、該パラメー タは、各室において貯蔵されなければならない野菜又は果物の形式により異なる 。 発明の目的は、酸素張力が、常にその最適値に近く、これにより、野菜、果物 又は栽培植物品の正常な呼吸が、発酵の発生なしにできる限り低くなる如く、空 気組成を制御する方法を示すことである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．呼吸植物品のための貯蔵室内の空気組成を制御するためのシステムであり 、 − この貯蔵室は、貯蔵室における大気の酸素含有量を制御するための手段に連 結され、 − この貯蔵室は、貯蔵室における空気組成を検知するための一つ以上のセンサ を具備し、 − これにより、センサ信号を受信し、酸素含有量調節部に制御信号を供給する プロセッサーが、さらに利用可能であるシステムにおいて、 − 貯蔵室が、発酵への正常な呼吸の転移において植物品における代謝産物の発 生を判定するためのセンサを具備し、 − 植物品が酸素含有量が発酵の発生なしにできる限り低くなる空気組成におい て貯蔵される如く、プロセッサーが、該センサによって送出された信号に基づい て酸素含有量調節部を制御することを特徴とするシステム。 ２．貯蔵室が、貯蔵室内の大気における酸素含有量と炭酸ガス含有量を測定す るためのセンサを具備し、該センサによって測定された変化値に基づいて、プロ セッサーが、植物品によって生成された炭酸ガスと消費酸素の間の比を規則的に 決定し、プロセッサーは、貯蔵室における酸素含有量が、その計算比がおおよそ １に等しい限り減少され、計算比が１より大きい場合に、増大される如く動作す ることを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ３．貯蔵室が、空気組成におけるエタノールの量を測定するためのセンサを具 備し、これにより、プロセッサーは、空気組成におけるエタノ ールの測定量が無視可能なほど小さい限り、貯蔵室における酸素含有量は減少さ れ、エタノールの測定量が所定の小しきい値を超えた場合に、酸素含有量は増大 される如く動作することを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ４．貯蔵室が、空気組成におけるラクタートの量を測定するためのセンサを具 備し、これにより、プロセッサーは、空気組成におけるラクタートの測定量が無 視可能なほど小さい限り、貯蔵室における酸素含有量は減少され、ラクタートの 測定量が所定の小しきい値を超えた場合に、酸素含有量は増大される如く動作す ることを特徴とする請求の範囲１に記載のシステム。 ５．貯蔵室が、貯蔵室における空気の酸素含有量を測定するためのセンサをさ らに具備し、（エタノール又はラクタートの如く）代謝産物の測定可能な量を決 定した後、酸素含有量センサーの対応する測定値が、所定の少量だけ増加され、 酸素含有量調節部を制御するための制御値を獲得することを特徴とする先行する 請求の範囲のいずれか一つに記載のシステム。