KR102549343B1 - 농산물 생리감응형 dca 저장 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템은 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 내부에 각각 설치되어 기체환경을 측정하는 통합센서; 다수의 상기 DCA저장고에 각각 설치되어, 상기 각 통합센서에서 측정된 측정값을 설정값과 비교한 결과에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어장치; 입력된 질소농도로 질소를 생성하여 다수의 상기 DCA저장고로 각각 공급하는 질소발생기; 및 상기 제어장치로부터 출력되는 제어신호에 의해 상기 질소발생기로부터 공급되는 질소를 조절하여, 다수의 상기 DCA저장고의 기체 환경을 순차적으로 제어하는 중계기;를 포함하여 구성된다.

Description

농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법{AGRICULTURAL PRODUCT PHYSIOLOGICALLY SENSITIZED TYPE DYNAMIC CONTROLLED ATMOSHPERE SOTRAGE SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 산소농도를 제어함으로써 저산소 장해를 예방하고, 농산물의 허용 가능한 최저산소를 유지하여, 저장기간을 연장할 수 있는 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법에 관한 것이다.
신선한 과일, 채소 및 화훼 같은 농산물은 모두 호흡을 하며, 이러한 호흡을 통해 공기 중의 산소와 농산물 내부 당과 전분이 열, 이산화탄소 및 물로 전환된다.
또한, 수확 이후에도 신선한 농산물은 호흡을 계속하여 숙성과정을 이어간다. 따라서, 농산물의 품질을 유지하면서도 장기간 저장하기 위해서는 농산물의 호흡을 최소화시켜야 하는데, 저장고의 내부 온도와 산소의 농도를 낮추면 저장고 내의 농산물의 호흡이 줄어든다.
그에 따라, 저장실의 내부공기는 농산물의 호흡작용을 최소화시킬 수 있도록 산소의 농도와 온도를 낮추고, 농산물의 호흡에 의해 증가하는 이산화탄소 농도를 낮추는 등의 제어기술이 필요하다. 이러한 필요에 의해 대두된 기술이 바로 CA저장(Controlled atmosphere storage) 기술이다.
CA저장 기술은 산소 21%, 이산화탄소 0.03% 와 같은 대기의 가스조성을 인공적으로 조절한 저장환경에서 청과물을 저장하여 품질 보전 효과를 향상시키는 저장법을 말한다. CA저장 기술에서 조절하는 가스로는 이산화탄소, 일산화탄소, 산소 및 질소가스 등이 있으나, 통상적으로 대기가스에 비해 이산화탄소를 증가시키고, 산소의 감소 및 질소를 증대시킴으로써, 청과물의 호흡 작용을 억제하여 청과물의 신선도를 연장한다.
이와 같이, 농산물은 산소농도가 낮을수록 호흡이 억제되나, 혐기보상점 이하로 낮아지게 되면 혐기성 호흡을 하여 발효 및 장해가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 능동적으로 농산물의 호흡지수를 분석하고 이를 통해 최저 산소농도를 유지하여 농산물의 장해율을 낮추고 저장기간을 연장하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템은 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 내부에 각각 설치되어 기체환경을 측정하는 통합센서; 다수의 상기 DCA저장고에 각각 설치되어, 상기 각 통합센서에서 측정된 측정값을 설정값과 비교한 결과에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어장치; 입력된 질소농도로 질소를 생성하여 다수의 상기 DCA저장고로 각각 공급하는 질소발생기; 및 상기 제어장치로부터 출력되는 제어신호에 의해 상기 질소발생기로부터 공급되는 질소를 조절하여, 다수의 상기 DCA저장고의 기체 환경을 순차적으로 제어하는 중계기;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어장치는 상기 기체환경의 제어에 따라 계산된 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어장치는 상기 기체환경의 제어와, 상기 통합센서의 측정주기에 따라 계산된 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어장치는 상기 각 DCA저장고의 기체환경을 설정하고, 상기 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 측정하고, 측정된 상기 기체농도에 따라 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)를 계산하고, 계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제어장치는 초기 설정된 호흡지수인 설정값 호흡지수(RQ)와, 계산된 상기 호흡지수(RQ)를 비교하여, 계산된 상기 호흡지수(RQ)가 상기 설정값 호흡지수(RQ) 보다 높은 경우, 같은 경우, 낮은 경우 별로 설정되어 있는 산소농도 조절조건에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 방법은 제어장치가 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 각각의 기체환경을 설정하는 제1 단계; 통합센서가 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 측정하는 제2 단계; 상기 제어장치가 측정된 상기 기체농도에 따라 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)를 계산하는 제3 단계; 및 상기 제어장치가 계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 제4 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제4 단계는 상기 제어장치가 계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라, 상기 중계기의 제어를 통해 상기 질소발생기로부터 상기 각 DCA저장고로 공급되는 질소를 조절하여, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제4 단계는 상기 제어장치가 초기 설정된 호흡지수인 설정값 호흡지수(RQ)와, 계산된 상기 호흡지수(RQ)를 비교하는 단계; 상기 제어장치가 계산된 상기 호흡지수(RQ)가 상기 설정값 호흡지수(RQ) 보다 높은 경우, 같은 경우, 낮은 경우 별로 설정되어 있는 산소농도 조절조건에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법은 호흡특성을 관찰한 결과를 이용해 산소농도를 제어하도록 하여 저산소 장해를 예방하고, 농산물의 허용 가능한 최저산소를 유지하여 저장기간 연장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수(RQ)를 계산하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 측정주기를 고려한 호흡지수 계산 결과를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 기체농도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수를 기반으로 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수를 기반으로 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수 기반 기체환경을 자동제어하기 위한 프로그램의 설정화면을 도시하고 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법에 관한 것으로, CA 기밀챔버를 이용한 호흡특성 관찰 및 호흡지수(RQ) 계산하기 위하여, 기밀챔버에 농산물(예를 들어, 후지사과)를 저장하고, 산소와 이산화탄소의 농도를 조절함으로써 사과의 호흡에 따른 기체농도 변화를 관찰하며, 호흡지수(RQ)의 계산을 위한 환경센서의 측정 주기 및 측정시간, 호흡지수 계산 가능한 기체제어(산소, 이산화탄소)의 범위를 분석하며, 질소발생기를 이용해 산소 및 이산화탄소 조절구간을 고려하여 농산물의 호흡구간만 이용해 호흡지수(RQ)를 계산한다(호흡지수=이산화탄소 생산량/산소 소모량)
또한, 본 발명에 따르면 호흡지수 계산을 통해 농산물의 생리에 감응하는 제어 알고리즘을 통해, 저장고에 저장된 농산물의 기본 호흡지수 및 혐기보상점을 자동 관찰하고, 혐기보상점 이상의 산소농도를 유지하며 최저 산소농도로 기체농도를 제어하며, 이때 기체농도(산소, 이산화탄소)는 질소발생기를 이용하여 자동제어 하여, 혐기보상점 이하로 산소농도가 유지될 경우 산소농도 자동 조절하도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이후부터는 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템의 구성을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템은 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고로의 기체의 출입을 전자밸브를 이용해 제어하며, 이를 위하여 통합센서(111, 112, 113), 제어장치(121, 122, 123), 질소발생기(130) 및 중계기(140)를 포함하여 구성된다.
통합센서(111, 112, 113)는 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고(101, 102, 103)의 내부에 각각 설치되어 기체환경을 측정한다.
DCA저장고(101, 102, 103)는 온도와 압력 및 기체환경을 유지할 수 있어야 하며, 이를 위해 자동온도 조절장치 및 압력보상 주머니를 포함하여 구성되고, 40분 이상의 기밀도를 유지해야 한다. 이때, 기밀도 시험은 압력이 25mmAq에서 12.5mmAq 이하로 떨어지는데 걸린 시간을 측정하여 실행할 수 있다.
이와 같이 구성되는 DCA저장고(101, 102, 103)는 내부에 통합센서(111, 112, 113)를 포함하고, 외부에 기체(산소, 이산화탄소)와 온도제어를 위한 제어장치(121, 122, 123) 및 질소제어 밸브와 연결되어 있다. 제어장치(121, 122, 123)의 명령에 따라 냉각장치를 운전하여 DCA저장고(101, 102, 103)의 온도를 조절할 수 있다.
통합센서(111, 112, 113)는 DCA저장고(101, 102, 103)의 내부의 온도, 습도, 산소, 이산화탄소를 측정하고, 측정값을 제어장치(121, 122, 123)로 전달할 수 있다.
또한, 상기 통합센서(111, 112, 113)는 DCA저장고(101, 102, 103)의 내부 벽면에 설치 되어 제어장치(121, 122, 123)와 통신 및 전원선이 연결되어, DCA저장고(101, 102, 103)의 기체 및 저장환경을 측정하여 RS-485통신을 이용해 제어장치(121, 122, 123)로 측정값을 전달하도록 구성될 수 있다.
제어장치(121, 122, 123)는 다수의 상기 DCA저장고(101, 102, 103)에 각각 설치되어, 상기 각 통합센서(111, 112, 113)에서 측정된 측정값을 설정값과 비교한 결과에 따라, 상기 DCA저장고(101, 102, 103)의 환경제어를 위한 제어신호를 출력한다.
즉, 제어장치(121, 122, 123)는 통합센서(111, 112, 113)로부터 환경측정값을 전달받아 설정값과 비교하여 DCA저장고(101, 102, 103)의 냉각장치 및 중계기(140)로 환경제어를 위한 제어신호를 출력 한다.
이때, 상기 제어장치(121, 122, 123)는 기체환경의 제어에 따라 계산된 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)에 따라, 상기 DCA저장고(101, 102, 103)의 환경제어를 위한 제어신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 호흡지수(RQ)는 이산화탄소 생산량을 산소 소모량으로 나누어 계산할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(121, 122, 123)는 통합센서(111, 112, 113), DCA저장고(101, 102, 103) 및 중계기(140) 사이에 위치하며 통신 및 제어 입출력 선으로 연결 되어, 통합센서(111, 112, 113)로부터 측정된 데이터를 이용하여 호흡지수를 계산하고 이를 바탕으로 DCA저장고(101, 102, 103)의 온도 및 기체환경을 제어할 수 있다.
중계기(140)는 상기 제어장치(121, 122, 123)로부터 출력되는 제어신호에 의해 상기 질소발생기(130)로부터 공급되는 질소를 조절하여, 다수의 상기 DCA저장고(101, 102, 103)의 기체 환경을 순차적으로 제어할 수 있다.
즉, 중계기(140)는 다수의 DCA저장고(101, 102, 103)를 1대의 질소발생기(130)로 제어할 때, DCA저장고(101, 102, 103)의 기체제어를 순차적으로 제어할 수 있도록 한다.
이때, 상기 중계기(140)는 제어장치(121, 122, 123)와 질소발생기(130) 사이에 통신선을 통해 연결되어, 제어장치(121, 122, 123)로부터 산소 및 이산화탄소 제어신호를 입력 받아 산소발생기 작동신호 및 4-20 mA의 산소공급농도 신호를 전달하도록 구성될 수 있다.
질소발생기(130)는 입력된 질소농도로 질소를 생성하여 다수의 상기 DCA저장고(101, 102, 103)로 각각 공급하며, 중계기(140)와 통신선으로 연결되어 생성된 질소의 공급을 위해 DCA저장고(101, 102, 103)와 튜브 및 밸브로 연결되어, 작동신호 및 질소농도 신호에 의해 질소를 생산 후 질소공급밸브를 통해 DCA저장고(101, 102, 103)로 설정농도의 질소를 공급할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수(RQ)를 계산하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 제어장치(121, 122, 123)가 기체환경의 제어에 따라 계산된 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 기체환경의 분석을 통한 호흡지수 산출을 위하여 시험 진행 결과를 사용할 수 있다.
시험재료로서는 후지사과를 사용하여, DCA저장고(101, 102, 103)를 모사한 챔버를 활용하여 기체환경(산소, 이산화탄소)을 제어하고, 제어기간 동안 산소와 이산화탄소의 농도를 관찰하여 호흡지수 계산이 가능한 구간 검출 및 호흡지수 계산을 할 수 있다. 이때, 측정센서는 가스분석기, 통합센서 등 측정센서를 다양하게 하여 통합센서 측정값의 신뢰도 확보할 수 있다.
하기의 표 1에는 실험 조건에 따른 기체농도 제어 범위가 기재되어 있다.
[표 1]
Figure 112020063292783-pat00001
도 2를 참조하면, DCA 챔버 1의 기체환경 변화를 분석한 결과, 이산화탄소농도 제어범위가 0.2-0.5%이며, 이산화탄소의 농도변화에 따른 기체환경제어로 산소농도의 변화율 산출이 어려우며, 호흡지수는 -5∼3으로 그 폭이 넓게 존재하는 것을 알 수 있다.
도 3을 참조하면, DCA 챔버 2의 기체환경 변화를 분석한 결과, 이산화탄소농도 제어범위가 0.2-1%이며, 이산화탄소의 농도변화에 따라 산소농도의 변화율이 도 2보다 뚜렷하게 나타나고 있으며, 호흡지수는 계산결과는 DCA 저장고(DCA 챔버 1)보다 안정화 되었음을 알 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, DCA 챔버 3의 기체환경 변화를 분석한 결과, 이산화탄소농도 제어범위가 0.2-1.5%로 증가함에 따라 산소농도 변화를 더욱 뚜렷하게 파악할 수 있으며, 산소와 이산화탄소 변화율 파악이 분명한 구간에서 호흡지수의 안정적인 계산이 이루어지는 것을 알 수 있다.
도 5를 참조하면, DCA 챔버 4의 기체환경 변화를 분석한 결과, 이산화탄소농도 제어범위가 0.2-2%로 증가하여 변화율이 가장 크게 나타나고 있으나, 저산소구간이 발생하여 기체제어가 이루어져 측정초기에 호흡지수가 불안정하게 계산되며, 이후 안정화구간에서 호흡지수 측정이 정상적으로 이루어지는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 제어장치(121, 122, 123)가 상기 기체환경의 제어와, 통합센서(111, 112, 113)의 측정주기에 따라 계산된 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)에 따라, 상기 DCA저장고(101, 102, 103)의 환경제어를 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 측정주기를 고려한 호흡지수 계산 결과를 도시한 그래프이다.
측정주기를 데이터 측정시간 또는 1일로 호흡지수를 계산할 경우에는 산소와 이산화탄소의 변화량이 작아 정확한 호흡지수 계산이 어려운 문제점이 있다.
2일 또는 3일 단위로 일정하게 기체조절이 이루어진 DCA챔버 3과 4의 기체환경 데이터를 이용하여 2일, 3일 주기로 호흡지수를 계산한 결과, 측정주기가 늘어날수록 안정적인 호흡지수의 측정이 가능하였으며, 기체제어 상태와 같은 외부의 영향을 계산식에서 제거하는 데이터 분리작업이 필요하다.
이와 같이, 호흡지수의 계산은 정밀한 기체환경 측정이 요구되므로 정밀도를 높이기 위해서는 외부환경에 의한 기체농도 변화와 농산물의 호흡에 의한 기체환경 변화를 구분할 필요가 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 호흡지수를 고려한 기체농도 제어 방법을 도시하고 있다.
이후부터는 도 8을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 방법을 설명하기로 한다.
기체농도의 제어는 기체 환경설정, 기체농도 측정, 호흡지수 계산, 호흡지수를 고려한 기체농도 제어로 구분된다.
먼저, 호흡지수(RQ)를 이용한 기체농도 제어를 위하여, 제어장치가 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 각각의 기체환경을 설정한다(S210).
이와 같은 기체 환경설정은 DCA저장을 위한 초기 기체농도 설정으로서, 산소와 이산화탄소의 농도 범위를 설정할 수 있다.
이후, 통합센서가 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 측정한다(S220). 이와 같은 기체농도 측정은 기체 환경변화를 고려하여 호흡지수를 측정하기 위한 것이다.
이와 같인 기체농도의 측정 결과, 산소와 이산화탄소의 농도가 0% 이상인 경우에는(S225), 상기 제어장치가 측정된 상기 기체농도에 따라 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)를 계산하며(S230), 이와 같은 호흡지수의 계산은 측정된 기체 환경데이터 기준으로 진행되며, 이때 상기 호흡지수(RQ)는 이산화탄소의 변화량(△CO2)/산소의 변화량(△O2)으로 계산할 수 있다.
따라서, 제어장치가 이와 같이 계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 능동적으로 제어할 수 있다(S240).
도 9는 본 발명의 일실시예의 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 기체농도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
호흡지수(RQ)는 농산물의 호흡과정만 고려해야 하며 기체조절 과정 등 외부의 영향은 제외시켜야 한다.
DCA저장 시스템에서 질소발생기 작동으로 기체조절이 진행되는 구간은 외부 영향이므로, 이를 제외하고 기체농도를 측정하여 호흡지수(RQ)를 계산할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면 호흡지수 계산을 위한 기체농도 측정과정에서 질소발생기가 영향을 주는 경우는 Case 1-4의 총 4가지로 구분하였다.
질소발생기의 작동에 따른 기체농도의 측정을 위하여, 질소발생기가 작동하는지 판단하여(S310), 질소발생기가 작동하지 않는 경우에는 산소와 이산화탄소의 변화량에 따라 계산하고(S315), 질소발생기가 작동하는 Case 1의 경우에는(S320), 도 10에 도시된 측정방법에 따라 호흡지수(RQ)를 계산할 수 있다(S325).
또한, Case 2의 경우에는(S330), 도 11에 도시된 측정방법에 따라 호흡지수(RQ)를 계산할 수 있으며(S335). Case 3의 경우에는(S340), 도 12에 도시된 측정방법에 따라 호흡지수(RQ)를 계산할 수 있으며(S345), Case 4의 경우에는, 도 13에 도시된 측정방법에 따라 호흡지수(RQ)를 계산할 수 있다(S350).
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수를 기반으로 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수를 기반으로 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
농산물의 호흡지수는 수확 직후 또는 저장기간에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 변화하는 호흡지수에 능동적으로 기체농도 제어가 필요하다.
또한, 농산물의 초기 생리 상태를 파악 할 수 없으므로, 기본적으로 호흡지수 및 호흡지수 편차를 설정하고, 이에 맞는 기체농도 조절이 이루어져야 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 초기 설정된 호흡지수 데이터를 기반으로 산소농도 제어여부를 판단하고 호흡지수가 설정값보다 높을 경우, 같을 경우, 낮을 경우에 대해 산소농도 조절조건을 설정하고 설정값에 의해 자동조절이 이루어 진다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제어장치가 초기 설정된 호흡지수인 설정값 호흡지수(RQ)와, 계산된 상기 호흡지수(RQ)를 비교하고(S410, S411), 상기 호흡지수(RQ)가 상기 설정값 호흡지수(RQ) 보다 높은 경우, 같은 경우, 낮은 경우 별로 설정되어 있는 산소농도 조절조건에 따라, 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절할 수 있다(S420, S421, S422).
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡지수 기반 기체환경을 자동제어하기 위한 프로그램의 설정화면을 도시하고 있다.
도 16에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 농산물의 생리작용에 능동적으로 대처할 수 있도록 호흡지수 측정주기, 호흡지수 설정, 호흡지수 비교결과에 따른 기체농도 제어 변화량을 입력하여 설정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템 및 방법은 호흡특성을 관찰한 결과를 이용해 산소농도를 제어하도록 하여, 저산소 장해를 예방하고, 농산물의 허용 가능한 최저산소를 유지하여 저장기간 연장할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101, 102, 103: DCA저장고
111, 112, 113: 통합센서
121, 122, 123: 제어장치
130: 질소발생기
140: 중계기

Claims (8)

  1. 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 내부에 각각 설치되어 기체환경을 측정하는 통합센서;
    다수의 상기 DCA저장고에 각각 설치되어, 상기 각 통합센서에서 측정된 측정값을 설정값과 비교한 결과에 따라, 상기 DCA저장고의 환경제어를 위한 제어신호를 출력하는 제어장치;
    입력된 질소농도로 질소를 생성하여 다수의 상기 DCA저장고로 각각 공급하는 질소발생기; 및
    상기 제어장치로부터 출력되는 제어신호에 의해 상기 질소발생기로부터 공급되는 질소를 조절하여, 다수의 상기 DCA저장고의 기체 환경을 순차적으로 제어하는 중계기;를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    상기 각 DCA저장고의 기체환경을 설정하고,
    상기 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 측정하고,
    측정된 이산화탄소와 산소의 기체농도를 이용해 이산화탄소의 변화량(△CO2)/산소의 변화량(△O2)인 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)를 계산하고,
    계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어시에는, 초기 설정된 호흡지수인 설정값 호흡지수(RQ)와, 계산된 상기 호흡지수(RQ)를 비교하여, 계산된 상기 호흡지수(RQ)가 상기 설정값 호흡지수(RQ) 보다 높은 경우, 같은 경우, 낮은 경우 별로 설정되어 있는 산소농도 조절조건에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절하며,
    상기 각 DCA저장고의 기체농도의 자동 조절 시에는,
    상기 질소발생기가 작동하지 않을 시에는 산소와 이산화탄소의 측정된 변화량을 이용해 상기 호흡지수(RQ)를 계산하고,
    상기 질소발생기가 작동하기 이전에 산소와 이산화탄소의 변화량을 측정하는 시간의 간격인 제1 호흡지수(RQ1) 측정 구간과, 상기 질소발생기가 작동한 이후에 산소와 이산화탄소의 변화량을 측정하는 시간의 간격인 제2 호흡지수(RQ2)의 측정 구간 중에서, 보다 시간의 간격이 긴 측정 구간의 호흡지수를 선택하여 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 농산물 생리감응형 DCA 저장 시스템.
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  6. 제어장치가 다수의 DCA(Dynamic Controlled Atmosphere) 저장고의 각각의 기체환경을 설정하는 제1 단계;
    통합센서가 질소발생기의 동작에 따른 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 측정하는 제2 단계;
    상기 제어장치가 측정된 이산화탄소와 산소의 기체농도를 이용해 이산화탄소의 변화량(△CO2)/산소의 변화량(△O2)인 호흡지수(RQ: Respiratory Quotient)를 계산하는 제3 단계; 및
    상기 제어장치가 계산된 상기 호흡지수(RQ)에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 제4 단계;를 포함하고,
    상기 제4 단계는,
    상기 제어장치가 초기 설정된 호흡지수인 설정값 호흡지수(RQ)와, 계산된 상기 호흡지수(RQ)를 비교하는 단계;
    상기 제어장치가 계산된 상기 호흡지수(RQ)가 상기 설정값 호흡지수(RQ) 보다 높은 경우, 같은 경우, 낮은 경우 별로 설정되어 있는 산소농도 조절조건에 따라, 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절하는 단계;를 포함하고,
    상기 각 DCA저장고의 기체농도를 자동 조절하는 단계는,
    상기 질소발생기가 작동하지 않을 시에는 산소와 이산화탄소의 측정된 변화량을 이용해 상기 호흡지수(RQ)를 계산하고,
    상기 질소발생기가 작동하기 이전에 산소와 이산화탄소의 변화량을 측정하는 시간의 간격인 제1 호흡지수(RQ1) 측정 구간과, 상기 질소발생기가 작동한 이후에 산소와 이산화탄소의 변화량을 측정하는 시간의 간격인 제2 호흡지수(RQ2)의 측정 구간 중에서, 보다 시간의 간격이 긴 측정 구간의 호흡지수를 선택하여 상기 각 DCA저장고의 기체농도를 제어하는 농산물 생리감응형 DCA 저장 방법.
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