КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ДОЗРЕВАНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И/ИЛИ ХРАНЕНИЯ ФРУКТОВ
CONTAINER FOR RIPENING, TRANSPORTATION, AND/OR STORAGE OF FRUITS

Настоящее изобретение касается контейнера для дозревания, транспортировки и хранения фруктов.
Как правило, бананы собираются для потребительского рынка еще зелеными (т.е. в недозрелом состоянии) и после этого обрабатываются. Затем собранные зеленые бананы перевозятся к месту назначения, обычно в картонных коробках на поддонах, и дозревают в специальных камерах дозревания до желаемого желтого цвета в течение 4-7 дней.
Однако применение камер дозревания не ограничено бананами; они могут аналогично применяться для дозревания других фруктов.
В таких камерах дозревания температура обычно жестко контролируется в соответствии с расписанием (частично также в соответствии с температурой фруктов), концентрация этилена (например, 500 ч/млн или выше) в камере настраивается на 24 часа. Стандартными параметрами дозревания фруктов в известных технических решениях являются: температура воздуха, температура фрукта (банана), концентрация этилена > 500 ч/млн. Частично
В связи с повышением температуры и фумигации этилена изделия крайне быстро дозревают, затем применяются меры для недопущения перегрева продуктов при высоком энергопотреблении и значительные технические усилия для контроля температуры и контроля температуры фруктов.
2
2
Иногда в процессе дозревания для хранения зеленых бананов, а также после дозревания после хранения в камерах дозревания применяется технология КА (КА - контролируемая атмосфера) для обеспечения лучшего поддержания свежести дозревших фруктов после дозревания или для сохранения товаров для продажи. При использовании технологии КА возможно контролируемое снижение уровня кислорода в камере дозревания и повышение концентрации СО, благодаря чему прекращается дозревание. Однако для этой технологии требуются специальные камеры с газонепроницаемым шлюзом, генератором азота, технологии абсорбции СО и соответствующей технологией измерения.
Эффект КА особенно хорошо известен для бананов, где она используется для хранения и консервации зрелых и незрелых фруктов.
2
Недостатками методов созревания или камер дозревания, используемых для этого в соответствии с известными техническими решениями, является относительно длительный процесс созревания, высокое энергопотребление при хранении дозревающих в них фруктов и преимущественно неравномерное дозревание в камере, зависящее, например, от положения фруктов в камере дозревания, а также от исходного состояния фруктов перед их перемещением в камеру дозревания. Кроме того, слишком высокие и неконтролируемые уровни этилена и СО производят негативное биологическое воздействие на фрукты, которое отражается в ухудшении вкуса, аромата и срока хранения. Особенно это заметно у бананов.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного метода дозревания для камер дозревания и соответствующих камер дозревания. В частности, необходимо добиться более щадящего процесса дозревания. Эти цели достигаются с помощью метода и камеры дозревания, имеющих признаки независимых пунктов формулы изобретения.
Таким образом, первый аспект изобретения относится к методу дозревания фруктов, в частности, бананов, в котором фрукты, предназначенные для дозревания, размещаются в газонепроницаемой камере, и во время дозревания измеряется респирация фруктов.
2
2
В отличие от стандартного дозревания в камерах дозревания, где в процессе дозревания температура и концентрация этилена устанавливаются один раз, в процессе дозревания в соответствии с изобретением, в частности, при использовании в камере дозревания в соответствии с изобретением, помимо контроля температуры, измеряется и контролируется респирация (дыхание) продуктов, в частности, путем регулирования концентрации газа (СО/О/этилен) в отделении дозревания камеры.
Существенным преимуществом настоящего изобретения является тот факт, что здоровое и стабильное созревание плодов может быть достигнуто в течение нескольких дней. Например, в случае бананов созревание может быть достигнуто всего за 3 дня до получения цвета, соответствующего числу созревания в диапазоне от 2,5 до 3,5. В частности, можно избежать чрезмерного нагрева и связанного с ним стресса, что впоследствии привело бы к проблемам с контролем температуры (слишком высокая температура банана) на пути сбыта. Срок годности продуктов также значительно увеличивается, так как сохраняется естественное накопление энергии бананами, что обеспечивает хороший срок хранения после дозревания. Кроме того, достигается лучшее и более равномерное дозревание по всей камере дозревания. Качество фруктов, дозревших в соответствии с изобретением, воспроизводимо и, следовательно, является неизменно хорошим. Кроме того, необходимое время дозревания (в зависимости от исходного качества и состояния товара) может быть автоматически определено программой дозревания и рассчитано (и, соответственно, может меняться). Принимая во внимание респирацию фруктов в процессе созревания, можно регулировать потребление этилена в соответствии с потребностями бананов и, таким образом, значительно снижать его по сравнению с известными техническими решениями. Сокращение времени дозревания также может увеличить производительность камеры дозревания и сэкономить энергию на управление процессом. В частности, проще остановить текущую стадию дозревания или продлить ее. Это особенно выгодно для длительных маршрутов доставки конечному потребителю, поскольку в этом случае заранее определенное состояние созревания меняется и может контролироваться с помощью метода, указанного в изобретении. Кроме того, можно гибко реагировать на изменение объемов продаж для розничной торговли, что приводит к значительному снижению риска рекламации и порчи товара.
2
2
2
4
2
2
4
2
Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что созревание регулируется и/или контролируется в качестве функции респирации посредством СО, концентрации О и/или концентрации этилена в камере, в частности, отделении дозревания камеры. Это основано на результатах исследованиях процесса созревания фруктов, особенно тропических фруктов. В процессе созревания происходит газообмен фруктов с окружающей средой, который называется респирацией, то есть дыханием. Поглощая кислород, плоды созревают с образованием и хранением углеводов с низкой молекулярной массой, особенно Сахаров. При этом образуется диоксид углерода, который улетучивается в виде дыхательного газа. Этот процесс запускается в присутствии этилена, то есть СН, при котором этилен преобразуется в соответствующие углеводы в присутствии кислорода. Помимо вышеописанного, в связи с дозреванием в плодах одновременно происходят другие процессы, которые, например, проявляются в виде цвета и/или твердости фрукта, так что параметры дыхания (СО. СН и О) могут быть показателем степени зрелости.
2
Образование диоксида углерода, связанное с повышением концентрации СО в камере дозревания, может служить показателем производства сахара, связанного с дозреванием фруктов в газонепроницаемой камере дозревания. Потребление кислорода, то есть, снижение концентрации кислорода в камере дозревания, а также повышение потребления диоксида углерода, то есть, повышение концентрации диоксида углерода в камере дозревания, служит, согласно изобретению, показателем прогресса созревания фруктов.
Таким образом, настоящее изобретение характеризуется, в частности, по сравнению с традиционными методами дозревания, при которых респирация фруктов в процессе дозревания, в частности, в камере дозревания в соответствии с изобретением, контролируется и мониторится путем измерения респирации и средствами оценки полученных результатов изменения.
2
Кроме того, настоящее изобретение характеризуется тем, что концентрация СО учитывается и контролируется в течение всего дозревания в качестве параметра дозревания (а не как фактор хранения, угнетающий дозревание, как в известных технических решениях) в соответствующем методе дозревания в технологической диаграмме процесса дозревания.
Показано, что чрезмерная фумигация фруктов этиленом может эффективно привести к чрезмерному процессу дозревания, которое трудно остановить и контролировать. В результате этого фрукты дозревают неконтролируемо, и энергетические запасы фруктов потребляются более интенсивно и растянуто, что проявляется в неравномерной картине дозревания и снижении срока хранения фруктов. Это также отрицательно сказывается на вкусе бананов благодаря эффекту ферментации. Сейчас измерение респирации в соответствии с изобретением позволяет избирательно фумигировать фрукты этиленом, благодаря чему не превышается необходимый уровень этилена и достигается особенно плавное дозревание фруктов.
Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что в отделении дозревания камеры устанавливается предварительно определенная концентрация этилена, которая изменяется в процессе дозревания. Преимуществом этого варианта является тот факт, что концентрация этилена не превышает необходимый уровень, и, в частности, может регулироваться в процессе дозревания, что, в свою очередь, приводит к равномерному дозреванию фруктов с равномерной картиной дозревания.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения дополнительно предусмотрено, что при фумигации этиленом концентрация этилена будет находиться в диапазоне от 50 до 300 ч/млн, предпочтительно в диапазоне от 80 до 220 ч/млн, в частности, в технологическом процессе в соответствии с вышеописанном изобретением концентрация этилена ни в коем случае не должна превышать 300 ч/млн. Показано, что фумигация с концентрацией свыше 300 ч/млн в камере дозревания приводит к перезреванию, чего возможно избежать с помощью вышеуказанной предпочтительной концентрации.
2
2
Данные значения относятся, в частности, к камерам дозревания, наполненным не менее чем на 60%, и требуют соответствующей корректировки при более низкой наполненности камеры дозревания. В этом случае, например, значение этилена следует рассматривать как регулируемое абсолютное газовое значение в ч/млн. С другой стороны, будучи гибкой уставкой, оно отражает выработку СО, которая, в свою очередь, связана с уровнем наполненности камеры. Иными словами, чем меньше продуктов находится в камере, тем ниже измеряемая выработка СО.
Преимущество изобретения состоит в том, что концентрация этилена в отделении дозревания снижается после предварительно заданного периода и постоянно остается сниженной, в частности, не выше 50 ч/млн, предпочтительно не выше 30 ч/млн. Такое применение метода в соответствии с изобретением дополнительно оптимизирует равномерность дозревания фруктов и срок хранения дозревших фруктов, так как созревание происходит более равномерно. Более высокая начальная концентрация обусловлена необходимостью вначале запустить процесс дозревания, после чего она снижается до минимума для осуществления постепенного, очень мягкого дозревания до предварительно заданного уровня. Кроме того, такое применение обладает преимуществом экономии этилена, что приводит к экономии средств.
Особое преимущество состоит в том, что процесс дозревания в соответствии с изобретением состоит из нескольких фаз, которые отличаются, в частности, концентрацией газа и/или температурой в отделении дозревания. При этом на первой фазе происходит постепенное повышение, а вторая фаза состоит в повышении, менее резком, чем во время первой фазы; в заключительной фазе постоянная концентрация диоксида углерода в отделении дозревания является измеряемой.
2
2
2
2
2
2
Первая, или начальная, фаза метода в соответствии с изобретением сначала обеспечивает возможность довести все созревающие фрукты, расположенные в отделении дозревания камеры, до одинаковой стадии зрелости, чтобы все фрукты оказались в одинаковой начальной стадии зрелости и, следовательно, при следующих одинаковых условиях созревания дали сопоставимый результат созревания. Одним из показателей этого состояния является выделение диоксида углерода фруктами во время созревания. Первоначально оно резко повышается в начале созревания, постепенно возрастая по мере созревания. Только когда наблюдается устойчивое и равномерное выделение углекислого газа в течение определенного периода времени всеми фруктами, в камере дозревания можно будет измерить стабильное увеличение концентрации углекислого. Здесь следует отметить, что при использовании метода в соответствии с изобретением, которое обеспечивает реализацию дозревания в газонепроницаемой камере дозревания, как описано выше, концентрация СО или ее увеличение или уменьшение всегда обратно пропорционально концентрации кислорода или его увеличению или уменьшению до тех пор, пока не произойдет активного удаления или подачи одного из газов (О, N, СО) в камеру дозревания. Предпочтительно, чтобы постоянное увеличение концентрации СО или постоянное снижение концентрации О или служило отправной точкой промежуточной фазы, в которой происходит активная фумигация этиленом.
2
2
Особое преимущество промежуточной фазы состоит в том, что концентрация СО и/или О при небольшом увеличении в диапазоне 0,1-0,5 об.%, в частности, в диапазоне от 0,1 до 0,3 об.%, поддерживается постоянной, что характеризует более мягкое созревание. Предпочтительно, чтобы конечной точкой промежуточной фазы служило достижение максимальной концентрации диоксида углерода, в частности, предварительно заданного значения в диапазоне от 1,5 до 3 об.%, предпочтительно 2 об.%. Альтернативно или дополнительно, достижение предварительно определенного цвета фруктов (в частности, в случае бананов) может определять окончание промежуточной фазы.
2
2
2
В заключительной фазе подача О и этилена и/или удаление СО, например, с помощью адсорбера СО, определенная концентрация газа поддерживается постоянной, все более препятствуя дальнейшему дозреванию.
2
2
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что концентрация СО регулируется добавлением этилена, добавлением кислорода, добавлением азота и/или удалением СО. Этот вариант осуществления обеспечивает активное вмешательство в процесс дозревания, благодаря этому, интенсификацию или замедление процесса созревания фруктов, запускаемые с помощью регулируемых параметров.
Кроме того, активное вмешательство в процесс дозревания может запускаться другими атмосферными параметрами в отделении дозревания камеры. Таким образом, в дальнейшем предпочтительном варианте изобретения обеспечивается, что контроль и/или управление температурой происходит в отделении дозревания камеры и, в частности, во фруктах.
Особое преимущество состоит в том, что измерение и/или контроль вышеуказанных параметров может производиться постоянно или с определенными интервалами. Этим достигается, в частности, постоянный мониторинг измеряемых значений или мониторинг через небольшие интервалы, а также возможность контроля только при превышении критических значений. Альтернативно или дополнительно контроль осуществляется после настройки или перенастройки отдельных параметров или через предварительно определенные периоды, которые сохраняются в определенных циклах метода. При этом варианте осуществления, в зависимости от первоначального состояния фруктов, вида фруктов и/или количества фруктов, метод в соответствии с изобретением состоит, в частности, из нескольких циклов, входящих в вышеописанные три фазы, и, в частности, включает в себя интервалы, параметры времени и параметры фумигации, а также предельные значения концентрации газа внутри отделения дозревания. Такое осуществление в самом широком смысле обеспечивает автоматизированную реализацию метода в соответствии с изобретением.
2
Следующий аспект изобретения касается измерения степени зрелости фруктов фотометрическим методом, которое лучше осуществлять в автоматическом режиме. Для этой цели определяется, в частности, желаемый цвет фруктов, и ему присваивается так называемый номер зрелости (согласно палитре производителей бананов). Степень зрелости, измеренная фотометрическим способом, используется в качестве показателя зрелости в качестве альтернативы или в дополнение к измерению респирации и используется в качестве контрольного параметра метода, в частности, для цикла управления. Таким образом, в качестве альтернативы или в дополнение к измерению концентрации СО на основании номера зрелости, определенного фотометрическим способом, регулирование таких параметров зрелости, как температура и концентрация этилена, может осуществляться, как в вышеописанных вариантах.
Следующим показателем зрелости, проявляющимся, в широком смысле, пропорционально степени зрелости фруктов, в частности, бананов, а также помидоров, является относительное содержание хлорофилла на поверхности или вблизи поверхности фрукта. Затем этот параметр оценивается на основании цвета, как указано выше, для определения степени спелости. Относительное содержание хлорофилла предпочтительно измерять косвенно, с помощью излучения, которое испускается после возбуждения хлорофилла, содержащегося во фрукте, светом, в частности, инфракрасным излучением.
Соответственно, один из аспектов изобретения относится к процессу дозревания фруктов, в частности бананов, при котором дозревающие фрукты размещаются в газонепроницаемом отделении для дозревания, и их дозревание измеряется в процессе дозревания фруктов на основании респирации, относительного содержания хлорофилла или его изменения во времени и/или цвета.
Второй аспект изобретения относится к камере дозревания для дозревания и хранения фруктов, содержащей газонепроницаемое отделение дозревания, в которой отделение дозревания приспособлено для осуществления метода согласно изобретению в одном из вышеупомянутых вариантов осуществления.
2
2
В предпочтительном варианте осуществления в камере дозревания в каждом случае находится устройство для измерения концентрации этилена, концентрации СО, концентрации О и/или температуры (температуры воздуха и фруктов) в отделении дозревания камеры и соответствующие устройства для оценки полученных измеренных значений. Этот вариант осуществления позволяет контролировать дыхание, что необходимо для метода согласно изобретению, и активно контролировать процесс созревания с помощью атмосферных параметров в отделении дозревания.
2
В соответствии с изобретением, камера содержит отделение дозревания, разработанное в газонепроницаемом исполнении в соответствии с критериями так называемой технологии КА, и, следовательно, закрытое от внешней среды и газонепроницаемое. Требование газонепроницаемости достигается, когда после создания пониженного или повышенного давления в 15 мм вод.ст. (водяной столб = 150 Па) в отделении созревания это давление падает/или увеличивается в течение 0,5 часа максимум на 5, предпочтительно на 4, в частности на 3, предпочтительно на 2 мм вод.ст. (20 Па), где меньшее числовое значение связано с более высокой непроницаемостью. Отделение дозревания снабжено газонепроницаемым шлюзом для создания КА и, желательно, устройством регулирования подачи воздуха, отведения воздуха и/или избыточного/недостаточного давления в камере дозревания. Кроме того, желательно предусмотреть средство генерации азота, средство адсорбции СО и соответствующую измерительную технику, соединенные с отделением дозревания камеры с возможностью переноса текучей среды.
В другом предпочтительном варианте осуществления камера содержит средство контроля и регулирования атмосферы в отделении дозревания камеры, связанное, по меньшей мере, с одним средством оценки.
В предпочтительном варианте исполнения камера содержит устройство, обеспечивающее постоянную циркуляцию воздуха, например, вентиляторы воздуха. Она также усиливается системой перекрытия воздуха в ящике с фруктами (ящик с поддонами) для создания перепада давления в ящике - при этом активизируется циркуляция воздуха или газа в ящик. Эта система особенно полезна для дозревания бананов. Для равномерного дозревания, сопровождающегося равномерным изменением цвета во всех ящиках, желательно установить только одну функцию циркуляции воздуха. В обычных системах дозревания для улучшения равномерности дозревания потребовалась функция реверсивного вентилятора, которая более не требуется в системе, созданной согласно изобретению.
2
При необходимости в системе, созданной согласно изобретению, использующей камеру дозревания и описанный метод, в камеру можно вдувать азот, выдувая излишки СО из атмосферы камеры. При низком содержании кислорода, например, кислород контролируемо подается в камеру дозревания по газонепроницаемой системе вентиляции. Более того, скорость циркуляции воздуха (расход подаваемого воздуха и скорость вентилятора) в отделении дозревания динамично подстраивается под процесс дозревания и воздушную проницаемость ящиков с бананами, предпочтительно, автоматически. Преимущество метода заключается в необходимости обеспечить только одно направление вращения вентилятора воздуха/направление воздуха в ящиках с фруктами, при этом будет обеспечиваться равномерное дозревание и цвет фруктов во всем отделении дозревания.
Это идеальное равномерное дозревание в отделении дозревания или в ящиках позволяет визуально определять степень зрелости на основании цвета фруктов. Это очень важно в случае дозревания бананов.
Особым преимуществом является тот факт, что камера дозревания согласно изобретению представляет собой контейнер или охлаждаемый ящик, или установлена в такой контейнер или охлаждаемый ящик, поэтому метод согласно изобретению не ограничен стационарным исполнением.
Таким образом, следующий аспект изобретения относится к контейнеру/ холодильнику для дозревания, хранения и транспортировки фруктов, контейнеру, содержащему или состоящему из газонепроницаемого пространства для дозревания, в котором расположены фрукты для дозревания, а также устройства для мониторинга и контроля респирационных газов внутри пространства для дозревания для обеспечения измерения и контроля респирационной деятельности фруктов во время транспортировки и хранения.
Для этой цели камера дозревания имеет, в частности, вышеописанные характеристики камеры дозревания для осуществления метода в соответствии с изобретением.
Конструкция камеры созревания в виде контейнера обладает тем преимуществом, что процесс созревания, происходящий в соответствии с настоящим изобретением, может быть объединен с транспортировкой фруктов. Это обеспечивает огромную экономию времени и энергии и, следовательно, является очень экономически выгодным. Кроме того, сокращается время хранения, в течение которого фрукты должны находиться в определенном состоянии дозревания, или при котором происходит неконтролируемое дозревание фруктов. По уже описанным причинам это обеспечивает высокое качество и сбалансированный вкус фруктов. Больше не требуется отдельное созревание в месте приемки, и, следовательно, больше не требуются дорогостоящие складские помещения и технологии дозревания.
Предпочтительно сохранять такую же внешнюю форму и размер контейнера, как у контейнера, обычно используемого для транспортировки фруктов. Таким образом, под контейнером следует понимать обычный основной корпус с одним основанием, одним дном и четырьмя сторонами.
Желательно, чтобы контейнер, помимо обычной двери, имел газонепроницаемую перегородку со специальной уплотнительной конструкцией. Желательно, чтобы это был модуль с уплотнительной каркасной стеной и напорным шлангом, в который поступает воздух и поддерживается давление с помощью давления газа, например, сжатого воздуха или азота. Увеличение объема напорного шланга за счет притока воздуха приводит к газонепроницаемому уплотнению переходов между напорной стенкой и корпусом контейнера. Или же перегородка уплотняется с помощью фольги, при этом стенка герметично закрывается одноразовой фольгой, например, на время транспортировки и хранения.
Желательно, чтобы контейнер был штабелируемым и запираемым.
2
2
В предпочтительной конфигурации блок мониторинга и контроля содержит устройства для измерения концентрации этилена, концентрации СО, концентрации О и/или температуры в отделении дозревания, а также соответствующие устройства для оценки полученных измеренных значений и, дополнительно, но не обязательно, устройства, подключенные хотя бы к одному устройству оценки для контроля и регулирования атмосферы внутри отделения дозревания контейнера. Кроме того, предусматривается система постоянной циркуляции воздуха и герметизации перевозимых товаров, как в обычной или вышеописанной стационарной камере дозревания, где принудительная циркуляция воздуха над фруктами достигается за счет перепада давления в контейнере с фруктами.
2
2
Особым преимуществом контейнера также является устройство регулирования температуры в отделении дозревания. Воздух при необходимости охлаждается или нагревается. При использовании обычных контейнеров или обычной технологии дозревания благодаря более высокому количеству тепла от биологической респирации и ограниченности доступного пространства, отсутствие циркуляции и направления воздуха часто приводит к перегреванию фруктов, что, в свою очередь, приводит к их неконтролируемому и неравномерному созреванию или даже порче. При этом наличие устройства регулирования температуры, этилена и газа, особенно СО и О, позволяет предотвращать перегрев и перемерзание фруктов.
Еще одним преимуществом варианта осуществления изобретения является возможность сохранять фрукты в определенном состоянии зрелости. Иными словами, дозревание возможно прервать. Фрукты остаются в контролируемом или неконтролируемом состоянии зрелости. До сих пор этого было невозможно достичь при хранении или транспортировке фруктов, особенно бананов, в процессе транспортировки.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения дополнительно предусматривается размещение устройства для контроля состояния зрелости, в частности, камеры/сенсора, для определения номера или степени зрелости. Это преимущество является особенно важным при транспортировке фруктов, так как в это период мониторинг посредством визуального осмотра исключен. Устройство мониторинга подключено к центру мониторинга и/или устройству управления для контроля процесса, при этом особым преимуществом является сравнение определенного номера зрелости с целевым значением и регулирование процесса в случае отклонения. Процесс позволяет контролировать и воспроизводить одинаковое качество зрелости. Таким образом, на основании показателей респирации и эмпирических значений временной процесс созревания и состояние созревания можно оценивать также без камеры/системы датчиков. Таким образом, например, процесс созревания можно запустить на маршруте транспортировки с помощью радиосвязи и спутниковой технологии на основании запланированного времени прибытия к грузополучателю. Цель состоит в том, чтобы обеспечить достижение желаемой степени спелости фруктов по прибытии к грузополучателю. Полученная информация о респирации также обеспечивает информацию и прогноз текущей спелости соответствующих видов перевозимых фруктов.
2
2
2
2
Желательно, чтобы контейнер на основании изобретения не был оборудован адсорбером диоксида углерода. Он будет занимать много места, которое невозможно будет заполнить. В этом случае желательно, чтобы функция адсорбера диоксида углерода предпочтительно выполнялась путем регулирования подачи азота, этилена и кислорода. Таким образом, концентрация СО относительно снижается за счет увеличения количества кислорода, этилена и/или азота. Иными словами, избыток СО регулируется с помощью генератора N путем промывки отделения дозревания в контейнере азотом для ограничения содержания СО в контейнере.
2
Во время этого процесса соответствующие желаемые концентрации этилена и кислорода нарушаются или изменяются. Следовательно, в процессе регулирования эти параметры (концентрация О и этилена) желательно корректировать быстро и, особенно желательно, одновременно, и соответственно подавать газы.
Для созревания фруктов в транспортном отсеке также должен присутствовать источник или хранилище этилена (обычно смесь этилена и азота из-за воспламеняемости, например, в баллонах под давлением) для обеспечения необходимой подачи в контейнер. Желательно реализовывать это с помощью гидродинамических баллонов под давлением, содержащих соответствующие газы.
Еще одно преимущество отделения дозревания в контейнере состоит в том, что оно снабжено устройством регулирования давления, в частности, предохранительным клапаном, который позволяет выпускать избыточный воздух из контейнера в окружающую среду.
В особенно предпочтительной конструкции контейнер выполнен в виде запирающегося контейнера. Это позволяет использовать контейнер в качестве транспортировочного контейнера на корабле, в грузовом автомобиле или в грузовом поезде.
Лучше всего подходят контейнеры по ISO благодаря их универсальности. Контейнеры по ISO представляют собой стандартные крупные контейнеры (контейнеры для морских перевозок), выполненные из стали, обеспечивающие простую и быструю погрузку, транспортировку, хранение и разгрузку товаров.
Соответствующие стандарты (например, в отношении размеров, погрузки, штабелирования) были согласованы и приняты Международной морской организацией (IMO) и определены в стандарте ISO 668.
В случае использования грузового автомобиля, в соответствии с изобретением, в качестве контейнеров желательно использовать изолированные кузова. Изолированный кузов значительно тяжелее сопоставимого кузова с брезентовым покрытием благодаря панелям из стекловолокна, как правило, с двойным дном, с изоляцией из полиуретановой пены и деревянному или алюминиевому креплению между ними. Это снижает обычную грузоподъемность с 25 до 24 тонн.
Для обеспечения ширины внутреннего пространства 2,40 м, соответствующего стандартизированному транспортному оборудованию, такому как евро-поддоны или сетчатые ящики, кузова с контролируемой температурой могут иметь общую ширину 2,60 м, таким образом превышая общую максимальную ширину 2,55 м, допустимую без особого разрешения. Однако, так как максимальная длина автомобиля не увеличивается, стандартные прицепы-рефрижераторы могут перевозить только 33 вместо 34 евро-поддонов.
В качестве другого варианта, или дополнительно, контейнер в соответствии с изобретением предназначен служить готовым элементом камеры дозревания.
В этом случае контейнеры также включают трейлеры для прицепов-рефрижераторов, так как они используются в грузоперевозках для перевозки портящихся продуктов. Здесь также может применяться описанная технология.
Еще один аспект изобретения касается применения контейнера в соответствии с изобретением для дозревания, хранения и/или транспортировки на судне, грузовом автомобиле или грузовом поезде, а также грузового автомобиля, судна или грузового поезда, содержащего контейнер в соответствии с изобретением.
Желательно, чтобы контейнер был снабжен доступом к источнику энергии, который можно подключать к внешнему источнику энергии или к источнику энергии на судне, грузовом автомобиле или грузовом поезде. Кроме того, предпочтительно, чтобы контейнер был снабжен устройством внешнего обмена данными.
При использовании на грузовом автомобиле сюда входит, в частности, неблокируемое расположение контейнера на погрузочной площадке грузового автомобиля и/или прицепа грузового автомобиля.
Таким образом, контейнер согласно изобретению предлагает преимущества контролируемого, равномерного и оптимального созревания фруктов во время транспортировки как морским, так и наземным транспортом. Процесс созревания можно запускать и целенаправленно контролировать с помощью современных средств связи. В каждом отдельном контейнере процесс созревания можно запускать в оптимальное время с помощью современного обмена данными отслеживания через удаленный мониторинг происхождения, содержания товара, места назначения и даты прибытия, чтобы при прибытии была достигнута желаемая степень спелости фруктов. Получатель и продавец могут сразу запустить, а затем доставлять товар к пункту доставки и потребления без необходимости инициировать процесс целевого дозревания в дальнейшем.
При использовании процесса дозревания в соответствии с изобретением для созревания требуется значительно меньше энергии на охлаждение и нагрев. Это обеспечивает техническую возможность успешного контролируемого и равномерного процесса созревания в условиях небольшого пространства и значительно ограниченного контейнера. Это становится возможным благодаря полному контролю процесса дозревания и значительно более низкому потреблению энергии на охлаждение благодаря процессу созревания в соответствии с изобретением.
КА-контейнеры (газонепроницаемые контейнеры, в которых снижено содержание кислорода, например, для перевозки зеленых бананов) в течение долгого времени использовались для транспортировки, но успешное созревание до сих пор было невозможным по вышеуказанным причинам.
Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления изобретения являются результатом остальных его характеристик, указанных в зависимых пунктах формулы.
Различные варианты осуществления и аспекты изобретения, указанные в настоящей заявке, если иное отдельно не оговаривается, успешно сочетаются друг с другом. В частности, представления и описания предпочтительного варианта осуществления и осуществления метода всегда могут относиться к камере дозревания и наоборот.
Изобретение будет описано ниже в различных вариантах осуществления со ссылками на сопроводительные чертежи. В частности:
Фиг. 1 является схематическим представлением камеры дозревания в соответствии с изобретением в предпочтительном варианте осуществления изобретения.
3
3
3
3
На фиг. 1 показана камера дозревания в соответствии с изобретением с технологией 1, включая отделение дозревания 2, в котором будут содержаться фрукты, подлежащие дозреванию или хранению. Отделение дозревания 2 имеет газонепроницаемую конструкцию в значении качества так называемой КА, благодаря чему только незначительный газообмен происходит между внутренней частью отделения дозревания 2 и внешним пространством камеры 1. Это обеспечивается благодаря тому, что отделение дозревания 2 загружается через шлюз с КА 13 с наполнителем 3. Только оптимальное дозревание и хранение фруктов и овощей с абсолютно равномерной и воспроизводимой концентрацией газа обеспечивает равномерное дозревание или постоянную свежесть фруктов. Это обеспечивается благодаря шлюзу с КА 13, который закрывается, например, по принципу статического контакта. Наполнение 3 расположено, например, на так называемом порт-поддоне. Внутренний объем предпочтительного отделения дозревания 2, как правило, составляет от 177 м до 266 м, в зависимости от разновидности камеры. При этом размеры можно регулировать в соответствии с желаемым объемом наполнения 3 и состояний конструкции. В предпочтительной стационарной стандартной камере с объемом внутреннего пространства от 177 м до 266 м желательно хранить 24 так называемых харбор-поддонов при так называемом штабелировании в девять ящиков со 100%-ным использованием отделения для дозревания. Если загружаемыми фруктами будут бананы, упакованные в картонные ящики примерно по 20 кг, при полной загрузке 54 ящиков по 20 килограммов каждый, результат составит около 1080 кг бананов на харбор-поддон. Для 24 поддонов это составит 25920 кг бананов на стандартную камеру дозревания 1.
Размер поддонов, количество поддонов и количество дозревающих фруктов может отличаться. Особенно для контейнеров меньшего объема в соответствии с изобретением количество наполнения; при необходимости, количество газов или предельные значения регулируются.
Обнаружено, что при использовании камеры дозревания 2 на 60%, т.е. при 14 заполненных поддонах для вышеописанного примера стационарной камеры, значения концентрации в методе согласно изобретению не нужно регулировать. При более низком уровне использования и, при необходимости, при каждом отклонении от 100% использования камеры дозревания 2 может происходить регулирование мониторинга и регулирование параметров метода согласно изобретению, например, с помощью программы управления.
Камера созревания 2 содержит по крайней мере одно устройство измерения 4, например, для измерения температуры, или подключена к устройству 5+6, которое позволяет удалять или отводить газ, расположенный в отделении созревания 2, для измерения параметров атмосферы. К таким параметрам атмосферы относятся, например, концентрация диоксида углерода, концентрация кислорода и/или концентрация этилена. Кроме того, желательно, чтобы отделение созревания 2 было соединено с возможностью переноса текучей среды с источником этилена 16, источником кислорода 15, например, для подачи свежего воздуха, и генератором азота 8. Через них может поступать определенное с помощью средств управления количество газа в камеру созревания 2 для регулирования газовой атмосферы в отделении дозревания 2. Кроме того, отделение дозревания соединено с возможностью переноса текучей среды с адсорбером диоксида углерода 7, который позволяет удалять диоксид углерода.
2
При использовании в контейнере в соответствии с изобретением, желательно, чтобы функция адсорбера диоксида углерода 7 выполнялась путем впуска азота и кислорода. Таким образом, концентрация СО относительно снижается за счет увеличения количества кислорода и/или азота. Во избежание повышения давления в отделении дозревания 2 в случае подачи газа, например, когда требуется подача свежего воздуха с помощью средств регулирования 15, необходима подача азота или при фумигации этиленом, камера дозревания 2 также снабжена напорным клапаном, который предназначена для компенсации избыточного или пониженного давления. Альтернативно или дополнительно, камера 2 для созревания соединена с возможностью переноса текучей среды с так называемым «легким» 11, в котором может выделяться избыточный газ или из которого газ может выходить обратно. Таким образом можно компенсировать определенные колебания давления в отделении созревания.
Помимо респирационных газов этилена, кислорода и диоксида углерода, на созревание влияют дополнительные параметры в отделении дозревания 2, в частности, температура. Для обеспечения возможности вмешательства желательно, чтобы отделение дозревания 2 было снабжено теплообменником в сочетании с вентиляторами, соединенными с устройством контроля температуры, например, охладителем и/или обогревателем, с возможностью переноса текучей среды.
Желательно, чтобы устройства регулирования и устройства 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, подходящие для регулирования атмосферы, в отделении дозревания 2, и устройство подачи этилена 16 были соединены с регулирующим устройством (не показанным здесь), в котором, например, сохраняется алгоритм регулирования метода, что позволяет автоматически контролировать атмосферу в отделении дозревания 2 в качестве функции измеренных значений и параметров времени. В частности, в этом случае осуществляется метод согласно изобретению, который может осуществляться автоматически и/или по крайней мере частично контролироваться вручную.
2
2
2
2
Желательно, чтобы этого обеспечивалось измерением количества СО, выработанного за 1-2 часа в отделении дозревания в результате процесса дозревания или измерением повышения пропорции СО в отделении дозревания (фрукты, например, бананы, поглощают кислород и высвобождают такое же количество СО). Если это количество остается преимущественно постоянным и не колеблется, можно запускать вторую фазу или промежуточную фазу с фумигацией этиленом. Во второй фазе созревания требуется гораздо более низкая концентрация этилена (80-200 ч/млн, пердпочтиительно150 ч/млн) по сравнению с известными техническими решениями. Следовательно, доля этилена в атмосфере камеры и дальше понижается и сохраняется на очень низком уровне (15-40 ч/млн, предпочтительно 30 ч/млн), кроме того, в этой фазе можно настроить определенную концентрацию of СО (который используется здесь в качестве фактора дозревания, а не фактора хранения) и поддерживать в течение длительного времени.
Чтобы иметь возможность поддерживать постоянную атмосферу в течение длительного времени, желательно использовать технологию КА. Продувка камеры дозревания свежим воздухом, выполняемая обычно, не предусмотрена методом в соответствии с настоящим изобретением.
Метод в соответствии с настоящим изобретением, осуществляемый с помощью вышеописанной камеры дозревания, будет подробно описан в предпочтительном исполнении. В этом исполнении метод состоит из нескольких циклов, которые в значительной мере соответствуют первой фазе, промежуточной фазе и финальной фазе, или входят в них.
2
В первой фазе устанавливается сравнительное состояние отдельных фруктов исходя из стадии дозревания (степень спелости и состояние фрукта в начале дозревания). Затем, в промежуточной фазе, происходит сам процесс дозревания, который поддерживается постоянным в конечной фазе благодаря концентрациям газа. В зависимости от концентрации диоксида углерода первая фаза включает сравнительно резкое увеличение концентрации в диапазоне от 0,1 до 5%/ч, желательно в диапазоне от 0,2 до 0,35%/ч, вторая фаза - промежуточная фаза - сравнительно небольшое увеличение в диапазоне от 0,05 до 0,2%, в то время как в конечной фазе увеличение СО больше не имеет значения.
Первая фаза:
Первая фаза включает в себя настройку температуры в диапазоне 13-20°С и регулярное, в частности, ежечасное измерение выработки диоксида углерода фруктами. Если оно достигло постоянного значения, иными словами, если увеличение концентрации углекислого газа в камере дозревания является линейным и равномерным, температура в камере созревания будет немного повышена. Это состояние поддерживается в течение нескольких часов, а затем начинается дозревание путем фумигации этиленом. Сюда входит фумигация с изменяемой начальной уставкой в диапазоне 80-300 ч/млн этилена, при этом фактически требуемое значение рассчитывается на основе увеличения концентрации диоксида углерода и объема заполнения камеры дозревания.
В рамках первой фазы предполагается увеличение концентрации углекислого газа в пределах 0,05-0,4 об.% в течение 1,5-3 часов.
Промежуточная фаза:
Промежуточная фаза длится от 1 до 3 дней, в течение которых температура поддерживается стабильной в диапазоне 15-20°С. При этом концентрация диоксида углерода измеряется через регулярные промежутки времени, например, в диапазоне 1,5-2,5 часов, чтобы определить, сколько углекислого газа вырабатывают фрукты, так как это позволяет сделать вывод о процессе созревания. Увеличение концентрации диоксида углерода в этой фазе должно описывать, по существу, линейную функцию с небольшим увеличением, в частности с меньшим увеличением, чем в первой фазе, желательно с увеличением менее 1%, желательно менее 0,5%. Если концентрация углекислого газа, в частности, ее увеличение, отклоняется от заданного значения, производится повторная регулировка с помощью устройств регулирования камеры созревания 1. Если, например. Увеличение концентрации диоксида углерода слишком велико, и, следовательно, фрукты дозревают слишком быстро, можно снизить уставку подачи этилена или продуть отделение дозревания азотом для снижения содержания кислорода в отделении дозревания. И наоборот, например, подачу этилена можно повысить для стимулирования процесса дозревания.
Промежуточная фаза, как правило, длится до достижения желаемой степени спелости фруктов. Для этого фрукты регулярно проверяются. При этом используется, например, такой индикатор спелости, как цвет или свойства фруктов. Особенно для бананов цвет фруктов также является показателем спелости. Интенсификация желтой окраски коррелирует с повышением степени спелости банана. Для фруктов, у которых происходит такая корреляция степени спелости с внешним видом, мониторинг степени зрелости или определение финального состояния можно автоматизировать, например, посредством фотометрического измерения степени зрелости. Для этого, например, в программе сохраняется образец цвета фрукта как показатель предварительно определенной степени зрелости, в частности, в виде номера зрелости (что характерно для бананов). Если образец цвета достигается, как минимум, у одного измеренного фрукта, промежуточная фаза закончена, и запускается заключительная фаза, если в промежуточную фазу не будет происходить еще один цикл дозревания.
Таким образом, в качестве альтернативы или помимо повышения концентрации респирационного газа желательно применять определение и мониторинг номера дозревания в качестве меры цвета в качестве контрольного параметра метода в соответствии с изобретением. Так же, как и измерение параметров респирации, измерение цвета и/или присвоение номера зрелости осуществляется вручную и/или частично автоматизировано, в последнем случае для целей упрощения и повышения качества процесса предпочтительнее автоматизированное измерение и назначение.
Заключительная фаза
В заключительной фазе медленно понижается температура по сравнению с температурой промежуточной фазы, то есть, в частности, в течение нескольких часов, в частности, от 5 до 30 часов, до значения ниже 15°С. Кроме того, газовая атмосфера замораживается, то есть, предотвращается дальнейшая респирация. Концентрация диоксида углерода и этилена и кислорода остаются в этой фазе преимущественно постоянными, при этом задаются сравнительно высокая концентрация диоксида углерода более 1%, предпочтительно более 1,5%. Концентрация кислорода в этой фазе должна быть в диапазоне от 10 до 30% по объему, в частности, не более 25% по объему.
В предпочтительном исполнении программа созревания согласно изобретению включает девять циклов, которые можно отнести к трем вышеупомянутым фазам. Они показаны в таблице 1. В принципе, метод согласно изобретению осуществляется с количеством циклов в диапазоне от 4 до 12.
После завершения заключительной фазы сам процесс дозревания завершается. Камеру дозревания можно открыть, она больше не должна быть газонепроницаемой.
Фрукты можно или подвергнуть дальнейшему контролируемому дозреванию в камере до желаемого цвета, или оставить для дополнительного созревания или развития на открытом воздухе при различных температурах в соответствии с желаемым цветом.
список ссылок
1 - камера дозревания с технологией
2 - отделение дозревания
3 - транспортные средства с грузом
4 - датчик температуры
5 - регулирующее устройство - насос с измерением газа
6 - контрольные устройства
2
7 - адсорбер СО
2
8 - генератор N
9 - устройство для передачи холода и тепла в жидкую среду
10 - воздушная/жидкая среда газообменника для контроля температуры (охлаждение/обогрев)
11 - легкое
12 - напорный клапан
13 - шлюз КА
14 - гибкая система перекрытия воздуха
15 - устройство нагнетания кислорода с вентилятором
16 - смесь газа этилена