熟化室和熟化果实的方法与流程

本发明涉及熟化室和熟化果实的方法。特别地，本发明涉及香蕉熟化室和人工熟化香蕉的方法(香蕉熟化技术)。

背景技术：

通常，为了进入消费市场，香蕉在绿色(即，未成熟状态)时就已被收获并被进一步加工。然后，收获的绿色香蕉通常在专用熟化室中的货架上的纸箱中被熟化，在4-7天内变为期望的黄色。

然而，使用熟化室并不限于香蕉，也可以类似地应用于其它果实的熟化过程。

在这样的熟化室中，通常，根据一定的时间表(部分地，也在果实温度的控制下)以严格的方式控制空气温度，并且设定24小时的室内乙烯浓度(例如，500ppm或更高)。因此，现有技术中熟化果实的部分典型参数是：空气温度、果实(香蕉)温度、乙烯浓度>500ppm。

由于温度升高和乙烯熏蒸，物品被极度触发成熟，为了避免在高能量消耗下物品过热，技术上高度努力进行温度控制，以控制果实的温度。

有时，在存储绿色香蕉的熟化操作中以及在存储后的熟化后，ca(受控气氛)技术被用于熟化室，以便能够在熟化后更好地保持成熟物品的新鲜度或保存物品以便销售。使用ca技术，可以控制熟化室中氧气水平的降低和co2浓度的增加，从而停止熟化。然而，对于该技术，需要具有气密门、氮气发生器、co2吸附器技术和相应测量技术的专用室。

ca效应对于香蕉尤其已知，并且用于存储或保存熟化的果实。

根据现有技术的熟化方法或用于此的熟化室的缺点是相对长的熟化过程、在其中熟化的果实的能量存储的高负荷以及室内的大部分不均匀的熟化，大部分不均匀的熟化例如受果实在熟化室中的位置以及果实在被转入熟化室之前的初始状态影响。此外，过高且不受控的乙烯和co2水平对果实产生负面的生物效应，其反应在味道、香气和保质期的恶化中。这对于香蕉尤为明显。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供一种用于熟化室的改进的熟化方法和相应的熟化室。特别地，要实现更缓和的熟化过程。

通过具有独立权利要求的特征的方法和熟化室来达到这些目的。

因此，本发明的第一方面涉及一种熟化果实(特别是香蕉)的方法，其中，待熟化的果实被布置在气密室中，并且在熟化期间测量果实的呼吸。

与熟化室中的标准熟化(其中在熟化过程中设定一次温度和乙烯浓度)对比，在根据本发明的熟化过程(特别是用于根据本发明的熟化室)中，除了受控的温度控制外，还测量和控制物品的呼吸(通气)，特别是通过调节该室的熟化间中的气体浓度(co2/o2/乙烯)来进行。

本发明的主要优点是可在几天内实现健康和稳定的果实熟化。例如，在香蕉的情况下，可以仅在3天内实现熟化至与2.5至3.5范围内的成熟号相对应的颜色。特别是，可以免除极端加热和相关的应激(其随后会导致市场供应路线上的温度控制的问题(香蕉温度太高))。由于香蕉的天然能量存储得以节省，因此物品的保质期也得到显著改善，导致在熟化后良好的保质期。此外，实现了在整个熟化室中更好和更均匀的熟化。根据本发明熟化的果实的质量是可再现的，因此一贯地良好。此外，必要的熟化时间(取决于物品的初始质量和状况)可以由熟化程序自动确定并计算(因此可能相应地变化)。通过考虑熟化过程中的果实的呼吸，可以具体根据香蕉的需要控制乙烯的消耗，因此与现有技术相比可以显著降低乙烯的消耗。缩短的熟化时间还可以增加熟化室的吞吐量并节省用于过程控制的能量。特别是，也可以更容易地使物品停止或保持在当前熟化阶段。这特别有利于到最终消费者的递送路线长的情况，这是由于在这种情况下预定的熟化状态变化并且可以通过根据本发明的方法来控制。此外，可以灵活地对零售业的销售/销售量变化做出反应，这导致显著降低投诉和物品毁坏(腐败)的风险。

因此，在本发明的优选实施例中提供：根据果实的呼吸，通过该室中(特别是在该室的熟化间中)的co2浓度、o2浓度和/或乙烯浓度，引导和/或控制熟化。这基于关于果实(尤其是热带果实)的熟化过程的发现。在熟化过程中，果实与环境进行气体交换，这被称为呼吸，即通气。通过吸收氧气，果实熟化以形成并且存储低分子量碳水化合物(尤其是糖类)。在此过程中，形成二氧化碳，其作为呼吸气体逸出。该过程由乙烯即c2h4的存在而触发，其中在存在氧气的情况下乙烯被转化为相关的碳水化合物。除了已经描述的内容之外，还由于熟化而在果实中同时进行进一步过程(例如由果实的颜色和/或硬度显示的)，使得呼吸参数(co2、c2h4和o2)可以指示成熟度。

二氧化碳的形成与熟化室中的co2浓度的增加相关，于是可以作为与气密的熟化室中的果实熟化相关的糖产量的量度。根据本发明，氧气的消耗(即熟化室中氧气浓度的降低)以及二氧化碳消耗的增加(即熟化室中二氧化碳浓度的增加)作为果实熟化进程的量度。

因此，特别地，与常规熟化方法相比，本发明的特征在于，在熟化过程中，特别是在根据本发明的熟化室中，果实的呼吸由用于测量该呼吸的合适装置和用于评估所获得的测量值的装置来控制和监测。

此外，本发明的特征在于，在熟化过程的流程中，将整个熟化过程中的co2浓度作为相应熟化方法中的熟化参数(而不仅仅是如现有技术中那样作为熟化抑制存储因素)来考虑并控制。

已经表明，过量的乙烯熏蒸果实可能有效地导致超越熟化过程，这是难以停止和控制的。结果，果实不受控制地熟化，并且果实的能量存储被消耗更多并被扩展，这表现为熟化模式不规则和果实的保质期缩短。由于发酵效应，这也对香蕉的味道产生负面影响。根据本发明的对呼吸的测量现在使得可以用不超过必要水平的乙烯选择性地熏蒸果实，从而实现特别缓和地熟化果实。

因此，在本发明的优选实施例中提供：在室的熟化间中设定预定的乙烯浓度，其在熟化过程的持续时间内变化。这具有以下优点：乙烯浓度不超过必要水平，特别是可以在该过程中适应熟化进程，这又导致具有均匀熟化形象的缓和熟化的果实。

在本发明的特别优选实施例中另外提供：当用乙烯熏蒸时，乙烯的浓度在50ppm至300ppm的范围内，优选在80ppm至220ppm的范围内，特别是在根据本发明的过程中决不超过300ppm。已经表明，在熟化室中超过300ppm的熏蒸会导致超越熟化过程，这可以通过所指示的优选浓度来避免。

给出的值特别涉及至少60％填充的熟化室，在熟化室的利用率较低时要被相应地调整。在这方面，例如，乙烯值要被认为是以ppm为单位的经调节的绝对气体值。另一方面，作为灵活的设定点，它反映co2产量，co2产量又与该室的占用率关联。换句话说，室中的物品越少，待测量的co2产量越低。

有利地，室的熟化间内的乙烯浓度在预定的时间段后被降低并保持恒定在降低的水平，特别地不超过50ppm，优选地不超过30ppm。由于熟化更加缓和，根据本发明的方法的该实施例还优化了果实熟化的均匀性和熟化的果实的保质期。初始较高的浓度是为首先开始熟化所必要的，但是然后被降低至乙烯的最小值，以实现逐渐的、非常缓和的熟化直至预定的设定点。此外，该实施例具有节省乙烯的优点，这节省了成本。

特别有利的是，根据本发明的方法的熟化过程包括多个阶段，其特征尤其在于熟化间中的气体浓度和/或温度。在这种情况下，可测量的熟化间中的二氧化碳浓度在第一阶段稳定增加，在中间阶段(即第二阶段)与第一阶段相比不太急剧地增加，而在最终阶段恒定。

根据本发明的方法的第一阶段即开始阶段初始使得可以使布置在室的熟化间中的所有熟化果实达到相似的初始熟化状态，从而所有的果实呈现基本上相同的熟化开始条件，因此在随后的相同的熟化条件下形成可比的熟化结果。对此的一个量度是熟化期间果实的二氧化碳释放。这初始随着熟化的开始而急剧增加，并且在熟化进程中稳定地增加。只有当所有果实在一段时间内稳定且均匀地释放二氧化碳时，才能在熟化室中测量到二氧化碳浓度的稳定增加。在这一点上应当注意，在根据本发明的提供在气密的熟化间中的实现的方法中，如上所述，只要在熟化间中没有主动去除或供应气体(o2、n2和co2)之一，co2浓度或其增加或减少总是与氧气浓度或其增加或减少成反比例的。优选地，co2浓度的恒定增加或o2浓度的恒定降低标志着其中用乙烯主动熏蒸的中间阶段的起点。

特别有利的是，在中间阶段，使co2和/或o2浓度保持恒定地具有在0.1％-0.5％的体积百分比范围内(特别是在0.1％-0.3％的体积百分比范围内)的低增长率，这表征更缓和的熟化。中间阶段的终点优选达到最高的二氧化碳浓度，特别是在1.5％-3％的体积百分比范围内的预定值，优选为2％的体积百分比。可选地或者另外地，达到果实的预定颜色印象(特别是在香蕉的情况下)可以确定中间阶段的结束。

在最终阶段，供应o2和乙烯和/或例如通过co2气体吸附器去除co2，使气体浓度保持恒定在一定水平，从而防止进一步熟化。

在本发明的优选实施例中提供：通过添加乙烯、添加氧气、添加氮气和/或去除co2，调节co2浓度。该实施例允许在熟化过程中进行主动干预，并且与之相关联，允许通过可调参数促使增强或减弱果实中的熟化过程。

可选地，还可以通过室的熟化间内的其它气氛参数来主动操纵熟化过程。因此，在本发明的另一优选实施例中提供：引导和/或控制该室的熟化间中的温度，特别是果实的温度。

特别有利的是，持续地或以预定间隔测量和/或控制上述参数。这尤其提供：持久地或以短间隔监测所测量的值，并且仅当超过或低于临界极限值时才进行控制。可选地或者另外地，在以预定间隔或在预定时间调整或重新调整各个参数之后进行控制，该预定间隔或预定时间存储在限定的方法循环中。在该实施例中，取决于果实的初始状态、果实的类型和/或果实的数量，根据本发明的方法包括特别是在上述三个阶段中包含的若干个循环，以及特别是时间间隔、温度参数和熏蒸参数以及熟化间内气体浓度的极限值。该实施例使得能够在最广泛的意义上可自动实现根据本发明的方法。

本发明的另一方面涉及通过光度测量来测量果实的成熟度，其优选地自动执行。为此目的，特别地确定果实的颜色印象并给其分配所谓的成熟号(根据香蕉生产者的色板)。通过光度测量的成熟度被用作成熟度指标，作为对测量呼吸的替代或补充，并且特别是被用作在控制环意义上的该方法的控制参数。因此，作为对测量co2浓度的替代或补充，取决于通过光度确定的成熟号，可以以与上述实施例等同的方式调节诸如温度和乙烯浓度的熟化参数。

作为另一种成熟度指标，在果实的表面或近表面区域上的叶绿素的相对含量在最广泛的意义上表现出与果实(特别是香蕉，以及番茄)的成熟度成比例的特性。于是，这可用作控制参数，以如上所述通过颜色印象来确定成熟度。优选地通过辐射间接测量相对叶绿素含量，该辐射是在用光激发果实中包含的叶绿素后发射的，特别是ir辐射。

因此，本发明的一个方面涉及一种熟化果实(特别是香蕉)的过程，其中待熟化的果实被布置在气密的熟化间中，并且在果实的熟化期间，基于呼吸、相对叶绿素含量或其随着时间的变化和/或颜色印象，测量其熟化。

本发明的另一方面涉及一种用于熟化和存储果实的熟化室，其包括气密的熟化间，其中该熟化间适合于执行前述实施例之一中的根据本发明的方法。

在优选的实施例中，熟化室在每种情况下包括：用于测量该室的熟化间中的乙烯浓度、co2浓度、o2浓度和/或温度(空气和果实温度)的装置；以及用于评估所获得的测量值的相应装置。该实施例使得能够监测对于根据本发明的方法必要的呼吸并且通过熟化间中的气氛参数主动控制熟化过程。

根据本发明，该室包括熟化间，该熟化间根据所谓的ca承载技术标准设计成气密的，因此对于外部是ca气密地封闭的。如果在熟化间中产生15mm水柱(150pa)的欠压或过压后，该压力在0.5小时内最多下降或增加5mm水柱，优选4mm水柱，特别是3mm水柱，优选2mm水柱(20pa)，则达到该气密性要求，其中较小的数值与密封性提高相关联。熟化间包括气密的ca门，并且优选地包括用于调节熟化室的空气供应、空气排出和/或过压/欠压的装置。此外，优选地提供用于产生氮气的装置、用于吸附co2的装置和相应的测量技术，它们流体连通到该室的熟化间。

在另一优选实施例中，该室包括用于控制和调节该室的熟化间内的气氛的装置，该装置与至少一个用于评估的装置相关联。

在优选的实施例中，该室包括允许空气持久循环的装置，例如风扇。这通过果实纸箱(带货架的纸箱)上的空气分区系统来加强，该空气分区系统用于在纸箱上产生压力差，从而有利于通过纸箱的空气或气体交换。这对香蕉的熟化特别有用。为了均匀熟化(伴随着所有纸箱中均匀的颜色发展)，优选地仅安装一个空气旋转功能装置。在常规的熟化系统中，为了改善熟化结果的均匀性，需要风扇反向功能装置，而在根据本发明的系统中不再需要该装置。

如果需要，在根据本发明的包括熟化室和方法的系统中，可以将氮气注入该室，并且可以从室气氛中去除过量的co2。如果氧气含量太低，例如，则通过气密通风系统以受控方式向熟化间供应氧气。此外，熟化间中的空气循环速率(空气流量和风扇速度)动态地适应于熟化过程和香蕉纸箱的气流渗透率，优选地自动适应。有利地，在果实纸箱上方的风扇仅需要一个旋转方向/空气方向，并且仍然确保整个熟化间中果实的均匀熟化和颜色发展。

在熟化间或纸箱内这种理想的均匀熟化允许基于果实的颜色印象直观地确定成熟度。对于香蕉熟化尤为如此。

本发明的其它优选实施例由从属权利要求中提到的其余特征得到。

除非在个别情况下另有说明，本申请中提及的本发明的各种实施例和方面可有利地彼此组合。特别地，对该方法的优选实施例和实施例的表示和描述总是可转移至熟化室，反之亦然。

附图说明

下面将参考附图用实施例来说明本发明。特别地：

图1是在本发明的优选实施例中根据本发明的熟化室的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明技术的熟化室1，其包括用于容纳待熟化或存储的果实的熟化间2。熟化间2被设计为在所谓的ca质量的意义上气密的，使得在熟化间2的内部与熟化室1的外部之间仅发生非常少的气体交换。这通过以下事实来确保：熟化间2通过ca门13装载填充材料3，果实也如此。只有具有绝对均匀和可重复的气体浓度的最佳熟化和存储果实和蔬菜，才能确保均匀熟化或持久新鲜的果实。这通过ca门13确保，ca门13例如根据静态接触力的原理关闭。填充材料3例如布置在所谓的贮藏货架上。优选的熟化间2的容积通常在177m³至266m³之间，这取决于室的类型。然而，尺寸可以适应所需的填充材料3的量和结构条件。在容积为177m3至266m3的优选标准室中，优选容纳24个所谓的贮藏货架，每个货架为九层堆垛，以达到100％的熟化室利用率。在香蕉作为果实的情况下，每个纸箱包装大约20kg香蕉，满载为54箱，每箱20kg，即每个贮藏货架容纳约1,080kg香蕉。这导致每个标准熟化室1的24个货架总共可容纳25,920kg香蕉。

货架尺寸、货架数量和熟化量可能不同。已经发现，当熟化间2的利用率为60％(即，关于上述实例有14个货架被填充)，不需要适配根据本发明的方法中的浓度值。在较低的利用率时，可选地，每当熟化间2的利用率偏离100％，可以例如借助于控制程序来调整根据本发明的方法的监测和调节参数。

熟化间2具有至少一个测量装置4(例如用于温度测量)或者连接到装置5+6(允许将位于熟化间2中的气体去除或转向以测量气氛参数)。这些气氛参数是例如二氧化碳浓度、氧气浓度和/或乙烯浓度。此外，熟化间2优选地流体连通到乙烯源16、氧气源15(例如作为新鲜空气源)以及氮气发生器8。这些装置可以在控制装置的控制下，将由该控制装置规定的一定量的气体释放到熟化间2中，以调节熟化间2内的气体氛围。此外，熟化室流体连通到二氧化碳吸附器7，二氧化碳吸附器7允许去除二氧化碳。为了避免在供气的情况下(例如当调整装置15需要新鲜空气供应时、所需的氮气供应或由于乙烯熏蒸)熟化间2中的压力增大，熟化间2还具有被设置用于补偿过压或欠压的压力瓣12。可选地或另外地，熟化室流体连通到所谓的肺11，过量气体可以被释放到其中或者气体可以从其流回。因此，可以补偿熟化室中的一定压力波动。

除了呼吸气体乙烯、氧气和二氧化碳之外，熟化还可能受到熟化间2中的其它参数(特别是温度)的影响。为了在此提供干预的机会，熟化间2优选地具有与风扇组合并与温度控制器流体连通的热交换器，例如冷却器和/或加热器。

适合于影响熟化间2内的气氛的调整装置和设备4、5、6、7、8、9、11和乙烯源16优选地连接到控制设备(未示出)，该控制设备中例如存储用于控制方法的算法，允许根据测量值和时间参数自动控制熟化间2中的气氛。特别地，在这种情况下，可以自动地和/或至少部分手动控制地执行根据本发明的方法。

这可以优选地通过如下方式来实现：测量作为熟化过程的结果在熟化间2中约1至2小时内co2增长多少或者在熟化间2中co2的比例增加多少(诸如香蕉的果实吸收氧气并释放相同量的co2)。如果该呼吸量呈现基本恒定的值并且没有波动，则已经可以启动第二阶段即中间阶段，用乙烯熏蒸。在熟化的第二阶段，与现有技术相比，需要显著更低的乙烯浓度(80ppm-200ppm，优选150ppm)。随后，室内气氛中的乙烯比例被进一步降低并保持在非常低的水平(15ppm-40ppm，优选30ppm)。此外，在该阶段，可以设定co2的一定浓度(此处用作熟化因素而不是作为存储因素)并且优选保持更长的时间段。

为了能够在更长的时间段保持该气氛恒定，优选使用ca技术。在根据本发明的方法中不打算提供通常用新鲜空气冲洗熟化室的过程。

将在优选实施例中详细描述可通过上述熟化室执行的根据本发明的方法。在该实施例中，该方法包括多个循环，其基本上对应于第一阶段、中间阶段和最终阶段或被包含在这些阶段中。

在第一阶段，设定基于成熟阶段(在熟化开始时物品的成熟度和状态)的各个果实的可比状态。然后，实际的熟化过程在中间阶段进行，气体浓度在最后阶段保持恒定。基于二氧化碳浓度，第一阶段包括比较急剧的浓度增加，在0.1％-5％/h的范围内，优选地在0.2％-0.35％/h的范围内，第二阶段(即中间阶段)包括在0.05％-0.2％的范围内比较低的增加，而在最终阶段co2的增加已不再具有相关意义。

第一阶段：

第一阶段包括将温度设定在13℃-20℃的温度范围内，以及定期(特别是每小时)测量果实的二氧化碳产生量。如果这已经达到恒定值，换句话说，如果熟化室内二氧化碳浓度的增加是线性且均匀的，则将使熟化室内的温度略微增加。使该条件保持几小时，然后通过用乙烯熏蒸开始熟化。这涉及具有在80ppm-300ppm乙烯范围内的可变起始设定点的熏蒸，其中实际所需值是基于二氧化碳浓度增加量和熟化室的填充量来计算的。

在第一阶段内，假设在1.5-3小时的时间窗内二氧化碳浓度增加量的范围为体积增加0.05％-0.4％。

中间阶段：

中间阶段需要约1至3天的时间段，在此期间保持温度稳定在15℃-20℃的范围内。在该过程中，以固定的时间间隔(例如在1.5-2.5小时的范围内)测量二氧化碳浓度，以确定果实产生了多少二氧化碳，因为这允许得出关于熟化过程的结论。该阶段中二氧化碳浓度的增加应描绘具有低增长的基本上线性函数，特别是具有比第一阶段中低的增长，优选增长小于1％，优选小于0.5％。如果二氧化碳浓度(特别是其增长)偏离设定点值，则通过熟化室1的调整装置进行重新调整。如果例如二氧化碳浓度的增加过高，因此果实被熟化得太快，则可以降低乙烯供应的设定点值，或者可以用氮气冲洗熟化室以降低熟化室中的氧气含量。相反，例如，可以增加乙烯供应以刺激熟化过程。

中间阶段基本上持续到已经设定果实的期望成熟度。为此，定期检查果实。使用的成熟度指标是例如果实的颜色或质地。特别是对于香蕉，果实的颜色也是成熟度的表示。黄色加深与香蕉的渐进成熟度相关。对于成熟度与外观相关的果实，例如通过光度测量成熟度，可以自动地监测成熟度或检测最终状态。为此目的，例如，果实的颜色印象被定义为预定成熟度，特别是作为存储在程序中的成熟号(如对于香蕉那样典型)。如果至少一个被测量的果实达到了该颜色印象，则结束中间阶段并启动最终阶段；否则，在中间阶段内发生另一个熟化循环。

因此，作为对呼吸气体浓度的替代或补充，优选确定和监测作为颜色印象的量度的成熟号，作为用于根据本发明的方法的控制参数。除了测量呼吸参数以外，还手动地和/或至少部分自动地测量颜色印象和/或分配成熟号，其中，为了过程简化和过程可靠性的目的，自动测量和分配的最后一种情况是优选的。

最终阶段：

在最终阶段，从中间阶段的温度值开始，温度缓慢地(即，特别是在数小时内，特别是在5至30小时内)降低至低于15℃的值。此外，气体气氛被冻结，意味着阻止再呼吸。二氧化碳浓度以及乙烯和氧气浓度在该阶段中保持基本恒定，其中设定的比较高的二氧化碳浓度大于1％，优选大于1.5％。该阶段中的氧气浓度应在10％至30％的体积百分比范围内，特别是体积百分比不超过25％。

在优选的实施例中，根据本发明的熟化程序包括九个循环，这些循环可以被分配给上述三个阶段。这些如表1所示。原则上，根据本发明的方法以4至12个循环来执行。

完成最后阶段后，实际熟化过程完成。熟化室可以打开，不必再气密。该物品可以在熟化室中以受控方式被进一步熟化至期望的颜色，或者在外面根据期望的颜色在不同的温度下进一步熟化或发展。

表1：在9个循环的优选实施例中根据本发明的方法的参数

附图标记列表

1具有技术的熟化室

2熟化间

3有运输辅助的物品

4温度传感器

5具有气体计量泵的调整装置

6控制装置

7co2吸附器

8n2发生器

9用于将冷和热传递到液体介质的装置

10用于温度控制(冷却/加热)的具有空气/液体介质的热交换器

11肺

12压力瓣

13ca门

14灵活的空气分区系统

15带风扇的氧气充气设备

16乙烯气体混合物