RU2016501C1

RU2016501C1 - Method of biological object storage under regulating gaseous medium

Info

Publication number: RU2016501C1
Authority: RU
Inventors: Н.Т. Тихомирова; Н.П. Дубодел; В.П. Серегин
Original assignee: Московская государственная академия пищевых производств
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: before chamber loading coefficient values dependence of biological object respiration from oxygen and carbon dioxide content are established which are used for determination of initial optimal concentration of these gases. At the process of storage the content of oxygen and carbon dioxide is assigned by the following formulas, respectively, given in the description of invention. EFFECT: improved method of storage.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам хранения продуктов растениеводства, и может быть использовано при хранении плодоовощной продукции. The invention relates to agriculture, in particular to methods for storing crop products, and can be used for storage of fruits and vegetables.

Известен способ хранения кочанной капусты при температуре 0 + 1^оС в среде инертных газов и кислорода, состав которой в течение 40-45 сут. с момента закладки составляет 96-98% азота, 2-4% O₂, 0,03-2% CO₂, в последующие 80-90 сут. - 90% азота, 8-10% O₂, 0,03-2% CO₂, затем до конца хранения - 96-98% азота, 2-4% CO₂, 0,03-2% CO₂ [1].A known method of storing cabbage at a temperature of 0 + 1 ^about With in an inert gas and oxygen, the composition of which is within 40-45 days. from the moment of laying it is 96-98% nitrogen, 2-4% O ₂ , 0.03-2% CO ₂ , in the next 80-90 days. - 90% nitrogen, 8-10% O ₂ , 0.03-2% CO ₂ , then until the end of storage - 96-98% nitrogen, 2-4% CO ₂ , 0.03-2% CO ₂ [1] .

Однако известный способ позволяет сократить потери продукции лишь в 1,5 раза, так как при закладке на хранение не учитывается физиологическое состояние биологического объекта. Кроме того, снижение в газовой среде содержания кислорода к концу хранения противоречит закономерности изменения предельной концентрации кислорода, ниже которой в растительных организмах значительно усиливаются анаэробные процессы. However, the known method allows to reduce production losses by only 1.5 times, since when laying for storage, the physiological state of the biological object is not taken into account. In addition, a decrease in the oxygen content in the gaseous medium by the end of storage contradicts the pattern of changes in the limiting oxygen concentration, below which anaerobic processes are significantly enhanced in plant organisms.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ хранения биологических объектов в регулируемой газовой среде (РГС), включающий загрузку камеры, ее герметизацию, создание газовой среды заданного состава путем продувки камеры азотом, последующий контроль содержания в камере кислорода и диоксида углерода и поддержание заданной концентрации кислорода и диоксида углерода продувкой азотом и воздухом [2]. Данный способ характеризуется также тем, что перед загрузкой определяют интенсивность дыхания биологического объекта, а концентрацию O₂ и CO₂ в регулируемой газовой среде задают по предельным значениям интенсивности дыхания.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method of storing biological objects in a controlled gas environment (CWG), including loading the chamber, sealing it, creating a gas medium of a given composition by purging the chamber with nitrogen, then monitoring the oxygen and carbon dioxide content in the chamber and maintaining a predetermined concentration of oxygen and carbon dioxide by purging with nitrogen and air [2]. This method is also characterized by the fact that before loading, the respiration rate of the biological object is determined, and the concentration of O ₂ and CO ₂ in the controlled gas medium is set according to the limiting values of the respiration rate.

Недостатком данного способа являются существенные потери из-за физиологических заболеваний и микробиологической порчи, так как постоянное содержание O₂ и CO₂ в РГС, которое устанавливается перед закладкой, не может быть оптимальным для всего периода хранения. Более того, установить оптимальные концентрации O₂ и CO₂ в РГС по наименьшей интенсивности дыхания, исследуя лишь функциональную зависимость количества выделяемого объектом CO₂ от концентрации O₂ в окружающей среде, для ряда видов плодов и овощей (цитрусовые, косточковые и другие) не представляется возможным из-за отсутствия явно выраженного ее экстремума.The disadvantage of this method is significant losses due to physiological diseases and microbiological spoilage, since the constant content of O ₂ and CO ₂ in the CWG, which is set before laying, may not be optimal for the entire storage period. Moreover, it is not possible to establish the optimal concentrations of O ₂ and CO ₂ in the CWG by the lowest respiration rate, examining only the functional dependence of the amount of CO ₂ emitted by the object _on the concentration of O ₂ in the environment for a number of types of fruits and vegetables (citrus, stone fruits, and others) possible due to the lack of its pronounced extreme.

Целью изобретения является снижение потерь плодоовощной продукции при хранении. The aim of the invention is to reduce losses of fruits and vegetables during storage.

Это достигается тем, что в способе хранения биологических объектов в регулируемой газовой среде, включающем загрузку камеры, ее герметизацию, создание газовой среды заданного состава, контроль содержания в камере кислорода и диоксида углерода и поддержание их заданной концентрации, отличием является то, что перед загрузкой камеры устанавливают зависимости коэффициента дыхания биологического объекта от содержания кислорода и диоксида углерода, определяют исходное оптимальное содержание кислорода и диоксида углерода по этим зависимостям, в процессе хранения содержание кислорода и диоксида углерода задают по формулам соответственно
V

=2·V

+

·

,, (1)
V

=0.67·V

-

·

,, (2) где V_O2 ^исх - исходное оптимальное содержание кислорода, об.%;
V_CO2 ^исх- исходное оптимальное содержание диоксида углерода, об.%;
Т - рекомендуемый срок хранения для конкретного вида и сорта объекта, сут.;
τ - продолжительность хранения, сут.This is achieved by the fact that in the method of storing biological objects in a controlled gas environment, including loading the chamber, sealing it, creating a gas medium of a given composition, monitoring the oxygen and carbon dioxide content in the chamber and maintaining their predetermined concentration, the difference is that before loading the chamber establish the dependences of the respiration coefficient of a biological object on the content of oxygen and carbon dioxide, determine the initial optimal content of oxygen and carbon dioxide from these Cham, during storage of oxygen and carbon dioxide, respectively, defined by the formula
V

= 2V

+

·

,, (1)
V

= 0.67V

-

·

,, (2) where V _O2 ^ref is the initial optimal oxygen content, vol.%;
V _CO2 ^ref - initial optimal carbon dioxide content, vol.%;
T - the recommended shelf life for a particular type and grade of the object, days .;
τ is the storage duration, days.

Установка зависимости коэффициента дыхания (ДК) биологического объекта от содержания O₂ и CO₂ обусловлена необходимостью учета его физиологического состояния при закладке на хранение в РГС. Выбор коэффициента дыхания как критерия оценки физиологического состояния объясняется тем, что ДК отражает качественную сторону процесса дыхания плодов и овощей, являющегося центральным звеном обмена веществ. Легкость плодов и овощей тесно связана с этой характеристикой их жизнедеятельности, по сути выражающей соотношение между анаэробным и аэробным этапами энергетического обмена. Кроме этого ДК, учитывающий сложный механизм метаболических превращений, определяется без нарушения целостности объекта хранения и повреждения его структуры. Т.е. выполняется обязательное требование к критерию оценки физиологического состояния биологического объекта.The determination of the dependence of the respiration coefficient (DK) of a biological object on the content of O ₂ and CO ₂ is due to the need to take into account its physiological state when laying in storage in the CWG. The choice of respiration coefficient as a criterion for assessing the physiological state is explained by the fact that DC reflects the qualitative side of the respiration process of fruits and vegetables, which is the central link in the metabolism. The lightness of fruits and vegetables is closely related to this characteristic of their life activity, which essentially expresses the relationship between the anaerobic and aerobic stages of energy metabolism. In addition, the DC, taking into account the complex mechanism of metabolic transformations, is determined without violating the integrity of the storage object and damage to its structure. Those. the mandatory requirement for the criterion for assessing the physiological state of a biological object is met.

Определение исходного оптимального содержания O₂ и CO₂ по указанным зависимостям объясняется тем, что на величину ДК огромное влияние оказывает обеспеченность тканей O₂, а следовательно, и изменение состава газовой среды. В общей форме ДК зависит от степени восстановленности органического вещества, используемого при дыхании, от способности клеток использовать O₂ и других факторов. Однако во всех случаях, когда кислородное дыхание сочетается с брожением, наблюдается резкое возрастание его величины. Такие изменения коэффициента дыхания отмечаются при снижении концентрации O₂ ниже и повышении концентрации CO₂ выше определенных значений. В начале же данного процесса дыхание биологического объекта характеризуется низкими значениями ДК и постепенным снижением его интенсивности. Это связано с тем, что в первую очередь подавляется интенсивность поглощения O₂. Выделение же CO₂подавляется позднее, и депрессия эта всегда менее значительна. Снижение концентрации O₂ и повышение концентрации CO₂ до определенных пределов приводит к соответствию интенсивности поглощения и выделения этих газов (ДК = 1). В дальнейшем их соотношение резко возрастает - ДК > 1. Его увеличение становится понятным, если учесть, что скорость аэробного дыхания при практически постоянной или увеличивающейся скорости анаэробного стремится к нулю. Отношение же этих скоростей, определяющее величину ДК, стремится к бесконечности. Следовательно, концентрации O₂ и CO₂, соответствующие ДК = 1, являются предельными, ниже и выше которых превалируют анаэробные процессы. Эти величины коррелируют с физиологическим состоянием биологического объекта, поскольку оно определяет устойчивость к возникновению анаэробного дыхания.The determination of the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ from the indicated dependences is explained by the fact that the supply of tissues with O ₂ and, consequently, the change in the composition of the gaseous medium have a great influence on the DC value. In the general form, DC depends on the degree of reduction of the organic substance used in respiration, on the ability of cells to use O ₂ and other factors. However, in all cases when oxygen respiration is combined with fermentation, a sharp increase in its value is observed. Such changes in the respiration rate are observed with a decrease in the concentration of O ₂ below and an increase in the concentration of CO ₂ above certain values. At the beginning of this process, the respiration of a biological object is characterized by low DC values and a gradual decrease in its intensity. This is due to the fact that the absorption intensity of O _{2 is} primarily suppressed. The release of CO _{2 is} suppressed later, and this depression is always less significant. A decrease in the concentration of O ₂ and an increase in the concentration of CO ₂ to certain limits leads to a correspondence between the intensity of absorption and release of these gases (DC = 1). In the future, their ratio sharply increases - DK> 1. Its increase becomes understandable, given that the rate of aerobic respiration tends to zero at an almost constant or increasing speed of anaerobic. The ratio of these speeds, which determines the value of the DC, tends to infinity. Therefore, the concentrations of O ₂ and CO ₂ corresponding to DC = 1 are limiting, below and above which anaerobic processes prevail. These values correlate with the physiological state of the biological object, since it determines the resistance to the occurrence of anaerobic respiration.

Задание содержания кислорода в процессе хранения по указанной формуле (1) связано с тем, что в процессе хранения происходят изменения в физиологических свойствах плодов и овощей, обусловленные созреванием и старением их тканей. При этом кислородный оптимум у различных видов и сортов в разные периоды этого процесса зависит от преобладания активности тех или иных ферментных систем. Характер изменения содержания кислорода от продолжительности хранения (сигмоида) объясняется постепенно нарастающей утратой способности плодов и овощей переносить пониженные концентрации O₂ без нарушения физиологических процессов и наступления функциональных расстройств. Следовательно, для поддержания нормального процесса дыхания в период хранения необходимо соответствующее повышение содержания O₂ в газовой среде. Причем к концу хранения оно менее значимо, поскольку кислородный оптимум стремится к величине, мало изменяющей интенсивность дыхания плодов и овощей (10-12%).The task of the oxygen content during storage according to the specified formula (1) is due to the fact that during storage the changes in the physiological properties of fruits and vegetables occur due to the maturation and aging of their tissues. In this case, the oxygen optimum in various species and varieties at different periods of this process depends on the predominance of the activity of various enzyme systems. The nature of the change in oxygen content over the duration of storage (sigmoid) is explained by the gradually increasing loss of the ability of fruits and vegetables to tolerate lower concentrations of O ₂ without disturbing physiological processes and the onset of functional disorders. Therefore, to maintain a normal breathing process during storage, a corresponding increase in the content of O ₂ in the gas environment is necessary. Moreover, by the end of storage it is less significant, since the oxygen optimum tends to a value that slightly changes the respiration rate of fruits and vegetables (10-12%).

Задание содержания диоксида углерода в процессе хранения по указанной формуле (2) связано с теми же причинами, что и кислорода, хотя действие этих газов на дыхание плодов и овощей неравнозначно. Характер изменения содержания CO₂ от продолжительности хранения (сигмоида противоположного знака) объясняется тем, что из-за негативных изменений в структурах митохондрий в период созревания и старения усиливается повреждающее действие растительной ткани повышенными концентрациями CO₂. Следовательно, во избежание физиологических расстройств у плодов и овощей в период хранения необходимо постепенное понижение содержания CO₂в газовой среде. К концу хранения это понижение менее значимо, так как оптимум CO₂ стремится к нулю.The task of the carbon dioxide content during storage according to the indicated formula (2) is associated with the same reasons as oxygen, although the effect of these gases on the respiration of fruits and vegetables is not the same. The nature of the change in CO ₂ content from the storage time (sigmoid of the opposite sign) is explained by the fact that due to negative changes in the structures of mitochondria during the period of maturation and aging, the damaging effect of plant tissue increases with increased concentrations of CO ₂ . Therefore, in order to avoid physiological disturbances in fruits and vegetables during storage, a gradual decrease in the content of CO ₂ in the gas environment is necessary. By the end of storage, this decrease is less significant since the optimum of CO ₂ tends to zero.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Перед загрузкой камеры устанавливают зависимость коэффициента дыхания биологического объекта от содержания кислорода и диоксида углерода. С этой целью объект исследования помещают в герметично закрывающуюся, термостатирующую камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения. В результате дыхания объекта в камере анализатора содержание кислорода уменьшается, а диоксида углерода увеличивается. При этом состав газовой среды в ней фиксируется автоматически газоанализаторами с самопишущими приборами. Before loading the chamber, the dependence of the respiration coefficient of the biological object on the content of oxygen and carbon dioxide is established. To this end, the object of study is placed in a hermetically sealed, thermostatic chamber of the analyzer, in which the storage temperature is maintained. As a result of the breathing of the object in the analyzer chamber, the oxygen content decreases, and the carbon dioxide increases. At the same time, the composition of the gaseous medium in it is recorded automatically by gas analyzers with recording instruments.

Полученные данные используются для расчета интенсивности поглощения плодами кислорода J_O2, выделения диоксида углерода J_CO2 и коэффициента дыхания (ДК) при изменении концентрации O₂ и CO₂ в камере анализатора:
J

=

,

;;
J

=

,

;;
ДК =

=

/

=

, отн.ед./, где V - объем свободного пространства в камере анализатора, мл;
(O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода плодами за равные промежутки времени ( τ ', ч.) в период исследования, об.%:
G - масса плодов, кг.The data obtained are used to calculate the intensity of oxygen absorption by the fruits of J _O2 , the release of carbon dioxide J _CO2 and respiration coefficient (DC) when changing the concentration of O ₂ and CO ₂ in the analyzer chamber:
J

=

,

;;
J

=

,

;;
DK =

=

/

=

, rel.ed./, where V is the volume of free space in the analyzer chamber, ml;
(O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and carbon dioxide released by the fruits for equal periods of time (τ ', h.) During the study period, vol.%:
G is the mass of fruits, kg.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от содержания кислорода ДК = f (O₂)_ср. и диоксида углерода ДК = =f(CO₂)_ср., определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ в газовой среде. (O₂)_ср. и (CO₂)_ср. - среднее значение концентраций O₂ и CO₂ в каждый промежуток времени ( τ ') в период исследований.Building graphs of the dependence of the respiration coefficient on the oxygen content DK = f (O ₂ ) _cf. and carbon dioxide DK = f (CO ₂ ) _cf. , determine the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ in the gas environment. (O ₂ ) _cf. and (CO ₂ ) _cf. - the average value of the concentrations of O ₂ and CO ₂ in each period of time (τ ') during the study period.

Исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ соответствует коэффициенту дыхания, равному единице.The initial optimal content of O ₂ and CO ₂ corresponds to a respiration rate of one.

После загрузки камеру герметизируют, создают газовую среду заданного состава путем продувки азотом до необходимой концентрации O₂или газовой смесью азота и кислорода заданной концентрации от газоразделительной установки, контроль содержания в камере O₂ и CO₂осуществляют с помощью газоанализаторов. При увеличении в результате жизнедеятельности биологического объекта концентрации CO₂ выше и снижении концентрации O₂ ниже заданных значений камеру продувают азотом и воздухом (для уменьшения концентрации CO₂ и увеличения концентрации O₂) или газовой смесью азота и кислорода заданной концентрации от газоразделительной установки. В процессе хранения содержание кислорода и диоксида углерода задают по формулам (1, 2) соответственно
V

=2·V

+

·

,, (1)
V

=0.67·V

-

·

,, (2) где V_O2 ^исх- исходное оптимальное содержание кислорода, об.%;
V_CO2 ^исх- исходное оптимальное содержание диоксида углерода, об.%;
Т - рекомендуемый срок хранения для конкретного вида и сорта объекта, сут.;
τ - продолжительность хранения, сут.After loading, the chamber is sealed, a gas medium of a given composition is created by purging with nitrogen to the required concentration of O ₂ or with a gas mixture of nitrogen and oxygen of a given concentration from a gas separation unit, the content of O ₂ and CO ₂ in the chamber is controlled using gas analyzers. With an increase in the biological activity of a biological object, the concentration of CO _{2 is} higher and the concentration of O _{2 is} lower than the set values, the chamber is purged with nitrogen and air (to reduce the concentration of CO ₂ and increase the concentration of O ₂ ) or a gas mixture of nitrogen and oxygen of a given concentration from the gas separation unit. During storage, the oxygen and carbon dioxide content are set according to the formulas (1, 2), respectively
V

= 2V

+

·

,, (1)
V

= 0.67V

-

·

Для достижения положительного эффекта при хранении плодов предложенным способом важно, чтобы состав газовой среды в камерах оперативно регулировался. Это возможно лишь при использовании технически создаваемой газовой среды, например, с помощью азота или газовой смеси азота и кислорода от газоразделительных аппаратов (криогенные установки, БАРС и т.д.). Процесс разделения воздуха и получения необходимой газовой среды в данном случае автоматизирован и легко управляем. To achieve a positive effect when storing fruits with the proposed method, it is important that the composition of the gas medium in the chambers is quickly regulated. This is possible only when using a technically created gas medium, for example, using nitrogen or a gas mixture of nitrogen and oxygen from gas separation devices (cryogenic plants, BARS, etc.). The process of air separation and obtaining the necessary gas medium in this case is automated and easily controlled.

На фиг.1 представлена схема автоматического регулирования состава газовой среды в герметичной камере 1 с загруженным биологическим объектом, оснащенной газоразделительной установкой. В ее состав входят мембранный аппарат 2, центробежный вентилятор 3, водокольцевой вакуумный насос 4, газоанализаторы 5 и 6 соответственно для измерения текущих значений O₂ и CO₂ в камере хранения, трубопроводы и арматура. Автоматическое задание концентраций O₂ и CO₂ осуществляют с помощью микропроцессорного блока 7, в который вводится программа изменения состава газовой среды в процессе хранения. При возникновении в блоке разностного сигнала, возникающего из-за несоответствия контролируемого газоанализаторами 5,6 состава газовой среды в камере 1 хранения и программы, происходит включение системы управления газоразделительной установки. Посредством циркуляции газовой среды через рециркуляционные трубопроводы, а также с помощью вентилятора 3 и надмембранного пространства аппарата 2 в камеру 1 хранения подают смесь азота и кислорода заданной концентрации. При этом увеличивающаяся в результате дыхания биологического объекта концентрация CO₂ уменьшается, а пониженная концентрация O₂ увеличивается до заданных на данный период хранения величины. Система отключается при отсутствии разностного сигнала.Figure 1 presents a diagram of automatic control of the composition of the gaseous medium in a sealed chamber 1 with a loaded biological object equipped with a gas separation unit. It consists of a membrane apparatus 2, a centrifugal fan 3, a water ring vacuum pump 4, gas analyzers 5 and 6, respectively, for measuring the current values of O ₂ and CO ₂ in the storage chamber, pipelines and fittings. The automatic setting of O ₂ and CO ₂ concentrations is carried out using a microprocessor unit 7, into which a program for changing the composition of the gaseous medium during storage is introduced. When a difference signal arises in the unit due to a mismatch of the composition of the gas medium controlled by the gas analyzers 5.6 in the storage and program chamber 1, the control system of the gas separation unit is turned on. By circulating the gaseous medium through the recirculation pipelines, as well as by means of a fan 3 and the supmembrane space of the apparatus 2, a mixture of nitrogen and oxygen of a given concentration is supplied to the storage chamber 1. At the same time, the concentration of CO ₂ increasing as a result of breathing of the biological object decreases, and the reduced concentration of O ₂ increases to the values set for the given storage period. The system turns off when there is no differential signal.

П р и м е р 1. Хранение яблок сорта Ренет Симиренко - объем хранения 150 т, температура 1 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 90 ± 2% , срок хранения (Т) 240 сут.EXAMPLE EXAMPLE 1. Storage apples Rennet Symyrenko - capacity of 150 t, the temperature of 1 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium 90 ± 2%, retention time (T) 240 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) плодов от концентраций этих газов. С этой целью яблоки помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 1^оС.Before loading the chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of the fruits on the concentrations of these gases. For this purpose, the apples were placed in a hermetically closable chamber analyzer, which supports the storage 1 ^° C temperature

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания плодов, фиксируется через каждые 4 ч ( τ') автоматическими газоанализаторами. По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания плодов для каждого последующего промежутка времени ( τ ' ) в период исследования
ДК =

=

/

=

, отн.ед./, где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода плодами в каждые 4 ч в период исследования, об.%.The composition of the gas medium in it, which changes as a result of the respiration of the fruits, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers. According to the testimony of recorders, the respiratory coefficient of the fetus is calculated for each subsequent period of time (τ ') during the study period
DK =

=

/

=

, rel.ed./, where (O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and released carbon dioxide by the fruits every 4 hours during the study period, vol.%.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ в каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 2,1% O₂ : 6,9% СO₂ : 91,0% N₂ (фиг.2).Building graphs of the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, at DK = 1, the optimal initial composition of the gaseous medium is 2.1% O ₂ : 6.9% CO ₂ : 91.0 % N ₂ (figure 2).

После загрузки яблок в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки азотом от воздухоразделительной установки. After loading apples into chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with nitrogen from an air separation unit.

Контроль содержания в камере O₂ и CO₂ осуществляют с помощью газоанализаторов 5,6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·2.1+

·

= 4.20+0.39

,,
(1)
V

=0.67·6.9 -

= 4.62-0.55

,,
(2) где τ - продолжительность хранения, сут.Monitoring the content in the chamber of O ₂ and CO _{2 is} carried out using gas analyzers 5.6 continuously in automatic mode. During storage, the gas composition is set automatically using the microprocessor unit 7 according to the formulas (1, 2) entered into it in the form of a program
V

= 2 · 2.1 +

·

= 4.20 + 0.39

,,
(1)
V

= 0.67.6.9 -

= 4.62-0.55

,,
(2) where τ is the storage duration, days.

При возникновении в блоке разностного сигнала из-за несоответствия контролируемого газоанализаторами 5, 6 состава газовой среды в камере 1 хранения и программы происходит включение системы управления воздухоразделительной установки. Посредством продувки азотом и воздухом увеличившаяся в результате дыхания концентрация CO₂ уменьшается, а пониженная концентрация O₂ увеличивается до заданных на данный период хранения величин. Система отключается при отсутствии разностного сигнала.If a difference signal occurs in the unit due to a mismatch in the composition of the gas medium controlled by gas analyzers 5, 6 in the storage chamber 1 and the program, the control system of the air separation unit is turned on. By purging with nitrogen and air, the concentration of CO ₂ increased as a result of breathing decreases, and the reduced concentration of O ₂ increases to the values specified for a given storage period. The system turns off when there is no differential signal.

Выход стандартной продукции после хранения яблок предложенным способом составляет 97,3%, отход 1,2%. The output of standard products after storage of apples by the proposed method is 97.3%, waste 1.2%.

П р и м е р 2. Хранение груш сорта Бере Арданпон, объем хранения 30 т, температура 1,5 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 90 ± 1%, срок хранения (Т) 150 сут.EXAMPLE 2. EXAMPLE pear varieties Béré Ardanpon storage, capacity of 30 tons, the temperature of 1.5 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium of 90 ± 1%, the storage period (T) of 150 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) плодов от концентрации этих газов. С этой целью груши помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 1,5^оС.Before loading chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of the fetus on the concentration of these gases. For this purpose, pears placed in a hermetically closable chamber analyzer, wherein the storage temperature is maintained at ^about 1.5 S.

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания плодов, фиксируется через каждые 4 ч ( τ ') автоматическими газоанализаторами. The composition of the gas medium in it, which changes as a result of the respiration of the fruits, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers.

По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания плодов для каждого последующего промежутка времени ( τ ') в период исследования
ДК =

=

, отн.ед., где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода плодами в каждые 4 ч в период исследования, об.%.According to the testimony of recorders, the respiratory coefficient of the fetus is calculated for each subsequent period of time (τ ') during the study period
DK =

=

, rel.ed., where (O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and released carbon dioxide by the fruits every 4 hours during the study period, vol.%.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ в каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 3,4% O₂ : 6,4% CO₂ : 90,2% N₂ (фиг.3).By plotting the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, the optimal initial composition of the gaseous medium is determined at DK = 1 - 3.4% O ₂ : 6.4% CO ₂ : 90.2 % N ₂ (figure 3).

После загрузки груш в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки азотом от воздухоразделительной установки. Контроль содержания в камере O₂ и CO₂ осуществляют с помощью газоанализаторов 5, 6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·3.4+

·

= 6.8+0.74

,, (1)
V

=0.67·6.4 -

= 4.29-0.59

,,
(2) где τ - продолжительность хранения, сут.After loading the pears into the chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with nitrogen from the air separation unit. The monitoring of the content in the chamber O ₂ and CO _{2 is} carried out using

gas analyzers

5, 6 continuously in automatic mode. During storage, the gas composition is set automatically using the microprocessor unit 7 according to the formulas (1, 2) entered into it in the form of a program
V

= 2 · 3.4 +

·

= 6.8 + 0.74

,, (1)
V

= 0.67.6.4 -

= 4.29-0.59

,,
(2) where τ is the storage duration, days.

Выход стандартной продукции после хранения груш предлагаемым способом составляет 95,4%, отход 2,4%. The output of standard products after storage of pears by the proposed method is 95.4%, waste 2.4%.

П р и м е р 3. Хранение мандаринов сорта Уншиу широколистный - объем хранения 20 т, температура 3 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 92 ± 2%, срок хранения (Т) 120 сут.EXAMPLE 3. EXAMPLE mandarins grade Storage Unshiu broadleaf - capacity of 20 tons, the temperature of 3 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium 92 ± 2%, retention time (T) 120 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) плодов от концентрации этих газов. С этой целью мандарины помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 3^оС.Before loading chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of the fetus on the concentration of these gases. For this purpose, mandarins were placed in a hermetically closable chamber analyzer, wherein the storage temperature is maintained 3 ^C.

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания плодов, фиксируется через каждые 4 ч ( τ ') автоматическими газоанализаторами. По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания плодов исследования
ДК =

=

, отн.ед., где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода плодами в каждые 4 ч в период исследования, об.%.The composition of the gas medium in it, which changes as a result of the respiration of the fruits, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers. According to the testimony of recorders, the respiratory coefficient of the fetuses of the study is calculated
DK =

=

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ в каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 2,7% O₂ : 4,8% CO₂ : 92,5% N₂ (фиг.4).By plotting the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, the optimal initial composition of the gaseous medium is determined at DK = 1 - 2.7% O ₂ : 4.8% CO ₂ : 92.5 % N ₂ (figure 4).

После загрузки мандаринов в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки газовой смесью азота и кислорода от газоразделительной установки. Контроль содержания в камере O₂ и CO₂осуществляют с помощью газоанализаторов 5, 6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·2.7+

·

= 5.4+0.63

,, (1)
V

=0.67·4.8 -

= 3.22-0.45

,,
(2)
где τ - продолжительность хранения, сут.After loading the tangerines into the chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with a gas mixture of nitrogen and oxygen from a gas separation unit. The monitoring of the content in the chamber O ₂ and CO _{2 is} carried out using

gas analyzers

= 2 · 2.7 +

·

= 5.4 + 0.63

,, (1)
V

= 0.67 · 4.8 -

= 3.22-0.45

,,
(2)
where τ is the duration of storage, days.

Выход стандартной продукции хранения мандаринов предлагаемым способом составляет 93,5%, отход 3,8%. The output of standard products of storage of tangerines by the proposed method is 93.5%, waste 3.8%.

П р и м е р 4. Хранение томатов сорта Принц Ревермунт - объем хранения 20 т, температура 10 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 95 ± 2% , срок хранения ( τ ') 60 сут.EXAMPLE EXAMPLE 4 Storage tomato varieties Prince Revermunt - capacity of 20 tons, the temperature is 10 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium 95 ± 2%, the shelf life (τ ') 60 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) плодов от концентраций этих газов. С этой целью томаты помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 10^оС.Before loading the chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of the fruits on the concentrations of these gases. For this purpose, the tomatoes are placed in a hermetically closable analyzer chamber in which is maintained ^a temperature of 10 C. Storage

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания томатов, фиксируется через каждые 4 ч ( τ ') автоматическими газоанализаторами. По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания томатов для каждого последующего промежутка времени ( τ ') в период исследования
_ДК ₌

₌

_/

₌

_, _{отн.ед.,}, где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода томатами каждые 4 ч в период исследования, об.%.The composition of the gaseous medium in it, which changes as a result of the respiration of the tomatoes, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers. According to the testimony of recorders, the respiration coefficient of tomatoes is calculated for each subsequent period of time (τ ') during the study period
_DK ₌

₌

_/

₌

_, _rel.ed., where (O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and carbon dioxide released by tomatoes every 4 hours during the study period, vol.%.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 3,0% O₂ : 4,2% CO₂ : 92,8% N₂ (фиг.5).By plotting the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, when DK = 1, the optimal initial composition of the gas medium is determined - 3.0% O ₂ : 4.2% CO ₂ : 92.8% N ₂ (figure 5).

После загрузки томатов в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки азотом от газоразделительной установки. Контроль содержания в камере O₂ и CO₂ осуществляют с помощью газоанализаторов 5, 6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·3.0+

·

= 6.0+0.89

,, (1)
V

=0.67·4.2 -

= 2.8-0.47

,,
(2) где τ - продолжительность хранения, сут.After loading the tomatoes into the chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with nitrogen from a gas separation unit. The monitoring of the content in the chamber O ₂ and CO _{2 is} carried out using

gas analyzers

= 2 · 3.0 +

·

= 6.0 + 0.89

,, (1)
V

= 0.67 · 4.2 -

= 2.8-0.47

,,
(2) where τ is the storage duration, days.

При возникновении в блоке разностного сигнала из-за несоответствия контролируемого газоанализаторами 5, 6 состава газовой среды в камере 1 хранения и программы происходит включение системы управления газоразделительной установки. Посредством продувки газовой средой заданного состава увеличивающаяся в результате дыхания концентрация CO₂уменьшается, а пониженная концентрация O₂ увеличивается до заданных за данный период хранения величин. Система отключается при отсутствии разностного сигнала.If a difference signal occurs in the unit due to a mismatch of the composition of the gas medium controlled by the gas analyzers 5, 6 in the storage chamber 1 and the program, the control system of the gas separation unit is turned on. By purging with a gas medium of a given composition, the concentration of CO ₂ increasing as a result of breathing decreases, and the reduced concentration of O ₂ increases to the values specified for a given storage period. The system turns off when there is no differential signal.

Выход стандартной продукции после хранения томатов предлагаемым способом составляет 95,5%, отход 2,02%. The output of standard products after storage of tomatoes by the proposed method is 95.5%, waste 2.02%.

П р и м е р 5. Хранение картофеля сорта Темп - объем хранения 5 т, температура 4 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 93 ± 2%, срок хранения (Т) 240 сут.EXAMPLE Example 5. Storage Temp potato varieties - capacity of 5 tons, temperature 4 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium 93 ± 2%, retention time (T) 240 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) картофеля от концентрации этих газов. С этой целью картофель помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 4^оС.Before loading chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of potatoes on the concentration of these gases. For this purpose, the potatoes are placed in a hermetically closable chamber analyzer, which supports the storage temperature of 4 ° ^C.

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания картофеля, фиксируется через каждые 4 ч ( τ') автоматическими газоанализаторами. По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания картофеля для каждого последующего промежутка времени ( τ ') в период исследования
ДК =

=

, отн.ед., где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода картофелем в каждые 4 ч в период исследования, об.%.The composition of the gas medium in it, which changes as a result of the respiration of the potato, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers. According to the testimony of recorders, the coefficient of respiration of potatoes is calculated for each subsequent period of time (τ ') during the study period
DK =

=

, rel.ed., where (O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and carbon dioxide released by potatoes every 4 hours during the study period, vol.%.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ в каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 2,1% O₂ : 3,8% CO₂ : 94,1 N₂ (фиг.6).By plotting the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, at DK = 1, the optimal initial composition of the gaseous medium is 2.1% O ₂ : 3.8% CO ₂ : 94.1 N ₂ (Fig.6).

После загрузки картофеля в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки азотом от воздухоразделительной установки. Контроль содержания в камере O₂ и CO₂ осуществляют с помощью газоанализаторов 5, 6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·2.1+

·

= 4.2+0.39

,, (1)
V

= 0.67·3.8 -

= 2.55-0.26

,, (2) где τ - продолжительность хранения, сут.After loading the potatoes into the chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with nitrogen from an air separation unit. The monitoring of the content in the chamber O ₂ and CO _{2 is} carried out using

gas analyzers

= 2 · 2.1 +

·

= 4.2 + 0.39

,, (1)
V

= 0.67.38 -

= 2.55-0.26

,, (2) where τ is the duration of storage, days.

При возникновении в блоке разностного сигнала из-за несоответствия контролируемого газоанализаторами 5, 6 состава газовой среды в камере 1 хранения и программе происходит включение системы управления воздухоразделительной установки. Посредством продувки азотом и воздухом увеличившаяся в результате дыхания концентрация CO₂ уменьшается, а пониженная концентрация O₂ увеличивается до заданных на данный период хранения величин. Система отключается при отсутствии разностного сигнала.When a difference signal occurs in the unit due to a mismatch of the composition of the gas medium controlled by the gas analyzers 5, 6 in the storage chamber 1 and the program, the control system of the air separation unit is turned on. By purging with nitrogen and air, the concentration of CO ₂ increased as a result of breathing decreases, and the reduced concentration of O ₂ increases to the values specified for a given storage period. The system turns off when there is no differential signal.

Выход стандартной продукции после хранения картофеля предлагаемым способом составляет 95,5%, отход 1,8%. The output of standard products after storage of potatoes by the proposed method is 95.5%, waste 1.8%.

П р и м е р 6. Хранение капусты сорта Амагер 611 - объем хранения 5 т, температура 1,0 ± 0,5^оС, относительная влажность газовой среды 92 ± 0 2%, срок хранения (Т) 210 сут.EXAMPLE EXAMPLE 6. Storage cabbage varieties Amager 611 - capacity of 5 tons, the temperature of 1.0 ± 0.5 ^{° C,} relative humidity of the gaseous medium 0 92 ± 2%, retention time (T) 210 days.

Перед загрузкой камеры 1 определяют исходное оптимальное содержание O₂ и CO₂ по зависимостям коэффициента дыхания (ДК) кочанов от концентрации этих газов. С этой целью кочаны помещают в герметично закрывающуюся камеру анализатора, в которой поддерживается температура хранения 1^оС.Before loading chamber 1, the initial optimal content of O ₂ and CO ₂ is determined by the dependences of the respiration coefficient (DC) of the heads of cabbage on the concentration of these gases. For this purpose, cabbage was placed in a hermetically closable chamber analyzer, which supports the storage 1 ^° C temperature

Состав газовой среды в ней, изменяющийся в результате дыхания капусты, фиксируется через каждые 4 ч ( τ ') автоматическими газоанализаторами. По показаниям самопишущих приборов рассчитывают коэффициент дыхания капусты для каждого последующего промежутка времени ( τ ') в период исследования
ДК =

=

, отн.ед., где (O₂) и (CO₂) - количество поглощенного кислорода и выделенного диоксида углерода в каждые 4 ч в период исследования, об.%.The composition of the gaseous medium in it, which changes as a result of the respiration of the cabbage, is recorded every 4 hours (τ ') by automatic gas analyzers. According to the testimony of recorders, the coefficient of respiration of cabbage is calculated for each subsequent period of time (τ ') during the study period
DK =

=

, rel.ed., where (O ₂ ) and (CO ₂ ) - the amount of absorbed oxygen and released carbon dioxide every 4 hours during the study period, vol.%.

Строя графики зависимости коэффициента дыхания от среднего значения концентраций O₂ и CO₂ в каждые 4 ч в период исследования, определяют при ДК = 1 оптимальный исходный состав газовой среды - 1,9% O₂ : 7,3% CO₂ : 90,8% N₂ (фиг.7).By plotting the dependence of the respiration coefficient on the average concentration of O ₂ and CO ₂ every 4 hours during the study period, the optimal initial composition of the gaseous medium is determined at DK = 1 - 1.9% O ₂ : 7.3% CO ₂ : 90.8 % N ₂ (Fig.7).

После загрузки капусты в камеру 1 и ее герметизации создают данный газовый состав путем продувки азотом от воздухоразделительной установки. Контроль содержания в камере O₂ и CO₂ осуществляют с помощью газоанализаторов 5, 6 непрерывно в автоматическом режиме. В процессе хранения газовый состав задают автоматически с помощью микропроцессорного блока 7 по формулам (1, 2), введенным в него в виде программы
V

=2·1.9+

·

= 3.8+0.37

,, (1)
V

= 0.67·7.3 -

= 4.89-0.61

,, (2) где τ - продолжительность хранения, сут.After loading the cabbage into the chamber 1 and sealing it, this gas composition is created by purging with nitrogen from the air separation unit. The monitoring of the content in the chamber O ₂ and CO _{2 is} carried out using

gas analyzers

= 2 · 1.9 +

·

= 3.8 + 0.37

,, (1)
V

= 0.67 · 7.3 -

= 4.89-0.61

,, (2) where τ is the duration of storage, days.

При возникновении в блоке разностного сигнала из-за несоответствия контролируемого газоанализатора 5, 6 состава газовой среды в камере 1 хранения и программы происходит включение системы управления воздухоразделительной установки. Посредством продувки азотом и воздухом увеличившаяся в результате дыхания концентрация CO₂ уменьшается, а пониженная концентрация O₂ увеличивается до заданных на данный период хранения величин. Система отключается при отсутствии разностного сигнала.When a difference signal occurs in the unit due to a mismatch of the monitored gas analyzer 5, 6, the composition of the gas medium in the storage chamber 1 and the program, the control system of the air separation unit is turned on. By purging with nitrogen and air, the concentration of CO ₂ increased as a result of breathing decreases, and the reduced concentration of O ₂ increases to the values specified for a given storage period. The system turns off when there is no differential signal.

Выход стандартной продукции после хранения капусты предлагаемым способом 93,6%, отход 0,3%. The output of standard products after storage of cabbage by the proposed method 93.6%, waste 0.3%.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет уменьшить отходы при хранении плодоовощной продукции в 3-5 раз. При этом наилучшим образом сохраняются пищевые и диетические качества плодов. Using the proposed method in comparison with the prototype can reduce waste during storage of fruits and vegetables by 3-5 times. At the same time, the nutritional and dietary qualities of the fruits are best preserved.

Способ испытан в совхозе "Родина", г. Грозный. The method was tested at the state farm "Homeland", Grozny.

Claims

METHOD FOR STORING BIOLOGICAL OBJECTS IN A REGULATED GAS MEDIA, including loading the chamber, sealing it, creating a gas medium of a given composition, monitoring the oxygen and carbon dioxide content in the chamber and maintaining their predetermined concentration, purging with nitrogen, characterized in that, in order to reduce losses during storage , before loading the chamber, the respiration coefficient of the biological object is determined depending on the concentration of oxygen and carbon dioxide in the chamber and the initial optimal oxygen content is established a and carbon dioxide, depending on the respiration coefficient of the biological object, and during storage, the oxygen and carbon dioxide content are determined by the formula
V

= 2V

+

·

,,
V

= 0.67V

-

·

,,
where V ₀₂ ^ref. - initial optimal oxygen content, vol.%;
V _co2 ^ref. - initial optimal content of carbon dioxide, vol.%;
T is the recommended shelf life for a particular type and grade of object, days;
τ is the storage duration, days.