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PROCEDE ET SYSTEME DE_CONTROLE D'ATMOSPEERE DE DENREES
La présente invention concerne procédé de contrôle
d'atmosphère, à savoir un procédé de contrôle de la conservation.
de denrées dans une enceinte. Ce type de nrocéde a pour objectif
de calibrer notamment les gaz, la température, la pression,
autour des denrées, en particulier des denrées végétales, pour.
en améliorer la conservation et retarder au maximum la
putréfaction.
L'invention porte en outre sur un programme informatique
pour la mise en uvre du procédé ainsi qu'un automate et un
système associés.
Dans le domaine de la conservation de fruits tels que. des
pommes, le maintien d'une atmosphère normale à 21% de dioxygène
entraîne une combustion à court terme des réserves énergétiques
du végétal, à savoir des glucides, par des processus
respiratoires des fruits. La suppression totale de du dioxygène
conduit à une inversion métabolique défavorable â la
conservation, à savoir un passage d'un processus respiratoire à
un processus fermentaire.
Pour pallier à ces inconvénients, il a eté proposé dés
systèmes d'atmosphère contrôlée dans lesquels la quantité de
dioxygène est maintenue à S. En général les systèmes.
d'atmosphères contrôlées injectent du diazote et épurent le CO2
selon des procédée connus en eux même.
.25 Un objectif de l'invention est de proposer un procédé
peemettant de mieux contrôler la teneur en inducteur de stress
tel que le dioxygène, pour améliorer la conservation des denrées
dans le temps en limitant la perte de qualité des denrées.
pour ce faire, l'invention propose un procédé de contrôle
d'atmosphère de denrées, en particulier de denrées végétales,
dans une enceinte, le procédé comprenant des étapes de
- de préférence, suivre une quantité de marqueur de stress
fermentaire dans ou autour d'au moins une des denrées dans le
temps,
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- établir dans l'enceinte, un pic d'inducteur de stress, ledit
inducteur de stress étant corrélé audit marqueur de stress de
sorte que le pic induit une augmentation de la quantité de
marqueur de Stress, et
établir dans l'enceinte, une consigne d'inducteur de stress
limitant la baisse de la quantité de marqueur de stress, la
consigne étant différente dudit pic.
De préférence, cette étape comprend établir dans l'enceinte,
une consigne d'inducteur de stress limitant la baisse de la
quantité de marqueur de, stress, la consigne étant au-deesus
dudit pic à creux ou en dessous dudit pic à sommet.
En particulier, dans le cas de la, pomme, la réaction au
stress de manque d'oxygène empêche la molécule o-farnésene de
oxyder. Cette molécule se trouve à la surface de, le pomme,
Quand elle s'oxyde elle attaque la membrane cellulaire des
couches supérieures du fruit. En simple, cette réaction au
stress empêche les maladies post-conservation et très
destructrices comme divers cald (échaudures) ou
vitrescences notamment,
Avantageusement, le pic et la consigne d'inducteur de stress
sont choisis pour annihiler le processus respiratoire et donc
limiter la combustion des réserves énergétiques et annihiler
l'oxydation de la çx-farnesene, mais sans trop engager le
processus fermentaire sans toutefois impacter lesdites qualités
organoleptiques des pommes en sortie de conservation. Il
s'ensuit une conservation plus longue des denrées, en
particulier des fruits, dans l'enceinte. Le fait de maintenir un
état fermentaire constant mais faible permet de maintenir la
qualité des denrées car les réserves énergétiques sont
consommées beaucoup moins rapidement dans le cas de la
fermentation que dans Ie cas de = la respiration.
En outre, le contrôle de la quantité de marqueur de stress
permet d'adapter le procédé à des conditions précises, en
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particulier une estimation précise du processus de fermentation
ou de respiration.
selon d'autres aspects pris isolément ou combinés selon
toutes les combinaisons techniquement réalisables
- le procédé comprend en outre des étapes de
- identifier au moine un seuil de marqueur de stress ou un
temps où ce seuil est atteint, et
- établir dans l'enceinte, un nouveau pic d'inducteur de
stress induisant une augmentation de la quantité de marqueur
de stress ; et/ou
- le procédé comprend en outre des étapes d'établir- dans
l'enceinte, un nouveau pic d'inducteur de stress induisant
une augmentation de, la quantité de marqueur de stress
préalablement à une ouverture de ladite enceinte ; et/ou
- la quantité de marqueur de stress, est mesurée dans les
denrées au moyen d'au moins une sonde de préférence
introduite dans au moins une des denrées ; et/ou
- l'intensité du pic et de préférence celle de la consigne,
sont ajustables par un utilisateur ; et/ou
- le marqueur de stress est l'éthanol et l'inducteur dé stress
est de, préférence le dioxygène ; et/ou
- la consigne de dioxygène est inférieure à 2%, de préférence
inférieure- à 1%, plue préférentiellement de 0,4% ; et/ou
- au moins un desdits pics de dioxygéne est inférieur à 1%, de
le
préférence inférieur à 0,5%, plus préférentiellement de
0,21 ; et/ou
- au moins un desdits pics de dioxygène est de 0,1 à 0,3%, de
préférence 0,2%, en dessous de la consigne de diexygène ;
et/eu
- le seuil est supérieur ou égal à 90 ppm et inférieur ou égal
à 120 ppm, de préférence environ 110 ppm.
L'invention porte en outre sur un produit-programme
informatique comprenant des parties de code logiciel lisible sur
une unité de commande telle qu'un ordinateur, configure pour
donner des instructions de commande pour réaliser lez étapes du
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procédé selon l'invention, lorsqu'il est mis en uvre par
l'unité de commande.
Un autre objet de l'invention concerne un automate de
contrôle d'atmosphère de denrées, en particulier de denrées
végétales, comprenant un produit-programme informatique selon
l'invention.
L'invention porte en outre sur un système de contrôle
d'atmosphère de denrées, en particulier de denrées végétales, le
système comprenant
- de préférence une enceinte,
- un automate selon l'invention,
- au moins une sonde de mesure d'éthanol.
Alternativement, l'invention peut aussi porter sur un
procédé de contrôle d'atmosphère de denrées, en particulier de
denrées végétales, dans une enceinte, le procédé comprenant des
étapes de
- de préférence, suivre une quantité de marqueur de stress dans
ou autour d'au moins une des denrées dans le temps,
- établir dans l'enceinte, un pic d'inducteur de stress, ledit
inducteur de stress étant corrélé audit marqueur de stress de
sorte que le pic induit une baisse de la quantité de marqueur de
stress, et
- établir dans l'enceinte, une consigne d'inducteur de stress
limitant l'augmentation de la quantité de marqueur de stress, la
consigne étant en deçà, en particulier en dessous, dudit pic.
L'invention sera davantage détaillée par la description de
modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures
annexées, dans lesquelles
- la figure 1 est un schéma du procédé selon l'invention ;
- la figure 2 est un Schéma de l'évolution du premier
septembre au 31 mars d'un inducteur de stress, en
particulier le dioxygène, et celle d'un marqueur de
stress fermentaire, en particulier l'éthanol ; et
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la figure 3 est un schéma -d'un_ système de contrôle
d'atmosphère selon l'invention.
La présente invention concerne un procédé de contrôle.
d'atmosphère, en particulier pour la, conservation de denrées
$ végétales 1, plus particulièrement des pommes ou des poires. Le
procédé est particulièrement adapté à toutes les variétés de
pommes et de poires.
Le procédé est mis en uvre dans une enceinte 2 dans
laquelle les denrées végétales I sont conservées. L'enceinte 2
est en particulier une enceinte réfrigérée.
Le procédé selon l'invention fait intervenir un marqueur de
stress qui est de préférence l'éthanol ; et un inducteur de
stress corrélé au marqueur de stress. L'inducteur de stress est
de préférence. le dioxygène. Le stress est ici l'annihilation
d'un processus respiratoire et l'engagement d'un processus
fermentaire léger. Qn peut envisager un autre marqueur de stress
dans cette configuration, tel que notamment, le lactate ou
l'éthylène et un autre inducteur de stress tel que notamment le
dioxyde de carbone. Le lactate présente l'avantage d'être
soluble et plus facilement mesurable.
Une mesure de l'éthylène peut être rajouté en appoint, du
contrôle, en effet l'éthylène est une molécule de type hormone
dégagée par la pomme lors de sa respiration et processus de
murissement, régnent dans l'enceinte de réfrigération.
En fonction du marqueur de stress et .de l'inducteur de
stress suivi, l'évolution de leur .quantité peut se faire dans le
même sens où dans un sens opposé à ceux de l'éthanol et. du
dioxvgène sans sortir du cadre de l'invention. Dans le cas d'une
évolution opposée, les valeurs sont inversées dans le même
principe, par exemple les pics sont inverses. En particulier,
les pics sont à creux ou à sommet, mais de préférence comme
illustré dans, les figures.
Le contrôle des peramètres autres que le dioxygene, tels que
les autres gaz, la temperature, la pression, l'humidité autour
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des denrées peut se faire selon les procédés connus en eux même.
Par exemple ces paramètres sont
- CO2 : I% (g/g) ;
- Température :_0,8 C;
- Pression :_0 mbar ;
- Humidité _91Ele-
Dans la variante: préférée, la teneur- en N2 réglée à 3%.
L'azote est de préférence le gaz utilisé pour expulser l'oxygène
et faire baisser la teneur en oxygène de l'enceinte. Un autre
paramètre baissant la teneur en oxygène c'est la respiration des
denrées:, qui va permettre en particulier de consommer tout
l'oxygène contenue dans l'enceinte réfrigérée jusque atteindre
0%, ce afin de permettre d'atteindre le pic de stress.
L'enceinte 2 est mise en fonctionnement, par exemple suivant
une étape (a). Des que les denrées, sont mises dans l'enceinte 2,
on abaisse la quantité de dioxygène dans l'enceinte 2. En
particulier, on établit un pic de dioxygène PI en dessous de la
teneur classique pour la conservation des denrées, par exemple à
une valeur est inférieure à 1% de préférence inférieure à 0,5%,
plus préférentiellement de: 0,2% (en volumes), Ces valeurs
induisent de bons résultats pour des denrées végétales, en
particulier des pommes. Les valeurs de Pl dépendent de plusieurs
paramètres tels que l'état de la pomme à la cueillette, son état
avancé ou précoce de maturité, la climatologie, le terroir,
l'état des vergers_ Ainsi, les seuils de conservations relatifs
à des pies de stress dépendent de ces paramètres et également de
la variété, en particulier de pomme ou de poire. En effet,
différentes variétés de pommes n'ont pas les mômes paramètres de
réaction et de conservation. Il en est de même pour les poires.
Avantageusement, le pic de dioxygène permet d'annihiler
rapidement et intensément le processus respiratoire et limiter
la. consommation des réserves glucidiques, tout en engagement
légèrement. le processus fermentaire,
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Par exemple, le pic est établi en appliquant une consigne de
dioxygène C. ). à 0% jusqu'à ce que la teneur en dioxygène
atteigne la valeur voulue. Cette première consigne à 0% peut
être établie dans une deuxième étape (h). La baisse de la teneur
en dioxygéne peut être identifiée par une étape (c). Le pic de
dioxygène PI atteint peut être identifie par une étape (d).
Selon une variante, on peut suivre une quantité de marqueur
de stress, en particulier de l'éthanol, dans ou autour d'au
moins une des denrées dans le tempe. Avantageusement, le
monitorage, de préférence en continu, de la quantité d'éthanol
permet de vérifier si les denrées végétales sont dans un
processus respiratoire ou fermentaire, et à quel point elles
sont engagées dans ce processus. En outre, ce monitorage permet
de vérifier l'efficacité du pic de dioxygène pour les denrées
considérées dans la situation particulière, et de vérifier s'il.
.faut davantage diminuer la quantité de dioxygène. Le monitorage
du dioxygène, qui permet d'utiliser une consigne à. 0% et de.
vérifier mi le pic de dioxygène Pt est atteint.
Le dioxygène étant corrélé à l'éthanol, la vérification de
la teneur en dioxygène peut être faite en monitorant uniquement
la teneur en éthanol, par exemple en poids, pour vérifier si un
pic d'éthanol P2 est atteint. De préférence, le pic 'd'éthanol P2
est supérieur ou égal à 100 ppm et inférieur ou égal à 140 ppm,
plus préférentiellement environ 120 ppm,
Comme on peut le voir sur la figure 2, l'opérateur peut
faire remonter le, plus particulièrement programmer la remontée
du, taux d'o2 légèrement avant que l'éthanol n'ai atteint les
120 ppm. Eh effet, le processus de fermentation a une certaine
inertie que l'on peut anticiper., à savoir la r.c-a, dite
régulation par commande anticipée, pour ne pas monter trop haut
en éthanol et dépasser les mesures prévues. Ceci permet d'éviter
d'avoir des stress. supplémentaires. Ainsi, quand le taux
d'éthanol commence à monter, l'opérateur peut de préférence
faire remonter, plus particulièrement programmer la remontée de,
la consigne d'o2, quitte à atteindre le pic montée d'éthanol en.
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2 phases. Un algorithme est de préférence prévu pour automatiser
cette opération en limitant les risques.
En d'autres termes, lorsque la valeur d'oxygène en
pourcentage mesurée atteint le pic PI, la teneur d'éthanol à
5. commencer à monter, par exemple, la valeur de P1 est de 0,2%,
Simultanément, P2 s'est élevé de quelques ppm d'éthanol en
fonction de conditions liées à la denrée spécifiquement
conservée. On détermine si la valeur de P2 est suffisante, par
exemple à 120 ppm. On adapte ensuite le taux d'oxygène, en
particulier en en introduisant dans la chambre froide, pour
stabiliser ce taux d'éthanol.
Un pic d'éthanol P2 de quelques ppm traduit sensiblement. une
fin do processus respiratoire pour les pommes, sans toutefois
que les pommes soient trop engagées dans un processus de
respiration> Le fait maintenir ainsi un état fermentaire
constant mais faible permet de maintenir la qualité des pommes
car les réserves énergétiques sont consommées très lentement
dans le cas de la fermentation d'autant plus qu'un éthanol
résultant à quelques ppm, par exemple 120 ppm, dénote une
fermentation quasi insignifiante. De même que pour PI, la valeur
de P2 est variable en fonction des denrées, en particulier en
fonction de la variété de pomme ou de poire. Cette valeur peut
atteindre. 500ppm pour la variété de. pomme nommée "rouge" par
exemple,
Le procédé comprend ensuite une étape comprenant
l'établissement d'une consigne de dioxygène C,(n) au-dessus de la
valeur du pic. Cette étape peut être désignée comme une étape
(e). L'atmosphère est maintenue à cette consigne de dioxygène
Ccem Avantageusement, la consigne de dioxygène permet de
limiter 1* baisse d'éthanol et ainsi maintenir provisoirement le
processus fermentaire tout en évitant que les fruits passent
totalement dans le processus fermentaire. Par exemple, la
consigne de dioxygène (:(2) est inférieure à 2%, de préférence
inférieure à 1%, plus préférentiellement d'environ 0,4% (en
volumes), 'Une consigne- à 0,4% permet une meilleure conservation.
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des pommes et un goût maintenu_ dans le temps pendant plusieurs
mois. La consigne C(wl Peut aussi être supérieure à 2% en
fonction de, la denrée, en particulier de la variété de pomme ou
de poire
En particulier, le pic de dioxygène P1 est à. une valeur
inférieure à celle de la consigne Co21, par exemple pour une
denrée végétale donnée. On peut envisager une denrée végétale
qui aurait une consigne cem différente de celle des pommes,
auquel cas, le pic peut avoir une valeur différente. De.
préférence, le pic de dioxygène 1) est de 0,1 à 0,3, de
préférence 0,2%, en dessous de la consigne de dioxygène
Plus généralement, la plage de maintien du c02, suivant les
variétés, se situe être 0-5% et 3,%. Une calibration peut être
réalisée poux une variété donnée aux moyens d'essais,
Dans le cas où un autre inducteur de stress et/ou un autre
marqueur de stress est utilisé, les variations peuvent être dans
le même sens ou dans un sens opposé à 'celles du dioxygène et de
l'éthanol. On peut par exemple envisager un inducteur de stress
dont la quantité doit être augmentée pour induire un stress,
et/ou un marqueur de stress qui diminue lors du stress.
En dépit de la consigne de dioxygène Cgm limitant la baisse.
d'éthanol, il s'avère que la quantité d'éthanol baisse lentement
dans le temps ce qui indique que les denrées végétales
retournent peu à peu vers un processus respiratoire,
Le monitorage de la quantité de marqueur de stress peut être
utilisé pour identifier au moins un Seuil SI de marqueur de
stress en dessous duquel on peut considérer que les denrées ne
sont plus suffisamment engagées dans leur processus fermentaire
ou retournent vers un processus respiratoire. En particulier, le
seuil est EI inférieur au pic d'éthanol P. Par exemple, le seuil_
est supérieur ou égal à 90 ppm et inférieur ou égal à 120
ppm, de préférence environ 110 ppm,
Le seuil SI atteint peut-être identifié comme une étape (f).
Une fois ce seuil S déterminé et atteint, on peut ensuite
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établir dans l'enceinte 2, un nouveau pic d'inducteur de stress
induisant une augmentation, de la quantité de marqueur de
strese. En particulier, on établit dans l'enceinte 2 un pic de
dioxygene inférieur à la consigne précédente. Le nouveau pic
5. peut être établi en remettant une consigne d'oxygène à 0%, donc
en particulier en effectuant un retour à l'étape (b), et ainsi
de suite,
Alternativement, on peut envisager d'identifier un temps où
ce seuil S1 est atteint, par exemple en moyenne, et ensuite
10 établir à ce moment, le nouveau pic de dioxygene.
Le nouveau pic peut être le même, à savoir de même valeur,
que le Pic Pl précédent ou être différent. De préférence, le
même pic est utilise pour plus de simplicité.
Après le nouveau pic, une nouvelle consigne Ce,2) de
dioxygéne est appliquée. Cette consigne est de préférence la
même que la (ou les) précédentes pour plus de simplicité, mais
on peut envisager qu'elle soit différente.
En outre, il est possible que l'enceinte 2 soit ouverte par
un opérateur, par exemple pour réaliser des mesures ou des
vérifications. Cette ouverture de l'enceinte 2 entraine une
forte augmentation de la teneur en dioxygène dans l'enceinte 2
et nuit à la conservation des denrées car elles rentreraient
dans un processus respiratoire, notamment si le dernier pic de
dioxygene a été fait plusieurs jours avant l'ouverture de Sorte
que la quantité d'éthanol est légèrement au-dessus du seuil.
Pour éviter cet inconvénient, le procédé peut comprendre une
étape d'établir dans l'enceinte 2, un nouveau pic d'inducteur de
stress induisant une augmentation, de la quantité de marqueur de
stress préalablement à une ouverture, de ladite enceinte 2. Plus
particulièrement, un nouveau pic de dioxygène Pl est appliqué
avant l'ouverture de l'enceinte 2. De préférence, ce nouveau pic
est appliqué environ 24 h avant l'ouverture de l'enceinte 2.
L'étape de prévision d'ouverture (P.O.), par exemple dans 24h,
peut être identifiée comme une étape (g) Le pic Pi peut âtre
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appliqué suivant des étapes (h) et (i) similaire aux étapes (b)
et (c), respectivement, En fonction de délai avant l'ouverture
on peut avoir une étape (j) de pic pl atteint. et (k) de consigne
Çffl) pouvant être à 0,4%, avant l'Ouverture (O.) de l'enceinte
2, par exemple dans une étape (1). Le nouveau pic peut aussi
être différent du pic PI précédent en valeur.
Si l'enceinte 2 n'est plus utilisée, elle peut être éteinte
dans, une étape (m).
De préférence, la quantité de marqueur de stress est mesurée
dans les denrées au moyen d'au moins une sonde 3 de préférence
introduite dans les denrées. Ainsi, l'enceinte 2 est associée à
cette sonde 3 pour la mise en uvre de leinvention. En
particulier, la sonde, 3 est introduite dans la chair des denrées
végétales I de sorte à mesurer la quantité de marqueur de stress
localement, Avantageusement, une sonde dans les denrées augmente
grandement l'efficacité du procédé car la sonde est disposée au
plus près de la chair, à savoir près du- lieu de la production
d'éthanol sous forme liquide. La sonde 3 peut être une
adaptation d'un capteur dit ElecFET développé par le CNRS..
De préférence, plusieurs Sondes 3 sont utilisées, par
exemple deux à quatre sondes 3 ou plus, Cela permet de pouvoir
contrôler des lots de récolte différents et de prendre en compte
les réactions les plus sensibles.
La sonde 3 peut être couplée à un analyseur 4 de très haute,
précision pouvant être dans l'enceinte 2 ou hors de l'enceinte
2. Les informations de mesure de la sonde 3 sont de préférence
visibles par des opérateurs. Un analyseur 4 peut aussi être
couplé à. plusieurs sondes 3.
On peut envisager une sonde de mesure de lactate, d'éthylène
ou d'un autre paramètre corrélé ou non à la quantité è' éthanol
QU au processus respiratoire ou fermentaire.
Selon une variante, alternativement ou de préférence en
complément de la sonde 3 introduite dans les denrées, une sonde
de contact (non représentée) peut être utilisée en particulier
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pour avoir une confirmation des mesures. Cette sonde de contact
est au contact de la denrée, en particulier de la pomme ou de le
poire.
Selon une variante, l'intensité du pic Pl et de préférence
celle de la consigne C.(0i , sont ajustables par un utilisateur.
Ainsi, un utilisateur peut ajuster ces paramètres pour les
adapter à une situation particulière etiou â des denrées
particulières, notamment l'espèce de pomme ou une denrée
végétale différente des pommes,
Un autre objet de l'invention concerne un produit-programmé
informatique particulièrement adapté pour la mise en oeuvre, de.
préférence automatique du procède tel que décrit précédemment.
Le produit-programme informatique comprend des parties de
code logiciel lisible sur une unité de commande 5 telle qu'un.
ordinateur. Le produit-programme informatique est configure pour
donner des instructions de commande pour réaliser les étapes
dudit procédé, lorsqu'il est mis en uvre par l'unité de
commande. 5. Par exemple le produit-programme est un logiciel de
commandes d'atmosphère chargeable dans ladite unité, de commande.
Le produit-programme peut fonctionner avec des données de
mesure de la quantité de marqueur de stress, et par exemple
commander des sources 6 ou détendeurs en particulier de gaz,
pour appliquer la consigne de dioxygéne Ce.; et/ou le pic Pl
d'inducteur de stress.
L'invention porte en outre sur- un automate, de contr81e
d'atmosphère de denrées, en particulier de denrées végétales,
comprenant un produit-programme informatique tel que décrit
précédemment. En particulier, l'automate comprend l'unité de
commande 5 et applique: les instructions de commande.
L'invention porte en outre sur un système de contrôle
d'atmosphère de denrées, en particulier de denrées végétales. Le
système comprend une enceinte 2, en particulier une enceinte
réfrigérée, un automate tel que décrit précédemment, et une
sonde 3 de mesure d'éthanol,
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Le procédé, le programme, l'automate et le système selon
l'invention peuvent chacun être rajouté en complément d'autres
systèmes usuels en tant que confirmation de données ou sécurité
complémentaire. En effet, cela permet aux utilisateurs de
s'assurer que leur système usuel n'asphyxie pas lez pommes en
utilisant par exemple la sonde 3 et l'automate selon
l'invention.
Index des références.
: Denrées végétales ;
10. 2 Enceinte ;
3 Sonde. ;
4 z Analyseur ;
5 : Unité de. commande ;
6 : Source en particulier de gaz ;
a Mise en fonctionnement ;
et h Consigne de dioxygéne (C(02)) à 0% ;
c et i baisse de. la teneur en 02 ;
d et j Pic de dioxygène (Pl) atteint, puis pic d!éthanol
(Et0H) atteint ;.
e et k Consigne de dioxygène (C(02)) à 0,4 %
f Seuji. Si. d'éthanol atteint ;
g Prévision d'ouverture ;
1 ouverture ;
m extinction.
