Effectiveness of Real-time Oxygen Control in Fresh Produce Container Equipped with Gas-diffusion Tube

기체확산 튜브 부착 신선 농산물 용기에서의 실시간 산소농도 제어의 효과

Simplified control logic was devised to fabricate and operate the modified atmosphere (MA) container of fresh produce equipped with gas-diffusion tube whose opening/closing was controlled in response to real time $O_2$ concentration. This is a simplified ramification of the previously developed control logic using both $O_2$ and $CO_2$ concentrations ([$O_2$] & [$CO_2$]). The developed logic was applied to and tested by a container system filled with spinach at $10^{\circ}C$ having optimum MA window of [$O_2$] of 7~10% and [$CO_2$] of 5~10%. It was shown that setting the proper on-off limit (11%) for $O_2$ control based on the assumed relationship $[O_2]+[CO_2]$=21% could attain the desired $CO_2$ concentration just below the upper tolerance limit ($[CO_2]_H$, 10%). The $O_2$ control point can be the lower tolerance limit or adjusted one (21-$[CO_2]_H$) depending on the commodity's MA requirement. The developed logic using single $O_2$ sensor could attain the equilibrated [$O_2$] of 11% with [$CO_2$] of 8~9% which was desired and similar to that of its predecessor ([$O_2$] of 9~10% with [$CO_2$] of 10%) using both $O_2$ and $CO_2$ sensors. Both MA containers (one only with single $O_2$ sensor control and one with $O_2$ and $CO_2$ sensors) could also keep the spinach quality without significant difference between them, but significantly better than perforated control package of air.

기체확산 튜브를 부착한 신선 농산물 용기에서 적정 변형기체(modified atmosphere, MA)를 형성하기 위하여 산소 농도에 따라 실시간적으로 반응하여 튜브 개폐가 이루어지는 제어 logic을 개발하고 그 유효성을 검증하였다. 본 연구는 이전의 연구에서 이루어진 $O_2$ 및 $CO_2$ 센서 모두를 이용하여 제어하는 logic의 단순화를 시도한 것으로 7~10%의 $O_2$, 5~10%의 $CO_2$ 농도를 적정 MA로 갖는 시금치를 담은 용기 시스템에 대해서 $10^{\circ}C$에서 실험적으로 개발된 제어 logic의 효과를 검증하였다. $[O_2]+[CO_2]$=21%의 가정된 관계에 기반하여 $O_2$ 농도 제어점을 $CO_2$ 농도 허용 상한값(10%)에 상당하는 11%로 설정하여 제어한 결과 $CO_2$ 농도가 허용상한치 10% 바로 이하에 머무는 것으로 확인되었다. $O_2$ 농도 제어점은 품목의 $O_2/CO_2$의 MA 요구도에 따라 $O_2$ 하한값 자체 혹은 조정된 하한값으로 둘 수 있다. 산소 센서만을 사용한 개발 제어 logic은 11%의 평형 $O_2$ 농도와 8~9%의 $CO_2$ 농도를 유지하였고, 이는 $O_2$ 및 $CO_2$ 센서 모두를 사용한 제어의 조건에서 9~10%의 평형 $O_2$ 농도와 10%의 $CO_2$ 농도를 유지한 것과 비슷하였다. 그리고 확산튜브를 부착한 두 가지의 MA 용기에서 보관된 시금치의 품질은 차이가 없이 통기성 대조구에 비하여 우수하였다.