DD225347A1

DD225347A1 - Verfahren zur erzeugung kontrollierter atmosphaeren in obstlagern

Info

Publication number: DD225347A1
Application number: DD26503684A
Authority: DD
Inventors: Willi Fetkenheuer; Uwe Harms; Werner Hoese; Siegfried Horn; Helmut Fuertig; Hermann Baars; Reinhard Pruess; Udo Venz
Original assignee: Zbe Obstbau Und Gruenanlagenba
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1985-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung kontrollierter Atmosphaeren in Obstlagern. Ziel ist neben der Steuerung des CO2-Gehaltes durch Adsorption an Aktivkohle die Verminderung des Eindringens von Sauerstoff in die Gaszelle. Erfindungsgemaess wird die Laenge der Adsorptions- und Desorptionsphase sowie die Menge an Einsatz- und Spuelgas in definierter Relation zueinander ausgelegt sowie ein Zwischenschritt zwischen Desorptions- und Adsorptionsphase durchgefuehrt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer zweifach kontrollierten Atmosphäre in Lagern für Obst und Gemüse, z. B. für die Gaslagerung von Äpfeln.

Es handelt sich dabei um Verfahren, bei denen eine Regulierung des CO -Gehaltes der Lagerraumluft durch Adsorption an Aktivkohle vorgenommen wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Erzeugung zweifach kontrollierter Atmosphären durch Adsorption von Kohlendioxid an Aktivkohle oder anderen Adsorptionsmitteln besitzt die gleichzeitige Absenkung des Sauerstoffgehaltes in der Gaszelle eine große Bedeutung .

Die Verdrängung von Frischluft aus den Adsorptionsmittelbetten nach der Desorption, wie in der DE - AS 2129329 beschrieben, und die Desorption von eventuell adsorbiertem Sauerstoff führen neben häufig auftretenden Undichtheiten zu einer Rückführung von Sauerstoff in die Gaszelle und fördern damit die weitere Veratmung des Lagergutes. Optimale Bedingungen für eine zweiseitige CA-Lagerung werden somit nicht erreicht bzw. erfordern weiteren zusätzlichen Aufwand.

So wird in der DE - AS 1692137 zwar die künstliche Absenkung des Op-Gehaltes in der Gaszelle durch katalytische

Verbrennung von Propan beschrieben, doch ist dieses Verfahren zur schnellen Absenkung des Sauerstoffes unmittelbar nach der Einlagerung des Lagergutes vorgesehen und würde - ständig angewandt - einen viel zu hohen Aufwand bedeuten.

In der DE - PS 1800877 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung einer bezüglich COp-kontrollierten Atmosphäre beschrieben, bei dem vor jedem Adsorptionszyklus die im regenerierten Adsorber noch enthaltene Luft über ein Puffergefäß durch eine entsprechende Menge an kontrollierter Atmosphäre verdrängt wird. Dies stellt einen erhöhten Aufwand dar und erfordert einen größeren Teil an Produktgas als ein Adsorbervolumen. Eventuell adsorbierter Sauerstoff wird durch diese Verfahrensweise nicht beseitigt.

In der DD - PS 130306 kann durch die Verwendung eines zeolithischen Calzium-Molekularsiebes auf den Einsatz von Frischluft verzichtet werden. Als Spülgas muß jedoch ein anderes, möglichst trockenes Gas zur Verfugung stehen. Die Verwendung von Stickstoff bedeutet dabei einen zusätzlichen Aufwand, während die Verwendung eines Teils des erzeugten Reingases einen zusätzlichen Gasverlust darstellt .

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung einer kontrollierten Atmosphäre auf der Grundlage der Adsorption von Kohlendioxid an Aktivkohle, bei dem die zyklische Adsorption/Desorption so durchgeführt wird, daß bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit bezüglich der COp-Adsorption der Anteil des durch Spülung

mit Frischluft auf dem Adsorptionsmittel angereicherten bzw. sich im Zwischenkornvolumen befindlichen Sauerstoffs, der in die Gaszelle gelangen und zu zusätzlicher Veratmung des Lagergutes führen kann, erheblich reduziert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung kontrollierter Atmosphären in Lagern für Obst und Gemüse mit einem verbesserten Adsorptions-ZDesorptionssystem zu entwickeln, bei dem ein Teil der Raumluft ständig oder zeitweise über ein Aktivkohle enthaltendes Adsorptionsmittelbett geleitet und dieses periodisch einer Regeneration mit Frischluft zugeführt wird, das bezüglich der Entfernung des Kohlendioxids die gleiche Leistungsfähigkeit besitzt und das Eindringen von Sauerstoff aus der Spülluft in die Gaszelle weitgehend verhindert .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rahmen des zyklischen Ablaufs von Adsorption und Desorption die Desorptionsphase zeitlich begrenzt zur Adsorptionsphase in einem Verhältnis von 0,7 - 0,3 : 1 durchgeführt wird, wobei ein Verhältnis der als Spülgas verwendeten Frischluftmenge zur Einsatzgasmenge in der Zeiteinheit von 1,4 - 1,2 : 1 eingehalten wird, und daß in einem Zwischenschritt zwischen Desorptions- und Adsorptionsphase eine Druckentlastung auf kleiner 4 KPa vorgenommen und anschließend ein Druckausgleich mit Einsatzgas im Gleichstrom und in entgegengesetzter Richtung zur Spülung erfolgt. Die Lange der Adsorptionsphasen beträgt dabei 3 10 Minuten bei einer Einsatzgasbelastung von 0,6 - 0,8 m / kg Adsorptionsmittel . h, die Länge des Zwischenschrittes zwischen der Desorptions- und Adsorptionsphase steht zur

Länge der Adsorptionsphasen in einem Verhältnis von 1 : 3 - 10.

Untersuchungen zur Gaslagerung von Äpfeln zeigten, daß mit der erfindungsgemäßen Einstellung des Zeitverhältnisses Desorption/Adsorption und des Mengenverhältnisses Spülgasmenge/Einsatzgasmenge ein solcher zeitlicher Vorteil beim Ablauf eines vollständigen Adsorptions-/Desorptionszyklus erzielt werden kann, der bei Einadsorberanlagen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Adsorbers bezüglich der COp-Entfernung verwendet werden kann. Erfindungsgemäß wird jedoch die gewonnene Zeit oder zumindest ein Teil davon für die Absolvierung eines Zwischenschrittes verwendet, bei dem in dem gerade mit Frischluft gespülten Adsorptionsmittelbett ein Druck von kleiner 4 KPa eingestellt wird.

Durch die damit verbundene O_?-Partialdruckabsenkung in dieser Phase' wird weitgehend zuvor adsorbierter Sauerstoff desorbiert und die im Zwischenkornvolumen befindliche Op-Menge vermindert. Lediglich der durch die zyklische Druckabsenkung und nachfolgenden Druckausgleich mit Einsatzgas entstehende, kontrollierte Gasverlust, der wesentlich geringer ist als der durch Verdrängung der Frischluft durch Einsatzgas bei herkömmlichen»Aktivkohleverfahren auftretende, muß mit Luft oder Stickstoff ausgeglichen werden.

Ausführungsbeispiel· Beispiel 1 (neues Verfahren)

20 m /h eines Gasgemisches, bestehend aus 95,2 Vol. % 4,8 Vol. % CO und 6,4 g HJD/m⁰ , wurde bei 20 ⁰C durch

einen Versuchsadsorber - enthaltend 50 kg Aktivkohle der Sorte R 4 - geleitet, bis im Ausgangsgas eine COp-Konzentration von I₁O Vol. % erreicht wurde.

Im Anschluß daran wurden 100 zyklische Adsorptionsphasen von 10 min Druck und 100 Desorptionsphasen von 8 min Druck durchgeführt, wobei in den Desorptionsphasen mit 25 m Frischluft/h gespült wurde.

Zwischen den Desorptions- und den Adsorptionsphasen wurde jeweils eine Druckabsenkung auf ca. 2 KPa vorgenommen und daran anschließend ein Druckausgleich mit Einsatzgas aus der Gaszelle im Gleichstrom herbeigeführt»

Folgender zeitlicher Ablauf wurde dabei eingehalten: Adsorptionsphase: 10 Min.

Desorptionsphase

(Spülung mit Frischluft): 8 Hin.

Zwischenschritt: 1,5 Min.

Druckausgleich: 0,5 Min.

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

COp-Gehalt im Produktgas: durchschnittlich 1,9 Vol. %

Gasverluste (außer COp): 2,1 % (durch Bespannung nach

Druckentlastung)

Beispiel 2 (übliches Verfahren)

20 m /h eines Gasgemisches, bestehend aus 95,2 Vol. % N₁ 4,8 Vol. % CO₂ und 6,4 g H₂0/m , wurden bei 20 ⁰C durch einen Versuchsadsorber - enthaltend 50 kg Aktivkohle der Sorte R 4 - geleitet, bis im Ausgangsgas eine C0„-Konzentration von I₁O Vol. % erreicht wurde.

Anschließend wurden 100 Adsorptions-/Desorptionszyklen

von jeweils 10 min Druck durchgeführt, wobei zur Desorption mit 20 m /h Frischluft im Gegenstrom gespült wurde.

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

CO„-Gehalt im Ausgangsgas: durchschnittlich 2,9 Vol. %

Gasverluste (außer CCL·): 7,5 % (durch Verdrängung der

Spülluft mit Einsatzgas)

Die erzielten Ergebnisse zeigen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens vor allem bezüglich der geringeren Gasverluste und damit der verminderten Op-Belastung in der Ga-szelle.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die im Gaslager geforderten Werte für CO und O ohne Zusatzgeräte mit einem geringen Energieaufwand erreichbar.

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zur Erzeugung kontrollierter Atmosphären, bei dem ein Teil der Lagerraumluft, enthaltend 5-10 Vol.
COp, ständig aus der Gaszelle abgesaugt über ein Aktivkohle enthaltendes Adsorptionsmittelbett geleitet und in die Gaszelle zurückgeführt und das Adsorptionsmittelbett zyklisch einer Regeneration durch Spülung mit Frischluft zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer
Länge der Adsorptionsphasen von 3-10 min und einer Einsat zgasbelastung von 0,6 - 0,8 m /kg Adsorptionsmittel
und Stunde ein Zeitverhältnis Desorptionsphase : Adsorptionsphase von 0,7 - 0,8 : 1 und ein Verhältnis Spülgasmenge : Einsatzgasmenge in der Zeiteinheit von kleiner
1,4 - 1,2. : 1 eingehalten und in einem Zvvischenschrit t
zwischen Oesorptions- und Adsorptionsphase, der sich in einem Zeitverhältnis zur Adsorptionsphase von 1 : 3 - 10 befindet, eine Druckentlastung auf kleiner 4 KPa und anschließend ein Druckausgleich mit Einsatzgas im Gleichstrom und in entgegengesetzter Richtung zur Spülung vorgenommen wird .