DE2436099C3

DE2436099C3 - Verfahren zum Nachreifen von Früchten

Info

Publication number: DE2436099C3
Application number: DE2436099A
Authority: DE
Inventors: Ezra Edison N.J. Erb
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2436099B2; DE2436099A1; JPS5333666B2; CH593631A5; JPS526221B2; CA1027802A; JPS5038019A; JPS5118657A; GB1424179A; BE818162A; US3924010A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachreifen von Früchten, bei dem die nachzureifenden Früchte in eine geschlossene Kammer eingebracht werden, in die ein Äthylen enthaltendes Gemisch eingeleitet wird, und bei dem die Früchte in der Kammer für eine zur Erzielung des gewünschten Reifegrades ausreichende Zeitspanne verbleiben.

Eine große Vielzahl von Früchten und Gemüsearten haben im ausgereiften Zustand eine verhältnismäßig kurze Lagerfähigkeit. Beispielsweise werden Bananen im allgemeinen bei Zimmertemperatur innerhalb einer Zeitspanne von 1 bis 4 Tagen nach voller Ausreifung überreif; sie färben sich dabei braun. Infolgedessen ist es aus wirtschaftlichen Erwägungen erforderlich, Bananen zu ernten und zu versenden, während sie noch unreif und grün gefärbt sind. Der Versand von Bananen im grünem Zustand verhindert nicht nur einen Verderb, sondern stellt auch sicher, daß die Bananen am Bestimmungsort in besserer Verfassung ankommen, weil sie in unreifem Zustand weniger empfindlich, insbesondere weniger druck- und stoßempfindlich sind.

Es ist bekannt, die vom Erzeuger angelieferten grünen Bananen in Lagerhäusern dadurch nachzureifen, daß man die Bananen eine gewisse Zeitdauer stehen läßt, bevor sie an den Einzelhändler gehen. Der Hauptnachteil dieses Vorgehens ist die für das Nachreifen erforderliche verhältnismäßig lange Speicherdauer und das unvorherbestimmbare Reifungsverfahren, das sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Bananenlieferung und den Umweltbedingungen im Lagerhaus ändert.

Es ist ferner bekannt, Bananen mit Gasen wie Äthylen und Propylen zu behandeln, die den biochemischen Reifungsprozeß beschleunigen, ohne den Geschmack, die Textur, den Nährwert oder das Aussehen der Früchte ungünstig zu beeinflussen. Dabei wird die grüne, unreife Frucht in eine warme abgedichtete Kammer eingebracht, in die Äthylen in ausreichenden Mengen eingeleitet wird, um die grüne Frucht ständig mit einer Atmosphäre in Berührung zu bringen, die mindestens ungefähr 2,5 ppm Äthylen, die zur Auslösung der biochemischen Reifungsreaktion notwendige kritische Konzentration, enthält. Da aber Äthylen entflammbar und explosiv ist, hat diese Art des Nachreifens von Früchten zu zahlreichen Unfällen, verbunden mit Personen- und Gebäudeschäden geführt. Obwohl beispielsweise das Äthylengas in die Kammer in Mengen eingebracht werden kann, die so berechnet sind, daß mit Luft kein explosives Gemisch gebildet wird, kann dessen ungeachtet auf Grund örtlicher Gasansammlungen, die sich mit der in der Kammer befindlichen Luft nicht homogen mischen, ein explosionsfähiges Gemisch entstehen. Es kann infolgedessen wegen Ungleichgewichtsbedingungen der Vermischung entweder innerhalb der Nachreifkammer oder in der

ίο Nachbarschaft des dasÄthylen liefernden Äthylendruckzylinders zu unerwarteten Explosionen kommen.

In dem Bemühen, die Explosionsgefahr zu beseitigen, wurden Versuche gemacht, Früchte mit einem nichtentflammbaren Gasgemisch nachzureifen. So ist ein Verfahren zum Nachreifen von Bananen bekannt (US-PS 36 20 765), bei dem ein nichtexplosives Gasgemisch aus 6 Volumprozent Äthylen und 94 Volumprozent Stickstoff verwendet wird. Ein derartiges Gasgemisch kann zwar im Hinblick auf die Sicherheit zufriedenstellend sein; es ist jedoch wegen der verhältnismäßig großen Gasgemischmengen unwirtschaftlich, die während des Reifungsvorganges erforderlich sind. Weil nämlich bei dem bekannten Gemisch der Äthylenanteil nur 6% beträgt, während es sich im übrigen um ein inertes Gas handelt, müssen ständig große Gasmengen durch die Nachreifkammer hindurchgeleitet werden, um zu gewährleisten, daß die Früchte in dauerndem Kontakt mit der gewünschten Atmosphäre sind. Dies erfordert einen häufigen Austausch leerer Gaszylinder und bringt es mit sich, daß eine unerwünscht große Anzahl von schweren Gasspeicherzylindern versandt, gespeichert und gehandhabt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu finden, die ein wirtschaftliches Nachreifen von Früchten bei mindestens erheblich verminderter Explosionsgefahr erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine unter Druck stehende flüssige Lösung von Äthylen und Kohlendioxid verdampft wird, die aus 1 bis 6,3 Gewichtsprozent Äthylen und 93,7 bis 99 Gewichtsprozent Kohlendioxid besteht, und daß das dabei gebildete Gasgemisch in einer solchen Menge in die Kammer eingeleitet wird, daß in der innerhalb der Kammer befindlichen Atmosphäre eine Konzentration von mindestens 2,5 ppm Äthylen aufrechterhalten wird.

Gemische aus Äthylen und Kohlendioxid mit einem

Äthylengehalt zwischen 0 und 100% sind zwar an sich bekannt (Proc. Roy. Soc. London A 209, 1-14 [1951] und Proc. Roy. Soc. London A 209, 28-38 [1951]), nicht aber ihre Anwendung für das Nachreifen von Früchten.

Unter dem Ausdruck »Früchte« sollen vorwiegend

Bananen, Tomaten, Birnen, Melonen und andere Früchte verstanden werden, die sich mittels des Verfahrens nach der Erfindung zur Reife bringen lassen. Beim Verdampfen der genannten flüssigen Lösung wird ein Gasgemisch aus Äthylen und Kohlendioxid mit 1 bis 6,3 Gewichtsprozent Äthylen gebildet. Solche Gasgemische sind nichtentflammbar und können bei Raumtemperatur, d. h. ungefähr 2 Γ C, verflüssigt werden. Dies ist von besonderer Wichtigkeit, weil solche Gemische im Vergleich zu einem nichtentflammbaren Äthylen-N₂-Gemisch einen wesentlich höheren Molanteil an Äthylen je Gesamtmolzahl des Gemisches enthalten.

Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, daß CO2 die Entflammbarkeit von Äthylen stärker unterdrückt als Stickstoff. So kann über einen weiten Temperaturbereich, der die vorliegend interessierenden Arbeitstem-

peraturen einschließt, nahezu die im Vergleich zu N₂ doppelte Menge an Äthylen sicher mit CO₂ gemischt werden, ohne daß ein entflammbares oder explosives Gemisch entsteht Noch wichtiger ist, daß der Kompressibilitätsfaktor von CO2 bei den in Betracht kommenden Außentemperaturen wesentlich kleiner als der entsprechende Wert für N2 ist, das sich im wesentlichen wie ein ideales Gas verhält Infolgedessen kann eine größere molare Menge an CO₂ innerhalb eines Behälters vorbestimmten Volumens komprimiert werden, ohne daß ein vorbestimmter Arbeitsdruck überschritten wird. In Anbetracht dessen kann ein Druckgaszylinder, der ein nichtexplosives Äthylen-CO₂-Gemisch aufnimmt, das bis zu 5fache Gewicht an Äthylen wie ein entsprechend bemessener Zylinder aufnehmen, der ein Äthylen-^-Gemisch bei gleichem Druck enthält.

Nimmt man als Vergleichsbasis zwei Gaszylinder gleichen Volumens und mit gleichem Arbeitsdruck, von denen der eine ein Gemisch aus 6,3 Gewichtsprozent Äthylen, Rest CO2 und der andere ein gasförmiges Gemisch von 5 Volumprozent Äthylen. Rest N₂ aufnimmt, so hat das in dem Äthylen-C02-Zylinder befindliche Äthylen das 4,9fache des Gewichts des Äthylens in dem Äthylen-Stickstoff-Gemisch. Einer der Hauptvorteile, der sich aus der erfindungsgemäßen Anwendung eines Äthylen-Kohlendioxid-Gemisches der genannten Zusammensetzung ergibt, ist die verhältnismäßig hohe Sicherheit und Einfachheit des Gesamtnachreifevorganges, weil die Zylinder oder Gasflaschen nur 'Amal so häufig ausgetauscht zu werden brauchen, wie dies bei Verwendung von N₂ als Verdünnungsmittel der Fall ist. Die kleinere Anzahl der erforderlichen Zylinder stellt einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil dar, da die Versandkosten der J5 Gaszylinder häufig höher als die Kosten des darin befindlichen Gases sind.

Der Höchstwert des Gewichtsverhältnisses von Äthylen in der flüssigen Lösung wird durch die Entflammbarkeitsgrenzwerte von Äthylen-CO₂-Gemisehen in der Dampfphase bestimmt. Das heißt, da die Dampfphase eines Zweikomponentengemisches im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit reicher an der flüchtigeren Komponenten, nämlich Äthylen, ist, wird der obere Grenzwert für das in dem flüssigen CO₂ gelöste Äthylen derart gewählt, daß die Lösung stets im Gleichgewicht mit einem nichtexplosiven Dampfgemisch ist.

Innerhalb eines Temperaturbereichs von ungefähr — 18°C bis 31,8°C ist eine flüssige Lösung, die nicht mehr als 6,3 Gewichtsprozent Äthylen, Rest CO₂, enthält, mit einem Dampfgemisch im Gleichgewicht, das höchstens 7,3 Gewichtsprozent Äthylen, den oberen Sicherheitsgrenzwert in der Dampfphase, aufweist. Wenn die im Zylinder befindliche Flüssigkeit fortschreitend verdampft und in die Nachreifekammer abgegeben wird, nimmt die Äthylenkonzentration im Zylinder ebenso wie in dem Dampf nach und nach ab, wodurch sichergestellt ist, daß aus dem Zylinder niemals ein explosives Gasgemisch austritt. Bei einem flüssigen Mittel, das 6,3 Gewichtsprozent Äthylen enthält, schwankt der Äthylenanteil in der Dampfphase zwischen einer Anlangskonzentration von ungefähr 7,3 Gewichtsprozent und einer Endkonzentration von 4,6 Gewichtsprozent, die erreicht wird, wenn der Zylinder leer ist. Der untere Grenzwert für das Äthylen in der flüssigen Lösung (d. h. ungefähr 1,0 Gewichtsprozent Äthylen) bildet die niedrigste wirksame Konzentration, mit der sich die Vorteile des Äthylen-CO₂-Gemischs noch ausnutzen lassen.

Die nachzureifenden Früchte, beispielsweise grüne Bananen, werden normalerweise zum Nachreifen in einen geschlossenen Raum gebracht, dessen Volumen ungefähr zwischen 14 und 510 m³ liegt. Der Raum wird auf einer Temperatur zwischen ungefähr 14 und 21 °C gehalten. Nachdem die grünen Bananen in den Raum eingebracht sind und die in den Raum führende Tür verschlossen und abgedichtet ist wird ein in der Dampfphase vorliegendes Gemisch aus Äthylen und CO₂ in den Raum durch in der Wand sitzende Armaturen eingeleitet die mit einem Speicherzylinder verbunden sind, der ein Äthylen-CO₂-Gemisch enthält. Der Druckspeicherzylinder befindet sich im allgemeinen außerhalb des Nachreiferaumes.

Um den Nachreifevorgang einzuleiten, wird das Äthylen-CO₂-Dampfgemisch in den Nachreiferaum in Mengen eingeleitet, die ausreichen, um innerhalb des Raumes eine Konzentration zwischen 2,5 und 3000 ppm Äthylen aufrechtzuerhalten. Die bevorzugte Äthylenkonzentrstion beträgt ungefähr 300 ppm. Obwohl das Dampfgemisch intermittierend in den Nachreiferaum eingebracht werden kann, wird aus Gründen der einfacheren Arbeitsweise in der Regel bevorzugt mit einem kontinuierlichen Gasstrom gearbeitet. Nach einer Zeitdauer von ungefähr 8 bis 24 Stunden wird der Raum belüfte'.; die Banant'n werden dann je nach der in dem Nachreiferaum eingestellten Temperatur für eine zusätzliche Zeitspanne von ungefähr 2 bis 7 Tagen dort belassen. Je höher die Temperatur liegt, desto kürzer ist die erforderliche Nachreifedauer. Die Nachreifedauer und die Temperatur werden in bekannter Weise ausgewählt.

Beispiel I

Achthundert Kisten, von denen jede 18 kp Bananen enthielt, wurden in einen Nachreiferaum von 17Om³ eingebracht Ein Gasgemisch, das durch Verdampfen einer 6,3 Gewichtsprozent Äthylen. Rest CO₂, enthaltenden flüssigen Lösung erhalten wurde, wurde für eine Zeitspanne von 24 h bei einer Durchflußmenge von 17dm³/h ständig in den Nachreiferaum eingeleitet. Dann wurden die zu dem Raum führenden Türen geöffnet; der Raum wurde eine halbe Stunde lang belüftet. Die Bananen blieben dann für eine zusätzliche Zeitspanne von 3 Tagen in dem Nachrciferaum, dessen Temperatur auf 15,5 bis 16,7⁰C gehalten wurde. Am Ende dieser dreitägigen Dauer hatten die Bananen einen optimalen Reifegrad erreicht; sie hatten eine gleichförmigere Farbe als Bananen, die in ähnlicher Weise unter Verwendung von vergleichbaren Mengen an reinem Äthylen in der herkömmlichen Einmal-Dosierung nachgereift wurden.

Beispiel II

In einen großen Nachreiferaum (254 m³) wurden zwei Wagenladungen Tomaten der Handelsklasse »grünreif« eingebracht. Die Türen des Nachreiferaumes wurden geschlossen. Innerhalb eines viertägigen Zeitraumes wurde ein Gasgemisch, das durch Verdampfen einer Äthylen-CO₂-Lösung mit 6,3 Gewichtsprozent Äthylen erzeugt wurde, wie folgt eingeleitet: 9 kp Gasgemisch an jedem der beiden ersten Tage; 4,5 kp Gasgemisch an jedem der beiden folgenden Tage. Die Tomaten wurden dann weitere 24 h lang gelagert, während die Nachreiferaumtemperatur auf 12,8°C gehalten wurde. Die

lten Erzeugnisse waren vergleichbar mit denen ömmlicher N achreife verfahren, bei denen reines -!en in Mengen bis zu der lOfachen Gesamtmenge ithylen in dem gemäß dem vorliegenden Beispiel ^brachten Äthylen-CC^-Gemisch benutzt wurde.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Nachreifen von Früchten, bei dem die nachzureifenden Früchte in eine geschlossene Kammer eingebracht werden, in die ein Äthylen enthaltendes Gasgemisch eingeleitet wird, und bei dem die Früchte in der Kammer für eine zur Erzielung des gewünschten Reifegrades ausreichende Zeitspanne verbleiben, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Druck stehende flüssige Lösung von Äthylen und Kohlendioxid verdampft wird, die aus 1 bis 6,3 Gewichtsprozent Äthylen und 93,7 bis 99 Gewichtsprozent Kohlendioxid besteht, und daß das dabei gebildete Gasgemisch in einer solchen Menge in die Kammer eingeleitet wird, daß in der innerhalb der Kammer befindlichen Atmosphäre eine Konzentration von mindestens 2,5 ppm Äthylen aufrechterhalten wird.