NL8602394A

NL8602394A - Atmosfeerbeheersing in bijvoorbeeld fruitopslagruimten.

Info

Publication number: NL8602394A
Application number: NL8602394A
Authority: NL
Original assignee: Nat Res Dev
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1987-05-04
Also published as: US4740378A; IT1195194B; GB8524740D0; DE3632344A1; IT8667761A0

Description

* < -> * 1 N034104 1

Atmosfeerbeheersing in bijvoorbeeld fruitopslagruimten

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het beheersen van een atmosfeer zoals de atmosfeer in een fruitop-slagruimte.

Appels, als voorbeelden van fruit, worden slechts gedurende een 5 paar weken per jaar geoogst maar moeten in de detailhandel het hele ' jaar verkrijgbaar zijn. Appels kunnen goed worden bewaard bij lage temperatuur in een aangepaste atmosfeer. In het VK gekweekte Cox's Orange Pippin wordt doorgaans 7 tot 3 maanden bij 3,5-4,0°C in een stikstof-atmosfeer met 1 tot 1,25% zuurstof en minder dan 1% kooldioxide be-10 waard. Appels halen ook na de pluk nog adem waarbij zij zuurstof verbruiken en kooldioxide produceren. In een afgesloten ruimte wordt deze zuurstofconcentratie vanzelf bereikt (na ongeveer 8 dagen) en wordt deze eenvoudig gehandhaafd door een beheerste toelating van lucht (met 21% zuurstof); het probleem ligt in het verwijderen van het overtollige 15 kooldioxide.

De meest gebruikte techniek voor het verwijderen van kooldioxide (in het VK) is het in de opslagruimte brengen van droge, in zakken verpakte, gebluste kalk (CaiOHjg)» die kooldioxide chemisch absorbeert.

Dit is een eenvoudige en betrouwbare methode die geen kapitaaluitgave 20 vereist. De lopende kosten zijn echter hoog, ongeveer 300 per jaar voor een opslag van 100 ton fruit. Daarbij komen hoge arbeidskosten, omdat het werken met kalk vuil en lastig is. Bovendien ontstaat de gehele jaarlijkse vraag naar kalk voor dit doel in een paar weken, waardoor het voor fabrikanten onaantrekkelijk wordt speciaal voor deze 25 vraag te leveren.

Een gangbaar gemakkelijker alternatief voor het gebruik van kalk is een mechanische adsorptie-inrichting met geactiveerde kool. Hierbij wordt lucht uit de opslagruimte door een bed met geactiveerde kool geleid, zodat kooldioxide wordt geadsorbeerd, en het overblijvende gas 30 naar de ruimte wordt teruggevoerd. Na 5 tot 10 minuten raakt de geactiveerde kool verzadigd met kooldioxide. Deze wordt dan geregenereerd door verse lucht door het bed te leiden, waarbij kooldioxide wordt ge-desorbeerd naar de luchtstroom. Zodra het bed weer vrij is van kooldioxide is het gereed voor een volgende adsorptiefase.

35 Deze eenvoudige adsorptie heeft als belangrijk nadeel dat het bed na regeneratie vol met lucht achterblijft, die in de volgende adsorptiefase in de opslagruimte wordt gebracht. Op deze manier wordt steeds 3602394 2 weer zuurstof in de opslagruimte geloosd, vaak met een hogere snelheid dan waarmee het fruit de zuurstof consumeert, zodat de optimale zuurstof concentratie wordt overschreden.

Om dit nadeel te beperken passen de meeste fabrikanten van zuive-5 ringsapparatuur een regelsysteem met kleppen toe waarbij tussen het regenereren van het bed en de volgende adsorptiefase het bed kort wordt gespoeld met lucht uit de opslagplaats (die vervolgens naar buiten wordt afgevoerd) ter verwijdering van de overmaat zuurstof uit het bed. Tussen adsorptie en regeneratie wordt een omgekeerde bewerking toege-10 past zodat de in het bed achterblijvende lucht uit de opslagruimte (die waardevol is door zijn lage zuurstofconcentratie) niet wordt afgevoerd.

Deze werkvolgorde brengt inderdaad de hoeveelheid zuurstof die via de zuiveringsinrichting de opslagruimte inkomt omlaag, maar daarbij 15 wordt de opslagruimte aan een steeds terugkerende onderdruk en overdruk wordt onderworpen. Indien de opslagruimte niet volkomen gasdicht is, treedt er dan door lekken in de omhulling van de opslagplaats en rond deuren en luiken buitenlucht naar binnen of binnenlucht naar buiten.

Luchtzuiveringsinrichtingen die op deze manier werken zijn toerei-20 kend voor gebruik met 1% kooldioxide + 1,25% zuurstof, maar alleen als zij goed worden onderhouden. In een proef hield een dergelijke inrichting, die met veel zorg werd bediend, de kooldioxideconcentratie op 0,8%. In de praktijk echter zijn de prestaties van vele in de handel verkrijgbare zuiveringsinrichtingen zodanig dat hogere kooldioxidecon-25 centraties moeten worden toegelaten, wil men lage zuurstofconcentraties houden.

Volgens de uitvinding omvat een werkwijze voor het beheersen van een atmosfeer in een afgesloten ruimte het gedurende onbepaalde tijd herhalen van de volgende bewerkingen 1-5: 30 (1) Een adsorberend medium wordt aan de atmosfeer van de ruimte blootgesteld; (2) Het adsorberende medium wordt leeggezogen en het gas in een gasreservoir opgeslagen; (3) Het adsorberende medium wordt aan lucht blootgesteld; 35 (4) Het adsorberende medium wordt leeggezogen en het gas wordt af gevoerd; (5) Het adsorberende medium wordt blootgesteld aan het gas uit het gasreservoir.

Deze werkwijze kan worden toegepast wanneer dé atmosfeer in de 40 ruimte componenten X, Y en Z bevat, waarvan X en Y in lucht aanwezig 8 Ö 0 2 3 9 4 • ir -¾ 3 zijn maar in de verkeerde verhouding en Z beneden een maximum concentratie (die echter hoger is dan in de lucht) moet worden gehouden; in een dergelijk geval kan een adsorberend medium worden gekozen dat bij voorkeur Z adsorbeert. Door handeling (3) wordt het adsorberende medium 5 van Z ontdaan. Het gasreservoir bevat na enige tijd gas met X en Y in de juiste verhoudingen en bij handeling (5) wordt het adsorberende mediisn daarmee weer gevuld.

Het leegzuigen in de handelingen (2) en/of (4) geschiedt bij voorkeur tot een druk van minder dan 50 kPa (0,5 atmosfeer), met meer voor-10 keur beneden 20 kPa en met de meeste voorkeur beneden 10 kPa. Drukken lager dan ongeveer 5 kPa zijn weliswaar werkzaam, maar zijn duur en onnodig en maken pompen met een waterslot onmogelijk, welke pompen in aanwezigheid van voedsel voordeel hebben boven hoogvacuumpompen met olies!uiting omdat eventuele verontreiniging van de lucht met water 15 geen betekenis heeft maar verontreiniging met olie schadelijk kan zijn.

Het gasreservoir kan een flexibele zak zijn die dus te allen tijde, ongeacht de hoeveelheid gas die zich erin bevindt, onder atmosferische druk staat. Hierdoor worden de bovenbedoelde steeds terugkerende 20 nadelige onderdruk en overdruk vermeden.

Wanneer de atmosfeer in de ruimte zodanig moet worden beheerst dat kooldioxide beneden een bepaalde concentratie moet worden gehouden, is het adsorberende medium bij voorkeur geactiveerde kool. Kool is, anders dan adsorberende media zoals aluminiumoxide, bestand tegen de hoge re-25 latieve vochtigheid (90%) die te verwachten is wanneer de ruimte een fruitopslagruimte i s.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het beheersen van een atmosfeer, die is ingericht om op de bovenbeschreven wijze te werken.

30 De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekening, waarop schematisch een f ruitopslag-ruimte met een inrichting voor het beheersen van de atmosfeer daarvan zijn weergegeven.

Een fruitopslagplaats 1 met een capaciteit van 100 ton appels (een 35 gangbare hoeveelheid in Groot Brittannië) wordt met gebruikelijke koelapparatuur (niet afgebeeld) op 3,5°C gehouden. De beste temperatuur is, zoals bekend, afhankelijk van de appel variëteit, de oogsttijd, de teeltomstandigheden van dat jaar en dergelijke.

Een bed 2 van actieve kool als adsorberend medium wordt via 40 eenrichtings-regelkleppen B, E en A en een ventilator 3 met de fruitop- 8602394 <· > >» » 4 slagruimte 1 verbonden. (Alle met letters aangeduide onderdelen zijn open/dicht-kleppen, waardoor slechts in de aangegeven richting gas kan stromen). Lucht kan stroomopwaarts van bed 2 via J en stroomopwaarts van ventilator 3 via D worden toegelaten. Ventilator 3 kan bij een 5 overdruk van 1,9 kPa 210 m3 lucht per uur verwerken. Bed 2 is een vaste buis van 600 mm doorsnede en 1340 mm lengte (ongeveer 380 liter) en de kool is met stoom geactiveerde, geëxtrudeerde kool zoals die in gangbare reinigingsinrichtingen, type Norit R2030, wordt gebruikt.

Bed 2 kan aan de stroomafwaartse zijde via C naar de afvoer worden 10 geventileerd. Bed 2 kan aan de stroomopwaartse zijde via F en een vacuumpomp met waterslot 4 die tot 7 kPa kan afzuigen, worden leeggezogen. Het afgezogen gas kan via I naar de afvoer of via G naar een gasreservoir 5 worden geleid. Het gasreservoir kan via H stroomopwaarts van bed 2 wordt geleegd. Gasreservoir 5 is een flexibele opvouwbare zak 15 van ondoorlatend materiaal met een inhoud van 2 m3 die aan de buitenzijde onder normale atmosferische druk staat. Het ondoorlatende materiaal van de zak is een met nylon versterkte PVC-bekleding zoals soms als grondzeil voor tenten wordt gebruikt.

Andere (niet afgebeelde) afsluiters kunnen indien gewenst op ge-20 schikte plaatsen worden aangebracht voor opstart; schoonmaak of andere uitzonderlijke doeleinden, maar in de afgebeelde vorm kunnen met het apparaat de essentiële stappen van de werkwijze bevredigend uitgevoerd worden.

In de praktijk wordt fruitopslagplaats 1 gevuld met 100 ton vers 25 geplukte Cox's Orange Pippin en gekoeld tot 3,5°C. De atmosfeer in de opslagruimte is op dit moment uiteraard lucht, d.w.z. bevat 21% zuurstof. Door de ademhaling van het fruit wordt de zuurstof langs natuurlijke weg in ongeveer acht dagen bij deze appel variëteit verbruikt tot een evenwichtsniveau van 1,25% zuurstof. Uit proeven is gebleken 30 dat een kunstmatig snellere zuurstofverwijdering weinig commercieel voordeel heeft.

De inrichting herhaalt continu de volgende cyclus van handelingen, waarbij de aangegeven tijdsduur van elke handeling in elke specifieke installatie proefondervindelijk kan worden verbeterd: 35 (1) De kool in bed 2 wordt blootgesteld aan de atmosfeer in de fruitopslagplaats 1, totdat deze met kooldioxide is verzadigd (12 minuten); (2) Bed 2 wordt leeggepompt tot 7 kPa naar gasreservoir 5, waarbij zuurstof en stikstof, (maar kooldioxide niet) in "opslagplaats"-40 verhoudingen in het reservoir worden gebracht (2 minuten); 6602394 5 (3) Bed 2 wordt aan lucht blootgesteld en aldus van kooldioxide ontdaan (18 minuten); (4) Bed 2 wordt leeggepompt naar de afvoer (7 kPa is toereikend) ter verwijdering van zuurstof en stikstof, die anders ongeveer in 5 "lucht"-verhoudingen in het bed zouden achterblijven (d.w.z. overmaat zuurstof) (2 minuten); (5) Bed 2 wordt aan het bij handeling (2) in reservoir 5 gebrachte gas blootgesteld, zodat bed 2 nu zuurstof en stikstof in Hopslagplaatsen"-verhoudingen bevat (2 minuten); 10 (1) Het adsorberende medium wordt aan de atmosfeer in de opslag ruimte blootgesteld, en zo voor onbepaalde tijd verder.

Bij het begin van handeling (3) wordt bed 2 langzaam met lucht gevuld om opwarrelen te voorkomen, waarvoor luchttoevoerklep J wordt gebruikt; dit duurt een halve tot een minuut.

15 Op te merken valt dat het bed, dat na handeling (5) onder atmosferische druk staat, tijdens handeling (1) geen drukvariatie in de opslagruimte teweegbrengt en dat als gevolg van handeling (5) het bed geen overmaat zuurstof bevat die anders ongewenst in de fruitopslag-plaats terecht zou komen. Het is een eigenschap van de kool in het bed 20 dat deze kooldioxide steviger vasthoudt dan zuurstof of stikstof, welke onderling ongeveer even sterk worden vastgehouden. Onder de omstandigheden van handeling (2) blijft het kooldioxide dus veilig in het bed, terwijl in handelingen (5) en (1) de gewenste "opslagplaats"-verhou-dingen van zuurstof en stikstof worden gehandhaafd.

25 Voor het uitvoeren van deze handelingencyclus worden de componenten als volgt geschakeld:

Component ABCDEFGHIJ Venti- Pomp 4 ___ lator 3_

30 handeling (1) X X X X

handeling (2) XX X

handeling (3)

eerst: X

dan: XXX X

35 handeling (4) XXX

handeling (5)_X_ X = aan of open blanco = uit of dicht 40 8602394

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de atmos feer in de ruimte componenten X, Y en Z bevat, waarvan X en Y in lucht aanwezig zijn maar in de verkeerde verhoudingen en Z beneden een bepaald maximumniveau moet worden gehouden (dat echter hoger is dan in 1ucht).
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het adsor berende medium zo wordt gekozen dat Z bij voorkeur wordt geadsorbeerd.
4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het leegzuigen in handeling (2) en/of (4) geschiedt tot een druk beneden 50 kPa.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het leeg zuigen geschiedt tot beneden 20 kPa.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het leegzuigen geschiedt tot beneden 10 kPa.
7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat 30 het gasreservoir een flexibele zak is.
8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het adsorberende medium geactiveerde koolstof is.
9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de ruimte een fruitopslagruimte is.
10. Inrichting voor het beheersen van een atmosfeer, die zo is in gericht dat daarmede een werkwijze volgens een der conclusies 1-9 kan worden uitgevoerd. II. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat deze is ingericht als in bijgaande tekening is weergegeven. 40 ===== 8602394