Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania atmosfery o kontrolowanej zawartosci dwutlenku wegla w komorze przechowalniczej owoców i warzyw, przy czym atmosfere z komory przechowal niczej przepuszcza sie w obiegu zamknietym przez adsorber z weglem aktywnym, a po usunieciu dwutlenku wegla czesciowo zawra¬ ca do komory przechowalniczej.Procesy starzenia owoców i warzyw w warunkach magazynowania mozna znacznie opóznic stosujac regulo¬ wana atmosfere, dzieki czemu jakosc przechowywanych owoców i warzyw moze byc zachowana w znacznie dluzszym okresie. Wytwarzanie kontrolowanej atmosfery w warunkach magazynowania owoców zwlaszcza pest¬ kowych, stosowane jest obecnie w duzej skali w praktyce przechowalnictwa.O ile w normalnym skladzie powietrze zawiera tylko 0,03% dwutlenku wegla oraz 21% tlenu i 79% azotu, w jednostronnie kontrolowanej atmosferze zawartosc dwutlenku wegla moze zostac zwiekszona: na przyklad w przechowalnictwie owoców pestkowych od 2 do 5% wagowych. W procesie oddychania owoców pochlaniane jest z atmosfery mniej wiecej tyle tlenu, ile nastepnie produkowane jest przez nie dwutlenku wegla. Odpowiednio do tego spada procentowa zawartosc tlenu w komorach przechowalniczych w takim stopniu, w jakim wzrasta stezenie dwutlenku wegla w otaczajacej produkty atmosferze. Na przyklad, przy zwiekszeniu zawartosci dwu¬ tlenku wegla do 5% wagowych w komorze zawartosc tlenu maleje z 21 do 16%.Jezeli na skutek procesów oddychania owoców zawartosc dwutlenku wegla wzrosnie do wartosci powyzej 5% wagowych, istnieje potrzeba doprowadzenia do pomieszczenia odpowiedniej ilosci swiezego powietrza. Pobie¬ rajac czesc powietrza o zwiekszonej zawartosci dwutlenku wegla z magazynu i doprowadzajac do pomieszczenia strumien swiezego powietrza, mozna utrzymac kontrolowana zawartosc skladników w atmosferze magazynujacej owoce, odpowiednia dla danego produktu.W procesie jednostronnie kontrolowanej atmosfery reguluje sie tylko zawartosc dwutlenku wegla, nato¬ miast w systemie dwustronnie kontrolowanej atmosfery reguluje sie zawartosc dwutlenku wegla i tlenu. Stezenie dwutlenku wegla w warunkach magazynowania owoców winno najczesciej ksztaltowac sie w granicach 2—5% wagowych i dlatego nalezy codziennie mierzyc procentowa zawartosc dwutlenku wegla. Nadmiar dwutlenku wegla usuwa sie na drodze pochlaniania go w skruberach lub przez adsorpcje na weglu aktywnym.RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZAD PATENTOWY PRL v<-«2 130416 W dotychczas znanych metodach do absorpcji chemicznej dwutlenku wegla stasowano etanoloamine, wapno suche sita molekularne, a w technice ostatnich lat stosuje sie rózne rozwiazania metod adsorpcji dwutlen¬ ku wegla za pomoca wegla aktywnego.Adsorpcje dwutlenku wegla w procesie znanym z opisu patentowego RFN nr 1 800 877 przeprowadza sie przez wysycanie wilgotnych gazów z atmosfery komór magazynujacych przewodem, na którym znajduje sie zawór regulujacy i przepuszczanie ich przez zloze wegla aktywnego w zbiorniku adsorpcyjnym. W tej operacji, adsorpcji na weglu aktywnym ulega dwutlenek wegla oraz sladowe ilosci innych gazów, zwlaszcza zwiazków aromatycznych. Gaz uwolniony od dwutlenku wegla, zawierajacy jeszcze pare wodna, zawracany jest poprzez zawór na przewodzie odprowadzajacym z adsorbera do komory przechowajniczej. Operacje powyzsza powtarza sie az do wyczerpania zdolnosci adsorpcyjne] wegla aktywnego.Nastepnie zamyka sie zawory laczace adsorber z atmosfera w komorach magazynowych i otwiera zawory doprowadzajace z zewnatrz powietrze nasycone para wodna. Proces desorpcji wegla aktywnego przeprowadza sie przedmuchujac strumien powietrza zawierajacego pare wodna przy odwrotnym kierunku przeplywuJakw proce¬ sie adsorpcji. Uwolnione w procesie desorpcji czynniki zaadsorbowane na weglu aktywnym odprowfefejne sa przewodem na zewnatrz. Po zakonczonym procesie desorpcji wegla aktywnego, zloze laczy sie za pomoca odpowiednich zaworów z atmosfera komory przechowalniczej i prowadzi od nowa proces adsorpcji dwutlenku wegla na weglu aktywnym.Przelaczanie urzadzenia periodycznego na cykle adsorpcji i desorpcji prowadzi sie stosujac przelaczniki czasowe sterowane zegarami lub stosujac analizatory stezen dwutlenku wegla, które przy osiagnieciu odpowied¬ nio wysokiego stezenia dwutlenku wegla w atmosferze lacza komore przechowalnicza poprzez automatyczne zawory sterujace, z adsorbentem. Przewaznie jednak, laczy sie z dwoma lub kilkoma adsorberami pracujacymi na przemian, to jest, kiedy w jednym zbiorniku przebiega proces adsorpcji dwutlenku wegla na weglu aktywnym, w drugim przeprowadza sie regeneracje na drodze desorpcji.W sposobie wedlug opisu patentowego RFN opisanym powyzej, istotny jest fakt wypychania resztek powietrza z adsorbenta po zakonczeniu procesu regeneracji- na zewnatrz, stosujac kontrolowana atmosfere z magazynu, a ponadto zbiornik z adsorbentem polaczony jest dodatkowym zaworem ze zbiornikiem buforo¬ wym. Pomiedzy zbiornikiem adsorpcyjnym i komora przechowalnicza w obieg wlaczone jest dodatkowo urza¬ dzenie chlodnicze.Równiez w rozwiazaniu znanym z opisu wylozeniowego RFN nr 1 817 403 adsorpcje ctamtlenku wegla w procesie magazynowania owoców i warzyw prowadzi sie przy uzyciu wegla aktywnego. W metodzie tej, skru- ber napelniony weglem aktywnym polaczony jest w obiegu zamknietym z atmosfera przechowalni. W okresie adsorpcji dwutlenku wegla powietrze z magazynu tloczy sie za pomoca dmuchawy lub wentylatora periodycznie do adsorbera. Nastepnie, w okresie regeneracji wegla aktywnego, przepuszcza sie przez zloze adsorbenta swieze powietrze, az do calkowitego zdesorbowania dwutlenku wegla.Istota tego rozwiazania jest równiez stosowanie dwóch skruberów z przynaleznym do kazdego z nich wen¬ tylatorem lub dmuchawa, które w czasie adsorpcji dwutlenku wegla laczy sie periodycznie z obiegiem atmosfery komory przechowalniczej, natomiast w fazie desorpcji dwutlenku wegla —ze strumieniem swiezego powietrza, przy czym polaczenia zmienia sie na przemian w cyklach 15-minutowych. Sterowanie czasu adsorpcji-desorpcji odbywa sie za pomoca zaworów magnetycznych.W opisie patentowym ZSRR nr 420 317 opisane jest urzadzenie stosowane do oczyszczenia srodowiska gazowego od nadmiaru dwutlenku wegla w pomieszczeniach dla przechowywania plodów i owoców. Instalacja sklada sie z adsorbera, wentylatora oraz nagrzewnicy, polaczonych przewodami w obiegu zamknietym z komora przechowalnicza. Na przewodach rurowych zamocowane sa zawory trójdrozne polaczone z atmosfera oraz zawór czterodrozny z dwoma odprowadzeniami. Gazy z przestrzeni magazynujacej, w okresie adsorpcji podawane sa wentylatorem do zbiornika z adsorbentem, az do nasycenia sie adsorbenta.Regeneracje adsorbenta przeprowadza sie przez przepuszczanie ogrzanego powietrza przez zloze adsorben¬ ta. Produkty desorpcji odprowadza sie z adsorbera za pomoca zaworów na zewnatrz. Po zakonczonym procesie desorpcji dwutlenku wegla przez adsorber przepuszcza sie powietrze ochladzajace zloze. Po zakonczeniu cyklu desorpcji przelacza sie adsorber recznie lub automatycznie, rozpoczynajac ponowny okres adsorpcji: to jest laczy sie adsorber z atmosfera w komorze przechowalniczej i pochlania nadmiar dwutlenku wegla ze strumienia powietrza.Znane sa w róznych dziedzinach techniki sposoby oczyszczania mieszanin gazowych, zawierajacych miedzy innymi dwutlenek wegla, w których adsorpcje prowadzi sie pod zwiekszonym cisnieniem, a desorpcje pod obni¬ zonym cisnieniem. Oczyszczanie gazów metoda adsorpcji przemiennej znane jest z opisów RFN DE-AS-1 444 490, DE-AS-1 769 936 oraz DE-OS-2 624 346. Wymienione rozwiazania sluza do rozdziela¬ nia róznych mieszanin gazów przemyslowych od zanieczyszczali Jako adsorbenty w tych procesach stosowane sa glównie sita molekularne. Poszczególne rozwiazania róznia sie miedzy soba konstrukcja urzadzen oraz rodzajem stosowanego adsorbenta i sluza do osiagniecia podobnego celu, to jest do eliminowania niepozadanych skladni¬ ków z mieszanin gazowych.130416 3 Celem wynalazku bylo znalezienie prostszego od dotychczas znanych, rozwiazania do wytwarzania atmos¬ fery o kontrolowanej zawartosci dwutlenku wegla, stosowanej w przechowalnictwie owoców, na drodze adsorpcji dwutlenku wegla na weglu aktywnym, to jest doprowadzenie do mozliwie malych nakladów inwestycyjnych w budowie nowych obiektów przez wyeliminowanie dotychczas stosowanych zbiorników o duzych gabarytach, zbiorników buforowych oraz aparatów potrzebnych w procesie regeneracji zloza wegla aktywnego.Istota wynalazku polega na zastosowaniu do wytwarzania atmosfery o kontrolowanej zawartosci dwutlenku wegla w komorze przechowalniczej owoców i warzyw metody adsorpcji na weglu aktywnym, przy czym proces adsorpcji prowadzi sie przy podwyzszonym cisnieniu, a proces desorpcji dwutlenku wegla ze zloza wegla aktyw¬ nego prowadzi sie dwustopniowo, przy obnizonym cisnieniu. Warunki procesu ustala sie tak, aby stezenie dwutlenku wegla w strumieniu gazu po desorpcji bylo tego rzedu, by pozwolilo na obnizenie zawartosci dwu¬ tlenku wegla w komorze przechowalniczej do wartosci granicznej wynoszacej przykladowo 2-5% wagowych w przypadku przechowywania jablek.Sposobem wedlug wynalazku, atmosfere o kontrolowanej zawartosci dwutlenku wegla w komorze prze¬ chowalniczej owoców i warzyw, w zakresie 2-5% wagowych dwutlenku wegla, wytwarza sie przez tloczenie strumienia powietrza zawierajacego powyzej 5% wagowych cK/vutlenku wegla z komory przechowalniczej, po¬ przez zloze wegla aktywnego , w czasie 2—5 minut. Nastepnie wysysa sie zaadsorbowane na zlozu wegla aktyw¬ nego skladniki za pomoca pompy prózniowej, przy czym pierwsza faze desorpcji prowadzi sie w czasie 0,5-2 mi¬ nut i odprowadza strumien powietrza ubogiego w tlen, ewentualnie wzbogaconego swiezym powietrzem, do komory przechowalniczej.Druga faze procesu desorpcji prowadzi sie w czasie 2—10 minut kiedy zdesorbowany dwutlenek wegla usuwa sie na zewnatrz. Poszczególne cykle adsorpcji i desorpcji sterowane sa w sposób automatyczny. Przez autoamtyczne sterowanie poszczególnymi cyklami procesu adsorpcji i desorpcji reguluje sie zawartosc dwutlenku wegla w strumieniu gazu doprowadzanego do komory przechowalniczej i utrzymuje w atmosferze komory odpo¬ wiednie stezenia dwutlenku wegla, korzystne dla warunków przechowywania danego owocu lub warzywa.W praktyce, atmosfere kontrolowana pod wzgledem zawartosci dwutlenku wegla, stosowana w przechowal¬ niach owoców i warzyw, wytwarza sie na drodze cyrkulowania strumienia nasyconego dwutlenkiem wegla z po¬ mieszczenia magazynujacego poprzez adsorber z weglem aktywnym usuwajacy dwutlenek wegla, stosujac dmu¬ chawy lub wentylatory oraz zawracania strumienia oczyszczonego od dwutlenku wegla, ewentualnie wzbogacone¬ go swiezym powietrzem, do ukladu.Pi-oces prowadzony jest periodycznie, przy zastosowaniu naprzemiennych okresów adsorpcji dwutlenku wegla na zlozu, a nastepnie - w czasie regeneracji — okresów desorpcji dwutlenku wegla ze zloza. Przez odpo¬ wiednie zgranie natezenia wielkosci przeplywu strumienia cyrkulujacego pomiedzy komora przechowalnicza, a zbiornikiem adsorpcyjnym oraz dobór czasów adsorpcji i desorpcji, mozna utrzymac staly zakres stezenia dwutlenku wegla w komorze przechowalniczej, korzystny dla warunków magazynowania danego rodzaju produk¬ tów.Wedlug wynalazku, wytwarza sie atmosfere kontrolowana jednostronnie, korzystna dla magazynowania owoców, glównie jablek, o stezeniu dwutlenku wegla w granicy 2—5% wagowych. Strumien powietrza zawieraja¬ cy dwutlenek wegla powyzej granicznej wartosci tloczy sie za pomoca dmuchawy do zbiornika wypelnionego weglem aktywnym, prowadzac adsorpcje przez okres 2—5 minut i zawracajac strumien powietrza uwolnionego od dwutlenku wegla do komory przechowalniczej, w obiegu zamknietym.Nastepnie odcina sie przeplyw strumienia pomiedzy komora przechowalnicza a adsorberem i laczy adsor¬ ber z komora prózniowa z jednej strony oraz komora przechowalnicza z drugiej strony. Po wlaczeniu pompy prózniowej rozpoczyna sie okres desorpcji gazów zaadsorbowanych na zlozu wegla aktywnego, na drodze ich wysysania, przy czym w pierwszej fazie desorpcji — to jest w czasie 03—2 minut od rozpoczecia ssania - uwal¬ niaja sie skladniki lzejsze, to jest powietrze ubogie w tlen. Faza ta kierowana jest do magazynu, gdyz pozwala na obnizenie zawartosci tlenu w atmosferze magazynujacej.Po okresie wstepnym ma miejsce wlasciwa regeneracja zloza poprzez odsysanie z niego dwutlenku wegla, w czasie od 2 do 10 minut. Rozpietosc czasowa w powyzszej granicy uwarunkowana jest gabarytami zbiornika i stopniem granulacji wegla aktywnego. Strumien zdesorbowanego dwutlenku wegla wypuszcza sie do atmosfery.Okresy adsorpcji i dwu faz desorpcji reguluje sie zaworami sterowanymi automatycznie. Rozwiazanie wedlug wynalazku jest proste w wykonaniu i pozwala na wykorzystanie zbiorników z adsorbentem o stosunkowo nie¬ wielkich wymiarach.Dla realizacji sposobu wedlug wynalazku stosuje sie proste urzadzenie skladajace sie z dmuchawy, zbiorni¬ ka adsorpcyjnego, pompy prózniowej i czterech zaworów regulujacych kierunek przeplywu gazu w okresach adsorpcji i desorpcji. Na zalaczonym schemacie przedstawiono polaczenia pomiedzy komora przechowalnicza oraz adsorberem w okresach adsorpcji i desorpcji dwutlenku wegla . Urzadzenie sklada sie ze zbiornika 1 zaopat¬ rzonego w dnositowe 2, na którym spoczywa zloze wegla aktywnego 3. Zbiornik 1 polaczony jest przewodem wlotowym przez zawór 4 i dmuchawe 5 oraz zawór wylotowy 6 z komora przechowalnicza 7. Ponadto zbiornik 1 polaczony jest z pompa prózniowa 8, a ta, poprzez zawór 9 z komora przechowalnicza 7, wzglednie poprzez zawór 10 z atmosfera zewnetrzna.4 130 416 Urzadzenie sterujace reguluje prace urzadzenia w ten sposób, ze podczas cyklu iadsorpcji otworzone sa zawory 4 i 6 i wlaczona dmuchawa 5, a pozostale zamkniete, natomiast przy cyklu ojsorpcji zawory 4 i 6 sa zamkniete, dmuchawa 5 wylaczona z ruchu, zas pompa prózniowa 8 jest wlaczona d'i ruchu w okresie 0,5 do 2 minut, poprzez zawór 9, przy zamknietym zaworze 10, po czym zawór 9 jest zamkniety, a do konca okresu desorpcji dwutlenku wegla ze zloza wegla aktywnego otwarty jest zawór 10.Przyklad . Do uszczelnionej komory o objetosci 580 m3 naladowano 95 tcti jablek odmiany Mcln- tosh. Po pieciu dniach magazynowania stezenie dwutlenku wegla wzroslo do 5% wadawych, a stezenie tlenu obnizylo sie do 16%. Komora polaczona byla z adsorberem 1, do którego na dno sitowi 2 wsypano 35 kg wegla aktywnego o granulacji 5x10 mm. W piatym dniu od zamkniecia komory, gdy stezenie/dwutlenku wegla w ko¬ morze podnioslo sie do 5% wagowych, adsorber wlaczono do eksploatacji. W cyklu adsorpcji, przy otworzonych zaworach 4 i 6, dmuchawa 5 ssala gaz z komory 7 i tloczyla go przez adsorber 1 z powrotem do komory.Cykl adsorpcji trwal 2 minuty. Nastepnie dmuchawa 5 wylaczala sie z ruchu, zawory 4 i 6 zamykaly sie, a pompa 8 wlaczala sie do ruchu i przez 1 minute tloczyla zawartosc gazowa z adsorbera 1 z powrotem do komory 7, dzieki temu, ze zawór 9 byl otworzony, a 10 zamkniety. Po 1 minucie zawór 9 zamknal sie, a 10 otworzyl i przez 7 minut pompa prózniowa 8 wypompowywala dwutlenek wegla z adsorbera 1 do otoczenia.Nastepnie pompa prózniowa 8 wylaczala sie, zamknal sie zawór 10,. zas otworzyly zawory 4 i 6, dmuchawa 5 wlaczyla sie do ruchu i rozpoczal sie cykl adsorpcji. W ciagu jednej godziny adsorber pracowal 6 razy w cyklu adsorpqi i 6 razy w cyklu desorpcji.Stwierdzono, ze przez 20 dni codziennej pracy adsorbera, przez 12 godzin dziennie, stezenie dwutlenku wegla wahalo sie pomiedzy 4,8 a 5,0%. Jezeli adsorbera przez 2 dni nie uruchamiano, wówczas stezenie dwutlen¬ ku wegla w komorze podwyzszylo sie do 5,8% wagowych. Stezenie tlenu po 15 dniach obnizylo sie do 5% wagowych i na tym poziomie pozostalo, wahajac sie w zakresie od 4,5 do 5,5% wagowych, co swiadczylo o tym, ze praca adsorbera nie stanowi przeszkody w obnizaniu stezenia tlenu.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania atmosfery o kontrolowanej zawartosci dwutlenku wegla w komorze przechowalniczej owoców i warzyw w zakresie 2—5% wagowych dwutlenku wegla na drodze usuwania dwutlenku wegla z atmosfe¬ ry komory przechowaln iczej, metoda adsorpcji na weglu aktywnym i zawracania wolnego od dwutlenku wegla strumienia powietrza do komory przechowaln iczej oraz cyklicznego procesu regeneracji zloza wegla aktywnego przez uwalnianie dwutlenku wegla na drodze desorpcji pod zmniejszonym cisnieniem, znamienny tym, ze tloczy sie strumien powietrza zawierajacego dwutlenek wegla z komory przechowaln iczej, poprzez zloze wegla aktywnego w czasie 2—5 minut, nastepnie wysysa sie zaadsorbowane na zlozu skladniki za pomoca pompy prózniowej, przy czym pierwsza faze desorpcji prowadzi sie w czasie 0,5—2 minut i odprowadza strumien powietrza ubogiego w tlen, ewentualnie wzbogaconego swiezym powietrzem, do komory przechowalniczej, zas druga faze desorpcji prowadzi sie w czasie 2—10 minut usuwajac zdesorbowany dwutlenek wegla na zewnatrz, a poszczególne cykle adsorpcji i desorpcji steruje sie w sposób automatyczny.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL