Хранение цветов - Борис Никодимович Стрельцов

μ = [(ξ0/μ0)-1]P1P1/K. (11)

Следует отметить, что с помощью одной мембраны невозможна независимая регулировка концентраций кислорода и углекислого газа: если задана концентрация кислорода в стационарном режиме, то концентрация углекислого газа тем самым уже определена уравнением (10).

Представляет практический интерес рассмотрение вопросов возможности регулирования газового состава в контейнерах с ГСЭМТ при хранении цветочной продукции. Известно, что существуют экстремальные значения концентрации кислорода и углекислого газа, превышение которых в случае максимума или снижение ниже минимума недопустимо по биохимическим соображениям. Для кислорода такое экстремальное значение—2, для углекислого газа—10 %. С учетом этого можно определить границы координатной сетки режимов хранения растительной продукции, а также оценить возможности регулирования газового состава в пределах указанных границ при использовании для хранения контейнеров с ГСЭМТ (Корнилова, 1983).

Если отложить по координатным осям значения концентраций углекислого газа и кислорода, то нанесенные на плоскость с такими координатами точки и области возможных режимов хранения образуют четко выраженную тенденцию к группируемости в определенных зонах.

На рисунке 14 показаны возможности перемещения рабочей точки на карте режимов, определяемые координатами ξ1 и ξ2, в зависимости от относительной загрузки мембраны μ/μ0, причем σ — р1P1/K(кг/м2).

Рис. 14. Влияние разброса параметров мембран на координаты области рабочего режима

Загрузка мембраны по желанию может варьировать в определенных пределах. Подбор оптимальных координат концентраций кислорода и углекислого газа можно осуществлять, изменяя относительную загрузку мембраны (соотношение μ/μ0, путем перемещения вдоль линии σ = const см. рис. 13). В зависимости от относительной загрузки меняется концентрация кислорода и связанная с ней концентрация углекислого газа (табл. 13).

13. Состав газовой среды (%) в зависимости от относительной загрузки мембраны

На практике значение относительной загрузки обычно не превышает 10, будучи ограниченным предельно допустимой концентрацией кислорода, равной 2 %.

В настоящее время разработаны мембраны для хранения свежей растительной, в том числе и цветочной, продукции в МГС типа СИГМА, ПВТМС, МДО-АС и МД-К2, Карбосил-АС. Первая представляет собой текстильную основу, покрытую силиконовым эластомером, например вулканизатом полидиметилсилоксанового каучука. Остальные не имеют тканевой основы. Мембрана ПВТМС изготавливается из поливинилтриметилсилана, а мембраны типа МДО-АС и МД-К2—на основе крем-нийорганических полимеров. Основные характеристики мембран для создания МГС при хранении свежей растительной продукции приведены в таблице 14.

14. Параметры мембран для хранения растительной продукции

Мембраны часто имеют определенный разброс своих параметров, поэтому вместо рабочей точки на карте режимов в координатах концентраций С02 и О2 существует некоторая вероятная рабочая область, размеры которой можно оценить расчетным путем.

Некоторые мембраны имеют коэффициент вариации CV по проницаемости около 40, а по селективности — 25 %. Для оценки величины вероятной рабочей области на карте режимов (средняя селективность а = 3,69 при CV = 25 % и СV = 40 % по проницаемости для кислорода) определим сектор рабочих режимов, задаваемый вариациями селективности а = (3,69+0,25)3,69=3,69=1=0,92, то есть значение селективности будет находиться между вероятными значениями σmax = 2,77 и σmах = 4,61. С учетом того что μ — пропорционально величине Р, коэффициент вариации значения р будет соответствовать коэффициенту вариации для Р. В этом случае при среднем значении μ/μ0 = 6 возможны отклонения (μ/μ0)min = 6—(6•0,4) = 4,6 И (μ/μ0)mах = 6+(6–0,4) = 8,4.

Этими координатами и ограничивается площадь возможных режимов, где должна находиться вероятная рабочая точка, соответствующая данной мембране (см. рис. 14, заштрихованная область).

Однако даже в случае совершенно бездефектных мембран создание режима с заданной концентрацией кислорода ξ1 и углекислого газа 1,2 возможно отнюдь не во всех случаях.

Если имеется набор мембран с различной селективностью а, то газовый состав в упаковке, рассчитанной на определенную массу цветов, можно регулировать двумя путями: изменением площади мембраны S и выбором мембран с разной селективностью σ. Если приходится ограничиваться мембраной одного заданного типа, что часто бывает на практике, то единственной возможностью регулирования газового состава остается изменение площади мембраны, то есть изменение ее загрузки (количества продукции на единицу площади мембраны).

Изменяя загрузку мембраны (соотношение μ/μ0), можно перемещать рабочую точку вдоль линии σ = const. В зависимости от относительной загрузки меняются концентрация кислорода и связанная с ней концентрация углекислого газа, причем, как было указано выше, последняя не может быть установлена независимо от концентрации кислорода для данной мембраны с заданными свойствами. Вследствие этого приходится ограничиваться таким режимом хранения, который по своим параметрам лишь приближается к оптимальному, и, кроме того, может возникнуть дополнительная погрешность из-за неровности мембран.

Практика хранения цветочной продукции в полимерных упаковках с газоселективными мембранами показывает, что создаваемый режим по газовым компонентам нередко отличается от расчетного, что обусловливает необходимость определенной корректировки. Если для регулирования газовых компонентов использовать по крайней мере две разнотипные мембраны, то возможности корректировки режима МГС существенно расширятся.

При обозначении площадей мембран S1 и S2, значений их селективности σ1 и σ2 и проницаемости по кислороду P1 и Р2 уравнения баланса по кислороду и углекислому газу, аналогичные (5) и (8), можно записать в виде

dV1 = — K(V1/V)mdt+pP1S1[1-(V1/V)]dt+pP2S2[1 — (V1/V]dt; (12)

dV2 = σ(V1/V)mKdt — pPσ1S1(V2/V)dt — pP2σ2S2(V2/V)dt. (13)

Решения этих уравнений в обозначениях концентрации будут иметь вид

ξ1 — ξ0/[1 + 1/(μ01/μ1 + μ1 + μ02/μ2)]; (14)

ξ2 = σξ1/[σ1 — (μ01/μ1) + σ2(μ02/μ2)]. (15)

Здесь приняты следующие обозначения:

μ0i=pPi/K; μi=m/Si. (16)

С помощью соотношений (14–16) можно рассчитать площади мембран S1 и S2 для любого значения режима, задаваемого концентрациями ξ1 и ξ2. Получающиеся площади будут иметь неотрицательные значения для любой точки (ξ1; ξ2), лежащей внутри сектора, ограниченного прямыми σ1 = const и σ2= const. На рисунке 13 видно, что практически вся область хранения как срезки, так и вегетативных органов и семян цветочно-декоративных культур лежит ниже линии σ=1, поэтому материал с такой селективностью целесообразно использовать в качестве одной из мембран. Селективность, равную единице,