Способ очистки газовой среды от этилена в хранилищах плодоовощной продукции

 

Использование: сельское хозяйство, химическая промышленность. Сущность изобретения: способ включает пропускание газовой среды через нагретый катализатор. В зоне катализатора в поток среды вводят атмосферный воздух. На 1 кг хранимой продукции количество вводимого воздуха составляет 6·10^-7-6·10^-3л/ч 1 табл.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к способам очистки атмосферы хранилищ плодоовощной продукции от этилена. Цель изобретения состоит в улучшении условий хранения плодоовощной продукции путем повышения эффективности очистки газовой среды от этилена. Поставленная цель достигается тем, что в зону катализатора в поток газовой среды вводят атмосферный воздух в количестве 6,0˙10^-7-6,0˙10^-3 л/ч на 1 кг хранимой продукции. Согласно экспериментальным данным (см. материалы симпозиума "Оптимальные условия длительного хранения плодов овощей и цветов с применением установок для удаления этилена", организованного финской фирмой "Оннинен" в мае 1989 г) в зависимости от вида овощей и фруктов выделение этилена при 20^оС может колебаться от 10^-5 (капуста, морковь, картофель, редис, клубника, цитрусовые до 10^-1 см³/кг ˙ч (яблоки, абрикосы) персики, сливы, груша, папайя). Чем ниже температура хранения продукции, тем ниже скорость выделения этилена. Например, при хранении яблок при 0-4^оС (наиболее распространенная температура при хранении плодоовощной продукции) максимальное выделение этилена будет составлять 10^-3 см³/кг˙ ч, т.е. на два порядка ниже, чем при 20^оС. Процесс окисления этилена проходит в соответствии с уравнением реакции + __→ + 2 H₂O Рассчитаем количество воздуха, которое необходимо подвести в зону катализа для полного окисления этилена при его минимальном и максимальном выделении. При минимальном выделении этилена (10^-5 см³/кг ˙ч) кислорода потребуется = 3·10^-8 л или порядка 1,5˙10^-7 л воздуха в 1 ч на 1 кг хранимой продукции. При максимальном выделении этилена кислорода потребуется = 3·10^-4 л или воздуха 1,5˙10^-3 л/кг ˙ч. Реально же воздуха потребуется больше. Дело в том, что, как установлено экспериментально, для полного окисления этилена коэффициент избытка кислорода в воздухе, поступающем на катализатор должен быть не менее 4. Другими словами, кислорода в зону катализа необходимо подводить как минимум в четыре раза больше, чем этого требуется для окисления этилена по уравнению реакции. В нашем случае, соответственно, воздуха потребуется 6,0 ˙10^-7 л/кг˙ ч при минимальном выделении и 6,0˙10^-3 л/кг ˙ч при мини- мальном выделении и 6,0˙10^-3 л/кг˙ч при максимальном выделении этилена. На конкретном примере рассчитаем какое количество воздуха необходимо подать в зону каталитического окисления для обеспечения полного окисления выделяющегося в процессе хранения плодоовощной продукции этилена и влияние этой подпитки на параметры газовой среды хранилища. Допустим, что продукция выделяет этилен по максимуму - 10^-1 см³/кг˙ ч и что в его окислении участвует лишь кислород, поступающий в зону окисления с подсасываемым воздухом, т. е. рассмотрим более жесткие условия проведения процесса окисления этилена - не будем учитывать кислород, содержащийся в исходной газовой смеси. Предположим, что продукция, например яблоки, хранится в камере объемом 1 м³. В такую камеру можно максимум загрузить 300 кг яблок. При этом свободный объем камеры составит около 600 л. Данное количество яблок в 1 ч будет выделять порядка - 10^-1˙300=30 см³ этилена. В соответствии с уравнением реакции для окисления данного количества этилена потребуется кислорода = 0,090 л или воздуха 0,45 л. С учетом коэффициента избытка кислорода воздуха потребуется 1,8 л. Другими словами, подсос атмосферного воздуха в зону катализа должен составлять в данном конкретном случае не менее 1,8 л/ч. Из этого общего количества воздуха на долю кислорода приходится 0,36 л. В свою очередь, из этого количества кислорода 0,09 л будет затрачено на окисление этилена, а остальное количество (0,27 л) поступит в объем камеры. Это количество кислорода изменит общий процент кислорода в камере, со свободным объемом 600 л на = 0,0450 % В процессе окисления этилена (0,030 л/ч) образуется согласно уравнению реакции 0,060 л/ч углекислого газа. Это количество углекислого газа повысит его содержание в камере на = 0,01 % Таким образом, предложенный способ окисления этилена путем подвода в зону окисления расчетного количества атмосферного воздуха позволяет достичь 100% окисления этилена и при этом не оказывать влияния на параметры газовой среды в камере. Были проведены сравнительные испытания по оценке эффективности окисления этилена при использовании известного и заявляемого способов. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице. Как видно из таблицы, дополнительное введение в зону катализа атмосферного воздуха позволяет довести эффективность окисления этилена до 100%. Использование предлагаемого способа очистки газовой среды от этилена обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: обеспечивает высокую эффективность окисления этилена, что позволяет продлить сроки хранения летних сортов яблок (Мельба, Мечта) до 5-6 мес зимних сортов (Северный синат, Ренет Черненко) до 9-11 мес с сохранением высоких товарных качеств.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ОТ ЭТИЛЕНА В ХРАНИЛИЩАХ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ, включающий пропускание среды через нагретый катализатор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, в зоне катализатора в поток среды вводят атмосферный воздух, причем количество вводимого воздуха на 1 кг хранимой продукции составляет 6 · 10^-7 - 6 · 10^-3 л/ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1