СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ АТМОСФЕРЫ ХРАНИЛИЩА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ Российский патент 2022 года по МПК A23L3/3418 

Изобретение в общем смысле относится к обеспечению сохранности растительных продуктов, хранимых в камерах большого объема.

При этом необходимо регулировать большое количество параметров, чтобы управлять процессом созревания хранимых растительных продуктов.

Дыхание сохраняемой растительной продукции зависит от вида растений, степени их зрелости, температуры хранения и состава атмосферы.

В процессе своего дыхания растительные продукты поглощают кислород и производят диоксид углерода и воду. Как правило, метаболизм замедляется или ингибируется посредством снижения в атмосфере уровня кислорода. Однако для того, чтобы достичь значительного снижения метаболизма, не вызывая при этом ферментации, необходимы очень низкие уровни кислорода, обычно наряду с низкими температурами.

Вообще необходимо поддержание в атмосфере хранилища некоторого уровня влажности с тем, чтобы растительные продукты не высыхали и не приобретали сморщенный внешний вид. Так, обычно растительные продукты хранятся в атмосфере, имеющей относительную влажность (RH) от 90 до 95%, не более. Это ограничение обуславливается сильным воздействием конденсации, которая неизбежно возникает в традиционных установках, в частности, из-за:

- охлаждения растительных продуктов, которые имеют при поступлении температуру, превышающую температуру хранения;

- более теплых стен пространства хранилища, которые находятся в контакте с наружным воздухом;

- дыхания хранимых растительных продуктов, сильно экзотермического, что требует охлаждения пространства хранилища и также создает конденсацию на теплообменнике. На практике лучшие холодные помещения, в которых используются большие теплообменные поверхности и соляной раствор в качестве жидкости-носителя для снижения температурной разницы между воздухом и холодной поверхностью, могут с трудом поддерживать RH порядка 95%.

Кроме того, чем больше возрастает RH, тем в большей степени проявляется эффект конденсации и тем более трудным оказывается испарение при постоянной температуре, поскольку последующее испарение воды в воздух с чрезвычайно высокой влажностью становится все более трудным.

Van den Berg, L. и C.P. Lentz, 1978, в работе High-humidity storage of vegetables and fruits, HortScience 13:565-569, экспериментировали с хранением овощей при относительной влажности вплоть до 99% с применением системы воздушного охлаждения, располагающейся вне пространства хранилища. Однако установки, которые они описывают, не достигают относительной влажности более 99% из-за конденсации, которая неизбежно происходит на стенах из-за разности температур между внешним и внутренним воздухом.

Документ FR 201658046, поданный 30 августа 2016 г. описывает установку, предназначенную для увлажнения атмосферы хранилища, но не рассматривает уровни относительной влажности в 99%.

В настоящее время было обнаружено, что физиология хранимых растительных продуктов может быть заторможена при хранении их в атмосфере с очень высокой относительной влажностью, более 99%.

В этой связи изобретение относится к способу обеспечения сохранности растительных продуктов, включающему хранение продуктов в атмосфере, относительная влажность (RH) которой является равной или превышающей 99%, в типичном случае строго превышающей 99%, отличающемуся тем, что атмосфера увлажняется с помощью водяного пара при комнатной температуре до насыщения воздуха.

«Относительная влажность» (RH) – это содержание в воздухе влаги, которое соответствует отношению парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного пара (или упругости пара) при той же самой температуре. Поэтому она является мерой отношения между содержанием водяного пара в воздухе и его максимальной способностью к его содержанию при данных условиях.

Согласно одному воплощению, данный способ включает по меньшей мере одну стадию контактирования атмосферы с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале.

Этот контакт обычно выполняется внутри пространства хранилища растительных продуктов.

Согласно одному воплощению, способ включает стадию измерения влажности в атмосфере хранилища, при этом расход атмосферы на стадии контактирования регулируется в соответствии с температурой и/или измеренной влажностью. Обычно относительная влажность может быть измерена гигрометром.

При высоких уровнях RH, особенно превышающих 99%, измерения с помощью гигрометра не позволяют достаточно точно определить вариации RH, которые могут существенно влиять на физиологическое развитие растительных продуктов.

Поэтому авторы данного изобретения определяли RH косвенным методом, обеспечивающим необходимую точность, при использовании принципа реакции:

сахар + O₂ → CO₂ + H₂O.

То есть если v – показатель степени прохождения реакции и RH – относительная влажность, то v = (100 - RH)/100.

Так как равновесие должно сохраняться, то чем больше увеличивается концентрация H₂O, тем ниже степень протекания реакции.

Поэтому по изменению количества образовавшегося CO₂ оказываются возможными выполнение исключительно точной количественной оценки вариации уровня RH и проверка воздействия на физиологическое развитие даже небольших его вариаций.

Выработка CO₂ при различных условиях может определяться очень точно:

- непосредственным измерением концентрации в атмосфере,

- или с использованием абсорбирующего материала (такого как гидроксид натрия, гидроксид калия или гидроксид кальция) в рециркуляционной воде и определением количества CO₂, поглощенного в течение определенного времени в условиях эксперимента.

Также возможно определение степени прохождения реакции и, таким образом, физиологического развития, путем измерения таких показателей, как:

1) количество произведенного тепла;

2) убыль количества сухого вещества.

Термин «водная фаза» или «водный поток» означает объем воды, возможно находящийся в динамической циркуляции, содержащий главным образом воду, в которую необязательно добавлены один или несколько агентов, таких как активные агенты, добавки и т.п.

Водная фаза или водный поток в типичном случае имеет температуру от 0 до 20°C.

Уровень RH может регулироваться благодаря трем параметрам: потоку воздуха, водному потоку и поверхности контакта между воздухом и водой, которая должна быть соразмерной количеству растительных продуктов, хранимых в пространстве хранилища.

Вообще, для гарантирования однородного увлажнения почасовой расход воздуха должен превышать или равняться 25% объема хранилища.

Как правило, расход подлежащего увлажнению воздушного потока (в кг/час) составляет от 20 до 10000% от массы хранимых растительных продуктов.

Как правило, водный поток превышает или равен 10% от воздушного потока (кг/час).

Данный способ может, кроме того, иметь один или несколько из следующих признаков, которые рассматриваются индивидуально или в любой технически выполнимой комбинации:

- температура хранения растительных продуктов составляет от -1 до 20°C, предпочтительно от 10 до 20°C; выгодным образом больше нет необходимости в охлаждении атмосферы хранилища до очень низких температур, которые обычно требуются. Путем замедления метаболизма растительных продуктов способ согласно изобретению делает доступными более высокие температуры хранения. Следствием этого оказывается улучшение органолептических свойств, а также выигрыш в энергии;

- расход воздуха составляет более 0,1 объема камеры хранения в час, составляя, в частности, от 2000 до 10000 м³/час;

- водный поток составляет более чем 10% от расхода воздуха в массовом выражении (кг), составляя, в частности, от 500 до 200 кг/час;

- водная фаза содержит по меньшей мере одно летучее биоцидное средство и/или фитозащитное средство с температурой кипения от 60 до 280°C, при этом водная фаза испаряется на стадии контактирования при температуре ниже 50°C;

- стадия контактирования предназначена для устранения пыли и запахов из атмосферы;

- водная фаза содержит по меньшей мере одну добавку, при этом стадия контактирования предназначена для удаления CO₂ и/или этилена из атмосферы;

- такая по меньшей мере одна добавка содержит окислитель, например, перманганат или бихромат;

- способ включает стадию измерения концентрации в атмосфере летучего биоцидного средства и/или фитозащитного средства, при этом расход потока другой жидкости, направляемой на стадию контактирования, регулируется в соответствии с измеренной концентрацией;

- данный способ включает:

○ стадию сбора водного потока, образующегося в результате стадии контактирования;

○ стадию регенерации водного потока, образующегося в результате стадии контактирования, в ходе которой водный поток приводится в контакт с потоком воздуха снаружи хранилища посредством циркуляции во внешнем насадочном материале, при этом данный водный поток затем повторно используется на стадии контактирования;

- способ включает стадию измерения концентрации CO₂ и/или O₂ в атмосфере хранилища, при этом расход водного потока регулируется в зависимости от измеренной концентрации; и

- способ включает стадию измерения температуры атмосферы хранилища, при этом расход атмосферы на стадии контактирования регулируется в зависимости от измеренной температуры; и

- способ включает стадию измерения температуры атмосферы хранилища, при этом расход потока внешнего воздуха на стадии регенерации регулируется по меньшей мере в соответствии с измеренной температурой.

Согласно второму объекту, данное изобретение относится к установке для обработки атмосферы хранилища растительных продуктов, при этом такая установка содержит по меньшей мере:

- устройство для приведения атмосферы в контакт с водным потоком, содержащее насадочный материал;

- устройство для инжекции водного потока в устройство контактирования;

- устройство для обеспечения циркуляции атмосферы хранилища в устройстве контактирования;

причем устройство контактирования сконструировано таким образом, чтобы атмосфера приводилась в контакт с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале, при этом атмосфера имеет относительную влажность более 99%.

Согласно третьему объекту, изобретение относится к системе, содержащей хранилище растительных продуктов и установку для обработки атмосферы хранилища, обладающую приведенными выше признаками. Данное хранилище предпочтительно содержит некоторое количество растительных продуктов.

Способ может быть предпочтительно реализован с установкой для обработки, описанной в заявке FR1658046.

Согласно одному воплощению, RH атмосферы хранилища составляет более 99,5%.

Способ согласно данному изобретению ослабляет физиологическое развитие растительных продуктов, замедляя его в динамике по времени и тем самым ингибируя явления, связанные со старением, такие как изменение окраски плодов семечковых (яблоки, груши и т.п.), прорастание клубней, потеря массы любых растительных продуктов. При очень высоком RH растения сохраняются лучше, и поэтому более значительная их доля оказывается подходящей для представления на рынке после раскрытия хранилища. Снижаются потери из-за порчи. Замедляется или предотвращается развитие физиологических заболеваний, вызываемых протекающими в запасаемых растениях эволюционными процессами. Отсутствие продуктов старения способствует сохранению запасов.

Безотносительно к какой-либо теории, было обнаружено, что ингибирование метаболизма хранимых растительных продуктов нелинейно возрастает с увеличением относительной влажности атмосферы хранилища. Таким образом, в соответствии с одним воплощением способ согласно изобретению ингибирует физиологическое развитие растительных продуктов так, чтобы при соотнесении с его принимаемой за 1 сравнительной величиной, достигаемой при 95%-ой относительной влажности атмосферы хранилища, торможение развития варьировало следующим образом:

5 при 99% RH, 10 при 99,5% RH, 50 при 99,9% RH, 100 при 99,95% RH, 500 при 99,99% RH.

Установка изобретения может, кроме того, иметь один или несколько из следующих признаков, которые рассматриваются индивидуально или в любой технически выполнимой комбинации:

- устройство контактирования содержит резервуар и некоторое количество водной фазы, хранящейся в резервуаре;

- водная фаза может содержать по меньшей мере одно летучее биоцидное средство и/или фитозащитное средство с температурой кипения от 60 до 280°C, при этом водная фаза испаряется в устройстве контактирования при температуре ниже 50°C;

- устройство контактирования выполнено с возможностью удаления пыли и запахов из атмосферы;

- водная фаза содержит по меньшей мере одну добавку, при этом устройство контактирования выполнено с возможностью удаления CO₂ и/или этилена из атмосферы;

- установка содержит устройство для регенерации водного потока с:

○ внешним устройством для контактирования, содержащим внешний насадочный материал;

○ устройство для инжектирования водного потока, поступающего из устройства контактирования, во внешнее устройство контактирования;

○ устройство для обеспечения циркуляции потока снаружи хранилища (3) во внешнем устройстве контактирования; и

при этом внешнее устройство контактирования сконструировано таким образом, чтобы водный поток приводился в контакт с потоком воздуха снаружи хранилища посредством циркуляции во внешнем насадочном материале и затем рециркулировался в устройство контактирования.

Другие признаки и преимущества изобретения станут понятны из имеющегося ниже подробного описания, представленного исключительно в информационных целях и никоим образом не являющегося ограничивающим, с обращением к прилагаемым чертежам, среди которых:

фиг. 1 дает упрощенное схематическое представление первого воплощения изобретения;

фиг. 2 показывает упрощенное схематическое представление второго воплощения изобретения.

Хранилище представляет собой закрытое огороженное пространство в том смысле, что обмен между атмосферой хранилища и внешней средой, в частности, газовый обмен, сильно снижен для того, чтобы не подвергать опасности сохранность растительных продуктов.

Растительные продукты в типичном случае являются овощами, фруктами, клубнями, зерном, цветами или рассадой, которые хранятся после заготовки и перед отгрузкой в розничную торговлю.

Проиллюстрированная на чертежах установка 1 и соответствующий способ предназначены для обработки атмосферы хранилища 3 для растительных продуктов 5, предпочтительно имеющего объем более 200 м³. Согласно одному воплощению, объем хранилища в типичном случае превышает 200 м³, предпочтительно превышает 500 м³ и более предпочтительно превосходит 1000 м³. Таким образом, данная установка и способ в типичном случае могут предназначаться для применения в случае хранилищ больших объемов, например, для случая камер, бункеров, оранжерей или любых других помещений для хранения растительных продуктов.

Согласно другому воплощению, установка и способ хранения также могут быть предназначены для меньших объемов, таких как складские помещения розничных магазинов (универсамы и т.п.) или транспортные средства (грузовики и т.п.).

Установка 1 содержит по меньшей мере:

- устройство контактирования, содержащее насадочный материал;

- средство для инжекции водного потока в устройство контактирования;

- средство для обеспечения циркуляции атмосферы хранилища в устройстве контактирования.

Устройство контактирования сконструировано таким образом, чтобы атмосфера приводилась в контакт с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале.

Соответствующий способ включает по меньшей мере одну стадию контактирования атмосферы с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале.

Такое контактирование выполняется в устройстве любого типа, содержащем насадочный материал. Например, оно может осуществляться в насадочной башне.

Термин «насадочный материал» относится здесь к структуре любого типа, которая позволяет получить большую поверхность соприкосновения между жидкой фазой и газообразной фазой и таким образом улучшить обмен между жидкой фазой и газообразной фазой.

Насадочный материал может, таким образом, быть насадочным материалом нерегулярного типа или насадочным материалом структурированного типа.

В данном случае насадочный материал имеет, например, тип колец Рашига или Палля, или же является насадочным материалом с сотовой структурой.

В типичном случае он изготовлен из полимерного материала.

Такое контактирование позволяет выполнять особенно эффективные переносы между потоком жидкости и атмосферой хранилища. Большая поверхность обмена позволяет получать большие количества водяного пара при комнатной температуре, таким образом избегая конденсации.

В частности, когда хранилище оборудовано устройством кондиционирования воздуха, предназначаемым для поддержания температуры в хранилище в пределах заранее заданного диапазона, происходит конденсация содержащегося в атмосфере водяного пара, в частности, на теплообменниках или конденсаторах устройства кондиционирования воздуха.

Водная фаза, протекающая в устройстве контактирования, частично испаряется, что по меньшей мере частично компенсирует конденсированный водяной пар в устройстве кондиционирования воздуха.

Ниже описывается, каким образом эти переносы должны существенно увеличивать влажность атмосферы до величин относительной влажности более 99%, особенно более 99,5%. В зависимости от природы водной фазы они могут также служить и для других различных целей, таких как:

- фильтрация атмосферы, в частности, улавливание пыли и суспендированной в атмосфере почвы;

- устранение CO₂, выделяемого растительными продуктами;

- удаление выделяемого растительными продуктами этилена (C₂H₄);

- устранение высвобождаемых растительными продуктами запахов;

- реинтеграция кислорода, потребляемого растительными продуктами;

- стерилизация атмосферы;

- применение защитной обработки растительных продуктов.

Атмосфера хранилища здесь соответствует объему газа, заполняющего хранилище и омывающего растительные продукты.

Эта атмосфера в типичном случае содержит воздух и водяной пар, плюс газы и продукты, высвобождаемые растительными продуктами при их вызревании.

В качестве варианта, атмосфера может быть модифицированной атмосферой, например, обедненной по кислороду. Это, в частности, имеет место при хранении некоторых растительных продуктов, таких как яблоки.

Согласно первому воплощению, иллюстрируемому на фиг. 1, используемая водная фаза может содержать по меньшей мере одно летучее биоцидное средство и/или фитозащитное средство с температурой кипения от 60 до 280°C, при этом водная фаза испаряется на стадии контактирования при температуре ниже 50°C.

Когда такое средство является биоцидным средством, данная обработка нацелена на санирование хранилища. Как правило, эта обработка применяется, когда хранилище не содержит растительных продуктов.

Когда средство представляет собой фитозащитное средство, которое также может быть названо фитосанитарным средством, обработка предназначена для обеспечения защиты растительных продуктов, препятствования развитию заболеваний и/или гниения, являясь при этом, например, фунгицидным или препятствующим прорастанию средством.

Данная жидкость содержит только биоцидные средства, или фитосанитарные средства, или же содержит одно или несколько биоцидных средств, смешанных с одним или несколькими фитозащитными средствами.

По меньшей мере одно фитосанитарное средство выбрано из следующего списка: эфирное масло, терпены, насыщенный или ненасыщенный спирт C3 - C9, например, изопропанол, изооктанол, 2-этилгексанол, летучие синтетические продукты, такие как глутаральдегид, гексаналь, диметилнафталин и 3-децен-2-он.

Эфирное масло выбрано, например, из группы, состоящей из мятного масла, масла гвоздики, розового масла, тимьянового масла, масла орегано. В качестве варианта, жидкость может содержать один из компонентов этих масел, выбранных из группы, состоящей из L-карвона, эвгенола, гераниола, тимола, карвакрола.

В случае дезинфекционных применений биоцидное средство может быть летучим продуктом природного или синтетического происхождения, обладающим биоцидными свойствами, таким как гвоздичное масло, тимьяновое масло, гераниол, этиловый спирт, глутаральдегид.

Как правило, водная фаза содержит только указанное средство(-а) – без растворителей или вспомогательных средств. В качестве варианта, она может содержать водный или органический растворитель, в котором растворено указанное средство(-а) и одно или несколько вспомогательных средств. Водный растворитель является, например, водой. Органический растворитель представлен, например, растворителем типа, описанного во FR 2 791 910, или гликолями, дигликолями и их соответствующими эфирами. Вспомогательные средства – это, например, вещества, способные к транспортировке активного вещества (веществ) или способные обеспечивать эффект разбавления.

В любом случае водная фаза во время стадии контактирования испаряется при температуре ниже 50°C, предпочтительно ниже 20°C, особенно от -2°C до +12°C и, в частности, от 0 до 10°C. Например, водная фаза может быть испарена при комнатной температуре.

Как показано на фиг. 1, устройство 1 обработки содержит:

- устройство 7 контактирования, содержащее насадочный материал 9;

- устройство 11 для инжектирования водного потока в устройство 7 контактирования;

- устройство 13 для обеспечения циркуляции атмосферы хранилища в устройстве 7 контактирования.

Устройство 7 контактирования сконструировано таким образом, чтобы атмосфера приводилась в контакт с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале 9. Как правило, устройство 7 контактирования является насадочной башней, которая в показанном примере имеет направление вдоль вертикальной оси.

Инжекционное устройство 11 содержит резервуар 15 для водной фазы и некоторое количество водной фазы, хранящейся в резервуаре 15. Резервуар 15 в типичном случае является баком, размещенным по вертикали под насадочным материалом 9.

Инжекционное устройство 11 выполнено таким образом, чтобы осуществлять инжекцию водной фазы над насадочным материалом 9.

Для этой цели оно в типичном случае содержит один или несколько разбрызгивателей 17, например, рампы, установленные выше насадочного материала, и подающее средство 19, такое как насос, засасывающий жидкость из резервуара 15 и подающий ее в разбрызгиватель(-и) 17.

Устройство 13 циркуляции выполнено с возможностью создавать восходящую циркуляцию атмосферы внутри устройства 7 контактирования.

С этой целью устройство 7 контактирования содержит один или несколько впусков 21 для атмосферы, открытых внутрь устройства 7 контактирования под насадочным материалом 9.

Каждый впуск 21 сообщается по текучей среде с внутренним пространством хранилища 3.

Устройство контактирования имеет выпуск 23 для атмосферы, нагруженной испаренной водной фазой, размещенное в верхней части устройства контактирования над насадочным материалом 9. Выпуск 23 сообщается по текучей среде с внутренним пространством хранилища 3.

Устройство 13 циркуляции содержит, например, циркуляционное средство 24, такое как вентилятор или воздуходувное устройство, размещенное выше или ниже насадочного материала 9, в типичном случае в верхней части устройства 7 контактирования.

Циркуляционное средство 24 увлекает нагруженную испаренной водной фазой атмосферу, находящуюся над насадочным материалом 9, и доставляет ее в или к выпуску 23.

Как указывалось выше, насадочный материал 9 имеет любой подходящий тип.

Предпочтительно устройство 7 контактирования содержит каплеотделитель 25, размещаемый над разбрызгивателями 17 и, более точно, между разбрызгивателями 17 и циркуляционным средством 24.

В одном примере осуществления устройство 7 контактирования имеет квадратное, по существу постоянное, горизонтальное сечение 700 x 700 мм. Резервуар 15 имеет такое же горизонтальное сечение и высоту от 500 до 700 мм. Устройство имеет четыре впуска 21, каждый из которых располагается на одной стороне. Насадочный материал 9 имеет высоту около 1 м. Насадочный материал размещен, например, на 700 мм ниже впуска водной фазы, в то время как каплеотделитель 25 установлен на 300 мм выше впуска для водной фазы.

Установка 1 обработки предпочтительно содержит датчик 27 для измерения концентрации биоцидного средства и/или фитозащитного средства в атмосфере и электронное устройство 29, к которому поступает информация от датчика 27.

Электронное устройство 29 запрограммировано для управления инжекционным устройством 11 и/или циркуляционным устройством 13.

Более конкретно, оно, в частности, запрограммировано для регулирования расхода водного потока в зависимости от концентрации, измеренной датчиком 27. Предпочтительно оно также осуществляет управление циркуляционным средством 24.

Электронное устройство 29 является, например, компьютером или частью компьютера. В качестве варианта, электронный устройство 29 управления реализовано в форме компонентов логической микросхемы, программируемой в условиях эксплуатации (FPGA), или в форме компонентов специализированной интегральной микросхемы (ASIC). Электронное устройство 29 запрограммировано так, чтобы осуществлять стратегию обработки.

Такая стратегия обработки может быть любого типа. Обработка может быть распределена на протяжении длительного времени с тем, чтобы постепенно инжектировать водную фазу в небольших количествах и таким образом поддерживать в хранилище желаемую относительную влажность на постоянном желаемом уровне.

В другом варианте, возможно выполнение обработки, нацеленной на быстрое, выполняемое за короткий период времени, достижение в атмосфере концентрации насыщения воды. Это, например, делает возможным увлажнение пустых или частично опустошенных камер для хранения.

Этот эффект может быть получен благодаря тому, что в результате присутствия насадочного материала поверхность контактирования между водной фазой и атмосферой велика. Предлагаемое на рынке устройство под названием XEDAVAP^®, принцип действия которого состоит в разбрызгивании водной фазы для испарения на ткань, омываемую потоком воздуха, имеет максимально развитую поверхность ткани около 4 м². Это позволяет испарять, например, 5 литров воды в день.

С другой стороны, установка для обработки настоящего изобретения обеспечивает поверхность контактирования между газом и водной фазой, которая может составлять, например, вплоть до 70 м². Таким образом оказывается возможным испарение намного большего количества воды, например, около 70 литров воды в день при объеме воды 1000 литров и 1000 тонн хранимых продуктов. В результате возможно более быстрое достижение концентрации насыщения воды в атмосфере.

Функционирует данная установка следующим образом.

Подлежащая испарению водная фаза помещается в резервуар 15. Подающее средство 19 заставляет водную фазу поступать в элементы разбрызгивателя 17, которые направляют водную фазу к насадочному материалу 9. Средство 24 циркуляции атмосферы создает восходящий газовый поток. Атмосфера поступает в устройство 7 через впуски 21 и проходит вверх через насадочный материал 9. Водная фаза протекает вниз через насадочный материал 9, при этом часть водной фазы испаряется после контакта с газовым потоком и захватывается атмосферой в форме пара. Неиспаренная часть водной фазы поступает обратно в резервуар 15. Затем она рециркулируется. Атмосфера, нагруженная испаренной водой, проходит через каплеотделитель 25 и отводится циркуляционным средством 24 через выпуск 23.

Установка 1 в типичном случае размещается внутри хранилища. Таким образом она напрямую всасывает атмосферу хранилища через впуск(-и) 21 и выпускает эту атмосферу, нагруженную водяным паром, через выпуск 23 непосредственно в хранилище.

Расход потока водной фазы составляет, например, 3 м³/час и расход потока атмосферы около 2000 м³/час.

Способ обработки согласно первому воплощению включает стадию введения атмосферы 3 хранилища в контакт с по меньшей мере одним водным потоком посредством циркуляции через другой насадочный материал, при этом водная фаза содержит по меньшей мере одно летучее биоцидное средство и/или фитозащитное средство с температурой кипения от 60 до 280°C, при этом водная фаза испаряется на стадии контактирования при температуре ниже 50°C.

В типичном случае данный способ включает стадию измерения концентрации летучего биоцидного средства и/или фитозащитного средства в атмосфере, при этом расход водного потока на стадии контактирования регулируется в зависимости от этой измеренной концентрации.

Предпочтительно инжектированная водная фаза собирается ниже насадочного материала в резервуаре и рециркулируется на стадию контактирования.

Данный способ предназначен для осуществления обработки с помощью описанной выше установки 1. И наоборот, описанная выше установка 1 обработки является особенно подходящей для осуществления данного способа.

Далее описывается второе воплощение изобретения с обращением к фиг. 2. При этом ниже детализируются только аспекты, в которых это второе воплощение отличается от первого.

Во втором воплощении в дополнение к увлажнению атмосферы введение в контакт служит для удаления из атмосферы пыли и запахов. Такие запахи выделяются растительными продуктами во время их созревания.

Установка 1 содержит, как и в первом воплощении:

- устройство 31 контактирования, содержащее насадочный материал 33;

- устройство 35 для инжектирования водного потока в устройство 31 контактирования;

- устройство 36 для обеспечения циркуляции атмосферы в устройстве 31 контактирования.

Инжекционное устройство 35 содержит впуск 37 для воды, питающий один или несколько разбрызгивателей 39, таких как рампы. Впуск 35 для воды в типичном случае связан с водораспределительной сетью или с баком для воды. Вода в типичном случае является чистой водой, не содержащей добавок. Вода находится при температуре ниже 50°C, в типичном случае при комнатной температуре.

Устройство 36 циркуляции выполнено таким образом, чтобы создавать восходящую циркуляцию атмосферы внутри устройства 31 контактирования.

С этой целью устройство 31 контактирования содержит один или несколько впусков 41 для атмосферы, открытых внутрь устройства 31 контактирования под насадочным материалом 33. Циркуляционное устройство 36 содержит циркуляционное средство 42, например, вентилятор или воздуходувное устройство, размещенное над насадочным материалом 33 и предназначенное для выпуска атмосферы через выпуск 43, сообщающийся по текучей среде с внутренним пространством хранилища. Каплеотделитель 45 размещен по вертикали между элементом(-ми) 39 разбрызгивателя и циркуляционным средством 42.

Устройство 35 контактирования, кроме того, содержит бак 47, размещенный под насадочным материалом 33 и предназначенный для сбора воды, которая оказывается не испаренной после контакта с атмосферой в насадочном материале 33. Сборный бак 47 имеет выпуск 49, в типичном случае связанный с канализацией.

Таким образом, сточные воды, содержащие нежелательные продукты, то есть по меньшей мере пыль и запахи, выводятся из устройства 7 контактирования в канализацию. Они не возвращаются в процесс.

В качестве варианта, такая вода может быть возвращена в процесс после выполнения очистки.

Так же, как и в первом воплощении, электронное устройство 51 управляет циркуляционным средством 42 и инжекционным устройством 35.

Как правило, данная установка обработки эксплуатируется в периодическом режиме, например, один раз в день, в целях санирования атмосферы хранилища.

Расход потока воды в типичном случае составляет от 300 до 500 литров в час, в то время как расход потока атмосферы через насадочный материал составляет порядка 2000 м³/час.

Следует заметить, что устройство и способ согласно второму воплощению в дополнение к увлажнению, улавливанию пыли и устранению запахов позволяет в случае необходимости выполнять обогащение атмосферы кислородом.

Растительные продукты, хранимые в хранилище, потребляют кислород из атмосферы в процессе своего естественного дыхания. Поэтому необходимо регулярно повторно обогащать атмосферу кислородом. В данном случае, в частности, во втором воплощении вода, подаваемая в устройство контактирования, содержит растворенный кислород, который частично испаряется при контакте с атмосферой.

Предпочтительно установка 1 содержит датчик 53, предназначенный для измерения температуры в хранилище 3. Электронное устройство 51 выполнено с возможностью регулирования расхода потока жидкости и/или расхода потока атмосферы по меньшей мере в зависимости от измеренной температуры.

Предпочтительно установка 1 содержит датчик 55, который выполнен с возможностью выполнения анализа концентрации O₂ в атмосфере хранилища, в типичном случае – газоанализатор. Электронное устройство 51 выполнено с возможностью регулирования расхода потока жидкости в зависимости по меньшей мере от измеренной таким образом концентрации.

Например, установка 1 содержит гигрометр 57, выполненный с возможностью измерения влажности атмосферы в камере 3. Электронное устройство 51 запрограммировано таким образом, чтобы регулировать расход потока атмосферы и/или расход потока жидкости по меньшей мере в соответствии с влажностью, измеренной гигрометром 57.

Согласно одному варианту второго воплощения, водная фаза, приводимая в контакт с атмосферой хранилища, содержит по меньшей мере одну добавку, при этом устройство контактирования выполнено с возможностью удаления CO₂ и/или этилена из атмосферы хранилища.

Таким образом, водная фаза содержит воду плюс добавка, растворенная в воде. Для удаления CO₂ такая добавка является, например, гидроксидом натрия (NaOH), гидроксидом калия (KOH), негашеной известью или гашеной известью (CaO, Ca(OH)₂).

Для удаления этилена добавка содержит сильный окислитель, например, перманганат (MnO₄^-) или бихромат (Cr₂O₇^2-) натрия или калия. Как правило, добавка содержит перманганат натрия, или перманганат калия, или бихромат калия.

Водная фаза может содержать только добавку для удаления CO₂, или только добавку для удаления этилена, или содержать добавку для удаления CO₂ и добавку для удаления этилена.

Концентрация различных добавок выбирается согласно количеству CO₂ и количеству этилена, подлежащих удалению.

Например, водная фаза является водным раствором перманганата натрия или перманганата калия, насыщенным по перманганату.

Как упоминалось выше, CO₂ и этилен выделяются растительными продуктами при их созревании.

Таким образом, в варианте второго воплощения изобретения устройство и способ позволяют удалять пыль, запахи, CO₂ и/или этилен из атмосферы в дополнение к увлажнению атмосферы и повторному обогащению атмосферы водой с O₂.

В этом случае, датчик 55 предпочтительно выполнен с возможностью анализа концентрации(-й) CO₂ и/или этилена в атмосфере хранилища. Электронное устройство 51 выполнено с возможностью регулирования расхода водного потока в зависимости от измеренной концентрации(-й).

Таким образом, способ обработки атмосферы хранилища согласно второму воплощению включает стадию контактирования атмосферы с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале.

Как правило, способ включает стадию измерения концентрации(-й) O₂, и/или CO₂, и/или этилена в атмосфере, и/или измерения температуры атмосферы, и/или измерения влажности атмосферы хранилища, при этом расход водного потока и/или расход потока атмосферы на стадии контактирования регулируется в зависимости от результатов данных измерений.

Данный способ предназначен для осуществления с помощью описанной выше установки 1 обработки. И наоборот, описанная выше установка 1 обработки является особенно подходящей для осуществления данного способа.

Важно также отметить, что во всех воплощениях система является саморегулирующейся. Вода для увлажнения атмосферы испаряется при комнатной температуре, ниже 50°C, испаряясь до насыщения атмосферы без риска перенасыщения (который имеет место при нагревании). Это препятствует повторной конденсации воды после инжекции. Это также верно для испарения биоцидного средства и/или фитозащитного средства.

Таким образом, в дополнение или вместо регулирования посредством измерения влажности атмосферы это позволяет системе выполнять саморегулирование. Например, система может работать непрерывно. Вода при комнатной температуре испаряется до насыщения. Как только насыщение достигается, дальнейшего испарения не происходит.

Следующие примеры приводятся в качестве неограничивающей иллюстрации настоящего изобретения.

Пример 1

1000 тонн картофеля были помещены на хранение в камеру объемом около 3000 м³, то есть предоставляющую около 2000 м³ доступного пространства. Вначале была использована машина для испарения сухого мятного масла (Xeda VAP 1) с дозировкой 2 г/т/день. Данная машина была запущена при относительной влажности 85%, температуре хранения 8°C и концентрации CO₂, поддерживаемой на уровне 1500-1700 ч./млн. посредством открытия дверей камеры (приблизительно 1 час/день). Затем, машина Xeda VAP 1 была заменена машиной, показанной на фиг. 1, с расходом водного потока 1300 кг/час, запасом воды 1000 л и расходом потока воздуха 4500 м³/час. Была испарена подобная доза мятного масла, смешанного с водной фазой. Для нейтрализации образующегося при этом CO₂ к запасу воды (1000 л) было добавлено 50 кг едкого натра. Концентрация CO₂ немедленно снизилась до 700-870 ч./млн. при постоянно закрытых дверях. Спустя около 1 месяца водный раствор был все еще щелочным (pH 9,5): таким образом, не все количество гидроксида натрия оказалось преобразовано в бикарбонат натрия. Однако картофель находился в превосходной сохранности, без признаков гниения или прорастания.

Если бы весь натр был преобразован в бикарбонат, должно было поглотиться 55 кг CO₂. Так как превращение гидроксида натрия в бикарбонат после 35 дней оказалось неполным, это может быть рассмотрено как то, что 55 кг CO₂ могут быть поглощены через 40 дней, соответствуя CO₂, вырабатываемому за этот период 1000 т картофеля. Это дает величину 55 кг CO₂ за 40 дней, или 1,38 кг/день CO₂. Эта величина приведена для сравнения с 100 кг/день CO₂, которые должны образовываться согласно имеющимся в литературе данным.

Эти результаты показывают, что было произведено в 70 раз меньше CO₂, чем теоретически ожидалось. В качестве иллюстрации: его концентрация в камере составляет около 110 ч./млн. (по сравнению с концентрацией 597 ч./млн. вне камеры).

Реакция дыхания: сахар + O₂ → CO₂ + H₂O.

Соответственно, эта реакция дает следующие вариации в ингибировании метаболизма относительно сравнительной, принимаемой за 1 величины при 95% относительной влажности: 5 при 99% относительной влажности, 10 при относительной влажности в 99,5%, 50 при относительной влажности в 99,9%, 100 при относительной влажности в 99,95% и 500 при относительной влажности в 99,99%.

Поэтому ингибирование выработки CO₂ около 100 соответствует относительной влажности в 99,95%.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и пищевой промышленности. Предложен способ обеспечения сохранности растительных продуктов, выбранных из фруктов, овощей, луковиц и клубней, цветов, семян и рассады, включающий стадию хранения продуктов в закрытой камере в атмосфере, относительная влажность которой равна или превышает 99%, стадию увлажнения атмосферы водяным паром при комнатной температуре до насыщения воздуха, по меньшей мере одну стадию приведения атмосферы в контакт с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале, выбранном из нерегулярного или структурированного насадочного материала, такого как кольца Рашига или Паля или же сотовые насадочные материалы, стадию сбора водного потока и стадию его регенерации. Изобретение обеспечивает сохранность продуктов в процессе хранения. 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

1. Способ обеспечения сохранности растительных продуктов, выбранных из фруктов, овощей, луковиц и клубней, цветов, семян и рассады, включающий:

- стадию хранения таких продуктов в закрытой камере в атмосфере, относительная влажность (RH) которой равна или превышает 99%,

- стадию увлажнения атмосферы водяным паром при комнатной температуре до насыщения воздуха,

- по меньшей мере одну стадию приведения атмосферы в контакт с водным потоком посредством циркуляции в насадочном материале, выбранном из нерегулярного или структурированного насадочного материала, такого как кольца Рашига или Паля или же сотовые насадочные материалы;

- стадию сбора водного потока, образующегося в результате стадии контактирования; и

- стадию регенерации водного потока, образующегося в результате стадии контактирования, в ходе которой водный поток приводится в контакт с потоком воздуха снаружи хранилища посредством циркуляции во внешнем насадочном материале, при этом данный водный поток затем повторно используется на стадии контактирования.

2. Способ по п. 1, в котором RH атмосферы хранилища превышает 99,5%.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обеспечение сохранности выполняется посредством замедления физиологического развития растительных продуктов с ингибированием, таким образом, явлений, связанных со старением, таких как изменение окраски плодов, прорастание, потеря массы.

4. Способ по п. 3, в котором физиологическое замедление развития относительно принимаемой за 1 сравнительной величины, достигаемой при 95% относительной влажности атмосферы хранилища, варьирует следующим образом: 5 при 99% RH, 10 при 99,5% RH, 50 при 99,9% RH, 100 при 99,95% RH, 500 при 99,99% RH.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температура хранения растительных продуктов составляет от -1 до 20°C.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором температура водной фазы или водного потока составляет от 0 до 20°C.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, который дополнительно включает испарение биоцидного средства и/или фитозащитного средства.

8. Способ по п. 7, в котором биоцидное средство и/или фитозащитное средство выбрано из масла гвоздики и мятного масла.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором водный поток дополнительно содержит агент для нейтрализации CO₂, нейтрализации запахов и/или нейтрализации этилена в атмосфере.

10. Способ по п. 9, в котором агент, нейтрализующий CO₂, представляет собой гидроксид натрия или калия.

11. Способ по п. 9, в котором агент для нейтрализации запахов и/или этилена представляет собой перманганат или бихромат натрия или калия.

12. Способ по любому из пп. 1-11, который дополнительно включает стадию измерения влажности атмосферы хранилища, при этом расход потока атмосферы на стадии контактирования устанавливается по меньшей мере в соответствии с измеренной влажностью.

13. Способ по любому из пп. 1-12, который дополнительно включает стадию измерения концентрации CO₂ и/или O₂ в атмосфере хранилища и/или температуры атмосферы хранилища, при этом расход водного потока на стадии контактирования и/или потока воздуха снаружи хранилища на стадии регенерации устанавливается по меньшей мере в соответствии с измеренным параметром.