Impianti ad atmosfera controllata per la conservazione

Impianti ad atmosfera controllata
per la conservazione degli
ortofrutticoli freschi
L’atmosfera controllata
La conservazione in atmosfera controllata è una tecnologia che abbina alle
normali tecniche di refrigerazione la
modificazione dell’atmosfera nella cella di
conservazione
Perché conservare
in AC
Vapore d’acqua
di traspirazione
TRASPIRAZIONE
Succo cellulare
Produzione di C2H4
ETILENE
RESPIRAZIONE
Sostanza
+ Ossigeno
organica
- Acqua
- Anidride carbonica
- Calore
- Vapor d’acqua
di respirazione
- CO2 di respirazione
- Calore di respirazione
Vantaggi dell’impiego della AC
1. Ritardo della senescenza
2. Riduzione
della
sensibilità
dell’etilene
3. Diminuzione delle fisiopatie
4. Diminuzione della crescita fungina
5. Controllo degli insetti
all’azione
Svantaggi dell’impiego della AC
1. Inizio o aggravamento di alcune fisiopatie
2. Maturazione irregolare
3. Insorgenza di aromi e odori sgradevoli
4. Aumento della suscettibilità al disfacimento
5. Alterazioni epidermiche
6. Induzione del germogliamento
Apparecchiature per la realizzazione
delle atmosfere controllate
• Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O2
• Apparecchiature atte a ridurre il tasso di CO2
• Generatori di atmosfere
• Assorbitori di etilene
• Apparecchiature per l’analisi ed il controllo
delle atmosfere controllate
Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O2
Convertitore di O2 Deoxo tipo Sulzer - 1/2
Combustione catalitica senza fiamma del propano a
circa 350° C
C3 H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + calore
Caratteristiche:
- Apparecchiatura a ciclo chiuso
- Consumo di C3 H8: 1 kg/h
- Consumo di energia elettrica: 3 kw/h
- H2O per il raffreddamento: 1,5 m3/h
Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O2
Convertitore ad ammoniaca - 2/2
NH3 scaldato a 900° C → N2 + 3H2
2N2 + 6H + 3O2 → 2N2 + 6H2O
Ossigeno dell’aria proveniente dalla cella
Apparecchiature atte a ridurre il tasso di CO2
- Per via fisica
- Per via chimica:
- A rigenerazione
- Senza rigenerazione
Decarbonicatori funzionanti per via fisica
Trattengono la CO2 grazie alla specifica dimensione dei
loro “micropori”
Il rendimento dipende da: capillarità, porosità, natura e
modo di attivazione
• Decarbonicatore ADSO tipo Sulzer
Carboni attivi
Capacità di lavoro: 200 Kg CO2/24h
Consumi: 0,3-0,5 Kw/h
Fasi di rigenerazione
e di assorbimento
• Decarbonicatore a setaccio molecolare
Zeoliti > allumosilicati di 1 o più metalli alcalino terrosi
- fissano la CO2 anche se presente in basse concentrazioni
- alti consumi
- fissano anche il vapor d’acqua
Decarbonicatori funzionanti per via chimica – 1/5
Utilizzano sostanze capaci di fissare la CO2 (idrato di
sodio – carbonato di potassio – etanolammine – calce
ecc.)
Decarbonicatori senza rigenerazione
2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
Schema di funzionamento di un
decarbonicatore a pioggia a idrato
alcalino
Decarbonicatori funzionanti per via chimica – 2/5
Decarbonicatori a rigenerazione
a Carbonato di potassio
K2 CO3+CO2+H2O → 2KHCO3
→
Decarbonicatori funzionanti per via chimica – 3/5
Decarbonicatori ad etanolammine
Si ha formazione di carbonati
carbonatazione di bicarbonati:
e,
per
successiva
2R-NH2+CO2+H2O→(R-NH3)2CO3+cal
(R-NH3)2CO3+CO2+H2O→2R-NH3 HCO3
Vantaggi
Svantaggi
Alta capacità di assorbimento
Diminuzione dell’efficacia con il
passare del tempo
Facile rigenerazione
Necessità di riscaldare le
soluzioni per la rigenerazione
•
•
•
•
La reazione di assorbimento è
una reazione esotermica
•
Decarbonicatori funzionanti per via chimica – 4/5
• Decarbonicatore ad etalonammina a rigenerazione continua
La
riattivazione
riscaldamento
a
avviene
95
°C
mediante
attraverso
resistenze elettriche
Quando la trietanolammina è rigenerata
passa attraverso un scambiatore di
calore ed inviata di nuovo nel recipiente
superiore
Schema di funzionamento del decarbonicatore
a rigenerazione continua Hall
Decarbonicatori funzionanti per via chimica – 5/5
• Decarbonicatore ad etalonammina a rigenerazione continua
L’apparecchiatura è costituita da due sezioni distinte:
una di decarbonicazione ed
una di rigenerazione
Le fasi sono indipendenti,
ma possono essere simultanee
Schema di funzionamento del
decarbonicatore a rigenerazione
continua Bonomi
Generatori di atmosfera
Nello stesso modulo contengono un convertitore di ossigeno ed
un decarbonicatore
-
Messa a regime delle celle in tempi brevi
Rapido ristabilimento dell’atmosfera in caso di svuotamento
Possibilità di ovviare ad una non perfetta tenuta della cella
GENERATORE
Tectrol G2 Ne – x -
Bruciatore catalitico
a ciclo aperto
Decarbonicatore
a carboni attivi
Schema di funzionamento del generatore
di atmosfera TECTROL
Consumo = 2,2 kg/h di propano; 650 l/h di H2O; 1,1 kw/h di energia elettrica
Generatori di atmosfera N2-Separator - 1/2
• Si basa sulla separazione molecolare dei gas atmosferici
compressi che passano attraverso membrane polimeriche a fibre
cave
Generatori di atmosfera N2-Separator - 2/2
1) Sistema semplice
2) Assenza di parti mobili
3) Produce azoto ad alta purezza
4) Non si generano gas indesiderati
5) Non sono coinvolti combustibili
6) L’azoto è meno costoso di quello in bombole
7) Non vi è necessità di rigenerazione
Apparecchiature accessorie
Depuratore di etilene DEOXYL
-
Si basa su di un sistema di ricircolazione di aria forzata
su un letto catalitico mantenuto a circa 250 °C
C2H4+3O2→2CO2+H2
Analizzatori di O2
-
Si basano sulle proprietà paramagnetiche dell’O2
Analizzatori di CO2
-
Si basano sull’impiego di raggi infrarossi
Magazzini per la conservazione
- Strutture portanti: in cemento armato o ferro sagomato
- Pareti laterali: in muratura
- Copertura: con tegole o fibro-cemento
Magazzini per la conservazione
ad Atmosfera Controllata
Pannelli isolanti
Pannelli modulari in poliuretano di tipo a sandwich con
caratteristiche di:
-
Isolamento termico
-
Impermeabilizzazione ai gas
-
Resistenza alla pressione
Celle modulari in poliuretano
Porte isolanti
Caratteristiche principali:
- Robuste
- Maneggevoli
- Ad alta tenuta dei gas
- Munite di finestrino
Porta isolante scorrevole
munita di ruote in acciaio
Programmazione delle apparecchiature
D=
Ci − C f
Y
⋅V
D = Volume di aria da elaborare (m3)
Ci = Tasso iniziale di ossigeno nella camera (%)
Cf = Tasso finale di ossigeno nella camera (%)
Y = Diminuzione del tasso di ossigeno nel convertitore (%)
V = Volume d’aria nella camera dopo lo stoccaggio dei prodotti (m3)
D
t=
Qv
t = tempo di funzionamento (h)
D = Volume d’aria al convertitore (m3)
Qv = Portata volumetrica del ventilatore (m3/h)
Condizioni raccomandate per la conservazione
di alcuni frutti in atmosfera controllata
Prodotto
Temperatura
(°C)
U.R. (%)
CO2 (%)
O2 (%)
Conservazione
(giorni)
Mele
2,5
92-96
2-6
2-3
200-240
Pere
0
90-95
1-3
2-15
150-180
Albicocche
-1
90-97
1-3
1-12
50-60
Ciliegie
1
90-95
4-12
2-10
15-25
Pesche
0
90-95
2-10
1-11
40-60
Susine
0
90-95
3-10
1-7
15-40

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