Impianti ad atmosfera controllata per la conservazione degli ortofrutticoli freschi

Transcript

1 Impianti ad atmosfera controllata per la conservazione degli ortofrutticoli freschi

2 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

3 Perché conservare in AC TRASPIRAZIONE Succo cellulare ETILENE Vapore d acqua di traspirazione Produzione di C 2 H 4 RESPIRAZIONE Sostanza organica - Acqua Ossigeno - Anidride carbonica - Calore + - Vapor d acqua di respirazione - CO 2 di respirazione - Calore di respirazione

4 Vantaggi dell impiego della AC 1. Ritardo della senescenza 2. Riduzione della sensibilità all azione dell etilene 3. Diminuzione delle fisiopatie 4. Diminuzione della crescita fungina 5. Controllo degli insetti

5 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

6 Apparecchiature per la realizzazione delle atmosfere controllate Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O 2 Apparecchiature atte a ridurre il tasso di CO 2 Generatori di atmosfere Assorbitori di etilene Apparecchiature per l analisi ed il controllo delle atmosfere controllate

7 Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O 2 Convertitore di O 2 Deoxo tipo Sulzer - 1/2 Combustione catalitica senza fiamma del propano a circa 350 C C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O + calore Caratteristiche: - Apparecchiatura a ciclo chiuso - Consumo di C 3 H 8 : 1 kg/h - Consumo di energia elettrica: 3 kw/h - H 2 O per il raffreddamento: 1,5 m 3 /h

8 Apparecchiature atte a ridurre il tasso di O 2 Convertitore ad ammoniaca - 2/2 NH 3 scaldato a 900 C N 2 + 3H 2 2N 2 + 6H + 3O 2 2N 2 + 6H 2 O Ossigeno dell aria proveniente dalla cella

9 Apparecchiature atte a ridurre il tasso di CO 2 - Per via fisica - Per via chimica: - A rigenerazione - Senza rigenerazione

10 Decarbonicatori funzionanti per via fisica Trattengono la CO 2 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 CO 2 /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 CO 2 anche se presente in basse concentrazioni - alti consumi - fissano anche il vapor d acqua

11 Decarbonicatori funzionanti per via chimica 1/5 Utilizzano sostanze capaci di fissare la CO 2 (idrato di sodio carbonato di potassio etanolammine calce ecc.) Decarbonicatori senza rigenerazione 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 +H 2 O Schema di funzionamento di un decarbonicatore a pioggia a idrato alcalino

12 Decarbonicatori funzionanti per via chimica 2/5 Decarbonicatori a rigenerazione a Carbonato di potassio K 2 CO 3 +CO 2 +H 2 O 2KHCO 3

13 Decarbonicatori funzionanti per via chimica 3/5 Decarbonicatori ad etanolammine Si ha formazione di carbonati e, per successiva carbonatazione di bicarbonati: 2R-NH 2 +CO 2 +H 2 O (R-NH 3 ) 2 CO 3 +cal (R-NH 3 ) 2 CO 3 +CO 2 +H 2 O 2R-NH 3 HCO 3 Vantaggi Alta capacità di assorbimento Svantaggi 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

14 Decarbonicatori funzionanti per via chimica 4/5 Decarbonicatore ad etalonammina a rigenerazione continua La riattivazione avviene mediante riscaldamento a 95 C 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

15 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

16 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

17 Schema di funzionamento del generatore di atmosfera TECTROL Consumo = 2,2 kg/h di propano; 650 l/h di H 2 O; 1,1 kw/h di energia elettrica

18 Generatori di atmosfera N 2 -Separator - 1/2 Si basa sulla separazione molecolare dei gas atmosferici compressi che passano attraverso membrane polimeriche a fibre cave

19 Generatori di atmosfera N 2 -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

20 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 Analizzatori di O 2 C 2 H 4 +3O 2 2CO 2 +H 2 - Si basano sulle proprietà paramagnetiche dell O 2 Analizzatori di CO 2 - Si basano sull impiego di raggi infrarossi

21 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

22 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

23 Caratteristiche principali: - Robuste - Maneggevoli - Ad alta tenuta dei gas - Munite di finestrino Porte isolanti Porta isolante scorrevole munita di ruote in acciaio

24 Programmazione delle apparecchiature D = C i C Y f V D = Volume di aria da elaborare (m 3 ) C i = Tasso iniziale di ossigeno nella camera (%) C f = 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 (m 3 ) t = D Q v t = tempo di funzionamento (h) D = Volume d aria al convertitore (m 3 ) Q v = Portata volumetrica del ventilatore (m 3 /h)

25 Condizioni raccomandate per la conservazione di alcuni frutti in atmosfera controllata Prodotto Temperatura ( C) U.R. (%) CO 2 (%) O 2 (%) Conservazione (giorni) Mele 2, Pere Albicocche Ciliegie Pesche Susine