Eliminarea etilenului în spațiile de depozitare a fructelor și legumelor

Fructele și legumele respira și după ce au fost culese. În timpul respirației, ele nu produc doar dioxid de carbon și apă, ci și etilen (C ₂H₄). Etilenul este un gaz hormonal vegetal. Scopul său este de a controla procesele legate de îmbătrânire și maturare. Când acest gaz se acumulează, fructele și legumele se descompun rapid, ceea ce în cele din urmă duce la deteriorarea calității și scăderea duratei de viață. Acest lucru poate afecta gustul, textura și aspectul fructelor și legumelor.

Cu echipamentele noastre, în funcție de capacități, oferim două metode pentru eliminarea etilenului din spațiile de depozitare a fructelor și legumelor. Eliminarea etilenului se realizează prin oxidare fotocatalitică și tehnica VUV fotolizică. Oxidarea fotocatalitică (PCO = PhotoCatalytic Oxidation) este potrivită pentru eliminarea compușilor organici volatili, inclusiv etilenului:

UVT

Utilizăm un substrat acoperit cu oxid de titaniu și un fotocatalizator în echipamentele noastre UVT montabile pe tavan, dezvoltate pentru utilizare industrială. Folosim sinergia dintre lumina UV-C și fotocatalizatorul TiO2. Pentru a circula aerul din rezervor prin echipament, sunt instalate ventilatoare. Aerul este întâmpinat mai întâi de o lumină UV-C cu efect dezinfectant, apoi trece prin un panou de catalizator care devine activ în urma luminii ultraviolete.

Acest strat de titandioksid este un semiconductor pe care îl luminemiz cu o lumină cu anumite lungimi de undă pentru a expulza electroni (e¯) în câmpul electric, lăsând găuri (h⁺) în locul lor. Găurile au un efect oxidant puternic, iar electronii au un efect redutor puternic. Radiațiile hidroxilice foarte reactive (·OH) se formează pe suprafață, în timp ce radicalii superoxidativi (·O ₂ –) se formează din oxigenul din aer. Ca rezultat, substanțele organice volatile se descompun, iar microorganismele se distrug prin distrugerea structurii lor ADN. Bacteriile și substanțele organice se mineralizează, în plus față de producerea de dioxid de carbon și apă.

Tehnica VUV-fotoliza este, de asemenea, potrivită pentru eliminarea compușilor organici volatili, inclusiv a etilenului:

Lămpile VUV cu spectru larg amplasate în camera reactoarei produc o cantitate mare de ozon din oxigenul din aer în domeniul de 185 nm. Moleculele de ozon care iese din dispozitivul R-FILTER ajunge în spațiul de depozitare a fructelor și legumelor și îl oxidează pe etilenul care apare sub formă de materie organică volatilă, bacterii, ciuperci și mucegai.

În urma tratamentului cu ozon, etilenul se oxidează în dioxid de carbon și apă:

C₂H₄ + 6O₃ → 2CO₂ + 2H₂O + 6O₂

Dispozitivele UVS și UVS-M produc ozon în interiorul sistemului de conducte de aer care asigură ventilarea depozitului. Dispozitivele UVO-C îl trimit direct în depozit, în conductele de aer de ventilare, în timp ce dispozitivele mobile UVO îl trimit direct în depozit. Dacă dispozitivul produce ozon din oxigenul din aerul din depozit, efectul luminii UV de 254 nm este de asemenea aplicabil pentru distrugerea bacteriilor, a ciupercilor și a mucegaiului. Ozonul are un miros acru și cloriform. Efectul său oxidant irită puternic căile respiratorii. Limitele de expunere la ozon la locul de muncă permise în cadrul unei comparații internaționale:

• 0,1 ppm (0,2 mg/m³) pentru o zi de lucru de 8 ore
• 0,2 ppm (0,4 mg/m³) în cazul unei perioade de până la 15 minute

Conținutul de ozon pentru descompunerea etilenului depinde de dimensiunea depozitului, utilizarea preconizată și tipul fructelor și legumelor; conform datelor din literatura de specialitate, acesta poate fi deja eficient la o concentrație de 0,1-0,3 ppm. Depozitele sunt, în general, situate în zone cu umiditate ridicată. Ozonul se descompune rapid în zonele cu umiditate ridicată, iar acesta trebuie eliminat rapid din întreaga zonă. În ceea ce privește eliminarea etilenului, există diferențe între cele două metode descrise mai jos::

• Eliminarea etilenului în timpul tratamentului cu fotoliză VUV este mult mai rapidă decât în cazul PCO. Motivul este că fotocatalizația se produce în principal pe suprafața catalizatorului, în timp ce fotoliza are loc în fază gazdă. Ca rezultat, fotolizarea VUV produce o eliminare a etilenului mai rapidă și mai eficientă.
• Conținutul ridicat de umiditate relativă sporește oxidarea etilenului în tehnica fotolizei, spre deosebire de PCO. Ozonul are un efect dezinfectant în aer, chiar și în concentrații foarte mici, dar este perceput și ca un agent dezinfectant în aer în cazul microorganismelor prezente în acesta. Sterilizarea cu ozon este eficientă doar asupra celulelor suficient hidratate.
• Temperatura mai scăzută împiedică doar oxidarea etilenului în tehnica fotolizei.
• Asigurarea tratamentului fotolizic este o procedură care necesită o mare atenție. În timpul tratamentului, trebuie luate în considerare limitele permise de expunere la ozon la locul de muncă. Depozitul trebuie să fie ventilat după tratament. Consultați instrucțiunile de utilizare ale dispozitivelor pentru informații privind siguranța.

Referință:
[1]: Eficacitatea sistemelor de fotocataliză și fotoliză pentru eliminarea etilenului în condiții diferite de depozitare
Biologie și tehnologie post-colhective, volumul 147, 2019
Namrata Pathak, ……, Promod V. Mahajan